Verfahren zum Betrieb eines Kommunikationssystems zur

Übermittlung zeitkritischer Daten und Kommunikationsgerät

Ein industrielles Automatisierungssystem umfasst üblicher weise eine Vielzahl von über ein industrielles Kommunikati onsnetz miteinander vernetzten Automatisierungsgeräten und dient im Rahmen einer Fertigungs- oder Prozessautomatisierung zur Steuerung oder Regelung von Anlagen, Maschinen bzw. Gerä ten. Aufgrund zeitkritischer Rahmenbedingungen in industriel len Automatisierungssystemen werden zur Kommunikation zwi schen Automatisierungsgeräten überwiegend Echtzeit-Kommunika- tionsprotokolle, wie PROFINET, PROFIBUS, Real-Time-Ethernet oder Time-Sensitive Networking (TSN) , verwendet.

Unterbrechungen von Kommunikationsverbindungen zwischen Rech nereinheiten eines industriellen Automatisierungssystems oder Automatisierungsgeräten können zu einer unerwünschten oder unnötigen Wiederholung einer Übermittlung einer Dienstanfor derung führen. Außerdem können nicht oder nicht vollständig übermittelte Nachrichten beispielsweise einen Übergang oder Verbleib eines industriellen Automatisierungssystems in einen sicheren Betriebszustand verhindern. Dies kann schließlich zu einem Ausfall einer kompletten Produktionsanlage und einem kostspieligen Produktionsstillstand führen. Eine besondere Problematik resultiert in industriellen Automatisierungssys temen regelmäßig aus einem Meldungsverkehr mit verhältnismä ßig vielen, aber relativ kurzen Nachrichten, wodurch obige Probleme verstärkt werden.

Aufgrund einer Nutzung für häufig äußerst unterschiedliche Anwendungen können in Ethernet-basierten Kommunikationsnetzen beispielsweise Probleme entstehen, wenn Netzressourcen für eine Übermittlung von Datenströmen oder von Datenrahmen mit EchtZeitanforderungen konkurrierend für eine Übermittlung von Datenrahmen mit großem Nutzdateninhalt ohne spezielle Dienst güteanforderungen beansprucht werden. Dies kann dazu führen, dass Datenströme oder Datenrahmen mit EchtZeitanforderungen nicht entsprechend einer angeforderten bzw. benötigten

Dienstgüte übermittelt werden.

Aus EP 2 324 601 Bl ist ein Verfahren zum Übertragen von Da tenpaketen in einem Kommunikationsnetz bekannt, bei dem erste Datenpakete mit einer niedrigen Priorität zwischen einem Sen der und einem Empfänger des Kommunikationsnetzes übertragen werden. Zweite Datenpakete mit einer hohen Priorität werden gegenüber den ersten Datenpaketen bevorzugt zwischen dem Sen der und dem Empfänger übertragen. Bei einem von dem Sender an den Empfänger zu übertragenden zweiten Datenpaket wird über prüft, ob gegenwärtig ein erstes Datenpaket übertragen wird. Wenn die Überprüfung, ob gegenwärtig ein erstes Datenpaket übertragen wird, positiv ist, wird die Übertragung des ersten Datenpakets abgebrochen oder unterbrochen, und das zweite Da tenpaket wird im Anschluss daran übertragen. Nach der Über tragung des zweiten Datenpakets wird die Übertragung des nicht übertragenen ersten Datenpakets wiederholt oder des Rests des unvollständig übertragenen ersten Datenpakets ver anlasst. Jedes erste Datenpaket wird parallel zu einem Sende vorgang in einem Zwischenspeicher gespeichert und erst nach einer vollständigen Übertragung des ersten Datenpakets an den Empfänger aus dem Zwischenspeicher gelöscht.

