JP2000165413A - 通信装置、通信方法および記憶媒体 - Google Patents

通信装置、通信方法および記憶媒体

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JP2000165413A
JP2000165413A JP26815199A JP26815199A JP2000165413A JP 2000165413 A JP2000165413 A JP 2000165413A JP 26815199 A JP26815199 A JP 26815199A JP 26815199 A JP26815199 A JP 26815199A JP 2000165413 A JP2000165413 A JP 2000165413A
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Mitsumasa Mori
光正 森
Toshihiko Ogura
敏彦 小倉
Tatsuo Mochinaga
辰雄 持永
Shigeo Arai
重雄 荒井
Toshimichi Noaki
俊道 野明
Kiyotaka Imagawa
清隆 今川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】伝送速度や特性の異なる様々なデータが混在す
る通信において、それらのデータの特性および伝送速度
に応じて通信処理を制御し、かつ効率のよい処理を行う
ことのできる通信装置および通信方法を提供する。 【解決手段】入力されたデータに対し音声データである
かファクシミリデータであるかの判定を行う音声・ファ
クシミリ判定部と、音声データを符号化してフレームを
生成して出力する音声符号化手段と、ファクシミリデー
タを伝送速度を判別した結果に基づいて符号化し、フレ
ームを生成して出力するファクシミリ符号化手段と、音
声符号化手段またはファクシミリ符号化手段から出力さ
れたフレームから可変長のパケットを生成し、フレーム
ヘッダのフレームに関する情報をパケットヘッダに格納
してパケットに付与して出力するパケット生成手段と、
パケットを固定長のセルに格納するセル組み立て手段を
備え、パケット生成手段は、ファクシミリデータについ
ては、音声データよりも長いパケットを生成するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報を固定長のセ
ルに格納してセル単位で送受信する通信装置および通信
方法に関し、特に情報の特性に応じてセル組み立て制御
を行う通信装置、通信方法および記憶媒体に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、通信機器の高性能化・インフラの
高速化に伴い、ネットワークアーキテクチャも高速性が
要求されるようになってきた。また、音声データ、画像
データ、コンピュータデータ等の伝送速度や特性の異な
る様々な情報を1つのネットワークで送受信できるマル
チメディア通信機能を有するネットワークが望まれてい
る。非同期転送モード(以下ATM:Asynchronous Tra
nsfer Mode)はこうした機能を実現するために生み出さ
れた交換技術であり、低速度の通信から高速広帯域の通
信までをサポートでき、かつ通信中の伝送速度の変動に
も対応可能である。そのため、新たにネットワークを組
む場合に、全ての通信をATMにネットワークに収容す
る、フルATMネットワークも構築され始めている。
【0003】音声/画像のようなリアルタイム性を重視
する通信とデータ系通信を統合したATMのようなネッ
トワークでは、データ系通信は必要に応じて確保できる
だけの伝送容量を用いた通信(ATMではUBR:Unspe
cified Bit Rate等)を用いる。一方、音声系はリアルタ
イム性を重視した揺らぎの小さい通信(ATMではCB
R:Constant Bit Rate等)を用いる。しかしながら、音
声系の通信には、人の会話のようなリアルタイム性を重
視する音声データと、ファクシミリ(FAX)等のリアル
タイム性はあまり重視されないデータの2種類のデータ
が混在している。ATM網において、音声データとFA
Xデータの混在したデータをセル化して送受信する技術
については、特開平8−146999号に記載されてい
るものがある。特開平8−146999号は、符号化復
号の繰り返しによる音声品質の劣化と、伝送遅延を最小
限に抑えることを目的とし、符号化音声データに有音/
無音の検出結果の情報を付与してセル化している。その
際に無音/有音の検出結果に基いて不必要に復号と符号
化を繰り返すことなくセル化できるようにしている。一
方、FAXデータについて特開平8−146999号は
有音無音検出結果によらず、受信したデータをすべて固
定長ビットずつセルに格納して出力するようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】音声系通信に含まれる
2種類のデータのうち、音声データは、会話に支障をき
たさないように低遅延時間や周期性を保証する必要があ
る。FAXデータは、遅延時間の要求は厳しくないが、
FAX機器同士でネゴシエーションして伝送速度を決め
るため通信単位毎に伝送速度が異なるという特性があ
る。特開平8−146999号においては、受信したF
AXデータをすべて固定長ビットずつセルに格納して出
力していたので、様々な伝送速度のFAXデータに対
し、その伝送速度に応じた処理を行うというようなこと
はできなかった。また、特開平8−146999号にお
いては、それぞれのデータの特性に応じた処理を行いつ
つ、かつ処理の効率を向上させることについては考慮さ
れていなかった。
【0005】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は、伝送速度や特性の異なる様々な
データが混在する通信において、それらのデータの特性
および伝送速度に応じて通信処理を制御し、かつ効率の
よい処理を行うことのできる通信装置および通信方法を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、入力された音声データおよびファクシミ
リデータに対し音声データであるかファクシミリデータ
であるかの判定を行う音声・ファクシミリ判定部と、音
声データを符号化し、符号化音声データを一定時間間隔
毎に区切ってフレームに関する情報を格納したフレーム
