EP2478672A1 - Hierarchisches netzwerk mit dezentraler verwaltung - Google Patents

Hierarchisches netzwerk mit dezentraler verwaltung

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Publication number
EP2478672A1
EP2478672A1 EP10755151A EP10755151A EP2478672A1 EP 2478672 A1 EP2478672 A1 EP 2478672A1 EP 10755151 A EP10755151 A EP 10755151A EP 10755151 A EP10755151 A EP 10755151A EP 2478672 A1 EP2478672 A1 EP 2478672A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
network
message
subscriber
subnetwork
network level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP10755151A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Hakemeyer
Vladimir FRÖSE
Stefan Witte
Maik Stemme
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP2478672A1 publication Critical patent/EP2478672A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling

Definitions

  • the invention relates to a network comprising a plurality of subscribers and a message transmission device for transmitting messages between the subscribers.
  • Networks comprising a plurality of subscribers, between which messages can be transmitted by means of a message transmission device, are well known.
  • Subscribers can be arranged within the network in different logical structures, wherein it is known to arrange the participants in the form of a tree structure.
  • a participant is at the top, the other participants join this participant.
  • the subscriber standing at the top of the tree structure is part of a top, first network level, the subscribers directly connected to this subscriber belong to a second network level subordinate to the first network level, which immediately adjoin the latter subscribers
  • Participants are part of a third, the second network level subordinate network level, etc.
  • the second network level subordinate network level, etc.
  • Tree structure only connections between participants of adjacent network levels are allowed. Connections within a network layer are prohibited. Furthermore, one is
  • Participants apart from the participant at the top of the tree structure, exactly connected to a participant of a neighboring higher network level. Furthermore, multiple subscribers of a subordinate network level may be connected to a single subscriber of the adjacent superordinate network level.
  • the participants of a network are also called
  • Network node or "node”. Furthermore, depending on the function of the subscriber, a distinction is made between master subscriber, repeater slave subscriber and slave subscriber Attendees. The master participant forms the central point of the network. Initialization and network specific
  • the participant at the top is a master participant.
  • a repeater slave participant is set up to exchange messages between neighboring ones
  • a slave participant does not forward messages. Slave participants always form end points of the network.
  • networks are typically managed via a central processing unit such as a master subscriber.
  • management includes organization, management and control of the network
  • An example of a network managed by a central processing unit is the WLAN system known in the IEEE 802.11 standard, in which an access point forms the central unit and the participants, also called “clients”, managed and operated.
  • Another example is the new Wireless HART technology, based on the IEEE 802.15.4 standard and also a
  • Central unit used to organize, manage and control the wireless network.
  • Central unit must be forwarded to a subscriber, possibly needs to be transported across the entire network.
  • the subscribers located between the central unit and the subscriber for whom the message is intended must forward the message. This leads to increased network traffic and, in the case of a wireless network, to more activity in the network
  • the management of a network by a central processing unit means bundling network maintenance in one device. This results in the risk that the loss of this device, the entire management knowledge is lost. Furthermore, the device requires a high computing power, which results in high energy consumption and higher costs.
  • the object of the present invention is to provide a network which enables reduced network traffic.
  • the network comprises at least a first participant, a second participant, a third participant and a message transmission device for transmitting messages between the participants, wherein the first
  • Subscriber is arranged in a third network level, wherein the first network level of the second network level is superior, and the second network level of the third network level superior, wherein the network is arranged such that the second subscriber and the third party, a transmission of a message between the second Participants and the third party can initiate, with the transmission of the message on the
  • the network is decentralized. This means that messages transmitted in the network are not directed exclusively to a central unit of the network or originate from a central unit of the network, but that messages can also be transmitted between subscribers without the involvement of a central unit. In this way it is possible to reduce the traffic load in the network. The central unit can be relieved in this way and the power consumption in the network can be reduced.
  • first and second network level and / or the second and third network level can more
  • Network levels are. It is preferred that the first and second network levels and the second and third network levels are immediately adjacent.
  • the message is a network management message for managing the network.
  • Network Management is the organization, management, and control of the network, so Network Management Messages are messages that organize, manage, and / or control the network.
  • the network additionally comprises a first subnetwork and a second subnetwork, wherein the first subscriber and the second subscriber
  • Subscriber and the third subscriber are subscribers of the second subnetwork, the first subnetwork subscribing to subscribers between the first network level and the second subnetwork
  • Network level is limited, and the second subnetwork is limited to subscribers between the second and the third network level, wherein within the first subnetwork and the second subnetwork between at least two of the subscribers of the respective subnetwork, the transmission of a message can be initiated, wherein the transmission of the message is limited to the respective subnetwork.