In EP 2 538 619 Bl ist ein Verfahren zur Übertragung von Da tenpaketen mit mehreren Datenframes in einem Ethernet- Automatisierungsnetzwerk beschrieben, bei dem nach einem Emp fang eines ersten Datenpakets mit einer ersten Priorität durch einen Sender ein Start eines Sendevorgangs des ersten Datenpakets vom Sender zu einem Empfänger erfolgt. Bei einem Empfang eines an den Empfänger zu übertragenden zweiten Da tenpakets mit einer zweiten Priorität, die höher als die ers te Priorität ist, erfolgt ein Abbruch des Sendevorgangs des ersten Datenpakets innerhalb eines der Datenframes des ersten Datenpakets, der sich zu dem Zeitpunkt des Empfangs des zwei ten Datenpakets im Sendevorgang befindet. Danach wird das zweite Datenpaket vom Sender zum Empfänger übertragen.

Entsprechend EP 3 038 325 Al werden zur Datenübermittlung in einem Kommunikationsnetz eines industriellen Automatisie rungssystems erste Datenrahmen, die Steuerungsdaten für das Automatisierungssystem umfassen, durch Koppel-Kommunikations geräte des Kommunikationsnetzes nur innerhalb periodischer erster Zeitintervalle übermittelt. Zweite Datenrahmen, die Sequenzen von Datenrahmen umfassenden Datenströmen zugeordnet sind, bzw. dritte Datenrahmen, für deren Übermittlung keine oder eine unter einem vorgegebenen Schwellwert liegende

Dienstgüte festgelegt ist, werden innerhalb periodischer zweiter Zeitintervalle übermittelt. Die ersten Zeitintervalle sind in erste und zweite Teilintervall unterteilt. Weiterzu leitende erste Datenrahmen werden Teilintervall-alternierend in eine erste bzw. zweite Warteschlange eingefügt und alter nierend aus den Warteschlangen für eine Weiterleitung entnom men .

WO 2018/166576 Al betrifft ein Verfahren und ein Netzelement zur zeitgesteuerten Übertragung von Datenpaketen in einem Ti- me-Sensitive Network, das mehrere einzelne Netzelemente um fasst. Jedem Netzelement ist eine Zeitablaufsteuerung zur Re alisierung vorgeplanter, gleichgroßer Übermittlungszeitfens- ter zugeordnet. Die Netzelemente verfügen jeweils über einen eigenen unabhängigen Zeitmesser, wobei die Übermittlungszeit fenster bei allen Netzelementen zu denselben Zeitpunkten be- ginnen und enden. Eine Übertragung eines Datenpakets von ei nem Netzelement zu einem darauffolgenden Netzelement erfolgt in dem Zeitfenster, welches dem Zeitfenster folgt, in dem dieses Datenpaket von einem vorhergehenden Netzelement emp fangen wurde. Jedes Netzelement kann für den eigenen unabhän gigen Zeitmesser einem Verzögerungswert bestimmen, zu welchem Zeitpunkt das nächste Sendefenster beginnt bzw. endet. Dar über hinaus ist aus WO 2018/166576 Al bekannt, dass ein Cut- Through Switching in Kombination mit Time-Aware Shapern (TAS) genutzt wird, um Echtzeit-Leistungsfähigkeit mit niedriger Latenz und geringer Verzögerungsvarianz (Jitter) zu erzielen.

