专利名称：同步以太网和时间分配方法
技术领域：
本发明涉及同步以太网，具体而言，涉及一种同步以太网和用于同步以太网的时间分配方法。
背景技术：
同步以太网是用于发射实时数据，诸如语音/视频数据的多种技术中的一种。同步以太网典型地被连接到外部网络以服务指定的居住区，并且包括网关和站(连接到网关的网络端点)。当前的同步以太网基于包括异步部分和同步部分的时间循环周期分配信号的传输。媒体访问控制(MAC)层标准仅仅是已经定义的用于同步以太网的行业标准，其中每一个循环周期相应于站之间的125微秒。
图1示出一种根据典型的同步以太网的时间分配列表100。如图1中所示，时间分配列表100中的一个循环周期110包括异步(ASYNC)部分120和同步(SYNC)部分130，并且它们的循环周期具有125微秒的带宽。在这里，异步数据在异步部分120被发射，诸如实时数据的同步数据在同步部分130被发射。
然而，在上述同步以太网中，根据循环周期来处理数据。此外，由站在特定循环周期中发射的同步数据在下一个循环周期被发射到目的站之前被存储在网关的缓冲寄存器中。结果，至少一个循环周期的实时数据传输延迟发生。
发明内容
因此，通过提供同步以太网以及被用于能够最小化同步数据传输延迟的同步以太网中的时间分配方法，产生本发明以解决上述在现有技术中出现的的问题并且提供额外的优点。
在一个实施例中，提供了一种同步以太网，包括具有多个端口的网关，以及具有与星形布局中的网关的端口一对一连接的多个控制点，其中该网关基于包括异步部分和同步部分的循环周期将时间分配给网络端点。网关通过根据端口的数量在一个循环周期中划分同步部分来准备多个时隙，并且分配至少一个划分的时隙给每一个在相应的循环周期中通信的网络端点。
在另一个实施例中，提供了一种用于同步以太网的时间分配方法，该同步以太网，包括一个网关以及多个网络端点，该网关基于包括异步部分和同步部分的循环周期将时间分配给连接到该网关的网络端点。该方法包括以下步骤(a)通过在一个循环周期中多重划分同步部分来准备多个时隙，以及(b)分配至少一个划分的时隙给参与相应循环周期中的通信的每一个网络端点。
从以下结合附图给出的详细说明中，本发明的上述及其他目的，特征和优点将被更加显而易见，其中图1示出典型的同步以太网的时间分配列表的图；图2示出根据本发明的优选实施例的同步以太网的结构的图；图3是用于解释根据本发明第一实施例的在同步以太网中分配时间的方法的图；图4是用于解释根据本发明第二实施例的在同步以太网中分配时间的方法的图；以及图5是用于解释根据本发明第三实施例的在同步以太网中分配时间的方法的图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。注意附图中相同的或者类似的组件尽可能地由相同的参考数字来指定，尽管它们在不同的附图中被示出。为了简明，在这里并入的已知的功能和配置的详细说明将从略，因为它可以使得本发明的主题不清楚。
图2示出根据本发明优选实施例的同步以太网200的结构的图。如图2所示，同步以太网200被连接到储如因特网的外部网络230，并且包括网关(GW)210，第一站(ST)到第七站(ST)220-1至220-7，以及网络连接的存储器220-8。在这里，同步以太网200覆盖一个居住区(RA)，诸如办公室或者家庭，并且在客户侧中的每一个站涉及设备(个人计算机等)。尽管为了说明的目的在图2中示出了有限数量的STA，应理解发明的网络可以支持更多数量的STA之间的并行通信。由此，在附图中的STA的数量将不会强加对发明范围的限制。网关210被连接到外部网络230，并且包括第一端口(P)至第八端口(P)。网关210可以包括用于存储接收的同步数据的缓冲寄存器，以及用于交换和发射存储在缓冲寄存器中的同步数据到目的站的以太网交换机。注意本发明的教导可以被应用于具有比图2中示出的端口数更多数量的端口的网络。第一站到第七站220-1至220-7表示网络端点，并且每一个站通过网关210与另一个站和外部网络230或者网络连接的存储器220-8进行通信。
作为网络端点的网络连接的存储器220-8被连接到网关210的第八端口，并且存储诸如语音/视频数据的实时数据，以及在同步状态期间发射存储的实时数据到相应的站。第一站到第七站220-1至220-7以及网络连接的存储器220-8具有与星形布局中的网关210的第一端口到第八端口的一对一连接。
现在，将描述用于在同步以太网200中分配时间的方法。
