JP2005236423A - Ethernet (r) multiplexing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イーサネット多重装置、特にポイント・ツー・ポイント(Point to Point)通信を行うイーサネット端末からの回線を収容するイーサネット多重装置に関する。 The present invention relates to an Ethernet multiplexer, and more particularly to an Ethernet multiplexer that accommodates a line from an Ethernet terminal that performs point-to-point communication.
従来のこの種のイーサネット多重装置におけるフロー制御は、伝送速度自動調整機能を備え、多様な伝送速度を支援するポートを備えたイーサネットスイッチにおいて、伝送速度を支援するポートに連結される外部装置の伝送速度をスイッチが支援する伝送速度に合うように自動設定し、外部装置とスイッチの間の伝送されるデータをインタフェーシングして、外部装置から入力されるデータによるスイッチ内のオーバフロー発生時、ライン接続部に入力データの伝送速度をデータの出力伝送速度と一致するように減速させるための制御信号を出力して、入力データ伝送速度をダウン調整させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。 The conventional flow control in this type of Ethernet multiplexing device has an automatic transmission rate adjustment function, and in an Ethernet switch having a port that supports various transmission rates, transmission of an external device connected to the port that supports the transmission rate. The speed is automatically set to match the transmission speed supported by the switch, the data transmitted between the external device and the switch is interfaced, and when the overflow occurs in the switch due to the data input from the external device, the line connection A control signal for decelerating the input data transmission rate to coincide with the data output transmission rate is output to the unit to adjust the input data transmission rate down (see, for example, Patent Document 1).
また、スイッチングハブの出力ポートにおいて、端末グループ別の輻輳判断を行い、輻輳と判断されたグループにのみ輻輳通知パケットを出力することとし、輻輳判断は、出力ポートに設けたグループ別のバッファの使用量によって行い、また、輻輳の状態を2段階に判断し、単独のポート、複数のポートに対しフロー制御を行うようにしている(例えば、特許文献2参照)。 Also, at the output port of the switching hub, congestion judgment is performed for each terminal group, and a congestion notification packet is output only to the group that is determined to be congested. The congestion determination is performed using the buffer for each group provided at the output port. Depending on the amount, the congestion state is judged in two stages, and flow control is performed for a single port or a plurality of ports (see, for example, Patent Document 2).
ところで、イーサネット端末間でポイント・ツー・ポイント通信を行うに当り、専用線網を経由する場合、エンド・ツー・エンド(End to End)での伝送速度自動設定(Auto-negotiation)制御ができないことにより、上述した従来技術では互いの通信速度を認識する手段がないため、イーサネット端末間で異なる通信速度(10Mbpsまたは100Mbps)で通信を行う可能性がある。そして、その可能性が現実化した場合には、片方のイーサネット端末から対向のイーサネット端末に対し、その受信許容範囲を超えるフレームデータを送信することとなる。 By the way, when performing point-to-point communication between Ethernet terminals, end-to-end (End-to-End) transmission speed automatic setting (Auto-negotiation) control cannot be performed via a dedicated network. Therefore, since there is no means for recognizing each other's communication speed in the above-described prior art, there is a possibility of communication at different communication speeds (10 Mbps or 100 Mbps) between Ethernet terminals. When this possibility is realized, frame data that exceeds the allowable reception range is transmitted from one Ethernet terminal to the opposite Ethernet terminal.
このため、イーサネット多重装置からイーサネット端末へフレームを送信する際、イーサネット端末内でフレームが廃棄され、またはイーサネット端末からのフロー制御によりイーサネット多重装置からの送信が停止し、イーサネット多重装置内で不必要にフレームが廃棄されるという第1の問題点がある。 For this reason, when transmitting a frame from the Ethernet multiplexer to the Ethernet terminal, the frame is discarded in the Ethernet terminal, or transmission from the Ethernet multiplexer is stopped by flow control from the Ethernet terminal, and unnecessary in the Ethernet multiplexer. There is a first problem that frames are discarded.