Bei Switching mit Cut-Through werden Datenrahmen (Frames) durch Switches jeweils sofort weitergeleitet, sobald eine je weilige Ziel-Adresse verarbeitbar ist. Somit werden Datenrah men noch vor ihrem vollständigen Empfang und ohne Fehlerer kennung weitergeleitet. Hieraus resultiert eine besonders ge ringe Latenz, die unabhängig von einer jeweiligen Datenrah men- bzw. Datenpaketlänge ist. Unter Switching mit Cut- Through wird nachfolgend insbesondere ein direktes Weiterlei ten eines Datenrahmens an einen freien Port bzw. ein verzö gertes Weiterleiten an einen in Kürze freiwerdenden Port ver standen. Eine Behandlung von Empfangsfehlern erfolgt empfän gerseitig, beispielsweise durch Markieren eines Datenrahmens als fehlerhaft, insbesondere durch Erzeugung eines Alignment- Fehlers, und idealerweise zusätzlich durch Verkürzen des Da tenrahmens. Entsprechend Delayed Cut-Through kann ein Swit ching mit Cut-Through bei frei werdendem Ziel-Port auch wäh rend eines Empfangs von Datenrahmen aus einem Übermittlungs modus mit Store-and-Forward gestartet werden. Da Switching mit Cut-Through dazu führt, dass übermittelte Datenrahmen gleichzeitig in mehreren Bridges bzw. Switches verarbeitet werden, kann eine Übermittlung dieser Datenrahmen mangels Zwischenspeicherung nicht bei zusätzlicher Anwendung von Pre- emption-Verfahren pausiert und danach wieder fortgesetzt wer den .

Aus US 2005/129047 Al ist bekannt, dass Datenpakete bzw. Da tenrahmen (Frames) durch Switches wahlweise entsprechend Cut- Through-Übertragungsmodus oder entsprechend Store-and- Forward-Übertragungsmodus übermittelt werden können. Bei ei ner Auswahl des Übertragungsmodus wird darauf abgestellt, ob Datenrahmen mit hohen Genauigkeitsanforderungen oder mit ho hen Geschwindigkeitsanforderungen übermittelt werden sollen. Sind die Geschwindigkeitsanforderungen hoch, werden die je weiligen Datenrahmen entsprechend Cut-Through-Übertragungs- modus übermittelt. Dagegen werden Datenrahmen bei hohen Ge- nauigkeitsanforderungen entsprechend Store-and-Forward- Übertragungsmodus übermittelt, da in diesem Fall vor einer Weiterleitung der Datenrahmen anhand von Prüfsummen sicherge stellt werden kann, dass die Datenrahmen fehlerfrei empfangen worden sind. Jedoch geht aus US 2005/129047 Al nicht hervor, dass entsprechend Cut-Through-Übertragungsmodus zu übermit telnde Datenrahmen einerseits und entsprechend Store-and- Forward-Übertragungsmodus zu übermittelnde Datenrahmen auto matisch unterschiedlichen, dedizierten Sende-Queues zugeord net werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Kommunikationssystems zur Über mittlung zeitkritischer Daten schaffen, das eine gleichzeiti ge Nutzung von Switching mit Cut-Through und von Preemption- Verfahren ermöglicht, und geeignete Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch ein Kommu nikationsgerät mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb ei nes Kommunikationssystems zur Übermittlung zeitkritischer Da ten werden Datagramme, insbesondere Sicherungsschicht-Daten rahmen oder Vermittlungsschicht-Datenpakete, von ersten Kom munikationsgeräten an ersten Netzknoten zu zweiten Kommunika tionsgeräten an zweiten Netzknoten übermittelt und Uhrzeit einstellungen an allen Netzknoten synchronisiert. Nur einer ersten Kategorie zugeordnete Datagramme, die nachfolgend als erste Datagramme bezeichnet werden, werden durch weiterlei tende Kommunikationsgeräte jeweils vor vollständigem Empfang weitergeleitet werden, sobald eine jeweilige Zieladresse ver arbeitbar ist. Dagegen werden nur einer zweiten Kategorie zu geordnete Datagramme, die nachfolgend als zweite Datagramme bezeichnet werden, durch die weiterleitenden Kommunikations geräte jeweils vor vollständigem Empfang zwischengespeichert und erst nach vollständigem Empfang weitergeleitet.

Insbesondere zielt eine Unterteilung in erste und zweite Datagramme nicht notwendigerweise auf ihre zeitliche Reihen folge bei einem Einfügen in Sendewarteschlangen ab, sondern vorzugsweise auf ihre priorisierte Übermittlung. Als sendende bzw. weiterleitende Kommunikationsgeräte werden vorteilhaf terweise Bridges oder Switches verwendet. Vorzugsweise werden die zweiten Datagramme durch die weiterleitenden Kommunikati onsgeräte jeweils zur Fehlerüberprüfung zwischengespeichert und erst nach vollständigem fehlerfreien Empfang weitergelei tet .

