Un método de recepción de tramas por un dispositivo (13, 14, 15,

20) en una red de comunicaciones, en el que el dispositivo (13, 14, 15, 20) tiene un primer y un segundo controlador de red (3a, 3b) conectados respectivamente a una primera y a una segunda línea (1a, 1b) para la recepción de tramas (100a, 100b, 100s) enviadas por un dispositivo de envío (11, 12, 30, 31) a través de la red, que comprende, - la determinación de si una trama (100a, 100b, 100s) recibida a través de una de entre la primera y la segunda línea (1a, 1b) es una trama única (100s) transmitida a través de una línea (1a, 1b) solamente o si la trama es una trama redundante de un par de dos tramas redundantes (100a, 100b) transmitidas respectivamente a través de la primera línea (1a) y la segunda línea (1b) de acuerdo con un protocolo de redundancia, - si se determina que la trama es una trama redundante, la determinación de si la trama es una primera trama o una segunda trama de un par de dos tramas redundantes (100a, 100b), y - el envío de la trama (100a, 100s) para un procesamiento adicional a menos que se determine que la trama es una segunda trama (100b), la etapa de determinación de si la trama es una trama única o redundante comprende, - el cálculo, por parte del dispositivo (13, 14, 15, 20), de un identificador de redundancia basándose en la trama tal como se recibe, identificador de redundancia que comprende una longitud, una función de hash o una suma de comprobación de la trama, y - la comparación de este identificador de redundancia calculado con un identificador de redundancia incluido en un campo (203, 204) añadido a una trama redundante en el dispositivo de envío como parte del protocolo de redundancia para las tramas redundantes y ausente en la trama única (100s)

ºººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººDºººººººººº CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere al campo de las redes de comunicación en aplicaciones tales como el control de vehículos, control de conducción o automatización de subestaciones. Parte de un método de recepción de tramas por parte de un dispositivo receptor en una red de comunicación que comprende al menos dos redes elementales o enlaces físicos para la transmisión de tramas redundantes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Para aumentar la disponibilidad de las redes de datos en aplicaciones vitales o en otra forma críticas tales como el control de vehículos, control de conducción o automatización de subestaciones, se requiere una redundancia. Básicamente, esta última se puede proporcionar mediante la duplicación de las líneas de comunicación, por ejemplo las líneas eléctricas u ópticas de transmisión, así como al menos la capa física de la pila de protocolos correspondientes. En tanto que el envío de información duplicada generalmente no representa un obstáculo importante para una implementación sencilla, la recepción y manejo de información duplicada puede requerir disposiciones especiales.

La norma de comunicación IEC 61375, con la finalidad de mejorar la disponibilidad para permitir su uso en vehículos ferroviarios, especifica dos redes elementales físicamente independientes e introduce una redundancia trama a trama, en la que un remitente envía tramas redundantes simultáneamente a través de las dos líneas y un receptor recibe principalmente los datos sobre una línea mientras observa la otra. La Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos US 2003/0147377 A1 aplica ese principio a redes de comunicación del tipo Ethernet full-duplex conmutadas redundantes. Con la finalidad de filtrar duplicados, el remitente añade un campo identificador a las tramas antes del envío de tramas idénticas a través de ambas redes elementales. Un receptor acepta una trama solamente si su identificador no se ha recibido previamente a través de la otra red, es decir se rechazan los duplicados en la capa del enlace. El identificador es un número de trama continuo o un valor del contador de la secuencia de tramas sucesivas que se reinicia desde cero tras una cuenta determinada como se describe por ejemplo por la norma IEEE 802.2. Una ventana de tiempo dado delimita el tiempo para la aceptación de una trama. Para mantener el encabezamiento de la trama de la norma de Protocolos de Internet (IP), el contador de secuencias se inserta preferiblemente entre el contenido útil y la secuencia de comprobación.

