DE10153662A1

DE10153662A1 - Gemultiplexte Datenübertragungen über eine Kommunikationsstrecke

Info

Publication number: DE10153662A1
Application number: DE10153662A
Authority: DE
Inventors: Lee A Neitzel; Neil J Peterson; Teresa A Chatkoff
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2002-10-24
Also published as: GB2373415A; GB0126341D0; JP4535655B2; GB2373415B; JP2002215482A; US7839890B1

Abstract

Eine Kommunikationstechnik ermöglicht die effiziente Übertragung von Daten über eine Kommunikationsstrecke mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder einer hohen Bitfehlerrate. Die Kommunikationstechnik multiplext Daten von einer oder mehreren Datenquellen über eine Vielzahl Kommunikationsverbindungen, um den Gesamtdurchsatz zu erhöhen und die mittlere Datenübertragungsverzögerung der Kommunikationsstrecke zu verringern. Jede Kommunikationsverbindung hat eine Menge Kommunikationsparameter, die eindeutig konfiguriert werden können, so dass jede Verbindung einen bestimmten Datentyp auf einer bestimmten effektiven Prioritätsebene führt. Jede Kommunikationsverbindung kann eindeutig konfiguriert werden, so dass sie eine bestimmte Sendepuffergröße hat, um Meldungen mit einer bestimmten Länge an eine darunter liegende Schicht zu liefern und die Meldungen mit einer bestimmten Rate auf die Strecke zu schicken, um die Weise zu organisieren, in der die Kommunikationsverbindungen Daten über die Strecke schicken.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Kommunikationssysteme und ge nauer eine Kommunikationstechnik, bei der Daten über eine Viel zahl Kommunikationsverbindungen gemultiplext werden, um den Da tendurchsatz zu erhöhen und die durchschnittliche Daten übertragungsverzögerung in Kommunikationsstrecken, die ein gro ßes Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder eine hohe Bitfehlerrate haben, zu verringern.

Prozesssteuerungsnetzwerke wie solche, die in chemischen, Erdöl verarbeitenden oder sonstigen Prozessen verwendet werden, ent halten im Allgemeinen eine oder mehrere zentrale Prozess steuerungen, die zum Datenaustausch mit einem oder mehreren Feldgeräten gekoppelt sind, bei denen es sich beispielsweise um Ventilstellungsregler, Schalter, Sensoren (z. B. Temperatur-, Druck- und Durchflusssensoren) etc. handeln kann. Diese Feldge räte können physikalische Steuerfunktionen innerhalb des Pro zesses ausführen (wie Öffnen oder Schließen eines Ventils), können Messungen innerhalb des Prozesses zur Regelung des Pro zessbetriebs vornehmen oder irgend eine andere gewünschte Funk tion innerhalb des Prozesses ausführen. Allgemein ausgedrückt erhält die Prozesssteuerung Signale, die Angaben zu Messungen durch eines oder mehrere machen Feldgeräte und/oder andere In formationen bezüglich der Feldgeräte, verwendet diese Informa tion, um eine typischerweise komplexe Steuerroutine zu implementieren und erzeugt Steuersignale, die über die Signalleitun gen oder Busse an die Feldgeräte geschickt werden, um den Be trieb des Prozesses zu steuern.

Des Weiteren sind die Prozesssteuerungen im Allgemeinen über eine Datenhighway wie einen Ethernetbus mit einer oder mehreren Workstations oder anderen Geräten wie Datenbanken etc. gekop pelt. Auf diesen anderen Geräten laufen typischerweise andere Anwendungen oder Programme, die die von der einen oder den meh reren Steuerungen bereitgestellten Informationen verwenden, wie Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle mit der Steuerrouti ne, Ermöglichen der Modifikation oder Aktualisierung der Steu erroutine, Datenaustausch mit den Feldgeräten etc. Bei einigen Prozesssteuerungssystemen können eine oder mehrere entfernt an geordnete Workstations mit dem Datenauthighway über ein weite res Kommunikationsnetzwerk z. B. eine Internetverbindung, eine Satelliten- oder Zellkommunikationsstrecke, eine Funkstrecke (wie in drahtlosen Ethernet-Verbindungen verwendet) etc. gekop pelt sein. Typischerweise werden die Daten über diese weiteren Kommunikationsstrecken als Datenpakete übertragen, von denen ein jedes eines oder mehrere Datenbytes enthält, die typischer weise zu einer oder mehreren Prozesssteuermeldungen gehören. Jedes Datenpaket enthält typischerweise auch Kapselungsdaten wie Protokollkopfzeilen, Fehlerprüffelder, Flags etc., um Über tragung und Empfang von Datenpaketen über die Kommunikations strecke zu erleichtern. Da diese weiteren Kommunikationsstre cken drahtlose oder gemeinsam genutzte fest verdrahtete Stre cken sind, ist die Bandbreite für die Lieferung der zum Pro zesssteuerungssystem gehörigen Daten typischerweise viel gerin ger als die der reservierten Datenhighways. Des weiteren ver wenden zahlreiche dieser Fernstrecken Kommunikationsprotokolle ähnlich wie sie bei der lokalen Datenhighway verwendet werden, die Fehlererkennungs- und Korrekturprogramme verwenden, die den gesendeten Meldungen zusätzlichen Platzbedarf hinzufügen, oder Meldungsempfangsbestätigungen, die die Zeit verlängern, die zum Versenden der Daten über die Strecke erforderlich ist. In jedem Fall nutzen diese Kommunikationsprotokolle die verfügbare Band breite der Kommunikationsstrecke unzureichend und haben typi scherweise relativ große Datenübertragungsverzögerungen.

Im Allgemeinen bieten Kommunikationstechniken einen bestimmtes Level des Datendurchsatzes bei einem gewünschten Level der Da tenintegrität. Typischerweise wählt ein Systementwickler eine geeignete Kommunikationstechnik für eine Anwendung, indem er die inhärenten Nachteile zwischen Datendurchsatz und Daten integrität, die jeder der verfügbaren Kommunikationstechniken innewohnen, gegen die Systemkostenziele abwägt. Bei manchen An wendungen z. B. bei solchen mit Kommunikationen zwischen lokal angeordneten Geräten wie Steuergeräten, Steuerungen und Work stations, die im Prozesssteuerungssystem verwendet werden, kann ein reservierter hochschneller Datenbus (z. B. Ethernet) verwen det werden, um ein hohes Nivea des Datendurchsatzes und der Integrität bei relativ niedrigen Kosten bereitzustellen. Bei anderen Anwendungen wie solche, die Kommunikationen zwischen lokalen und entfernt angeordneten Geräten (wie Steuergeräten, Steuerungen und Workstations, wie im Prozesssteuerungssystem verwendet werden) beinhalten, zwingen praktische Überlegungen und Einschränkungen die Systementwickler, Kommunikationsstre cken wie Modemstrecken, drahtlose Zellstrecken, Satellitenstre cken etc. zu verwenden, die eine relativ geringe Bandbreite ha ben, oder Strecken, die ein hohes Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder eine hohe Bitfehlerrate haben.

Die Verwendung der obigen Komm nikationsstrecken zur Kommunika tion zwischen lokalen und fernen Systemen bringt mehrere er hebliche Probleme mit sich. So haben zum Beispiel Satelliten kommunikationsstrecken typischerweise eine hohe Bitfehlerrate, die in der erneuten Übertragung von Daten resultiert, die wäh rend der Übertragung verlorengehen oder korrumpiert werden. Die erneute Übertragung von Daten insbesondere in Kombination mit der großen Übertragungszeitverzögerung durch die Satelli tenstrecke, verringert den Durchsatz der Strecke erheblich und erhöht die Datenübertragungsverzögerung der Strecke. Des Weite ren hängen die oben genannten Kommunikationsstrecken mit ge kauften Diensten wie Telefonleitungen, Zellkanälen oder Kanal zuweisungen innerhalb einer Satelliten-Transponderbandbreite zusammen, was in erheblichen Kosten pro Dateneinheit, die durch die Strecke geschickt wird, resultieren kann. Somit sind Kommu nikationstechniken, die die Datenintegrität durch eine Kom munikationsstrecke mit minimalem Kommunikationsplatzbedarf er höhen und Kommunikationstechniken, die eine Kommunikations strecke mit Daten in sowohl den Zeit- als auch Frequenzdimen sionen der Strecke belegen, äußerst erwünscht, da sie den Da tendurchsatz für einen gegebene Bandbreite der Kommunikations strecke erhöhen und die Kosten pro Dateneinheit, die über die Strecke geschickt wird, verringern.

Bei zahlreichen Anwendungen können akzeptable Niveaus der Da tenintegrität und Kosten pro gesendete Dateneinheit mit her kömmlichen Datencodierungs- und Kanalmodulationstechniken in nerhalb einer einseitigen Kommunikationsstrecke erzielt werden. Einseitige Kommunikationstechniken werden allgemein als "ver bindungslos" bezeichnet, da sie keine Bestätigungsmeldungen verwenden, um die einwandfreie Übertragung der Daten über eine Kommunikationsstrecke zu bestätigen. Beispielsweise werden di gitale Audio- und Videodaten vor der Übertragung mittels einer Art vorwärts gerichteten Fehlerkorrektur und/oder Fattungsco dierung codiert und können über eine einseitige Kommunikations strecke mittels einer Spread-Spektrum-Modulationstechnik wirk sam übertragen werden. Eine Empfangsstation kann dann die über tragenen Daten demodulieren und decodieren, um Audio- und Vi deosignale mit einem akzeptablen Integritätsniveau zu erzeugen. Da die empfangende Station nicht mit der sendenden Station kom muniziert (z. B. durch die Verwendung von Bestätigungsmeldun gen), können korrupte oder verlorene Daten von der empfangenden Station nicht wiedergewonnen werden, wodurch in den einem Be nutzer bereitgestellten Video- und Audiosignalen Streufehler verursacht werden. Obwohl diese Streufehler unerwünscht sind, haben sie auf das Gesamtbetriebsverhalten des Systems keinen wesentlichen Einfluss, da sie vom Benutzer nicht ohne Weiteres erkannt werden. Auf diese Weise können Kommunikationsprotokolle für die Übertragung digitaler Audio- und Videodaten den Kommu nikationsplatzbedarf ausschalten, der normalerweise mit zwei seitigen Kommunikationstechniken einhergeht, die ein Voll- Flusssteuerungs-Kommunikationsprotokoll (z. B. durch Senden von Bestätigungsmeldungen) verwenden, ohne die qualitative Leistung des Systems nachteilig zu beeinflussen.

Während die oben beschriebenen Ansätze zur Datenübertragung ü ber eine einseitige Kommunikationsstrecke ein akzeptables Level der Datenintegrität für die Wiedergabe von Audio- und Videoin formationen bieten, stellen sie kein Level der Datenintegrität bereit, das für andere Anwendungsarten geeignet ist. Zum Bei spiel können Daten in Zusammenhang mit einem Prozesssteuerungs system wie Daten, die Alarmbedingungen betreffen, von hochkri tischer Beschaffenheit sein, da fehlende oder korrumpierte A larmdaten zu Verletzungen des Personals und/oder Schäden an Ma terial und Anlagenausrüstung etc. führen können. Des Weiteren sind einseitige oder verbindungslose Kommunikationstechniken im Allgemeinen zur Verwendung in Prozesssteuerungssystemen nicht geeignet, da es äußerst wünschenswert (und häufig vorgeschrie ben) ist, dass eine lokale Sendestation erkennt, dass eine fer ne Empfangsstation die an sie von der Sendestation gesendeten Daten tatsächlich erhält und verarbeitet.

Traditionell verwenden Anwendungen, die ein relativ hohes Level der Datenintegrität erfordern (wie Anwendungen in der Prozess steuerung) und die eine Kommunikationsstrecke (wie eine Satel litenstrecke) mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder einer hohen Bitfehlerrate verwenden, eine zweiseitige oder verbindungsorientierte Kommunikationstechnik wie ein Übertragungssteuerprotokoll (transmission control pro tocol-TCP), das ein Voll-Flusssteuerungs-Kommunikationspro gramm bereitstellt. Bei verbindungsorientierten Kommunikations techniken verlangt die sendende Station, dass ein Fenster (d. h. eine Anzahl) der übertragenen Datenbytes oder Pakete von der empfangenden Station bestätigt wird, bevor irgendwelche weite ren Daten gesendet werden. Ist im Ergebnis die Umlauf-Übertra gungsverzögerungszeit der Kommunikationsstrecke größer als die Fensterübertragungszeit (d. h. die Zeit, die erforderlich ist, um ein volles Fenster Datenbytes auf die Strecke zu schicken), bleibt die Strecke von dem Zeitpunkt, in dem das letzte Daten byte im Fenster gesendet wird, bis zum Empfang einer Bestäti gung bei der sendenden Station von der empfangenden Station im Ruhezustand. Obwohl diese herkömmlichen verbindungsorientierten Kommunikationstechniken ein akzeptables Niveau der Dateninteg rität, beispielsweise in Prozesssteuerungssystemen, bieten und es der lokalen sendenden Station ermöglichen, sicherzustellen, ob die ferne empfangende Station die übertragenen Daten erhält und verarbeitet oder nicht, resultieren diese Techniken im All gemeinen in einem geringen Durchsatz der Kommunikationsstrecke und erheblichen Datenübertragungsverzögerungen, was äußerst nachteilig ist, wenn eine große Menge kritischer Daten wie A larminformationen in einem Prozesssteuerungssystem übertragen wird.

