DE19711958A1 - Network communication - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for communication in a network (NW), specially for communication in an electrical low voltage network, wherein a state interrogation is sent by a master (M1,2) to a plurality of slaves (Sn) in several network paths (Ln). According to the invention, a slave (Sn) that cannot be directly reached by the master (M1,2), e.g. an additionally installed slave (Sn), is included in the network (NW) by means of an adjacent slave (Sn), wherein said slave (Sn) is addressed as a router slave (R1, R2) for the slave (Sn) that cannot be directly reached . For this purpose, the network management software (NMS) of the master (M1,2) is provided with a software module (PLC') for the allocation of at least one router slave (R1, R2) to each slave (Sn). Each slave (Sn) also comprises a corresponding software module (PLC) to identify an adjacent slave (Sn) as a potential router slave (R1-R5).

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Netzwerkkom­munikation, insbesondere zur Kommunikation innerhalb eines elektrischen Niederspannungsnetzwerkes, bei dem von einem Ma­ster an eine Vielzahl von Slaves in einer Anzahl von Netzweg­strecken eine Statusabfrage ausgesendet wird (Status-Pol­ling) Sie bezieht sich weiter auf ein derartiges kommunika­tionsfähiges Netzwerk.The invention relates to a method for network commcommunication, especially for communication within aelectrical low-voltage network, in which from a Mamost of a number of slaves in a number of network pathsstretch a status query is sent (status poleling) It also refers to such communicacapable network.

Bei einem kommunikationsfähigen Netzwerk, bei dem die Kommu­nikation über stark gedämpfte Medien mit zeitvarianten Stö­rungen erfolgt, wird üblicherweise eine adaptive und selbst­lernende Kommunikationssoftware eingesetzt, die auf den Me­chanismen einer Kollisionserkennung und/oder Kollisionsver­meidung basiert. Derartige Mechanismen sind jedoch für die sogenannte PLC-Kommunikation (PLC = Power Line Carrier) in einem Energieversorgungsnetz ungeeignet, da zwei Endgeräte auf verschiedenen Kabeln senden können ohne sich zu hören. Daher wird für die PLC-Kommunikation oder -Übertragung im Energieversorgungsnetz der Einsatz einer Master-Slave-Archi­tektur bevorzugt.In a communication-capable network, in which the commuapplication via strongly damped media with time-variant disturbancesis usually adaptive and selflearning communication software that is based on the Memechanisms of a collision detection and / or collision veravoidance based. Such mechanisms are however for theso-called PLC communication (PLC = Power Line Carrier) inunsuitable for an energy supply network since two end devicescan send on different cables without hearing each other.Therefore, for PLC communication or transmission inPower supply network the use of a master-slave archiarchitecture preferred.

Ein kommunikationsfähiges Netzwerk mit einer derartigen Ma­ster-Slave-Architektur ist z. B. aus der EP 0 598 297 A2 be­kannt. Dabei sendet der Master über das Netzwerk einen Anmel­deaufruf (Logon Request) an alle im Netzwerk neu installier­ten Geräte (Slaves), so daß nach Empfang der Antwort dieser neu installierten Slaves die Kommunikation des Masters mit diesen Slaves erfolgen kann. Ein derartiges kommunikationsfä­higes Netzwerk ermöglicht insbesondere das Auslesen von Elek­trizitätszählern und das automatische Erkennen eines zusätz­lich an das Netzwerk angeschlossenen Zählers oder Gerätes ohne zusätzlichen Installationsaufwand. Nachteilig ist je­doch, daß lediglich vom Master direkt erreichbare Slaves (Geräte) identifiziert und in das Netzwerk aufgenommen werden können.A communication-capable network with such a sizeThe most slave architecture is e.g. B. from EP 0 598 297 A2knows. The master sends a login over the networkDeactivate (logon request) to everyone in the networkten devices (slaves), so that after receiving the response thisnewly installed slaves with the communication of the masterthese slaves can take place. Such a communicationnetwork enables the readout of Elek in particularTricity counters and the automatic detection of an additionalLich counter or device connected to the network without additional installation effort. It is always a disadvantagebut that only slaves directly accessible from the master(Devices) identified and included in the networkcan.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kommunikation innerhalb eines Netzwerkes mit Master-Slave-Architektur sowie ein derartiges kommunikationsfähiges Netzwerk anzugeben, daß die Kommunikation auch eines solchen Gerätes mit dem Master ermöglicht, welches den Master nicht direkt empfangen kann. Dieses Verfahren und dieses Netzwerk sollen insbesondere die Aufnahme von zusätzlich installierten Geräten in das Netzwerk unabhängig von deren Entfernung zum Master ermöglichen.The invention is therefore based on the object of a methodfor communication within a network with masterSlave architecture and such a communication-capableNetwork to indicate that communication is also suchDevice with the master, which the master does notcan receive directly. This process and this networkin particular the inclusion of additional installedDevices in the network regardless of their distance to theEnable Masters.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dabei wird jeder vom Master nicht direkt, sondern nur indirekt erreichbare Slave über einen benachbarten Slave identifiziert und in das Netzwerk aufgenommen. Der Master kann anschließend den nur indirekt erreichbaren Slave über diesen, als Router-Slave priorisierten benachbarten Slave abfragen und dessen Antwort empfangen.With regard to the method, this object is achieved according to the inventionsolved by the features of claim 1. Everyonenot directly accessible from the master, but only indirectly accessibleSlave identified via a neighboring slave and into thatNetwork added. The master can then only do thatindirectly accessible slave via this, as a router slavequery prioritized neighboring slave and its responsereceive.

Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Aufnahme neuer Geräte und damit zusätzlicher Slaves in das Netzwerk. Dabei wird von dem neu installierten Slave während einer oder im Anschluß an eine von diesem empfangenen Statusabfrage des Ma­sters eine Anzahl benachbarter Slaves als Router-Slaves (beste Nachbarn) priorisiert. Der neue Slave wird anschlie­ßend von dem oder jedem priorisierten Router-Slave beim Ma­ster angemeldet, wobei eine dem neu installierten Slave zuge­ordnete Adresse in ein entsprechendes Register oder in eine Datentabelle aufgenommen wird. In diese Datentabelle werden auch diejenigen Router-Slaves und diejenigen Netzwegstrecken oder Netzrouten aufgenommen, über die der zusätzlich instal­lierte Slave entsprechend der jeweils zugeordneten Zuverläs­sigkeitspriorität erreicht werden kann.This method is particularly suitable for the inclusion of new onesDevices and thus additional slaves in the network. Hereis used by the newly installed slave during or inConnection to a status query of the Masters a number of neighboring slaves as router slaves(best neighbors) prioritized. The new slave will then be connectedfrom the or each prioritized router slave at the Mamost logged on, one assigned to the newly installed slaveassigned address in a corresponding register or in aData table is included. In this data tablealso those router slaves and those network routes or network routes, via which the additional instalgated slave according to the assigned reliabilitypriority can be achieved.

Im Anschluß an jede Statusabfrage des Masters wird die Grup­pierung der Adressen der an das Netzwerk angeschlossenen Sla­ves in der Datentabelle hinsichtlich der Netzrouten und der­jenigen Router-Slaves aktualisiert, über die der jeweilige Slave erreichbar ist. Dabei wird jedem Slave mindestens ein Router-Slave zugeordnet, wobei auch die Adresse des Masters als Routeradresse in diese Routing-Tabelle aufgenommen werden kann. In diesem Fall ist der entsprechende Slave vom Master direkt erreichbar.After each status query of the master, the groupthe addresses of the Sla connected to the networkves in the data table regarding the network routes and theupdated the router slaves via which the respectiveSlave is reachable. Each slave will have at least oneRouter slave assigned, including the address of the masterbe included in this routing table as a router addresscan. In this case the corresponding slave is from the masterdirectly accessible.

Bezüglich des kommunikationsfähigen Netzwerks mit einem Ma­ster und mit einer Vielzahl von Slaves in eine Anzahl von mit dem Master verbundenen Netzrouten oder Netzwegstrecken wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Netz­werk-Management-Software zur Zuordnung von Router-Slaves zu dem oder jedem Slave sowie zum Verbindungsaufbau zwischen be­nachbarten Slaves. Die Netzwerk-Management-Software dient darüber hinaus vorteilhafterweise auch zur Generierung von Netzrouten, insbesondere von Ersatzrouten, zwischen dem Ma­ster und jedem Slave.Regarding the communication-capable network with a Master and with a large number of slaves in a number of withnetwork routes or network routes connected to the masterthe stated object achieved according to the invention by a networkwerk management software for assigning router slaves tothe or each slave and to establish a connection between beneighboring slaves. The network management software servesfurthermore advantageously also for the generation ofNetwork routes, in particular replacement routes, between Master and every slave.

Die Architektur der Netzwerk-Management-Software basiert auf dem ISO-Kommunikationsprotokoll (ISO = International Standar­disation Organisation), wobei die untersten drei Schichten dieses Kommunikationsprotokolls oder -modells zur Gewährlei­stung der Routerfunktionalität innerhalb der Netzwerk-Manage­ment-Software realisiert sind.The architecture of the network management software is based onthe ISO communication protocol (ISO = International Standarddisation organization), with the bottom three layersthis communication protocol or model to guaranteerouter functionality within the network managementment software are implemented.

Das in sieben aufeinanderaufbauende Ebenen oder Protokoll­schichten gegliederte ISO-Kommunikationsprotokoll ist ein quasi normiertes Modell für die Entwicklung von Schnittstel­ len für den Kommunikationsprozeß innerhalb eines Kommunika­tionsnetzes. Dabei legt die unterste, erste Schicht (Physical Layer) die Art und Weise der Übertragung von Signalen oder einzelnen Bits fest, aus denen sich z. B. Modulations- oder Verstärkungsdaten aufbauen. Die zweite Schicht (Data Link Layer) legt die Verfahren zur Sicherung einer fehlerfreien Übertragung auf den einzelnen Netzrouten oder Netzwegstrecken der Systeme (Slaves) zur Vermeidung von Kollisionen fest. Die dritte Schicht (Network Layer) gewährleistet den richtigen Aufbau der einzelnen Streckenabschnitte zwischen Master (Sen­der) und Slave (Empfänger). Die vierte Schicht (Transport Layer) legt die Funktion und die Art und Weise fest, wie sich die Systeme (Master, Slaves) innerhalb des Netzes oder Netz­werks während des Datentransportes verhalten sollen. Die un­teren vier Schichten stellen das Transportprotokoll dar und sind heute weitestgehend in den Systemen nach dem ISO-Kommu­nikationsprotokoll festgelegt.That in seven successive levels or protocolis a structured ISO communication protocolquasi-standardized model for the development of interfaces len for the communication process within a communicationtion network. The bottom, first layer (PhysicalLayer) the way of transmission of signals orindividual bits from which z. B. modulation orBuild up gain data. The second layer (Data LinkLayer) specifies the procedures for securing an error-freeTransmission on the individual network routes or network route sectionsof the systems (slaves) to avoid collisions. Thethird layer (network layer) ensures the correct oneStructure of the individual sections between master (Senthe) and slave (receiver). The fourth layer (transportLayer) defines the function and the way in whichthe systems (masters, slaves) within the network or networkshould behave during the data transport. The unThe four layers represent the transport protocol andare largely in the ISO commu systems todaynication protocol defined.

