Sistema y procedimiento para transferir paquetes de datos a través de un sistema de comunicación.

Un primer puerto de comunicación en un sistema de comunicación síncrono formado como una red en anillo de dos o más puertos acoplados en forma de cadena en batería entre sí

, estando el primer puerto de comunicación configurado para generar tramas que presentan al menos

- un campo de dirección de destino,

- un campo de datos,

- un identificador de arranque, y

- un campo de reconocimiento preventivo, estando dicho campo de reconocimiento preventivo situado delante de dicho campo de datos y siendo utilizado para ofrecer informaciones acerca del estado de la memoria tampón de recepción de un segundo puerto de comunicación que recibe las tramas del primer puerto de comunicación, estando el primer puerto de comunicación configurado además para

- la recepción y verificación del campo de reconocimiento preventivo para las modificaciones por el segundo puerto y

- la prosecución o el cese del envío del resto de la trama dependiendo del estado de la memoria tampón, según se ha previamente codificado por el segundo puerto de comunicación dentro del campo de reconocimiento preventivo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/001367.

Solicitante: Microchip Technology Germany GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Friedrichshafener Str. 3 82205 Gilching ALEMANIA.

Inventor/es: HECK, PATRICK, MUELLER,RAINER P, HO,HORACE C, KNAPP,DAVID, ROLFES,KEVIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L12/56

PDF original: ES-2541544_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento para transferir paquetes de datos a través de un sistema de comunicación Campo de la invención La invención se refiere a un sistema de comunicación, a unos puertos de un sistema de comunicación síncrono y a un procedimiento para la comunicación en un sistema de comunicación síncrono, estando conformado el sistema de comunicación síncrono como una red en anillo de dos o más puertos acoplados en forma de cadena en batería entre sí para hacer posible la comunicación.

Descripción de la técnica relacionada Es, en términos generales, conocido un sistema de comunicación como sistema que permite la comunicación entre nodos interconectados por una línea de transmisión. Cada nodo puede transmitir informaciones y recibir informaciones a través de la línea de transmisión. El sistema de comunicación de nodos interconectados puede estar organizado de acuerdo con diversas estructuras topológicas como por ejemplo una barra colectora, un sistema en anillo, un sistema en estrella, o un sistema de topología en árbol o en una combinación de estos.

Una red de configuración topológica en barra colectora es en general considerado como lineal. Las transmisiones procedentes de un nodo se propagan a lo largo de la línea de transmisión y son recibidas por todos los demás nodos conectados a esa barra colectora. Una red de configuración topológica en anillo, sin embargo, está compuesta, en términos generales, por una serie de nodos conectados entre sí mediante unos enlaces de transmisión unidireccionales para formar un único bucle cerrado. Ejemplos de una red en anillo se describen en el estándar 802.5 del IEEE y en la Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra (FDDI) .

La línea de transmisión entre los nodos puede ser cableada o inalámbrica, por ejemplo, hilo de cobre, fibra óptica o un medio de transmisión inalámbrico para la línea de transmisión escogida respectivamente.

Un sistema de transmisión, para aplicaciones en tiempo real o para transferir datos de transmisión de flujo síncronos deben presentar una latencia baja y una sobrecarga reducida.

