JP3543698B2 - 伝送方法およびネットワーク・システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送方法およびネットワーク・システムに関し、特に複数種類のトラヒック（ＳＴＭ，ＡＴＭ，ＩＰなど）を同一ネットワークに収容するための伝送方法およびネットワーク・システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のネットワークは、音声電話網を中心にした回線交換網および専用線を用いたネットワークを中心にして構築されてきた。しかし、近年に至っては、インターネットの急速な発展に伴い、データ・ネットワーク、特にＩＰ（Internet Protocl）を用いたネットワークが急速に成長し、音声回線においてはモデムを用いたトラヒックの増加が回線交換システムの使用状況を圧迫する事態をもたらしている。
【０００３】
一方、回線交換の転送形態として、同期転送モード（Synchronous Transfer Mode:STM ）、非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode:ATM）およびインターネット・プロトコル（Internet Protocol:IP）が存在し、それぞれ別個のネットワークが構築されている。例えばＩＰデータは回線交換処理された後にルータ（Router）と専用線とで構築されたＩＰ網に転送され、データ伝送を配慮したシステムとしてＡＴＭネットワークの構築が図られ、伝送システムにおいてはＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy ）の高速化並びにＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）の導入により大容量化が図れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように種々の要因が複雑に絡み合いながら、それぞれ独立のネットワークが構築されて運用されるに至った結果、ネットワークの構築、運用および保守を複雑化するという問題が生じている。したがって、このような問題を解消するためにも、ＳＴＭ、ＡＴＭおよびＩＰを単一のネットワークに収容することが不可欠といえる。
本発明は、このような課題を解決するためのものであり、物理層およびデータリンク層で共通して使用可能なフレーム構成を新たに提案することにより、ＳＴＭ、ＡＴＭおよびＩＰを単一のネットワークに収容可能とする伝送方法およびネットワーク・システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る伝送方法は、パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、同期転送モード（ＳＴＭ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）のトラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、上記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドで構成されたヘッダと、上記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持しかつその長さが最大長を有するとともに可変長であるペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とから構成されることにより物理層とデータリンク層で共通に使用されるフレーム構成を有するパケットを、上記同期転送モード（ＳＴＭ）、上記非同期転送モード（ＡＴＭ）または上記インターネット・プロトコル（ＩＰ）に係るトラヒックのいずれか一種類または複数種組み合わせ、複数多重化してから伝送し、ＳＴＭ信号を伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成され、ＡＴＭセルを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ラベル技術を用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、ラベルを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ネットワーク内のアドレスを用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、経路情報およびトラヒック・クラス並びにフロー分散を制御するための識別子を保持するフィールドとで構成され、更に、上記ヘッダは、上記第６のフィールドの後に、オプションによって拡張可能なフィールドを有し、多重化されたパケットは、上記ネットワークの保守および運用の管理に用いられるＯＡＭパケットと、上記多重化されたパケットの周期を一定に維持するためのスタッフ・バイトとを有するものである。
【０００８】
上記ＯＡＭパケットは、自動保護スイッチ用のバイトを保持するフィールドと、オーダ・ワイヤを保持するフィールドと、データ通信チャネルを保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成されていてもよい。
上記スタッフ・バイトおよび上記パケット長を示す信号を保持する第１のフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されているようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明に係るネットワーク・システムは、パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、同期転送モード（ＳＴＭ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）のトラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、上記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドで構成されたヘッダと、上記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持しかつその長さが最大長を有するとともに可変長であるペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とから構成されることにより物理層とデータリンク層で共通に使用されるフレーム構成を有するパケットを、上記同期転送モード（ＳＴＭ）、上記非同期転送モード（ＡＴＭ）または上記インターネット・プロトコル（ＩＰ）に係るトラヒックのいずれか一種類または複数種組み合わせ、複数多重化してから送信する送信部と、この送信部から受信したパケットに付加されている宛先アドレスまたはラベルに応じて、上記パケットを出力方路に出力する中継ノードと、この中継ノードから受信したパケットを分離し、各パケットに所定のスピード変換を施してから交換機もしくはＡＴＭスイッチまたはＩＰルータに入力する受信部とを備え、ＳＴＭ信号を伝送するためのパケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成され、ＡＴＭセルを伝送するためのパケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ラベル技術を用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、ラベルを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ネットワーク内のアドレスを用いるＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、経路情報およびトラヒック・クラス並びにフロー分散を制御するための識別子を保持するフィールドとで構成され、更に、上記ヘッダは、上記第６のフィールドの後に、オプションによって拡張可能なフィールドを有し、多重化されたパケットは、上記ネットワークの保守および運用の管理に用いられるＯＡＭパケットと、上記多重化されたパケットの周期を一定に維持するためのスタッフ・バイトとを有するものである。
【００１４】
上記ＯＡＭパケットは、自動保護スイッチ用のバイトを保持するフィールドと、オーダ・ワイヤを保持するフィールドと、データ通信チャネルを保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成されていてもよい。
上記スタッフ・バイトおよび上記パケット長を示す信号を保持する第１のフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されていることを特徴とする伝送方法。
【００１５】
上記送信部は、（ａ）デジタル加入者搬送装置もしくはローカル交換機またはタンデム交換機からなる交換機と、この交換機から出力されたＳＴＭ信号を処理する信号処理部と、ＳＴＭ信号の先頭位置およびデータ長を認識するＳＴＭ処理部と、上記信号処理部の出力が格納される第１のＦＩＦＯと、上記ＳＴＭ処理部の出力が格納される第２のＦＩＦＯと、上記第１のＦＩＦＯの出力が入力される第１のパケット組立部と、上記第２のＦＩＦＯの出力が入力される第２のパケット組立部と、（ｂ）ＡＴＭスイッチと、このＡＴＭスイッチから出力されたＡＴＭセルが入力されるＡＴＭセル順序制御部と、このＡＴＭセル順序制御部の出力が格納される第３のＦＩＦＯと、この第３のＦＩＦＯの出力が入力される第３のパケット組立部と、（ｃ）ＩＰルータと、このＩＰルータから出力されたＩＰパケット・データが入力されるＩＰ優先制御部と、このＩＰ優先制御部の出力が格納される第４のＦＩＦＯと、この第４のＦＩＦＯの出力が入力される第４のパケット組立部と、（ｄ）上記第１、第２、第３および第４のパケット組立部の出力を多重化してから出力するパケット多重化部と、所定のスタッフ・バイトを生成して出力するスタッフ・バイト発生部と、所定のＯＡＭパケットを生成して出力するＯＡＭパケット発生部とを備えていてもよい。
【００１６】
上記中継ノードは、入力方路毎のパケットに含まれるヘッダのＣＲＣ演算結果およびスタッフ・バイトを用いてパケットの同期を確立させるパケット同期回路と、パケットのヘッダの宛先アドレスまたはラベルを参照して各パケットの出力方路を決定する物理層／データリンク層統合スイッチと、スタッフ・バイトを用いて上記パケットのフレームを再構築するパケット・フレーム構築部とを備えていてもよい。
上記パケット同期回路は、上記ヘッダのＣＲＣ演算における生成多項式として、Ｘ16＋Ｘ12＋Ｘ5＋１を用いてもよい。
上記パケット同期回路は、スタッフ・バイトを用いて同期確立を行ってもよい。
【００１７】