  • subnetworks may be formed in parallel between common network levels.
  • the second subnetwork has exactly one subscriber who is a subscriber of the higher-order first subnetwork. It is preferred that the subscribers of a subnetwork, who are both subscribers of a superordinate subnetwork, for the
  • parent subnetwork is exactly one participant for network management within the child
  • Parent subnetwork uniquely determines who is responsible for network management in the child subnetwork
  • the network be in its
  • Network structure is structured as a tree structure.
  • the first participant is preferably a master participant.
  • the second subscriber is preferably a repeater slave subscriber, the third subscriber is a repeater slave subscriber or a slave subscriber.
  • network levels may be the first subscriber to be a repeater slave participant.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of a network according to the invention
  • Fig. 2 shows the network shown in Fig. 1 in execution
  • Fig. 3 shows the network shown in Fig. 1 when executed
  • Fig. 1 shows an embodiment of a network according to the invention in a schematic representation.
  • the network 1 is in its structure as a tree structure
  • the first network level is a first participant 2, which forms the top of the tree structure.
  • the first participant 2 is here a master participant, the initialization and
  • second network level which is subordinate to the first network level, there are two second subscribers 3a, 3b, which in this exemplary embodiment are both repeater slave subscribers
  • Main function of the second participants 3a, 3b is the forwarding of messages.
  • Network level which is subordinate to the second network level, there are four third participants 4a, 4b, 4c, 4d.
  • the two third participants 4a and 4b are with the second Subscriber 3a connected, two more of the third participants 4c, 4d are connected to the second subscriber 3b.
  • Two of the four third subscribers 4a, 4d are designed as slave subscribers, the other two of the four third subscribers 4b, 4c are designed as repeater slave subscribers.
  • the fourth network level comprises a fourth subscriber 5.
  • the fourth subscriber 5 is connected to the third subscriber 4b.
  • the fourth subscriber 5 is connected to the third subscriber 4b.
  • Participant 5 is executed as a repeater slave participant, but in its function forms an end point of the network 1.
  • Network 1 is replaced by a
  • Messaging device 6 ensures, via the messages between the participants of the network. 1
  • the network 1 is set up in such a way that the transmission of a message only from a subordinate network level to a higher level network
  • Network level and / or takes place from a parent network level in a subordinate network level.
  • the network 1 is as
  • Radio network formed, the first participant 2, the second participants 3a, 3b, the third participants 4a, 4b, 4c, 4d and the fifth participant 5 are designed as radio stations.
  • the message transmission takes place by means of radio waves.
  • Messaging device 6 transmits the radio waves between the individual participants, so may be formed in particular by air.
  • the network 1 can also be designed as a wired network 1.
  • the message transmission device 6 comprises one or more wires and / or tracks, which connect the participants of the network 1 for transmitting messages. As can be seen from Fig. 1, apart from the first participant 2, each participant of the network 1 has exactly one connection to a participant, who in a
  • a subscriber may have connections to several subscribers located in a subordinate network level.
  • the second participant 3a has exactly one
  • the network 1 is subdivided into four subnetworks 7, 8a, 8b, 9.
  • the first subnetwork 7 comprises the first user 2 and the second users 3a, 3b
  • the second subnetwork 8a comprises the second user 3a and the two third
  • Subscriber 4a, 4b, the third subnetwork 8b comprises the other second subscriber 3b and the two remaining third subscribers 4c, 4d
  • the fourth subnetwork 9 comprises the third subscriber 4b and the fourth subscriber 5.
  • the second subscriber 3a is both subscriber of the first subnetwork 7 and the second subnetwork 8a
  • the other second subscriber 3b is both a subscriber of the first subnetwork 7 and the third subnetwork 8b
  • the third party 4b is both party of the second subnetwork 8a and the fourth subnetwork 9.
  • the second subnetwork 8a and the third subnetwork 8b are parallel between the second
  • Network level and the third network level arranged.
  • the network 1 is set up such that the transmission of a message can be initiated within the first subnetwork 7, the second subnetwork 8a, the third subnetwork 8b and the fourth subnetwork 9 between the subscribers of the respective subnetwork, wherein the Transmission of the message is limited to the respective subnetwork.
  • the message is a network management message for managing the
  • the network 1 is set up in such a way that the subscribers, who are both part of a parent subnetwork and a subordinate subnetwork, for the
  • the second user 3a assumes the network management functions for the second subnetwork 8a, the other second user 3b for the third subnetwork 8b, and the third user 4b handles network management functions for the fourth subnetwork 9.
