Verteilerknoten, Automatisierungsnetz und Verfahren zum Übertragen von echtzeitrelevanten und nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen

Die Erfindung betrifft einen Verteilerknoten, ein Automatisierungsnetzwerk mit einem Verteilerknoten und ein Verfahren zum Übertragen von echtzeitrelevanten und nicht- echtzeitrelevanten Datenpaketen in einem Automatisierungsnetzwerk .

Lokale Kommunikationsnetzwerke, sogenannte „local area net- works" (LANs) , sind auf ein geografisches Gebiet begrenzt und setzen sich aus einem oder mehreren Servern und Arbeitsstationen, sogenannten Knoten, zusammen, die über ein Kommunikationsleitungsnetz, z.B. ein Koaxial-, Glasfaser- oder Twisted- Pair-Kabel miteinander verbunden sind. LANs werden mit einem Netzwerk-Betriebssystem und einem Netzwerk-Protokoll betrie- ben.

Der zur Zeit am weitesten verbreitete Standard für ein LAN- Netzwerk-Protokoll ist das Ethernet, mit dem sich Datenpake ^¬ te, im Weiteren auch als Ethernet-Telegramm bezeichnet, mit Daten bis zu einer Länge von 1500 Bytes mit einer Geschwindigkeit im Gigabit-Bereich übertragen lassen. Das Ethernet- Protokoll wurde zuerst bei Bürokommunikationsnetzwerken eingesetzt. Aufgrund der Vorteile des Ethernet-Konzepts , die sich aus der Nutzung von Standard-Hardware- und - Softwarekomponenten sowie der Möglichkeit, auch bei einfacher Vernetzungstechnologie hohe Datenübertragungsraten zu errei ^¬ chen, ergeben, wird die Ethernet-Netzwerkkommunikation neuerdings auch in der industriellen Fertigung überwiegend zum Datenaustausch und zum Durchführen von Steuerungsaufgaben ver- wendet. Beim Einsatz von LANs in der Automatisierungstechnik muss insbesondere die Echtzeit-Fähigkeit des Netzwerk-Protokolls garantiert sein. Bei der Steuerung von Maschinen ist es erforderlich, dass eine zyklische Bearbeitung der Steuerungs- aufgäbe ohne zeitliche Schwankungen, d.h. mit nur geringen Abweichungen von der gewünschten Zykluszeit im Bereich weniger Mikrosekunden folgt, wobei mit einer vorhersehbaren Antwortzeit auf die Regelanforderung reagiert wird. Um in LANs mit vielen Knoten, im Weiteren auch als Teilnehmer bezeichnet, die Durchlaufzeit der Datenpakete vom Sende- zum Empfangsknoten zu begrenzen und damit eine Echtzeit-Fähigkeit erreichen zu können, sind solche LANs oft hierarchisch unter Verwendung von Verteilerknoten, sogenannten Switches, aufge- baut. Der Verteilerknoten weist mehrere Ein-/Ausgabe-

Schnittstellen auf, über die mehrere Knoten oder Knotenstränge parallel in das Netzwerk eingebunden sind. Der Verteilerknoten untersucht dabei jedes auf einer Ein-/Ausgabe- Schnittstelle empfangene Datenpaket auf die Adresse des ange- sprochenen Teilnehmers und leitet dann das Datenpaket an den adressierten Teilnehmer über die zugeordnete Ein-/Ausgabe- Schnittstelle, an die der Teilnehmer angeschlossen ist, weiter . Die Verteilerknoten arbeiten in der Regel nach dem FIFO-

Prinzip, bei denen diejenigen Datenpakete, die zuerst empfangen wurden, auch zuerst wieder gesendet werden. Dies verhindert aber eine zuverlässige Echtzeitbearbeitung der Datenpa ^¬ kete. Neuere Verteilerknoten unterstützen deshalb oft das so- genannte VLAN-Tagging, mit dem einzelne Datenpakete beim Sen ^¬ den priorisiert werden können, um so eine Echtzeitfähigkeit zu gewährleisten.

Ferner sind auch Verteilerknoten bekannt, die aufgrund von protokollspezifischen Kennungen Datenpakete zu fest vorgegebenen Zeitpunkten versenden, um so eine Echtzeitbearbeitung zu ermöglichen. Im Verteilerknoten ist dann eine Vermittler- einrichtung mit einer Vermittlungstabelle, eine sogenannte Routingliste vorgesehen, die für jedes echtzeitrelevante Da ^¬ tenpaket in der Regel eine Datenpaketkennung, Empfangs- und Sende-Schnittstellen und ein Sendezeitpunkt enthält. In der Regel werden im Netzwerk neben den echtzeitrelevanten Datenpaketen, die zyklisch Ein-/ Ausgabedaten der Knoten übertragen, auch weitere nicht-echtzeitrelevante Datenpakete, die üblicherweise azyklisch Parameterdaten oder Statusdaten der Knoten übertragen, empfangen und gesendet. Für solche nicht- echtzeitrelevante Datenpakete ist in der Routingliste des Verteilerknotens dann kein Sendezeitpunkt vorgegeben.

Neben der Verwendung von Verteilerknoten als Switches, um mehrere Knoten oder Knotenstränge parallel in das Netzwerk einzubinden, kann ein Verteilerknoten auch als Synchronisie- rungs-Gateway für einen Master-Knoten eingesetzt werden. Der Verteilerknoten weist dann nur zwei Ein-/ Ausgabe- Schnittstellen zur Verbindung des Master-Knotens mit dem Netzwerk auf. Der zwischengeschaltete Verteilerknoten dient dann dazu, alle Datenpakete des Master-Knotens mit dem Netz ^¬ werk zu synchronisieren. Da die Durchleitung der Datenpakete von einer Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle zur anderen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle im Verteilerknoten fest vorgeben ist, muss die Routingliste nur für jedes echtzeitrelevante Datenpaket ein Sendezeitpunkt enthalten.