上記受信部は、（ａ）受信したパケットを分離するパケット多重分離部と、ＯＡＭパケットを検出するＯＡＭパケット検出部と、（ｂ）上記パケット多重分離部から入力されたＳＴＭによるシグナリング・パケットを処理することによりデータおよびクロック並びにプリミティブを生成して出力する第１のパケット分解部と、受信したクロックに基づいて送信元のオリジナルのクロックを再生する第１のスピード変換部と、上記パケット多重分離部から入力されたＳＴＭによるパケットを処理することによりデータおよびクロック並びにプリミティブを生成して出力する第２のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第２のスピード変換部と、上記第１および第２のスピード変換部の出力が入力されかつデジタル加入者搬送装置もしくはローカル交換機またはタンデム交換機からなる交換機と、（ｃ）上記パケット多重分離部から入力されたＡＴＭによるパケットを処理することによりデータおよびクロックを生成して出力する第３のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第３のスピード変換部と、この第３のスピード変換部の出力が入力されるＡＴＭスイッチと、（ｄ）上記パケット多重分離部から入力されたＩＰによるパケットを処理することによりデータおよびクロックを生成して出力する第４のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第４のスピード変換部と、この第４のスピード変換部の出力が入力されるＩＰルータとを備えていてもよい。
【００１８】
上記スピード変換部は、上記パケット分解部から出力されたクロックが格納される緩衝記憶器と、この緩衝記憶器に格納される前のクロックの平均周波数を抽出してこの平均周波数のクロックに従って上記緩衝記憶器に格納されているクロックを読み出すＰＬＬとを備えていてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態に係るフレーム構成およびネットワーク・システムについて図を参照して説明する。
【００２０】
［フレーム構成］
図１は、本発明の一つの実施の形態を示す説明図である。同図に示すように、基本フレームの構成は、ヘッダ（１２バイト（ただし、オプションで４４バイトまで拡張可能））、ペイロード（０〜６４ｋバイト）およびペイロードのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）１６もしくはＣＲＣ３２による演算結果（オプションで付加される）によって構成される。ペイロード部分には、各行き先毎に区分された音声６４ｋｂｐｓ×ｎ（ＳＴＭ）、同一のＶＰＩ（Virtual Path Identifier ）を持つ複数のＡＴＭセルおよびＩＰパケットが収容され、それぞれ独立のパケットとして構成されている。
【００２１】
図２は、図１に係るパケットを複数収容した状態を示す説明図であり、１２５μｓを一周期としてパケットを収容している。このパケット配列においては、ＳＴＭが最優先で収容され、次いでＡＴＭが収容され、残りの空間にＩＰパケットが収容されている。また、１２５μｓをキープするためおよびビット同期を確立するために、２バイト長のスタッフ・バイトが必要個数だけ付加されている。さらに、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）に用いられる場合には、保守・運用（Operation Administration and Maintenance:OAM）パケットがオプションとして１２５μｓ周期で挿入されている。なお、図中のＣＢＲはＳＴＭもしくはＡＴＭを収容したパケットを示し、ＩＰはＩＰパケットを示す。
【００２２】
次に、それぞれの通信モードに対するヘッダの構成について述べる。
図３は、ＳＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。ＳＴＭの場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別するための識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビット、そしてさらに相手先の宛先アドレスが２バイト、送信元アドレスが２バイト、対局の警報状態を示すリモート・アラームが１バイト、対局の信号受信状態の監視結果を表示するリモート・モニタが１バイト付加され、最後にヘッダのＣＲＣ１６による演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex（ＸhexはＸが１６進数であることを意味する）であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっている。
【００２３】
図４は、ＡＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。ＡＴＭの場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別する識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビット、そしてさらに相手先の宛先アドレスとして宛先アドレスが２バイト、送信元アドレスとして送信元アドレスが２バイト、その後将来の使用のために予約されている予約バイトが２バイト付加され、最後にヘッダのＣＲＣ１６演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっている。
【００２４】
図５は、ラベル技術を用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。ラベル技術を用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別する識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビット、そしてさらにパケットの経路情報であるルート、トラヒック・クラスおよびフロー分散するためのラベルが４バイト、その後将来の使用のために予約されている予約バイトが２バイト付加され、最後にヘッダのＣＲＣ１６による演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっている。また、転送するトラヒックがＩＰの場合には、ハイ・レイヤ・プロトコルの下位２ビットを用いる。１２５μｓをまたがって１つのパケットが構成される場合には、パケットが複数個の任意長のパケットに分割されて転送される。
【００２５】
図６は、ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別する識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビットそしてさらに、パケットの転送先アドレスとして宛先アドレスが４バイト、トラヒック・クラスおよびフロー分散するための識別子が１バイト続き、最後にヘッダのＣＲＣ１６演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっており、このヘッダの拡張された様子を図７に示す。また、転送するトラヒックがＩＰの場合には、ハイ・レイヤ・プロトコルの下位２ビットを用いる。また、１２５μｓをまたがって１つのパケットが構成される場合には、パケットが複数個の任意長のパケットに分割されて転送される。
【００２６】
図８は、ＯＡＭパケットの場合のヘッダの構成を示す説明図である。ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＯＡＭパケットにおいては、１２５μｓ毎にパケット長ｃhex のパケットが生成される。このパケットの中のは自動保護スイッチ（Automatic Protection Switching:APS）用のＫ１、Ｋ２バイト、オーダ・ワイヤ、データ通信チャンネル（Data Communication Channel:DCC）ＤＣＣ１、ＤＣＣ２、ＤＣＣ３、さらに相手局から送られてきたＯＡＭパケットの受信状況を相手局に通知するリモート・アラーム、リモート・モニタのそれぞれのバイトから構成され、さらに最後にヘッダのＣＲＣ１６の演算結果が付加される。
【００２７】
図９は、スタッフ・バイトを示す説明図である。同図に示すように、スタッフ・バイトは、長さ２バイトのパケットである。このパケットに付けるコードは２hex に適当なオフセットを加えることにより、０連の発生を防いでいる。また、各パケットのヘッダ長はこのオフセット値によって調整される。すなわち、スタッフ・バイトおよびパケット長を示す信号を保持するフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されている。
【００２８】
［ネットワーク・システム］
次に、本実施の形態に係るネットワーク・システムを構成する送信部、中継ノードおよび受信部について説明する。
【００２９】
図１０は、送信部を示すブロック図である。同図に示すように、送信部１００は、交換機１０１とＡＴＭスイッチ１０２とＩＰルータ１０３と信号処理部１０４とＳＴＭ処理部１０５とＡＴＭセル順序制御部１０６とＩＰ優先制御部１０７とＦＩＦＯ１０８とパケット組立部１０９とパケット多重化部１１０とスタッフ・バイト発生部１１１とＯＡＭパケット発生部１１２とを備えている。
【００３０】
図１１は、中継ノードを示すブロック図である。同図に示すように、中継ノード２００は入力方路Ａ，Ｂおよび出力方路Ａ，Ｂ，Ｃに接続された物理層／データリンク層総合スイッチ２０１を備えている。この中継ノード２００の詳細は図１２に示すとおりであり、中継ノード２１０は各入力方路毎にデータ・パケットに含まれるヘッダのＣＲＣ１６演算およびスタッフ用バイトのバイト同期によりパケット同期を確立するパケット同期回路２１１、２１２と、パケットのヘッダの宛先アドレスもしくはラベル・フィールドを見て、パケット毎に行き先方路を決定する物理層／データリンク層統合スイッチ２１３と、該当する出力方路にパケットを転送するためにパケット・スタッフバイトを用いてパケット・スタッフィングにより、パケット・フレームを再構築するパケット・フレーム構築部２１４〜２１６とで構成されている。
【００３１】
図１３は、受信部を示すブロック図である。同図に示すように、受信部３００は、パケット多重分離部３０１とパケット分解部３０２とスピード変換部３０４と交換機３０５とＡＴＭスイッチ３０６とＩＰルータ３０７とＯＡＭパケット検出部３０８とを備えている。
【００３２】
図１４は、オリジナルのデータ列を再生するスピード変換部の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、スピード変換部４００は緩衝記憶器４０１とＰＬＬ４０２とを備えている。したがって、パケット分解部３０２で抽出されたデータがパケット分解部３０２で生成されたクロック（以下、書き込みクロックという）により緩衝記憶器４０１に書き込まれる。また、書き込みクロックはＰＬＬ４０２に書き込まれて平均周波数が抽出され、このクロックによって緩衝記憶器４０１からデータが読み出されることにより、オリジナルのデータ列が再生される。
【００３３】
スピード変換部（１）および（２）で再生されたシグナリングおよびＳＴＭ信号は、ＤＬＣ、ＬＳまたはＴＳに送られ、回線交換処理される。スピード変換部（３）で再生されたＡＴＭセルはＡＴＭスイッチに送られてセル交換処理される。スピード変換部（４）で再生されたＩＰデータはＩＰルータに送られ、インターネット・プロトコルによる処理が施される。
ＯＡＭパケット検出部３０８では、ＯＡＭパケットが終端され、Ｋ１、Ｋ２バイト、オーダ・ワイヤ、データ通信チャンネルおよびリモート・アラーム、リモート・モニタがそれぞれ終端されて適切な処理が施される。
【００３４】
［送信部および受信部の動作］