Während die ersten Datagramme bei ihrer Übermittlung erfin dungsgemäß jeweils in erste Sendewarteschlangen sendender bzw. der weiterleitenden Kommunikationsgeräte eingefügt wer- den, werden die zweiten Datagramme bei ihrer Übermittlung je weils in zweite Sendewarteschlangen sendender bzw. der wei terleitenden Kommunikationsgeräte eingefügt. Insbesondere er folgt ein Einfügen der ersten und zweiten Datengramme in die jeweiligen ersten bzw. zweiten Sendewarteschlangen automa tisch. Bei Empfang eines ersten Datagramms wird jeweils ein Weiterleiten der zweiten Datagramme durch die weiterleitenden Kommunikationsgeräte abgebrochen und erst nach Weiterleiten des jeweiligen ersten Datagrams fortgesetzt. Auf diese Weise wird insbesondere sichergestellt, dass entsprechend Cut- Through-Übertragungsmodus zu übermittelnde Datagramme automa tisch bei Preemption bevorrechtigt übermittelt werden. Somit können Cut-Through und Preemption ohne Fehlerrisiko gleich zeitig genutzt werden. Vorzugsweise wird Cut-Through selektiv nur für bevorrechtigte Sendewarteschlangen (Queues) freigege ben, während für unterbrechbare Sendewarteschlangen nur

Store-and-Forward genutzt werden darf.

Vorteilhafterweise werden für die Übermittlung der ersten Datagramme erste System-Ressourcen innerhalb des Kommunikati onssystems reserviert. In diesem Fall werden für die Über mittlung der zweiten Datagramme zweite System-Ressourcen in nerhalb des Kommunikationssystems reserviert. Für die Über mittlung der ersten Datagramme bzw. der zweiten Datagramme reservierte Ressourcen können insbesondere nutzbare Übertra gungszeitfenster, Bandbreite, zugesicherte maximale Latenz, Queue-Anzahl, Queue-Cache bzw. Adress-Cache in Switches oder Bridges umfassen.

Die Übermittlung der ersten Datagramme wird vorzugsweise mit tels Frame Preemption, insbesondere gemäß IEEE 802.1Q-2018, und Time-Aware Shaper, insbesondere gemäß IEEE 802.1Q-2018, gesteuert. Dagegen wird die Übermittlung der zweiten Data gramme vorteilhafterweise mittels Credit-Based Shaper, insbe- sondere gemäß IEEE 802.1Q-2018, Burst Limiting Shaper, Peri staltic Shaper oder Priority-Based Shaper gesteuert, oder die zweiten Datagramme werden entsprechend Best Effort übermit telt. Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die ersten Kommunikationsge räte über ein Time-Sensitive Network, insbesondere entspre chend IEEE802.3-2018, IEEE 802.1Q-2018, IEEE 802.1AB-2016, IEEE 802.1AS-2011, IEEE 802.1BA-2011 und/oder IEEE 802.1CB- 2017, mit den zweiten Kommunikationsgeräten verbunden.

Das erfindungsgemäße Kommunikationsgerät ist zur Durchführung eines Verfahrens entsprechend vorangehenden Ausführungen vor gesehen und umfasst mehrere Anschlüsse zur Verbindung mit weiteren Kommunikationsgeräten sowie ein Koppelelement, durch das die Anschlüsse schaltbar miteinander verbindbar sind. Das Kommunikationsgerät ist dafür ausgestaltet und eingerichtet, Datagramme von ersten Kommunikationsgeräten an ersten Netz knoten zu zweiten Kommunikationsgeräten an zweiten Netzknoten zu übermitteln und vorzugsweise Uhrzeiteinstellungen mit an deren Netzknoten zu synchronisieren. Außerdem ist das Kommu nikationsgerät dafür ausgestaltet und eingerichtet, nur einer ersten Kategorie zugeordnete Datagramme jeweils vor vollstän digem Empfang weiterzuleiten, sobald eine jeweilige Ziel adresse verarbeitbar ist. Des Weiteren ist das Kommunikati onsgerät dafür ausgestaltet und eingerichtet, nur einer zwei ten Kategorie zugeordnete Datagramme jeweils vor vollständi gem Empfang zwischenzuspeichern und erst nach vollständigem Empfang weiterzuleiten.

