CN203563079U - 用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备 - Google Patents

Abstract

用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备包括多个第一和第二发送和接收单元，所述第一和第二发送和接收单元分别具有用于工业通信网络的网络连接的接口并且分别分配给多个可冗余操作的子网中的一个。第一和第二发送和接收单元经由耦合元件与用于所有可冗余操作的子网的共同的信号处理单元连接。在将消息从第一冗余子网转发给第二冗余子网时，信号处理单元将分配给第二冗余子网的标记***到消息中并且将消息经由耦合元件反馈给分配给第二冗余子网的冗余处理单元。

Description

用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备。

背景技术

工业自动化***通常包括多个经由工业通信网络相互联网的自动化设备并且在生产或过程自动化的范围中用于控制或调节装置、机器或设备。由于在借助于工业自动化***自动化的技术***中的对时间要求严格的框架条件，在用于在自动化设备之间通信的工业通信网络中主要应用实时通信协议，如Profinet、Profibus或实时以太网(Real-Time-Ethernet)。

在工业自动化***的计算单元或自动化设备之间的通信连接的中断可能会导致服务请求的传输的不期望的或不必要的重复。这造成工业自动化***的通信连接的额外的负荷，这可能会导致进一步的***故障或错误。在工业自动化***中，通常由具有相对多的、但是相对短的消息的讯息交换引起特殊的问题，由此加剧上述问题。

为了能够补偿通信连接或通信设备的失效，通信协议，如媒体冗余协议、高可用性无缝冗余协议或并行冗余协议被研发用于高可用性的、可冗余操作的工业通信网络。媒体冗余协议（MRP）在IEC62439标准中定义并且能够实现在有扰动地冗余传输消息的情况下在具有简单的环形拓扑的网络中的各个连接失效的补偿。

在IEC62439-3标准中定义高可用性无缝冗余协议（HSR）和并行冗余协议（PRP），并且能够实现消息的无扰动的冗余传输。根据高可用性无缝冗余协议和并行冗余协议，每个消息由进行发送的通信设备复制，并且以两种不同的路径发送到接收器。通过接收器侧的通信设备，从接收数据流中过滤掉代表副本的冗余的消息。

在冗余的HSR或PRP通信网络中，提供对冗余的通信网络的访问的网络部件能够具有不同的作用。这种一方面在HSR或PRP通信网络中的用户或终端设备和另一方面不具有HSR/PRP功能的终端设备或网络区段之间传输电报的网络部件称作HSR/PRP代理或冗余盒（Redbox）。原则上，用于对冗余的HSR或PRP通信网络进行访问的网络部件能够连接多个HSR环或者对HSR和PRP网络区段之间的通信进行转换。在该情况下，网络部件称作HSP-HSR耦合器或方盒（Quadbox）或HSR-PRP耦合器。

从EP 2 165 474 A2中已知一种用于操作网络的方法，所述网络具有交换机以及连接到交换机上的网络基础设施设备。交换机由控制单元来控制。接到交换机和控制单元之间的冗余单元对交换机和控制单元之间的数据流进行分析并且根据分析结果将数据***到数据流中或者将数据从数据流中移除。

从EP 2 282 452 A1中描述一种用于在环型通信网络内进行数据传输的方法，在所述方法中根据高可用性无缝冗余协议来进行数据传输，并且通信网络包括至少一个主节点、一个源节点和一个目的节点。每个节点具有带有相应的第一和第二相邻节点的第一和第二通信接口。此外，每个节点经由第一通信接口接收数据帧，并且将所接收到的数据帧更改或未经更改地经由第二通信接口无额外延迟地进行转发。主节点将第一和第二冗余的数据帧或空的数据帧发送给其第一或第二相邻节点。在接收两个冗余的数据帧时，源节点在预定的保留区域中以过程数据来填充相应的数据帧。随后，每个已填充的数据帧立即并且单独地转发给源节点的第一或第二相邻节点。最终，目的节点从冗余的数据帧对中的所接收到的已填充的第一数据帧中提取过程数据。

从EP 2 413 538 A1中已知一种用于在通信***中进行冗余通信的方法，所述通信***包括多个通信网络。通信网络经由至少一个耦合节点相互连接。基于在数据传输之前限定的信息防止源自第一通信网络的数据从第二通信网络向回传输到第一通信网络中。