El método anteriormente mencionado funciona bien dentro de un entorno cerrado en el que todos los dispositivos se espera que inserten un contador de secuencia en las tramas. Sin embargo, en particular en el área de la automatización de subestaciones, a menudo se conectan dispositivos de terceros y/o dispositivos móviles tales como ordenadores portátiles de ingeniería solamente a una de las dos líneas redundantes y no tiene conocimiento del protocolo de redundancia particular usado por la mayoría de los dispositivos en la red. En este caso, los receptores se enfrentan tanto a tramas que llevan un contador de secuencia como a tramas que no llevan un contador de secuencia. En este caso, los receptores podrían o bien interpretar el campo que comprende el contador de secuencia y anexionarlo a las tramas antiguas como un error o bien eliminarlo como un relleno. En tanto que los protocolos TCP y UDP son capaces de manejar este caso, otros protocolos podrían rechazar la trama realmente. Para evitar esto, se requeriría un trabajo extenso y procedimientos de configuración del dispositivo que determinen para cada dispositivo si obedece o no al protocolo de redundancia antes de la comunicación de cualquier dato. Además, un problema general de las tramas Ethernet reside en el hecho de que en algunos casos no hay información fiable sobre la longitud de la trama. Por lo tanto, el truncado de una trama podría dar como resultado en algunos casos una suma de comprobación correcta, conduciendo a un error sin detectar.

El documento EP 854 610 describe un método de redundancia Ethernet sin permutación para el intercambio de datos de medición y comandos de control. El método descarta duplicados (es decir tramas redundantes) en una sección de control de bajo nivel del dispositivo receptor por medio de un identificador de datos, pero no proporciona una detección activa de tramas únicas desprovistas de dicho identificador de datos. En detalle, los datos de transmisión única dirigidos a un dispositivo receptor se almacenan en un área de recepción de una sección de memoria temporal. En la etapa posterior de comprobación, si se han recibido ya datos idénticos a través de las líneas de comunicación del sistema redundante, no se halla tal dato idéntico y los datos únicos se envían realmente a la cola de recepción respectiva así como a la aplicación de nivel superior. Después de algún tiempo, el proceso de anormalidades elimina los datos únicos de la cola de recepción, con respecto a estos no duplicados se recibirán dentro de un período de expiración predeterminado. La aparición de datos únicos se trata como un caso raro de comportamiento anormal y el método procesa inherentemente los datos únicos hacia el nivel superior de la aplicación sin considerar incluso la identificación de los datos únicos en la sección de control de bajo nivel del dispositivo de recepción. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Por lo tanto es un objetivo de la invención permitir, con limitado o nulo esfuerzo de configuración, un dispositivo de envío que se conecta a una o dos líneas de una red de comunicación redundante y enviar tramas a un dispositivo receptor conectado a ambas líneas y preparado para recibir tramas redundantes enviadas a través de ambas líneas. Este objetivo se consigue mediante un método de recepción de tramas y un programa de ordenador de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 9. Las realizaciones preferidas adicionales son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes de la patente.

De acuerdo con la invención, el dispositivo receptor realiza una discriminación o diferenciación entre tramas no redundantes o únicas transmitidas solamente a través de una línea y tramas redundantes o duplicadas trasmitidas, o que al menos se han intentado transmitir, sobre ambas líneas. Cualquier trama identificada como una trama única, de la cual no exista duplicado, se envía directamente para procesamiento adicional. Cualquier trama identificada como una trama redundante, transmitida de acuerdo con un cierto protocolo de redundancia, se comprueba posteriormente con relación a duplicados que se hayan recibido anteriormente. Si este último no es el caso, la trama redundante se identifica como una primera trama y se envía para procesamiento adicional. En caso contrario, la trama redundante se identifica como una segunda trama o posterior y se ignora, mientras que no obstante se puede derivar alguna información de esta recepción. Así, el dispositivo de recepción es capaz de comunicar a través de una red de comunicación con dispositivos de envío que implementan, así como con dispositivos de envío que no obedecen a, un protocolo de redundancia

particular.

Mientras que la discriminación anteriormente mencionada se podría realizar en cualquier capa de protocolo de la pila de protocolos implementada en el receptor, la identificación y eliminación de las segundas tramas en la capa del enlace de datos ahorra ventajosamente a las capas de protocolos posteriores la ejecución de tareas adicionales relacionadas con el rechazo de duplicados. Sin embargo, dado que en el caso de duda acerca de su redundancia o tramas de origen se envían a una capa de protocolo posterior, no se descarta ni se omite accidentalmente ninguna trama. La capa de protocolo posterior puede ser una capa de nivel más alto que inspecciona adicionalmente las tramas dudosas enviadas o puede ser una capa adicional única de enlace de un dispositivo de redundancia o de relevo que envía tramas enviadas a través de una línea adicional, única o un bus no redundante.