次に、送信部１００の動作について述べる。ＳＴＭパケットの組立においては、デジタル加入者搬送装置（ＤＬＣ）、ローカル交換機（ＬＳ）もしくはタンデム交換機（ＴＳ）から送出される、行き先毎に識別された音声１チャンネル当たり８ビット／１２５μｓで構成される６４ｋｂｐｓ×ｎのデータ列と信号情報とがそれぞれＳＴＭ処理部１０５および信号処理部１０４に送られる。ＳＴＭ処理部１０４ではバイト単位に整列されたＳＴＭの信号の先頭位置とデータ長が認識される。ＳＴＭ処理部１０５からの出力信号は１２５μｓ単位で一旦ＦＩＦＯ（２）に格納される。信号処理部１０４ではＳＴＭの各バイト毎のシグナリング情報が適切な長さのデータ列に組み立てられ、その長さが測定される。信号処理部１０４から出力されたデータは一旦ＦＩＦＯ（１）に格納される。
【００３５】
ＡＴＭパケットの組立においては、ＡＴＭスイッチ１０２からのＡＴＭセルがＡＴＭセル順序制御部１０６に入力され、１２５μｓ単位で同一ＶＰＩのセルが順番に並べ替えられ、同一ＶＰＩを持つセルの固まりの長さがそれぞれ測られる。ＡＴＭセル順序制御部１０６の出力は一旦ＦＩＦＯ（３）に格納される。
ＩＰパケットの組立においては、ＩＰルータ１０３から送出されたＩＰパケット・データがＩＰ優先制御部１０７に入力され、ＩＰパケット・データの優先度が認識され、さらに同一優先度で同一宛先のＩＰパケット・データが集線され、認識された優先度の順番に出力され、一旦ＦＩＦＯ（４）に格納される。なお、オプションとしてＩＰパケットは、それぞれ単独でも組み立てることができる。
【００３６】
パケット組立部（１）においては、シグナリングが交換されるべき相手先がそれぞれのシグナリング情報毎に付加され、自分のアドレスとともにヘッダに組み込まれる。ヘッダには、（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このシグナリング・パケットのヘッダの優先度フィールドには最優先の表示が付加される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＳＴＭシグナリングの識別子が付加される。また、ヘッダ長は通常の場合０hex が用いられる。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００３７】
パケット組立部（２）においては、音声信号の交換されるべき相手先がそれぞれの音声データ列毎に付加され自分のアドレスとともにヘッダに組み込まれる。ヘッダには（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このＳＴＭパケットのヘッダの優先度フィールドには優先度の高いことが表示される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＳＴＭの識別子が付加される。また、ヘッダ長は通常の場合、０hex が用いられる。また、相手局から送られてくるパケットの受信状況の警報状態がリモート・アラーム・フィールドに、伝送路誤りなどの回線状況の監視結果がリモート・モニタ・フィールドに組み込まれる。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００３８】
パケット組立部（３）においては、同一ＶＰＩのセルの固まり毎に交換されるべき相手先がそれぞれのセルの固まり毎に付加され、自分のアドレスとともにヘッダに組み込まれる。ヘッダには（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このＡＴＭパケットのヘッダの優先度フィールドには優先度の高さがＣＢＲそしてＵＢＲ＋の順で付加される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＡＴＭの識別子が付加される。またヘッダ長は、通常の場合、０hex が用いられる。そして、将来の使用のために予約されている予約フィールドが付加される。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００３９】
パケット組立部（４）においては、各ＩＰデータ・パケット毎にルート、トラヒック・クラス、およびフロー分散情報がラベルとして付加される。ヘッダには（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このＩＰパケットのヘッダの優先度フィールドには優先度の高さが決められた順序で付加される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＩＰの識別子が付加される。また、ヘッダ長は、通常の場合０hex が用いられる。そして、将来の使用のために予約されている予約フィールドが付加される。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００４０】
一方、ＷＤＭに用いられる場合には、オプションでＯＡＭパケット発生部が追加される。ＯＡＭパケット発生部では１２５μｓ毎にパケット長ｃhex のパケットが生成される。このパケットは自動保護スイッチ用のＫ１、Ｋ２バイト、オーダーワイヤ、データ通信チャンネルＤＣＣ１、ＤＣＣ２、ＤＣＣ３さらに相手局から送られてきたＯＡＭパケットの受信状況を相手局に通知するリモート・アラーム、リモート・モニタのそれぞれのバイトから構成され、最後にヘッダのＣＲＣ１６の演算結果が付加される。
【００４１】
さらに、スタッフ・バイト発生部１１１において、長さ２バイトのスタッフ用のパケットを発生する。このパケットに付けるコードは２hex に適当なオフセットを加えることにより０連の発生を防いでいる。また、各パケットのヘッダ長はこのオフセット値によって調整される。すなわち、スタッフ・バイトおよびパケット長を示す信号を保持するフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されている。
【００４２】
最後に、パケット多重化部１１０において、ＯＡＭパケットが用いられている場合には、ＯＡＭパケットを先頭に、またＯＡＭパケットが用いられていない場合には、ＳＴＭパケットを先頭に、それぞれ１２５μｓ毎にそれぞれパケット組立部で組み立てられたパケットがパケット多重部で多重化される。このとき組み立てられたパケット列のみでビット同期が確立されるためにパケット多重後に空きが発生している場合は空いている分だけスタッフ・バイトが詰め込まれる。なお、スタッフ・バイト長は２バイトであるため、１２５μｓの基準となる先頭パケットは最悪２バイト揺らぐことになる。パケット多重部で多重化された出力はＷＤＭの０ｃｈのパスもしくはＳＯＮＥＴ／ＳＤＨのパスとして扱われる。
【００４３】
次に、中継ノードの動作について述べる。中継ノード２１０では、データ・パケットに含まれるヘッダのＣＲＣ１６演算およびスタッフ用バイトのバイト同期によりパケット同期が確立される。次に、パケットのヘッダの宛先アドレスもしくはラベル・フィールドを見て、パケット毎に行き先方路が決定され、該当出力方路に転送される。このときＳＴＭパケットが通過する場合には、選択された方路に同一の容量のリターン・パスが確保される。
【００４４】
次に、受信部の動作について述べる。パケット多重分離部３０１において、各パケットのヘッダおよびスタッフ用バイトによってビット同期およびパケット同期（フレーム同期）が確立される。パケット同期はヘッダのＣＲＣ１６のチェック結果によって判定される。ヘッダのＣＲＣ１６チェック結果が０であればパケット同期がとれていると判断され、ヘッダ長によりパケットの最後が判定され、続いて次のパケットのヘッダに含まれているＣＲＣ１６のチェックが行われる。
【００４５】
また、スタッフ・バイトは固有のパターンを有する同期回路によってパターンの検証が行われ、２バイト毎に同期が確認される。このようにしてパケット同期が確立される。パケット多重分離部においてパケット同期が確立されると、ヘッダ内のハイ・レイヤ・プロトコルが参照され、ペイロードに積載されているデータがＳＴＭのシグナリングであるかＳＴＭであるか、ＡＴＭであるかまたはＩＰであるかがまず識別される。
【００４６】
また、ヘッダ長が参照され、ヘッダの付加情報があるかどうかが確認される。そしてパケット長によりパケットの全長が把握され、ペイロード部分の区切りが認識される。ＳＴＭのシグナリング・パケットである場合はパケット分解部（１）に該当パケットが転送され、ＳＴＭパケットである場合はパケット分解部（２）に該当パケットが転送され、ＡＴＭパケットである場合はパケット分解部（３）に該当パケットが転送され、ＩＰパケットである場合はパケット分解部（４）にそれぞれ該当パケットが転送される。また、ＯＡＭパケットの場合にはＯＡＭパケット検出部３０８に転送される。
【００４７】
パケット分解部（１）では、ＳＴＭのシグナリング・パケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データ、クロックおよびプリミティブが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。プリミティブには送り元の情報が含まれている。
【００４８】
パケット分解部（２）では、ＳＴＭパケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データ、クロックおよびプリミティブが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。プリミティブには送り元の情報が含まれている。
【００４９】
パケット分解部（３）では、ＡＴＭパケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データおよびクロックが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。
【００５０】
パケット分解部（４）では、ＩＰパケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データおよびクロックが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。
【００５１】
次に、スピード変換部（１）においてクロックをＰＬＬ等により平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。
スピード変換部（２）においてクロックをＰＬＬ等で平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。
スピード変換部（３）においてクロックをＰＬＬ等で平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。
【００５２】
スピード変換部（４）においてクロックをＰＬＬ等で平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。スピード変換部の基本的構成は緩衝記憶器によって構成され、パケット分解部で抽出されたデータがパケット分解部３０２で生成されたクロック（以下、書き込みクロックという）により緩衝記憶器４０１に書き込まれる。また、書き込みクロックはＰＬＬ４０２に書き込まれて平均周波数が抽出され、このクロックにより緩衝記憶器からデータが読み出されることにより、オリジナルのデータ列が再生される。
【００５３】