Die fünfte Schicht (Connection Layer) legt die bei einer durchzuführenden Verbindung zu verwendenden Einzelheiten der Kommunikation zwischen den Systemen, d. h. zwischen dem Master und den Slaves sowie zwischen den Slaves, fest. In die sech­ste Schicht (Presentation Layer) werden die zu treffenden Vereinbarungen über die Bedeutung ausgetauschter Daten ge­legt. In der obersten, siebten Schicht (Application Layer) sind Vereinbarungen über die zulässigen Anwendungen zwischen den kommunizierenden Systemen fixiert. Diese drei oberen Schichten werden auch als Anwendungsprotokoll bezeichnet, in dem die Vereinbarungen über diejenigen möglichen und zulässi­gen Operationen getroffen werden, die der Master im System des Slaves veranlaßt. Für die Realisierung der Routerfunktion ist daher vorteilhafterweise lediglich eine Datenumsetzung innerhalb der drei untersten Schichten des ISO-Kommunika­tionsprotokolls erforderlich.The fifth layer (connection layer) sets the onedetails of the connection to be usedCommunication between the systems, i. H. between the masterand the slaves and between the slaves. In the sixthThe first layer (Presentation Layer) will be the one to be hitAgreements on the importance of exchanged datasets. In the top, seventh layer (application layer)are agreements on permissible applications betweenthe communicating systems fixed. These three topLayers are also referred to as an application protocol, inwhich the agreements on those possible and admissibleoperations that are the master in the systemof the slave. For the implementation of the router functionis therefore advantageously only a data conversionwithin the three lowest layers of the ISO communicationtion protocol required. 

In zweckmäßiger Ausgestaltung umfaßt die Netzwerk-Management-Software ein dem Master zugeordnetes (erstes) Softwaremodul sowie ein jedem Slave zugeordnetes (zweites) Softwaremodul auf. Dabei dient das Softwaremodul des Masters zur Generie­rung mindestens eines Router-Slaves für den oder jeden Slave. Vorzugsweise generiert dieses Softwaremodul mindestens eine zusätzliche Netzwegstrecke oder Ersatzroute, über die dieser Slave ersatzweise erreichbar ist. Das Softwaremodul des Slaves dient zur Identifizierung eines benachbarten Slaves. Dabei generiert dieses Softwaremodul eine Prioritäts- oder Qualitätsliste der bezüglich der Empfangsqualität "besten Nachbarn", über deren Softwaremodule diese Liste an den Ma­ster weitergeleitet wird.In an expedient embodiment, the network managementSoftware a (first) software module assigned to the masterand a (second) software module assigned to each slaveon. The master's software module is used for geniustion of at least one router slave for the or each slave.This software module preferably generates at least oneadditional network route or replacement route via which thisSlave can be reached as an alternative. The software module of theSlaves is used to identify a neighboring slave.This software module generates a priority orQuality list of the best in terms of reception qualityNeighbors ", via their software modules this list to Mais forwarded.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­dere darin, daß durch die geeignete Durchbrechung der an sich bekannten Master-Slave-Architektur derart, daß ein vom Master nur indirekt erreichbarer Slave über einen benachbarten Slave (Router) in das Netzwerk aufgenommen wird, auch neue Geräte (Slaves), die vom Master nicht direkt empfangen werden kön­nen, in einfacher Weise ohne zusätzlichen Installationsauf­wand automatisch in ein kommunikationsfähiges Netzwerk aufge­nommen werden können.The advantages achieved with the invention are in particularthe other is that through the appropriate breakthrough of itselfknown master-slave architecture such that a masteronly indirectly accessible slave via a neighboring slave(Router) is added to the network, even new devices(Slaves) that cannot be received directly by the masterNEN, in a simple manner without additional installationautomatically built into a communication-capable networkcan be taken.

Das Verfahren eignet sich besonders vorteilhaft zur Kommuni­kation innerhalb eines elektrischen Niederspannungsnetzwer­kes, bei dem von einem Datenkonzentrator (Master) zur Samm­lung und Speicherung von Zählerdaten einer Vielzahl von Elek­trizitätszählern (Slaves) in einer Anzahl von Netzrouten an diese zyklisch Statusabfragen gesendet werden. Dabei werden vom Datenkonzentrator nur indirekt erreichbare Geräte über die "besten Nachbarn" (Router) in das Netzwerk aufgenommen.The method is particularly advantageous for communicationcation within a low voltage electrical networkkes, in which a data concentrator (master) for collectingment and storage of meter data of a variety of elecTricity counters (slaves) in a number of network routesthese status queries are sent cyclically. In doing soDevices that are only indirectly accessible from the data concentratorthe "best neighbors" (routers) added to the network.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention is based on aDrawing explained in more detail. In it show: 

Fig. 1 schematisch eine Master-Slave-Architektur innerhalb eines vermaschten kommunikationsfähigen Netzwerks,Fig. 1 shows schematically a master-slave architecture, within a meshed communication-capable network

Fig. 2 die Software-Architektur eines Netzwerk-Management-Systems zur Generierung einer Routerfunktionalität innerhalb eines Netzwerkes gemäßFig. 1, undFig. 2, the software architecture of a network management system for generating a router function within a network according toFig. 1, and

Fig. 3, 4 die Routerfunktionalität beschreibende Datentabel­len eines Masters bzw. eines Slaves.Fig. 3, 4, the router functionality descriptive data Tabel len a master or a slave.

