JP3546797B2 - 普遍的データリンクプロトコールを用いた通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明により初めて導入された普遍的データリンクプロトコールを用いた通信装置に関するものである。
【0002】
現在の通信ネットワークにおいては、回線交換モード(Synchronous Transfer Mode:STM)、ATM交換モード(Asynchronous Transfer Mode:ATM)及びInternetProtocol(IP)が存在し、別々のネットワークが構築されている。
【0003】
近年、WDM(Wavelength Division Multiplexing、波長分割多重)の発展に伴いこれら別々のネットワークを統一されたネットワークに組み替えることが現実のものとなってきた。
【0004】
本発明はこれら別々のネットワークを一つのネットワークに統合するためには物理層とデータリンク層に共通に使用するフレーム構成が必要となることに着目したものである。
【0005】
本発明は、本発明により新しく定義された普遍的データリンク:Universal Data Link(UDL)フレームとATMセルを混載することを特徴とする伝送方式において、物理層に物理層フレームが無い場合でも対応可能なように、仮想フレームを組み、更に、自己同期型スクランブルを採用することによる装置の実現方式に関する。
【0006】
【従来の技術】
既存のネットワークは音声電話網を中心にした回線交換網及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。
【0007】
しかしながら、近年、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 Protocol)を用いたネットワークが急速に成長しており、音声回線を利用し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。
【0008】
また、IPデータは回線交換処理された後にはルータ(Router)を用い専用線で構築されたIP網で転送されている。
【0009】
また、これらのデータ伝送に配慮したシステムとしてATMネットワークの構築も計られている。さらに、伝送システムもSONET/SDHの高速化並びにDWDMの導入により大容量化が計られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、叙上のように、種々のハイテク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。その結果、ネットワークの構築、運用、保守を複雑ならしめているのが現状である。このような中でSTM、ATM及びIPを単一のネットワークに収容することが不可欠になってきた。
【0011】
また、ネットワークの高速化に柔軟に対応するための新たな仕組みが要求されるに至った。更にまた、メトロWDMのように必ずしも物理層に物理層フレームが存在しないケースが考えられるようになった。
【0012】
このような状況の中で、本発明者等は鋭意研究の結果、新しいデータリンクプロトコールのフレームであるUDLを提案した。
【0013】
本UDLに関しては、本出願と同一出願人により出願された先願の明細書に開示されている。
【0014】
本発明は、従来の上記実情に鑑み、従来の技術に内在する上記要望を実現する為になされたものであり、従って本発明の目的は、上記ユニバーサルデータリンクUDLを有効に利用するために仮想フレームという概念を導入し、更に自己同期型スクランブラの導入によりデータの透過性を保証することを可能とした新規な通信装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明に係る通信装置は、情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN−5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCからなる普遍的データリンク(UDL)フレームと、ATMセルとを混載して構成され、物理層に物理層フレームがない場合でも対応可能なように一定周期の仮想フレーム(データリンク層および物理層共用フレーム)を用いていることを特徴としている。
【0016】
本発明に係る送信機は、情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN −5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCからなる普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、OAMパケット及びスタッフパケットを前記UDLパケットの間に隙間無く挿入することにより一定周期の仮想フレームを構成し、自己同期型スクランブラを採用したことを特徴としている。
【0017】
本発明に係る送信機はまた、前記UDLパケットとATMセルを混載した仮想フレームを使用して前記UDLパケットとATMセルを送信することを特徴としている。
【0018】
また本発明に係る送信機は、前記仮想フレーム単位に収容するUDLパケット及びATMセルに対し優先制御をおこなうことによりサービス品質を保証することを特徴としている。
【0019】