网关210在时间上与网络端点220-1至220-8同步。网关210充当整个网络200的时间主机。因此，网关210基于包括异步部分和同步部分的循环周期将时间分配给网络连接的存储器220-8和第一站至第七站220-1至220-7。异步数据在异步部分被发射，并且同步数据在同步部分被发射。一个循环周期具有125微秒的带宽。
更具体地说，网关210执行以下两个步骤(a)在一个循环周期中的同步部分相应于端口的数量被分成八个时隙，由此在同步部分准备第一时隙(TS)至第八时隙(TS)。在这里，每一个时隙(同步部分的带宽/端口数量)具有带宽t；(b)至少一个划分的时隙被分配给参与相应循环周期中的通信的每一个网络端点。每一个网络端点可以仅仅在分配给该网络端点的时隙发射同步数据。
此外，网关210处理在同步部分的周期t接收的同步数据。也就是说，网关210在缓冲寄存器中存储在一个时隙从给定的网络端点发射的同步数据，然后在下一个时隙期间发射同步数据到目的站，以便实时数据的传输延迟被最小化。在相应的循环周期期间参与通信的网络端点发射同步数据，而无需在时间轴上相同。因此，在连续地接收同步数据之后，网关210以相继次序将顺序地存储在缓冲寄存器中的同步数据发射到目的站。
在下文中，根据本发明的在同步以太网200中分配时间的方法可以作为第一实施例，第二实施例，或者第三实施例被实现，这将根据其中在如上所述的步骤(b)中时隙被分配的方法在以下进行描述。
列表1示出在同步以太网200中发射的同步数据。例如，在第一同步数据D1中，第一站220-1相当于源，并且第二站220-2相当于目的地。
列表1
第一实施例图3是用于解释根据本发明第一实施例的在同步以太网200中分配时间的方法的图。该图示出同步以太网200的时间分配列表(T_GW)300，网络连接的存储器220-8的传输列表(T_NAS)330-4，以及第一站至第三站220-1至220-3的传输列表(T_ST)330-1至330-3。换句话说，图3仅仅示出参与数据发射的列表1的网络端点。在这里，每一个传输列表表示由相应的站发射的同步数据的目的地。
根据本发明第一实施例的用于在同步以太网200中分配时间的方法包括两个下列步骤(a-1)在一个包括同步部分和异步部分的循环周期310中，同步部分相应于端口的数量被分成八个时隙，由此准备第一时隙(TS)至第八时隙(TS)320-1至320-8。在这里，每一个时隙(同步部分的带宽端口数量)具有带宽t；以及(b-1)一个划分的时隙被分配给网络连接的存储器220-8以及第一站至第七站220-1至220-7。也就是说，第八时隙320-8被分配给网络连接的存储器220-8，并且第m个时隙320-m分配给第m个站220-m。在这里，m是小于7的整数。
第一站220-1在第一时隙320-1发射第一同步数据，第二站220-2在第二时隙320-2发射第一同步数据和第三同步数据，第三站220-3在第三时隙320-3发射第四同步数据和第六同步数据，并且网络连接的存储器220-8在第八时隙320-8发射第七同步数据和第八同步数据。
在这时候，当必须在某一时隙发射的同步数据的带宽超过该时隙的带宽时，超过的同步数据在下一个循环周期的时隙被发射。例如如果不得不由第二站220-2发射的第二同步数据和第三同步数据具有等于第二时隙320-2带宽的带宽，第二站220-2在当前的循环周期中的第二时隙320-2发射第二同步数据，并且在下一个循环周期的第二时隙发射剩余的第三同步数据。
第二实施例图4是用于解释根据本发明第二实施例的在同步以太网中分配时间的方法的图。该图示出同步以太网200的时间分配列表400，网络连接的存储器220-8的传输列表430-4，以及第一站至第三站220-1至220-3的传输列表430-1至430-3。
根据本发明第二实施例的用于在同步以太网200中分配时间的方法包括两个下列步骤(a-2)在一个包括同步部分和异步部分的循环周期410中，同步部分相应于端口的数量被分成八个时隙，由此在同步部分中准备第一时隙(TS)至第八时隙(TS)420-1至420-8；以及(b-2)该划分的时隙同样地被分配给参与相应循环周期中的通信的源网络端点。参考列表1，因为参与相应的循环周期中的通信的源网络端点的数量是4，每一个网络端点被分配具有带宽2t微秒的时隙。换句话说，第一站220-1被分配第一时隙和第二时隙420-1和420-2，第二站220-2被分配第三时隙和第四时隙420-3和420-4，第三站220-3被分配第五时隙和第六时隙420-5和420-6，以及网络连接的存储器220-8被分配第七时隙和第八时隙420-7和420-8。
