JP2005045589A - xDSL通信方法及び通信システム - Google Patents

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Teruaki Umeno
照章 梅野
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Ando Electric Co Ltd
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

【課題】伝送フレームの未到達、及び、高レイヤーでの再送処理を低減するxDSL通信方法通信方法(通信システム)を提供する。
【解決手段】 MACフレームをxDSLフレームに変換して送受信するxDSL通信方法において、MACフレームに識別データを付加するステップと、前記識別データが付加されたMACフレームの同一性を判定するステップと、前記判定で、同一と判定されたMACフレームを破棄するステップと、前記付加された識別データを削除してMACフレームを復元するステップとによりxDSL通信を実行する。

【選択図】図6

Description

本発明は、xDSL通信方法(通信システム)において、通信品質の向上させるものに関する。
図1〜5を用いて従来のxDSL通信方法における動作を説明する。
図1は、従来のxDSL通信システムの装置構成を示す図である。
図1において、1及び3はEther(Ethernet)であり、2はxDSL(x-Digital-Scbscriber-Line)である。
また、10はDSLAM(Digital-Subscriber-Line-Access-Multiplexer)(デジタル加入者回線接続多重化器)装置で、20はxDSLモデムである。
次に、図2にDSLAMの機能ブロックを示す。
図2において、DSLAM10は、Ether1とxDSL2の間に、Ether-PHY11及びxDSL-PHY13を介して、CPU14により制御されるSW(Switchデバイス)12に接続されている。
図2のDSLAM装置10は、Ether1よりMAC(Media-Access-Control)フレームを受信し、xDSLフレームに変換してxDSL2へ送信する。
また、xDSL2より受信したxDSLフレームはMACフレームに変換してEther1へ送信する。
次に、図3にxDSLモデム20の機能ブロックを示す。
図3において、xDSLモデム20は、xDSL2とEther3の間に、xDSL-PHY21及びEther-PHY13を介して、SW(Switchデバイス)12に接続されている。
図3のxDSLモデム20は、xDSL2よりxDSLフレームを受信し、MACフレームに変換してEther3へ送信し、Ether3より受信したMACフレームはxDSLフレームに変換してxDSL2へ送信する。
MACフレームからxDSLフレームへの変換、またその逆変換はxDSL PHY13、21で行われる。
図2及び3のSW(Switchデバイス)12、22では、MACフレームに伝送誤りがあるか否か、CRC(Cyclic-Redundancy-Check)チェックを行う。誤りがあれば、受信フレームを破棄する。
次に、図4及び5を用いてMACフレームフォーマットの例を示す。
図4は、IEEE802.3 仕様の場合を示す。
図4において、プリアンブル(PA)、SFD((Start-Frame-Demimiter)有効フレームの先頭を示すフィールド)、DA(Destinaition-Address)(宛先アドレスフィールド)、SA(Source-Address)(送信元アドレスフィールド)、データー長さ(length)、LLCヘッダ+データ及びパッド(調整用ビッド)から成る送信データフィールド、FCS(Frame-Check-Sequence)より構成されている。
図5は、DIX 仕様の場合を示す。
図5において、プリアンブル(PA)、SFD((Start-Frame-Demimiter)有効フレームの先頭を示すフィールド)、DA(Destinaition-Address)(宛先アドレスフィールド)、SA(Source-Address)(送信元アドレスフィールド)、タイプ(Type)、送信データフィールド、FCS(Frame-Check-Sequence)より構成されている。
xDSLには電話用アナログ回線を使うため、ノイズによる影響を受けやすい。 また、ノイズにより復元できない程、破壊された伝送フレームは破棄され受信できなくなるか、再送が必要になる。
再送の場合は、TCP(Transmission-Control-Protocol)での高レイヤー処理が必要となるため、スループットが落ちるという問題があった。。
本発明の課題(目的)は、伝送フレームの未到達、及び、高レイヤーでの再送処理を低減する通信方法(通信システム)を提供することにある。
また、上記課題の実現のため、低レイヤーにおいて、xDSLが空いているという条件で、同じフレームを送信し続けるという方法でフレーム再送を行う。
なお、xDSL(ADSL)に関する通信方式の従来の技術としては以下のものが知られている。(例えば、特許文献1参照。)
特開2003−373318号公報(0016)(0017)
上記公報には、以下の記載がなされている。
「ISDN網の網同期クロック信号を多数のDSLAMに遅延なしで提供し、DOTSとDSLAMの故障による網クロック信号供給中断を防止することによりISDN回線を通したADSL接続サービスを安定的に提供できるようになったADSL接続のためのISDN網クロック分配装置を提供することを目的として、ADSL接続のためのISDN網クロック分配装置は、ISDN回線と連結された多数の加入者端末部とネットワーク接続サーバとの間に通信接続されADSL接続サービスを提供する多数のデジタル加入者回線接続多重化器にISDN網同期クロックを供給する装置において、ISDN網クロック転送装置からDOTS信号で構成された少なくとも一つの第1網クロック信号を受信して正極及び負極部分のTTLデータに変換する網クロック信号受信手段と、該網クロック信号受信手段から出力される正極及び負極部分のTTLデータから所定ISDN同期データ及びクロック信号を抽出して出力する網クロック信号処理手段と、該網クロック信号処理手段から出力される前記ISDN同期データ及びクロック信号を同一な信号形態に多数の出力端に分配出力するクロック分配手段と、該クロック分配手段からの出力信号をそれぞれ差動クロックに変換した第2網クロック信号を多数のデジタル回線接続多重化器に供給する多数の差動クロック信号送信手段とを備える。」