本発明に係る送信機はまた、情報通信ネットワークにおいて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として、4バイトのLengthフィールドLENと1バイトのFrameIDフィールドFIDから構成される最短パケット長が5バイトで、最大パケット長がペイロードフィールの(2LEN −5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドはヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCから成る普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、上位レイヤから写像されてくる複数のATMセルをその優先順位に従って一時蓄積する第1の緩衝記憶器と、上位レイヤから写像されてくる複数のUDLパケットをその優先順位に従って一時蓄積する第2の緩衝記憶器と、OAM(保守・運用)パケット及びスタッフパケットを一時蓄積する第3の緩衝記憶器と、前記第1、第2の緩衝記憶器からクロックに従って読み出された前記ATMセル及びUDLパケットを優先順位に従って順次網クロックに従ってセル/パケット多重するパケット多重化回路とを備え、該セル/パケット多重化回路において前記セル及びパケットを前記第2の緩衝記憶器から読み出された順番に配列され、その隙間に前記第3の緩衝記憶器からのOAMパケットまたはスタッフパケットを挿入されてある定められた周期の仮想フレームが構成され、該構成された仮想フレームは自己同期型スクランブラによりランダマイズされることを特徴としている。
【0020】
本発明に係る受信機は、情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN −5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCから成る普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、OAMパケット及びスタッフパケットを前記UDLパケットの間に隙間無く挿入することにより一定周期の仮想フレームを構成し、自己同期型スクランブラによってランダマイズされたデータ列を受信し、該受信データ列からクロックを抽出し、該抽出クロックを元に自己同期型ディスクランブラにより元の仮想フレームを再生することを特徴としている。
【0021】
本発明に係る受信機は、情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN −5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCから成る普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、受信したデータからクロックを抽出し該クロックを元にランダマイズされたデータから元のデータを再生する自己同期型ディスクランブラと、再生されたデータからATMセル、UDLパケット及びOAMパケットをそれぞれ優先順位に従って分離しスタッフパケットを廃棄するセル/パケット分離器と、前記ATMセルを一時記憶する第4の緩衝記憶器と、前記UDLパケットを一時記憶する第5の緩衝記憶器と、前記OAMパケットを一時記憶する第6の緩衝記憶器とを備えて構成される。
【0022】
〔発明の概要〕
先ず、本発明に従って、基準クロックにより、一定周期の仮想フレーム(データリンク層および物理層共用フレーム)が構成され、この仮想フレームの中に複数個のATMセル及び複数個のユニバーサルデータリンクUDLパケットが組み込まれ、更に最短長のユニバーサルデータリンクUDLによって組み立てられるスタッフパケット(空またはアイドルパケット)が挿入される。このようにして一定周期の仮想フレームが隙間なく埋められる。
【0023】
更に、送信側においては仮想フレームに組み込まれたデータは自己同期型スクランブラに送られてデータはランダマイズ(randomize)される。ランダマイズされたデータは適切な物理媒体を介して受信側に伝達される。
【0024】
受信側においては、受信したデータからクロックを抽出し、このクロックの元に自己同期型ディスクランブラを用いてランダマイズされたデータから元のデータが再生され、仮想フレームが再生される。更にATMセルヘッダ誤り訂正(HEC)検出によりセルが分離され、またUDLフレームはフレームヘッダ誤り訂正(FHEC)によりフレームが分離される。また、スタッフパケットは廃棄される。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をその好ましい一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0026】
図1は、本発明に係るユニバーサルデータリンクUDLのフレーム構成を示す図、図2は本発明に係る仮想フレームの構成例を示す図である。また図3は本発明に係る通信装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【0027】
[実施の形態の構成]
図1を参照するに、本発明に係るユニバーサルデータリンクUDLパケット10は、LengthフィールドLEN11とFrameIDフィールドFID12からなる4バイトとFHEC13 1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN11、FID12及びFHEC13からなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN −5)バイトで構成され、このペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED15、ペイロード(Payload)データフィールド14及び誤り検出フィールドP−CRC16で構成される可変長パケットである。
【0028】
図1〜図3を参照するに、53バイトで構成されるATMセル21と最短パケットが5バイトの可変長パケットであるUDLパケット10から構成され、ATMセル21はHECによりセルdelinetionされ、UDLフレーム10はLength(LEN)フィールドとFHECによりパケットdelineationされるATMセル21とUDLパケット10が混載されるシステムにおいて、複数のATMセル21を一時蓄積する緩衝記憶器FIFO1と、複数のUDLパケット10を一時蓄積する緩衝記憶器FIFO2と、OAM(保守・運用)パケット及びスタッフパケット22を一時蓄積する緩衝記憶器FIFO3とを備え、ATMセル21及びUDLパケット10の優先順位に従って順次網クロック100に従い読み出し、セル/パケット多重化回路101によってセル及びパケットを配列し、その隙間には緩衝記憶器FIFO3からのOAMパケットまたはスタッフパケット22を挿入し、ある定められた周期の仮想フレーム(Virtual Frame)(物理層及びデータリンク層共用フレーム)20を構成し、構成された仮想フレーム20を自己同期型スクランブラ102によりランダマイズする送信機と、受信側においては、受信したデータから、クロック100を抽出し、このクロック100の元に自己同期型ディスクランブラ201を用いてランダマイズされたデータから元のデータを再生し、再生されたデータはセル/パケット分離回路202によってATMセル21、UDLパケット10及びOAMパケットにそれぞれ優先順位を保ちながら分離され、ATMセル21はFIFO4に、UDLパケット10はFIFO5に、そしてOAMパケットはFIFO6にそれぞれ出力される。