また、専用線網の中に、必然的に廃棄されるフレームが伝送されていると考えられ、専用線網の帯域が非効率に使われるという第2の問題点がある。 Further, it is considered that a frame that is inevitably discarded is transmitted in the leased line network, and there is a second problem that the bandwidth of the leased line network is used inefficiently.
そこで、本発明の目的は、イーサネットベースの専用線網においてエンド・ツー・エンドイーサネット端末同士のポイント・ツー・ポイント通信を行う際に、不必要なフレーム廃棄を避け、また、網帯域を効率的に使用できるイーサネット多重装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to avoid unnecessary frame discard and to efficiently reduce network bandwidth when performing point-to-point communication between end-to-end Ethernet terminals in an Ethernet-based dedicated line network. An object of the present invention is to provide an Ethernet multiplexer that can be used for the above.
請求項1記載の発明は、専用線網(図1の3)を介してポイント・ツー・ポイント通信を行うイーサネット端末(図1の1,5)からの回線を収容するイーサネット多重装置において、イーサネット端末が接続されているイーサネット回線(図2の10)と1対1対応の第1のMAC-PHY部(図2の11),バッファ部(図2の12)及び速度制御部(図2の13)と、多重分離部(図2の14)と、第2のMAC-PHY部(図2の15)とで構成され、第1の第1のMAC-PHY部は、イーサネット回線を収容しイーサネット端末との間のMACフレームを終端し、バッファ部は、対応する第1のMAC-PHY部から出力されたフレームデータを書き込むためのFIFOを備え、多重分離部は、各バッファ部から読み出されたフレームデータを多重して多重フレームを生成し、さらに第1のMAC-PHY部から出力されるイーサネット回線の通信速度情報を予め定められたデータ領域に挿入し、第2のMAC-PHY部は、多重分離部から出力された多重フレームを、ギガビットイーサネットまたはSDHのフレームにマッピングし、ギガビットイーサネット回線またはSDH回線等の集中(Agregate)回線(図2の20)へ送信し、速度制御部は、多重フレームの予め定められた領域に挿入された対向イーサネット回線からの対向通信速度情報を検出し、バッファ部に対して読出し制御信号を出力することを特徴とするイーサネット多重装置である。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、バッファ部は、フレームデータ蓄積量が設定されたFIFOの閾値を超えたらフロー制御信号を第1のMAC-PHY部に出力する機能を有し、第1のMAC-PHY部はフロー制御信号に応答して、対応するイーサネット端末からのデータ送信を抑止することを特徴とするイーサネット多重装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the buffer unit has a function of outputting a flow control signal to the first MAC-PHY unit when the frame data accumulation amount exceeds a set FIFO threshold. And the first MAC-PHY unit is an Ethernet multiplexer characterized in that it suppresses data transmission from the corresponding Ethernet terminal in response to the flow control signal.
本発明では、イーサネット端末の通信速度をイーサネット多重装置が検出し、対向のイーサネット多重装置に通知する。対向のイーサネット多重装置では、その通知を元に、バッファ部からフレームデータを読み出す速度を加減する。 In the present invention, the Ethernet multiplexer detects the communication speed of the Ethernet terminal and notifies the opposite Ethernet multiplexer. In the opposite Ethernet multiplexer, the speed of reading frame data from the buffer unit is increased or decreased based on the notification.
また、対向のイーサネット多重装置では、その通知を元に、ポーズフレームを使用したフロー制御、またはバックプレッシャ制御により、接続されているイーサネット端末の送信を抑制する制御を行う。 Also, the opposing Ethernet multiplexer performs control to suppress transmission of the connected Ethernet terminal by flow control using a pause frame or back pressure control based on the notification.