Verbindungsorientierte Kommunikationstechniken sind besonders problemeatisch, wenn sie in Zusammenhang mit Satellitenkommu nikationsstrecken verwendet werden, da diese Strecken eine gro ße Bandbreite und eine Umlauf-Kanalübertragungsverzögerungszeit von mehreren hundert Millisekunden haben (d. h. Satellitenkommu nikationsstrecken haben ein großes Produkt aus Verzögerung und Bandbreite). Die relativ lange Umlauf-Übertragungsverzögerungs zeit von Satellitenkommunikationsstrecken resultiert in einer erheblichen Ruhezeit der Kommunikationsstrecke, da die sendende Station auf eine Bestätigung für jedes Fenster übertragener Da tenbytes wartet, bevor das Fenster für die Übertragung nachfol gender Datenpakete erneut geöffnet wird. Außerdem kann das Sen den einer großen Informationsmenge (z. B. von einer lokalen Workstation zu einer entfernt angeordneten Workstation) für ei nen die Informationen benötigenden Benutzer deutlich oder inak zeptabel langsam sein. In jedem Fall resultiert die ineffizien te Nutzung der Satellitenkommunikationsstrecke in inakzeptabel hohen Kosten pro übertragene Dateneinheit.

Um die Effizienz zu verbessern, mit der die oben beschriebenen zweiseitigen Kommunikationstechniken Daten über Kommunikations strecken übertragen, haben Systementwickler Kommunikationstech niken eingesetzt, die mehrere Verbindungen innerhalb einer Kom munikationsstrecke aufbauen, um mehrere Kommunikationspfade o der Pipelines zum Senden von Daten über die Kommunikationsstre cke bereitzustellen. Wie allgemein bekannt ist, können diese Mehrverbindungs-Kommunikationstechniken eine Kommunikations strecke mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite effektiver zeitlich packen als dies Kommunikationstechniken mit einer Verbindung vermögen. Insbesondere können bei diesen Mehr verbindungs-Kommunikationstechniken eine oder mehrere der ande ren Verbindungen, die kein volles Datenfenster gesendet haben, weiterhin Daten auf die Strecke senden, wenn eine Verbindung ein volles Datenfenster gesendet hat und im Ruhezustand auf ei ne Bestätigung von einer Empfangsstation wartet.

Leider haben Systementwickler traditionell die Transportschicht der innerhalb der oben genannten Mehrverbindungs-Kommunika tionstechniken verwendeten Kommunikationsprozesse als einen En de-zu-Ende-Mechanismus gesehen, der direkt mit Datenquellen und Datensenken wie die Prozesssteuerungsanwendungen, Steuerungen, Feldgeräte, Benutzerschnittstellen etc. gekoppelt ist, die Mel dungen zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke an die Transportschicht liefern. Als Ergebnis kann jede Kommunikationsverbindung asynchron und unabhängig bezüglich der anderen Kommunikationsverbindungen und der Datenquellen arbeiten. Au ßerdem sind alle Kommunikationsverbindungen normalerweise iden tisch konfiguriert und verwenden Parameter, die mit einer opti malen Leistung für eine individuelle Verbindung zusammenhängen. Da diese Mehrverbindungs-Kommunikationstechniken den Betrieb der mehreren Kommunikationsverbindungen oder die Art und Weise, in der Daten von den Datenquellen an die Kommunikationsverbin dungen übergeben werden, nicht koordinieren, können der Durch satz und die mittlere Datenübertragungsverzögerung der Kommuni kationsstrecke insgesamt alles andere als optimal sein. Statt dessen kann der Wettbewerb zwischen den Kommunikationsverbin dungen um dieselben Daten und/oder andere Systemressourcen, der Versuch mehrerer Verbindungen Daten gleichzeitig auf die Stre cke zu übertragen etc. den Gesamtdurchsatz der Kommunikations strecke erheblich einschränken und die Datenübertragungsverzö gerungen über die Strecke erhöhen.

Eine Kommunikationstechnik organisiert das Multiplexen von Da ten von einer oder mehreren Datenquellen über eine Vielzahl Kommunikationsverbindungen, um den Durchsatz zu erhöhen und die mittlere Datenübertragungsverzögerung einer Kommunikations strecke zu verringern. Im Einzelnen kann die hierin beschriebe ne Kommunikationstechnik jede Kommunikationsverbindung in ein deutiger Weise konfigurieren, um einen bestimmten Datentyp mit einem bestimmten effektiven Prioritätsgrad auszuführen. Außer dem kann jede Kommunikationsverbindung auch so eindeutig konfi guriert sein, dass sie eine bestimmte Größe des Sendepuffers hat, um Systemmeldungen einer bestimmten Länge zu verarbeiten und die Systemmeldungen mit einer bestimmten Rate an eine dar unter liegende Schicht der Kommunikationsstrecke zu schicken. Als Ergebnis ermöglicht die hierin beschriebene Kommunikations technik eine umfassende Organisation in der Weise, wie die Vielzahl der Kommunikationsverbindungen Daten auf die Kommuni kationsstrecke schickt, um den Durchsatz der Kommunikationsstrecke insgesamt zu verbessern und die mittlere Datenübertra gungsverzögerung der Strecke zu verringern.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ermöglichen ein Kommunika tionssystem und -verfahren die Übertragung von Daten über eine Kommunikationsstrecke einer Bandbreite unter Verwendung einer Vielzahl Kommunikationsverbindungen. Das System und das Verfah ren erstellen ein Arbeiterobjekt für jede der Kommunikations verbindungen und verteilen die Daten unter den Arbeiterobjek ten. Außerdem können das System und das Verfahren Meldungen un ter Verwendung der innerhalb jedes Arbeiterobjekts verteilten Daten bilden und die Meldungen an eine darunter liegende Schicht der Vielzahl Kommunikationsverbindungen liefern, so dass jede Kommunikationsverbindung höchstens einen vorgegebenen Anteil der Bandbreite nutzt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein System zur Datenübertragung über eine Kommunikationsstrecke unter Ver wendung einer Vielzahl Kommunikationsverbindungen einen Kom munikationsprozess, der die Daten unterteilt, um eine Vielzahl unterteilter Datenströme zu bilden, und eine Vielzahl Arbeiter prozesse, von denen ein jeder eine Menge eindeutig konfigurier barer Kommunikationsparameter hat. Jeder der Arbeiterprozesse empfängt die unterteilten Daten von einem entsprechenden Daten strom der Vielzahl unterteilter Datenströme und liefert Meldun gen, die die unterteilten Daten enthalten, auf Basis der Menge der eindeutig konfigurierbaren Parameter für den betreffenden Arbeiterprozess an eine darunter liegende Schicht der Vielzahl Kommunikationsverbindungen.

Fig. 1 ist ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm eines Prozesssteuerungsnetzwerks mit einem Server, der eine Vielzahl eindeutig konfigurierbarer Kommunikationsverbindungen verwen det, um Prozesssteuerdaten über eine Kommunikationsstrecke zu multiplexen;

Fig. 2 ist ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm, das eine Möglichkeit zeigt, in der das sendende Kommunikations- Gateway von Fig. 1 konfiguriert werden kann, um Prozesssteu erdaten über eine Mehrzahl Kommunikationsverbindungen innerhalb einer Kommunikationsstrecke zu multiplexen;

Fig. 3 ist ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm, das eine Möglichkeit zeigt, in der das empfangende Kommunikations- Gateway von Fig. 1 konfiguriert werden kann, um die gemulti plexten Datenübertragungen des sendende Kommunikations-Gateway von Fig. 1 zu empfangen;

Fig. 4A ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, in dem das Datenübertragungsobjekt von Fig. 2 vom Anwen dungsobjekt in Fig. 2 empfangene Daten verarbeiten kann;

Fig. 4B ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, in dem das Datenübertragungsobjekt von Fig. 2 Daten zu den Arbeiterobjekten in Fig. 2 übertragen kann;

Fig. 4C ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, in dem jedes der Arbeiterobjekte von Fig. 2 Daten an ei ne darunter liegende Schicht einer Kommunikationsstrecke lie fern kann;

Fig. 5 ist ein beispielhaftes Impulsdiagramm, das graphisch ei ne Möglichkeit zeigt, wie die in Fig. 2 und 3 dargestellten Kommunikationsverbindungen eindeutig konfiguriert werden kön nen, um ein harmonisches Multiplexen der Daten über eine Kom munikationsverbindung zu erzielen;

Fig. 6 ist eine Tabelle, die eine Möglichkeit zeigt, wie die Kommunikationsverbindungen von Fig. 2 und 3 eindeutig konfiguriert werden können, um die in Fig. 5 dargestellte harmoni sche Datenmultiplexoperation zu erzielen;

Fig. 7 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Meldungsgröße, Zeit zwischen Auf rufen und Durchsatz einer Kommunikationsstrecke;

Fig. 8 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Puffergröße, Zeit zwischen Aufrufen und Durchsatz einer Kommunikationsstrecke;

Fig. 9 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Meldungsgröße, Zeit zwischen Auf rufen, Bitfehlerrate und Meldungslieferverzögerung einer Kom munikationsstrecke; und

Fig. 10 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Puffergröße, Zeit zwischen Aufrufen, Bitfehlerrate und Lieferverzögerung einer Kommunikationsstre cke.

Obwohl die hierin beschriebene gemultiplexte Datenübertragungs technik in Zusammenhang mit einer Satellitenkommunikationsstre cke mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder einer hohen Bitfehlerrate detailliert erläutert wird, kann die gemultiplexte Datenübertragungstechnik vorteilhaft in vielfältigen Kommunikationssystemen einschließlich beispiels weise Systemen niedriger Bandbreite, wie Modems, drahtlose zel lulare Netze, Datenfernübertragungsnetze wie das Internet etc. verwendet werden. Obwohl des Weiteren die gemultiplexte Daten übertragungstechnik zur Verwendung in einem Prozesssteuerungs system beschrieben wird, kann sie vorteilhaft in jedem anderen Kommunikationssystem verwendet werden, das Daten über eine be liebige Kommunikationsstrecke mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder einer hohen Bitfehlerrate oder jede andere Kommunikationsstrecke überträgt, eingesetzt werden.

Bevor die gemultiplexte Datenübertragungstechnik detaillierter erörtert wird, ist es wichtig, sich klar zu machen, dass der zeitige Mehrverbindungs-Kommunikationstechniken typischerweise so implementiert sind, dass die Datenquellen oder Anwendungen, die Daten zur Übertragung über eine Kommunikationsstrecke lie fern, Daten mit unkontrollierter Rate ohne Rücksicht auf den gesendeten Datentyp (z. B. Alarmdaten, Messdaten etc.) direkt an die darunter liegende Schicht senden. Mit anderen Worten, bei diesen derzeitigen Mehrverbindungs-Kommunikationstechniken gibt es keinen zwischengeschalteten Prozess, der die Art und Weise steuert, in der Daten von einer Datenquelle wie beispielsweise einer Prozesssteuerungsanwendung an die darunter liegende Schicht übergeben werden. Des Weiteren ermöglichen diese be kannten Mehrverbindungs-Kommunikationstechniken typischerweise jeder der Kommunikationsverbindungen, unabhängig und asynchron bezüglich den anderen Verbindungen und Datenquellen zu arbei ten. Außerdem sind bei diesen Mehrverbindungs-Kommunikations techniken sämtliche Kommunikationsverbindungen typischerweise identisch konfiguriert, wozu Verbindungsparameterwerte herange zogen werden, die auf die Optimierung des Durchsatzes einer einzelnen Kommunikationsverbindung abzielen, ohne dass die ver fügbare Bandbreite der Strecke, die Puffer/Stapelgrenzen der darunter liegenden Schicht, der Durchsatz der Strecke insgesamt in Betracht gezogen werden, und ohne die Datenübertragungsver zögerungen über die Strecke zu berücksichtigen.

Da die oben erwähnten Mehrverbindungs-Kommunikationstechniken die Art und Weise, in der Daten von einer oder mehreren Daten quellen oder Anwendungen an die darunter liegende Schicht ge liefert werden, in keiner Weise organisieren oder steuern, kön nen der Durchsatz und die Datenübertragungsverzögerungen der Kommunikationsstrecke alles andere als optimal sein. Da z. B. die Kommunikationsverbindungen alle gleichzeitig versuchen kön nen, Meldungen an die darunter liegende Schicht zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke zu liefern, können die zur dar unter liegenden Schicht (z. B. eine Übertragungsschicht, Daten streckenschicht etc.) gehörigen Puffer, Stapel, Warteschlangen etc. überlastet werden und Daten können verlorengehen oder kor rumpiert werden, was in erneuten Übertragungen resultiert, die den Gesamtdurchsatz der Strecke verringern und die mittlere Da tenübertragungsverzögerung erhöhen.