ヘッダを付与してフレームを生成して出力する音声符号
化手段と、ファクシミリデータの伝送速度を判別した結
果に基づいて符号化し、符号化ファクシミリデータを一
定時間間隔毎に区切ってフレームに関する情報を格納し
たフレームヘッダを付与してフレームを生成して出力す
るファクシミリ符号化手段と、音声符号化手段またはフ
ァクシミリ符号化手段から出力されたフレームから可変
長のパケットを生成し、フレームヘッダのフレームに関
する情報をパケットヘッダに格納してパケットに付与し
て出力するパケット生成手段と、パケットを固定長のセ
ルに格納するセル組み立て手段を備え、パケット生成手
段は、ファクシミリデータについては、音声データより
も長いパケットを生成するようにしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。
【0008】まず、図1−図3を用いて、本発明の構成
について説明する。
【0009】図1は、本発明を適用するシステム全体の
構成図である。
【0010】図1に示すように、本発明を適用するシス
テム全体の構成は、例えばルータ101やホストコンピ
ュータ102、構内交換機103(以下PBX:Privat
e Branch Exchange)が接続された複数のATMスイッ
チ100aおよび100bが、ATMネットワークを介
して接続された構成となっている。ATMスイッチ−A
100aは、ルータ−A101a、ホストコンピュータ
A102a、PBX−A103aを経由してそれらに接
続された端末(例えばPBX−A103aであれば、電
話機104a、FAX105a等)から受信したデータ
をセルに格納し、ATMネットワーク106を経由して
相手方のATMスイッチ−B100bに送信する。AT
Mスイッチ−B100bは、受信したセルを分解し、ル
ータ−B101bやホストコンピュータ−B102b、
PBX−B103bに送信する。ATMスイッチ−B1
00bからも同様にルータ−B101bやホストコンピ
ュータ−B102b、PBX−B103bを介して端末
から受信したデータをセル化してATMネットワーク1
06を経由して相手方のATMスイッチ−A100aに
送信する。セル化されたデータは、ATMスイッチ−A
100aと接続しているルータ−A101aやホストコ
ンピュータ−A102a、PBX−A103aに送信す
る。ルータ−A101aやホストコンピュータ−A10
2a、PBX−A103aは、受信したデータをそれら
に接続された端末に渡す。
【0011】次に、ATMスイッチの構成および動作に
ついて説明する。
【0012】図2は、図1に示すATMスイッチ100
aまたは100bの構成を示す図である。以下、各AT
Mスイッチを代表したATMスイッチを用いて説明する
ために、参照番号にサフィックスを省略している。
【0013】ATMスイッチ100は、PBX103と
は、受信信号線R1および送信信号線S1で接続され
る。ATMスイッチ100は、PBX103を介して電
話機104およびFAX105から受信した音声データ
およびFAXデータをATMセル化してスイッチ部30
0に送出するとともに、スイッチ部300から受信した
ATMセルの分解を行う音声/FAX伝送部200を有
する。音声/FAX伝送部200において組み立てられ
たATMセルは、スイッチ部300、ATM伝送部40
0を経由してATMネットワーク106に送出され、相
手方のATMスイッチ100のATM伝送部400に送
信される。ATM伝送部400は、スイッチ部300か
ら受信したセルをネットワーク106を介して別のAT
Mスイッチ100に伝送する機能を有している。セルの
送信先が同じATMスイッチに接続されたPBXである
場合には、ATMネットワーク106にセルを送出せ
ず、スイッチ部300から送り先のPBXと接続された
音声/FAX伝送部200にセルを送出する。
【0014】一方、ATMネットワーク106を介して
ATM伝送部400が受け取ったデータは、スイッチ部
300経由で音声/FAX伝送部200に渡され、音声
/FAX伝送部200で処理して送信信号線S1経由で
PBX103に送信される。音声/FAX伝送部20
0、ATMスイッチ部300およびATM伝送部400
の動作は、夫々独立したコンピュータのプログラム実行
にしたがって行なわれる。
【0015】次に、音声/FAX伝送部200の構成お
よび動作を説明する。
【0016】図3は、音声/FAX伝送部200の構成
を示す図である。
【0017】受信信号線R1から受信したデータは、ま
ず、音声/FAX符号化部210の音声/FAX判別部
211に入力される。音声/FAX判別部211は、入
力されたデータが音声かFAXかの判別を行う。FAX
信号であると判定された場合には、入力データをFAX
信号符号化部212に送信する。FAX信号符号化部2
12は、その後、FAX通信を行う端末間でネゴシエー
ションの結果決定されたFAX信号の伝送速度に従っ
て、入力されたFAXデータを符号化する。符号化した
データは、周期タイマ219が発生する10ms毎の周
期単位で、フレーム化されてヘッダを付加して出力され
る。
【0018】一方、受信信号線R1から入力されたデー
タが音声信号であった場合には、データは音声信号符号
化部213に送られ、符号化される。符号化された音声
データも、周期タイマ219が発生する10ms毎の周
期単位で、フレーム化されてヘッダを付加して出力され
る。セレクタ214は、FAX信号符号化部212また
は音声信号符号化部213から出力されたデータフレー
ムを、送受信部220の送信用バッファメモリに格納す
る。
【0019】図4は、図3に示す音声/FAX判別部が
行う処理の手順を示すフローチャートである。
【0020】図4に示すフローチャート400におい
て、まず、音声/FAX判別部211内の各種パラメー
タを初期化し(ステップ401)、データ入力を知らせ
るATMネットワーク106からの割り込みを待つ(ス
テップ402)。データを受け取ると、音声/FAX判
別部211はその入力データを解析する(ステップ40
3)。解析の結果、入力データがPBXからのファクシ
ミリデータである場合(ステップ404で“FAX”)
は、ステップ405へ進みその伝送速度に応じたフレー
ム化を行う。解析の結果、入力データが音声データであ
る場合(ステップ404“音声”)は、ステップ406
へ進みその伝送速度に応じたフレーム化を行う。
【0021】次にFAX信号符号化部212、音声信号
符号化部213から出力されるフレームのフォーマット