La Ethernet y el estándar 802.03 del IEEE especifican un protocolo específico en el cual los paquetes de datos pueden ser enviados entre sistemas informáticos. La Ethernet puede detectar múltiples colisiones de acceso y puede arbitrar cuál sea el dispositivo de fuente que obtendrá el dominio a lo largo de la línea de transmisión. La Ethernet opera en los niveles más bajos del modelo de referencia de la OSI, normalmente reservados para los enlaces de datos y las capas de enlaces físicos. El protocolo Ethernet especifica un formato de tramas concreto de un preámbulo, seguido por una dirección de destino y una dirección de fuente y a continuación, por la carga útil de datos. Los datos son, en general, codificados en una estructura de codificación 4B/5B u 8B/10B antes de que los datos sean enviados a través de una línea de transmisión de pares coaxiales o torsionados. Tras la detección de una colisión, una señal de atasco es transmitida para informar a otros nodos de que se ha producido una colisión. Un concentrador o un repetidor enviará la señal de atasco a todos los puertos informando con ello a los demás nodos acerca de la colisión y forzándolos a esperar hasta la siguiente transmisión. La finalidad de esta señal de atasco es extender es una colisión de manera significativa para que los demás nodos de la red cesen de transmitir. El atasco también se utiliza en el caso de una congestión. Es una tentativa de eliminar la pérdida de tramas dentro de un nodo mediante la aplicación de una "presión trasera" hacia otros nodos que consumen la capacidad de la memoria tampón del nodo. Una manera de llevar esto a cabo es que un nodo emita una señal de atasco de Ethernet cuando las memorias tampón se llenan más allá de un nivel de umbral. La utilización de la señal de atasco de Ethernet hace que una red sea más bien imprecisa, en cuanto el retardo forzado de la transmisión es un retardo fijo mínimo que permite que todos los demás nodos cesen la transmisión además de un tiempo de retardo aleatorio determinado. Así mismo, un nodo lento único puede ralentizar la totalidad de la red.

A. Tanenbaum, "Redes Informáticas", 2003, páginas 333 -336 divulga una trama de acuerdo con el estándar 802.1Q del IEEE, en el que son insertados campos adicionales dentro de una trama para señalar las informaciones VLAN de conmutación.

Stallings W.: "Manual de Conmutaciones Informáticas -LAN", 31 de diciembre de 2003, página 160 -1612, divulga unas tramas del estándar 802.5 del IEEE que presentan un bit de control de acceso que contiene los bits de prioridad y reserva que son utilizados en el mecanismo de prioridad y el bit monitor utilizado en el mecanismo de mantenimiento del anillo.

El documento US 6, 170, 022 divulga un mecanismo para manipular sobrecargas de red mediante el envío de mensajes a los nodos de red individuales de acuerdo con el nodo generado.

El documento US 2003/0156542 divulga un anillo de muestra en el que una trama es enviada desde un punto terminal (140) hasta un conmutador y, en último término, hasta un punto terminal (120) que incluye una indicación de congestión.

Sumario de la invención El problema que debe ser resuelto por la invención es la mejora del rendimiento de comunicación en sistemas de comunicación según lo descrito con anterioridad. En especial, debe reducirse al mínimo la latencia y la sobrecarga con respecto a la técnica anterior.

Soluciones al problema se describen en las reivindicaciones independientes 1, 2 y 8.

Para la sincronización del flujo de datos puede ser enviado un preámbulo, antes del identificador de arranque. El propio identificador de arranque puede comprender un byte de arranque de acuerdo con el estándar Ethernet, pero cualquier otro tamaño puede ser apropiado.

El campo de dirección de destino comprende una dirección singular para identificar el receptor de la trama. Como alternativa, el campo de dirección puede contener una pluralidad de direcciones, una dirección de multidifusión o de radiodifusión. El campo de la dirección de destino puede tener una longitud de 6 bytes de acuerdo con el estándar Ethernet.

El campo de reconocimiento preventivo es utilizado para proporcionar las informaciones arbitrarias acerca de la memoria tampón del receptor al transmisor. Puede comprender únicamente un solo bit, como alternativa puede comprender un byte o un número indeterminado de bits. El campo de reconocimiento preventivo es también designado como campo PACK. Su función se analizará con detalle más adelante.

El campo de datos es generalmente designado como la carga útil de la trama, mientras que los campos precedentes, esto es, el identificador de arranque, la dirección de destino y el byte de reconocimiento preventivo son también designados como cabecera. El campo de datos puede presentar una longitud fija o variable. También puede existir un identificador de la longitud en la cabecera. En el estándar de Ethernet dicho identificador es implementado con dos bytes de longitud y que especifican la longitud del campo de datos en bytes. Así mismo, de acuerdo con el estándar Ethernet, el campo de datos puede tener un tamaño de 38 a 1500 bytes. Por supuesto, puede escogerse cualquier otro tamaño cuando sea apropiado. De modo opcional, puede existir una pluralidad de campos de datos.

El campo de datos puede ir seguido por una cola, la cual puede ser una suma de control, por ejemplo 4 bytes en el estándar Ethernet.