Fig. 1 zeigt die Systemarchitektur eines PLC-Untersystems (Power Line Carrier Subsystem) eines kommunikationsfähigen Netzwerkes NW mit im Ausführungsbeispiel zwei Mastern M_1,2 und einer Anzahl von mit diesen über das vermaschte Netzwerk NW kommunikationsfähig verbundenen Slaves S_{S1. . .n} in drei unter­schiedlichen Entfernungsebenen E1, E2, E3 relativ zu den Standorten der Master M_1,2. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Master-Slave-Architektur innerhalb eines Ener­gieversorgungsnetzes. Dabei sind die auf unterschiedlichen Kanälen arbeitenden Master M_1,2 jeweils einer nicht näher dar­gestellten Transformatorstation zugeordnet, während die Slaves S_{1. . .n} übliche in Haushalten installierte Elektrizi­tätszähler - nachfolgend auch als Geräte bezeichnet - sind.Fig. 1 shows the system architecture of a PLC subsystem (Power Line Carrier Subsystem) of a communication-capable network NW with the exemplary embodiment, two masters_1.2 M and a number of these communicatively connected via the mesh network NW slaves S_{S1. . .n} in three different distance levels E1, E2, E3 relative to the locations of the master M_1,2 . In the exemplary embodiment, it is a master-slave architecture within an energy supply network. The masters M_1,2 working on different channels are each assigned to a transformer station, not shown, while the slaves S_{1. .n} conventional electricity meters installed in households - hereinafter also referred to as devices - are.

Jeder Master M_1,2 stellt einen Datenkonzentrator (Distribution Data Unit) für die diesem zugeordneten Geräte oder Slaves S_{1. . .n} dar. Eine anhand derFig. 2 näher erläuterte Netzwerk-Management-Software richtet Verbindungen vom jeweiligen Ma­ster M_1,2 zu den jeweiligen Slaves S_{1. . .n} ein. Aufgrund der vermaschten Netzwerktopologie müssen die Master M_1,2 auf un­terschiedlichen Kanälen kommunizieren, um eine gegenseitige Überlagerung bei der Datenübertragung zu vermeiden. Die Her­stellung der Verbindung eines jeden Slaves S_{1. . .n} zu dessen Master M₁ bzw. M₂ kann entweder direkt oder unter Nutzung ei­ner Anzahl von Slaves S_{1. . .n} als sogenannte "Router" herge­stellt werden. Dabei erlaubt die Vermaschung die Verbindung eines Slaves S_n zu verschiedenen Mastern M_1,2, wobei ein Slave S_n während des Betriebs von einem Master M_1,2 zum ande­ren Master M_2,1 wechseln kann.Each master M_1,2 provides a data concentrator (Distribution Data Unit) for the devices or slaves S_{1. .n} represents. A network management software explained in more detail with reference toFIG. 2 directs connections from the respective master M_1,2 to the respective slaves S_{1. .n} a. Due to the meshed network topology, the masters M_1,2 must communicate on different channels in order to avoid mutual interference during data transmission. The manufacture of the connection of each slave S₁ .._.n to its master M₁ or M₂ can either directly or using a number of slaves S_{1. .n be manufactured} as a so-called "router". The meshing allows the connection of a slave S_n to different masters M_1,2 , wherein a slave S_{n can change} from one master M_1,2 to the other master M_2,1 during operation.

Bei der üblicherweise im Master-Slave-Modus erfolgenden Kom­munikation werden Datenkollisionen aufgrund einer Datenüber­tragung von unterschiedlichen Netzwerkpunkten zur selben Zeit vermieden. Durch die nachfolgend näher beschriebene Router­funktionalität des oder jedes Slaves S_n ist darüber hinaus gewährleistet, daß eine von einem Slave S_n gesendete Antwort infolge einer Statusabfrage des entsprechenden Masters M_1,2 von den anderen Slaves S_{1. . .n-1} empfangen wird. Aufgrund dieser Durchbrechung des üblichen Master-Slave-Mechanismus werden - unter Vermeidung eines zusätzlichen Installationsaufwandes - als zusätzliche Funktionen eine automatische Aufnahme und eine automatische Netzwegzuordnung (Routing) infolge eines sogenannten "Logon-Request" auch solcher Slaves S_{1. . .n} reali­siert, die keinen direkten Zugang zu einem der Master M_1,2 ha­ben. Dies ist insbesondere für die Installation neuer, zu­sätzlicher Geräte in das Netzwerk von besonderer Bedeutung, da diese im Anschluß an deren Installation noch keine logi­sche Verbindung zu einem der Master M_1,2 aufweisen und somit von diesen zu diesem Zeitpunkt weder identifiziert noch em­pfangen werden können. Dies gilt im Ausführungsbeispiel für die in den Entfernungsebenen E2 und E3 angeordneten oder dort neu installierten Slaves S_{6. . .10} bzw. S_{11. . .n}.In the communication that usually takes place in master-slave mode, data collisions due to data transmission from different network points at the same time are avoided. The router functionality of the or each slave S_n described in more detail below also ensures that a response sent by a slave S_n as a result of a status query by the corresponding master M_1,2 from the other slaves S_{1. .n-1 is} received. As a result of this breakthrough of the usual master-slave mechanism, automatic recording and automatic network path assignment (routing) as additional functions are avoided as a function of a so-called "logon request", even for such slaves S_{1. .n} realized that do not have direct access to one of the M_1.2 masters. This is particularly important for the installation of new, additional devices in the network, since following their installation they do not yet have a logical connection to one of the masters M_1,2 and therefore neither identified nor em by them at this point in time can be caught. In the exemplary embodiment, this applies to the slaves S₆ arranged in the distance planes E2 and E3 or newly installed there_{. .10} or S_11...n .

Zur Realisierung dieser zusätzlichen Routerfunktionalität weisen jeder Slave S_n ein Softwaremodul PLC und jeder Ma­ster M_1,2 ein Softwaremodul PLC' auf. Das Softwaremodul PLC jedes Slaves S_n ist an eine zu dem entsprechenden Gerät ge­führte Verbindungsleitung L_n zur Leistungsübertragung inklu­sive der gesamten Netzwerkfunktionalität angeschlossen. Dabei werden in diesem Softwaremodul PLC eines jeden Slaves S_n zur Realisierung der Routerfunktionalität die untersten drei Schichten des ISO-Kommunikationsprotokolls umgesetzt. Die da­ rüberliegenden Schichten des ISO-Kommunikationsprotokolls werden in einem Anwendungsmodul MA (Meter Applications) des entsprechenden Slaves S_n umgesetzt. Dabei ist die Funktiona­lität dieses Anwendungsmoduls MA unabhängig von der Funktio­nalität des Softwaremoduls PLC, so daß jede Netzwerk-Manage­ment-Funktion über diese Softwaremodule PLC abläuft.To implement this additional router functionality, each slave S_{n has} a software module PLC and each master M_{1,2 has} a software module PLC '. The software module PLC of each slave S_n is connected to a connection line L_n led to the corresponding device for power transmission including the entire network functionality. The bottom three layers of the ISO communication protocol are implemented in this software module PLC of each slave S_n to implement the router functionality. The layers of the ISO communication protocol lying there are implemented in an application module MA (Meter Applications) of the corresponding slave S_n . The functionality of this application module MA is independent of the functionality of the software module PLC, so that every network management function runs through these software modules PLC.

