Procedimiento y dispositivo para la transmisión orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad.

Procedimiento para la transmisión orientada a paquetes de datos (11,

11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad en la técnica de gestión de edificios, la industria de procesos, la industria de fabricación, el transporte de personas y/o el funcionamiento de una instalación de automatización, en el que se tiene que, además de los datos (11, 11b, 12, 12b) de un respectivo paquete relevantes para la seguridad, se transmite cada vez únicamente una información redundante (21, 21b) basada en todos los datos de este paquete, en el que los datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad y la respectiva información redundante (21, 21b) que se basa en estos datos se transmiten en respectivos paquetes diferentes (1, 1b, 2, 2b), en el que el paquete de datos (1, 1b) que comprende los datos relevantes para la seguridad comprende datos útiles (11, 11b) y datos de control (12, 12b) en calidad de datos relevantes para la seguridad, y en el que se comprueba por abonados de comunicación el funcionamiento impecable de un abonado contrario mediante el control de la vía de transmisión a través de cadenas de pasos y por efecto de un respectivo intercambio de bloques de datos de control.

Procedimiento y dispositivo para la transmisión orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad.

La invención concierne a un procedimiento y a dispositivos para la transmisión orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad.

Particularmente en la transmisión de datos relevantes para la seguridad por un medio no securizado, tal como, por ejemplo, por una red y/o un sistema de bus convencionales, se añade en general a tales datos una redundancia de alto valor de modo que casi todos los errores estadísticos y sistemáticos del sistema de transmisión total no tengan una repercusión negativa sobre la integridad de los datos y se satisfagan altos requisitos técnicos de seguridad en cuanto a la comunicación entre abonados de red y/o de bus individuales.

Usualmente, esto se realiza mediante una ampliación de los datos relevantes para la seguridad con un valor de securización de los datos que se genera basándose en datos relevantes para la seguridad y que, de conformidad con el respectivo protocolo, se anexan a los datos relevantes para la seguridad de un paquete de datos que se debe transmitir.

En la publicación de patente alemana DE 100 65 907 A1 se revela, por ejemplo, un procedimiento que se basa en el principio generalmente conocido de una "redundancia con comparación cruzada". En este caso, se tratan con información redundante en el lado del emisor unos datos relevantes para la seguridad puestos a disposición en un solo canal o en dos canales, según la clase de aplicación, efectuándose este tratamiento por duplicado, es decir, en dos paquetes de datos e independientemente uno de otro, y se transmiten estos datos a través de enlaces separados o bien se transmiten temporalmente uno tras otro a través de un enlace con el lado de recepción. Según la aplicación, el contenido de datos de uno de los dos paquetes de datos tratados dirigidos a la seguridad puede presentar también datos invertidos u otros entrelazamientos adicionales para reconocer también, por ejemplo, errores sistemáticos en los emisores, receptores y/u otras unidades de retransmisión de los datos. Además, se ha previsto según esta publicación comprobar de forma cruzada en el lado del emisor y/o en el lado del receptor el grado de corrección de los dos paquetes de datos tratados analizando para ello la respectiva redundancia agregada dentro de los paquetes de datos.

El mensaje completo dirigido a la seguridad según el estado de la técnica está estructurado entonces, por ejemplo, según la figura 3 adjunta, en donde el mensaje dirigido a la seguridad comprende consecuentemente dos paquetes de datos 3 y 3'. Según la figura 3, los datos relevantes para la seguridad, aparte de los datos útiles propiamente dichos, contienen también datos de control adicionales, comprendiendo cada uno de los paquetes de datos 3 y 3' estos datos con el mismo contenido de información, pero con codificación diferente. Además, cada paquete de datos 3 ó 3' contiene un bloque de información redundante CRC o CRC generado en base a los datos relevantes para la seguridad.

Sin embargo, una desventaja esencial de este procedimiento en sí conocido según el estado de la técnica reside especialmente en la mala relación de longitud de datos útiles a longitud de datos totales, la cual empeora cada vez más al disminuir el número de datos útiles a transmitir por cada paquete de datos, tal como éste se proporciona, por ejemplo, en el Interbus.

Se conoce por "A Hybrid ARQ Scheme with Parity Retransmission for Error Control of Satellite Channels", IEEE, Junio de 1982, páginas 1701-1719, un llamado sistema ARQ híbrido que representa una combinación de un esquema ARQ convencional y un esquema FEC y que es adecuado especialmente para control de errores en sistemas de comunicación de datos a alta velocidad con tiempos de circulación significativos, tal como en una transmisión por satélite. Por tanto, este procedimiento no es adecuado para una transmisión de datos relevantes para la seguridad, ya que aquí se tiene que reaccionar eventualmente con una extremada proximidad en el tiempo.