第一站220-1在第一时隙和第二时隙420-1和420-2发射第一同步数据，第二站220-2在第三时隙和第四时隙420-3和420-4发射第二同步数据和第三同步数据，第三站220-3在第五时隙和第六时隙420-5和420-6发射第四同步数据至第六同步数据，并且网络连接的存储器220-8在第七时隙和第八时隙420-7和420-8发射第七同步数据和第八同步数据。
第三实施例图5是用于解释根据本发明第三实施例的在同步以太网中分配时间的方法的图。该图示出同步以太网200的时间分配列表500，网络连接的存储器220-8的传输列表530-4，以及第一站至第三站220-1至220-3的传输列表530-1至530-3。
根据本发明第三实施例的用于在同步以太网200中分配时间的方法包括两个下列步骤(a-3)在一个包括同步部分和异步部分的循环周期510中，同步部分相应于端口的数量被分成八个时隙，由此在同步部分中准备第一时隙(TS)至第八时隙(TS)520-1至520-8；以及(b-3)与相应于每一个网络端点的目的地的数量成比例地将划分的时隙分配给参与相应的循环周期中的通信的每一个网络端点。参考列表1，参与相应循环周期中的通信的第一站220-1具有一个目的地，第二站220-2具有两个目的地，第三站220-3具有三个目的地，并且网络连接的存储器220-8具有两个目的地。换句话说，第一站220-1被分配第一时隙520-1，第二站220-2被分配第二时间隙和第三时隙520-2和520-3，第三站220-3被分配第四时隙至第六时隙520-4至520-6，以及网络连接的存储器220-8被分配第七时隙和第八时隙520-7和420-8。
第一站220-1在第一时隙520-1发射第一数据，第二站220-2在第二时隙和第三时隙520-2和520-3发射第二数据和第三数据，第三站220-3在第四时隙至第六时隙520-4至520-6发射第四至第六数据，并且网络连接的存储器220-8在第七时隙和第八时隙520-7和520-8发射第七数据和第八数据。
如上所述，根据本发明的同步以太网和用于在其中分配时间的方法以网关端口的数量划分在一个循环周期中的同步部分，以便分配划分的同步部分至网络端点。另外，同步以太网和用于在其中分配时间的方法处理在周期t(时隙的带宽)接收的同步数据，也就是说，在缓冲寄存器中存储在某一个时隙从某一个网络端点接收的同步数据，然后在下一个时隙发射同步数据到目的站。因此，有可能最小化实时数据的传输延迟。
虽然本发明已经参考其某一个优选实施例进行了展示和描述，本领域的普通技术人员将理解到无需脱离发明的精神和范围，在其中可以进行各种各样的形式和细节上的变化。因此，本发明的范围将不会限于实施例，但是应该由附加的权利要求及其等价物来定义。
权利要求
1.一种同步以太网，包括包括多个端口的网关；多个网络点，具有与星形布局中的网关的端口一对一的连接，网关基于包括异步部分和同步部分的循环周期将时间分配到网络端点，其中网关根据端口在一个循环周期中划分同步部分来准备多个时隙，并且分配至少一个划分的时隙给每一个在相应的循环周期中参与通信的网络端点。
2.根据权利要求1所述的同步以太网，其特征在于网络端点包括至少一个网络连接的存储器和多个站，网络连接的存储器存储实时数据。
3.一种用于同步以太网的时间分配方法，该同步以太网包括网关和多个网络端点，网关基于包括异步部分和同步部分的循环周期将时间分配给连接到该网关的网络端点，时间分配方法包括步骤(a)通过在一个循环周期中多重划分同步部分来准备多个时隙；(b)分配至少一个划分的时隙给在相应循环周期中通信的每一个网络端点。
4.根据权利要求3所述的时间分配方法，其特征在于，在步骤(b)，以网关端口的数量来划分同步部分。
5.根据权利要求3所述的时间分配方法，其特征在于，在步骤(b)，仅仅一个划分的时隙被分配给每一个网络端点。
6.根据权利要求3所述的时间分配方法，其特征在于，在步骤(b)，划分的时隙被统一地分配给在相应的循环周期中通信的网络端点。
7.根据权利要求3所述的时间分配方法，其中，在步骤(b)，与相应于每一个网络端点的目的地的数量成比例地将划分的时隙分配给在相应的循环周期中通信的每一个网络端点。
全文摘要
公开了一种同步以太网和时间分配方法。同步以太网包括具有多个端口的网关，以及具有与星形布局中的网关的端口一对一的连接的多个控制点，网关基于包括异步部分和同步部分的循环周期将时间分配到网络端点，其中网关通过根据端口在一个循环周期中划分同步部分来准备多个时隙，并且分配至少一个划分的时隙给每一个在相应的循环周期中参与通信的网络端点。
文档编号H04J3/06GK1761178SQ20051009817
公开日2006年4月19日 申请日期2005年8月1日 优先权日2004年10月15日
发明者权瑞远, 宋在涓, 林世伦 申请人:三星电子株式会社