【0029】
[実施の形態の動作]
次に、本発明による一実施の形態の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0030】
ユニバーサルデータリンクUDL10は、叙上の如く、Length(LEN)フィールド11とFrameID(FID)フィールド12からなる4バイトと、フレームヘッダエラー制御(FHEC)フィールド13の1バイトで構成される最短パケット長が5バイトで、最大パケット長が2LEN である可変長パケットである。
【0031】
ユニバーサルデータリンクUDLのフレーム構成を図1に示す。
【0032】
UDLパケット10は、Length(LEN)フィールド11とFHECフィールド13によりパケットdelineation(パケットの分離をよくする)される。
【0033】
一方、ATMセル21は、53バイトで構成され、ATMセルヘッダ誤り制御HECフィールドによりセルdelineationされる。
【0034】
送信側においては、ATMセル21とUDLパケット10が混載されスクランブルされる。
【0035】
先ず、複数のATMセル21を一時蓄積する緩衝記憶器FIFO1により上位レイヤから写像されてくるATMセル21はその優先順位に従い一時格納され、複数のUDLパケット10を一時蓄積する緩衝記憶器FIFO2により上位レイヤから写像されてくるUDLパケット10はその優先順位に従い一時格納され、OAM(保守・運用)パケット及びスタッフパケット22を一時蓄積する緩衝記憶器FIFO3によりOMAパケット、スタッフパケット22は一時格納され、緩衝記憶器FIFO1、FIFO2、FIFO3に格納された各パケットはそれぞれセル/パケット多重化回路(Ce11 Packet MUX)101からくるクロック(Network Clock)100に従って読み出される。
【0036】
読み出されたATMセル21及びUDLパケット10は優先順位に従って順次網クロック100に従い、セル/パケット多重化回路101によってセル/パケット多重される。セル/パケット多重化回路101においてはセル及びパケットを各緩衝記憶器から読み出された順番に配列し、その隙間には緩衝記憶器FIFO3からのOAMパケットまたはスタッフパケット22が挿入され、しかして、ある定められた周期の仮想フレーム20が構成される。この仮想フレーム20の構成例を図2に示す。構成された仮想フレーム20は自己同期型スクランブラ(Self Synchronized Scrambler)102によりランダマイズされる。
【0037】
受信側においては、受信側の逆の動作が行われる。すなわち、受信したデータから、クロック100が抽出され、このクロック100を元に自己同期型ディスクランブラ(Self Synchronized Descrambler)201を用いてランダマイズされたデータから元のデータが再生される。
【0038】
再生されたデータはセル/パケット分離回路(Cell Packet DMUX)202によってATMセル21、UDLパケット10及びOAMパケットはそれぞれ優先順位を保ちながら分離される。
【0039】
また、スタッフパケット22は廃棄される。
【0040】
ATMセル21は緩衝記憶器FIFO4に出力され、更に上位レイヤに逆写像される。UDLパケット10は緩衝記憶器FIFO5に出力され、更に上位レイヤに逆写像される。そしてOAMパケットは緩衝記憶器FIFO6に出力される。送受信機の構成を図3に示す。
【0041】
次に、自己同期型スクランブラ102/ディスクランブラ201の動作原理を説明する。
【0042】
まず、代表的なスクランブラ/ディスクランブラの構成を図4に示す。
【0043】
図4において、スクランブラ、ディスクランブラは両者共M段からなるフィードバックをおこなっているn段のシフトレジスタにより構成される。伝送路誤りが無い場合を想定すると、スクランブラとディスクランブラに入力される信号ビットは同一となることがわかる。
【0044】
この結果、ディスクランブラはそのシフトレジスタが満杯になればスクランブラに同期する。ここで、フィードバックのタップがj段目とn段目から出ていると仮定する。この時、スクランブルされたデータ列は
Am =(Bm +Am−j +Am−n )mod2
ディスクランブルされたシーケンスは、
Cm =(Am +Am−j +Am−n )mod2
=(Bm +Am−j +Am−j +Am−n )mod2
=Bm
となり、ディスクランブルの出力は源シーケンスとなる。
【0045】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、作用するものであり、本発明によれば以下にら示す効果が得られる。
【0046】
本発明では、新しく定義したデータリンクプロトコールであるユニバーサルデータリンク(UDL)プロトコールを用い、このユニバーサルデータリンクUDL上にインターネットプロトコール(IP)を写像し、複数のUDLパケットと複数のATMセルを混載することにより、音声、動画像、データ等のマルチトラフィックを収容することが可能となる。
【0047】
また、一定周期の仮想フレームを構成することによって、この中でATMセル及びUDLパケットの優先制御を行うことにより、サービス品質(QoS)を保証することが可能となり、更にメトロWDMのようにレイヤ1に物理層フレームが無い場合でも自己同期型スクランブラを採用することによって、完全な透過的伝送を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るユニバーサルデータリンクUDLのフレーム構成を示す図である。