  • the network management message may be a synchronization message that is the parent
  • Participant for example, the second participant 3a, also called “parent”, to the third associated with him
  • Subscribers 4a, 4b also called “children", transmit by means of this synchronization message the third subscribers 4a, 4b can access the second subscriber 3a
  • the message may be a capture request message from a child, such as the third
  • Subnetwork 7, 8a, 8b, 9 is transmitted, a
  • the first participant 2 communicates with his children, the second participants 3a, 3b, in a frequency band f i.
  • the second party 3a notifies its children, the third party 4a, 4b, to change to a new frequency band fi + x.
  • the second subscriber 3b notifies his children, here the third subscribers 4c, 4d, likewise to change to the frequency band fi + y.
  • the third party 4b informs its child, here the fourth party 5, to change to the frequency band fi + z.
  • the individual participants of the network 1 are the individual participants of the network 1 .
  • the network management message may have a
  • the network management message may be a parent-initiated message to one of its children looking for a different parent, activating an install mode, or activating a sleep mode to install or deactivate the child.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Netzwerk, umfassend mindestens einen ersten Teilnehmer (2), einen zweiten Teilnehmer (3a, 3b),einen dritten Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d)und eine Nachrichtenübertragungseinrichtung (6) zum Übertragen von Nachrichten zwischen den Teilnehmern, wobei der erste Teilnehmer (2) in einer ersten Netzwerkebene, der zweite Teilnehmer (3a, 3b) in einer zweiten Netzwerkebene und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) in einer dritten Netzwerkebene angeordnet ist, wobei die erste Netzwerkebene der zweiten Netzwerkebene übergeordnet ist, und die zweite Netzwerkebene der dritten Netzwerkebene übergeordnet ist, wobei das Netzwerk derart eingerichtet ist, dass der zweite Teilnehmer(3a, 3b) und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) eine Übertragung einer Nachricht zwischen dem zweiten Teilnehmer (3a, 3b) und dem dritten Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) initiieren können, wobei die Übertragung der Nachricht auf die Übertragung der Nachricht zwischen der zweiten Netzwerkebene und der dritten Netzwerkebene beschränkt ist.

Description

HIERARCHISCHES NETZWERK MIT DEZENTRALER VERWALTUNG
Die Erfindung betrifft ein Netzwerk, das mehrere Teilnehmer und eine Nachrichtenübertragungseinrichtung zum Übertragen von Nachrichten zwischen den Teilnehmern umfasst.
Netzwerke, die mehrere Teilnehmer aufweisen, zwischen denen mittels einer Nachrichtenübertragungseinrichtung Nachrichten übertragen werden können, sind allgemein bekannt. Die
Teilnehmer können innerhalb des Netzwerkes in verschiedenen logischen Strukturen angeordnet sein, wobei es bekannt ist, die Teilnehmer in Form einer Baumstruktur anzuordnen. In einer Baumstruktur steht ein Teilnehmer an der Spitze, die übrigen Teilnehmer schließen sich an diesen Teilnehmer an. Der an der Spitze der Baumstruktur stehende Teilnehmer ist Teil einer obersten, ersten Netzwerkebene, die unmittelbar mit diesem Teilnehmer verbundenen Teilnehmer gehören zu einer der ersten Netzwerkebene untergeordneten zweiten Netzwerkebene, die sich an die letzteren Teilnehmer unmittelbar anschließenden
Teilnehmer sind Teil ein dritten, der zweiten Netzwerkebene untergeordnete Netzwerkebene, usw. In einer logischen
Baumstruktur sind nur Verbindungen zwischen Teilnehmern benachbarter Netzwerkebenen erlaubt. Verbindungen innerhalb einer Netzwerkebene sind verboten. Des Weiteren ist ein
Teilnehmer, abgesehen von dem Teilnehmer an der Spitze der Baumstruktur, genau mit einem Teilnehmer einer benachbarten übergeordneten Netzwerkebene verbunden. Des Weiteren können mehrere Teilnehmer einer untergeordneten Netzwerkebene mit einem einzelnen Teilnehmer der benachbarten übergeordneten Netzwerkebene verbunden sein.
Die Teilnehmer eines Netzwerkes werden auch als
„Netzwerkknoten" oder „Knoten" bezeichnet. Des Weiteren unterscheidet man, je nach Funktion des Teilnehmers, zwischen Master-Teilnehmer, Repeaterslave-Teilnehmer und Slave- Teilnehmer. Der Master-Teilnehmer bildet den zentralen Punkt des Netzwerkes. Initialisierung und netzwerkspezifische
Funktionen werden durch den Master-Teilnehmer durchgeführt. Ohne einen Master-Teilnehmer ist das Netzwerk nicht
funktionsfähig. In einer Baumstruktur ist der Teilnehmer an der Spitze ein Master-Teilnehmer. Ein Repeaterslave-Teilnehmer ist eingerichtet, um Nachrichten zwischen benachbarten
Teilnehmern weiterzuleiten. Ein Slave-Teilnehmer leitet keine Nachrichten weiter. Slave-Teilnehmer bilden immer Endpunkte des Netzwerkes.