在较早的申请号为12169919.3的欧洲专利申请中描述了一种用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备，所述通信设备包括多个第一和第二发送和接收单元，所述第一和第二发送和接收单元分别具有用于工业通信网络的网络连接的接口并且分别分配给多个可冗余操作的子网中的一个。第一和第二发送和接收单元经由耦合元件与用于所有可冗余操作的子网的共同的信号处理单元连接。为每对分配给第一发送和接收单元和与其相关联的第二发送和接收单元的端口以及分配给信号处理单元的端口相应地设立虚拟局域网。信号处理单元为全部的第一和第二发送和接收单元根据相应的虚拟局域网的标记将待发送的消息并行地转发给相应的第一和第二发送和接收单元并且检测接收到的冗余的消息。

实用新型内容

本实用新型基于的目的是，提出一种用于将多个HSR或PRP网络区段可靠地耦合到无冗余的子网上或单向链接的网络节点上的高效且低成本的通信设备。

根据本实用新型，所述目的通过一种通信设备来实现。在本文中提出本实用新型的有利的改进形式。

根据本实用新型的通信设备和包括多个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元，所述第一发送和接收单元和第二发送和接收单元分别具有用于冗余子网的网络连接的接口。在此，第一发送和接收单元和与之相关联的第二发送和接收单元分别具有相同的网络地址和相同的设备标识符。设备标识符例如能够是MAC地址。信号处理单元与第一发送和接收单元和第二发送和接收单元连接，所述信号处理单元具有用于将待发送的消息并行转发给两方的发送单元的多路复用器单元和用于处理由两方的接收单元接收到的消息的冗余处理单元。此外，冗余处理单元包括过滤单元，所述过滤单元设计为用于检测所接收到的冗余的消息。根据协议层，消息例如能够通过数据段、数据包或数据帧来表示。

根据本实用新型，耦合元件与信号处理单元连接，经由所述耦合元件，单向链接的网络节点或无冗余的子网与信号处理单元连接。耦合元件优选为高速总线，例如其他的单向链接的网络节点或无冗余的子网能够经由所述高速总线与信号处理单元连接。替选于此，耦合元件原则上也能够借助于矩阵交换网络来实现。在工业通信网络内的数据传输例如能够根据高可用性无缝冗余协议或根据并行冗余协议来进行。

此外，根据本实用新型，信号处理单元经由耦合元件与多个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元连接。在此，信号处理单元与耦合元件至少经由第一端口对和第二端口对连接。为耦合元件分配有控制单元，所述控制单元设计成用于操作虚拟局域网。归入虚拟局域网的例如为称作VLAN的通信用户或端口的逻辑分组。为分配给第一发送和接收单元的每个端口以及第一端口对的第一端口相应地设立虚拟局域网。以相应的方式，为分配给第二发送和接收单元的每个端口以及第一端口对的第二端口相应地设立虚拟局域网。虚拟局域网的设立原则上能够基于端口或动态地进行。此外，信号处理单元设计成用于并行转发待发送的消息并且用于对全部的第一发送和接收单元和第二发送和接收单元根据相应的虚拟局域网的标记来检测接收到的冗余的消息。

根据本实用新型，信号处理单元设计成在将消息从第一冗余子网转发给第二冗余子网时用于将分配给第二冗余子网的标记***到消息中。此外，信号处理单元设计成在将消息从第一冗余子网转发给第二冗余子网时用于将消息经由第二端口对的第一端口、耦合元件和第二端口对的第二端口反馈给分配给第二冗余子网的冗余处理单元。对此，耦合元件包括存储元件，所述存储元件设计成用于缓存经由耦合元件反馈的消息。优选的是，信号处理单元设计成在将消息从第一冗余子网转发给第二冗余子网时用于将分配给第二冗余子网的标记从反馈的消息中移除。

根据本实用新型的通信设备能够实现多个HSR或PRP网络区段与仅一个信号处理单元的耦合。由于从第一冗余子网到第二冗余子网上的消息经由耦合元件反馈给信号处理单元，耦合单元的存储元件能够用于缓存。因此能够在缓存时在信号处理单元中避免存储器拥塞并且通过信号处理单元提供用于各个冗余子网的多个信号处理实例。