次に、ヘッダのＣＲＣ１６演算について述べる。ＣＲＣ１６の生成多項式はＸ16＋Ｘ12＋Ｘ5＋１である。ＣＲＣ演算対象となるデータは８×１０＝８０ビットとなる。ここで８０行８０列の単位行列を考え、各行毎にＸ16を乗じ、生成多項式で除して剰余を求める。この剰余すなわち８０行１６列の行列の転値行列を取り、これを［Ｐ］で表す。この転置行列に演算対象８０符号から構成される列ベクトル［Ａ］を乗じる。このとき行列の積和演算においてｍｏｄ２演算が施され、ＣＲＣ１６の演算結果が求まる。この値をヘッダＣＲＣ１６としてヘッダに付加する。
【００５４】
パケット同期回路２１１，２１２においては、ヘッダに上記転置行列［Ｐ］に対して、１６行１６列の単位行列を［Ｉ］として行列［ＰＩ］を作る。この行列にヘッダ９６符号で構成される列ベクトル［Ｂ］を乗じる。このとき行列の積和演算においてｍｏｄ２演算が施された結果が全て０となればヘッダが検出されたと判断し、最上位１６ビットに示されているパケット長分カウントし、次のヘッダを同様にＣＲＣ演算する。同期がとれていない状態では９６ビットのメモリーを準備し、１ビットシフトする毎に上記の演算を施し、演算結果が０となるまでシフトする。演算結果がとなった時点でハンチングが完了したものとみなし、同期保護モードに入る。指定された回数だけヘッダのＣＲＣ１６演算結果が０となった場合同期が確立されたと判定する。また、ヘッダのＣＲＣ演算が続けて前もって指定された回数だけ誤った場合同期外れと判断する。ここで、スタッフ・バイトは別の同期回路で２バイトの一致検出を行い、同期確立の支援を行う。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明は、パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、トラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、上記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドによって構成されたヘッダと、上記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持するペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とからなるパケットを、複数多重化してから伝送するものである。
【００５６】
したがって、本発明は、物理層とデータリンク層が統合されたフレーム構成を用いてスタッフ用バイトを挿入することにより、１２５μｓの周期のフレームが構成できると同時に物理層のビット同期を確立することができる。また、ヘッダのＣＲＣ１６演算によってパケットの同期を確立することができる。さらに、本フレームはＳＴＭ、ＡＴＭおよびＩＰに対して共通のフレーム構成を提供するため、一つのネットワークで異なる種類の情報を同時に同一の方法で扱うことができる。特に中継ノードではパケットのヘッダおよびスタッフ用バイトによりビット同期およびパケット同期が確立され、同一の物理層／データリンク層統合スイッチを用いてＳＴＭ、ＡＴＭ、ＩＰがそれぞれ指定された方路に出力されるため、従来回線交換ネットワーク、ＡＴＭ交換ネットワークおよびＩＰネットワークとして、それぞれ別々のネットワークであったものを、単一のネットワークとして構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態（基本フレーム）を示す説明図である。
【図２】パケットの配列を示す説明図である。
【図３】ＳＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図４】ＡＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図５】ラベル技術を用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図６】ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＩＰｖ４，ＩＰｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図７】ヘッダ拡張を示す説明図である。
【図８】ＯＡＭパケットの構成を示す説明図である。
【図９】スタッフ・バイトの構成を示す説明図である。
【図１０】送信部の構成を示すブロック図である。
【図１１】中継ノードの構成を示すブロック図である。
【図１２】中継ノードの構成を示すブロック図である。
【図１３】受信部の構成を示すブロック図である。
【図１４】スピード変換部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００…送信部、１０１…交換機、１０２…ＡＴＭスイッチ、１０３…ＩＰルータ、１０４…信号処理部、１０５…ＳＴＭ処理部、１０６…ＡＴＭセル順序制御部、１０７…ＩＰ優先制御部、１０８…ＦＩＦＯ、１０９…パケット組立部、１１０…パケット多重化部、１１１…スタッフ・バイト発生部、１１２…ＯＡＭパケット発生部、１１３…パケット多重化部、２００…中継ノード、２０１…物理層／データリンク層統合スイッチ、２１０…中継ノード、２１１，２１２…パケット同期回路、２１３…物理層／データリンク層統合スイッチ、２１４，２１５，２１６…パケットフレーム構築部、３００…受信部、３０１…パケット多重化部、３０２…パケット分解部、３０４…スピード変換部、３０５…交換機、３０６…ＡＴＭスイッチ、３０７…ＩＰルータ、３０８…ＯＡＭパケット検出部、４００…スピード変換部、４０１…緩衝記憶器、４０２…ＰＬＬ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送方法およびネットワーク・システムに関し、特に複数種類のトラヒック（ＳＴＭ，ＡＴＭ，ＩＰなど）を同一ネットワークに収容するための伝送方法およびネットワーク・システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のネットワークは、音声電話網を中心にした回線交換網および専用線を用いたネットワークを中心にして構築されてきた。しかし、近年に至っては、インターネットの急速な発展に伴い、データ・ネットワーク、特にＩＰ（Internet Protocl）を用いたネットワークが急速に成長し、音声回線においてはモデムを用いたトラヒックの増加が回線交換システムの使用状況を圧迫する事態をもたらしている。
【０００３】
一方、回線交換の転送形態として、同期転送モード（Synchronous Transfer Mode:STM ）、非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode:ATM）およびインターネット・プロトコル（Internet Protocol:IP）が存在し、それぞれ別個のネットワークが構築されている。例えばＩＰデータは回線交換処理された後にルータ（Router）と専用線とで構築されたＩＰ網に転送され、データ伝送を配慮したシステムとしてＡＴＭネットワークの構築が図られ、伝送システムにおいてはＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy ）の高速化並びにＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）の導入により大容量化が図れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように種々の要因が複雑に絡み合いながら、それぞれ独立のネットワークが構築されて運用されるに至った結果、ネットワークの構築、運用および保守を複雑化するという問題が生じている。したがって、このような問題を解消するためにも、ＳＴＭ、ＡＴＭおよびＩＰを単一のネットワークに収容することが不可欠といえる。
本発明は、このような課題を解決するためのものであり、物理層およびデータリンク層で共通して使用可能なフレーム構成を新たに提案することにより、ＳＴＭ、ＡＴＭおよびＩＰを単一のネットワークに収容可能とする伝送方法およびネットワーク・システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る伝送方法は、パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、同期転送モード（ＳＴＭ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）のトラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、上記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドで構成されたヘッダと、上記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持しかつその長さが最大長を有するとともに可変長であるペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とから構成されることにより物理層とデータリンク層で共通に使用されるフレーム構成を有するパケットを、上記同期転送モード（ＳＴＭ）、上記非同期転送モード（ＡＴＭ）または上記インターネット・プロトコル（ＩＰ）に係るトラヒックのいずれか一種類または複数種組み合わせ、複数多重化してから伝送し、ＳＴＭ信号を伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成され、ＡＴＭセルを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ラベル技術を用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、ラベルを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ネットワーク内のアドレスを用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、経路情報およびトラヒック・クラス並びにフロー分散を制御するための識別子を保持するフィールドとで構成され、更に、上記ヘッダは、上記第６のフィールドの後に、オプションによって拡張可能なフィールドを有し、多重化されたパケットは、上記ネットワークの保守および運用の管理に用いられるＯＡＭパケットと、上記多重化されたパケットの周期を一定に維持するためのスタッフ・バイトとを有するものである。
【０００８】
上記ＯＡＭパケットは、自動保護スイッチ用のバイトを保持するフィールドと、オーダ・ワイヤを保持するフィールドと、データ通信チャネルを保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成されていてもよい。