について図5および図6を用いて説明する。
【0022】図5は、音声データのフレームフォーマッ
トの例を示す図である。
【0023】図6は、FAXデータのフレームフォーマ
ットの例を示す図である。
【0024】音声データは、符号化しない場合は伝送速
度が64Kbit/s、符号化方法の違いで、32Kb
it/s、16Kbit/s、8Kbit/sの複数種
類の伝送速度のいずれかで送受信される。
【0025】一方、FAXデータも14.4Kbit/
s、12Kbit/s、9.6Kbit/s、7.2K
bit/s、4.8Kbit/s、2.4Kbit/
s、300bit/sの複数種類の伝送速度のいずれか
となる。これらの様々な伝送速度のデータを取り扱うに
あたっては、それぞれの伝送速度のデータのフレーム長
がnバイト(nは整数)となっていると処理の効率がよ
くなり、かつ例えばバッファメモリのようなメモリへの
格納も資源を効率良く管理できる。本実施例において
は、この点を考慮し、音声データとFAXデータを10
ms周期でフレーム化する。
【0026】10ms周期でフレーム化すると、音声デ
ータのフレームのデータ長は、上記の伝送速度の順に、
夫々80バイト、40バイト、20バイト、10バイト
となる。
【0027】図5は、8Kbit/sに符号化された音
声データのフレームのフォーマットの例を示している。
図5の500に示すように、音声フレーム500は、2
バイトのヘッダとデータ領域で構成される。図5に示し
た例では、音声データ500は8Kbit/sに符号化
されたデータであるので、10ms周期でフレーム化す
るとフレーム長は10バイトとなっている。他の伝送速
度でも、同様にフレーム化できる。
【0028】一方、FAXデータの場合には、14.4
Kbit/s、12Kbit/s、9.6Kbit/
s、7.2Kbit/s、4.8Kbit/s、2.4
Kbit/s、300bit/sの伝送速度のFAXデ
ータのフレーム長は、図6のハッチングされた部分で示
されるようにそれぞれ18バイト、15バイト、12バ
イト、9バイト、6バイト、3バイト、3ビットとな
る。FAXデータでは伝送速度が300bit/sのデ
ータ以外は、フレーム長が整数倍のバイトになる。
【0029】本実施例においては、データ読取り/書込
みの利便性を考慮して図6に示すように、FAXデータ
611−617のフレーム長は、この300bit/s
のデータも含め無効データを追加して偶数バイトになる
ようにしている。したがって、伝送速度が14.4Kb
it/sのFAXデータ611のフレーム長は18バイ
ト、伝送速度12Kbit/sのFAXデータ612の
フレーム長は16バイト、伝送速度9.6Kbit/s
のFAXデータ613のフレーム長は12バイト、伝送
速度7.2Kbit/sのFAXデータ614のフレー
ム長は10バイト、伝送速度4.8Kbit/sのFA
Xデータ615のフレーム長は6バイト、伝送速度2.
4Kbit/sのFAXデータ616のフレーム長は4
バイト、伝送速度300bit/sのFAXデータ61
7のフレーム長は2バイトとする。そして、それぞれの
フレームにはヘッダ2バイトを付加する。
【0030】図7は、データフレームのヘッダ情報を説
明する図である。
【0031】2バイトのヘッダのうち、上位9ビットを
用いてデータ種別およびデータ長に関する情報を格納す
る。
【0032】音声データであるか、FAXデータである
かのデータ種別に関する情報は、7、8ビットの2ビッ
トを用いる。“00”が音声データを、“10”がFA
Xデータを示す。このほか、例えばPB信号には“0
1”を割り当ててもよい。フレーム長は、9ビットから
15ビットまでの7ビットを用いて表現する。例えば8
Kビット/sの符号化音声データであればフレーム長は
10バイトになるので“0001010”となる。
【0033】このようにヘッダを構成することにより、
ヘッダを見れば、データ種別情報からフレームに格納さ
れているデータが音声データであるのかFAXデータで
あるのか判別でき、またデータ長からデータの伝送速度
が判別できる。
【0034】なお、データフレームのヘッダは、後述す
る送信用バッファメモリ222に格納される際には、取
除かれている。
【0035】以上の例では、周期を10msした場合に
ついて説明したが、周期を10msの整数倍にしてフレ
ームを作成しても、同様にフレーム長はバイトの整数倍
になる。従って20ms等の値を用いても良いが、周期
が長くなるほどフレーム長も長くなり、信号の遅延時間
が増長するため、周期は短い方が望ましい。従って本実
施例では、フレームを生成する周期を10msとした。
【0036】図3に戻り、10ms周期でデータを区切
ってヘッダを付加して生成したフレームは、送受信部2
20の送信用バッファメモリ222に逐次格納される。
AAL2セル送受信部221においては、送信用バッフ
ァメモリ222に格納されたフレームを読み出してCP
Sパケット化した後にATMセルを組み立てる。AAL
2セル送信部221でセル化したデータはATMスイッ
チ部300およびATMネットワーク106を経由し
て、相手側ATMスイッチに伝送する。
【0037】相手側ATMスイッチ100の音声/FA
X伝送部200において、AAL2セル受信部223
は、セルを分解して図5および図6のフレームフォーマ
ットで、受信用バッファメモリ224に受信データを格
納する。音声/FAX判別部218はフレームのヘッダ
情報からそのフレームに格納されたデータの種別を判別
し、FAX信号復号化部216または音声信号復号化部
217へ渡す。音声データの場合は、音声信号復号化部
217は符号化されたデータを復号し、セレクタ215
経由で送信信号線S1に送出する。FAX信号の場合
は、FAX信号復号化部216はフレームヘッダのデー
タ長をもとに伝送速度を判断し、伝送速度に対応した復
号処理を行って復号したFAXデータを信号線S1に送
出する。ATMセルの分解の説明は、AAL2セル送信
部221、音声/FAX判別部211、FAX信号符号
化部212および音声信号符号化部213の動作から容
易に類推できるので詳しい説明は省略する。
【0038】以下、データフレームからATMセルを組
み立てる動作について説明する。
【0039】データフレームからATMセルを組み立て
る際、フレームを一旦最大データ長がATMセルのそれ
よりも大きい可変長のパケットに変換する。そしてこの
可変長パケットからATMセルを生成する。
【0040】フレームを一旦パケットに変換する方法