Damit der Sendevorgang von nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen den Sendevorgang von echtzeitrelevanten Datenpaketen nicht verzögert, ist ein Datenübermittlungszyklus für die Da- tenpakete im Verteilerknoten in der Regel in drei Zeitab ^¬ schnitte unterteilt. Eine solche Vorgehensweise ist in der US8179923B2 beschrieben. In einem ersten Zeitabschnitt, dem sogenannten zyklischen Zeitabschnitt, dürfen nur echtzeitre- levante Datenpakete empfangen und weitergeleitet werden. In dem sich daran anschließenden zweiten Zeitabschnitt, dem sogenannten azyklischen Zeitabschnitt, werden dann nichtechtzeitrelevante Datenpakete übermittelt. In dem letzten dritten Zeitabschnitt, dem sogenannten Übergangszeitab ^¬ schnitt, dürfen dann zwar weiterhin alle Datenpakete empfangen, aber nicht mehr gesendet werden. Der Übergangszeitabschnitt, der wenigstens der maximalen Sen ^¬ dezeitdauer für ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket ent ^¬ spricht, verhindert, dass es in dem daran anschließenden nächsten zyklischen Zeitabschnitt zu einem verzögerten Übermitteln von echtzeitrelevanten Datenpaketen durch eine noch in Gang befindlichen Sendevorgang eines nichtechtzeitrelevanten Datenpakets kommt. Die im Übergangszeitab ^¬ schnitt empfangenen nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete werden im Verteilerknoten zwischengespeichert und im nächsten azyklischen Zeitabschnitt versandt.

Da jeder Knoten unkontrolliert nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete außerhalb des zyklischen Zeitabschnitts, insbeson ^¬ dere auch in dem Übergangszeitabschnitt versenden kann, kommt es im Verteilerknoten leicht zu Überlastsituationen der nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete. Solche Überlastsituati ^¬ onen treten insbesondere dann auf, wenn der azyklischen Zeitabschnitt im Datenübermittlungszyklus gegenüber dem zykli ^¬ schen Zeitabschnitt stark verkürzt ist. Aufgrund der Laufzei ^¬ ten innerhalb des Netzwerks und um möglichst kurze Totzeiten bei der Datenübertragung zu erreichen, werden die echtzeitre- levanten Datenpakete oft nicht unmittelbar hintereinander im zyklischen Zeitabschnitt gesendet werden, sondern mit dazwischen liegenden Zeitlücken, wodurch sich der zyklischen Zeitabschnitt verlängert. In einem solchen Fall besteht dann die Gefahr, dass wenn in der Übergangszeitabschnitt und im azyk ^¬ lischen Zeitabschnitt zu viele nicht-echtzeitrelevante Daten ^¬ pakete empfangen werden, der Empfangspuffer für die nichtechtzeitrelevante Datenpakete im Verteilerknoten überläuft. Aufgabe der Erfindung ist es einen Verteilerknoten, ein Automatisierungsnetzwerk und ein Datenübertragungsverfahren zum einfachen und zuverlässigen Übertragen von echtzeitrelevanten und nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Verteilerknoten nach Anspruch 1, ein Automatisierungsnetzwerk nach Anspruch 6 und ein Datenübertragungsverfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist ein Verteilerknoten in einem Automati- sierungsnetzwerk wenigstens zwei Ein-/Ausgabe-Schnittstellen zum Senden und Empfangen von echtzeitrelevanten und nichtechtzeitrelevanten Datenpaketen und eine mit den zwei Ein- /Ausgabe-Schnittstellen verbundene Vermittlungseinrichtung auf. Die Vermittlungseinrichtung versendet über eine Ein- /Ausgabe-Schnittstelle empfangene Datenpakete über eine wei ^¬ tere Ein-/Ausgabe-Schnittstelle mit Hilfe einer Vermittlungs ^¬ tabelle, wobei die Vermittlungstabelle für jedes echtzeitre- levante Datenpaket wenigstens einen Sendezeitpunkt enthält. Die Vermittlungseinrichtung erfasst weiter beim Empfang eines nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets die Länge des nicht ^¬ echtzeitrelevanten Datenpakets, um die sich daraus ergebende Sendezeitdauer für das nicht-echtzeitrelevanten Datenpaket zu ermitteln. Ferner erfasst die Vermittlungseinrichtung zumindest dann, wenn eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle für ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket als Sende-Schnittstelle vorgesehen ist und sich im sendefreien Zustand befindet, für die jeweilige Ein-/Ausgabe-Schnittstelle die bis zum Versen ^¬ den des nächsten echtzeitrelevanten Datenpakets verbleibende Sendepausen-Zeitdauer und überprüft, ob für diese Ein- /Ausgabe-Schnittstelle als Sende-Schnittstelle ein nicht ^¬ echtzeitrelevantes Datenpaket mit einer Sendezeitdauer, die höchstens der Sendepausen-Zeitdauer entspricht, vorliegt, um bei einem positiven Prüfergebnis das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket über die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu versenden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird eine optimale Nutzung der möglichen Sendezeit der Ein-/ Ausgabe- Schnittstellen des Verteilerknotens ermöglicht, wobei die Totzeit beim Senden auf ein Minimum reduziert ist. Durch die optimale Datenübertragung kann so insbesondere auch die Ge ^¬ fahr eines Überlaufens der azyklisch im Verteilerknoten ein- treffenden, nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete verhindert werden .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verteilerknoten des Automatisierungsnetzwerks mit einem einzelnen Da- tenübermittlungszyklus betrieben. Es ist somit nicht mehr notwendig, den Datenübermittlungszyklus in Zeitabschnitte zu unterteilen und dabei dafür zu sorgen, dass in bestimmten Zeitabschnitten des Datenübermittlungszyklus ein Versenden von nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen unterbleibt. Das Versenden der nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete kann dann über die gesamte Zykluszeit verteilt erfolgen, und zwar immer dann, wenn eine Sendepausen-Zeitdauer der zugeordneten Sende- Schnittstelle wenigstens der Sendezeitdauer eines nicht ^¬ echtzeitrelevanten Datenpakets entspricht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket zwischengespeichert, wenn die zugeordnete Sende-Schnittstelle zum Versenden des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets nicht freigegeben ist. Dabei kann so vorgegangen werden, dass beim Empfang des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets überprüft wird, ob die zugeordnete Sende-Schnittstelle bis zum Senden des nächsten echtzeitrelevanten Datenpakets für die sich aus der Länge des echtzeitrelevanten Datenpakets ergebende Sendezeitdauer frei ist. Bei einem positiven Prüfungsergebnis wird das nicht ^¬ echtzeitrelevante Datenpaket über die zugeordnete Sende- Schnittstelle versandt. Bei einem negativen Prüfungsergebnis wird das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket dagegen zwischen ^¬ gespeichert. Mit dieser Vorgehensweise wird eine effektive und ressourcenschonende Verarbeitung nicht-echtzeitrelevanter Datenpakete in den Verteilerknoten realisiert. Im Verteilerknoten eintreffende nicht-echtzeitrelevante Datenpakete wer- den ohne Verzögerung so schnell wie möglich weitergeleitet, wenn Sendezeit frei ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Sendepausen-Zeitdauer einer zum Senden freien Ein-/ Ausgabe- Schnittstelle mit der Sendezeitdauer der der Ein-/ Ausgabe- Schnittstelle als Sende-Schnittstelle zugeordneten, im Ver ^¬ teilerknoten vorliegenden nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen verglichen, um aus den nicht-echtzeitrelevanten Datenpa- keten, deren Sendezeitdauer höchstens der Sende-Zeitdauer entspricht, nach einem vorgegebenen Kriterium ein zu versendendes nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket auszuwählen. Mit dieser Vorgehensweise kann für eine zum Senden freie Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle aus den im Vermittlerknoten vorliegen- den nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete ein für den Sendevorgang optimales Datenpaket ausgewählt werden. Dabei wird dann insbesondere das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket aus ^¬ gewählt, dessen Sendezeitdauer der Sendepausenzeit der Sende- Schnittstelle am nächsten kommt. Mit dieser Vorgehensweise wird die Sendezeit der Ein-Ausgabe-Schnittstellen im Vermittlerknoten bestmöglich ausgenutzt und damit die Gefahr von Überlastsituationen in Bezug auf nicht-echtzeitrelevante Da ^¬ tenpakete weiter reduziert. Alternativ oder zusätzlich zur Sendezeitdauer besteht auch die Möglichkeit, weitere Krite- rien bei der Auswahl eines nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets zum Versenden auf einer freien Sende-Schnittstelle vorzusehen, insbesondere die Verweildauer im Verteilerknoten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Da- tenpakete Ethernet-Telegramme, wobei bei nicht echtzeitfähi ^¬ gen Ethernet-Telegrammen in einem Kopfabschnitt des Datenbereichs ein Datenfeld für die Längeninformation vorgesehen ist. Mit dieser Vorgehensweise ist keine Modifizierung der im Verteilerknoten verarbeitbaren Ethernet-Telegramme in einer Übertragungsschicht des Automatisierungsnetzwerkes gegenüber herkömmlichen Ethernet-Telegrammen erforderlich. Die Längeninformation des nicht-echtzeitrelevanten Ethernet-Telegramms steckt im Datenbereich, der in einer übergeordneten Leitungsschicht des Automatisierungsnetzwerkes erzeugt wird. Die Län ^¬ geninformation ist dabei vorzugsweise im Kopfabschnitt des Datenbereichs hinterlegt, sodass beim Empfang des nicht- echtzeitrelevanten Ethernet-Telegramms vom Vermittlerknoten bereits vor dem Empfang des gesamten Ethernet-Telegramms ent ^¬ schieden werden kann, ob aufgrund der Sendezeitdauer des Ethernet-Telegramms das Telegramm auf der dafür vorgesehenen Sende-Schnittstelle weitergesendet werden kann.