Wie beschrieben, werden Netzwerke üblicherweise über eine Zentraleinheit, beispielsweise einem Master-Teilnehmer, gemanagt. Das „Management" umfasst insbesondere Organisation, Verwaltung und Steuerung des Netzwerkes. Ein Beispiel für ein Netzwerk, das durch eine Zentraleinheit gemanagt wird, ist das unter dem IEEE 802.11-Standard bekannte WLAN-System, bei dem ein Access-Point die Zentraleinheit bildet und die Teilnehmer, auch „Clients" genannt, verwaltet und bedient. Ein weiteres Beispiel ist die neue Wireless HART-Technologie, die auf dem IEEE 802.15.4-Standard aufsetzt und ebenfalls eine
Zentraleinheit verwendet, um das Funknetzwerk zu organisieren, zu verwalten und zu steuern.
Nachteilig bei einem Netzwerk, bei dem das Management durch eine Zentraleinheit durchgeführt wird, ist, dass eine
Nachricht, die für das Managen des Netzwerkes von der
Zentraleinheit an einen Teilnehmer weitergeleitet werden muss, möglicherweise über das gesamte Netzwerk transportiert werden muss. In einem mehrere Netzwerkebenen umfassenden Netzwerk müssen die Teilnehmer, die zwischen der Zentraleinheit und dem Teilnehmer, für den die Nachricht bestimmt ist, liegen, die Nachricht weiterleiten. Dies führt zu erhöhtem Netzwerkverkehr und im Falle eines Funknetzwerkes, zu mehr Aktivität im
Funkspektrum. Außerdem werden die zwischenliegenden Teilnehmer mit zusätzlichem Verkehr belastet, was zu einem erhöhten
Energiebedarf des Netzwerkes führt.
Des Weiteren bedeutet das Management eines Netzwerkes durch eine Zentraleinheit eine Bündelung der Netzwerkpflege in einem Gerät. Hieraus entsteht das Risiko, dass durch Ausfall dieses Gerätes das gesamte Management-Wissen verloren geht. Des Weiteren bedarf das Gerät einer hohen Rechenleistung, was einen hohen Energiebedarf und höhere Kosten zur Folge hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Netzwerk zu schaffen, das einen reduzierten Netzwerkverkehr ermöglicht.
Diese Ausgabe wird durch ein Netzwerk gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Netzwerk umfasst mindestens einen ersten Teilnehmer, einen zweiten Teilnehmer, einen dritten Teilnehmer und eine Nachrichtenübertragungseinrichtung zum Übertragen von Nachrichten zwischen den Teilnehmern, wobei der erste
Teilnehmer in einer ersten Netzwerkebene, der zweite
Teilnehmer in einer zweiten Netzwerkebene und der dritte
Teilnehmer in einer dritten Netzwerkebene angeordnet ist, wobei die erste Netzwerkebene der zweiten Netzwerkebene übergeordnet ist, und die zweite Netzwerkebene der dritten Netzwerkebene übergeordnet ist, wobei das Netzwerk derart eingerichtet ist, dass der zweite Teilnehmer und der dritte Teilnehmer eine Übertragung einer Nachricht zwischen dem zweiten Teilnehmer und dem dritten Teilnehmer initiieren können, wobei die Übertragung der Nachricht auf die
Übertragung der Nachricht zwischen der zweiten Netzwerkebene und der dritten Netzwerkebene beschränkt ist. Erfindungsgemäß ist das Netzwerk dezentralisiert. Das heißt, dass im Netzwerk übertragene Nachrichten nicht ausschließlich an eine Zentraleinheit des Netzwerkes gerichtet sind oder von einer Zentraleinheit des Netzwerkes ausgehen, sondern dass auch Nachrichten zwischen Teilnehmern ohne Beteiligung einer Zentraleinheit übertragen werden können. Auf diese Weise ist es möglich, die Verkehrslast im Netzwerk zu reduzieren. Die Zentraleinheit kann auf diese Weise entlastet werden und der Stromverbrauch im Netzwerk gesenkt werden.
Zwischen der ersten und zweiten Netzwerkebene und/oder der zweiten und dritten Netzwerkebene können weitere
Netzwerkebenen liegen. Bevorzugt ist, dass die erste und zweite Netzwerkebene sowie die zweite und dritte Netzwerkebene unmittelbar benachbart sind.