信号处理单元优选借助于现场可编程门阵列（FPGA）来实现，并且耦合元件例如是具有配设的控制器的背板式交换机。因此，FPGA能够在一定程度上作为用于背板式交换机控制器的协处理器来承担网络耦合任务。此外，背板式交换机能够经由至少一个互联连接与单向链接的网络节点或具有信号处理单元的无冗余的子网连接。因为背板式交换机控制器通常具有VLAN功能，能够简化作为用于背板式交换机的协处理器的FPGA的联接。FPGA同样能够根据数据帧中的相应的VLAN标记将消息按照相应的HSR或PRP网络区段进行不同处理。以所述方式，用于耦合多个冗余的网络区段的显著的耗费降低是可能的。这一方面影响根据本实用新型的通信设备的制造成本和能量消耗，但是另一方面也由于更紧凑的尺寸引起更小的空间需求。

附加地，FPGA能够用于存储具有对全部的与耦合元件连接的单向链接的网络节点的说明的表（代理节点表）。这能够实现对与根据本实用新型的通信设备连接的单向链接的网络节点的简单管理。因此，根据本实用新型的通信设备能够用作为基础，以便以简单的方式实现设备，如HSR/PRP代理或HSR/PRP冗余盒。原则上，根据本实用新型的通信设备能够根据应用领域构造成冗余盒、方盒或HSR-PRP耦合器。因此，不同的应用领域不对根据本实用新型的通信设备的可用性构成限制。

按照根据本实用新型的通信设备的一个优选的改进形式，耦合元件与多个单向链接的网络节点或无冗余的子网连接。在此，为分配给单向链接的网络节点或无冗余的子网的端口设立附加的虚拟局域网以及为第二端口对设立附加的虚拟局域网。因此，多个冗余的HSR或PRP网络区段能够以简单的方式与多个无冗余的网络区段连接。

按照根据本实用新型的通信设备的另一设计方案，彼此冗余的消息通过统一的序列号标识。在此，信号处理单元分配有存储单元，所述存储单元设计成用于存储已经无错地接收到的消息的序列号。此外，冗余处理单元在所述另一设计方案中设计成用于在接收到新消息时检查已经存储的序列号。以这种方式，耦合元件能够免于确定和处理冗余发送的消息，以至于相应的功能能够集成到基于信号处理单元的、用于耦合元件的协处理器中。

按照根据本实用新型的通信设备的一个优选的设计方案，通信设备设计成，由第一发送和接收单元接收到的消息经由第一端口对的第一端口传输给信号处理单元。而由第二发送和接收单元接收到的消息经由第一端口对的第二端口传输给信号处理单元。指向第一发送和接收单元的消息经由第一端口对的第一端口传输给信号处理单元。指向第二发送和接收单元的消息以相应的方式经由第一端口对的第二端口传输给信号处理单元。这能够实现信号处理单元的提高的消息处理能力和消息与信号处理单元的信号处理实例的可靠的关联关系。

优选的是，根据本实用新型的通信设备构造并且设计成，由单向链接的网络节点或无冗余的子网接收到的消息经由第二端口对的第一端口或第二端口传输给信号处理单元。在此，指向单向链接的网络节点或无冗余的子网的消息经由第二端口对的第一端口或第二端口传输给信号处理单元。这能够实现高的消息处理能力和消息与相应的单向链接的网络节点或无冗余的子网的可靠的关联关系。

按照根据本实用新型的通信设备的另一有利的设计方案，为每个冗余子网在信号处理单元中设置相关联的实例。此外，信号处理单元设计成用于从由第一发送和接收单元或第二发送和接收单元接收到的消息中读取虚拟局域网的标记和发送器地址。此外，信号处理单元设计成用于将虚拟局域网的从消息中读取的地址和相关的标记存储在地址-实例表中。此外，信号处理单元设计成用于根据地址-实例表中的查询结果将消息转发给与目标地址相关联的实例。这能够实现特别可靠的且高效的消息处理。附加于或替选于从消息中读取，信号处理单元能够设计成用于从存储在耦合元件的存储元件中的地址表中调用在虚拟局域网的标记和网络地址之间的关联关系。在该情况下，信号处理单元设计成用于将所调用的在虚拟局域网的标记和网络地址之间的关联关系存储在地址-实例表中。这能够实现消息与信号处理单元的信号处理实例的可靠且快速的关联。优选的是，信号处理单元设计成用于在可预设的有效期限过期之后将条目从地址-实例表中删除。因此，能够在地址-实例表中可靠地考虑到拓扑变化。