Jeder Master M_1,2 weist einen Datenkonzentrator DC und ein le­diglich auf Master-Ebene arbeitendes erstes Kommunikationsmo­dul KM1 sowie ein zweites Kommunikationsmodul KM2 für eine funktional von dem Softwaremodul PLC' unabhängige Kommunika­tion auf. Dabei ist das Softwaremodul PLC' zusätzlich in die Masterfunktionalität integriert.Each master M 1,₂ has a data concentrator DC and a first communication module KM1, which only works at the master level, and a second communication module KM2 for communication that is functionally independent of the software module PLC '. The PLC 'software module is also integrated in the master functionality.

Die Architektur einer in dem Softwaremodul PLC des oder jedes Slaves S_n und in dem Softwaremodul PLC' des oder jedes Ma­sters M_1,2 realisierten Netzwerk-Nanagement-Software ist inFig. 2 schematisch dargestellt. Dargestellt ist die Umsetzung der Netzwerk-Management-Software NMS und einer tabellarischen Netzwerk-Datenbank oder Datentabelle DT innerhalb der Schich­ten des ISO-Kommunikationsprotokolls. Dabei realisiert die Netzwerk-Management-Software NMS einerseits über die dritte Schicht oder Netzwerkebene NL (Network Layer) die Weichen­stellung für einen Datentransport entweder zu den nächst hö­heren Schichten bis zur Anwendungsebene AL (Application Layer) oder zur nächst niedrigen, die Datentransport- oder Datenverbindungsebene DL (Data Link Layer) repräsentierenden Schicht des ISO-Kommunikationsprotokolls. Auf die Netzwerk­ebene NL greift auch die Datentabelle DT zu, auf die wiederum die Netzwerk-Management-Software NMS zugreift. Dabei ist die Netzwerkebene NL transparent zu den darüberliegenden Schich­ten.The architecture of a network management software implemented in the software module PLC of the or each slave S_n and in the software module PLC 'of the or each master M_1,2 is shown schematically inFIG. 2. The implementation of the network management software NMS and a tabular network database or data table DT is shown within the layers of the ISO communication protocol. The network management software NMS uses the third layer or network level NL (network layer) to set the course for data transport either to the next higher layers up to the application level AL (application layer) or to the next lower, the data transport or layer of the ISO communication protocol representing data link level DL (Data Link Layer). The data table DT also accesses the network level NL, which in turn is accessed by the network management software NMS. The network level NL is transparent to the layers above.

Die Netzwerkebene NL benötigt Netzwerk-Informationsdaten, um Anfragen oder Informationen an die jeweils als Router-Slaves adressierten Slaves_{1. . .n} übertragen zu können. Die Funktio­nen der Netzwerkebene NL sind daher für den Master M_1,2 sowie für jeden Slave S_n stets gleich, während die Netzwerkdaten und damit die Datentabellen DT sowie die Netzwerk-Management-Software NMS des Masters M_1,2 bzw. des Slaves S_n unterschied­lich sind. Auch die zwischen der Netzwerkebene NL und der physikalischen Ebene PL (Physical Layer) liegende Datenver­bindungsebene DL (Data Link Layer) ist transparent für die Netzwerk-Management-Software NMS. Innerhalb dieser Datenver­bindungsebene DL, in der auch die Funktionalität einer Kolli­sionserkennung und/oder Kollisionsvermeidung realisiert sein kann, werden ohne jegliche Master-Slave-Struktur Punkt- zu Punkt-Verbindungen zwischen den Slaves S_{1. . .n} hergestellt oder "Broadcasts" gesendet.The network level NL requires network information data in order to send inquiries or information to the slaves_1. Each addressed as router slaves_{. .n} to transfer. The functions of the network level NL are therefore always the same for the master M_1,2 and for each slave S_n , while the network data and thus the data tables DT and the network management software NMS of the master M_1,2 or the slave S_{n are} different. The data link level DL (data link layer) lying between the network level NL and the physical level PL (physical layer) is also transparent for the network management software NMS. Within this data link level DL, in which the functionality of a collision detection and / or collision avoidance can be implemented, point-to-point connections between the slaves S_1. Are made without any master-slave structure_{. .n} manufactured or "broadcasts" sent.

Die inFig. 2 dargestellte Software-Architektur gilt sowohl für das Softwaremodul PLC' des Masters M_1,2 als auch für das Softwaremodul PLC des Slaves S_n. Dabei sind lediglich die Funktionalitäten der Netzwerk-Management-Software NMS sowie der Inhalt und die Form der Datentabelle DT für den Ma­ster M_1,2 und für den Slave S_n unterschiedlich, während die jeweilige Struktur identisch ist. Daher wird nachfolgend durch entsprechende Indizierung auf die Netzwerk-Management-Software NMS_M des Masters M_1,2 bzw. die Netzwerk-Management-Software NMS_S des Slaves S_n bezug genommen. Bezüglich des Softwaremoduls PLC' des Masters M_1,2 dient die Netzwerkebe­ne NL zur Datenaufnahme aus den höheren Ebenen TL, AL oder von der Netzwerk-Management-Software NNS_M sowie zur Übertra­gung dieser Daten an die Datentransportebene DL.The software architecture shown inFIG. 2 applies both to the software module PLC 'of the master M_1,2 and to the software module PLC of the slave S_n . Only the functionalities of the network management software NMS and the content and form of the data table DT are different for the master M_1,2 and for the slave S_n , while the respective structure is identical. Therefore, reference is subsequently made to the network management software NMS_{M of} the master M_{1, 2} or the network management software NMS_{S of} the slave S_n by appropriate indexing. Regarding the software module PLC 'of the master M_1,2 , the network level NL serves for data acquisition from the higher levels TL, AL or from the network management software NNS_M and for the transmission of this data to the data transport level DL.