Alternativ kann bei einem nicht-echtzeitfähigen Ethernet- Telegramm auch bereits im Zieladressen-Abschnitt des Tele ^¬ gramm-Kopfes ein Datenfeld die Längeninformation enthalten sein. Durch die Unterbringung der Längeninformation im vor- dersten Telegrammbereich kann der Verteilerknoten bereits zum frühestmöglichen Zeitpunkt entscheiden, ob das Ethernet- Telegramm durch den Verteilerknoten durchgeleitet werden kann . Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Automatisierungsnetzwerk mit einem Verteilerknoten in schematischer Darstellung;

Figur 2 einen erfindungsgemäßen Verteilerknoten in schematischer Darstellung;

Figur 3A und 3B zwei Ausführungsformen eines nicht- echtzeitrelevanten Datenpakets als Ethernet-Telegramm mit einem Datenfeld für eine Längeninformation; und

Figur 4A, 4B, 4C eine Datenpaket-Durchleitung bei dem in Figur 2 gezeigten Verteilerknoten, wobei Figur 4A eine Routing- liste für vier echtzeitrelevante Datenpakete und drei nicht ^¬ echtzeitrelevante Datenpakete, Figur 4B eine erste mögliche Vorgehensweise bei der Datenpaket-Durchleitung und Figur 4C eine zweite Vorgehensweise bei der Datenpaket-Durchleitung wiedergibt .

In der Industrieautomation werden Automatisierungsnetzwerke eingesetzt, um verteilt angeordnete Geräte einer Aktor-

/Sensorebene mit einer Steuerungsebene zu verbinden. Die Au ^¬ tomatisierungsnetzwerke, auch Feldbus-Systeme genannt, weisen einen seriellen Bus auf, an den alle Netzwerkteilnehmer, im Weiteren auch Knoten genannt, angeschlossen sind. Die Feld- bus-Systeme werden in der Regel als Master-Slave-Bussysteme betrieben. Die Master-Teilnehmer im Feldbus-System sind die Steuerungsknoten, die den Datenverkehr auf dem seriellen Bus regeln. Solche Master-Knoten sind zum Beispiel Industrie-PCs, die als Prozessleitrechner in Fertigungsstraßen dienen. Die Master-Knoten besitzen eine Buszugriffsberechtigung und können Daten auf den seriellen Bus ausgeben. Die Slave- Teilnehmer im Feldbus-System werden durch die Maschinen- peripheriegeräte, wie zum Beispiel E/A-Geräte, Ventile, An ^¬ triebe, Sensoren, Messwertumformer gebildet. Sie besitzen in der Regel keine eigene Buszugriffsberechtigung, das heißt sie dürfen empfangene Daten nur quittieren und auf Aufforderung Daten über den Bus übermitteln.