附图说明

下面借助于实施例根据附图详细阐明本实用新型。附图示出：

图1示出用于可冗余操作的工业通信网络的两个通信设备的示意图，

图2示出根据图1的通信设备的信号处理实例的示意图。

具体实施方式

在图1中示出用于可冗余操作的工业通信网络的两个通信设备1，所述通信设备包括多个HSR子网21-23，在所述子网中根据高可用性无缝冗余协议（HSR）传输消息。在此，消息包括至少一个数据帧。HSR子网21-23分别具有环形拓扑。对于第一HSR子网21示例性地详细示出，在环形结构中的多个网络节点211-216经由网络连接相互连接。网络节点211-216例如能够是分配给工业生产或过程自动化***的SCADA（supervisory control and data acquisition，监视控制和数据采集）***的网络节点。在HSR子网21-23的环形结构中也集成有两个通信设备1，所述通信设备在本实施例中分别是与多个可冗余操作的HSR子网21-23连接的冗余盒。附加地，两个通信设备1分别经由单向链接的网络节点与PRP子网连接，在所述PRP子网内，根据并行冗余协议传输消息。PRP子网包括两个彼此冗余的网络区段31，多个网络节点分别双向链接到所述网络区段上。

通信设备1分别包括多个第一发送和接收单元101、103、105和第二发送和接收单元102、104、106，所述第一发送和接收单元和所述第二发送和接收单元分别具有用于可冗余操作的HSR子网21-23的网络连接的接口。彼此相关联的第一发送和接收单元和第二发送和接收单元101-102、103-104、105-106具有相同的网络地址和相同的MAC地址。经由通过背板式交换机实现的耦合元件12，第一发送和接收单元和第二发送和接收单元101-106与通过现场可编程门阵列（FPGA）实现的信号处理单元11连接，所述信号处理单元包括经由预处理单元111耦合和控制的多个信号处理实例112。在此，在本实施例中，信号处理单元11和耦合元件12经由第一端口对P1-P2和第二端口对I1-I2相互连接。

在本实施例中，为每个HSR子网21-23设有相关联的信号处理实例112。在此，预处理单元111设置为用于在耦合元件12和各个信号处理实例112之间的通信。替选于具有多个信号处理实例112的信号处理单元11，原则上，也能够使用具有多实例能力的单片的信号处理单元11。当在具有多个信号处理实例112的信号处理单元11中原则上能够并行地处理消息时，在单片的信号处理单元11中在多个实例中进行串行的处理。

根据图2，信号处理实例112分别实现用于将待发送的消息并行转发给发送和接收单元101-106的多路复用器单元1121和用于处理通过发送和接收单元101-106接收到的消息的冗余处理单元1122。冗余处理单元1122包括过滤单元，所述过滤单元设计成用于检测接收到的冗余消息。

具有配设的控制器121的耦合元件12分别经由互联连接A1、A2、An与PRP子网的网络区段31或与单向链接的网络节点32、33连接。原则上，耦合元件12也能够与一个或多个无冗余子网连接。下面的实施方案同样适用于这种应用情况。

信号处理单元11附加地具有存储单元113，在所述存储单元中存储有具有对全部的与耦合元件12连接的单向链接的网络节点的说明的表（代理节点表）。这能够实现对与通信设备1连接的单向链接的网络节点的简单管理。

耦合元件12的控制器121包括用于配置和管理虚拟局域网的控制单元122以用于超出广播域的边界来总结用户或端口组。因此，控制器121设计成用于操作虚拟局域网。为每个分配给第一发送和接收单元101、103、105的端口R11、R21、Rn1以及第一端口对P1-P2的第一端口P1相应地设立虚拟局域网。以相应的方式，为每个分配给第二发送和接收单元102、104、106的端口R12、R22、Rn2以及第一端口对P1-P2的第二端口P2相应地设立虚拟局域网。

分配给虚拟局域网的消息例如通过***到相应的数据帧中的虚拟局域网的标记来标识。所述标记通过预处理单元111来评估，所述预处理单元将相应的消息转发给相关联的信号处理实例112。因此，信号处理单元11能够为全部的第一发送和接收单元和第二发送和接收单元101-106根据相应的虚拟局域网的标记将待发送的消息并行转发给相应的第一发送和接收单元和第二发送和接收单元并且检测接收到的冗余的消息。因此，需要用仅一个信号处理单元11来代替多个信号处理单元，所述信号处理单元设计成用于根据相应的虚拟局域网的标记为全部的第一发送和接收单元和第二发送和接收单元101-106并行转发待发送的消息并且检测接收到的冗余的消息。以相应的方式，也为分配给网络区段31、单向链接的网络节点32-33或无冗余子网的端口设立附加的虚拟局域网以及为第二端口对I1-I2设立附加的虚拟局域网。