Die hierin beschriebene gemultiplexte Datenübertragungstechnik ermöglicht die effiziente Übertragung von Daten über eine Kom munikationsstrecke mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder einer hohen Bitfehlerrate oder im All gemeinen über jede Kommunikationsstrecke die Datenpakete trans portiert. Allgemein ausgedrückt, verbessert die hierin be schriebene gemultiplexte Datenübertragungstechnik den Durchsatz einer Mehrverbindungs-Kommunikationsstrecke und verringert die mittlere Datenübertragungsverzögerung, indem ein Organisations mechanismus zwischen die Datenquellen und die zu den Kommunika tionsverbindungen (d. h. den Kommunikationspfaden zwischen einem Sender und einem Empfänger) gehörige darunter liegende Schicht geschaltet wird. Der Organisationsmechanismus benützt eine Men ge einstellbarer Konfigurationsparameter, die unabhängig auf Basis einer Verbindung eingestellt werden können, um den Daten fluss von den Datenquellen zu jeder der Kommunikationsverbin dungen und dem Anteil der Bandbreite der Kommunikationsstrecke, der von jeder der Kommunikationsverbindungen genutzt wird, zu steuern, wodurch der Wettbewerb zwischen Verbindungen sowie Puffer- oder Stapelüberläufe in der darunter liegenden Schicht, die in Übertragungsfehlern, erneuten Übertragungen etc. resul tieren, verringert oder vollständig ausgeschaltet wird, was den Durchsatz der Kommunikationsstrecke erhöht und die Datenüber tragungsverzögerungen über die Strecke verringert.

Fig. 1 ist ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm, das ein lokales System 12 darstellt, das mit einem entfernten Sys tem 14 über eine Kommunikationsstrecke 16 mit einem großen Pro dukt aus Verzögerung und Bandbreite mittels einer gemultiplex ten Datenübertragungstechnik kommuniziert, die nachstehend de taillierter beschrieben wird. Beispielhaft sei die Kommunika tionsstrecke 16 eine drahtlose Strecke, die ein Satelliten relais 18 und Kommunikationskanäle 20 und 22 verwendet, um die Kommunikation zwischen den Systemen 12 und 14 herzustellen.

Das lokale System 12 enthält eine lokale Benutzerschnittstelle 24, bei der es sich um eine Workstation oder einen anderen Typ Computer oder Prozessor handeln kann, die in einem Kommunika tionsnetzwerk über einen Datenbus 28 auf Systemebene mit einem sendenden Kommunikations-Gateway 26 verbunden ist. Das sendende Kommunikations-Gateway 26 kann eine Workstation mit einem Pro zessor 32 sein, der eine oder mehrere in einem Speicher 36 ge speicherte Softwareroutinen 34 ausführt, um die hierin be schriebene gemultiplexte Datenübertragungstechnik durchzufüh ren. Der Datenbus 28 auf Systemebene kann ein Ethernet-Datenbus oder ein anderer zur Übertragung von Daten geeigneter Datenbus sein. Das sendende Kommunikations-Gateway 26 ist mit einer An tenne 38 gekoppelt, die die Kommunikation über den Kommunikati onskanal 20 ermöglicht. In ähnlicher Weise enthält das entfern te System 14 eine entfernte Benutzerschnittstelle 40, die über einen entfernten Datenbus 44 auf Systemebene mit einem empfan genden Kommunikations-Gateway 42 verbunden ist. Wie im Fall des sendenden Kommunikations-Gateway 26 kann das empfangende Kommu nikations-Gateway 42 eine Workstation mit einem Prozessor 48 sein, der eine oder mehrere in einem Speicher 52 gespeicherte Softwareroutinen 50 ausführt, um die hierin beschriebene gemul tiplexte Datenübertragungstechnik durchzuführen. Das empfangen de Kommunikations-Gateway 42 ist ebenfalls mit einer Antenne 54 gekoppelt, die die Kommunikation über den Kommunikationskanal 22 ermöglicht.

Eine erste und zweite Steuerung 56 und 58 sind mit der Benut zerschnittstelle 24 und dem sendenden Kommunikations-Gateway 26 über den Datenbus 28 auf Systemebene kommunizierend darge stellt. Natürlich können auch andere Geräte wie Datenspeicher geräte, zusätzliche Benutzerschnittstellen, andere Steuerungen (nicht dargestellt) mit dem Datenbus 28 auf Systemebene ver bunden werden. Als Beispiel kann die zweite Steuerung 58 eine Steuerung des verteilten Steuerungssystemtyps (distributed control system-DCS) sein und mit der Benutzerschnittstelle 24 unter Verwendung entweder eines offenen oder eines proprietären Kommunikationsprotokolls oder eines anderen Protokolls über den Datenbus 28 auf Systemebene kommunizieren. Die zweite Steuerung 58 kann z. B. Alarm- und Statusinformationen an die Benutzer schnittstelle 24 senden und außerdem benutzerseitige Befeh le/Anforderungen von der Benutzerschnittstelle 24 über den Da tenbus 28 auf Systemebene erhalten. Die zweite Steuerung 58 kann des Weiteren Steueralgorithmen zur Steuerung von Feld geräten 60 und 62 enthalten, die mit der Steuerung 58 auf be liebige herkömmliche oder eine andere gewünschte Weise verbun den sind. Die zweite Steuerung 58 ist mit intelligenten Feld geräten 64-68 über ein Eingangs-/Ausgangs-(Input/Output- I/O) Gerät 70 kommunizierend dargestellt. Die intelligenten Feldgeräte 64-68 sind mit einem Kommunikationsnetzwerk mit tels eine nicht proprietären Protokolldatenbusses 72 verbunden und kommunizieren miteinander und mit dem I/O-Gerät 70, um eine oder mehrere Prozesssteuerungsschleifen entweder zusammen mit der oder unabhängig von der Steuerung 58 auszuführen. Die in telligenten Feldgeräte 64-68 können beispielsweise Fieldbus- Geräte sein, in welchem Fall der nicht proprietäre Proto kolldatenbus 72 das Fieldbus-Signalprotokoll verwendet. Es kön nen jedoch ebenso andere Typen Geräte und Protokolle wie das HART®-, PROFIBUS®-, WORLDFIP®-, Device-Net®-, CAN- und AS- Interface-Protokoll verwendet werden. In ähnlicher Weise ent hält das entfernte System 14 eine Steuerung 74, die kommunikativ mit dem entfernten Datenbus 44 gekoppelt ist. Die Steuerung 74 des entfernten Systems 14 kann über einen Datenbus 76 mit Feldgeräten und/oder über ein I/O-Gerät 82 mit intelligenten Feldgeräten 78 und 80 verbunden werden, falls gewünscht.

Wie allgemein bekannt ist, kann wegen der Umlaufbahnentfernung des Satelliten 18 die Umlauf-Übertragungsverzögerungszeit über die Kommunikationskanäle 20 und 22 (d. h. die Kommunikations strecke 16) ungefähr einige hundert Millisekunden betragen. Bei herkömmlichen verbindungsorientierten Kommunikationstechniken wie TCP-basierten Kommunikationstechniken befindet sich die Kommunikationsstrecke 16 während der Umlauf-Übertragungsverzö gerung im Ruhezustand, da die Daten innerhalb jedes Fensters, das vom Sender auf die Strecke 16 geschickt wird, vom Empfänger bestätigt werden müssen, bevor der Sender etwaige nachfolgende Daten schickt (d. h. das Fenster erneut öffnet). Da die Ruhezeit von einigen hundert Millisekunden typischerweise erheblich län ger ist als die zur Übertragung eines vollen Datenfensters er forderliche Zeit (die ein Mehrfaches von 10 ms betragen kann), sind die zeitliche Effizienz und der Datendurchsatz der oben genannten verbindungsorientierten Kommunikationstechniken sehr niedrig und die Kosten pro über die Strecke übertragene Daten einheit sind relativ hoch.

Bei der hierin beschriebenen gemultiplexten Datenübertragungs technik überträgt ein Organisationsmechanismus im sendenden Kommunikations-Gateway 26 Prozesssteuerdaten, die Alarm informationen, Messwerte, den Steuerstatus etc. enthalten kön nen, auf intelligente Weise an eine darunter liegende Schicht aus einer Vielzahl Kommunikationsverbindungen, so dass der Ge samtdurchsatz der Kommunikationsstrecke 16 erhöht und die durchschnittliche Datenübertragungsverzögerung verringert wer den. Im Einzelnen steuert der Organisationsmechanismus im sen denden Kommunikations-Gateway 26 die Typen und Größen (d. h. die Anzahl der enthaltenen Bytes) der Meldungen, die an die darunter liegende Schicht aus Kommunikationsverbindungen gelie fert werden, die Größe der zu jeder der Kommunikationsverbin dungen gehörigen Sendepuffer der Transportschicht und die Rate, mit der Meldungen an die Transportschicht zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke 16 geliefert werden. Als Ergebnis er möglicht es die hierin beschriebene gemultiplexte Datenübertra gungstechnik einer sendenden Anwendung, die beispielsweise im sendenden Kommunikations-Gateway 26 liegen kann, die Datenüber tragungsverzögerungen ünd Ruhezeit der Kommunikationsstrecke 16 zu verkürzen, wodurch die Ausnutzung der Kommunikationsstrecke 16 verbessert wird.

Fig. 2 ist ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm, das eine Möglichkeit zeigt, in der das sendende Kommunikations- Gateway 26 von Fig. 1 konfiguriert werden kann, um Prozess steuerdaten über eine Mehrzahl Kommunikationsverbindungen in nerhalb der Kommunikationsstrecke 16 zu multiplexen. Die in Fig. 2 dargestellte gemultiplexte Datenübertragungstechnik ist eine objektbasierte Implementierung der hierin beschriebenen Kommunikationstechnik. Nur als Beispiel kann die in Fig. 2 dar gestellte Implementierung auf dem Protokoll des distributiven Komponentenobjektmodells (distributive component object model - DCOM) basieren, bei dem es sich um einen hinreichend bekannten objektbasierten verbindungsorientierten Kommunikationsstandard handelt. Die Operationen des DCOM sind im Detail gut bekannt und folglich wird hierin keine zusätzliche Beschreibung der DCOM-Infrastruktur und der Funktionsweise von DCOM gegeben. Des Weiteren sind wie im Stand der Technik ebenfalls hinreichend bekannt Objekte (wie die nachstehend in Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 erörterten Objekte) Software-Abstraktionen, die eine Zu sammenstellung von Verfahren oder Prozessen (d. h. Softwarerou tinen) darstellen, die mit Daten gekapselt sind, die erforder lich sind, um die Verfahren der Objekte auszuführen. Solche ob jektorientierten Software-Programmiertechniken sind im Stand der Technik hinreichend bekannt und werden deshalb hierin nicht näher beschrieben.

Bei der in Fig. 2 gezeigten gemultiplexten Datenübertragungs technik enthält das sendende Kommunikations-Gateway 26 ein An wendungsobjekt 100, ein Datenübertragungsobjekt 102 und eine Vielzahl Arbeiterobjekte 104-108. Das Anwendungsobjekt 100 erhält über den Datenbus 28 auf Systemebene Prozesssteuerdaten von der Benutzerschnittstelle 24 (Fig. 1), den Steuerungen 56 und 58 oder grundsätzlich jedem anderen Gerät, das kommunikativ über den Datenbus 28 auf Systemebene mit dem sendenden Kommuni kations-Gateway 26 gekoppelt ist. Die Prozesssteuerdaten ent halten typischerweise Prozesssteuerinformationen wie Messwerte, Alarme etc., die unter Verwendung eines oder mehrerer der Feld geräte 60-68 und der Steuerungen 56 und 58 erhalten wurden, benutzerseitige Eingaben/Befehle von der Benutzerschnittstelle 24 usw.

Das Anwendungsobjekt 100 führt Steuerdaten zum Datenübertra gungsobjekt 102, indem eine Methode im Datenübertragungsobjekt aufgerufen wird. Im Gegenzug puffert das Datenübertragungsob jekt 102 die Prozesssteuerdaten und führt oder verteilt die ge pufferten Prozesssteuerdaten auf Basis der Verfügbarkeit der Arbeiterobjekte 104-108, des Typs der Daten (d. h. Alarmdaten, Messdaten etc.) in den gepufferten Daten und der zu jedem der Arbeiterobjekte 104-108 gehörigen Konfigurationsparameter zu den Arbeiterobjekten. 104-108. So kann beispielsweise das Datenübertragungsobjekt 102 Alarminformationen repräsentierende Daten zu einem der Arbeiterobjekte 104-108 übertragen und Messinformationen repräsentierende Daten zu einem anderen der Arbeiterobjekte 104-108 senden.