Feldbus-Systeme können mit unterschiedlichen Netzwerkproto- kollen betrieben werden. Als Kommunikationsstandard für Netzwerke hat sich dabei der Ethernet-Standard etabliert. Beim Ethernet-Konzept werden die Daten mit einem Kopfabschnitt , im Weiteren auch als Header bezeichnet, und einem Endabschnitt im Weiteren als Trailer bezeichnet, für den Transport von Knoten zu Knoten eingekapselt. Ethernet-Datenpakete, im Wei ^¬ teren auch als Ethernet-Telegramme bezeichnet, weisen eine Datenlänge von bis zu 1500 Byte auf und lassen sich mit Ge ^¬ schwindigkeiten bis in den Gigabit-Bereich übertragen. Neben dem Ethernet-Protokoll können in Feldbus-Systemen jedoch auch andere Protokolle, insbesondere Feldbusprotokolle wie Profi ^¬ net oder EtherCAT eingesetzt werden. Auch kann in Feldbus-Systemen als Anwendungssoftware auf Teilnehmerebene ein bestimmtes Netzwerkprotokoll und auf der Busebene ein anderes Netzwerkprotokoll eingesetzt werden. In diesem Fall werden beim Datenaustausch über den Feldbus die auf der Teilnehmerebene erzeugten Datenpakete, die mit dem einen Netzwerkprotokoll hergestellt wurden, auf der Busebene für den Inter-Knoten-Datenverkehr in dem anderen Netzwerkprotokoll eingekapselt. So wird dann zum Beispiel, wenn als übergeordnetes Netzwerkprotokoll für den Datenaustausch zwi- sehen den Knoten das Ethernet-Protokoll eingesetzt wird, das mit einem Feldbusprotokoll wie Profinet oder EtherCAT erzeug ^¬ te Datenpaket durch Hinzufügen eines Headers und eines Trai ^¬ lers verpackt, um ein Ethernet-Telegramm auszubilden. In der Industrieautomation erfolgt die Steuerung mithilfe eines Datenaustauschs über Feldbus-Systeme in der Regel so, dass der Master-Knoten zyklisch Steuerprozesse durchführt, um auf der Grundlage von Eingangsdaten bei Slave-Knoten Ausgangsdaten für diese Slave-Knoten zu erzeugen. Der Master- Knoten verschickt nach dem Abschluss eines Steuerprozess- Zyklus die Ausgangsdaten dann in Form von Datenpaketen auf dem Feldbus, wobei die Slave-Knoten die dem jeweiligen Knoten zugeordneten Ausgangsdaten aus den Datenpaketen entnehmen und mit diesen Ausgangsdaten einen lokalen Knotenprozess ausfüh- ren. Die vom lokalen Knotenprozess ermittelten Daten werden dann wiederum vom Slave-Knoten an den Master-Knoten zurückgeschickt und anschließend als Eingangsdaten für den nächsten Steuerprozess-Zyklus vom Master-Knoten genutzt. Um schnelle Regelungsvorgänge in der Industrieautomation mit ^¬ hilfe von Feldbus-Systemen durchführen zu können, muss eine kurze Umlaufzeit der Datenpakete garantiert werden, damit ei ^¬ ne Echtzeitausführung des Steuerprozesses erreicht wird. In Feldbus-Systemen mit vielen Knoten werden, um die Laufzeit der Datenpakete vom Sende- zum Empfangsknoten zu verkürzen, Verzweigungen eingesetzt. Das Feldbus-System weist dann in der Datenübertragungsstrecke einen Verteilerknoten, im Weite- ren auch als Switch bezeichnet, auf, an dem mehrere unabhängige Datenpfade angeschlossen sind.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein solches Feld- bus-System mit einem Verteilerknoten 10, der vier Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 101, 102, 103, 104 aufweist. Es besteht jedoch die Möglichkeit, statt vier Ein-/ Ausgabe- Schnittstellen mehr oder weniger Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen vorzusehen. So kann der Verteilerknoten dann, wenn er z.B. als Synchronisierungs-Gateway für einen Master-Knoten einge ^¬ setzt wird, auch nur zwei Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen aufweisen. Die Anforderungen an die Sendegenauigkeit des Master- Knotens können bei der Zwischenschaltung eines solchen Verteilerknoten zwischen den Master-Knoten und das Netzwerk dann reduziert sein. Der zwischengeschaltete Verteilerknoten syn ^¬ chronisiert alle vom Datenpakete des Master-Knotens mit dem Netzwerk .

Bei der in Figur 1 gezeigten Auslegung des Verteilerknotens 10 ist eine erste Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101 mit einem

Master-Knoten 11 verbunden. An die weiteren drei Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 102, 103, 104 ist jeweils ein Slave- Knotenstrang 12, 13, 14 angeschlossen, der in der gezeigten Ausführungsform jeweils vier Slave-Knoten aufweist. Es können natürlich auch mehr oder weniger Slave-Knoten in jedem Slave- Knotenstrang zusammengeschlossen sein.