为了通过信号处理单元11管理信号处理实例112，预处理单元111从由第一发送和接收单元或第二发送和接收单元101-106接收到的消息中读取虚拟局域网的标记和发送器地址。紧接着，预处理单元111将从消息中读取的地址和虚拟局域网的相关的标记存储在地址-实例表中，所述地址-实例表被写入到信号处理单元11的为此预留的存储单元114中或被从所述存储单元中读出。根据地址-实例表中的查询结果，预处理单元111将消息转发给分配给目标地址的信号处理实例112。

附加地或替选于从消息中读取虚拟局域网的标记和发送器地址，信号处理单元11能够从存储在耦合元件的存储元件123中的地址表中调用虚拟局域网的标记和网络地址之间的关联关系。在该情况下，信号处理单元11将所调用的虚拟局域网的标记和网络地址之间的关联关系存储在地址-实例表中。在可预设的有效期限过期之后，信号处理单元11从地址-实例表中删除条目，以至于能够考虑到拓扑变化。

在将消息从第一冗余子网21-23转发给第二冗余子网21-23时，预处理单元111将分配给第二冗余子网的标记***到消息中并且将消息经由第二端口对I1-I2的第一端口I1、耦合元件12以及第二端口对I1-I2的第二端口I2反馈给分配给第二冗余子网的信号处理实例112。在此，耦合元件12包括存储元件123，在所述存储元件中缓存经由耦合元件12反馈的消息。此外，预处理单元111在将消息从第一冗余子网21-23转发给第二冗余子网21-23时，更确切地说在其反馈给信号处理单元11之后，将分配给第二冗余子网的标记从所反馈的消息中移除。

由第一发送和接收单元101、103、105接收到的消息经由第一端口对P1-P2的第一端口P1传输给信号处理单元11。以相应的方式，由第二发送和接收单元102、104、106接收到的消息经由第一端口对P1-P2的第二端口P2传输给信号处理单元11。此外，指向第一发送和接收单元101、103、105的消息经由第一端口对P1-P2的第一端口P1传输给信号处理单元11。类似于此，指向第二发送和接收单元102、104、106的消息经由第一端口对P1-P2的第二端口P2传输给信号处理单元11。

由单向链接的网络节点或无冗余子网接收到的消息经由第二端口对I1-I2的第一或第二端口I1、I2传输给信号处理单元11。与之相应地，指向单向链接的网络节点或无冗余子网的消息经由第二端口对I1-I2的第一或第二端口I1、I2传输给信号处理单元11。

以下关系适用于在信号处理实例112和与处理单元之间的内部端口以及两个端口对P1-P2、I1-I2：

-所有端口Px1分配给第一端口对P1-P2的第一端口P1；

-所有端口Px2分配给第一端口对P1-P2的第二端口P2；

-所有端口Ix1分配给第二端口对I1-I2的第一端口I1；

-所有端口Ix2分配给第二端口对I1-I2的第二端口I2。

总体上，借助上面说明的端口间的关系得出在耦合元件12的端口和信号处理实例122的端口之间的明确的关联关系。因此实现到信号处理单元11中的目标或源信号处理实例的消息的可靠的分配。

既在根据高可用性无缝冗余协议的数据传送中也在根据并行冗余协议的数据传输中通过统一的序列号来标识彼此冗余的消息。因此，为信号处理实例112相应地分配存储单元1123，所述存储单元设计成用于存储已经无错误地接收到的消息的序列号或用于存储已经无错误地接收到的消息。基于这个基础，信号处理单元11在接收到新消息时检验其序列号与已经存储的序列号的一致性并且引起冗余处理，更确切地说对于所有与通信设备1连接的冗余操作的子网21-23。

前面说明的实施例的特征既能够单独地也能够以所说明的相互组合的方式来实现。

Claims (12)

1.用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备，具有： 

-至少一个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元，所述第一发送和接收单元和第二发送和接收单元分别具有用于冗余子网的网络连接的接口，其中两方的发送和接收单元具有相同的网络地址和相同的设备标识符； 

-与所述第一发送和接收单元和第二发送和接收单元连接的信号处理单元，所述信号处理单元具有用于将待发送的消息并行转发给两方的发送单元的多路复用器单元和用于处理由两方的接收单元接收到的消息的冗余处理单元，其中所述冗余处理单元包括过滤单元，所述过滤单元设计成用于检测接收到的冗余消息， 