本発明によれば、イーサネットベースの専用線網においてエンド・ツー・エンドのイーサネット端末同士のポイント・ツー・ポイント通信を行う際、イーサネット多重装置において受信側イーサネット端末の受信許容速度を超えないよう、送信側イーサネット端末の送信速度を動的に抑制する制御を行う構成としたため、イーサネット多重装置内での不必要なフレーム廃棄を避け、また、網帯域を効率的に使用できるという効果を得ることができる。 According to the present invention, when performing point-to-point communication between end-to-end Ethernet terminals in an Ethernet-based leased line network, the Ethernet multiplexing apparatus does not exceed the reception allowable speed of the receiving-side Ethernet terminal. Since it is configured to control the transmission speed of the transmitting Ethernet terminal dynamically, it is possible to avoid unnecessary frame discard in the Ethernet multiplexer and to obtain an effect that the network bandwidth can be used efficiently. it can.
本発明のイーサネット多重装置は、専用線網を介してポイント・ツー・ポイント通信を行うイーサネット端末殻の回線を収容するイーサネット多重装置であって、イーサネット端末が接続されているイーサネット回線と1対1対応の第1のMAC-PHY部,バッファ部及び速度制御部と、多重分離部と、第2のMAC-PHY部とで構成される。 The Ethernet multiplexer of the present invention is an Ethernet multiplexer that accommodates a line of an Ethernet terminal shell that performs point-to-point communication via a dedicated network, and is one-to-one with the Ethernet line to which the Ethernet terminal is connected. A corresponding first MAC-PHY unit, a buffer unit, a rate control unit, a demultiplexing unit, and a second MAC-PHY unit are configured.
第1の第1のMAC-PHY部は、イーサネット回線を収容しイーサネット端末との間のMACフレームを終端する。バッファ部は、対応する第1のMAC-PHY部から出力されたフレームデータを書き込むためのFIFOを備える。多重分離部は、各バッファ部から読み出されたフレームデータを多重して多重フレームを生成し、さらに第1のMAC-PHY部から出力されるイーサネット回線の通信速度情報を予め定められたデータ領域に挿入する。第2のMAC-PHY部は、多重分離部から出力された多重フレームを、ギガビットイーサネットまたはSDHのフレームにマッピングし、ギガビットイーサネット回線またはSDH回線等の集中(Agregate)回線へ送信する。 The first first MAC-PHY unit accommodates the Ethernet line and terminates the MAC frame with the Ethernet terminal. The buffer unit includes a FIFO for writing the frame data output from the corresponding first MAC-PHY unit. The demultiplexing unit multiplexes the frame data read from each buffer unit to generate a multiplexed frame, and further, the communication speed information of the Ethernet line output from the first MAC-PHY unit is a predetermined data area Insert into. The second MAC-PHY unit maps the multiplexed frame output from the demultiplexing unit to a Gigabit Ethernet or SDH frame, and transmits the frame to an aggregated line such as a Gigabit Ethernet line or an SDH line.
速度制御部は、多重フレームの予め定められた領域に挿入された対向イーサネット回線からの対向通信速度情報を検出し、バッファ部に対して読出し制御信号を出力するのである。 The speed control unit detects counter communication speed information from the counter Ethernet line inserted in a predetermined area of the multiplex frame, and outputs a read control signal to the buffer unit.