Bei der gezeigten Auslegung wird das Feldbus-System mit dem Ethernet-Protokoll betrieben, wobei die einzelnen Slave- Knoten aber mit dem EtherCAT-Protokoll arbeiten. Die mit dem EtherCAT-Protokoll betriebenen Slave-Knoten sind in jedem Slave-Knotenstrang über einen ringförmigen Datenpfad miteinander verbunden. Zwischen den Verteilerknoten 10 und den Slave-Knotensträngen 12, 13, 14, ist jeweils ein EtherCAT- Koppler 121, 131, 141 geschaltet, der die vom Verteilerknoten 10 kommenden Ethernet-Telegramme ohne nennenswerte Verzöge ^¬ rung auf die Ringstruktur der nachgeordneten Slave-Knoten im Slave-Knotenstrang 12, 13, 14 umsetzt und die Ethernet- Telegramme nach dem Durchlauf durch die Ringstruktur des Sla- ve-Knotenstrangs 12, 13, 14 dann wieder auf den Verteilerkno ^¬ ten 10 rückkoppelt. Diese Auslegung mit einem zwischenge- schalteten EtherCAT-Koppler 121, 131, 141 hat den Vorteil, dass sich mehrere Slave-Knoten eine Ethernet-Anschaltung teilen und die Ethernet-Telegramme dann im Durchlauf mit einem reduzierten Hardware-Aufwand verarbeitet werden können. Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau des Verteilerknotens 10. Die vier Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 101, 102, 103, 104 sind an eine Vermittlereinrichtung 105 angeschlossen. Jede Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 weist eine Empfangseinheit RX und eine Sendeeinheit TX auf. In Figur 2 ist durch Pfeile die jeweilige Datenübertra ^¬ gungsrichtung der Empfangseinheit RX und der Sendeeinheit TX angezeigt. Die Vermittlungseinrichtung 105 steuert den Datenverkehr im Verteilerknoten 10. Bei Feldbus-Systemen werden neben den Datenpaketen zwischen dem Master-Knoten und dem Slave-Knoten, die zur Durchführung von Steueraufgaben dienen und deren Datenverkehr zyklisch erfolgt, auch weitere Datenpakete in einem azyklischen Datenverkehr ausgetauscht. Der azyklische Datenverkehr wird für Ereignisse im Feldbus-System genutzt, die sich nicht ständig wiederholen. Azyklische Datenpakete sind zum Beispiel Daten ^¬ pakete mit Parametrisierungs- und Konfigurationsdaten sowie Daten mit Diagnosemeldungen. Diese azyklischen Datenpakete sind im Gegensatz zu den zyklischen Datenpaketen nichtecht- zeitrelevant, weshalb die zyklischen Datenpakete im Weiteren auch als echtzeitrelevante Datenpakete und die azyklischen Datenpakete auch als nicht-echtzeitrelevante Datenpakete be ^¬ zeichnet werden. Zur Steuerung der Datenpaket-Durchleitung durch den Verteilerknoten 10 ist die Vermittlungseinrichtung 105 mit einer Vermittlungstabelle 106, im Weiteren auch als Routingliste bezeichnet, verbunden. Die Routingliste 106 weist für jedes echtzeitrelevante Datenpaket eine Datenpaketkennung, eine Sende-Schnittstelle und einen Sendezeitpunkt und für jedes nicht-echtzeitrelevante Datenpaket ein Datenpaketkennung und eine Sende-Schnittstelle auf. Bei den nicht-echtzeitrelevante Datenpaketen können dabei auch mehrere unterschiedliche Da ^¬ tenpakete die gleiche Datenpaketkennung besitzen. Es kann bei den nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen auch ganz auf die Datenpaketkennung verzichtet werden, da dies für das Routing nicht zwingend benötigt wird. Zusätzlich kann beispielsweise aber auch noch die Empfangs-Schnittstelle und der Empfangs ^¬ zeitpunkt sowohl für echtzeitrelevante als auch für nicht ^¬ echtzeitrelevante Datenpakete in der Routingliste angegeben sein .

Beim Empfang eines Datenpakets über die Empfangseinheit RX einer Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 erfasst die Vermittlungseinrichtung 105 die Datenpaketkennung. Von der Vermittlungseinrichtung 105 aufgrund der Datenpaketken- nung erkannte echtzeitrelevante Datenpakete werden dann über die für die Datenpaketkennung in der Routingliste 106 vermerkten Sende-Schnittstelle zu dem vorgegebenen Sendezeit ^¬ punkt ausgegeben. Weist die Datenpaketkennung das empfangene Datenpaket als nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket aus, ermittelt die Ver ^¬ mittlungseinrichtung 105 weiterhin die Länge des nichtechtzeitrelevanten Datenpakets, um die sich daraus ergebende Sendezeitdauer für das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket zu bestimmen. Dann, wenn das Routing der nichtechtzeitrelevanten Datenpakete ohne Datenpaketkennung erfolgt, kann die Vermittlungseinrichtung 105 auch anhand anderer Kriterien, z.B. dem Nichtvorhandensein einer Datenpaketkennung feststellen, dass es sich einem empfangenen Datenpa- ket um nicht-echtzeitrelevante Datenpaket handelt. Die Ver ^¬ mittlungseinrichtung 105 prüft dann weiter, ob die dem nichtechtzeitrelevanten Datenpaket in der Routingliste 106 zuge- ordnete Sende-Schnittstelle für einen Sendevorgang frei ist und ob die Sendepausen-Zeitdauer der Sende-Schnittstelle bis zum in der Routingliste 106 festgelegten Sendezeitpunkt des nächsten echtzeitrelevanten Datenpakets wenigstens der ermit- telten Sendezeitdauer des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets entspricht.

Wenn ein positives Prüfungsergebnis anzeigt, dass die vorge ^¬ sehene Sende-Schnittstelle für eine zum Versenden des nicht- echtzeitrelevanten Datenpaket ausreichende Zeitdauer nicht belegt ist, versendet die Vermittlungseinrichtung 105 dann das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket über die Sendeeinheit TX der Sende-Schnittstelle. Im Falle eines negativen Prü ^¬ fungsergebnisses, also dann wenn die Sendepausen-Zeitdauer der zum Senden vorgesehenen Sende-Schnittstelle kürzer ist als die Sendezeitdauer des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets, wird das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket dagegen in einem Zwischenspeicher 107, der, wie in Figur 2 gezeigt ist, mit der Vermittlungseinrichtung 105 verbunden ist, abgelegt.