は、1997年2月にITU-T勧告草案I.363.2としてその方式
が発表されており、この勧告において規定されたパケッ
トはCPSパケット(AAL Type2 Common Part Sublaye
r)と呼ばれている。CPSパケットは3バイトのCP
Sパケットヘッダ部701と、最大64バイトのデータ
を格納できるCPSパケットペイロード部とからなる。
本実施例では、可変長パケットとして、このCPSパケ
ットを用いている。CPSパケットヘッダ部は、チャネ
ルID(CID:Channel Identifier)8ビットと、C
PSパケットペイロードに含まれるデータ長を示すペイ
ロード長(LI:Length Indicator)6ビットと、ユー
ザ間の通信に用いることができるユーザ間情報(UU
I:User-to-User Indication)5ビットと、伝送中に発
生したエラーを検出するためのヘッダエラー検出ビット
(HEC:Header Error Control)5ビットからなる。
【0041】ITU−T勧告では、CPSパケットのフ
ォーマットについては規定されているが、どのように音
声データおよびFAXデータをCPSパケット化するか
については何も規定されていない。本実施例において
は、ATMセルを効率良く使用することのできる音声デ
ータおよびFAXデータのCPSパケット化について説
明する。
【0042】まず、ATM網106を介して送受信しよ
うとするデータとCPSパケットおよびATMセルの関
係について一般的な例で説明する。
【0043】図8はデータとCPSパケットとATMセ
ルの関係を説明する図である。
【0044】図8において、ユーザデータ801a〜8
01dは、それぞれユーザA、ユーザB、ユーザC、ユ
ーザDからATMスイッチに送られてきて、送信用バッ
ファメモリに格納されたデータである。AAL2セル送
信部においては、このユーザデータからCPSパケット
802a〜802dを生成する。ここでは各ユーザデー
タ毎にCPSパケット化した場合について図示してい
る。CPSパケットは可変長である。そして、CPSパ
ケット802a〜802dを順番にATMセルのペイロ
ードに格納し、固定長のATMセル803a、803b
を組み立てる。
【0045】このようにATMセルを組み立てる際、一
旦CPSパケットというパケットを作成することによ
り、1つのATMセルに異なる複数のユーザからのデー
タを格納することもできるようになり、ATMセルを効
率よく使用できる。
【0046】しかし、単純にユーザ毎にCPSパケット
を生成し、それを順番にATMセルに詰めていくという
一般的な方法は、すべてのデータに適する訳ではない。
本実施例では音声データおよび様々な伝送速度のFAX
データをそれぞれのデータの特性に合わせ、かつ効率よ
く伝送できるCPSパケットおよびATMセルの組み立
て方法を図9−図14を用いて説明する。
【0047】図9は、図3に示すAAL2セル送信部2
21が行う処理の手順を示すフローチャートである。
【0048】図9に示すフローチャート900におい
て、まず、AAL2セル送信部221内の各種パラメー
タを初期化し(ステップ901)、送信用バッファメモ
リ222からのデータフレーム送信要求である割り込み
を待つ(ステップ902)。データフレームを受け取る
と、AAL2セル送信部221はその入力データフレー
ムに付属するヘッダ情報(図7の700)を解析するこ
とにより、その入力データフレームが音声データフレー
ムであるかまたはファクシミリデータフレームであるか
を判別する(ステップ903)。判別の結果、ファクシ
ミリデータであれば(ステップ904)、その伝送速度
を判別する(ステップ905)。
【0049】ステップ906でFAXフレームカウント
値を1つだけインクリメントする。インクリメントされ
たFAXフレームカウント値が所定の値(例えば、伝送
速度が9.6Kbit/sの場合は“5”。図14参
照)になるまでステップ902〜906を繰り返す。イ
ンクリメントされたFAXフレームカウント値が所定の
値になれば、ステップ908に進み、それまでのFAX
データフレームを1つのCPSパケットに格納する。C
PSパケットに格納されたFAXデータフレームのデー
タ長が47バイトに等しいかまたはそれを越えたら(ス
テップ909の“YES”)、その47バイト部分を1
つのATMセルに格納する(ステップ910)。CPS
パケットに格納されたFAXデータフレームの残りの部
分は、次のATMセルの先頭部分に格納される。こうし
て作成されたATMセルをATMネットワーク106に
送出する。
【0050】ステップ904で判別の結果、入力データ
フレームが音声データフレームであれば、ステップ91
1へ進み、有音データフレームか無音データフレームか
を判別する。判別の結果有音データフレームである場
合、ステップ912で音声フレームカウント値を1つだ
けインクリメントする。ステップ913で、蓄積された
音声フレームの合計が1つのATMセル内に収まるかど
うか判別する。まだ音声データフレームを1つのATM
セル内に追加格納可能であれば(ステップ913の“N
O”)、ステップ902〜913を繰り返す。ステップ
913で、蓄積された音声フレームの合計が1つのAT
Mセル内の最大収納可能数(例えば8Kbit/sの場
合は4データフレーム)であれば、それまでの音声デー
タフレームでCPSパケット化し(ステップ914)、
ステップ910でその1つのCPSパケットを1つのA
TMセルに格納する。
【0051】ステップ911で、最初の無音入力データ
フレームであれば、その無音データフレームを無視し、
ステップ902に戻る。ステップ911で、既に有音デ
ータフレームを受け取った後の無音データフレームであ
れば、ステップステップ914に進み、既に受け取った
有音データフレームだけでCPSパケット化を行う。ス
テップ914でパケット化されたCPSパケットは、ス
テップ910でATMセル化されATMネットワーク1
06へ送出される。
【0052】図10は、音声データのCPSパケット化
およびATMセル化を説明する図である。
【0053】図10は、8bit/sに符号化された音
声データ1001a−1001dのCPSパケット化お
よびセル化を示している。8bit/sに符号化された
音声データの場合、音声フレームのデータ長は10バイ
トである。ATMセルのペイロードは48バイトである
ので、音声フレーム4つを1つのCPSパケットとする
ことでパケット化された1つのCPSパケット(e.