Die vom Softwaremodul PLC' des Masters M_1,2 erstellte Datenta­belle DT_M ist inFig. 3 dargestellt. Der Rahmen der entspre­chenden Datenverbindungsebene DL_M beinhaltet eine Adresse (Device Address) des jeweiligen Slaves S_n (Meter), die anhand der inFig. 3 oberen Liste (Logon List) in eine Netzwerkadres­ se (Network Layer Address) überführt wird. Außerdem enthält der Rahmen der Datenverbindungsebene DL_M eine Anzahl von Fel­dern für z. B. einen ersten und einen zweiten Router-Slave. Diese Felder werden anhand der inFig. 3 unteren Liste (Rou­ting List) mit einer Route zu dem jeweiligen Router-Slave R1, R2 belegt, wobei die hinsichtlich der zuverlässigen Erreich­barkeit eines benachbarten Slaves S_n besten Router-Slave an­hand eines Quality-Codes priorisiert werden. Die aufgeführ­ten, von 0001h bis 7FEFh fort laufenden Adressen sind bei­spielhaft gewählt, wobei die Adresse 7FFFh einen ungenutzten Router-Slave R1, R2 kennzeichnet.The data table DT_M created by the software module PLC 'of the master M_1,2 is shown inFIG. 3. The frame of the corresponding data connection level DL_{M contains} an address (device address) of the respective slave S_n (meter), which is converted into a network address (network layer address) using the upper list inFIG. 3 (logon list). In addition, the frame of the data link level DL_{M contains} a number of fields for z. B. a first and a second router slave. These fields are based on the lower inFig. 3 (routing list) with a route to the respective router slave R1, R2, the best in terms of reliable availability of an adjacent slave S_n best router slave based on a quality Codes are prioritized. The addresses listed, running from 0001h to 7FEFh, are selected in a playful manner, the address 7FFFh identifying an unused router slave R1, R2.

Der Master M_1,2 gruppiert die mit diesem verbundenen und in der "Logon-Liste" aufgeführten Slaves S_n anhand deren Router-Slaves R1, R2 und legt dabei diese Liste als Netzwerk-Daten­tabelle DT_M an, die zyklisch aktualisiert wird. Auf diese Weise werden mittels des Softwaremoduls PLC' des Masters M_1,2 jedem Slave S_n jeweils zwei Router-Slaves R1 und R2 in drei Netzwegstrecken oder Netzrouten L_n (Route Nr. 1,2 und 3) zu­geordnet.The master M_1,2 groups the slaves S_n connected to it and listed in the "logon list" based on their router slaves R1, R2 and creates this list as a network data table DT_M , which is updated cyclically. In this way, by means of the software module PLC 'of the master M_1,2, each slave S_n is assigned two router slaves R1 and R2 in three network routes or network routes L_n (route nos. 1,2 and 3).

Analog erzeugt jeder Slave S_n mittels des Softwaremoduls PLC eine inFig. 4 dargestellte Netzwerk-Datentabelle DT_S. In die inFig. 4 untere Liste (Logon Request List) der Datentabel­le D_S werden einerseits die Adressen derjenigen Router-Slaves R1, R2, R3 eingetragen, über die dieser Slave S_n er­reichbar ist. Dazu sammelt der Slave S_n zunächst in der inFig. 4 oberen Liste (Best Router List) die Adressen (Addr. Nr. 1, 2, 3) der von diesem über mögliche Kommunikationswege (Routen) empfangenen Slaves S_n, die nicht bereits von zwei Router-Slaves R1, R2 adressiert worden sind. Dabei werden diese Adressen innerhalb eines vorgebbaren Zeitrahmens T von z. B. 15 Minuten gespeichert, bevor der Slave S_n im Rahmen ei­ner zyklischen Statusabfrage dem Master M_1,2 die drei ersten Adressen der "besten Nachbarn" über die zu diesen Adressen gehörenden Router-Slaves R1, R2 mitteilt. Dabei unterliegen die Zeitrahmen T_Z, d. h. die Wartezeiten, einem Alterungspro­zeß, damit neuere Ergebnisse stärker berücksichtigt werden.Similarly, each slave S_n uses the software module PLC to generate a network data table DT_S shown inFIG. 4. In the lower list inFIG. 4 (logon request list) of the data table le D_S , the addresses of those router slaves R1, R2, R3 are entered on the one hand, via which this slave S_n can be reached. For this purpose, the slave S_n first collects in the upper list inFIG. 4 (best router list) the addresses (addr. No. 1, 2, 3) of the slaves S_n received by the latter via possible communication paths (routes), which are not already have been addressed by two router slaves R1, R2. These addresses are within a predeterminable time frame T of z. B. 15 minutes before the slave S_n informs the master M_{1,2 of} the first three addresses of the "best neighbors" via the router slaves R1, R2 belonging to these addresses as part of a cyclic status query. The time frames T_Z , ie the waiting times, are subject to an aging process so that more recent results are taken into account more.