Außerdem kann das Datenübertragungsobjekt 102 die gepufferten Prozesssteuerdaten unterteilen, bevor die Daten an die Arbei terobjekte 104-108 verteilt werden. Nur als Beispiel kann das Anwendungsobjekt 100 verschiedene Typen von Daten an das Da tenübertragungsobjekt 102 senden und dieses kann die Queue An wendungsobjektdaten in mehrere Datenströme oder -reihen () un terteilen, so dass jeder Datenstrom oder jede Datenreihe einen bestimmten Typ oder eine bestimmte Kategorie Daten enthält. Das Datenübertragungsobjekt 102 kann dann jeden der Datenströme o der jede der Datenreihen einem bestimmten der Arbeiterobjekte 104-108 (auf Basis der zu jedem der Arbeiterobjekte 104-108 gehörigen Konfigurationsparameter) für eine Übertragung über die Kommunikationsstrecke 16 zuordnen. Ist beispielsweise das Arbeiterobjekt 104 zur Führung von Alarmdaten konfiguriert, kann das Datenübertragungsobjekt 102 diesem Arbeiterobjekt ei nen Datenstrom oder eine Datenreihe mit Alarmdaten zuordnen. Ist analog das Arbeiterobjekt 106 zur Führung von Messdaten konfiguriert, so kann das Datenübertragungsobjekt 102 diesem Arbeiterobjekt einen Datenstrom oder eine Datenreihe mit Mess daten zuordnen. Auf diese Weise kann eine Eins-zu-Eins- Entsprechung zwischen den Datenströmen oder -reihen im Daten übertragungsobjekt 102 mit den Arbeiterobjekten 104-108 her gestellt werden. Eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen den Datenströmen oder -reihen im Datenübertragungsobjekt 102 mit den Arbeiterobjekten 104-108 muss jedoch nicht hergestellt werden. So kann z. B. in Anwendungen, bei denen eine gebundene Abfolge der Daten nicht erforderlich ist, das Datenübertra gungsobjekt 102 individuelle Datenströme oder -reihen mehr als einem Arbeiterobjekt zuordnen.

Wenn jedes der Arbeiterobjekte 104-108 verfügbar wird (z. B. dem Datenübertragungsobjekt 102 anzeigt, dass Daten an das Ar beiterobjekt übertragen werden können), überträgt das Daten übertragungsobjekt 102 Daten von den verschiedenen Datenströmen oder -reihen an die entsprechenden der Arbeiterobjekte 104- 108. Die Arbeiterobjekte 104-108 wiederum können die diskre ten Blöcke der vom Datenübertragungsobjekt 102 erhaltenen Daten fragmentieren, um auf Basis der zu den Arbeiterobjekten 104-108 gehörigen Konfigurationsparameter mehrere Systemmeldungen zu bilden. Weist beispielsweise das Datenübertragungsobjekt 102 dem Arbeiterobjekt 104 (das zur Sendung von Alarmdaten konfigu riert ist und eine Konfiguration hat, die eine maximale Größe der Systemmeldung von 1024 Bytes vorschreibt) einen Datenstrom oder eine Datenreihe mit Alarmdaten in diskreten Blöcken von 4096 Bytes zu, fragmentiert das Arbeiterobjekt 104 jeden vom Datenübertragungsobjekt 102 erhaltenen Block mit 4096 Bytes, um vier Systemmeldungen mit 1024 Bytes zu bilden und liefert diese Systemmeldungen nacheinander an die darunter liegende Schicht (d. h. TCP, UDP, DCOM usw.).

In jedem Fall haben die zu jedem der Arbeiterobjekte 104-108 gehörigen Systemmeldungen, die an die darunter liegende Schicht zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke 16 geschickt werden, jeweils eine Größe (d. h. eine Anzahl Bytes), die dem Konfigurationsparameter für die Meldungsgröße einer bestimmten Kommunikationsverbindung entspricht. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Fragmentierung der Datenblöcke in Systemmeldungen in der obigen Beschreibung zwar durch die einzelnen Arbeiterobjek te 104-108 vorgenommen wird, sie alternativ aber auch vom Da tenübetragungsobjekt 102 vor der Übertragung der Daten an die Arbeiterobjekte 104-108 ausgeführt werden kann.

Das Datenübertragungsobjekt 102 kann je nach Art der Daten jede beliebige von verschiedenen Techniken verwenden, um vom Anwen dungsobjekt 100 erhaltene Prozesssteuerdaten zu puffern oder in Wartequeues zu halten, um die Art und Weise zu steuern, in der die an die Arbeiterobjekte 104-108 zu sendenden Daten verfüg bar sind. Prozesssteuerdaten können z. B. in der Reihenfolge, in der sie vom Anwendungsobjekt 100 erhalten werden, gepuffert o der in Wartequeues gespeichert werden. Alternativ können die Daten auf Basis der Größen der Datenblöcke, der Typen und/oder des Inhalts der Datenblöcke usw. zur Verfügbarkeit gepuffert oder in Wartequeues gespeichert werden. Auf diese Weise kann das Datenübertragungsobjekt 102 dem Puffer oder dem Wartequeues eine Priorität zuweisen und Daten so an die Arbeiterobjekte 104 -108 senden, dass der Durchsatz über die Kommunikationsstrecke 16 maximiert wird. Selbstverständlich können vielfältige andere Techniken verwendet werden, um Daten im Datenübertragungsobjekt 102 zu puffern oder in Wartequeues zu halten. Außerdem gilt, dass obwohl in Fig. 2 ein Anwendungsobjekt 100 dargestellt ist, das dem Datenübertragungsobjekt 102 Daten bereitstellt, zusätz liche Anwendungsobjekt, Befehlsfolgen oder Prozesse ebenfalls Daten an das Datenübertragungsobjekt 102 liefern können.

Allgemein gesagt hat jedes der Arbeiterobjekte 104-108 die Aufgabe, Daten, die es vom Datenübertragungsobjekt 102 erhält, zum empfangenden Kommunikations-Gateway 42 zu führen. Im Ein zelnen stellt jedes der Arbeiterobjekte 104-108 eine getrenn te Kommunikationsverbindung über die Kommunikationsstrecke 16 her und konfiguriert diese und kann vom Datenübertragungsobjekt 102 bestimmt werden, einen bestimmten Datentyp (z. B. Alarmin formationen, Messwerte etc.) zu empfangen. Des Weiteren enthal ten die Arbeiterobjekte 104-108 Zeitgeberfunktionen 110- 114, von denen eine jede eindeutig konfiguriert werden kann, um die Raten festzulegen, mit denen die Arbeiterobjekte 104-108 Systemmeldungen an eine darunter liegende Schicht zur Übertra gung über die Kommunikationsstrecke 16 liefern.

Jedes der Arbeiterobjekte 104-108 kann individuell konfi guriert werden, um seinen eigenen Kontext innerhalb der Kom munikationsprozesse zwischen dem sendenden Kommunikations- Gateway 26 und dem empfangenden Kommunikations-Gateway 42 über die Kommunikationsstrecke 16 zu haben. Insbesondere hat jedes der Arbeiterobjekte 104-108 mehrere Konfigurationsparameter, die unabhängig einstellbar oder veränderlich sind, so dass je des der Arbeiterobjekte 104-108 mit einer anderen Menge Para meterwerte konfiguriert werden kann, falls gewünscht. Insbeson dere enthält jedes der Arbeiterobjekte 104-108 einen Parameter "Zeit zwischen Aufrufen", der die Zeitgeberfunktionen 110- 114 in den entsprechenden Arbeiterobjekten 104-108 veran lasst, die Rate zu regeln, mit der Meldungen an die darunter liegende Schicht geliefert werden, die z. B. ein verbindungsori entiertes Protokoll wie TCP verwendet. Des Weiteren kann jedes der Arbeiterobjekte 104-108 einen Parameter "Meldungsgröße" enthalten, der einen oberen Grenzwert für die Anzahl Datenbytes in jeder von den Arbeiterobjekten 104-108 an die darunter liegende Schicht gelieferten Meldung einstellt. Wie oben ange geben kann der Parameter "Meldungsgröße" entweder von den Ar beiterobjekten 104-108 oder vom Datenübertragungsobjekt 102 zur Fragmentierung von Daten, die vom Anwendungsobjekt 100 an das Datenübertragungsobjekt 102 übertragen werden, in System meldungen (d. h. Meldungen, die zur darunter liegenden Schicht zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke 16 geliefert werden) mit einer vorgegebenen Anzahl Bytes verwendet werden. Außerdem kann jedes der Arbeiterobjekte 104-108 einen Parame ter "Größe des sendenden Puffers", der die Anzahl von Daten bytes vorgibt, die die zum Arbeiterobjekt gehörige Kommunikati onsverbindung zum Zweck der Meldungsspeicherung zur Verfügung hat. Ist die darunter liegende Transportschicht TCP-basiert, kann die Größe des sendenden Puffers für jede Kommunikations verbindung z. B. zwischen ca. 128 Bytes und 65.536 Bytes variie ren. Natürlich können ebenso weitere oder andere zur Kommunika tionsverbindung oder zum Kanal gehörige Parameter enthalten sein.

Das zu jeder der Kommunikationsverbindungen gehörige darunter liegende Transportprotokoll bestimmt letztlich unabhängig von den Werten, die für den Parameter Meldungsgröße und dem Para meter Größe des sendenden Puffers jedes der Arbeiterobjekte 104 -108 gewählt werden, die maximale Anzahl Datenbytes in jedem Datenpaket, das auf die Kommunikationsstrecke 16 geschickt wird. Wird beispielsweise ein verbindungsorientiertes Kommuni kationsprotokoll wie TCP in der darunter liegenden Transportschicht verwendet, kann die Transportschicht von den Arbeiter objekten 104-108 gelieferte Meldungen weiter fragmentieren oder zu Datenpaketen kombinieren, die eine Anzahl Bytes enthal ten, die von der in den von den Arbeiterobjekten 104-108 an die darunter liegende Schicht gelieferten Systemmeldungen ent haltenen Anzahl Bytes verschieden ist.

Des Weiteren enthalten die von der Transportschicht erzeugten Datenpakete eine Protokollkopfzeile mit einem Kennzeichen für die Kommunikationsverbindung und einer Paketfolgenummer, die im Stand der Technik hinreichend bekannt sind. So sind beispiels weise in den Fall, in dem die darunter liegende Transport schicht TCP verwendet, Quellen- und Ziel-TCP-Portnummern im Protokoll als Verbindungskennzeichen enthalten. Das Verbin dungskennzeichen kennzeichnet eindeutig, welches der Arbeiter objekte 104-108 das Datenpaket geschickt hat, und da ein be stimmtes Arbeiterobjekt einen bestimmten Datentyp senden kann (z. B. Alarme, Messwerte etc.), entspricht also das Verbindungs kennzeichen auch diesem bestimmten Datentyp.

Fig. 3 ist ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm, das eine Möglichkeit zeigt, in der das empfangende Kommunikations- Gateway 42 von Fig. 1 konfiguriert werden kann, um die gemulti plexten Datenübertragungen des sendenden Kommunikations-Gateway 26 von Fig. 1 zu empfangen. Ähnlich dem sendenden Kommunikati ons-Gateway 26 enthält das empfangende Kommunikations-Gateway 42 eine Vielzahl Arbeiterobjekte 200-204, ein Datenempfangs objekt 206 und ein empfangendes Kommunikations-Gateway- Anwendungsobjekt 208. Jedes der Arbeiterobjekte 200-204 kann eindeutig einem der Arbeiterobjekte 104-108 im sendenden Kom munikations-Gaterway 26 entsprechen. Zum Beispiel können Mel dungen, die vom Arbeiterobjekt 104 im sendenden Kommunikations- Gateway 26 verarbeitet und übertragen werden, ausschließlich vom Arbeiterobjekt 200 im empfangenden Kommunikations-Gateway 42 empfangen und verarbeitet werden. Auf diese Weise können entsprechende Paare Arbeiterobjekte so konfiguriert werden, dass jede Verbindung (d. h. Kommunikationspfad) über die Kommu nikationsstrecke 16 einen bestimmten Typ Daten führt. Da des Weiteren der Wert des Parameters Zeit zwischen Aufrufen, der Wert des Parameters Größe des Sendepuffers usw. auf Basis einer Verbindung variiert werden können, kann der Anteil der Band breite der Kommunikationsstrecke, der jeder Kommunikationsver bindung zugewiesen ist, auf Basis einer Verbindung variiert werden. Als Ergebnis kann die effektive Priorität der durch je de Verbindung fließenden Daten relativ zu den anderen Verbin dungen gesteuert werden. Ist beispielsweise das Arbeiterobjekt 104 zum Führen von Alarmdaten konfiguriert und empfängt das Ar beiterobjekt 200 Meldungen vom Arbeiterobjekt 104, kann die zu den Arbeiterobjekten 104 und 200 gehörige Kommunikationsverbin dung eine relativ hohe Priorität erhalten, indem dieser Verbin dung ein relativ kleiner Wert für den Parameter Zeit zwischen Aufrufen zugewiesen wird. Ein relativ großer Wert für den Para meter Meldungsgröße im Vergleich zu den Werten für die anderen Verbindungen kann verwendet werden, um zu steuern, wie viele Daten durch die zu den Arbeiterobjekten 104 und 200 gehörige Kommunikationsverbindung auf dieser Prioritätsebene zu schicken sind. Jedoch können wie nachstehend näher beschrieben wird, statt dessen andere Kombinationen von Konfigurationsparameter werten verwendet werden, um ein ähnliches Ergebnis zu erzielen.