g.,1002a)を1つのATMセルに格納すること
ができる。図8に例示したように、一般的には、1つの
ATMセルに複数のCPSパケットを格納し、1つのC
PSパケットを複数のATMセルにまたがるように格納
して送信すること(セルまたがり)も可能である。しか
し、本実施例においては音声データについてはセルまた
がりがおきないようにATMセルを組み立てる。これ
は、音声データはリアルタイム性が要求されるため、遅
延時間を短く抑えるためである。セルまたがりがある
と、後のセルを受け取るまでデータが揃わないため、後
のセルの到着を待って処理を行わなければならない。従
って遅延時間が長くなる。図10では4つの音声フレー
ム1001a〜1001dを1つのCPSパケット10
02aに格納し、それにパケットヘッダ(PH)を付け
て1つのATMセル1003aに格納する。ATMセル
1003aのペイロードの残りの領域には、無効データ
1004aをパディングする。また、無音のフレームに
ついてはCPSパケットには格納せず、ATMセル10
03bにおいては2つの有音フレームのみを格納し、無
効データ1004bをパディングして送出する。なお、
図10において、SFは、ATMセル内のCPSパケッ
トの最初のヘッダ(PH)の位置を示すスタートフィー
ルド(STF)である。
【0054】次に、FAXデータのCPSパケット化お
よびATMセル化について説明する。
【0055】図11は、FAXデータ1101a−11
01JのCPSパケット化およびATMセル化を説明す
る図である。
【0056】FAXフレームは伝送速度によりフレーム
長が異なる。また、FAXデータは音声データに比べる
とリアルタイム性に対する要求は厳しくないので、遅延
時間よりも伝送効率を重視してCPSパケット化および
ATMセル化を行う。そこで、なるべくATMセルを効
率よく使用できるように、1つのCPSパケットのパケ
ット長をできるだけ長くし、また1つのCPSパケット
が複数のATMセルにまたがるようにATMセルを組み
立てる。パケット長を長くすることにより、データに対
するCPSパケットヘッダ、ATMセルヘッダの割合が
相対的に少なくなるので伝送効率が向上する。CPSパ
ケットは最大パケット長が64バイトと決められている
ので、この値を超えない範囲で最大のパケット長になる
ようにCPSパケットのペイロードにフレームを格納す
る。ただし、FAXデータでも伝送速度が遅い場合は、
CPSパケット長を長くすると1つ分のCPSパケット
を生成するのに要する時間が長くなり、遅延時間が多く
なり、また、ATMセルに組み立てるときの状態で分割
される数が変化するため、揺らぎも大きくなる。従っ
て、伝送速度が遅い場合には、CPSパケット長はあま
り長くせず、セルまたがりも起こらないようにATMセ
ルを組み立てる。
【0057】図11は、高速伝送速度である9.6Kb
itの場合のFAXデータのCPSセル化およびATM
セル化の例である。伝送速度が9.6Kbit/sの場
合には、CPSパケットには5つのフレーム1101a
〜1101eを格納できる。伝送速度が14.4Kbi
t/sのときはフレーム3つで54バイト、12Kbi
t/sのときはフレーム3つで48バイトとり、CPS
パケットの最大ペイロードデータ長より小さい。これに
3バイトのCPSパケットヘッダ(PH)を付加してC
PSパケット1102aを生成する。CPSパケットヘ
ッダには、CPSパケットに格納されているデータ種別
やデータ長の情報を格納する。同様にCPSパケット1
102b、も作成する。ATMセルは、これらのCPS
パケットを固定長のセルペイロードに順番に詰めて組み
立てる。図11の1102aおよび1102bのよう
に、CPSパケットは複数のATMセルにまたがって格
納される場合もある。また、CPSパケットが複数のA
TMセルにまたがって格納される場合は、フレームとフ
レームとの境界で分割されないで、1つのFAXフレー
ムが2つのATMセルに分割されることが多いであろ
う。
【0058】図12に1つのCPSパケットを複数のA
TMセルに分割して格納する場合の例を示す。
【0059】CPSパケットはパケットペイロード長の
最大値が64バイトである。64バイトに近いパケット
長のCPSパケット1202bを作成すると、図12に
示すように最大3つのATMセル1203a、1203
b、1203cに分割されて格納される。ファクシミリ
の伝送速度が速い場合は、遅延時間が短くなるので、こ
のようなセルまたぎが起きても揺らぎも小さく、問題と
ならない。
【0060】一方、ファクシミリの伝送速度が遅い場合
には図13に示すように、CPSパケットペイロードサ
イズを44バイト以下にしてATMセル1つにCPSパ
ケット1つが入るようにする。図13では、ファクシミ
リの伝送速度が低速の4.8Kbit/sの場合を示し
ている。図において、7つのFAXフレーム1301a
−1301gで1つのCPSパケット1302aを構成
し、CPSパケット1302aのみで1つのATMセル
1303aを構成する。ATMセル1303aの残りの
領域には無効データ1304aをパディングする。
【0061】図14に、FAXデータの伝送速度とフレ
ーム化したときのデータ長、1つのCPSパケットに格
納するフレーム数およびCPSパケットのペイロード長
の関係を示す。
【0062】本実施例では、伝送速度300bit/
s、2.4Kbit/s、4.8Kbit/sまでを低
速の伝送速度のFAX信号として、1つのCPSパケッ
トが1つのATMセルに格納できるようにCPSパケッ
トを構成し、セルまたがりが発生しないように1つのC
PSパケットは1つのATMセルに格納する。
【0063】図14の例では、伝送速度300bit/
sのFAXデータは、フレーム長が2バイトであり、遅
延時間も考慮して1つのCPSパケットには最大10フ
レームを格納する。2.4Kbit/sはフレーム長が
4バイトであるので、1つのCPSパケットに最大10
フレームを格納する。4.8Kbit/sはフレーム長
が6バイトであるので、1つのCPSパケットに最大7
フレームを格納する。