Darüber hinaus ist das Kommunikationsgerät erfindungsgemäß dafür ausgestaltet und eingerichtet, die der ersten Kategorie zugeordneten Datagramme bei ihrer Übermittlung jeweils in ei ne erste Sendewarteschlange einzufügen und die der zweiten Kategorie zugeordneten Datagramme bei ihrer Übermittlung je- weils in eine zweite Sendewarteschlange einzufügen. Zusätz lich ist Kommunikationsgerät dafür ausgestaltet und einge richtet, ein Weiterleiten der Datagramme, die der zweiten Ka tegorie zugeordnet sind, jeweils bei Empfang eines Data- gramms, das der ersten Kategorie zugeordnet ist, abzubrechen und erst nach Weiterleiten des jeweiligen ersten Datagrams fortzusetzen .

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 ein mehrere Kommunikationsgeräte umfassendes Kommu nikationssystem für ein industrielles Automatisie rungssystem,

Figur 2 ein Ablaufdiagramm zur Übermittlung zeitkritischer

Daten innerhalb des Kommunikationssystems gemäß Fi gur 1.

Das in Figur 1 dargestellte Kommunikationssystem für ein in dustrielles Automatisierungssystem umfasst mehrere Bridges oder Switches 100 als Datagramme weiterleitende Kommunikati onsgeräte. Bridges bzw. Switches 100 umfassen jeweils mehrere Ports 110 sowie einen Backplane-Switch als Koppelelement und dienen insbesondere zum Anschluss von speicherprogrammierba ren Steuerungen 201, Bedien- und Beobachtungsstationen 202, I/O-Controllern 203 oder I/O-Modulen 204-205, die ebenfalls Kommunikationsgeräte bzw. Kommunikationsendgeräte darstellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kommunikations system als Time-Sensitive Network ausgestaltet, insbesondere entsprechend IEEE802.3-2018, IEEE 802.1Q-2018, IEEE 802.1AB-

2016, IEEE 802.1AS-2011, IEEE 802.1BA-2011 bzw. IEEE 802.1CB-

2017. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für jeden Port 110 eines sendenden bzw. weiterleitenden Kommunikationsgeräts 100, 201-205 zumindest 2 Sendewarteschlangen (Queues) vorge sehen .

Speicherprogrammierbare Steuerungen 201 umfassen typischer weise jeweils ein Kommunikationsmodul, eine Zentraleinheit sowie zumindest eine Eingabe/Ausgabe-Einheit dar. Eingabe/ Ausgabe-Einheiten können grundsätzlich auch als dezentrale Peripheriemodule ausgestaltet sein, die entfernt von einer speicherprogrammierbaren Steuerung angeordnet sind. Über das Kommunikationsmodul kann eine speicherprogrammierbare Steue rung 201 mit einem Switch oder Router oder zusätzlich mit ei nem Feldbus verbunden werden. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit dient einem Austausch von Steuerungs- und Messgrößen zwischen der speicherprogrammierbaren Steuerung 201 und einer durch die speicherprogrammierbare Steuerung 201 gesteuerten Maschi ne oder Vorrichtung 210. Die Zentraleinheit ist insbesondere für eine Ermittlung geeigneter Steuerungsgrößen aus erfassten Messgrößen vorgesehen. Obige Komponenten der speicherprogram mierbaren Steuerung 201 sind beispielsweise über ein Rück wandbus-System miteinander verbunden.