El documento US 2002/0133780 revela un procedimiento de transmisión de datos en el que se transmiten datos y una redundancia basada en estos en paquetes diferentes.

Por tanto, un problema de la invención consiste en proporcionar un modo de transmisión orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad, que sea nuevo y esté mejorado frente al estado de la técnica anteriormente indicado y con el cual, garantizando también una tasa de datos útiles sensiblemente mejorada, se asegure una protección de alta calidad frente a errores estadísticos y sistemáticos en un medio de transmisión no securizado.

La solución del problema según la invención viene dada ya de una manera sumamente sorprendente por un procedimiento con las características de la reivindicación 1, un dispositivo con las características de la reivindicación 10 y un sistema de transmisión con las características de la reivindicación 20.

Formas de realización o perfeccionamientos ventajosos y/o preferidos son objeto de las respectivas reivindicaciones

subordinadas.

Por tanto, según la invención, para la transmisión orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad, especialmente empleando al menos un sistema de transmisión que comprende una red y/o un sistema de bus en paralelo y/o en serie con al menos un abonado conectado a ellos, se ha previsto que se transmitan en paquetes diferentes los datos relevantes para la seguridad y una información redundante basada en dichos datos relevantes para la seguridad.

En consecuencia, es de importancia esencial que se garantice una protección de alta calidad frente a errores estadísticos y sistemáticos, especialmente en el caso de una transmisión a través de un medio no securizado, a una tasa de datos útiles sensiblemente mejorada.

Por tanto, la invención prevé de manera conveniente la habilitación de un dispositivo para la transmisión orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad entre al menos dos abonados de red y/o de bus, que presenta medios dispuestos en el lado del emisor para la incrustación orientada a paquetes de datos relevantes para la seguridad e información redundante asociada en diferentes paquetes y/o medios dispuestos en el lado de recepción que están concebidos para comprobar la transmisión exenta de errores de datos relevantes para la seguridad en base a datos relevantes para la seguridad incrustados en paquetes diferentes y a información redundante asociada.

Por tanto, la invención hace posible, además, que únicamente sean necesarios medios para generar, transmitir y comprobar una única unidad de información redundante para cada unidad de datos relevante para la seguridad, lo que conduce a una sensible simplificación en el procesamiento de datos, especialmente de equipos o abonados de entrada y/o salida, basados en la seguridad, de una red y/o un bus de transmisión.

Para garantizar que se reconozcan sustancialmente todos los errores estadísticos y sistemáticos en el sistema de transmisión se ha previsto de manera ventajosa un equipo de codificación con el cual se puede codificar correspondientemente la información redundante.

En un perfeccionamiento especialmente preferido la invención propone utilizar para la información redundante un valor de securización de datos que contenga una suma de verificación calculada en función de los datos relevantes para la seguridad.

Esta suma de verificación se puede elegir aquí, por ejemplo, empleando un polinomio para que, de una manera especialmente preferida, cada una de las sumas de verificación posibles se derive de justamente una de las posibles combinaciones de los datos relevantes para la seguridad.

Por tanto, la invención garantiza en conjunto una protección extraordinariamente buena frente a errores concentrados y frente a permutaciones de componentes individuales del mensaje dirigido a la seguridad que se debe transmitir.

Según un perfeccionamiento práctico, los medios de incrustación dispuestos en el lado del emisor llevan asociados unos medios del tipo de controladores para generar información redundante que presenta el mismo número de bits que el que presentan los datos relevantes para la seguridad que se deben transmitir. Por tanto, la invención puede utilizarse de una manera sustancialmente específica según la aplicación en sustancialmente todas las redes y/o sistemas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la transmisión orientada a paquetes de datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad en la técnica de gestión de edificios, la industria de procesos, la industria de fabricación, el transporte de personas y/o el funcionamiento de una instalación de automatización, en el que se tiene que, además de los datos (11, 11b, 12, 12b) de un respectivo paquete relevantes para la seguridad, se transmite cada vez únicamente una información redundante (21, 21b) basada en todos los datos de este paquete, en el que los datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad y la respectiva información redundante (21, 21b) que se basa en estos datos se transmiten en respectivos paquetes diferentes (1, 1b, 2, 2b) , en el que el paquete de datos (1, 1b) que comprende los datos relevantes para la seguridad comprende datos útiles (11, 11b) y datos de control (12, 12b) en calidad de datos relevantes para la seguridad, y en el que se comprueba por abonados de comunicación el funcionamiento impecable de un abonado contrario mediante el control de la vía de transmisión a través de cadenas de pasos y por efecto de un respectivo intercambio de bloques de datos de control.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se codifica la información redundante (21, 21b) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la información redundante (21, 21b) es una suma de verificación (CRC) calculada en función de los datos relevantes para la seguridad.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se transmiten varios paquetes (1, 1b, 2, 2b) dentro de una estructura de (sobre) trama predefinida.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque algunos paquetes dentro de una estructura de (sobre) trama predefinida comprenden datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad e información redundante (21, 21b) mutuamente asociados.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los paquetes (1, 1b, 2, 2b) con datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad e información redundante (21, 21b) mutuamente asociados se transmiten en paralelo o en serie.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los paquetes (1, 1b, 2, 2b) con datos relevantes para la seguridad e información redundante mutuamente asociados se transmiten yuxtapuestos