上記スタッフ・バイトおよび上記パケット長を示す信号を保持する第１のフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されているようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明に係るネットワーク・システムは、パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、同期転送モード（ＳＴＭ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）のトラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、上記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドで構成されたヘッダと、上記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持しかつその長さが最大長を有するとともに可変長であるペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とから構成されることにより物理層とデータリンク層で共通に使用されるフレーム構成を有するパケットを、上記同期転送モード（ＳＴＭ）、上記非同期転送モード（ＡＴＭ）または上記インターネット・プロトコル（ＩＰ）に係るトラヒックのいずれか一種類または複数種組み合わせ、複数多重化してから送信する送信部と、この送信部から受信したパケットに付加されている宛先アドレスまたはラベルに応じて、上記パケットを出力方路に出力する中継ノードと、この中継ノードから受信したパケットを分離し、各パケットに所定のスピード変換を施してから交換機もしくはＡＴＭスイッチまたはＩＰルータに入力する受信部とを備え、ＳＴＭ信号を伝送するためのパケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成され、ＡＴＭセルを伝送するためのパケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ラベル技術を用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、ラベルを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、ネットワーク内のアドレスを用いるＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、上記ヘッダの上記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、経路情報およびトラヒック・クラス並びにフロー分散を制御するための識別子を保持するフィールドとで構成され、更に、上記ヘッダは、上記第６のフィールドの後に、オプションによって拡張可能なフィールドを有し、多重化されたパケットは、上記ネットワークの保守および運用の管理に用いられるＯＡＭパケットと、上記多重化されたパケットの周期を一定に維持するためのスタッフ・バイトとを有するものである。
【００１４】
上記ＯＡＭパケットは、自動保護スイッチ用のバイトを保持するフィールドと、オーダ・ワイヤを保持するフィールドと、データ通信チャネルを保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成されていてもよい。
上記スタッフ・バイトおよび上記パケット長を示す信号を保持する第１のフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されていることを特徴とする伝送方法。
【００１５】
上記送信部は、（ａ）デジタル加入者搬送装置もしくはローカル交換機またはタンデム交換機からなる交換機と、この交換機から出力されたＳＴＭ信号を処理する信号処理部と、ＳＴＭ信号の先頭位置およびデータ長を認識するＳＴＭ処理部と、上記信号処理部の出力が格納される第１のＦＩＦＯと、上記ＳＴＭ処理部の出力が格納される第２のＦＩＦＯと、上記第１のＦＩＦＯの出力が入力される第１のパケット組立部と、上記第２のＦＩＦＯの出力が入力される第２のパケット組立部と、（ｂ）ＡＴＭスイッチと、このＡＴＭスイッチから出力されたＡＴＭセルが入力されるＡＴＭセル順序制御部と、このＡＴＭセル順序制御部の出力が格納される第３のＦＩＦＯと、この第３のＦＩＦＯの出力が入力される第３のパケット組立部と、（ｃ）ＩＰルータと、このＩＰルータから出力されたＩＰパケット・データが入力されるＩＰ優先制御部と、このＩＰ優先制御部の出力が格納される第４のＦＩＦＯと、この第４のＦＩＦＯの出力が入力される第４のパケット組立部と、（ｄ）上記第１、第２、第３および第４のパケット組立部の出力を多重化してから出力するパケット多重化部と、所定のスタッフ・バイトを生成して出力するスタッフ・バイト発生部と、所定のＯＡＭパケットを生成して出力するＯＡＭパケット発生部とを備えていてもよい。
【００１６】
上記中継ノードは、入力方路毎のパケットに含まれるヘッダのＣＲＣ演算結果およびスタッフ・バイトを用いてパケットの同期を確立させるパケット同期回路と、パケットのヘッダの宛先アドレスまたはラベルを参照して各パケットの出力方路を決定する物理層／データリンク層統合スイッチと、スタッフ・バイトを用いて上記パケットのフレームを再構築するパケット・フレーム構築部とを備えていてもよい。
上記パケット同期回路は、上記ヘッダのＣＲＣ演算における生成多項式として、Ｘ16＋Ｘ12＋Ｘ5＋１を用いてもよい。
上記パケット同期回路は、スタッフ・バイトを用いて同期確立を行ってもよい。
【００１７】
上記受信部は、（ａ）受信したパケットを分離するパケット多重分離部と、ＯＡＭパケットを検出するＯＡＭパケット検出部と、（ｂ）上記パケット多重分離部から入力されたＳＴＭによるシグナリング・パケットを処理することによりデータおよびクロック並びにプリミティブを生成して出力する第１のパケット分解部と、受信したクロックに基づいて送信元のオリジナルのクロックを再生する第１のスピード変換部と、上記パケット多重分離部から入力されたＳＴＭによるパケットを処理することによりデータおよびクロック並びにプリミティブを生成して出力する第２のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第２のスピード変換部と、上記第１および第２のスピード変換部の出力が入力されかつデジタル加入者搬送装置もしくはローカル交換機またはタンデム交換機からなる交換機と、（ｃ）上記パケット多重分離部から入力されたＡＴＭによるパケットを処理することによりデータおよびクロックを生成して出力する第３のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第３のスピード変換部と、この第３のスピード変換部の出力が入力されるＡＴＭスイッチと、（ｄ）上記パケット多重分離部から入力されたＩＰによるパケットを処理することによりデータおよびクロックを生成して出力する第４のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第４のスピード変換部と、この第４のスピード変換部の出力が入力されるＩＰルータとを備えていてもよい。
【００１８】
上記スピード変換部は、上記パケット分解部から出力されたクロックが格納される緩衝記憶器と、この緩衝記憶器に格納される前のクロックの平均周波数を抽出してこの平均周波数のクロックに従って上記緩衝記憶器に格納されているクロックを読み出すＰＬＬとを備えていてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態に係るフレーム構成およびネットワーク・システムについて図を参照して説明する。
【００２０】
［フレーム構成］
図１は、本発明の一つの実施の形態を示す説明図である。同図に示すように、基本フレームの構成は、ヘッダ（１２バイト（ただし、オプションで４４バイトまで拡張可能））、ペイロード（０〜６４ｋバイト）およびペイロードのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）１６もしくはＣＲＣ３２による演算結果（オプションで付加される）によって構成される。ペイロード部分には、各行き先毎に区分された音声６４ｋｂｐｓ×ｎ（ＳＴＭ）、同一のＶＰＩ（Virtual Path Identifier ）を持つ複数のＡＴＭセルおよびＩＰパケットが収容され、それぞれ独立のパケットとして構成されている。
【００２１】
図２は、図１に係るパケットを複数収容した状態を示す説明図であり、１２５μｓを一周期としてパケットを収容している。このパケット配列においては、ＳＴＭが最優先で収容され、次いでＡＴＭが収容され、残りの空間にＩＰパケットが収容されている。また、１２５μｓをキープするためおよびビット同期を確立するために、２バイト長のスタッフ・バイトが必要個数だけ付加されている。さらに、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）に用いられる場合には、保守・運用（Operation Administration and Maintenance:OAM）パケットがオプションとして１２５μｓ周期で挿入されている。なお、図中のＣＢＲはＳＴＭもしくはＡＴＭを収容したパケットを示し、ＩＰはＩＰパケットを示す。
【００２２】
次に、それぞれの通信モードに対するヘッダの構成について述べる。
図３は、ＳＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。ＳＴＭの場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別するための識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビット、そしてさらに相手先の宛先アドレスが２バイト、送信元アドレスが２バイト、対局の警報状態を示すリモート・アラームが１バイト、対局の信号受信状態の監視結果を表示するリモート・モニタが１バイト付加され、最後にヘッダのＣＲＣ１６による演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex（ＸhexはＸが１６進数であることを意味する）であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっている。
【００２３】
図４は、ＡＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。ＡＴＭの場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別する識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビット、そしてさらに相手先の宛先アドレスとして宛先アドレスが２バイト、送信元アドレスとして送信元アドレスが２バイト、その後将来の使用のために予約されている予約バイトが２バイト付加され、最後にヘッダのＣＲＣ１６演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっている。
【００２４】
図５は、ラベル技術を用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。ラベル技術を用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別する識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビット、そしてさらにパケットの経路情報であるルート、トラヒック・クラスおよびフロー分散するためのラベルが４バイト、その後将来の使用のために予約されている予約バイトが２バイト付加され、最後にヘッダのＣＲＣ１６による演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっている。また、転送するトラヒックがＩＰの場合には、ハイ・レイヤ・プロトコルの下位２ビットを用いる。１２５μｓをまたがって１つのパケットが構成される場合には、パケットが複数個の任意長のパケットに分割されて転送される。