以下、図面を参照して具体的に説明する。図1は、イーサネット端末1とイーサネット端末5が、MAN(メトロエリアネットワーク)等に構築されるイーサネットベースの専用線網3を介して、ポイント・ツー・ポイント通信を行う場合を示している。イーサネット端末1は、専用線網3のエッジに位置し複数のイーサネット回線を多重し、ギガビットイーサネット回線または同期ディジタル・ハイアラーキ(SDH:Synchronous Digital Hierarchy)回線等の集中(Agregate)回線に伝送するイーサネット多重装置2に接続されている。対向のイーサネット端末5も同様なイーサネット多重装置4に接続されている。
Hereinafter, specific description will be given with reference to the drawings. FIG. 1 shows a case where the Ethernet
本来、イーサネットインタフェースを備える端末またはイーサネット接続装置間でポイント・ツー・ポイント通信を行う場合、接続相手との間でIEEE802.3uで標準化されているAuto-negotiation制御により、10Mbpsまたは100Mbpsの通信環境を構築し通信を行う。しかしながら、図1の形態では、イーサネット多重装置2,4及び専用線網3を中継しているため、イーサネット端末1,5間で直接にAuto-negotiation制御が行なえず、通信速度(10Mbpsまたは100Mbps)の異なる状態でポイント・ツー・ポイント通信を行う可能性がある。
Originally, when performing point-to-point communication between a terminal equipped with an Ethernet interface or an Ethernet connection device, the communication environment of 10 Mbps or 100 Mbps can be established with auto-negotiation control standardized by IEEE802.3u with the connection partner. Build and communicate. However, in the form of FIG. 1, since the Ethernet multiplexers 2 and 4 and the leased
そこで、例えば、イーサネット端末1の通信速度/方式が100Mbps/全二重、イーサネット端末5の通信速度が10Mbpsとした場合、イーサネット多重装置2はイーサネット端末1の通信速度が100Mbpsであることをイーサネット多重装置4に対向通信速度情報として通知しておく。また、イーサネット多重装置4はイーサネット端末5の通信速度が10Mbpsであることをイーサネット多重装置2に対向通信速度情報として通知しておく。
Therefore, for example, when the communication speed / method of the Ethernet
いま、イーサネット端末1からイーサネット端末5にMACフレーム6を送信する場合、イーサネット多重装置2では、イーサネット端末5の通信速度、すなわち対向通信速度情報が10Mbpsであるため、内蔵するバッファ部からのフレームデータ読出し速度は10Mbpsとする。これにより、イーサネット端末5に対し10Mbpsを超える速度でのMACフレームを送信されない。
Now, when the MAC frame 6 is transmitted from the Ethernet
また、イーサネット多重装置2はバッファ部のFIFOのデータ蓄積量が閾値Sを超えた場合、イーサネット端末1に対しよりポーズ(Pause)フレーム7を送出する。この時のポーズ時間Tpは、閾値S=2kbitとすると、Tp=2k/10Mbps=200msとなり、この時間だけイーサネット端末1からの送信が停止する。
In addition, when the amount of data stored in the FIFO of the buffer unit exceeds the threshold value S, the Ethernet multiplexer 2 sends a pause frame 7 to the Ethernet
以上のような構成により、イーサネット端末1からイーサネット端末5に対する通信速度は、定常的に10Mbpsとなる。
With the above configuration, the communication speed from the Ethernet
図2はイーサネット多重装置2,4の詳細図である。これらのイーサネット多重装置は、イーサネット端末が接続されているイーサネット回線10と1対1対応のMAC-PHY部11,バッファ部12及び速度制御部13と、多重分離部14と、MAC-PHY部15とで構成されている。
FIG. 2 is a detailed view of the Ethernet multiplexers 2 and 4. These Ethernet multiplexers include a MAC-
各MAC-PHY部11はイーサネット回線10を収容し、MAC(メディアアクセスコントロール)フレーム6を終端する。バッファ部12は、対応するMAC-PHY部11から出力されたフレームデータを書き込むためのFIFOを有し、また、設定されたFIFOの閾値を超えたらフロー制御信号18をMAC-PHY部11に出力する機能を有する。
Each MAC-
多重分離部14は、各バッファ部12から読み出されたフレームデータを多重して多重フレームを生成し、さらにMAC-PHY部11から出力されるイーサネット回線の通信速度情報16(10Mbpsまたは100Mbps)を予め定められたデータ領域に挿入する。MAC-PHY部15は、多重分離部14から出力された多重フレームを、ギガビットイーサネットまたはSDHのフレームにマッピングし、ギガビットイーサネット回線またはSDH回線等の集中回線20へ送信する。
The
一方、多重分離部14は、MAC-PHY部15が受信した多重フレームからイーサネット回線10宛てのMACフレームを分離する。速度制御部13は、多重フレームの予め定められた領域に挿入された対向イーサネット回線からの対向通信速度情報19を検出し、バッファ部12に対して読出し制御信号17を出力する。
On the other hand, the
次に、図2のイーサネット多重装置の動作について説明する。 Next, the operation of the Ethernet multiplexer of FIG. 2 will be described.