【0064】一方、図14で伝送速度7.2Kbit/
s以上のFAXデータは、高速のFAX信号とする。C
PSパケットペイロード長がなるべく長くなるようにC
PSパケット化し、セルまたがりも許容して効率重視で
ATMセルを組み立てる。伝送速度7.2Kbit/s
のFAXデータは、フレーム長が10バイトであり、1
つのCPSパケットには最大6フレームを格納する。伝
送速度12Kbit/sおよび14.4Kbit/sの
FAXデータは、フレーム長がそれぞれ16および18
バイトであり、1つのCPSパケットには最大3フレー
ムを格納する。伝送速度9.6Kbit/sのFAXデ
ータについては図11で説明した通りである。
【0065】
【発明の効果】本発明によれば、伝送速度や特性の異な
る様々なデータが混在する通信において、それらのデー
タの特性および伝送速度に応じて通信処理を制御し、か
つ効率のよい処理を行うことのできる通信装置および通
信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例となる通信システムの概略構成
図である。
【図2】図1に示すATMスイッチの概略構成図であ
る。
【図3】図2に示す音声/FAX伝送部の概略構成図で
ある。
【図4】図3に示す音声/FAX判別部が行う処理の手
順を示すフローチャートである。
【図5】音声データのフレームフォーマットの例を示す
図である。
【図6】FAXデータのフレームフォーマットの例を示
す図である。
【図7】音声データまたはFAXデータの各フレームに
付されるヘッダ情報の例を示す表である。
【図8】ユーザデータとCPSパケットとATMセルと
の関係を説明するために使用する図である。
【図9】図3に示すAAL2セル送信部が行う処理の手
順を示すフローチャートである。
【図10】音声データのCPSパケット化およびATM
セル化を説明するために使用する図である。
【図11】FAXデータのCPSパケット化およびAM
Tセル化を説明するために使用する図である。
【図12】1つのCPSパケットが、複数のATMセル
に分割されて格納される例を示す図である。
【図13】伝送速度の低いFAXデータのCPSパケッ
ト化およびATMセル化を説明するために使用する図で
ある。
【図14】FAXの伝送速度と、1つのCPSパケット
に格納するFAXデータフレームに関する種々の値との
関係を示す表である。
【符号の説明】
100a,100b…ATMスイッチ、101a,10
1b…ルータ、102a,102b…ホストコンピュー
タ、103a,103b…PBX、104a,104b
…電話、105a,105b…FAX、106…ATM
ネットワーク、200…音声FAX伝送部、210…音
声FAX符号化部、211…音声FAX判別部、212
…FAX信号符号化部、213…音声信号符号化部、2
14…セレクタ、215…セレクタ、216…FAX信
号復号化部、217…音声信号復号化部、218…音声
FAX判別部、219…周期タイマ、220…送受信
部、221…AAL2セル送信部、222…送信用バッ
ファメモリ、223…AAL2セル受信部、224…受
信用バッファメモリ、300…スイッチ部、400…伝
送部、S1…送信信号線、R1…受信信号線、701
a,701b,701c,701d…ユーザデータ、7
02a,702b,702c,702d,802a,8
02b,802c,902a,902b,902c,1
001,1101a,1101b,1101c…CPS
パケット、703a,703b,803a,803b,
803c,903a,903b,1002,1102
a,1102b,1102c…ATMセル、801a,
801b,801c,801d…音声信号フレーム、8
04a,804a,804b,804c…無効データ、
901a,901b,901c…FAXデータ。
フロントページの続き (72)発明者 持永 辰雄 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 荒井 重雄 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 野明 俊道 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 今川 清隆 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力されたデータを固定長のセルに格納し
    て通信網を介して送受信する通信装置であって、 入力されたデータが音声データであるかファクシミリデ
    ータであるかの判定を行う音声・ファクシミリ判定部
    と、 音声データを符号化し、符号化音声データを一定時間間
    隔毎に区切ってフレームに関する情報を格納したフレー
    ムヘッダを付与してフレームを生成して出力する音声符
    号化手段と、 ファクシミリデータの伝送速度を判別して上記判別結果
    に基づいて符号化し、符号化ファクシミリデータを一定
    時間間隔毎に区切ってフレームに関する情報を格納した
    フレームヘッダを付与してフレームを生成して出力する
    ファクシミリ符号化手段と、 上記音声符号化手段または上記ファクシミリ符号化手段
    から出力されたフレームから可変長のパケットを生成
    し、上記フレームヘッダのフレームに関する情報をパケ
    ットヘッダに格納して上記パケットに付与して出力する
    パケット生成手段と、 上記パケットを固定長のセルに格納するセル組み立て手
    段を有することを特徴とする通信装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の通信装置であって、前記
    音声符号化手段および上記ファクシミリ符号化手段は、
    音声データおよびファクシミリデータを10ms毎に区
    切りフレームを生成することを特徴とする通信装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の通信装置であって、前記