【００２５】
図６は、ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合、パケットの全長を示すパケット長が２バイト、パケットの優先順位を示す優先度が１バイト、ペイロードに積載する信号の種類を識別する識別子としてハイ・レイヤ・プロトコルが４ビット、ヘッダの長さを示すヘッダ長が４ビットそしてさらに、パケットの転送先アドレスとして宛先アドレスが４バイト、トラヒック・クラスおよびフロー分散するための識別子が１バイト続き、最後にヘッダのＣＲＣ１６演算結果を転送するヘッダＣＲＣ１６が２バイト付加され、ヘッダが構成されている。なお、ヘッダ長は０〜Ｆhex であり、ＣＲＣ１６の後に必要に応じて２バイトを基本単位として３２バイトまで追加できるようになっており、このヘッダの拡張された様子を図７に示す。また、転送するトラヒックがＩＰの場合には、ハイ・レイヤ・プロトコルの下位２ビットを用いる。また、１２５μｓをまたがって１つのパケットが構成される場合には、パケットが複数個の任意長のパケットに分割されて転送される。
【００２６】
図８は、ＯＡＭパケットの場合のヘッダの構成を示す説明図である。ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＯＡＭパケットにおいては、１２５μｓ毎にパケット長ｃhex のパケットが生成される。このパケットの中のは自動保護スイッチ（Automatic Protection Switching:APS）用のＫ１、Ｋ２バイト、オーダ・ワイヤ、データ通信チャンネル（Data Communication Channel:DCC）ＤＣＣ１、ＤＣＣ２、ＤＣＣ３、さらに相手局から送られてきたＯＡＭパケットの受信状況を相手局に通知するリモート・アラーム、リモート・モニタのそれぞれのバイトから構成され、さらに最後にヘッダのＣＲＣ１６の演算結果が付加される。
【００２７】
図９は、スタッフ・バイトを示す説明図である。同図に示すように、スタッフ・バイトは、長さ２バイトのパケットである。このパケットに付けるコードは２hex に適当なオフセットを加えることにより、０連の発生を防いでいる。また、各パケットのヘッダ長はこのオフセット値によって調整される。すなわち、スタッフ・バイトおよびパケット長を示す信号を保持するフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されている。
【００２８】
［ネットワーク・システム］
次に、本実施の形態に係るネットワーク・システムを構成する送信部、中継ノードおよび受信部について説明する。
【００２９】
図１０は、送信部を示すブロック図である。同図に示すように、送信部１００は、交換機１０１とＡＴＭスイッチ１０２とＩＰルータ１０３と信号処理部１０４とＳＴＭ処理部１０５とＡＴＭセル順序制御部１０６とＩＰ優先制御部１０７とＦＩＦＯ１０８とパケット組立部１０９とパケット多重化部１１０とスタッフ・バイト発生部１１１とＯＡＭパケット発生部１１２とを備えている。
【００３０】
図１１は、中継ノードを示すブロック図である。同図に示すように、中継ノード２００は入力方路Ａ，Ｂおよび出力方路Ａ，Ｂ，Ｃに接続された物理層／データリンク層総合スイッチ２０１を備えている。この中継ノード２００の詳細は図１２に示すとおりであり、中継ノード２１０は各入力方路毎にデータ・パケットに含まれるヘッダのＣＲＣ１６演算およびスタッフ用バイトのバイト同期によりパケット同期を確立するパケット同期回路２１１、２１２と、パケットのヘッダの宛先アドレスもしくはラベル・フィールドを見て、パケット毎に行き先方路を決定する物理層／データリンク層統合スイッチ２１３と、該当する出力方路にパケットを転送するためにパケット・スタッフバイトを用いてパケット・スタッフィングにより、パケット・フレームを再構築するパケット・フレーム構築部２１４〜２１６とで構成されている。
【００３１】
図１３は、受信部を示すブロック図である。同図に示すように、受信部３００は、パケット多重分離部３０１とパケット分解部３０２とスピード変換部３０４と交換機３０５とＡＴＭスイッチ３０６とＩＰルータ３０７とＯＡＭパケット検出部３０８とを備えている。
【００３２】
図１４は、オリジナルのデータ列を再生するスピード変換部の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、スピード変換部４００は緩衝記憶器４０１とＰＬＬ４０２とを備えている。したがって、パケット分解部３０２で抽出されたデータがパケット分解部３０２で生成されたクロック（以下、書き込みクロックという）により緩衝記憶器４０１に書き込まれる。また、書き込みクロックはＰＬＬ４０２に書き込まれて平均周波数が抽出され、このクロックによって緩衝記憶器４０１からデータが読み出されることにより、オリジナルのデータ列が再生される。
【００３３】
スピード変換部（１）および（２）で再生されたシグナリングおよびＳＴＭ信号は、ＤＬＣ、ＬＳまたはＴＳに送られ、回線交換処理される。スピード変換部（３）で再生されたＡＴＭセルはＡＴＭスイッチに送られてセル交換処理される。スピード変換部（４）で再生されたＩＰデータはＩＰルータに送られ、インターネット・プロトコルによる処理が施される。
ＯＡＭパケット検出部３０８では、ＯＡＭパケットが終端され、Ｋ１、Ｋ２バイト、オーダ・ワイヤ、データ通信チャンネルおよびリモート・アラーム、リモート・モニタがそれぞれ終端されて適切な処理が施される。
【００３４】
［送信部および受信部の動作］
次に、送信部１００の動作について述べる。ＳＴＭパケットの組立においては、デジタル加入者搬送装置（ＤＬＣ）、ローカル交換機（ＬＳ）もしくはタンデム交換機（ＴＳ）から送出される、行き先毎に識別された音声１チャンネル当たり８ビット／１２５μｓで構成される６４ｋｂｐｓ×ｎのデータ列と信号情報とがそれぞれＳＴＭ処理部１０５および信号処理部１０４に送られる。ＳＴＭ処理部１０４ではバイト単位に整列されたＳＴＭの信号の先頭位置とデータ長が認識される。ＳＴＭ処理部１０５からの出力信号は１２５μｓ単位で一旦ＦＩＦＯ（２）に格納される。信号処理部１０４ではＳＴＭの各バイト毎のシグナリング情報が適切な長さのデータ列に組み立てられ、その長さが測定される。信号処理部１０４から出力されたデータは一旦ＦＩＦＯ（１）に格納される。
【００３５】
ＡＴＭパケットの組立においては、ＡＴＭスイッチ１０２からのＡＴＭセルがＡＴＭセル順序制御部１０６に入力され、１２５μｓ単位で同一ＶＰＩのセルが順番に並べ替えられ、同一ＶＰＩを持つセルの固まりの長さがそれぞれ測られる。ＡＴＭセル順序制御部１０６の出力は一旦ＦＩＦＯ（３）に格納される。
ＩＰパケットの組立においては、ＩＰルータ１０３から送出されたＩＰパケット・データがＩＰ優先制御部１０７に入力され、ＩＰパケット・データの優先度が認識され、さらに同一優先度で同一宛先のＩＰパケット・データが集線され、認識された優先度の順番に出力され、一旦ＦＩＦＯ（４）に格納される。なお、オプションとしてＩＰパケットは、それぞれ単独でも組み立てることができる。
【００３６】
パケット組立部（１）においては、シグナリングが交換されるべき相手先がそれぞれのシグナリング情報毎に付加され、自分のアドレスとともにヘッダに組み込まれる。ヘッダには、（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このシグナリング・パケットのヘッダの優先度フィールドには最優先の表示が付加される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＳＴＭシグナリングの識別子が付加される。また、ヘッダ長は通常の場合０hex が用いられる。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００３７】
パケット組立部（２）においては、音声信号の交換されるべき相手先がそれぞれの音声データ列毎に付加され自分のアドレスとともにヘッダに組み込まれる。ヘッダには（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このＳＴＭパケットのヘッダの優先度フィールドには優先度の高いことが表示される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＳＴＭの識別子が付加される。また、ヘッダ長は通常の場合、０hex が用いられる。また、相手局から送られてくるパケットの受信状況の警報状態がリモート・アラーム・フィールドに、伝送路誤りなどの回線状況の監視結果がリモート・モニタ・フィールドに組み込まれる。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００３８】
パケット組立部（３）においては、同一ＶＰＩのセルの固まり毎に交換されるべき相手先がそれぞれのセルの固まり毎に付加され、自分のアドレスとともにヘッダに組み込まれる。ヘッダには（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このＡＴＭパケットのヘッダの優先度フィールドには優先度の高さがＣＢＲそしてＵＢＲ＋の順で付加される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＡＴＭの識別子が付加される。またヘッダ長は、通常の場合、０hex が用いられる。そして、将来の使用のために予約されている予約フィールドが付加される。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００３９】
パケット組立部（４）においては、各ＩＰデータ・パケット毎にルート、トラヒック・クラス、およびフロー分散情報がラベルとして付加される。ヘッダには（ヘッダ長＋データ長）が先頭に組み込まれる。そして一つ一つのパケットが構築される。このＩＰパケットのヘッダの優先度フィールドには優先度の高さが決められた順序で付加される。また、ハイ・レイヤ・プロトコルとしてはＩＰの識別子が付加される。また、ヘッダ長は、通常の場合０hex が用いられる。そして、将来の使用のために予約されている予約フィールドが付加される。さらに、組み立てられたヘッダに対してＣＲＣ１６の演算が施され、演算結果がヘッダの最後に付けられる。ヘッダの後ろにはデータすなわちペイロードが組み込まれ、さらにオプションでＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２の演算結果が付加される。
【００４０】
一方、ＷＤＭに用いられる場合には、オプションでＯＡＭパケット発生部が追加される。ＯＡＭパケット発生部では１２５μｓ毎にパケット長ｃhex のパケットが生成される。このパケットは自動保護スイッチ用のＫ１、Ｋ２バイト、オーダーワイヤ、データ通信チャンネルＤＣＣ１、ＤＣＣ２、ＤＣＣ３さらに相手局から送られてきたＯＡＭパケットの受信状況を相手局に通知するリモート・アラーム、リモート・モニタのそれぞれのバイトから構成され、最後にヘッダのＣＲＣ１６の演算結果が付加される。
【００４１】