Die Verbindungskennzeichen, die TCP-Portnummern sind, wenn das darunter liegende Transportprotokoll TCP-basiert ist, werden am empfangenden Kommunikations-Gateway 42 verwendet, um empfangene Datenpakete zu den entsprechenden Arbeiterobjekten 200-204 zu leiten. Sendet beispielsweise das Arbeiterobjekt eine Meldung an die darunter liegende Schicht, kann die Transportschicht die Meldung in Datenpakete fragmentieren und jedem Datenpaket eine Protokollkopfzeile einschließlich eines Verbindungskennzeichens (z. B. TCP-Portnummern) sowie eine Abfolgenummer voranstellen. Die Transportschicht übergibt dann die Datenpakete an darunter liegende Kommunikationsschichten (z. B. Datenstreckenschicht, physikalische Schicht usw.), die die Datenpakete physikalisch über die Kommunikationsstrecke 16 an das empfangende Kommunika tions-Gateway 42 übertragen. Erhält der darunter liegende Ver bindungsendpunkt (z. B. ein TCP-Verbindungsendpunkt) am empfan genden Kommunikations-Gateway 42 die Datenpakete, verwendet der Verbindungsendpunkt am empfangenden Kommunikations-Gateway 42 die Verbindungskennzeichen in den Protokollkopfzeilen jedes Pa kets, um die Daten in den Datenpaketen an die entsprechenden Arbeiterobjekte 200-204 zu liefern. Außerdem verwendet der Verbindungsendpunkt die Abfolgenummern in den Protokollkopfzei len der empfangenen Datenpakete, um die Daten in den Datenpak ten zur erneuten Bildung von Meldungen zu ordnen. Da also jedes der Arbeiterobjekte 104-108 getrennt instantisiert wird und seine eigene Verbindung durch die Transportschicht aufbaut, kann das Verbindungskennzeichen zum Multiplexen von Daten über die Kommunikationsstrecke 16 und zum Demultiplexen dieser Daten an einer entfernten empfangenden Station wie dem empfangenden Kommunikations-Gateway 42 verwendet werden.

Die Arbeiterobjekte 200-204 führen ordnungsgemäß empfangene Meldungen zum Datenempfangsobjekt 206, das die Meldungen intern puffert oder in Wartequeues speichert. Das Datenempfangsobjekt 206 führt dann die Meldungen zum empfangenden Kommunikations- Gatewayobjekt 208, das wiederum die Meldungen zu einem oder mehreren Geräten leitet, die kommunikativ mit dem entfernten Datenbus 44 auf Systemebene gekoppelt sind. Auf eine Weise ähn lich der, die beim oben erörterten Datenübertragungsobjekt 102 angewendet wird, kann das empfangende KommunikationsGatewayob jekt 208 auf Basis der Reihenfolge des Empfangs der Meldungen, der Größe der Meldungen, des Inhalts der Meldungen, der relati ven Bedeutung der Meldungen usw. Meldungen entfernen, die im Datenempfangsobjekt gepuffert oder in Wartequeues gespeichert sind.

Im Betrieb stellt jedes der Arbeiterobjekte 104-108 eine ge trennte Verbindung über die Kommunikationsstrecke 16 mit dem empfangenden Kommunikations-Gateway 42 her. Die Verbindung kann unter Verwendung von Mengen von Voreinstellwerten für die Zeit zwischen Aufrufen, die Meldungsgröße, die Größe des Sendepuf fers oder anderer zu den Arbeiterobjekten 104-108 gehöriger Konfigurationsparameter hergestellt werden, oder alternativ können die Mengen Voreinstellparameter über benutzerseitige Eingabe zur Laufzeit außer Kraft gesetzt werden. Zum Beispiel erzeugt jedes der Arbeiterobjekte 104-108 zum Herstellen ei ner Verbindung ein Socket, stellt die Puffergröße für die Ver bindung unter Verwendung des Wertes des Parameters für die Puf fergröße ein und öffnet die Verbindung mit dem empfangenden Kommunikations-Gateway 42. Praktisch kann die Puffergröße ent weder vor oder nach dem Öffnen einer Verbindung eingestellt und während der Datenübertragung zu Feineinstellungszwecken modifi ziert werden. Nachdem die Verbindungen geöffnet worden sind, informiert jedes der Arbeiterobjekte 104-108 das Datenüber tragungsobjekt 102 über die maximale Meldungsgröße für das Ar beiterobjekt und den Datentyp, den das Arbeiterobjekt über die Kommunikationsstrecke 16 schickt.

Fig. 4A bis 4C sind beispielhafte Flussdiagramme, die eine Mög lichkeit zeigen, in der das Datenübertragungsobjekt 102 und die . Arbeiterobjekte 104-108 und 200-204 von Fig. 2 und 3 zusam menarbeiten können, um Daten über eine Vielzahl Kommunikations verbindungen in der Kommunikationsstrecke 16 zu multiplexen. Insbesondere ist Fig. 4A ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren 300 zeigt, in dem das Datenübertragungsobjekt 102 vom Anwendungsobjekt 100 empfangene Daten verarbeiten kann. Block 305 bestimmt, ob irgendwelche Daten vom Anwendungsobjekt 100 an das Datenübertragungsobjekt 102 geschickt werden. Werden keine Daten geschickt, geht das Verfahren 300 erneut zu Block 305. Werden dagegen Daten vom Anwendungsobjekt 100 geschickt, dann unterteilt Block 310 die Daten auf Basis beispielsweise des Typs Informationen, den die Daten repräsentieren, in eine Vielzahl Datenströme oder -reihen. Alarmdaten können z. B. in einen Datenstrom oder eine Datenreihe, Messdaten in einen ande ren Datenstrom oder eine andere Datenreihe unterteilt werden usw. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise unterhält das Da tenübertragungsobjekt 102 einen Datenstrom oder eine Datenreihe für jedes der Arbeiterobjekte 104-108. Mit anderen Worten, es kann eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen den Arbeiterobjek ten 104-108 und den Datenströmen oder -reihen im Datenüber tragungsobjekt 102 aufrechterhalten werden. Außerdem kann jedes der Paare aus Datenstrom (oder Reihe) und Arbeiterobjekt so konfiguriert werden, dass ein bestimmter Datentyp übertragen wird. Zum Beispiel kann das Datenübertragungsobjekt 102 einen Datenstrom oder eine Datenreihe aufrechterhalten, der bzw. die nur Alarmdaten an das Arbeiterobjekt 104 überträgt, das so kon figuriert sein kann, dass es nur Alarmdaten über die Kommunika tionsstrecke 16 überträgt. Des Weiteren kann das Datenübertra gungsobjekt 102 einen anderen Datenstrom oder eine andere Da tenreihe aufrechterhalten, der bzw. die nur Messdaten an das Arbeiterobjekt 106 überträgt, das so konfiguriert ist, dass es nur Messdaten über die Kommunikationsstrecke 16 überträgt. Nachdem Block 310 die vom Anwendungsobjekt 100 erhaltenen Daten unterteilt hat, geht das Verfahren 300 zu Block 305 zurück.

Fig. 4B ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren 315 zeigt, in dem das Datenübertragungsobjekt 102 Daten von seinen internen Datenströmen oder -reihen zu den Arbeiterobjek ten 104-198 übertragen kann. Block 320 bestimmt, ob eines der Arbeiterobjekte 104-108 bereit ist, Daten zu empfangen. Ist keines der Arbeiterobjekte 104-108 bereit, geht das Verfahren 315 zu Block 320 zurück. Ist andererseits ein Arbeiterobjekt bereit, bestimmt Block 325, ob der bzw. die zu dem bereiten (d. h. verfügbaren) Arbeiterobjekt gehörige Datenstrom oder die Datenreihe Daten enthält. Enthält der zugehörige Datenstrom der die Datenreihe keine Daten, geht das Verfahren 315 zu Block 320 zurück. Bestimmt dagegen das Verfahren 315, dass der zugehörige Datenstrom oder die Reihe Daten enthält, überträgt Block 330 Daten vom zugehörigen Datenstrom bzw. von der zugehörigen Da tenreihe an das bereite Arbeiterobjekt und das Verfahren 315 geht zu Block 320 zurück.

Fig. 4C ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren 335 zeigt, in dem jedes der Arbeiterobjekte 104-108 Daten vom Datenübertragungsobjekt. 102 erhalten und Daten an die darunter liegende Schicht in der Kommunikationsstrecke 16 liefern kann. Block 340 zeigt dem Datenübertragungsobjekt 102 an, dass das Arbeiterobjekt für Daten bereit ist. Ein Arbeiterobjekt kann anzeigen, dass es bereit für Daten ist, indem es eine Datenan forderung an das Datenübertragungsobjekt 102 schickt. Alterna tiv kann das Arbeiterobjekt im Ruhezustand verbleiben, wenn mehr Daten benötigt werden, und das Datenübertragungsobjekt 102 kann den Ruhezustand an. Anzeige erkennen, dass das Arbeiterob jekt bereit für den Empfang von Daten ist. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise fordert Block 340 auf Basis der Konfigu ration des anfordernden. Arbeiterobjekts einen bestimmten Daten typ (z. B. Alarmdaten, Messdaten etc.) an und dann geht das Ver fahren 335 zu Block 345. Wie oben erläutert kann jedes der Ar beiterobjekte 104-108 über die Kommunikationsstrecke 16 ein deutig einer Verbindung der Vielzahl Kommunikationsverbindungen zugehörig sein, und jede Kommunikationsverbindung kann so kon figuriert sein, dass sie einen bestimmten Typ Daten führt und Meldungen mit einer maximalen Anzahl Bytes und einer vorgegebe nen Rate an die darunter liegende Schicht liefert. Block 345 bestimmt, ob das Datenübertragungsobjekt 102 Daten an das Ar beiterobjekt übertragen hat. Hat das Datenübertragungsobjekt 102 die Daten nicht übertragen, geht das Verfahren 335 zu Block 345 zurück. Hat das Datenübertragungsobjekt 102 dagegen die Da ten übertragen, fragmentiert Block 350 die übertragenen Daten zu Systemmeldungen mit einer Anzahl Bytes, die auf dem Parame ter Meldungsgröße des Arbeiterobjekts basiert. Kommen die übertragenen Daten beispielsweise in Blöcken mit 4096 Bytes an und hat das Arbeiterobjekt einen Parameter Meldungsgröße, der eine maximale Systemmeldungsgröße von 1024 Bytes vorschreibt, frag mentiert das Arbeiterobjekt jeden der Blöcke mit 4096 Bytes in vier Systemmeldungen mit 1024 Bytes. Block 355 liefert eine Sysstemmeldung nach der anderen an die darunter liegende Schicht zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke 16. Wie hinreichend bekannt ist, paketiert (d. h. bildet Pakete) die darunter liegende Schicht die Systemmeldungen. Außerdem enthält jedes Datenpaket eine Protokollkopfzeile mit einem Verbindungs kennzeichen und einer Paketabfolgenummer, die vom empfangenden Kommunikations-Gateway 42 verwendet werden können, um erhaltene Pakete zu demultiplexen und Meldungen neu zu bilden. Die darun ter liegende Schicht sendet die Datenpakete an darunter liegen de Datenstrecken- und physikalische Schichten, die die Datenpa kete physikalisch auf die Kommunikationsstrecke 16 übertragen. Block 357 bestimmt, ob die darunter liegende Schicht die Sys temmeldung zur Übertragung akzeptiert hat; ist die Meldung nicht akzeptiert worden, geht das Verfahren zu Block 357 zu rück. Ist die Meldung dagegen zur Übertragung akzeptiert wor den, geht das Verfahren zu Block 360.

Block 360 lädt einen Zeitgeber mit einem Wert auf Basis des Pa rameters Zeit zwischen Aufrufen des Arbeiterobjekts und Block 365 startet den Zeitgeber. Block 370 bestimmt, ob der Zeitgeber abgelaufen ist, und wenn der Zeitgeber nicht abgelaufen ist, geht das Verfahren 335 zu Block 370 zurück. Ist andererseits der Zeitgeber abgelaufen, bestimmt Block 375, ob noch mehr Mel dungen zu senden sind. Sind noch mehr Meldungen zu senden, geht das Verfahren zu Block 355 zurück. Sind dagegen keine weiteren Meldungen zu senden, geht das Verfahren 335 zu Block 340 zu rück.