Vorzugsweise ist die Nachricht eine Netzwerkmanagement- Nachricht zum Management des Netzwerkes. Unter
„Netzwerkmanagement" ist die Organisation, Verwaltung und Steuerung des Netzwerkes zu verstehen. Dementsprechend sind Netzwerkmanagement-Nachrichten Nachrichten, mit denen das Netzwerk organisiert, verwaltet und/oder gesteuert wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Netzwerk zusätzlich ein erstes Subnetzwerk und ein zweites Subnetzwerk, wobei der erste Teilnehmer und der zweite Teilnehmer
Teilnehmer des ersten Subnetzwerkes sind, und der zweite
Teilnehmer und der dritte Teilnehmer Teilnehmer des zweiten Subnetzwerkes sind, wobei das erste Subnetzwerk auf Teilnehmer zwischen der ersten Netzwerkebene und der zweiten
Netzwerkebene begrenzt ist, und das zweite Subnetzwerk auf Teilnehmer zwischen der zweiten und der dritten Netzwerkebene begrenzt ist, wobei innerhalb des ersten Subnetzwerkes und des zweiten Subnetzwerkes zwischen zumindest zwei der Teilnehmer des jeweiligen Subnetzwerkes die Übertragung einer Nachricht initiiert werden kann, wobei die Übertragung der Nachricht auf das jeweilige Subnetzwerk begrenzt ist.
Insbesondere können mehrere Subnetzwerke parallel zwischen gemeinsamen Netzwerkebenen ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Subnetzwerk genau einen Teilnehmer auf, der Teilnehmer des übergeordneten ersten Subnetzwerkes ist. Bevorzugt ist, dass die Teilnehmer eines Subnetzwerkes , die sowohl Teilnehmer eines übergeordneten Subnetzwerkes sind, für das
untergeordnete Subnetzwerk zumindest einen Teil des
Netzwerkmanagements übernehmen. Dadurch, dass ein Subnetzwerk genau einen Teilnehmer aufweist, der Teilnehmer des
übergeordneten Subnetzwerkes ist, ist genau ein Teilnehmer für das Netzwerkmanagement innerhalb des untergeordneten
Subnetzwerkes verantwortlich. Zuständigkeitsprobleme werden auf diese Weise vermieden. Des Weiteren ist für das
übergeordnete Subnetzwerk eindeutig festgelegt, wer für das Netzwerkmanagement im untergeordneten Subnetzwerk
verantwortlich ist.
Bevorzugt ist, dass die Übertragung der Nachricht
ausschließlich von einer untergeordneten Netzwerkebene in eine übergeordnete Netzwerkebene und/oder von einer übergeordneten Netzwerkebene in eine untergeordnete Netzwerkebene erfolgt.
Insbesondere ist bevorzugt, dass das Netzwerk in seiner
Netzwerkstruktur als Baumstruktur strukturiert ist.
Der erste Teilnehmer ist vorzugsweise ein Master-Teilnehmer. Der zweite Teilnehmer ist vorzugsweise ein Repeaterslave- Teilnehmer, der dritte Teilnehmer ein Repeaterslave-Teilnehmer oder ein Slave-Teilnehmer . Bei mehr als drei benachbarten Netzwerkebenen kann der erste Teilnehmer alternativ auch ein Repeaterslave-Teilnehmer sein.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Netzwerkes,
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Netzwerk bei Ausführung
einer ersten Management-Funktion, und
Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Netzwerk bei Ausführung
einer zweiten Management-Funktion.
Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Netzwerkes in einer schematischen Darstellung.