-与所述信号处理单元连接的耦合元件，经由所述耦合元件，单向链接的网络节点或无冗余子网与所述信号处理单元连接， 

其特征在于， 

-所述信号处理单元经由所述耦合元件与多个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元连接，其中第一发送和接收单元和与之相关联的第二发送和接收单元分别具有相同的网络地址和相同的设备标识符， 

-所述信号处理单元至少经由第一端口对和第二端口对与所述耦合元件连接， 

-所述耦合元件分配有控制单元，所述控制单元设计成用于操作虚拟局域网，其中为分配给第一发送和接收单元的每个端口以及所述第一端口对的第一端口相应地设立虚拟局域网，并且其中为分配给第二发送和接收单元的每个端口以及所述第一端口对的第二端口相应地设立虚拟局域网， 

-所述信号处理单元设计成用于并行转发待发送的消息和用于根据相应的虚拟局域网的标记对全部的第一发送和接收单元和第二发送和接收单元检测接收到的冗余的消息， 

-所述信号处理单元设计成用于在将消息从第一冗余子网转发给第二冗余子网时将分配给所述第二冗余子网的标记***到所述消息中和用于将所述消息经由所述第二端口对的第一端口、所述耦合元件和所述第二端口对的第二端口反馈给分配给所述第二冗余子网的冗余处理单元， 

-所述耦合元件包括存储元件，所述存储元件设计成用于缓存经由所述耦合元件反馈的消息。 

2.根据权利要求1所述的通信设备， 

其中所述信号处理单元设计成用于在将消息从第一冗余子网转发给第二冗余子网时将分配给所述第二冗余子网的标记从反馈的消息中移除。 

3.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中由所述第一发送和接收单元接收到的消息经由所述第一端口对的第一端口传输给所述信号处理单元，其中由所述第二发送和接收单元接收到的消息经由所述第一端口对的第二端口传输给所述信号处理单元，其中指向所述第一发送和接收单元的消息经由所述第一端口对的第一端口传输给所述信号处理单元，并且其中指向所述第二发送和接收单元的消息经由所述第一端口对的第二端口传输给所述信号处理单元。 

4.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中由单向链接的网络节点或无冗余子网接收到的消息经由所述第二端口对的第一端口或第二端口传输给所述信号处理单元，并且其中指向单向链接的网络节点或无冗余子网的消息经由所述第二端口对的第一端口或第二端口传输给所述信号处理单元。 

5.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中为每个冗余子网在所述信号处理单元中设有相关联的实例，其中所述信号处理单元设计成用于从由第一发送和接收单元或第二发送和接收单元接收到的消息中读取虚拟局域网的标记和发送器地址，其中所述信号处理单元设计成用于将从消息中读取的虚拟局域网的相关的标记和地址存储在地址-实例表中，并且其中所述信号处理单元设计成用于根据所述地址-实例表中的查询结果将消息转发给分配给目标地址的实例。 

6.根据权利要求5所述的通信设备， 

其中所述信号处理单元设计成，附加于或替选于从消息中读取，用于从存储在所述耦合元件的存储元件中的地址表中调用虚拟局域网的标记和网络地址之间的关联关系，并且其中所述信号处理单元设计成用于将所调用的虚拟局域网的标记和网络地址之间的关联关系存储在所述地址-实例表中。 

7.根据权利要求5所述的通信设备， 

其中所述信号处理单元设计成用于在能预设的有效期限过期之后将条目从所述地址-实例表中删除。 

8.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

所述耦合元件与多个单向链接的网络节点或无冗余子网连接，其中为分配给单向链接的网络节点或无冗余子网的端口设立附加的虚拟局域网以及为所述第二端口对设立附加的虚拟局域网。 

9.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中彼此冗余的消息通过统一的序列号来标识，并且其中为所述信号处理单元分配有存储单元，所述存储单元设计成用于存储已经无错地接收到的消息的序列号，并且其中所述冗余处理单元设计成用于在接收到新消息时检验已经存储的序列号。 

10.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中所述耦合元件是高速总线，并且其中经由所述高速总线，其他的单向链接的网络节点或无冗余子网与所述信号处理单元连接。 

11.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中所述信号处理单元借助于现场可编程门阵列来实现，并且其中所述耦合元件是具有配设的控制器的背板式交换机，并且其中所述背板式交换机经由至少一个互联连接与所述单向链接的网络节点或无冗余子网连接。 

12.根据权利要求1或2所述的通信设备， 

其中数据传送根据高可用性无缝冗余协议和/或根据并行冗余协议来进行。 

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