Wie aus der oben beschriebenen Funktionsweise des Datenüber tragungsobjekts 102 und der Arbeiterobjekte 104-108 und 200-204 ersichtlich ist, können die Parameter für jede der zu den Arbeiterobjekten 104-108 und 200-204 gehörigen Kommunikati onsverbindungen eingestellt oder fein eingestellt werden, um die Weise zu steuern, in der Meldungen von jedem der Arbeiter objekte 104-108 an die darunter liegende Schicht geliefert werden. Mit anderen Worten, die zu den Kommunikationsverbindun gen gehörigen Konfigurationsparameter können individuell einge stellt werden, um eine harmonische Multiplexoperation zu erzie len, die den Wettbewerb zwischen Verbindungen verringert oder vollständig beseitigt, um den Durchsatz zu verbessern und die mittlere Datenübertragungsverzögerung über die Kommunikations strecke 16 zu verringern. Jedes der Arbeiterobjekte 104-108, das Daten an die darunter liegende Schicht der Kommunikations strecke 16 liefert, kann also so konfiguriert werden, dass es Meldungen einer bestimmten Größe, die einen bestimmten Datentyp enthalten, verarbeitet. Des Weiteren kann jedes der Arbeiterob jekte 104-108 so konfiguriert werden, dass es eine andere Sendepuffergröße hat, was wie im Stand der Technik hinreichend bekannt ist, die Größe der maximalen Übertragungseinheit und die Rate, mit der die darunter ligende Schicht Pakete auf die Kommunikationsstrecke 16 schickt, beeinflusst.

Obwohl jede beliebige Anzahl Arbeiterobjekte verwendet werden kann, um das Kommunikationsprinzip von Fig. 2 bis 4 zu verwirk lichen, bestimmen die von der Transportschicht verwendete Pa ketgröße, die Umlaufübertragungszeit der Kommunikationsstrecke und andere Faktoren die Minimalzahl der zur zeitlichen Packung (d. h. Minimierung der Wartezeit und Erhöhung des Durchsatzes) der Kommunikationsstrecke 16 erforderlichen Arbeiterobjekte. Allgemein gilt, dass dann wenn ein verbindungsorientiertes Kom munikationsprotokoll in der Transportschicht verwendet wird, die Anzahl der erforderlichen Arbeiterobjekte zur zeitlichen Packung der Kommunikationsstrecke 16 so eingestellt wird, dass die zur Übertragung eines Fensters mit Datenbytes auf die Stre cke 16 erforderliche Zeit multipliziert mit der Anzahl der Arbeiterobjekte länger ist als die Umlaufübertragungsverzöge rungszeit der Kommunikationsstrecke 16. Erfordert es beispiels weise 200 ms, ein volles Fenster Datenbytes auf die Strecke 16 zu schicken und beträgt die Umlaufübertragungszeit der Kommuni kationsstrecke 16 300 ms, so können etwa 15 Arbeiterobjekte er forderlich sein, um die Kommunikationsstrecke 16 zeitlich zu packen. Natürlich können, falls gewünscht, mehr oder weniger Arbeiterobjekte verwendet werden. In der Tat kann das Daten übertragungsobjekt 102 auf Basis des Verkehrsvolumens (d. h. der gesendeten Datenmenge) über die Kommunikationsstrecke 16 zu sätzliche Arbeiterobjekte wie erforderlich erzeugen. Bei zuneh mendem Meldungsverkehr kann also das Datenübertragungsobjekt 102 zusätzliche Arbeiterobjekte erzeugen, um die Kommunikati onsstrecke 16 zeitlich zu packen. Gleichermaßen kann das Daten übertragungsobjekt 102 Arbeiterobjekte entfernen, wenn das Vo lumen des Meldungsverkehrs abnimmt.

Systementwickler können die hierin beschriebene Kommunikations technik unter Verwendung jedes empfangenden Kommunikations- Gateway oder Client, die von jedem beliebigen Hersteller stam men können, implementieren. In der Tat zwingt die in Fig. 2 dargestellte sendende Kommunikations-Gateway-Konfiguration die Funktionalität eines kompatiblen empfangenden Kommunikations- Gateway, Mehrverbindungskommunikationen herzustellen, so dass das empfangende Kommunikations-Gateway 42 nicht vorher wissen muss, dass das sendende Kommunikations-Gateway 26 mehrere Ver bindungen zum Multiplexen von Daten über die Kommunikations strecke 16 verwenden wird. Während des Weiteren das sendende Kommunikations-Gateway 26 als die Verbindungen instantisierend beschrieben wird, kann das System alternativ so konfiguriert werden, dass die Verbindungen statt dessen vom empfangenden Kommunikations-Gateway 42 instantisiert werden.

Während die oben in Zusammenhang mit Fig. 2 bis 4 beschriebene objektbasierte verbindungsorientierte Kommunikationstechnik so beschrieben wird, dass sie TCP in der Transportschicht verwen det, versteht es sich, dass statt dessen andere objektbasierte Kommunikationsprotokolle einer höheren Schicht wie DCOM, CORBA, JAVA, BEANS, SOAP usw. verwendet werden können.

Die hierin in Zusammenhang mit Fig. 1 bis 4 beschriebene ge multiplexte Datenübertragungstechnik kann im Allgemeinen in vorteilhafter Weise auf jede Kommunikationsstrecke angewendet werden, um den Durchsatz zu erhöhen und die mittlere Daten übertragungsverzögerung der Strecke, insbesondere von Kommuni kationsstrecken wie Satellitenkommunikationsstrecken, die ein großes Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder eine ho he Bitfehlerrate haben, zu verringern. Da es die hierin be schriebene Kommunikationstechnik des Weiteren ermöglicht, jede Verbindung der Vielzahl Kommunikationsverbindungen unter Ver wendung einer jeweils anderen Menge Parameterwerte für Mel dungsgröße, Größe des Sendepuffers, Zeit zwischen Aufrufen etc. zu konfigurieren, falls gewünscht, kann der Gesamtfluss der Da ten über die Kommunikationsstrecke so organisiert werden, dass der Durchsatz erhöht und die mittlere Datenübertragungsverzöge rung der Strecke verringert wird. Des Weiteren kann die hierin beschriebene Kommunikationstechnik dazu herangezogen werden (indem entsprechende Einstellungen der Konfigurationsparameter der Kommunikationsverbindungen vorgenommen werden), trotz der Tatsache, dass die Charakteristik der Strecke (z. B. die Bitfeh lerrate, die Umlaufübertragungsverzögerungszeit usw.) im Lauf der Zeit aufgrund sich ändernder Umgebungsbedingungen, Hard ware-Bedingungen etc. variieren kann, den Durchsatz zu optimie ren und die mittlere Datenübertragungsverzögerung einer Kommu nikationsstrecke zu verringern. In jedem Fall kann die Art und Weise, in der die hierin offenbarte Kommunikationstechnik den Datenfluss über eine Vielzahl Kommunikationsverbindungen orga nisiert, verändert oder fein eingestellt werden, indem einer oder mehrere der Konfigurationsparameter der Kommunikationsver bindungen eines oder mehrerer der Arbeiterobjekte 104-108 variiert werden, was es der hierin offenbarten Kommunikations technik ermöglicht, den. Durchsatz einer großen Vielfalt Kommu nikationsstrecken mit einer breiten Vielfalt Übertragungscha rakteristiken zu erhöhen.

Fig. 5 ist ein beispielhaftes Impulsdiagramm 400, das eine Mög lichkeit zeigt, wie die in Fig. 2 und 3 dargestellten Kommuni kationsverbindungen eindeutig konfiguriert werden können, um die Prozesssteuerdaten über eine Kommunikationsstrecke zu mul tiplexen. Nur als Beispiel stellt das Impulsdiagramm 400 gra phisch dar, wie eine erste bis vierte Kommunikationsverbindung 402-408 zusammenarbeiten, um Daten effizient über die Kommu nikationsstrecke 16 zu übertragen. Insbesondere sind die Über tragungen der Kommunikationsverbindungen 402-408 zeitlich verschachtelt, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Ruhezeit und Datenübertragungsverzögerungen in der Kommunikationsstrecke 16 aufrechtzuerhalten. Die erste Kommunikationsverbindung 402 ist z. B. mit den Parameterwerten Meldungsgröße und Zeit zwi schen Aufrufen konfiguriert, die in einer Meldungsübertragungs zeit während eines ersten Zeitintervalls 410 und einem zweiten Zeitintervall 412 zischen Meldungsübertragungen resultieren, und die zweite Kommunikationsverbindung 404 ist mit den Parame terwerten Meldungsgröße und Zeit zwischen Aufrufen konfigu riert, die in einer Meldungsübertragungszeit während eines dritten Zeitintervalls 411 und einem vierten Zeitintervall zi schen Meldungsübertragungen resultieren. Wie hinreichend be kannt ist, kann die Meldungsübertragungszeit berechnet werden, indem die Bitübertragungsrate der Kommunikationsstrecke 16 mit der Anzahl der Bits in einer Meldung multipliziert wird, die in diesem Fall vom Parameter Meldungsgröße bestimmt wird.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, können die Kommunikationsver bindungen 402-408 eindeutig mit einem Parameterwert für die Meldungsgröße (d. h. einer Meldungsübertragungszeit) und einem Parameterwert für die Zeit zwischen Aufrufen (d. h. einer Wiederholungsrate oder Frequenz) konfiguriert werden, so dass die Verbindungen 402-408 nicht um die Nutzung der Kommunikations strecke 16 im Wettbewerb sind. Mit anderen Worten, die Mel dungsübertragungszeiten und die Meldungsübertragungsraten wer den so gewählt, dass die Verwendung der Kommunikationsstrecke 16 durch die Verbindungen 402-408 zeitlich verschachtelt ist (d. h. nur eine Verbindung versucht zu einer gegeben Zeit, Daten über die Kommunikationsstrecke 16 zu übertragen). Des Weiteren können die Parameterwerte Meldungsgröße und Zeit zwischen Auf rufen so gewählt werden, dass ein Anteil der gesamten verfügba ren Bandbreite der Kommunikationsstrecke 16 jeder der Kommuni kationsverbindungen 402-408 zugewiesen wird. Allgemein gesagt gilt, dass mit zunehmendem Parameterwert für die Meldungsgröße und mit abnehmendem Parameterwert für die Zeit zwischen Aufru fen für eine gegebene Kommunikationsverbindung (bezogen auf al le anderen Kommunikationsverbindungen über eine Strecke), die gegebene Kommunikationsverbindung einen relativ größeren Anteil der gesamten verfügbaren Bandbreite der Kommunikationsstrecke einnimmt.

Wie ebenfalls in Fig. 5 dargestellt verbrauchen die Kommunika tionsverbindungen 402-408 nicht die gesamte Bandbreite der Kommunikationsstrecke 16. Statt dessen sind die Kommunikations verbindungen 402-408 so konfiguriert, dass eine gewisse Ruhe zeit reserviert bleibt, die erforderlich ist, um erneute Daten übertragungen zu verarbeiten und die durch die beispielhafte Wellenform bei Bezugszeichen 414 repräsentiert ist. Ohne reser vierte Ruhezeit würden die erneuten Datenübertragungen in einer erheblichen Zunahme der Datenübertragungsverzögerungen über die Kommunikationsstrecke 16 resultieren. Die Konfigurierung der Kommunikationsverbindungen 402-408, so dass eine ausreichende reservierte Ruhezeit für die Verarbeitung erneuter Datenüber tragungen gegeben ist, hält also die Datenübertragungsverzöge rungen auf einem Minimum, ohne die Ruhezeit deutlich zu erhöhen (d. h. den Durchsatz der Kommunikationsstrecke 16 zu verringern). Wie allgemein bekannt ist, sind Datenübertragungsverzö gerungen bei vielen Anwendungen unerwünscht und insbesondere bei Prozesssteueranwendungen resultieren große Übertragungsver zögerungen in überholten Daten, die an ein empfangendes Kommu nikations-Gateway geliefert werden. Bei manchen Anwendungen kann es also wünschenswert sein, einen gewissen Durchsatz zu Gunsten einer Verringerung der mittleren Datenübertragungsver zögerung zu opfern.