Somit kann ein zusätzlich installiertes Gerät über dessen Softwaremodul PLC während einer Statusabfrage des zugehörigen Masters M_1,2 zunächst Adressen von als möglichen Router-Slaves R1 bis R5 identifizierten Slaves S_n sammeln und diese hinsichtlich deren jeweiliger Erreichbarkeit priorisieren. Anschließend überträgt dieser Slave S_n die Adressen der prio­risierten Router-Slaves R1 bis R3 über diese Router-Slaves R1 bis R3 an den entsprechenden Master M_1,2. Dessen Softwaremo­dul PLC' veranlaßt eine entsprechende Eintragung in seiner Netzwerk-Datentabelle DT_M. Daraufhin veranlaßt der Master M_1,2 den höchst priorisierten Router-Slave R1 den zusätzlich in­stallierten Slave S über die entsprechende Route (Route Nr. 1) in das Netzwerk NW aufzunehmen. Die weiteren gemelde­ten Router-Slaves R1, R2 der übrigen Routen (Route Nr. 2 und 3) werden dann entsprechend deren Priorität (Quality) als Er­satzrouten geführt. Das Softwaremodul PLC jedes Slaves S_n dient somit zur Identifizierung sowohl eines benachbarten Slaves S_n, z. B. eines neu installierten Slaves S_n, als auch mindestens eines benachbarten Slaves S_n als zukünftigen Rou­ter-Slave R1, R2.Thus, an additionally installed device via its software module PLC can first collect addresses of slaves S_n identified as possible router slaves R1 to R5 during a status query of the associated master M_1,2 and prioritize them in terms of their respective accessibility. This slave S_n then transmits the addresses of the prioritized router slaves R1 to R3 via these router slaves R1 to R3 to the corresponding master M_1,2 . Its software module PLC 'makes a corresponding entry in its network data table DT_M. Subsequently, the master M causes the additionally receive_1.2 the highest priority slave router R1 in stallierten slave S via the corresponding route (route no. 1) in the network NW. The other reported router slaves R1, R2 of the other routes (route nos. 2 and 3) are then routed according to their priority (quality) as replacement routes. The software module PLC of each slave S_n thus serves to identify both an adjacent slave S_n , e.g. B. a newly installed slave S_n , as well as at least one neighboring slave S_n as future router ter slave R1, R2.

Die Netzwerk-Management-Software NMS - realisiert in den Software-Modulen PLC, PLC' - ermöglicht somit jedem Master M_1,2 die Zuordnung von im Ausführungsbeispiel drei Kommu­nikationswegen (Routen) zu jedem Slave S_n. Die entsprechende Datentabelle DT_M, die zusätzlich zu diesen Routen oder Netz­wegstrecken L_n auch die jedem Slave S_n zugeordneten Router-Slaves R1, R2 beinhaltet, wird vorzugsweise dynamisch aktua­lisiert. Zudem ermöglicht die Netzwerk-Management-Soft­ware NMS jedem neu installierten Slave S_n dessen benachbarten Slaves S_{1. . .n-1} zu empfangen und sich über die "besten Nach­ barn" - also quasi selbst - zur Aufnahme in das Netzwerk NW zu melden.The network management software NMS - implemented in the software modules PLC, PLC '- thus enables each master M_1,2 to assign three communication paths (routes) to each slave S_{n in the} exemplary embodiment. The corresponding data table DT_M , which in addition to these routes or network routes L_n also includes the router slaves R1, R2 assigned to each slave S_n , is preferably updated dynamically. In addition, the network management software NMS enables each newly installed slave S_{n and} its neighboring slaves S_1. to receive_.n-1 and to report to the NW network via the "best neighbors" - that is to say quasi yourself.

Auf diese Weise können ohne zusätzlichen Installationsaufwand in einfacher Weise neu installierte Geräte (Slaves) unabhän­gig von deren Entfernung zum Datenkonzentrator DC (Master) in das Netzwerk NW aufgenommen werden. Dabei sind z. B. für Slaves S_n der dritten Entfernungsebene E3 jeweils zwei Rou­ter-Slaves R1, R2 in der Datentabelle DT aufgeführt, während für solche der zweiten Entfernungsebene E2 nur jeweils ein Router-Slave R1 aufgeführt ist. Bei vom Master M_1,2 direkt empfangenen Slaves S_n der ersten Entfernungsebene E1 wird der Master M_1,2 selbst als Router-Slave R1 registriert.In this way, newly installed devices (slaves) can be added to the network NW regardless of their distance from the data concentrator DC (master) without additional installation effort. Here are z. B. for slaves S_{n of} the third distance level E3, two routing slaves R1, R2 are listed in the data table DT, while only one router slave R1 is listed for those of the second distance level E2. In the case of slaves S_{n of} the first distance level E1 received directly from the master M_1,2 , the master M_1,2 itself is registered as a router slave R1.

Claims (12)