Auch die I/O-Module 204-205 sind zum Austausch von Steue rungs- und Messgrößen mit angeschlossenen Maschinen oder Vor richtungen 240, 250 vorgesehen. Zur Steuerung der I/O-Module 204-205 ist beispielsweise pro Automatisierungszelle ein zu geordneter I/O-Controller 203 vorgesehen. Die I/O-Module 204- 205 können grundsätzlich auch durch eine entfernte speicher programmierbaren Steuerung 201 angesteuert werden.

Eine Bedien- und Beobachtungsstation 202 dient zur Visuali sierung von Prozessdaten bzw. Mess- und Steuerungsgrößen, die durch speicherprogrammierbare Steuerungen, Eingabe/Ausgabe- Einheiten oder Sensoren verarbeitet bzw. erfasst werden. Ins besondere wird eine Bedien- und Beobachtungsstation 202 zur Anzeige von Werten eines Regelungskreises und zur Veränderung von Regelungsparametern verwendet. Bedien- und Beobachtungs stationen 202 umfassen zumindest eine graphische Benutzer schnittstelle, ein Eingabegerät, eine Prozessoreinheit und ein Kommunikationsmodul.

Zur Übermittlung zeitkritischer Daten werden Datenrahmen (Frames) 300 von ersten Kommunikationsgeräten 201 an ersten Netzknoten zu zweiten Kommunikationsgeräten 202-205 an zwei ten Netzknoten übermittelt. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel werden Frames 301, die entsprechend Cut-Through- Übertragungsmodus bzw. bevorrechtigt übermittelt werden sol len und nachfolgend als erste Frames bezeichnet werden, bei ihrer Übermittlung jeweils in erste Queues sendender bzw. weiterleitender Kommunikationsgeräte 100, 201-205 eingefügt. Demgegenüber werden Frames 302, die entsprechend Store-and- Forward-Übertragungsmodus übermittelt werden sollen bzw.

nicht für eine bevorrechtigte Übermittlung vorgesehen sind und nachfolgend als zweite Frames bezeichnet werden, bei ih rer Übermittlung jeweils in zweite Queues sendender bzw. wei terleitender Kommunikationsgeräte 100, 201-205 eingefügt.

Nach Start einer Übermittlung zeitkritischer Daten (Schritt 1) wird entsprechend Schritt 2 des in Figur 2 dargestellten Ablaufdiagramms überprüft, ob ein entsprechend Cut-Through- Übertragungsmodus bzw. bevorrechtigt zu übermittelnder Frame vorliegt. Je nach Überprüfungsergebnis werden erste Frames 301 in erste Queues (Schritt 11) bzw. zweite Frames 302 in zweite Queues eingefügt (Schritt 21) . Entsprechend Schritt 22 werden die zweiten Frames 302 durch die weiterleitenden Kom munikationsgeräte 100 entsprechend Store-and-Forward-Übertra gungsmodus jeweils zur Fehlerüberprüfung zwischengespeichert und erst nach vollständigem fehlerfreien Empfang entsprechend Schritt 23-27 weitergeleitet. Wenn bereits entsprechend Schritt 23 eine Übermittlung eines zweiten Frames 302 gestartet worden ist und danach ein erster Frame 301 empfangen wird, der über denselben Port 110 weiter geleitet werden soll, wird ein Weiterleiten des zweiten Fra mes 302 durch das jeweilige weiterleitende Kommunikationsge rät 100 abgebrochen (Schritt 27) . Dementsprechend wird nach Start der Übermittlung eines zweiten Frames 302 (Schritt 23) entsprechend Schritt 24 fortlaufend überprüft, ob ein bevor rechtigt zu übermittelnder erster Frame 301 in die erste Queue für den jeweiligen Port 110 eingefügt worden ist. Falls dies zutrifft, erfolgt entsprechend Schritt 27 mittels Pre emption, insbesondere gemäß IEEE 802.1Q-2018, ein Abbruch des Weiterleitens des zweiten Frames 302. Andernfalls wird das Weiterleiten des zweiten Frames 302 fortgesetzt, insbesondere nach vorherigem Abbruch ausgehend von bereits erfolgreich übermittelten Bestandteilen (Schritt 25) . Entsprechend