Die Vermittlungseinrichtung 105 ist grundsätzlich weiter so ausgelegt, dass für jede Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 fortlaufend überprüft wird, ob die Ein-/ Ausga ^¬ be-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 gerade sendet. Wenn ein sendefreier Status ermittelt wird, wird weiter die bis zum nächsten zu versendenden echtzeitrelevanten Datenpaket verbleibende Sendepausen-Zeitdauer erfasst. Die Vermittlungseinrichtung 105 überprüft dann weiter, ob im Zwischenspeicher 107 nicht-echtzeitrelevante Datenpakete vorliegen, die auf der entsprechenden Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 versendet werden sollen und deren Sendezeitdauer höchstens der ermittelten Sendezeitpausen-Zeitdauer entspricht. Wenn mehrere solche nicht-echtzeitrelevante Datenpakete im Zwischenspeicher 107 enthalten sind, wird vorzugsweise so vorgegangen, dass das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket zum Versenden ausgewählt wird, dessen Sendezeitdauer der Sendepausen-Zeitdauer am nächsten kommt. Statt einer fortlaufenden Überprüfung des sendefreien Zustandes kann die Vermittlungs ^¬ einrichtung 105 auch immer nur dann die Überprüfung durchführen, wenn für die jeweilige Ein-/Ausgabe-Schnittstelle ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket als Sende-Schnittstelle vorgesehen ist, also von der Vermittlungseinrichtung 105 gerade empfangen wurde oder im Zwischenspeicher 107 liegt.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, bei der Auswahl des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets, das versendet werden soll, weitere Kriterien, wie zum Beispiel die Zeitdauer der Zwischenspeicherung des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets zu berücksichtigen. So kann als Kriterium festgelegt werden, dass, wenn eine vorgegebene Speicherzeit bei einem nicht ^¬ echtzeitrelevanten Datenpaket überschritten ist, dieses nicht-echtzeitrelevanten Datenpaket statt dem nichtechtzeitrelevanten Datenpaket mit einer Sendezeitdauer, die der Sendepausen-Zeitdauer bei Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen am nächsten kommt, versendet wird, um zu gewährleisten, dass al ^¬ le nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete zeitnah übertragen werden, so dass deren Information dann im Rahmen der Steuerungsaufgabe dann auch zeitnah berücksichtigt werden kann.

Mit dieser Vorgehensweise werden die Sendezeiten der Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 101, 102, 103, 104 des Verteilerkno- tens 10 optimal ausgenutzt, wobei gleichzeitig für eine si ^¬ chere und zuverlässige Datenübertragung gesorgt ist, die ins ^¬ besondere auch die EchtZeitanforderungen im Rahmen eine Automatisierungssystems berücksichtigt . Eine weitere alternative Vorgehensweise besteht darin, dass der Verteilerknoten 10 grundsätzlich alle nichtechtzeitrelevanten Datenpakete, die er auf einer seiner Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 101, 102, 103, 104 empfängt, nach Feststellen der erforderlichen Sendezeitdauer im Zwischen- Speicher 107 ablegt. Die Vermittlungseinrichtung 105 im Verteilerknoten ist dann so ausgelegt, dass die Vermittlungseinrichtung für jede Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 den Sende-Status erfasst. Im sendefreien Zustand der je ^¬ weiligen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 er ^¬ mittelt die Vermittlungseinrichtung 105 dann weiter die bis zum Versenden des nächsten echtzeitrelevanten Datenpakets verbleibende Sendepausen-Zeitdauer. Die Vermittlungseinrichtung 105 überprüft anschließend, ob im Zwischenspeicher 107 für diese Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 nicht-echtzeitrelevante Datenpakete mit einer Sendezeitdauer, die höchstens der Sendepausen-Zeitdauer entspricht, vorlie- gen. Wenn nur ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket ermit ^¬ telt wird, wird dieses dann versandt. Wenn mehrere nicht ^¬ echtzeitrelevante Datenpakete die Sendezeitdauer-Bedingung erfüllen, wird gemäß eines bzw. mehrerer vorgegebener Kriterien ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket ausgewählt und versandt. Bevorzugtes Auswahlkriterium ist dabei, wie vorste ^¬ hend erläutert, vorzugsweise die Differenz zwischen jeweili ^¬ ger Sendezeitdauer und der der Sendepausen-Zeitdauer. Es wird dann das nicht-echtzeitrelevante Datenpaket auf der Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, 102, 103, 104 versandt, das der erfassten Sendepausen-Zeitdauer am nächsten kommt. Ein weiteres Kriterium kann insbesondere die Verweildauer des nicht ^¬ echtzeitrelevanten Datenpakets im Verteilerknoten sein.

Die vorstehend erläuterte Datenübertragung in einem Master- Slave-Netzwerk mit einem Verteilerknoten 10, der den Datenverkehr von mehreren Knotensträngen miteinander verbindet, kann in einem einzelnen Datenübermittlungszyklus durchgeführt werden, im dem sowohl echtzeitrelevante Datenpakete als auch nicht-echtzeitrelevante Datenpakete übertragen werden. Die echtzeitrelevanten Datenpakete werden dabei, wie in der Routingliste 106 angegeben, über die zugeordneten Sende- Schnittstelle zu dem vorgegebenen Sendezeitpunkt versandt. Die nicht-echtzeitrelevanten Datenpakete werden dann in Sendepausen zwischen den nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen im Datenübermittlungszyklus übertragen, und zwar jeweils so, dass ein für die ermittelte Sendepausen-Zeitdauer optimales nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket in dem Sendezeit- Zwischenraum übertragen wird.

Bei den nicht-echtzeitrelevanten Datenpaketen ermittelt die Vermittlungseinrichtung 105 im Verteilerknoten 10 beim Empfang des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets die Sendezeitdauer des Datenpakets aus einer im Datenpaket enthaltenen Längeninformation. Um dabei eine schnelle Verarbeitung des nicht-echtzeitrelevanten Datenpakets durch die Vermittlungs- einrichtung zu ermöglichen, ist die Längeninformation vorzugsweise in einem ersten Abschnitt des Datenpakets enthal ^¬ ten. Die Vermittlungseinrichtung 105 kann dann das Datenfeld mit der Längeninformation bereits auswerten, bevor das gesamte Datenpaket über eine Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle des Ver- teilerknoten 10 empfangen wurde, was den Verarbeitungsprozess zum Ermitteln des Sendezeitdauer des Datenpakets durch den Verteilerknoten beschleunigt.