さらに、スタッフ・バイト発生部１１１において、長さ２バイトのスタッフ用のパケットを発生する。このパケットに付けるコードは２hex に適当なオフセットを加えることにより０連の発生を防いでいる。また、各パケットのヘッダ長はこのオフセット値によって調整される。すなわち、スタッフ・バイトおよびパケット長を示す信号を保持するフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されている。
【００４２】
最後に、パケット多重化部１１０において、ＯＡＭパケットが用いられている場合には、ＯＡＭパケットを先頭に、またＯＡＭパケットが用いられていない場合には、ＳＴＭパケットを先頭に、それぞれ１２５μｓ毎にそれぞれパケット組立部で組み立てられたパケットがパケット多重部で多重化される。このとき組み立てられたパケット列のみでビット同期が確立されるためにパケット多重後に空きが発生している場合は空いている分だけスタッフ・バイトが詰め込まれる。なお、スタッフ・バイト長は２バイトであるため、１２５μｓの基準となる先頭パケットは最悪２バイト揺らぐことになる。パケット多重部で多重化された出力はＷＤＭの０ｃｈのパスもしくはＳＯＮＥＴ／ＳＤＨのパスとして扱われる。
【００４３】
次に、中継ノードの動作について述べる。中継ノード２１０では、データ・パケットに含まれるヘッダのＣＲＣ１６演算およびスタッフ用バイトのバイト同期によりパケット同期が確立される。次に、パケットのヘッダの宛先アドレスもしくはラベル・フィールドを見て、パケット毎に行き先方路が決定され、該当出力方路に転送される。このときＳＴＭパケットが通過する場合には、選択された方路に同一の容量のリターン・パスが確保される。
【００４４】
次に、受信部の動作について述べる。パケット多重分離部３０１において、各パケットのヘッダおよびスタッフ用バイトによってビット同期およびパケット同期（フレーム同期）が確立される。パケット同期はヘッダのＣＲＣ１６のチェック結果によって判定される。ヘッダのＣＲＣ１６チェック結果が０であればパケット同期がとれていると判断され、ヘッダ長によりパケットの最後が判定され、続いて次のパケットのヘッダに含まれているＣＲＣ１６のチェックが行われる。
【００４５】
また、スタッフ・バイトは固有のパターンを有する同期回路によってパターンの検証が行われ、２バイト毎に同期が確認される。このようにしてパケット同期が確立される。パケット多重分離部においてパケット同期が確立されると、ヘッダ内のハイ・レイヤ・プロトコルが参照され、ペイロードに積載されているデータがＳＴＭのシグナリングであるかＳＴＭであるか、ＡＴＭであるかまたはＩＰであるかがまず識別される。
【００４６】
また、ヘッダ長が参照され、ヘッダの付加情報があるかどうかが確認される。そしてパケット長によりパケットの全長が把握され、ペイロード部分の区切りが認識される。ＳＴＭのシグナリング・パケットである場合はパケット分解部（１）に該当パケットが転送され、ＳＴＭパケットである場合はパケット分解部（２）に該当パケットが転送され、ＡＴＭパケットである場合はパケット分解部（３）に該当パケットが転送され、ＩＰパケットである場合はパケット分解部（４）にそれぞれ該当パケットが転送される。また、ＯＡＭパケットの場合にはＯＡＭパケット検出部３０８に転送される。
【００４７】
パケット分解部（１）では、ＳＴＭのシグナリング・パケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データ、クロックおよびプリミティブが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。プリミティブには送り元の情報が含まれている。
【００４８】
パケット分解部（２）では、ＳＴＭパケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データ、クロックおよびプリミティブが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。プリミティブには送り元の情報が含まれている。
【００４９】
パケット分解部（３）では、ＡＴＭパケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データおよびクロックが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。
【００５０】
パケット分解部（４）では、ＩＰパケットが処理され、ペイロードのＣＲＣ１６もしくはＣＲＣ３２が計算され、データおよびクロックが生成される。データはヘッダおよびペイロードのＣＲＣチェックバイトが除去された部分で構成され、クロックはデータのタイミングをとるためデータと一対一対応がとれている。
【００５１】
次に、スピード変換部（１）においてクロックをＰＬＬ等により平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。
スピード変換部（２）においてクロックをＰＬＬ等で平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。
スピード変換部（３）においてクロックをＰＬＬ等で平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。
【００５２】
スピード変換部（４）においてクロックをＰＬＬ等で平滑することにより、送信元のオリジナル信号が再生される。スピード変換部の基本的構成は緩衝記憶器によって構成され、パケット分解部で抽出されたデータがパケット分解部３０２で生成されたクロック（以下、書き込みクロックという）により緩衝記憶器４０１に書き込まれる。また、書き込みクロックはＰＬＬ４０２に書き込まれて平均周波数が抽出され、このクロックにより緩衝記憶器からデータが読み出されることにより、オリジナルのデータ列が再生される。
【００５３】
次に、ヘッダのＣＲＣ１６演算について述べる。ＣＲＣ１６の生成多項式はＸ16＋Ｘ12＋Ｘ5＋１である。ＣＲＣ演算対象となるデータは８×１０＝８０ビットとなる。ここで８０行８０列の単位行列を考え、各行毎にＸ16を乗じ、生成多項式で除して剰余を求める。この剰余すなわち８０行１６列の行列の転値行列を取り、これを［Ｐ］で表す。この転置行列に演算対象８０符号から構成される列ベクトル［Ａ］を乗じる。このとき行列の積和演算においてｍｏｄ２演算が施され、ＣＲＣ１６の演算結果が求まる。この値をヘッダＣＲＣ１６としてヘッダに付加する。
【００５４】
パケット同期回路２１１，２１２においては、ヘッダに上記転置行列［Ｐ］に対して、１６行１６列の単位行列を［Ｉ］として行列［ＰＩ］を作る。この行列にヘッダ９６符号で構成される列ベクトル［Ｂ］を乗じる。このとき行列の積和演算においてｍｏｄ２演算が施された結果が全て０となればヘッダが検出されたと判断し、最上位１６ビットに示されているパケット長分カウントし、次のヘッダを同様にＣＲＣ演算する。同期がとれていない状態では９６ビットのメモリーを準備し、１ビットシフトする毎に上記の演算を施し、演算結果が０となるまでシフトする。演算結果がとなった時点でハンチングが完了したものとみなし、同期保護モードに入る。指定された回数だけヘッダのＣＲＣ１６演算結果が０となった場合同期が確立されたと判定する。また、ヘッダのＣＲＣ演算が続けて前もって指定された回数だけ誤った場合同期外れと判断する。ここで、スタッフ・バイトは別の同期回路で２バイトの一致検出を行い、同期確立の支援を行う。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明は、パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、トラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、上記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドによって構成されたヘッダと、上記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持するペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とからなるパケットを、複数多重化してから伝送するものである。
【００５６】
したがって、本発明は、物理層とデータリンク層が統合されたフレーム構成を用いてスタッフ用バイトを挿入することにより、１２５μｓの周期のフレームが構成できると同時に物理層のビット同期を確立することができる。また、ヘッダのＣＲＣ１６演算によってパケットの同期を確立することができる。さらに、本フレームはＳＴＭ、ＡＴＭおよびＩＰに対して共通のフレーム構成を提供するため、一つのネットワークで異なる種類の情報を同時に同一の方法で扱うことができる。特に中継ノードではパケットのヘッダおよびスタッフ用バイトによりビット同期およびパケット同期が確立され、同一の物理層／データリンク層統合スイッチを用いてＳＴＭ、ＡＴＭ、ＩＰがそれぞれ指定された方路に出力されるため、従来回線交換ネットワーク、ＡＴＭ交換ネットワークおよびＩＰネットワークとして、それぞれ別々のネットワークであったものを、単一のネットワークとして構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態（基本フレーム）を示す説明図である。
【図２】パケットの配列を示す説明図である。
【図３】ＳＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図４】ＡＴＭの場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図５】ラベル技術を用いて転送するＩＰｖ４，ｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図６】ネットワーク内のアドレスを用いて転送するＩＰｖ４，ＩＰｖ６の場合のヘッダの構成を示す説明図である。
【図７】ヘッダ拡張を示す説明図である。
【図８】ＯＡＭパケットの構成を示す説明図である。
【図９】スタッフ・バイトの構成を示す説明図である。
【図１０】送信部の構成を示すブロック図である。
【図１１】中継ノードの構成を示すブロック図である。
【図１２】中継ノードの構成を示すブロック図である。
【図１３】受信部の構成を示すブロック図である。
【図１４】スピード変換部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００…送信部、１０１…交換機、１０２…ＡＴＭスイッチ、１０３…ＩＰルータ、１０４…信号処理部、１０５…ＳＴＭ処理部、１０６…ＡＴＭセル順序制御部、１０７…ＩＰ優先制御部、１０８…ＦＩＦＯ、１０９…パケット組立部、１１０…パケット多重化部、１１１…スタッフ・バイト発生部、１１２…ＯＡＭパケット発生部、１１３…パケット多重化部、２００…中継ノード、２０１…物理層／データリンク層統合スイッチ、２１０…中継ノード、２１１，２１２…パケット同期回路、２１３…物理層／データリンク層統合スイッチ、２１４，２１５，２１６…パケットフレーム構築部、３００…受信部、３０１…パケット多重化部、３０２…パケット分解部、３０４…スピード変換部、３０５…交換機、３０６…ＡＴＭスイッチ、３０７…ＩＰルータ、３０８…ＯＡＭパケット検出部、４００…スピード変換部、４０１…緩衝記憶器、４０２…ＰＬＬ。
Claims (12)
- パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、同期転送モード（ＳＴＭ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）のトラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、前記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドで構成されたヘッダと、前記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持しかつその長さが最大長を有するとともに可変長であるペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とから構成されることにより物理層とデータリンク層で共通に使用されるフレーム構成を有するパケットを、前記同期転送モード（ＳＴＭ）、前記非同期転送モード（ＡＴＭ）または前記インターネット・プロトコル（ＩＰ）に係るトラヒックのいずれか一種類または複数種組み合わせ、複数多重化してから伝送し、
ＳＴＭ信号を伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成され、
ＡＴＭセルを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、
ラベル技術を用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、ラベルを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、
ネットワーク内のアドレスを用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、経路情報およびトラヒック・クラス並びにフロー分散を制御するための識別子を保持するフィールドとで構成され、
更に、前記ヘッダは、前記第６のフィールドの後に、オプションによって拡張可能なフィールドを有し、
多重化されたパケットは、前記ネットワークの保守および運用の管理に用いられるＯＡＭパケットと、前記多重化されたパケットの周期を一定に維持するためのスタッフ・バイトとを有することを特徴とする伝送方法。 - 請求項１記載の伝送方法において、
前記ＯＡＭパケットは、自動保護スイッチ用のバイトを保持するフィールドと、オーダ・ワイヤを保持するフィールドと、データ通信チャネルを保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成されていることを特徴とする伝送方法。 - 請求項１記載の伝送方法において、
前記スタッフ・バイトおよび前記パケット長を示す信号を保持する第１のフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されていることを特徴とする伝送方法。 - パケット長を示す信号を保持する第１のフィールド、パケットを転送する際の優先順位を示す信号を保持する第２のフィールド、同期転送モード（ＳＴＭ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）のトラヒックの種類を示す信号を保持する第３のフィールド、ヘッダ長を示す信号を保持する第４のフィールド、前記トラヒックの種類に応じた制御信号を保持する第５のフィールドおよびヘッダのＣＲＣ演算結果を示す信号を保持する第６のフィールドで構成されたヘッダと、前記トラヒックの種類に応じた情報信号を保持しかつその長さが最大長を有するとともに可変長であるペイロードと、このペイロードのＣＲＣ演算結果を示す信号とから構成されることにより物理層とデータリンク層で共通に使用されるフレーム構成を有するパケットを、 前記同期転送モード（ＳＴＭ）、前記非同期転送モード（ＡＴＭ）または前記インターネット・プロトコル（ＩＰ）に係るトラヒックのいずれか一種類または複数種組み合わせ、複数多重化してから送信する送信部と、
この送信部から受信したパケットに付加されている宛先アドレスまたはラベルに応じて、前記パケットを出力方路に出力する中継ノードと、
この中継ノードから受信したパケットを分離し、各パケットに所定のスピード変換を施してから交換機もしくはＡＴＭスイッチまたはＩＰルータに入力する受信部とを備え、
ＳＴＭ信号を伝送するためのパケットを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成され、
ＡＴＭセルを伝送するためのパケットを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、送信元アドレスを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、
ラベル技術を用いてＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、ラベルを示す信号を保持するフィールドと、将来の使用のために予約されたフィールドとで構成され、
ネットワーク内のアドレスを用いるＩＰｖ４またはＩＰｖ６パケットを伝送する場合には、前記ヘッダの前記第５のフィールドは、宛先アドレスを示す信号を保持するフィールドと、経路情報およびトラヒック・クラス並びにフロー分散を制御するための識別子を保持するフィールドとで構成され、
更に、前記ヘッダは、前記第６のフィールドの後に、オプションによって拡張可能なフィールドを有し、
多重化されたパケットは、前記ネットワークの保守および運用の管理に用いられるＯＡＭパケットと、前記多重化されたパケットの周期を一定に維持するためのスタッフ・バイトとを有することを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項４記載のネットワーク・システムにおいて、
前記ＯＡＭパケットは、自動保護スイッチ用のバイトを保持するフィールドと、オーダ・ワイヤを保持するフィールドと、データ通信チャネルを保持するフィールドと、対局の警報状態を示すリモート・アラームを保持するフィールドと、対局の信号受信状態を示すリモート・モニタを保持するフィールドとで構成されていることを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項４記載のネットワーク・システムにおいて、
前記スタッフ・バイトおよび前記パケット長を示す信号を保持する第１のフィールドは、所定のオフセットを法として完全代表系に変換されることにより、０連の発生が防止されていることを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項４記載のネットワーク・システムにおいて、
前記送信部は、
（ａ）デジタル加入者搬送装置もしくはローカル交換機またはタンデム交換機からなる交換機と、この交換機から出力されたＳＴＭ信号を処理する信号処理部と、ＳＴＭ信号の先頭位置およびデータ長を認識するＳＴＭ処理部と、前記信号処理部の出力が格納される第１のＦＩＦＯと、前記ＳＴＭ処理部の出力が格納される第２のＦＩＦＯと、前記第１のＦＩＦＯの出力が入力される第１のパケット組立部と、前記第２のＦＩＦＯの出力が入力される第２のパケット組立部と、
（ｂ）ＡＴＭスイッチと、このＡＴＭスイッチから出力されたＡＴＭセルが入力されるＡＴＭセル順序制御部と、このＡＴＭセル順序制御部の出力が格納される第３のＦＩＦＯと、この第３のＦＩＦＯの出力が入力される第３のパケット組立部と、
（ｃ）ＩＰルータと、このＩＰルータから出力されたＩＰパケット・データが入力されるＩＰ優先制御部と、このＩＰ優先制御部の出力が格納される第４のＦＩＦＯと、この第 ４のＦＩＦＯの出力が入力される第４のパケット組立部と、
（ｄ）前記第１、第２、第３および第４のパケット組立部の出力を多重化してから出力するパケット多重化部と、所定のスタッフ・バイトを生成して出力するスタッフ・バイト発生部と、所定のＯＡＭパケットを生成して出力するＯＡＭパケット発生部とを備えたことを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項４記載のネットワーク・システムにおいて、
前記中継ノードは、入力方路毎のパケットに含まれるヘッダのＣＲＣ演算結果およびスタッフ・バイトを用いてパケットの同期を確立させるパケット同期回路と、パケットのヘッダの宛先アドレスまたはラベルを参照して各パケットの出力方路を決定する物理層／データリンク層統合スイッチと、スタッフ・バイトを用いて前記パケットのフレームを再構築するパケット・フレーム構築部とを備えたことを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項８記載のネットワーク・システムにおいて、
前記パケット同期回路は、前記ヘッダのＣＲＣ演算における生成多項式として、Ｘ 16 ＋Ｘ 12 ＋Ｘ 5 ＋１を用いることを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項８記載のネットワーク・システムにおいて、
前記パケット同期回路は、スタッフ・バイトを用いて同期確立を行うことを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項４記載のネットワーク・システムにおいて、
前記受信部は、
（ａ）受信したパケットを分離するパケット多重分離部と、ＯＡＭパケットを検出するＯＡＭパケット検出部と、
（ｂ）前記パケット多重分離部から入力されたＳＴＭによるシグナリング・パケットを処理することによりデータおよびクロック並びにプリミティブを生成して出力する第１のパケット分解部と、受信したクロックに基づいて送信元のオリジナルのクロックを再生する第１のスピード変換部と、前記パケット多重分離部から入力されたＳＴＭによるパケットを処理することによりデータおよびクロック並びにプリミティブを生成して出力する第２のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第２のスピード変換部と、前記第１および第２のスピード変換部の出力が入力されかつデジタル加入者搬送装置もしくはローカル交換機またはタンデム交換機からなる交換機と、
（ｃ）前記パケット多重分離部から入力されたＡＴＭによるパケットを処理することによりデータおよびクロックを生成して出力する第３のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第３のスピード変換部と、この第３のスピード変換部の出力が入力されるＡＴＭスイッチと、
（ｄ）前記パケット多重分離部から入力されたＩＰによるパケットを処理することによりデータおよびクロックを生成して出力する第４のパケット分解部と、受信したクロックを処理して送信元のオリジナルのクロックを再生する第４のスピード変換部と、この第４のスピード変換部の出力が入力されるＩＰルータとを備えたことを特徴とするネットワーク・システム。 - 請求項１１記載のネットワーク・システムにおいて、
前記スピード変換部は、前記パケット分解部から出力されたクロックが格納される緩衝記憶器と、この緩衝記憶器に格納される前のクロックの平均周波数を抽出してこの平均周波数のクロックに従って前記緩衝記憶器に格納されているクロックを読み出すＰＬＬとを備えたことを特徴とするネットワーク・システム。
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