Translated fromGerman

1. Verfahren zur Kommunikation innerhalb eines Netzwerks (NW), insbesondere zur Kommunikation innerhalb eines elek­trischen Niederspannungsnetzwerks, bei dem von einem Master (M_1,2) an eine Vielzahl von Slaves (S_{1. . .n}) in einer Anzahl von Netzrouten (L_n) eine Statusabfrage ausgesendet wird,dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Master (M_1,2) indirekt erreichbarer Slave (S_n) über einen benachbarten und als Router-Slave (R1, R2) identifizierten Slave (S_{1. . .n-1}) in das Netzwerk (NW) aufgenommen wird.1. Method for communication within a network (NW), in particular for communication within an electrical low-voltage network, in which from a master (M_1,2 ) to a plurality of slaves (S_{1.. .N} ) in a number of network routes (L_n ) a status request is sent,characterized in that a slave (S_n ) indirectly reachable by the master (M_1,2 ) via an adjacent slave (S₁ ...) Identified as a router slave (R1, R2)_{. n-1} ) is included in the network (NW).2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine nachfol­gende Statusabfrage des Masters (M_1,2) über den Router-Slave (R1, R2) an den indirekt erreichbaren Slave (S_n) weiterge­leitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a subsequent status query of the master (M_1,2 ) on the router slave (R1, R2) to the indirectly accessible slave (S_n ) is forwarded.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Router-Slave (R1, R2) vom Master (M_1,2) zur Abfrage des indirekt er­reichbaren Slaves (S_n) adressiert wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the router slave (R1, R2) is addressed by the master (M_1,2 ) for querying the indirectly reachable slave (S_n ).4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Slave (S_n) mindestens ein Router-Slave (R1, R2) zugeordnet wird, wobei zyklisch jeder Slave hinsichtlich dessen Router-Slave (R1, R2) abgefragt wird, und wobei der Adresse dieses Slaves (S_n) eine entsprechende Adresse des oder jedes Router-Slaves (R1, R2) zugeordnet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each slave (S_n ) is assigned at least one router slave (R1, R2), with each slave being cyclically queried with regard to its router slave (R1, R2) , and wherein the address of this slave (S_n ) is assigned a corresponding address of the or each router slave (R1, R2).5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von einem zu­sätzlich installierten und indirekt erreichbaren Slave hin­sichtlich dessen Erreichbarkeit eine Anzahl benachbarter Slaves (S_n) als Router-Slaves (R1, R2) priorisiert wird, wo­bei der zusätzlich installierte Slave (S_n) über den Router-Slave (R1, R2) mit der höchsten Priorität in das Netzwerk aufgenommen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a number of adjacent slaves (S_n ) is prioritized as router slaves (R1, R2), where at from an additionally installed and indirectly accessible slave towards its reachability the additionally installed slave (S_n ) is added to the network with the highest priority via the router slave (R1, R2).6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß während der Statusabfrage vom zusätzlich installierten Slave (S_n) zunächst Netzwerk-Adressen einer Anzahl benach­barter Slaves (S_{1. . .n-1}) gespeichert werden,
• - daß über mindestens einen der benachbarten Slaves (S_{1. . .n-1}) der zusätzlich installierte Slave (S_n) beim Master (M_1,2) angemeldet wird, und
• - daß dem zusätzlich installierten Slave (S_n) vom Master (M_1,2) die Netzwerk-Adresse des oder jedes Router-Slaves (R1, R2) zugeordnet wird.

6. The method according to claim 5, characterized in

• - that during the status query of the additionally installed slave (S_n ) network addresses of a number of neighboring slaves (S_{1.. .n-1} ) are first stored,
• - that the additionally installed slave (S_n ) is registered with the master (M_1,2 ) via at least one of the neighboring slaves (S_{1. .n-1} ), and
• - That the additionally installed slave (S_n ) from the master (M_1,2 ) is assigned the network address of the or each router slave (R1, R2).

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem zusätz­lich installierten Slave (S_n) vom Master (M_1,2) eine Netzwerk-Adresse zugewiesen wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the additional Lich installed slave (S_n ) from the master (M_1,2 ) is assigned a network address.8. Kommunikationsfähiges Netzwerk mit einem Master und mit einer Vielzahl von Slaves (S_n) in einer Anzahl von mit dem Master (M_1,2) verbundenen Netzrouten (L_n), wobei der Master zur Statusabfrage jedes Slaves (S_n) ausgelegt ist, gekennzeichnet durch eine Netzwerk-Manage­ment-Software (NMS) zur Zuordnung von Router-Slaves (R1, R2) zu dem oder jedem Slave (S_n) und zum Verbindungsaufbau zwi­schen benachbarten Slaves (S_n).8. Communication-capable network with a master and with a large number of slaves (S_n ) in a number of network routes (L_n ) connected to the master (M_1,2 ), the master being designed to query the status of each slave (S_n ) , characterized by a network management software (NMS) for assigning router slaves (R1, R2) to the or each slave (S_n ) and for establishing a connection between neighboring slaves (S_n ).9. Kommunikationsfähiges Netzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerk-Management-Software (NMS) ein dem Master (M_1,2) zugeordnetes Softwaremodul (PLC') zur Generierung mindestens eines Router- Slaves (R1, R2) für den oder jeden Slave (S_n) und ein dem oder jedem Slave (S_n) zugeordnetes Softwaremodul (PLC) zur Identifizierung eines benachbarten Slaves (S_n) aufweist.9. Communication-capable network according to claim 8, characterized in that the network management software (NMS) is assigned to the master (M_1,2 ) software module (PLC ') for generating at least one router slave (R1, R2) for the or each slave (S_n ) and a software module (PLC) assigned to the or each slave (S_n ) for identifying an adjacent slave (S_n ).10. Kommunikationsfähiges Netzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Software­modul (PLC') des Masters (M_1,2) zur Generierung mindestens ei­ner Ersatzroute (L_n) ausgelegt ist.10. Communication-capable network according to claim 9, characterized in that the software module (PLC ') of the master (M_1,2 ) is designed to generate at least one replacement route (L_n ).11. Kommunikationsfähiges Netzwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Software­modul (PLC') des Masters (M_1,2) zur Zuordnung einer Netzwerk-Adresse zu einem zusätzlich installierten Slave (S_n) ausge­legt ist.11. Communication network according to claim 9 or 10, characterized in that the software module (PLC ') of the master (M_1,2 ) for assigning a network address to an additionally installed slave (S_n ) is laid out.12. Kommunikationsfähiges Netzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Software­modul (PLC) des Slaves (S_n) zur Generierung einer Prioritä­tenliste mit Netzwerk-Adressen benachbarter Slaves (S_{1. . .n}) sowie zur Weiterleitung einer solchen von einem benachbarten Slave (S_n) erstellten Liste an den Master (M_1,2) ausgelegt ist.12. Communication network according to one of claims 8 to 11, characterized in that the software module (PLC) of the slave (S_n ) for generating a list of priorities with network addresses of adjacent slaves (S_{1.. .N} ) and for forwarding such a list created by an adjacent slave (S_n ) is designed for the master (M_1,2 ).