Fig. 6 ist eine Tabelle, die nur beispielhaft Konfigurations parameterwerte zeigt, die zur Konfigurierung der Kommunika tionsverbindungen 402-408 verwendet werden können, um die in Fig. 5 dargestellte harmonische Datenmultiplexoperation zu er zielen. Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, enthält jede der Verbindungen 402-408 einen Wert der Meldungsgröße in Bytes und das Inverse des Parameterwertes für die Zeit zwischen Auf rufen, das eine Frequenz in Hertz ist. Die Bandbreitenzuweisung jeder Verbindung kann berechnet werden, indem die Meldungsgröße für die Verbindung mit dem Inversen der Zeit zwischen Aufrufen für die Verbindung multipliziert wird. Für praktische Zwecke muss zur Verhinderung der Konkurrenz zwischen den Verbindungen 402-408 die Summe der Bandbreitenzuweisungen für jeden der Kanäle 402-408 plus die der Reserve für erneute Übertragungen zugewiesene Bandbreite kleiner als oder gleich der gesamten verfügbaren Bandbreite der Kommunikationsstrecke 16 sein. Au ßerdem sollte beachtet werden, dass die relative Priorität ei ner Kommunikationsverbindung direkt mit der Bandbreite in Zu sammenhang steht, die dieser Verbindung zugewiesen worden ist. Wie in Fig. 5 und 6 dargestellt hat deshalb die erste Verbin dung 402 die höchste relative Priorität, da sie die größte Bandbreitenzuweisung aufweist (d. h. 20,8 Kilobit pro Sekunde (kb/sec)). Natürlich können relative Prioritäten und somit Bandbreitenzuweisungen auf Basis des von jeder der Verbindungen 402-408 geführten Datentyps erfolgen. So kann beispielsweise die erste Verbindung 402 nur Alarmdaten führen und als Ergebnis ermöglicht die relativ große Bandbreitenzuweisung der ersten Verbindung 402, dass eine große Menge Alarminformationen rasch über die Kommunikationsstrecke 16 befördert wird. Im Gegensatz dazu kann die zweiten Verbindung 404 nur nicht kritische Mess daten führen und somit erlaubt die Bandbreitenzuweisung von 4,8 kb/sec das Senden nur einer begrenzten Menge solcher Daten im Vergleich zu Alarmdaten über die Kommunikationsstrecke 16 während einer gegebenen Zeitspanne. Des Weiteren kann die als Reserve (d. h. für erneute Übertragungen) benötigte Bandbreite anhand der Bitfehlerrate der Strecke bestimmt werden. In jedem Fall können Bandbreitenzuweisungen für eine Verbindung auf Ver bindungsbasis erfolgen (über die eindeutig konfigurierbaren Konfigurationsparameter der Verbindung), um die gesamte verfüg bare Bandbreite der Kommunikationsstrecke wie gewünscht optimal zu nutzen.

Nur als Beispiel hängt die Konfigurierung einer Vielzahl Kom munikationsverbindungen unter Anwendung der hierin beschriebe nen Techniken zur Erzielung eines harmonischen Multiplexens der Daten über eine Kommunikationsstrecke bei einem bestimmten Pro zesssteuerungssystem oder jedem anderen System zumindest teil weise in hohem Maße von den vom Systementwickler auferlegten Einschränkungen oder von physikalischen Einschränkungen im Sys tem selbst ab. In den Fällen zum Beispiel, in denen die Kommu nikationsstrecke eine größere Bandbreite bereitstellt als zur Übertragung der von einem lokalen System erzeugten Daten an ein entferntes System erforderlich ist, kann der Systementwickler jedem Datentyp auf Basis der Menge jedes vom lokalen System er zeugten Datentyps Bandbreite zuweisen. Erzeugt also das lokale System eine Menge Alarmdaten, die über die Strecke bei einer Bandbreitenzuweisung von 20,8 kb/s übertragen werden können, konfiguriert der Systementwickler die Parameter Meldungsgröße und Zeit zwischen Meldungen für die Alarmdaten führende Kommu nikationsverbindung so, dass die dieser Verbindung zugewiesen Bandbreite größer als oder gleich 20,8 kb/s ist. Da natürlich zahlreiche Parameterwerte für die Meldungsgröße und die Zeit zwischen Meldungen eine gewünschte Bandbreitenzuweisung ergeben können, muss der Systementwickler einen dieser Parameterwerte wählen und dann die anderen unter Verwendung der gewünschten Bandbreitenzuweisung berechnen. Der Systementwickler kann bei spielsweise eine Meldungsgröße wählen, die ein gewünschtes Gleichgewicht zwischen Durchsatz und Datenübertragungsverzöge rung ergibt (siehe nachstehende Erläuterung in Zusammenhang mit Fig. 7 bis 10), und den Parameterwert für die Zeit zwischen Meldungen berechnen, der die gewünschte Bandbreitenzuweisung ergibt. Auf ähnliche Weise kann der Systementwickler den übri gen Datentyp Bandbreite zuweisen, indem die zu jeder der übri gen Kommunikationsverbindungen, die jeweils einen bestimmten Datentyp führen können, gehörigen Parameter geeignet konfigu riert werden.

Fig. 7 bis 10, die nachstehend detaillierter beschrieben wer den, zeigen die relativen Beziehungen zwischen den Konfigura tionsparametern für die Kommunikationsverbindungen und dem Durchsatz einer Kommunikationsstrecke. Die spezifische Menge Konfigurationsparameterwerte, die einen optimalen Durchsatz für eine gegebene Strecke bereitstellt, hängt jedoch von der Cha rakteristik der Strecke ab, die sich in manchen Fällen im Lauf der Zeit ändern kann.

Fig. 7 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Meldungsgröße, Zeit zwischen Aufru fen und Durchsatz einer Kommunikationsstrecke für eine gegebene Puffergröße. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, nimmt der Durch satz der Kommunikationsstrecke mit zunehmender Meldungsgröße und abnehmender Zeit zwischen Aufrufen ("TBC" in der Legende) zu.

Fig. 8 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Puffergröße, Zeit zwischen Aufrufen und Durchsatz einer Kommunikationsstrecke für eine gegebene Meldungsgröße. Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, nimmt der Durch satz der Kommunikationsstrecke mit zunehmender Puffergröße und abnehmender Zeit zwischen Aufrufen zu. Außerdem zeigt Fig. 8, dass der Durchsatz der Kommunikationsstrecke in dem Maße, in dem die Zeit zwischen Aufrufen abnimmt, empfindlicher auf die Puffergröße reagiert.

Fig. 9 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Meldungsgröße, Zeit zwischen Auf rufen, Bitfehlerrate und Meldungslieferverzögerung einer Kom munikationsstrecke für eine gegebene Puffergröße. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, nimmt die mittlere Meldungsübertragungs verzögerung mit zunehmender Meldungsgröße und abnehmender Zeit zwischen Aufrufen zu. Außerdem zeigt Fig. 9, dass die mittlere Meldungsübertragungsverzögerung in dem Maße zunimmt, in dem die Bitfehlerrate ("BER" in der Legende) zunimmt.

Fig. 10 ist eine beispielhafte graphische Darstellung der rela tiven Beziehungen zwischen Puffergröße, Zeit zwischen Aufrufen, Bitfehlerrate und Lieferverzögerung einer Kommunikationsstrecke für eine gegebene Meldungsgröße. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, nimmt die mittlere Meldungsübertragungsverzögerung mit zu nehmender Puffergröße und Zeit zwischen Aufrufen ab.

Die oben in Zusammenhang mit Fig. 7 bis 10 beschriebenen Gra phen können mittels empirischer Testverfahren erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine Kommunikationsverbindung durch eine cha rakterisierende Kommunikationsstrecke geöffnet und eine Test meldung wiederholt über die Strecke geschickt werden (z. B. durch Anwendung einer Schleifenoperation). Jedes Mal, wenn die Testmeldung auf die Kommunikationsstrecke 16 geschickt wird, können einer oder mehrere der Konfigurationsparameter für die Kommunikationsverbindungen variiert werden, während Durchsatz und Datenübertragungsverzögerung der Kommunikationsstrecke überwacht werden. Auf diese Weise können die Beziehungen zwi schen den Konfigurationsparametern für die Kommunikation und Leistung der Kommunikationsstrecke (d. h. Durchsatz und Daten übertragungsverzögerung) entwickelt werden.

Die oben beschriebene Kommunikationstechnik ermöglicht die ef fiziente Übertragung von Daten über eine Kommunikationsstrecke mit einem großen Produkt aus Verzögerung und Bandbreite und/oder einer hohen Bitfehlerrate. Allgemein gesagt, erhöht die hierin beschriebene Kommunikationstechnik den Durchsatz und verringert die mittlere Datenübertragungsverzögerung der Kommu nikationsstrecke 16 durch Organisieren des Datenflusses über eine Vielzahl Kommunikationsverbindungen. Wie oben beschrieben kann die hierin beschriebene Kommunikationstechnik in einem Prozesssteuerungssystem eingesetzt werden, um eine effiziente (d. h. hoher Durchsatz und niedrige Kosten pro gesendete Daten einheit) Kommunikationen zwischen einem lokalen und einem ent fernten Abschnitt eines Steuerungssystems zu ermöglichen, die über einem Kommunikationsstrecke kommunizieren.

Allgemein kann die oben beschriebene Kommunikationstechnik ef fizient unter Verwendung eines Universalprozessors imple mentiert werden, um eine Reihe Softwarecodesegmente oder -module auszuführen, die aus einem computerlesbaren Speicher abgerufen werden. So können beispielsweise das Anwendungsobjekt 100, das Datenübertragungsobjekt 102, das Datenempfangsobjekt 206 und die Arbeiterobjekte 104-108 und 200-204 von Fig. 2 bis 4 jeweils eine oder mehrere Softwareroutinen, Codesegmente etc. enthalten, die in einem Speicher abgelegt sind. Es können jedoch auch andere Ko 01762 00070 552 001000280000000200012000285910165100040 0002010153662 00004 01643mbinationen aus Hardware und Software, die z. B. algorithmusspezifische integrierte Schaltungen (d. h. A- SIC's) verwenden oder andere Typen Hardware oder Firmware ein gesetzt werden, um die gleichen Funktionen zu erzielen, ohne vom Gültigkeitsbereich der Erfindung abzuweichen.

Bei einer softwaremäßigen Implementierung können die hierin er läuterten Funktionsblöcke und Routinen in jedem computerlesba ren Speicher wie einem magnetischen, optischen oder anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers, einer Steuerung oder eines Feldgeräts etc. gespeichert werden. Des gleichen kann diese Software auf einem Träger moduliert und ü ber ein bekanntes oder gewünschtes Lieferverfahren einschließ lich z. B. über einen Kommunikationskanal wie eine Telefonlei tung, das Internet usw. an einen Benutzer oder ein Gerät gelie fert werden. Obwohl weiterhin die verschiedenen Funktionen der hierin beschriebenen Kommunikationstechnik als zentral im sen denden Kommunikations-Gateway 26 und im empfangenden Kommunika tions-Gateway 42 beschrieben werden, können sie innerhalb des Prozesssteuerungssystem gemäß Fig. 1 unter den Steuerungen, Workstations etc. verteilt werden.

Obwohl die Erfindung anhand spezifischer Beispiele beschrieben worden ist, die nur als beispielhaft und nicht die Erfindung einschränkend zu sehen sind, liegt es für den Durchschnitts fachmann auf der Hand, dass bei den offenbarten Ausführungs formen Hinzufügungen oder Streichungen vorgenommen werden kön nen, ohne von Geist und. Gültigkeitsbereich der Erfindung abzu weichen.