Schritt 26 wird fortlaufend überprüft, ob die Übermittlung des zweiten Frames 302 vollständig abgeschlossen ist. Falls dies noch nicht zutrifft, wird ein Durchlauf der Schritte 24- 26 wiederholt. Andernfalls wird entsprechend Schritt 5 emp fängerseitig in einem nachfolgenden Netzknoten überprüft, ob der übermittelte zweite Frame 302 korrekt bzw. vollständig empfangen worden ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die ersten Frames 301 entsprechend Cut-Through-Übertragungsmodus durch die wei terleitenden Kommunikationsgeräte 100 jeweils vor vollständi gem Empfang weitergeleitet, sobald eine jeweilige Zieladresse verarbeitbar ist. Hierzu wird jeweils nach Einfügen eines ersten Frames 301 in eine erste Queue (Schritt 11) in Schritt 12 überprüft, ob bereits eine verarbeitbare Zieladresse vor liegt und ob die jeweilige erste Queue frei ist. Falls dies noch nicht zutrifft, erfolgt entsprechend Schritt 14 ein Puf- fern bereits empfangener Teile des jeweiligen ersten Frames 301. Ist dagegen die Zieladresse verarbeitbar und die erste Queue frei, erfolgt entsprechend Schritt 13 ein im Wesentli chen zwischenspeicherungsfreies Weiterleiten des ersten Fra mes 301 zu einem nachfolgenden Netzknoten. Dort wird analog zu obigen Ausführungen entsprechend Schritt 5 empfängerseitig überprüft, ob der übermittelte erste Frame 301 korrekt bzw. vollständig empfangen worden ist.

Bei korrektem bzw. vollständigem Empfang eines ersten Frames 301 oder eines zweiten Frames 302 in einem nachfolgenden Netzknoten wird entsprechend Schritt 6 anhand der Zieladresse überprüft, ob dieser Netzknoten Ziel-Knoten für den ersten bzw. zweiten Frame ist. Falls dies zutrifft, wird die Über mittlung des ersten bzw. zweiten Frames entsprechend Schritt 7 abgeschlossen. Liegt entsprechend Schritt 5 ein empfänger seitig erkannter Übermittlungsfehler vor, kann entsprechend Schritt 8 eine erneute Übermittlung angefordert und bei spielsweise ein Rücksprung zu Schritt 1 eingeleitet werden.

Die Übermittlung der ersten Frames 301, die die mittels Pre emption bevorrechtigt übermittelt werden, kann zusätzlich mittels Time-Aware Shaper, insbesondere gemäß IEEE 802.1Q- 2018, gesteuert werden. Dagegen kann die Übermittlung der zweiten Frames 302 mittels Credit-Based Shaper, insbesondere gemäß IEEE 802.1Q-2018, Burst Limiting Shaper, Peristaltic Shaper oder Priority-Based Shaper gesteuert werden. Alterna tiv hierzu können die zweiten Frames 302 entsprechend Best- Effort-Prinzip übermittelt werden.

Darüber hinaus können die ersten Frames 301 einer ersten Ka tegorie zugeordnet werden, für deren Übermittlung erste Sys tem-Ressourcen innerhalb des Kommunikationssystems reserviert werden. In entsprechender Weise werden die zweiten Frames 302 vorteilhafterweise einer zweiten Kategorie zugeordnet, für deren Übermittlung zweite System-Ressourcen innerhalb des Kommunikationssystems reserviert werden. Für die Übermittlung der ersten Frames 301 bzw. der zweiten Frames 302 reservierte Ressourcen umfassen beispielsweise nutzbare Übertragungszeit fenster, Bandbreite, zugesicherte maximale Latenz, Queue- Anzahl, Queue-Cache bzw. Adress-Cache in Switches oder Brid- ges .