先ず、イーサネット回線10から集中回線20へのデータ多重処理について説明する。MAC-PHY部11では、各イーサネット回線10の入力ストリームに対し、物理レイヤ(PMD,PMA,PCS)及びMACの処理を施してMACフレームを抽出し、バッファ部12においてMACフレームデータをFIFOに書き込む。また、MAC-PHY部11に接続されているイーサネット端末1の通信速度が10Mbpsまたは100Mbpsかどうかを、Auto-negotiation制御または強制モード時の場合その設定値により認識し、多重分離部14に通信速度情報16として出力する。
First, data multiplexing processing from the
多重分離部14は、バッファ部12から読み出されたMACフレームデータにオーバヘッドを付加して多重し、多重フレームを生成してギガビットイーサネットまたはSDHのMAC-PHY部15に出力する。また、このオーバヘッド内の決められた領域に通信速度情報16を挿入する。MAC-PHY部15は多重フレームをギガビットイーサネットまたはSDHのフレームにマッピングし、集中回線20を中継して対向のイーサネット多重装置に送信する。
The
一方、集中回線20からイーサネット回線10へのデータ処理時には、MAC-PHY部15において集中回線20からのストリーム終端を行い、多重分離部14に多重フレームを出力する。多重分離部14は、イーサネット回線10毎に多重フレーム内に多重されたMACフレームデータを分離し、それぞれのイーサネット回線10に対応するMAC-PHY部11に出力する。また、多重時に付加されたオーバヘッド内の決められた領域に挿入されている対向イーサネット端末の対向通信速度情報19を読み出し、速度制御部13に出力する。
On the other hand, at the time of data processing from the
次に、本イーサネット多重装置において、対向イーサネット端末の受信許容速度を超えてMACフレームデータを送信しないために、ポーズフレームを使用したフロー制御または、バックプレッシャ制御により、接続されている送信側イーサネット端末の送信を抑制する手段について説明する。 Next, in this Ethernet multiplexing apparatus, in order not to transmit the MAC frame data exceeding the reception allowable speed of the opposite Ethernet terminal, the transmitting-side Ethernet terminal connected by the flow control using the pause frame or the back pressure control is used. A means for suppressing the transmission of will be described.
先ず、バッファ部12の内のFIFOからのフレームデータ読出し速度を制御する。その手段として、速度制御部13において対向通信速度情報19から、対向イーサネット端末の通信速度を認識し、その通信速度でバッファ部12の内のFIFOから定常的に読出し制御信号17を出力する。
First, the frame data reading speed from the FIFO in the
また、バッファ部12ではFIFO内のフレームデータ蓄積量を監視しており、蓄積量が設定された閾値Sを超えた場合、フロー制御信号18をMAC-PHY部11に出力する。MAC-PHY部11はフロー制御信号18をトリガーに、送信側イーサネット端末に対し収容しているイーサネット回線が全二重の場合はポーズフレームを送信する。
The
ポーズフレームを受信したイーサネット端末はIEEE802.3uに従い、ポーズフレーム内のポーズ時間だけ送信を止める。ポーズ時間=Tpは、対向通信速度情報=Ybps、FIFO閾値=Sビットとすると、Tp=S/Y秒となる。Tp時間だけ送信が止まることにより、FIFO内に蓄積していたフレームデータが廃棄されず全て読み出される。 The Ethernet terminal that has received the pause frame stops transmission for the pause time in the pause frame according to IEEE802.3u. The pause time = Tp is Tp = S / Y seconds assuming that the opposite communication speed information = Ybps and the FIFO threshold = S bits. By stopping the transmission for the time Tp, all the frame data stored in the FIFO is read without being discarded.
