專利名稱：子網通過統一的網絡層連接的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在機動車中的不同子網之間的數據交換。
背景技術：
目前在機動車中應用許多不同的子網系統或者子網，其中的每個子網都分別專用 于實現特定的目的。為了在不同網絡間進行數據交換，通常網關是必需的，該網關實現在不 同的總線系統(例如CAN，LIN, MOST, FlexRay)之間以及在不同的數據網絡系統(例如以 太網，藍牙，超寬帶技術，無限局域網或者寬帶無線接入)之間的速度、協議和信號的必需 的轉換。需要從一個網絡傳輸到另一個網絡的信息的適當的編碼轉換然而需要額外的處理 器性能并且導致數據傳輸中的時間上的延遲。除此之外，該轉換要求很高的技術復雜程度。此外，所有在機動車中現有的子系統的源地址和目標地址都沒有統一的尋址模 式，所以必須在網關中實施地址的轉換。除了為此所需要的技術上的復雜程度之外，這還意 味著時間上的延遲以及額外的對可用的處理器性能的需求。
發明內容
從上面的描述出發，本發明的目的在于這樣來降低在機動車中的不同網絡間的數 據交換所需的技術上的復雜程度，即能夠以對數據傳輸來說必需的處理器性能的較低的要 求來實現更快速的數據交換。該目的根據本發明的獨立權利要求實現。本發明在其從屬權利要求中加以進一步 改進。本發明包括一種用于機動車的網絡系統，其具有至少兩個不同地構造的子網，這 些子網具有數據連接，其中至少兩個不同地構造的子網的網絡層在結構上是相同的。就此而言需要指出的是，在本說明書和權利要求中為了列舉特征而應用的概念 “包括”，“帶有”，“具有”，“涵蓋”和“包含”，以及其語法上的變化通常表示特征的非決定性 的列舉，例如方法步驟，裝置，區域，大小尺寸和類似物，其在任何情況下都不排除另外的 或額外的特征的存在或者另外的或額外的特征組的存在。通過在機動車中的不同網絡的網絡層的統一的構造，路徑發現(也就是所謂的路 由)、流控制和其他的與數據交換相關的任務都實現標準化，因此不再需要進行地址的轉換。有利的是，網絡層的協議由互聯網協議形成，由此可以在沒有轉換地址的網關和 進而沒有附加的時間上的延遲的情況下形成網絡連接。為了對連續的多媒體數據傳輸進行 支持，至少兩個不同地構造的子網中的至少一個子網根據目的應用無連接的傳輸協議。尤 其是在機動車的控制任務的領域中為了實現安全的數據傳輸，至少兩個不同地構造的子網 中的至少一個子網應用面向連接的傳輸協議。
本發明的其他特征由接下來聯系到權利要求和附圖對根據本發明的實施例的具體描述中得出。根據本發明各個特征可以單獨或者組合地在設計方案中實現。接下來參考 附圖對本發明的一些實施例進行說明。圖中示出圖1示出了 MOST總線系統和0SI參考模型的層構造的相對位置，圖2示出了基于以太網的多媒體網絡和0SI參考模型的層構造的相對位置，圖3示意性示出了常規的機動車網絡系統，圖4示意性示出了機動車網絡系統，其中不同的子網具有統一的網絡層。
具體實施例方式在圖1中，MOST網絡(面向媒體的系統傳輸網絡)的層與0SI (開放式系統互聯) 參考模型的七個層相對應。根據0SI參考模型的應用層7在MOST網絡中設計為編程接口。 根據0SI參考模型的表示層6的任務在MOST網絡中由“網絡服務2”層來承擔。通信控制 層5、傳輸層4以及網絡層3的服務在MOST網絡中由“網絡服務1”層執行。0SI參考模型 的安全層2和比特傳輸層1在MOST網絡中稱為“MOST收發器層”和“MOST比特傳輸層”。在圖2中，用于多媒體應用的網絡的層模型位于與0SI參考模型相對應的位置，層 模型的比特傳輸層和安全層根據以太網標準設計。基于以太網的多媒體網絡的網絡層以互 聯網協議為基礎。在傳輸層中不僅執行面向連接的協議(TCP ；傳輸控制協議)，而且還執行 無連接協議(UDP;用戶數據報協議)。無連接協議特別出現在流媒體應用中，其中，音頻數 據或者視頻數據連續地通過網絡傳輸。多媒體數據流的編碼、打包和發送在會話層上由實 時傳輸協議(RTP)執行，該協議與用于協調和維持服務質量參數(QoS;服務質量)的實時 控制協議共同作用。實時敏感的多媒體數據的傳輸的操縱和控制是實時流協議(RTSP)的 對象。數據的面向連接的傳輸在會話層中由超文本傳輸協議(HTTP)執行。為了對來自于 或者用于基于處理層的多媒體應用的數據進行轉換，在表示層中應用MPEG-4和UPnP。在面向包的服務中，應用網絡層的目的通常在于，將數據包從來源導入目的地。其 構成用于在兩個終端系統之間設置連接的最下級的層，其中該終端系統可與一個和同一個 網絡或不同網絡連接。尋址和正確的分配源地址與目的地址在網絡層中實現。在現有的傳 統機動車系統中，每個子網具有相對于另外的子網的網絡層的不同構造的網絡層。因此，在 各個子網中的地址分配也有區別。圖3示意性地示出了常規的機動車網絡系統示意圖100，其中三個不同的網絡的 終端系統通過網關10，20，30和40相互連接。網關10將第一子網的終端系統11，12，13和 14連接至機動車的網絡系統100。