Claims

1. Verfahren zum Übertragen von Daten über eine Kommunika tionsstrecke mit einer Bandbreite unter Verwendung einer Viel zahl Kommunikationsverbindungen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Erstellen eines Arbeiterobjekts für jede der Kommunikations verbindungen;
Verteilen der Daten auf die Arbeiterobjekte;
Bilden von Meldungen unter Verwendung der verteilten Daten in jedem Arbeiterobjekt; und
Liefern der in jedem Arbeiterobjekt gebildeten Meldungen an ei ne darunter liegende Schicht aus der Vielzahl Kommunikations verbindungen, so dass jede Kommunikationsverbindung nicht mehr als einen vorgegebenen Anteil der Bandbreite verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren den Schritt der Zuweisung eines vorgegebenen Anteils der Bandbreite an jede der Vielzahl Kommunikationsverbindungen aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt der Zuwei sung des vorgegebenen Anteils der Bandbreite an jede Verbindung aus der Vielzahl der Kommunikationsverbindungen den Schritt der Zuweisung verschiedener vorgegebener Anteile der Bandbreite an zwei der Vielzahl Kommunikationsverbindungen enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt der Zuwei sung des vorgegebenen Anteils der Bandbreite an jede der Viel zahl Kommunikationsverbindungen den Schritt der Einstellung ei nes Parameters Zeit zwischen Aufrufen für jede der Vielzahl Kommunikationsverbindungen enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt der Zuwei sung des vorgegebenen Anteils der Bandbreite an jede der Viel zahl Kommunikationsverbindungen den Schritt der Einstellung eines Parameters Meldungsgröße für jede der Vielzahl Kommunika tionsverbindungen enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt der Zuwei sung des vorgegebenen Anteils der Bandbreite an jede der Viel zahl Kommunikationsverbindungen den Schritt der Einstellung ei ner Sendepuffergröße für jede der Vielzahl Kommunikations verbindungen enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt der Zuwei sung des vorgegebenen Anteils der Bandbreite an jede der Viel zahl Kommunikationsverbindungen den Schritt der Einstellung ei nes Parameters Meldungsgröße und eines Parameters Zeit zwischen Aufrufen für jede der Vielzahl Kommunikationsverbindungen ent hält.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Er stellung des Arbeiterobjekts für jede der Vielzahl Kommunika tionsverbindungen den Schritt der Verwendung des Arbeiter objekts zur Instantisierung einer der Vielzahl Kommunika tionsverbindungen enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren den Schritt der Unterteilung der Daten zur Bildung einer Vielzahl unter teilter Datenströme vor der Verteilung der Daten auf die Arbei terobjekte aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt zur Unter teilung der Daten zur Bildung der Vielzahl unterteilter Daten ströme vor der Verteilung der Daten auf die Arbeiterobjekte den Schritt der Unterteilung der Daten auf Basis eines Datentyps aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt zur Unter teilung der Daten zur Bildung der Vielzahl unterteilter Datenströme den Schritt der Herstellung einer Eins-zu-Eins-Entspre chung zwischen der Vielzahl unterteilter Datenströme und den Arbeiterobjekten enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Ver teilung der Daten unter den Arbeiterobjekten den Schritt der Übertragung einer Untermenge Daten an eines der Arbeiterobjekte als Antwort auf eine Datenanforderung von dem einen Arbeiterob jekt enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Ver teilung der Daten unter den Arbeiterobjekten den Schritt der Verwendung eines Datenübertragungsobjekts enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Bildung der Meldungen unter Verwendung der verteilten Daten in jedem Arbeiterobjekt den Schritt der Bildung von Meldungen in jedem Arbeiterobjekt unter Verwendung eines Parameters dieses Arbei terobjekts, der die Größe der Meldungen steuert, enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Liefe rung der in einem der Arbeiterobjekte gebildeten Meldungen den Schritt der Lieferung der in dem einen Arbeiterobjekt gebilde ten Meldungen an die darunter liegende Schicht auf Basis eines . Parameters des einen Arbeiterobjekts, der die Rate, mit der die Meldungen an die darunter liegende Schicht geliefert werden, beeinflusst, enthält.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Schritt der Liefe rung der in dem einem Arbeiterobjekt gebildeten Meldungen an die darunter liegende Schicht auf Basis des Parameters des ei nen Arbeiterobjekts, der die Rate, mit der die Meldungen an die darunter liegende Schicht beeinflusst, den Schritt der Verwen dung eines Parameters Zeit zwischen Aufrufen enthält.

17. System zum Übertragen von Daten über eine Kommunikations strecke mit einer Bandbreite unter Verwendung einer Vielzahl Kommunikationsverbindungen, wobei das System folgendes auf weist:
ein Kommunikationsobjekt, das die Daten unter der Vielzahl Kom munikationsverbindungen verteilt;
eine Vielzahl Arbeiterobjekte, wobei jedes Arbeiterobjekt zu einer der Kommunikationsverbindungen gehört und Meldungen unter Verwendung der an die zu diesem Arbeiterobjekt gehörigen Kommu nikationsverbindung verteilten Daten bildet, und wobei jedes Arbeiterobjekt die in dem Arbeiterobjekt gebildeten Meldungen an eine darunter liegende Schicht der Vielzahl Kommunikations verbindungen liefert, so dass jede Kommunikationsverbindung nicht mehr als einen vorgegebenen Anteil der dieser Kommunika tionsverbindung zugewiesenen Bandbreite verwendet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem jedes Objekt aus der Vielzahl Arbeiterobjekte zur Instantisierung einer Kommunika tionsverbindung ausgeführt ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Kommunikations objekt die Daten unterteilt, um eine Vielzahl unterteilter Da tenströme vor der Verteilung der Daten unter der Vielzahl Kom munikationsverbindungen zu bilden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Kommunikations prozess die Daten auf Basis eines Datentyps unterteilt.

21. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Kommunikations objekt eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Vielzahl un terterteilter Datenströme und der Vielzahl Arbeiterobjekte her stellt.

22. System nach Anspruch 17, bei dem das Kommunikationsobjekt einen Anteil der Daten zu einem der Vielzahl Arbeiterobjekte als Anwort auf eine Datenanforderung von einem Arbeiterobjekt überträgt.

23. System nach Anspruch 17, bei dem das Kommunikationsobjekt ein Datenübertragungsobjekt ist.

24. System nach Anspruch 17, bei dem jedes Objekt der Vielzahl Arbeiterobjekte eine Menge eindeutig konfigurierbarer Kommuni kationsparameter enthält.

25. System nach Anspruch 24, bei dem die Menge eindeutig kon figurierbarer Kommunikationsparameter einen Parameter enthält, der die Größe der Meldungen steuert.

26. System nach Anspruch 24, bei dem die Menge eindeutig kon figurierbarer Kommunikationsparameter einen Parameter enthält, der die Rate steuert, mit der die Meldungen an die darunter liegende Schicht geliefert werden.

27. System nach Anspruch 26, bei dem der Parameter, der die Rate, mit der die Meldungen an die darunter liegende Schicht geliefert werden, ein Parameter Zeit zwischen Aufrufen ist.

28. System nach Anspruch 24, bei dem die Menge eindeutig kon figurierbarer Kommunikationsparameter einen Parameter enthält, der die Puffergröße steuert.

29. System zur Übertragung von Daten über eine Kommunikations strecke unter Verwendung einer Vielzahl Kommunikationsverbin dungen, wobei das System Folgendes aufweist:
einen Kommunikationsprozess, der die Daten zur Bildung einer Vielzahl unterteilter Datenströme unterteilt; und
eine Vielzahl Arbeiterprozesse, von denen jeder eine Menge ein deutig konfigurierbarer Kommunikationsparameter hat, wobei je der der Vielzahl Arbeiterprozesse die unterteilten Daten von einem entsprechenden Strom der Vielzahl Datenströme erhält und Meldungen mit den unterteilten Daten auf Basis der Menge ein deutig konfigurierbarer Kommunikationsparameter für diesen Ar beiterprozess an eine darunter liegende Schicht der Vielzahl Kommunikationsverbindungen liefert.

30. System nach Anspruch 29, bei dem der Kommunikationsprozess auf einem Datenübertragungsobjekt basiert.

31. System nach Anspruch 29, bei dem der Kommunikationsprozess die Daten auf Basis eines Datentyps unterteilt.

32. System nach Anspruch 29, bei dem jeder Prozess der Viel zahl Arbeiterprozesse auf einem Arbeiterobjekt basiert.

33. System nach Anspruch 29, bei dem eine Eins-zu-Eins-Ent sprechung zwischen der Vielzahl Arbeiterprozesse, der Vielzahl unterteilter Datenströme und der Vielzahl Kommunikationsver bindungen besteht.

34. System nach Anspruch 29, bei dem die Menge eindeutig kon figurierbarer Kommunikationsparameter einen Parameter enthält, der die Rate, mit der die Meldungen an die darunter liegende Schicht geliefert werden, steuert.

35. System nach Anspruch 34, bei dem der Parameter, der die Rate, mit der die Meldungen an die darunter liegende Schicht geliefert werden, ein Parameter Zeit zwischen Aufrufen ist.

36. System nach Anspruch 29, bei dem die Menge eindeutig kon figurierbarer Kommunikationsparameter einen Parameter Mel dungsgröße enthält.

37. System nach Anspruch 29, bei dem die Menge eindeutig kon figurierbarer Kommunikationsparameter einen Parameter Sende puffergröße enthält.

38. System zur Übertragung von Daten über eine Kommunika tionsstrecke mit:
einer Kommunikationsstation mit einem Prozessor und einem Spei cher, der kommunikativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei der Prozessor so programmiert ist, dass er eine Vielzahl Arbei terobjekte bereitstellt, von denen ein jedes eine eigene Kommu nikationsverbindung über die Kommunikationsstrecke instanti siert, und wobei jedes der Vielzahl Arbeiterobjekte eine Menge Parameter für die Kommunikationsverbindungen enthält, die ein deutig konfigurierbar sind, um die Weise zu bestimmen, in der die Daten an die darunter liegende Schicht der Kommunikations strecke geschickt werden.

39. System nach Anspruch 38, bei dem die Kommunikationsstation ein sendendes Kommunikations-Gateway ist.

40. System nach Anspruch 38, bei dem die Kommunikationsstation ein empfangendes Kommunikations-Gateway ist.

41. System nach Anspruch 38, bei dem jede der getrennten Kom munikationsverbindungen ein verbindungsorientiertes Kommunika tionsprotokoll verwendet.

42. System nach Anspruch 38, bei dem die Menge Kommunikations verbindungsparameter einen Parameter Zeit zwischen Aufrufen enthält.

43. System nach Anspruch 38, bei dem die Menge Kommunikations verbindungsparameter einen Parameter Meldungsgröße enthält.

44. System nach Anspruch 38, bei dem die Menge Kommunikations verbindungsparameter einen Parameter Meldungsgröße und einen Parameter Zeit zwischen. Aufrufen enthält.

45. System nach Anspruch 38, bei dem die Menge Kommunikations verbindungsparameter einen Parameter Sendepuffergröße enthält.

46. System nach Anspruch 38, bei dem der Prozessor des Wei teren so programmiert ist, dass er veranlasst, dass Meldungen mit einem bestimmten Datentyp über eine bestimmte der getrenn ten Kommunikationsverbindungen geschickt werden.

47. System nach Anspruch 38, bei dem der Prozessor des Wei teren so programmiert ist, dass er die Daten auf Basis des Da tentyps in eine Vielzahl unterteilter Datenströme unterteilt und unterteilte Daten von einem der Vielzahl unterteilter Da tenströme zu einem der Vielzahl Arbeiterobjekte überträgt.

48. System nach Anspruch 47, bei dem eine Eins-zu-Eins-Ent sprechung zwischen der Vielzahl unterteilter Datenströme, der Vielzahl Arbeiterobjekte und den getrennten Kommunikationsver bindungen besteht.

49. Verfahren zur Übertragung von Daten über eine Kommunika tionsstrecke, das folgende Schritte aufweist:
Erstellen einer Vielzahl Arbeiterprozesse, die Daten erhalten und von denen ein jeder die Daten enthaltende Meldungen an eine darunter liegende Schicht der Kommunikationsstrecke schickt;
eindeutiges Konfigurieren einer Menge Kommunikationsverbin dungsparameter, die jedem der Arbeiterprozesse eindeutig zuge hörig sind;
Instantisieren einer getrennten Kommunikationsverbindung für jeden der Arbeiterprozesse; und
Liefern der Meldungen von einem der Arbeiterprozesse an die darunter liegende Schicht zur Übertragung über die Kommunikationsstrecke auf Basis der Menge dem einen Arbeiterprozess ein deutig zugehörigen Kommunikationsverbindungsparameter.

50. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der Er stellung der Vielzahl Arbeiterprozesse, von denen ein jeder Da ten empfängt und ein jeder Daten an die darunter liegende Schicht der Kommunikationsstrecke sendet, den Schritt der Zu ordnung eines bestimmten Datentyps zu jeden der Vielzahl Arbei terprozesse enthält.

51. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der ein deutigen Konfigurierung der jedem der Arbeiterprozesse ein deutig zugehörigen Menge Kommunikationsverbindungsparameter den Schritt der Konfigurierung eines Parameters Zeit zwischen Auf rufen für jeden der Arbeiterprozesse enthält.

52. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der ein deutigen Konfigurierung der jedem der Arbeiterprozesse ein deutig zugehörigen Menge Kommunikationsverbindungsparameter den Schritt der Konfigurierung eines Parameters Meldungsgröße für jeden der Arbeiterprozesse enthält.

53. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der ein deutigen Konfigurierung der jedem der Arbeiterprozesse ein deutig zugehörigen Menge Kommunikationsverbindungsparameter den Schritt der Konfigurierung eines Parameters Meldungsgröße und eines Parameters Zeit zwischen Aufrufen für jeden der Arbeiter prozesse enthält.

54. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der ein deutigen Konfigurierung der jedem der Arbeiterprozesse ein deutig zugehörigen Menge Kommunikationsverbindungsparameter den Schritt der Konfigurierung eines Parameters Sendepuffergröße für jeden der Arbeiterprozesse enthält.

55. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der ein deutigen Konfigurierung der jedem der Arbeiterprozesse ein deutig zugehörigen Mengen Kommunikationsverbindungsparameter den Schritt der Konfigurierung der Mengen Kommunikationsver bindungsparameter zur Bereitstellung einer reservierten Band breite für erneute Übertragungen enthält.

56. Verfahren nach Anspruch 49, bei dem der Schritt der Lie ferung von Meldungen von einem der Arbeiterprozesse an die dar unter liegende Schicht zur Übertragung über die Kommunikations strecke auf Basis der einem der Arbeiterprozesse eindeutig zu gehörigen Menge Kommunikationsverbindungsparameter den Schritt der Verwendung einer Zeitgeberfunktion in einem der Arbeiter prozesse zur Steuerung der Rate, mit der eine Arbeiterprozess die Meldung an die darunter liegende Schicht liefert, enthält.