o separados uno de otro.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los paquetes (1, 1b, 2, 2b) comprenden un bloque de direccionamiento y/o un indicativo para la asociación lógica.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 anteriores, que se ejecuta empleando al menos un sistema de transmisión que contiene una red y/o un sistema de bus en paralelo y/o en serie con al menos un abonado conectado a ellos.

10. Dispositivo para la transmisión orientada a paquetes de datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad en la técnica de gestión de edificios, la industria de procesos, la industria de fabricación, el transporte de personas y/o el funcionamiento de una instalación de automatización, que comprende medios dispuestos en el lado del emisor para la incrustación orientada a paquetes de datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad y de solamente una respectiva información redundante (21, 21b) asociada a los datos (11, 11b, 12, 12b) de un paquete relevantes para la seguridad y basada en todos estos datos, en donde los medios citados están concebidos para incrustar los datos relevantes para la seguridad y la respectiva información redundante asociada en diferentes paquetes (1, 1b, 2, 2b) y en donde el paquete de datos (1, 1b) que comprende los datos relevantes para la seguridad comprende, como datos relevantes para la seguridad, datos útiles (11, 11b) y datos de control (12, 12b) que permiten que los abonados de comunicación comprueben el funcionamiento impecable de un abonado contrario por control de la vía de transmisión a través de cadenas de pasos y mediante un respectivo intercambio de bloques de datos de control.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por un equipo de codificación para codificar la información redundante (21, 21b) .

12. Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque los medios de incrustación llevan asociados medios de generación de información redundante (21, 21b) con el mismo número de bits (n) que los datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad que se deben transmitir.

13. Dispositivo según la reivindicación 10, 11 ó 12, caracterizado porque los medios de generación y/o incrustación están concebidos de tal manera que justamente una de las posibles combinaciones dentro del paquete (2, 2b) con información redundante asociada (21, 21b) se derive unívocamente de cada combinación posible de datos (11, 11b, 12, 12b) dirigidos a la seguridad de un paquete (1, 1b) .

14. Dispositivo para la transmisión orientada a paquetes de datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad, especialmente según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por medios dispuestos en el lado de

recepción para comprobar una transmisión de datos exenta de errores basándose en datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad e información redundante asociada (21, 21b) , que están incrustados en diferentes paquetes (1, 1b, 2, 2b) .

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque los medios de comprobación llevan asociados medios de lectura y asociación de datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad, recibidos con paquetes diferentes, e información redundante asociada (21, 21b) .

16. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque se pueden transmitir dentro de una estructura de (sobre) trama predefinida varios paquetes (1, 1b, 2, 2b) con datos (11, 11b, 12, 12b) relevantes para la seguridad y/o información redundante asociada (21, 21b) .

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado por medios de incrustación y lectura orientadas a paquetes de bloques de direccionamiento y/o indicativos para la asociación lógica entre paquetes individuales (1, 1b, 2, 2b) y/o sus contenidos (11, 11b, 12, 12b, 21, 21b) .

18. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque los medios llevan asociados equipos esclavos y/o un equipo maestro.

19. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18 anteriores, adaptado para un sistema de transmisión con al menos una red y/o un sistema de bus en paralelo y/o en serie.

20. Sistema de transmisión con al menos una red y/o un sistema de bus en paralelo y/o en serie y con al menos un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19.

21. Sistema de transmisión según la reivindicación 20, que presenta al menos una red y/o un sistema de bus 20 configurados en forma anular, lineal, estrellada y/o arborescente.

22. Sistema de transmisión según la reivindicación 20 ó 21, que comprende al menos un Interbus, una Ethernet, un Profibus y/o una CAN.