Todos los campos descritos con anterioridad son necesarios en la invención, con la excepción del campo de datos. Por supuesto una trama sin ningún campo de datos y, por tanto, ninguna... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un primer puerto de comunicación en un sistema de comunicación síncrono formado como una red en anillo de dos o más puertos acoplados en forma de cadena en batería entre sí, estando el primer puerto de comunicación configurado para generar tramas que presentan al menos -un campo de dirección de destino, -un campo de datos, -un identificador de arranque, y -un campo de reconocimiento preventivo, estando dicho campo de reconocimiento preventivo situado delante de dicho campo de datos y siendo utilizado para ofrecer informaciones acerca del estado de la memoria tampón de recepción de un segundo puerto de comunicación que recibe las tramas del primer puerto de comunicación, estando el primer puerto de comunicación configurado además para -la recepción y verificación del campo de reconocimiento preventivo para las modificaciones por el segundo puerto y -la prosecución o el cese del envío del resto de la trama dependiendo del estado de la memoria tampón, según se ha previamente codificado por el segundo puerto de comunicación dentro del campo de reconocimiento preventivo.

2. Un sistema de comunicación que presenta al menos un primer puerto de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1 y un segundo puerto de comunicación que está configurado para codificar las informaciones acerca del estado de la memoria tampón en el campo de reconocimiento preventivo de la trama generada por el primer puerto de comunicación.

3. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el segundo puerto de comunicación está configurado para modificar dicho campo de reconocimiento preventivo en una trama recibida a partir de dicho primer puerto para el caso de que dicha memoria tampón de trama pueda almacenar una trama completa y para no modificar dicho campo de reconocimiento preventivo para el caso de que dicha memoria tampón de trama esté completa o al menos haya alcanzado un determinado límite.

4. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el segundo puerto de comunicación está configurado para modificar de manera diferente dicho campo de reconocimiento preventivo en una trama recibida a partir de dicho primer puerto para el caso de que dicha memoria tampón de trama esté completa o haya al menos llegado a un cierto límite.

5. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el segundo puerto de comunicación sirve para codificar un tiempo de retardo dentro de dicho campo de reconocimiento preventivo, que se calcula por el segundo puerto de forma que se espera que la memoria tampón quede vaciada después de este tiempo de retardo.

6. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el primer puerto de comunicación está configurado para transmitir otras tramas o para incrementar la tasa de tramas, para el caso de que dicho campo de reconocimiento preventivo señale que dicha memoria tampón de trama del segundo puerto pueda almacenar una trama completa.

7. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 2, en el que 45 el primer puerto de comunicación está configurado para o bien retardar otra transmisión de tramas o bien para reducir la tasa de tramas, para el caso de que dicho campo de reconocimiento preventivo haya sido modificado por dicho segundo puerto que señala que dicha memoria tampón de trama del segundo puerto no puede almacenar una trama completa.

8. Procedimiento para la comunicación en un sistema de comunicación síncrona formado como una red en anillo de 50 dos o más puertos acoplados en una forma en batería entre sí, entre un primer puerto y un segundo puerto, estando los puertos conectados por una línea de transmisión, en el que 7

i. el primer puerto a) genera una trama, con una cabecera que comprende al menos un campo de dirección de destino y un campo de reconocimiento preventivo, b) el arranque del envío de la trama por medio de la línea de transmisión hasta el segundo puerto,

ii. el segundo puerto a) recibe al menos la cabecera con el campo de dirección de destino y el campo de reconocimiento preventivo, b) codifica las informaciones acerca del estado de su memoria tampón en el campo de reconocimiento preventivo, c) envía la cabecera anteriormente recibida con el campo de reconocimiento preventivo que acarrea las informaciones acerca del estado de la memoria tampón al primer puerto, iii. el tercer puerto a) descodifica las informaciones acerca del estado de la memoria tampón del segundo puerto a partir del campo de reconocimiento preventivo, b) prosigue con el envío de la trama dependiendo de las informaciones acerca del estado de la memoria tampón del segundo puerto.

2.

9. Procedimiento para la comunicación de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las tramas generadas por el primer puerto presentan además:

- un identificador de arranque, y -un campo de datos 25