網關30將第二子網的終端系統31，32，33和34連接至 機動車的網絡系統100，其中連接通過另一個網關20(例如另一個沒有在圖示中詳細示出 的子網)來實現。第三子網的終端系統41，42，43和44最終通過網關40與機動車網絡系 統相連接。在信息從子網中的一個傳輸至另一個子網時，通信協議必須在網關中轉換。如果 例如信息從終端11傳輸到終端系統43，那么信息必須經過網關10，20和40。這分別與在 子網的協議中的轉換相聯系，在該轉換中信息進行傳輸。該信息可以以廣播的形式通過廣 播設備發送到所有的終端系統，其中該終端系統本身決定，該信息是否與其相關。然而，網 絡系統也可以具有相應的地址管理，其中子網分別從源地址向一個或多個適當的目的地址 分派信息。因為該尋址在網絡層中進行，所以必須將該用于信息的目的系統的地址在網關中到達目的系統的子網的路徑上進行轉換，由此用于信息傳輸所必須的處理器性能被提高 并且傳輸的時間變長。在圖4中的機動車網絡系統中，各個網絡層的協議在不同的子網中是統一的，因 此不同地構造的或結構化的子網的網絡層在其結構上是相同的。因此，終端系統的統一的 尋址在由不同地構造的子網構成的機動車網絡系統內實現。如果信息或者數據從子網的一 個終端系統向另一個與該子網不同的構造的子網的終端系統進行傳輸，因此在網關上也就 不需要對信息或者數據的地址進行轉換。此外，在通過安全層和比特傳輸層定義的硬件層 上的轉換當然進一步通過合適的耦合元件執行。優選的是，互聯網協議(IP)被作為網絡層的協議使用，這是因為機動車網絡系統 為此例如可以構建為專用網絡，因此該網絡可以通過具有世界范圍內明確的IP地址的網 關或者路由器與機動車以外的其他網絡，例如車間網絡、導航網絡或類似網絡進行通信。通 過機動車的明確的互聯網地址還尤其可以簡單地構造Car-to-X通信。統一的網絡層在機動車網絡系統的不同子網中的應用導致在子網聯網時的明顯 的成本下降，這是因為可以放棄復雜的網關，例如MOST網關或者CAN網關(CAN =控制器局 域網絡)。此外，由此可以在機動車中簡單地建立冗余，因為機動車的各個子網可以直接相 互連接，由此在各個子網之間的數據交換可通過多路實現。因此借助于這種冗余能夠以簡 單的方式提高機動車的運行安全性。因為在統一地構造的網絡層中統一地實現尋址，因此在機動車中可以明確和清晰 地實現所有終端系統的尋址。因此，錯誤的配置很容易識別，因此大大降低了應用成本和測 試成本。此外，統一地設計的網絡層能夠實現信息的硬件過濾，例如定義用于通過兩個硬 件相關的層進行傳輸的最大數據率，該數據率涉及到終端系統和包格式。此外，統一的網絡層在機動車的不同網絡中的應用能夠實現迄今為止在機動車中 相互獨立運行的獨立系統的集成，例如多媒體、電話、電視、導航、駕駛員輔助等等。為此， 在統一地設計的網絡層中實現的明確的尋址防止在網關中由于錯誤的轉換尋址而出現的 數據錯誤傳遞。因此機動車安全性進一步提升。互聯網協議在網絡層中的應用尤其能夠實現簡單地再次應用這樣的一些協議，這 些協議在終端用戶設備的領域中實現標準化。其例如包括在網絡電話(VoIP)中使用的會 話初始協議(SIP)和實時傳輸協議(RTP)。此外，互聯網協議在統一地設計的網絡層上的應 用允許對基于IP的服務的處理，例如手持數字式視頻廣播(DVB-H)、網絡電話(VoIP)、IP 廣播，IP導航或者其他的無線電服務，由此多媒體服務在機動車中的集成得到簡化。此外，在機動車中可以利用以互聯網協議為基礎的統一的網絡層實現多用戶-多 媒體，因為例如當在機動車的網絡系統中已經傳輸視頻流時，第二多媒體用戶基于明確的 視頻流的源地址可以容易地訪問該視頻流。此外，因為在互聯網協議中的地址分配是明確 的，因此新的終端系統，例如新的無線電設備也能夠容易并安全地集成在機動車網絡系統 中。
權利要求
一種用于機動車的網絡系統，所述網絡系統具有至少兩個不同地構造的子網(N1，N2，N3)，所述子網具有數據連接，其特征在于，至少兩個不同地構造的所述子網(N1，N2，N3)的網絡層在結構上是相同的。
2.根據權利要求1所述的網絡系統，其特征在于，所述網絡層的協議由互聯網協議形成。
3.根據權利要求1或2中任一項所述的網絡系統，其特征在于，至少兩個不同地構造的 所述子網(N1，N2，N3)中的至少一個子網應用無連接的傳輸協議。
4.根據權利要求1，2或3中任一項所述的網絡系統，其特征在于，至少兩個不同地構造 的所述子網(N1，N2，N3)中的至少一個子網應用面向連接的傳輸協議。
全文摘要
子網通常借助于網關連接，然而這是非常復雜的。本發明涉及一種用于機動車的網絡系統(200)，其具有至少兩個不同地構造的子網(N1，N2，N3)，這些子網具有數據連接，其中至少兩個不同地構造的子網(N1，N2，N3)的網絡層在結構上是相同的。該網絡層的協議在這里優選地由互聯網協議形成。
文檔編號H04L29/08GK101855888SQ200880115383
公開日2010年10月6日 申請日期2008年11月4日 優先權日2007年11月8日
發明者托馬斯·加爾納, 赫爾穆特·溫德爾 申請人:大陸汽車有限責任公司