【図2】本発明に係る仮想フレームの構成例を示す図である。
【図3】本発明に係る通信装置(送信機、受信機)の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図4】代表的なスクランブラ/ディスクランブラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…UDLパケット
20…仮想フレーム
21…ATMセル
22…スタッフパケット
FIFO1〜FIFO6…緩衝記憶器
100…クロック(Network Clock)
101…セル/パケット多重化回路(Cell Packet MUX)
102…自己同期型スクランブラ(Self Synchronized Scrambler)
201…自己同期型ディスクランブラ(Self Synchronized Descrambler)
202…セル/パケット分離回路(Cell Packet DMUX)
Claims (8)
- 情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN−5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCからなる普遍的データリンク(UDL)フレームと、ATMセルとを混載して構成され、物理層に物理層フレームがない場合でも対応可能なように一定周期のデータリンク層および物理層共用フレームを用いていることを特徴とする通信装置。
- 情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN−5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCからなる普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、OAMパケット及びスタッフパケットを前記UDLパケットの間に隙間無く挿入することにより一定周期のデータリンク層および物理層共用フレームを構成し、自己同期型スクランブラを採用したことを特徴とする送信機。
- 前記UDLパケットとATMセルを混載したデータリンク層および物理層共用フレームを使用して前記UDLパケットとATMセルを送信することを更に特徴とする請求項2に記載の送信機。
- 前記データリンク層および物理層共用フレーム単位に収容するUDLパケット及びATMセルに対し優先制御をおこなうことによりサービス品質を保証することを更に特徴とする請求項3に記載の送信機。
- 情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN−5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCから成る普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、上位レイヤから写像されてくる複数のATMセルをその優先順位に従って一時蓄積する第1の緩衝記憶器と、上位レイヤから写像されてくる複数のUDLパケットをその優先順位に従って一時蓄積する第2の緩衝記憶器と、OAM(保守・運用)パケット及びスタッフパケットを一時蓄積する第3の緩衝記憶器と、前記第1、第2の緩衝記憶器からクロックに従って読み出された前記ATMセル及びUDLパケットを優先順位に従って順次網クロックに従ってセル/パケット多重するパケット多重化回路とを備え、該セル/パケット多重化回路において前記セル及びパケットを前記第1、第2の緩衝記憶器から読み出された順番に配列され、その隙間に前記第3の緩衝記憶器からのOAMパケットまたはスタッフパケットを挿入されてある定められた周期のデータリンク層および物理層共用フレームが構成され、該構成されたフレームは自己同期型スクランブラによりランダマイズされることを特徴とした送信機。
- 情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN−5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCから成る普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、OAMパケット及びスタッフパケットを前記UDLパケットの間に隙間無く挿入することにより一定周期のデータリンク層および物理層共用フレームを構成し、自己同期型スクランブラによってランダマイズされたデータ列を受信し、該受信データ列からクロックを抽出し、該抽出クロックを元に自己同期型ディスクランブラにより元のデータリンク層および物理層共用フレームを再生することを特徴とした受信機。
- 請求項2においてUDLパケットとATMセルを混載したデータリンク層および物理層共用フレームを再生することを更に特徴とする請求項6に記載の送信機。
- 情報通信ネットワークにおいて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として、LengthフィールドLENとFrameIDフィールドFIDからなる4バイトとFHEC1バイトから構成される最短パケットが5バイトで、最大パケットはLEN、FID及びFHECからなるヘッダ部分5バイトとペイロードフィールドの(2LEN−5)バイトで構成され、該ペイロードフィールドは拡張ヘッダフィールドExHED、ペイロードデータフィールド及び誤り検出フィールドP−CRCからなる普遍的データリンク(UDL)フレームを用いる伝送方式において、受信したデータからクロックを抽出し該クロックを元にランダマイズされたデータから元のデータを再生する自己同期型ディスクランブラと、再生されたデータからATMセル、UDLパケット及びOAMパケットをそれぞれ優先順位に従って分離しスタッフパケットを廃棄するセル/パケット分離器と、前記ATMセルを一時記憶する第4の緩衝記憶器と、前記UDLパケットを一時記憶する第5の緩衝記憶器と、前記OAMパケットを一時記憶する第6の緩衝記憶器とを有することを特徴とする受信機。
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