Das Netzwerk 1 ist in seiner Struktur als Baumstruktur
ausgeführt und umfasst vier Netzwerkebenen. In der ersten Netzwerkebene befindet sich ein erster Teilnehmer 2, der die Spitze der Baumstruktur bildet. Der erste Teilnehmer 2 ist hier ein Master-Teilnehmer, der initialisierungs- und
netzwerksspezifische Funktionen durchführt. In einer der ersten Netzwerkebene untergeordneten zweiten Netzwerkebene befinden sich zwei zweite Teilnehmer 3a, 3b, die in diesem Ausführungsbeispiel beide als Repeaterslave-Teilnehmer
ausgebildet sind. Hauptfunktion der zweiten Teilnehmer 3a, 3b ist das Weiterleiten von Nachrichten. In der dritten
Netzwerkebene, die der zweiten Netzwerkebene untergeordnet ist, befinden sich vier dritte Teilnehmer 4a, 4b, 4c, 4d. Die zwei dritten Teilnehmer 4a und 4b sind mit dem zweiten Teilnehmer 3a verbunden, zwei weitere der dritten Teilnehmer 4c, 4d sind mit dem zweiten Teilnehmer 3b verbunden. Zwei der vier dritten Teilnehmer 4a, 4d sind als Slave-Teilnehmer ausgebildet, die anderen zwei der vier dritten Teilnehmer 4b, 4c sind als Repeaterslave-Teilnehmer ausgebildet. Drei der vier dritten Teilnehmer, die dritten Teilnehmer 4a, 4c und 4d, bilden Endpunkte des Netzwerkes 1. Die vierte Netzwerkebene umfasst einen vierten Teilnehmer 5. Der vierte Teilnehmer 5 ist mit dem dritten Teilnehmer 4b verbunden. Der vierte
Teilnehmer 5 ist als Repeaterslave-Teilnehmer ausgeführt, bildet aber in seiner Funktion einen Endpunkt des Netzwerkes 1. Die Verbindung zwischen den einzelnen Teilnehmern des
Netzwerkes 1 wird durch eine
Nachrichtenübertragungseinrichtung 6 gewährleistet, über die Nachrichten zwischen den Teilnehmern des Netzwerkes 1
übertragbar sind. Das Netzwerk 1 ist derart eingerichtet, dass die Übertragung einer Nachricht ausschließlich von einer untergeordneten Netzwerkebene in eine übergeordnete
Netzwerkebene und/oder von einer übergeordneten Netzwerkebene in eine untergeordnete Netzwerkebene erfolgt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Netzwerk 1 als
Funknetzwerk ausgebildet, der erste Teilnehmer 2, die zweiten Teilnehmer 3a, 3b, die dritten Teilnehmer 4a, 4b, 4c, 4d und der fünfte Teilnehmer 5 sind als Funkstationen ausgeführt. Die Nachrichtenübertragung erfolgt mittels Funkwellen. Die
Nachrichtenübertragungseinrichtung 6 überträgt die Funkwellen zwischen den einzelnen Teilnehmern, kann also insbesondere durch Luft ausgebildet sein. Alternativ kann das Netzwerk 1 auch als drahtgebundenes Netzwerk 1 ausgeführt sein. In diesem Falle umfasst die Nachrichtenübertragungseinrichtung 6 ein oder mehrere Drähte und/oder Leiterbahnen, die die Teilnehmer des Netzwerkes 1 zum Übertragen von Nachrichten miteinander verbinden . Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, hat, abgesehen von dem ersten Teilnehmer 2, jeder Teilnehmer des Netzwerkes 1 genau eine Verbindung zu einem Teilnehmer, der in einer
benachbarten, übergeordneten Netzwerkebene liegt. Dagegen kann ein Teilnehmer Verbindungen zu mehreren Teilnehmern aufweisen, die in einer untergeordneten Netzwerkebene liegen.
Beispielsweise hat der zweite Teilnehmer 3a genau eine
Verbindung mit einem ersten Teilnehmer, hier dem ersten
Teilnehmer 2, und zwei Verbindungen mit untergeordneten dritten Teilnehmern, hier den Teilnehmern 4a, 4b.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei untergeordnete Teilnehmer mit einem übergeordneten Teilnehmer verbunden sein.
Das Netzwerk 1 unterteilt sich in vier Subnetzwerke 7, 8a, 8b, 9. Das erste Subnetzwerk 7 umfasst den ersten Teilnehmer 2 und die zweiten Teilnehmer 3a, 3b, das zweite Subnetzwerk 8a umfasst den zweiten Teilnehmer 3a und die zwei dritten
Teilnehmer 4a, 4b, das dritte Subnetzwerk 8b umfasst den anderen zweiten Teilnehmer 3b und die zwei übrigen dritten Teilnehmer 4c, 4d, das vierte Subnetzwerk 9 umfasst den dritten Teilnehmer 4b und den vierten Teilnehmer 5. Der zweite Teilnehmer 3a ist sowohl Teilnehmer des ersten Subnetzwerkes 7 und des zweiten Subnetzwerkes 8a, der andere zweite Teilnehmer 3b ist sowohl Teilnehmer des ersten Subnetzwerkes 7 als auch des dritten Subnetzwerkes 8b. Der dritte Teilnehmer 4b ist sowohl Teilnehmer des zweiten Subnetzwerkes 8a als auch des vierten Subnetzwerkes 9. Das zweite Subnetzwerk 8a und das dritte Subnetzwerk 8b sind parallel zwischen der zweiten
Netzwerkebene und der dritten Netzwerkebene angeordnet.