En el dispositivo de envío se añade un identificador de redundancia a las dos tramas redundantes como parte del protocolo de redundancia. El identificador de redundancia se calcula en base a la trama a transmitir y se compara con un identificador de redundancia calculado en el dispositivo receptor basándose en la trama recibida. Esto permite que se alcance un alto nivel de confianza con...

1. Un método de recepción de tramas por un dispositivo (13, 14, 15, 20) en una red de comunicaciones, en el que el dispositivo (13, 14, 15, 20) tiene un primer y un segundo controlador de red (3a, 3b) conectados respectivamente a una primera y a una segunda línea (1a, 1b) para la recepción de tramas (100a, 100b, 100s) enviadas por un dispositivo de envío (11, 12, 30, 31) a través de la red, que comprende,

- la determinación de si una trama (100a, 100b, 100s) recibida a través de una de entre la primera y la segunda línea (1a, 1b) es una trama única (100s) transmitida a través de una línea (1a, 1b) solamente o si la trama es una trama redundante de un par de dos tramas redundantes (100a, 100b) transmitidas respectivamente a través de la primera línea (1a) y la segunda línea (1b) de acuerdo con un protocolo de redundancia, -si se determina que la trama es una trama redundante, la determinación de si la trama es una primera trama o una segunda trama de un par de dos tramas redundantes (100a, 100b), y -el envío de la trama (100a, 100s) para un procesamiento adicional a menos que se determine que la trama es una segunda trama (100b),

la etapa de determinación de si la trama es una trama única o redundante comprende, -el cálculo, por parte del dispositivo (13, 14, 15, 20), de un identificador de redundancia basándose en la trama tal como se recibe, identificador de redundancia que comprende una longitud, una función de hash o una suma de comprobación de la trama, y -la comparación de este identificador de redundancia calculado con un identificador de redundancia incluido en un campo (203, 204) añadido a una trama redundante en el dispositivo de envío como parte del protocolo de redundancia para las tramas redundantes y ausente en la trama única (100s).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de determinación de si la trama es una trama única o redundante se ejecuta en una capa de mezcla (5) de la pila de protocolos del dispositivo (13,

14, 15), en la que la capa de mezcla (5) recibe tramas de dos controladores de la capa de enlace (4a, 4b) conectados a los controladores de red (3a, 3b) y envía las tramas identificadas como única y primera (100s, 100a) a una capa posterior (7, 8, 4s) para un procesamiento adicional.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de mezcla (5) presenta una interfaz única de enlace a red (6) hacia una capa del protocolo de nivel más alto (7, 8).

4. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de mezcla (5) envía las tramas identificadas como única y primera (100s, 100a) a través de un controlador único (3s) a una línea única o a un bus no redundante (1s).

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el identificador de redundancia es la longitud de la trama (203) de la trama redundante (100a, 100b).

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de determinación de si la trama es una primera trama o una segunda trama del par de dos tramas redundantes (100a, 100b) comprende

- la comparación de un valor de contador (CCB) comprendido en un campo (201) añadido a ambas tramas redundantes del par como parte del protocolo de redundancia en el dispositivo de envío (11), con una ventana de descarga (CSA1-CNA1) mantenida en el dispositivo receptor

(13) para el dispositivo de envío (11), en el que la ventana de descarga comprende un número de valores de contador sucesivos que preceden al siguiente número de secuencia esperado CN no recibido aún.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque se mantienen ventanas de descarga separadas en el dispositivo receptor (13) para ambas líneas (1a, 1b) y cada dispositivo de envío (11, 12).

8. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los dos controladores de red (3a, 3b) son controladores

Ethernet y por que la red de comunicación sirve para la finalidad de automatización de subestaciones.

9. Un programa de ordenador para la recepción de tramas por parte de un

5 dispositivo receptor (13, 14) en una red de comunicaciones, programa de ordenador que se puede cargar y ejecutar en una unidad de procesamiento de datos y programa de ordenador que, cuando se ejecuta mediante una unidad de procesamiento de datos, realiza el método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.