なお、イーサネット回線が半二重の場合は、送信側イーサネット端末に対し衝突(Collision)強制発生によるバックプレッシャ制御を行い、その間の送信を止めるようにする。 When the Ethernet line is half-duplex, back pressure control is performed on the transmitting Ethernet terminal by forced collision, and transmission during that time is stopped.
1 イーサネット端末
2 イーサネット多重装置
3 専用線網
4 イーサネット多重装置
5 イーサネット端末
6 MACフレーム
7 ポーズフレーム
10 イーサネット回線
11 MAC-PHY部
12 バッファ部
13 速度制御部
14 多重分離部
15 MAC-PHY部
16 通信速度情報
17 読出し制御信号
18 フロー制御信号
19 対向通信速度情報
20 集中回線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
イーサネット端末が接続されているイーサネット回線と1対1対応の第1のMAC-PHY部,バッファ部及び速度制御部と、多重分離部と、第2のMAC-PHY部とで構成され、
前記第1の第1のMAC-PHY部は、イーサネット回線を収容し前記イーサネット端末との間のMACフレームを終端し、
前記バッファ部は、対応する第1のMAC-PHY部から出力されたフレームデータを書き込むためのFIFOを備え、
前記多重分離部は、各バッファ部から読み出されたフレームデータを多重して多重フレームを生成し、さらに前記第1のMAC-PHY部から出力されるイーサネット回線の通信速度情報を予め定められたデータ領域に挿入し、
前記第2のMAC-PHY部は、前記多重分離部から出力された多重フレームを、ギガビットイーサネットまたはSDHのフレームにマッピングし、ギガビットイーサネット回線またはSDH回線等の集中(Agregate)回線へ送信し、
前記速度制御部は、前記多重フレームの予め定められた領域に挿入された対向イーサネット回線からの対向通信速度情報を検出し、前記バッファ部に対して読出し制御信号を出力することを特徴とするイーサネット多重装置装置。 In an Ethernet multiplexer that accommodates a line from an Ethernet (registered trademark) terminal that performs point-to-point communication via a dedicated line network,
It is composed of a first MAC-PHY unit, a buffer unit, a speed control unit, a demultiplexing unit, and a second MAC-PHY unit, one-to-one correspondence with the Ethernet line to which the Ethernet terminal is connected,
The first first MAC-PHY unit accommodates an Ethernet line and terminates a MAC frame with the Ethernet terminal;
The buffer unit includes a FIFO for writing frame data output from the corresponding first MAC-PHY unit,
The demultiplexing unit multiplexes frame data read from each buffer unit to generate a multiplexed frame, and communication speed information of the Ethernet line output from the first MAC-PHY unit is predetermined. Insert into the data area,
The second MAC-PHY unit maps the multiplexed frame output from the demultiplexing unit to a Gigabit Ethernet or SDH frame, and transmits the frame to an aggregated line such as a Gigabit Ethernet line or an SDH line.
The Ethernet is characterized in that the speed controller detects opposite communication speed information from an opposite Ethernet line inserted in a predetermined area of the multiplex frame, and outputs a read control signal to the buffer. Multiple device equipment.
前記第1のMAC-PHY部は前記フロー制御信号に応答して、対応するイーサネット端末からのデータ送信を抑止することを特徴とする請求項1記載のイーサネット多重装置装置。 The buffer unit has a function of outputting a flow control signal to the first MAC-PHY unit when a frame data accumulation amount exceeds a set FIFO threshold;
The Ethernet multiplexing apparatus according to claim 1, wherein the first MAC-PHY unit suppresses data transmission from a corresponding Ethernet terminal in response to the flow control signal.
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