Die Figuren 3A und 3B zeigen zwei mögliche Ausführungsformen zur Übertragung der Längeninformation in einem Ethernet-

Telegramm 20. Das Ethernet-Telegramm weist einen Datenbereich 22 mit einer Länge von bis zu 1.500 Byte auf, der von einem Kopfabschnitt 21, dem sogenannten Header, und einem Endabschnitt 23, dem sogenannten Trailer eingekapselt ist. Im Hea- der, der 14 Byte lang ist, ist in einem ersten 6 Byte langen Datenfeld 211 die Zieladresse, in einem sich daran anschlie ^¬ ßenden ebenfalls 6 Byte langen Datenfeld 212 die Quelladresse und in einem 2 Byte langen Schluss-Datenfeld 213 der Ether- net-Typ angegeben. Der Trailer 23 besteht aus einem 4 Byte langen Datenfeld zur Übertragung einer Prüfsumme, um Fehler bei der Datenübertragung zu erkennen.

Wie in Figur 3A gezeigt ist, besteht die Möglichkeit beim Ethernet-Telegramm 20 die Längeninformation bereits im Header 21 mit zu übertragen und zwar in dem die Längeninformation im Datenfeld 211 mit der Zieladresse hinterlegt ist. Bevorzugt ist dabei für die Längeninformation ein erster Abschnitt 214 mit der Größe von 1 Byte im Zieladressen-Datenfeld 211 reser ^¬ viert. Mit dieser Auslegung des Ethernet-Telegramms wird be ^¬ reits zum frühestmöglichen Zeitpunkt die Längeninformation in einem nicht-echtzeitrelevanten Datenpaket übertragen, so dass die sich die durch die Auswertung der Längeninformation ergebende Verzögerung bei der Verarbeitung eines nichtechtzeitrelevanten Datenpakets im Verteilerknoten 10 auf ein Minimum reduziert. Alternativ kann, wie in Figur 3B gezeigt ist, ein Datenfeld 215 mit der Längeninformation auch im Datenbereich 22 des Ethernet-Telegramms vorgesehen sein.

Diese Auslegung eignet sich insbesondere dann, wenn mit dem Ethernet-Protokoll Datenpakete, die mit einem anderen Proto ^¬ koll erzeugt wurden, getunnelt werden sollen, wie es bei dem in Figur 1 gezeigten Automatisierungsnetzwerk der Fall ist, bei dem die Knotenstränge 12, 13, 14 jeweils über den Koppler 121, 131, 141 an den Master-Knoten 11 angebunden ist. Der Master-Knoten 11 arbeitet mit dem Ethernet-Protokoll. Die

Koppler 121, 131, 141 und die sich daran anschließenden Sla- ve-Knoten nutzen als Anwendungssoftware ein Feldbusprotokoll, im vorliegenden Fall das EtherCAT-Protokoll . Das Datenfeld 215 mit der Längeninformation ist dann vorzugsweise in einem Datenfeld im Kopfabschnitt des Datenbereichs im Ethernet- Telegramms, wie in Figur 3B gezeigt, vorgesehen. Mit dieser Vorgehensweise besteht die Möglichkeit, die nicht ^¬ echtzeitrelevanten, mit einem Feldbus-Protokoll erzeugten Datenpakete als Ethernet-Telegramme ohne veränderten Header zu übertragen, wobei durch die Übertragung der Längeninformation im Kopfbereich des Datenbereichs eine schnelle Auswertung der Längeninformation nach dem Empfang des Ethernet-Telegramms möglich ist. Die Figuren 4A, 4B und 4C zeigen beispielshaft zwei mögliche Vorgehensweisen bei der Übertragung zyklischer, das heißt echtzeitrelevanter Ethernet-Telegramme und azyklischer, das heißt nicht-echtzeitrelevanter Ethernet-Telegramme bei dem in Figur 1 gezeigten Automatisierungsnetzwerk. Durch den Verteilerknoten 10 hindurchgeschleust werden sollen dabei vier zyklische Ethernet-Telegramme CYC1, CYC2, CYC3, CYC4 und drei azyklische Ethernet-Telegramme, ACYCl, ACYC2, ACYC3. In Figur 4A ist eine mögliche Ausgestaltung der Routingliste 106 im Verteilerknoten 10 gezeigt. Die Routingliste 106 ist tabel ^¬ lenförmig aufgebaut mit den Spalten Sendezeitpunkt, Tele- grammkennung, Empfangs-Schnittstelle und Sende-Schnittstelle . Sendezeitpunkte sind dabei nur für die zyklischen Ethernet- Telegramme CYC1, CYC2, CYC3, CYC4 angegeben.

Die Ethernet-Telegramme werden weiter gemäß der Routingliste 106 auf den drei Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 102, 103, 104, die jeweils an einen der drei Slave-Knotenstränge 12, 13, 14 angeschlossen sind, empfangen. Gesendet werden die Ethernet- Telegramme dann auf der Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101, die mit dem Master-Knoten 11 verbunden ist. Figur 4B zeigt auf einer Zeitachse den zeitlichen Verlauf von Empfangs- und Sendevorgang, wobei die Länge des Datenüber ^¬ mittlungszyklus eingetragen ist. Als erstes Ethernet- Telegramm wird das azyklische Ethernet-Telegramm ACYCl auf der Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 103 als Empfangs- Schnittstelle vom Verteilerknoten 10 empfangen. Die Vermitt ^¬ lungseinrichtung 105 im Verteilerknoten 10 ermittelt dann aus der Längeninformation des azyklische Ethernet-Telegramms ACYCl die Sendezeitdauer. Wie Figur 4B zeigt, ist diese Sendezeitdauer kürzer als die Sendepausen-Zeitdauer der als Sen- de-Schnittstelle vorgesehenen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101 bis zum Sendezeitpunkt des ersten zyklischen Telegramms CYC1 im Datenübermittlungszyklus. Das azyklische Ethernet- Telegramm ACYCl wird deshalb vom Verteilerknoten auf der Ein- / Ausgabe-Schnittstelle 101 sofort ausgegeben.

Zeitlich nach dem azyklischen Ethernet-Telegramm ACYCl treffen dann die azyklischen Ethernet-Telegramme ACYC2 und ACYC3 auf den Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 102 und 103 als Empfang- Schnittstellen ein. Da jedoch deren von der Vermittlungseinrichtung 105 im Verteilerknoten 10 ermittelte Sendezeitdauer größer ist als die nach dem Senden des azyklischen Ethernet- Telegramms ACYCl verbleibende Sendepausen-Zeitdauer der als Sende-Schnittstelle vorgesehenen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101 bis zum Sendezeitpunkt des ersten zyklischen Telegramms CYC1 im Datenübermittlungszyklus werden die azyklischen

Ethernet-Telegramme ACYC2 und ACYC3 im Zwischenspeicher 107 abgelegt.