Das Netzwerk 1 ist derart eingerichtet, dass innerhalb des ersten Subnetzwerkes 7, des zweiten Subnetzwerkes 8a, des dritten Subnetzwerkes 8b und des vierten Subnetzwerkes 9 zwischen den Teilnehmern des jeweiligen Subnetzwerkes die Übertragung einer Nachricht initiiert werden kann, wobei die Übertragung der Nachricht auf das jeweilige Subnetzwerk begrenzt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Nachricht eine Netzwerkmanagement-Nachricht zum Management des
Subnetzwerkes . Das Netzwerk 1 ist derart eingerichtet, dass die Teilnehmer, die sowohl Teil eines übergeordneten als auch eines untergeordneten Subnetzwerkes sind, für das
untergeordnete Subnetzwerk zumindest einen Teil des
Netzwerkmanagements übernehmen. In diesem Ausführungsbeispiel übernimmt der zweite Teilnehmer 3a die Netzwerk- Managementfunktionen für das zweite Subnetzwerk 8a, der andere zweite Teilnehmer 3b für das dritte Subnetzwerk 8b, und der dritte Teilnehmer 4b Netzwerkmanagement-Funktionen für das vierte Subnetzwerk 9.
Die Netzwerkmanagement-Nachricht kann beispielsweise eine Synchronisierungsnachricht sein, die der übergeordnete
Teilnehmer, beispielsweise der zweite Teilnehmer 3a, auch „parent" genannt, an die mit ihm verbundenen dritten
Teilnehmer 4a, 4b, auch „children" genannt, überträgt. Mittels dieser Synchronisierungsnachricht können sich die dritten Teilnehmer 4a, 4b auf den zweiten Teilnehmer 3a
synchronisieren und ihre innere Uhr an diesem justieren.
Des Weiteren kann die Nachricht eine Aufnahmeanfragenachricht sein, die von einem Children, beispielsweise dem dritten
Teilnehmer 4a, initiiert wird, um dem Parent, hier dem zweiten Teilnehmer 3a, mitzuteilen, dass es in das Netzwerk 1
aufgenommen werden möchte. Bei erfolgreicher Aufnahme in das Netzwerk 1 kann der zweite Teilnehmer 3a dem aufgenommenen Children, dem dritten Teilnehmer 4a, eine
Aufnahmebestätigungsnachricht übertragen .
Des Weiteren kann die Nachricht, die innerhalb eines
Subnetzwerkes 7, 8a, 8b, 9 übertragen wird, eine
Übertragungsfrequenznachricht sein, über die der Parent einem oder beiden seiner Children, beispielsweise der zweite Teilnehmer 3a den dritten Teilnehmern 4a, 4b, mitteilt, das Frequenzband, auf denen Nachrichten zwischen dem Parent und dem Children übertragen werden, zu wechseln. Dies ist
beispielhaft in Fig. 2 dargestellt. Der erste Teilnehmer 2 kommuniziert mit seinen Children, den zweiten Teilnehmern 3a, 3b, in einem Frequenzband f i . Der zweite Teilnehmer 3a teilt seinen Children, den dritten Teilnehmern 4a, 4b, mit, in ein neues Frequenzband fi+x zu wechseln. Ebenfalls teilt der zweite Teilnehmer 3b seinen Children, hier den dritten Teilnehmern 4c, 4d mit, ebenfalls in das Frequenzband fi+y zu wechseln. Der dritte Teilnehmer 4b teilt seinem Children, hier dem vierten Teilnehmer 5, mit, in das Frequenzband fi+z zu wechseln.
Des Weiteren kann die Netzwerkmanagement-Nachricht als
Identifikationsabfragenachricht oder als
Identifikationsübermittelungsnachricht ausgebildet sein. Dies soll beispielhaft anhand der Fig. 3 näher erläutert werden.
Den einzelnen Teilnehmern des Netzwerkes 1 sind
Identifikationsnummern ( id) 1 bis 6 zugewiesen. Durch
Übertragen einer Identifikationsabfragenachricht der Parents an ihre Children und der Übertragung einer
Identifikationsübermittlungsnachricht der Children an ihre Parents wird an jedem Parent eine Liste (Linklist) erstellt, die die Identifikationsnummern der untergeordneten Teilnehmer enthält, die mit dem jeweiligen Parent verbunden sind. Auf diese Weise erhält der Master-Teilnehmer 2 durch seine
Children, den zweiten Teilnehmern 3a, 3b, eine Liste mit den Verbindungen, die die mit dem Master-Teilnehmer 2 verbundenen Teilnehmer vollständig auflistet, ohne dass der Master- Teilnehmer 2 die Identifikationsnummer jedes einzelnen
Teilnehmers abfragen muss. Des Weiteren kann die Netzwerkmanagement-Nachricht eine
Sendeleistungsanpassungsnachricht sein, mit der ein Parent die Sendeleistung seiner Children steuert. Umgekehrt kann ein Parent anhand einer von einem Children übertragenen
Empfangsfeldstärkenachricht seine eigene Sendeleistung
anpassen. Auf diese Weise können Parent und Children ihre Sendeleistungen optimieren.