    パケット生成手段は入力されたフレームのフレームヘッ
    ダを参照し、上記入力されたフレームがファクシミリデ
    ータである場合には、音声データよりもパケット長の長
    いパケットを生成することを特徴とする通信装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の通信装置であって、前記
    セル組み立て手段は、前記パケット長の長いパケットを
    セルに格納する際、1つのセルに格納できない場合には
    複数のセルに分割して格納することを特徴とする通信装
    置。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の通信装置であって、前記
    パケット生成手段は、入力されたフレームのフレームヘ
    ッダを参照し、上記入力されたフレームが伝送速度の高
    いファクシミリデータである場合には、音声データより
    もパケット長の長いパケットを生成し、前記セル組み立
    て手段は、前記パケット長の長いパケットをセルに格納
    する際、1つのセルに格納できない場合には複数のセル
    に分割して格納し、上記入力されたフレームが伝送速度
    の低いファクシミリデータである場合には、上記伝送速
    度の高いファクシミリデータよりパケット長の短いパケ
    ットを生成し、前記セル組み立て手段は、前記よりパケ
    ット長の短いパケットをセルに格納する際、1つのセル
    に格納することを特徴とする通信装置。
  6. 【請求項6】入力されたデータを固定長のセルに格納し
    て通信網を介して送受信する通信方法であって、 入力されたデータが音声データであるかファクシミリデ
    ータであるかの判定を行い、 音声データであれば音声符号化し、符号化した音声デー
    タを一定時間間隔毎に区切ってフレームに関する情報を
    格納したフレームヘッダを付与してフレームを生成して
    出力し、ファクシミリデータであれば伝送速度を判別し
    て上記判別結果に基づいて符号化し、 符号化ファクシミリデータを一定時間間隔毎に区切って
    フレームに関する情報を格納したフレームヘッダを付与
    してフレームを生成して出力し、 上記音声フレームまたは上記ファクシミリフレームから
    可変長のパケットを生成し、上記フレームヘッダのフレ
    ームに関する情報をパケットヘッダに格納して上記パケ
    ットに付与して出力し、 上記パケットを固定長のセルに格納することを特徴とす
    る通信方法。
  7. 【請求項7】請求項6に記載の通信方法であって、音声
    データフレームおよびファクシミリデータフレームは、
    符号化音声データおよび符号化ファクシミリデータを1
    0ms毎に区切って生成することを特徴とする通信方
    法。
  8. 【請求項8】請求項6に記載の通信方法であって、上記
    入力されたフレームがファクシミリデータである場合に
    は、音声データよりもパケット長の長いパケットを生成
    することを特徴とする通信装置。
  9. 【請求項9】請求項8に記載の通信方法であって、前記
    パケット長の長いパケットをセルに格納する際、1つの
    セルに格納できない場合には複数のセルに分割して格納
    することを特徴とする通信装置。
  10. 【請求項10】請求項6に記載の通信方法であって、入
    力されたフレームのフレームヘッダを参照し、上記入力
    されたフレームが伝送速度の高いファクシミリデータで
    ある場合には、音声データよりもパケット長の長いパケ
    ットを生成し、前記パケット長の長いパケットをセルに
    格納する際、1つのセルに格納できない場合には複数の
    セルに分割して格納し、上記入力されたフレームが伝送
    速度の低いファクシミリデータである場合には、上記伝
    送速度の高いファクシミリデータよりパケット長の短い
    パケットを生成し、前記パケット長の短いパケットを、
    1つのセルに格納することを特徴とする通信装置。
  11. 【請求項11】ATMスイッチにおいてリアルタイム処
    理を必要とする入力データをATMセルに交換する方法
    であって、 前記入力データを符号化し、前記符号化された入力デー
    タを所定データ長毎に区切ることにより複数のデータフ
    レームを生成し、 ATMセルが有する固定データ長より大きい最大格納デ
    ータ長を有する可変長パケット内に、データ長が前記A
    TMセルの前記固定データ長を越えない数のデータフレ
    ームを格納することによりパケット化されたデータフレ
    ームを作成し、前記パケット化されたデータフレームを
    1つのATMセルに格納するステップを含む方法。
  12. 【請求項12】クレーム11に記載の方法において、 前記入力データがリアルタイム処理を必要とする音声デ
    ータであるか否かを判別し、 前記判別の結果を含むヘッダ情報を各データフレームに
    付し、 前記ヘッダ情報に基づいて、前記データフレームのパケ
    ット化を実行するステップを更に含む方法。
  13. 【請求項13】クレーム11に記載の方法において、 前記入力データがリアルタイム処理を必要とする低速伝
    送速度のファクシミリデータであるか否かを判別し、 前記判別の結果および前記伝送速度を含むヘッダ情報を
    各データフレームに付し、 前記ヘッダ情報に基づいて、前記データフレームのパケ
    ット化を実行するステップを更に含む方法。
  14. 【請求項14】クレーム12において、前記データフレ
    ームが無音データフレームを含む場合は、前記無音デー
    タフレームを無視し、前記無音データフレーム以前に入
    力された音声データフレームでパケット化を実行するス
    テップを更に含む方法。
  15. 【請求項15】ATMスイッチにおいてリアルタイム処
    理を必要としない入力データをATMセルに変換する方