Wie Figur 4B weiter zeigt, werden auf der als Sende- Schnittstelle vorgesehenen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101 nach dem azyklischen Ethernet-Telegramm ACYCl dann die auf den Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen 102 und 103 als Empfang- Schnittstellen nach dem azyklischen Ethernet-Telegrammen empfangenen zyklischen Ethernet-Telegramme CYC1 und CYC2 an den in der Routingliste 106 eingetragenen Sendezeitpunkten vom Verteilerknoten 10 versandt. Zwischen den zyklischen Ether- net-Telegrammen CYC1 und CYC2 tritt keine Sendepausenzeit auf .

Eine weitere Sendepausenzeit ergibt sich dann auf der als Sende-Schnittstelle vorgesehenen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle 101 zwischen den zyklischen Ethernet-Telegrammen CYC2 und

CYC3. Da diese Sendepausen-Zeitdauer kürzer ist als die Sendezeit des ersten zwischengespeicherten azyklischen Ethernet- Telegramms ACYC2 bleibt diese Sendepausenzeit frei und das azyklische Ethernet-Telegramm ACYC2 wird dann erst in der nächsten Sendepausen-Zeitdauer, die größer ist als die Sendezeitdauer des azyklischen Ethernet-Telegramms ACYC2 und sich zwischen den zyklischen Ethernet-Telegrammen CYC3 und CYC4 befindet, übertragen. Anschließend wird dann bis zum Zyklus ^¬ ende das letzte verbleibende azyklische Ethernet-Telegramm ACYC3 übertragen. Bei dieser Auslegung des Verteilerknotens werden die azyklischen Ethernet-Telegramme immer in der Reihenfolge, in der sie vom Verteilerknoten empfangen werden, wieder versandt und zwar immer dann, wenn eine entsprechende Sendepausen-Zeitdauer der als Sende-Schnittstelle vorgesehe ^¬ nen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle vorliegt. Alternativ kann, wie in der Ausführungsform in Figur 4C gezeigt ist, von der Vermittlungseinrichtung 105 des Verteiler- Knotens 10 eine Optimierung der Übertragung der azyklischen Ethernet-Telegramme in Bezug auf die vorliegende Sendepausen- Zeitdauer durchgeführt werden. Bei der in Figur 4C gezeigten Vorgehensweise wird im Gegensatz zu der Figur in 4B gezeigten Vorgehensweise zwischen dem zyklischen Ethernet-Telegrammen CYC2 und CYC3 das azyklische Ethernet-Telegramm ACYC3, das nach dem azyklischen Ethernet-Telegramm ACYC2 empfangen wurde und deshalb im Zwischenspeicher 107 in der Reihenfolge nach diesem azyklischen Ethernet-Telegramm eingespeichert ist, übertragen. Die Sendezeitdauer dieses später empfangenen azyklischen Ethernet-Telegramms ACYC3 ist kürzer als die Sen ^¬ depausen-Zeitdauer zwischen den zyklischen Ethernet- Telegrammen CYC2 und CYC3. Die Übertragung des azyklischen Ethernet-Telegramms ACYC3 kann deshalb vor dem später empfan ^¬ genen azyklischen Ethernet-Telegramm ACYC2, dessen Sendezeitdauer länger ist als die Sendepausen-Zeitdauer zwischen den zyklischen Ethernet-Telegrammen CYC2 und CYC3, durchgeführt werden .

Wenn der Verteilerknoten nicht als Switches, um mehrere Kno ^¬ ten oder Knotenstränge parallel in das Netzwerk einzubinden, sondern als Synchronisierungs-Gateway für einen Master-Knoten eingesetzt und dann nur zwei Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen zur Verbindung des Master-Knotens mit dem Netzwerk aufweist, ist die Durchleitung der Datenpakete von einer Ein-/ Ausgabe- Schnittstelle zur anderen Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle im Ver ^¬ teilerknoten fest vorgeben. Die Routingliste im Verteilerkno ^¬ ten muss dann nur für jedes echtzeitrelevante Datenpaket ein Sendezeitpunkt enthalten. Die Vermittlungseinrichtung erfasst dann, wenn eine nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket in der Vermittlungseinrichtung vorhanden ist, ob die zum Durchleiten vorgesehene Ein-/ Ausgabe-Schnittstelle sich im sendefreien Zustand befindet und weiter die bis zum Versenden des nächs ^¬ ten echtzeitrelevanten Datenpakets verbleibende Sendepausen- Zeitdauer. Wenn für die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle dann ein nicht-echtzeitrelevantes Datenpaket mit einer Sendezeitdauer, die höchstens der Sendepausen-Zeitdauer entspricht, vorliegt, versendet das Vermittlungseinrichtung das entsprechende nicht-echtzeitrelevante Datenpaket über die Ein-/Ausgabe- Schnittstelle .

Die Implementierung der Datenübertragung im Verteilerknoten 10 erfolgt dabei vorzugsweise im Rahmen der Konfigurations ^¬ phase des Automatisierungsnetzwerks durch den Master-Knoten 11. Die Routingliste 106 wird dabei dem Verteilerknoten 10 vom Master-Knoten 11 vorgeben. Da im als Master-Slave-System ausgeführten Automatisierungsnetzwerk zyklische Ethernet- Telegramme sowohl vom Master-Knoten als auch von den Slave- Knoten gesendet werden dürfen, azyklische Ethernet-Telegramme dagegen nur vom Master-Knoten kann durch eine entsprechende Auslegung der Routingliste 106 im Verteilerknoten 10 in der Konfigurationsphase eine Überlastsituation in Bezug auf die azyklischen Ethernet-Telegramme grundsätzlich vermieden werden. Der Master-Knoten 11 kennt nämlich die gemäß der Routingliste 106 verbleibende Netzkapazität für azyklische

Ethernet-Telegramme und kann dann das Senden der azyklischen Ethernet-Telegramme entsprechend steuern.