Des Weiteren kann die Netzwerkmanagement-Nachricht eine von einem Parent initiierte Nachricht an einen seiner Children sein, einen anderen Parent zu suchen, die Aktivierung eines Installations-Modus oder die Aktivierung eines Schlafmodus, um den Children zu installieren oder zu deaktivieren.
Bezugs zeichenliste
Netzwerk 1
Master- eilnehmer 2
Repeaterslave-Teilnehmer 3a, 3b, 4b, 4c, 5
Slave-Teilnehmer 4a, 4d
Nachrichtenübertragungseinrichtung 6 Erstes Subnetz 7 Zweites Subnetz 8a Drittes Subnetz 8b Viertes Subnetz 9

Claims

Patentansprüche
1. Netzwerk, umfassend mindestens einen ersten Teilnehmer (2), einen zweiten Teilnehmer (3a, 3b) , einen dritten Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) und eine
Nachrichtenübertragungseinrichtung (6) zum Übertragen von Nachrichten zwischen den Teilnehmern, wobei der erste
Teilnehmer (2) in einer ersten Netzwerkebene, der zweite Teilnehmer (3a, 3b) in einer zweiten Netzwerkebene und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) in einer dritten
Netzwerkebene angeordnet ist, wobei die erste Netzwerkebene der zweiten Netzwerkebene übergeordnet ist, und die zweite Netzwerkebene der dritten Netzwerkebene übergeordnet ist, wobei das Netzwerk derart eingerichtet ist, dass der zweite Teilnehmer (3a, 3b) und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) eine Übertragung einer Nachricht zwischen dem zweiten Teilnehmer (3a, 3b) und dem dritten Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) initiieren können, wobei die Übertragung der Nachricht auf die Übertragung der Nachricht zwischen der zweiten Netzwerkebene und der dritten Netzwerkebene beschränkt ist.
2. Netzwerk nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend ein erstes Subnetzwerk (7) und ein zweites Subnetzwerk (8a, 8b), wobei der erste Teilnehmer (2) und der zweite Teilnehmer (3a, 3b) Teilnehmer des ersten Subnetzwerkes (7) sind, und der zweite Teilnehmer (3a, 3b) und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) Teilnehmer des zweiten Subnetzwerkes (8a, 8b) sind, wobei das erste Subnetzwerk (7) auf Teilnehmer zwischen der ersten Netzwerkebene und der zweiten
Netzwerkebene begrenzt ist, und das zweite Subnetzwerk (8a, 8b) auf Teilnehmer zwischen der zweiten und der dritten Netzwerkebene begrenzt ist, wobei innerhalb des ersten Subnetzwerkes (7) und des zweiten Subnetzwerkes (8a, 8b) zwischen zumindest zwei der Teilnehmer des jeweiligen
Subnetzwerkes die Übertragung einer Nachricht initiiert werden kann, wobei die Übertragung der Nachricht auf das jeweilige Subnetzwerk begrenzt ist.
3. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Subnetzwerk genau einen Teilnehmer aufweist, der Teilnehmer des übergeordneten ersten Subnetzwerkes ist.
4. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Netzwerk derart eingerichtet ist, dass die Übertragung der Nachricht ausschließlich von einer untergeordneten
Netzwerkebene in eine übergeordnete Netzwerkebene und/oder von einer übergeordneten Netzwerkebene in eine
untergeordnete Netzwerkebene erfolgt.
5. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachricht eine Netzwerkmanagment-Nachricht zum Management des Netzwerks ist, insbesondere eine
Synchronisierungsnachricht , eine Aufnahmeanfragenachricht, eine Aufnahmebestätigungsnachricht, eine
Übertragungsfrequenznachricht , eine
Sendeleistungsanpassungsnachricht , eine
Identifaktionsabfragenachricht , eine
Identifikationsübermittelungsnachricht , eine
Linklisteabfragenachricht und/oder eine
Linklisteübermittelungsnachricht ist .
6. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teilnehmer (2) ein Master-Teilnehmer, der zweite Teilnehmer (3a, 3b) ein Repeaterslave-Teilnehmer, und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) ein Repeaterslave- Teilnehmer oder ein Slave-Teilnehmer ist.
7. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Netzwerk als Baumstruktur strukturiert ist.
8. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Netzwerk (1) als Funknetzwerk ausgebildet ist, der erste Teilnehmer (2), der zweite Teilnehmer (3a, 3b) und der dritte Teilnehmer (4a, 4b, 4c, 4d) Funkstationen sind, und die Nachrichtenübertragung mittels Funkwellen erfolgt.
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