    法であって、 前記入力データを符号化し、前記符号化された入力デー
    タを所定データ長毎に区切ることにより複数のデータフ
    レームを生成し、 ATMセルが有する固定データ長より大きい最大格納デ
    ータ長を有する可変長パケット内に、データ長が前記A
    TMセルの前記固定データ長を越えるデータフレーム数
    であって、かつ、前記可変長パケットの前記最大格納デ
    ータ長を越えない範囲でできるだけ多くのデータフレー
    ムを格納することによりパケット化されたデータフレー
    ムを作成し、 前記パケット化されたデータフレームを分割して複数の
    ATMセルに格納するステップを含む方法。
  16. 【請求項16】クレーム15に記載の方法において、 前記入力データがリアルタイム処理を必要としないファ
    クシミリデータであるか否かを判別し、 前記判別の結果およびファクシミリ伝送速度を含むヘッ
    ダ情報を各データフレームに付し、 前記ヘッダ情報に基づいて、前記データフレームのパケ
    ット化を実行するステップを更に含む方法。
  17. 【請求項17】ATMスイッチにおいて入力データをA
    TMセルに変換する方法であって、 前記入力データを符号化し、前記符号化された入力デー
    タを所定データ長毎に区切ることにより複数のデータフ
    レームを生成し、 前記入力データがリアルタイム処理を必要とするタイプ
    のデータである場合は、ATMセルが有する固定データ
    長より大きい最大格納データ長を有する可変長パケット
    内に、データ長が前記ATMセルの前記固定データ長を
    越えない数のデータフレームを格納することによりパケ
    ット化されたデータフレームを作成し、 前記パケット化されたデータフレームを1つのATMセ
    ルに格納し、 前記入力データがリアルタイム処理を必要としないタイ
    プのデータである場合は、ATMセルが有する固定デー
    タ長より大きい最大格納データ長を有する可変長パケッ
    ト内に、データ長が前記ATMセルの前記固定データ長
    を越えるデータフレーム数であって、かつ、前記可変長
    パケットの前記最大格納データ長を越えない範囲ででき
    るだけ多くのデータフレームを格納することによりパケ
    ット化されたデータフレームを作成し、前記パケット化
    されたデータフレームを分割して複数ATMセルに格納
    するステップを含む方法。
  18. 【請求項18】クレーム17に記載の方法において、 前記入力データがリアルタイム処理を必要とする音声デ
    ータであるか、リアルタイム処理を必要としないファク
    シミリデータかを判別し、 前記判別の結果と前記入力データの伝送速度のうち少な
    くとも1つを含むヘッダ情報を各データフレームに付
    し、 前記ヘッダ情報に基づいて、各データフレームを適切な
    パケットに格納するステップを更に含む方法。
  19. 【請求項19】ATMスイッチであって、 前記入力データを符号化し、前記符号化された入力デー
    タ所定データ長毎に区切ることにより複数のデータフレ
    ームを生成する符号化部と、 前記入力データがリアルタイム処理を必要とするタイプ
    のデータである場合は、ATMセルが有する固定データ
    長より大きい最大格納データ長を有する可変長パケット
    内に、データ長が前記ATMセルの前記固定データ長を
    越えない数のデータフレームを格納することによりパケ
    ット化されたデータフレームを作成し、前記パケット化
    されたデータフレームを1つのATMセルに格納し、前
    記入力データがリアルタイム処理を必要としないタイプ
    のデータである場合は、ATMセルが有する固定データ
    長より大きい最大格納データ長を有する可変長パケット
    内に、データ長が前記ATMセルの前記固定データ長を
    越えるデータフレーム数であって、 かつ、前記可変長パケットの前記最大格納データ長を越
    えない範囲でできるだけ多くのデータフレームを格納す
    ることによりパケット化されたデータフレームを作成
    し、前記パケット化されたデータフレームを分割して複
    数のATMセルに格納するセル送信部と、 前記ATMセルの宛先に前記ATMセルをATMネット
    ワークを介して送信するATMスイッチ部とを含むAT
    Mスイッチ。
  20. 【請求項20】ATMスイッチにおいて入力データをA
    TMセルに変換するための、コンピュータにより読み取
    り可能なプログラムを格納する記憶媒体であって、前記
    プログラムは、 前記入力データを符号化し、前記符号化された入力デー
    タを所定データ長毎に区切ることにより複数のデータフ
    レームを生成し、 前記入力データがリアルタイム処理を必要とするタイプ
    のデータである場合は、ATMセルが有する固定データ
    長より大きい最大格納データ長を有する可変長パケット
    内に、データ長が前記ATMセルの前記固定データ長を
    越えない数のデータフレームを格納することによりパケ
    ット化されたデータフレームを作成し、 前記パケット化されたデータフレームを1つのATMセ
    ルに格納し、 前記入力データがリアルタイム処理を必要としないタイ
    プのデータである場合は、ATMセルが有する固定デー
    タ長より大きい最大格納データ長を有する可変長パケッ
    ト内に、データ長が前記ATMセルの前記固定データ長
    を越えるデータフレーム数であって、かつ、前記可変長
    パケットの前記最大データ長を越えない範囲でできるだ
    け多くのデータフレームを格納することによりパケット
    化されたデータフレームを作成し、前記パケット化され
    たデータフレームを分割して複数ATMセルに格納する
    ステップを含む記憶媒体。
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