前記課題を解決するために、MACフレームをxDSLフレームに変換して送受信するxDSL通信方法において、
MACフレームに識別データを付加するステップと、前記識別データが付加されたMACフレームの同一性を判定するステップと、前記判定で、同一と判定されたMACフレームを破棄するステップと、前記付加された識別データを削除してMACフレームを復元するステップとを含むxDSL通信方法。(請求項1)
また、前記識別データを付加するステップ及びMACフレームを復元するステップでは、識別データの付加又は削除に伴ってFSCを再計算して書き換えるステップを含む。(請求項2)
また、前記MACフレームの同一性を判定するステップでは、識別データ保管バッファの保管データとMACフレームの識別データとを比較し、識別データが異なっている場合には、識別データ保管バッファの保管データを上書するステップを含む。(請求項3)
また、同一フレームの再送は、xDSLが空いている条件で実行する。(請求項4)
DSLAM装置とxDSLモデムとの間で、MACフレームをxDSLフレームに変換して送受信するxDSL通信システムにおいて、
MACフレームに識別データを付加する識別データ付加手段と、前記識別データが付加されたMACフレームの同一性を判定する同一フレーム判定手段と、前記付加された識別データを削除してMACフレームを復元するMACフレームフレーム復元手段とを備えるxDSL通信システム。(請求項5)
また、前記識別データ付加手段及びMACフレーム復元手段には、識別データの付加又は削除に伴ってFSCを再計算して書き換える機能を備える。(請求項6)
また、前記識別データ付加手段は、カウンタのカウンタ値を識別データとして付加する。(請求項7)
また、前記同一フレーム判定手段では、識別データ保管バッファの保管データとMACフレームの識別データとを比較し、識別データが異なっている場合には、識別データ保管バッファの保管データを上書する機能を含む。(請求項8)
請求項1〜8に記載のxDSL通信方法(システム)によれば、同フレームを再送することにより、結果的に伝送誤りを減少させることが出来る。
特に回線スループットに余裕があるとき、フレームの再送回数が多くなるため、その効果は大きい。
以下、図6〜11を用いて本発明の1実施例を説明する
図6に本発明のDSLAMの機能ブロックを示す。
図6において、DSLAMは、Ether1とxDSL2の間に、Ether-PHY11及びxDSL-PHY13を介して、CPU14により制御されるSW(Switchデバイス)12に接続されている点では従来の図2のものと同様である。
図6の本発明のDSLAMでは、SW(Switchデバイス)12とxDSL-PHYとの間に、カウンタ32によって制御されるMACフレーム加工装置31、フレーム保管バッファ33、フレーム(データ)送信装置34よりなる第1の系と、FSCチェック装置41、識別データ保管バッファ43を備えた同一フレーム判定装置42、フレーム復元装置44よりなる第2の系が設けられている。
前記MACフレーム加工装置は、識別データを付加し、FCSを再計算して書き換えてMACフレームを加工する。
また、カウンタは、前記識別データ生成カウンタとして用いられ、カウンタ値は取得された後、インクリメントされる。(8ビットカウンタの場合には、最大値255の次は0となる。)
また、フレーム保管バッファは、加工されたMACフレームが保管される。(例えば、1540バイト)
また、データ送信装置は、フレーム保管バッファの加工MACフレームを送信し続ける。
また、FCSチェック装置は、伝送誤りの加工MACフレームを破棄する。
また、同一フレーム判定装置は、前回送信したフレームと同一であるか否かを判定する。(加工MACフレーム中の識別データと識別データ保管バッファ値とを比較し、同じであれば破棄し、異なれば識別データを識別データ保管バッファへ上書きする。)
また、識別データ保管バッファは、送信した加工MACフレームの識別データが保管される。
また、フレーム復元装置は、加工MACフレームより識別データを削除し、FSCを再計算して書き換える。
図6の構成で、MACフレーム加工装置31により、Ether-PHY11とSW(Switch)12を通過したMACフレームは、識別データ75を付加される。
MACフレーム加工装置31は、識別データ75をカウンタ32より取得する。
MACフレーム加工装置31は、識別データ75をMACフレームへ1バイト挿入すると共に、FCS79を再計算して結果を上書きする。
カウンタ32は8ビットとし、MACフレーム加工装置より値を取得される毎に、1づつインクリメントされる。ただし、カウンタ値が255の次は0となる。初期値は0とする。
初期化は、DSLAM10とxDSLモデム20のリンクアップ時に行う。
フレーム保管バッファ33は、1,540バイトの容量を持ち、識別データ75を付加されたMACフレームを保管する。
フレーム保管バッファ33は1フレームのみ保管し、新しいフレームが届くと現フレームデータは上書きされる。
データ送信装置34は、フレーム保管バッファ33、63に保管された識別データ75を付加したMACフレームを送信し続ける。
即ち、フレーム保管バッファ33へ新しいフレームが上書きされるまで、同じフレームが繰り返し送信される。
データ送信装置34より送信されたフレームは、xDSL-PHY13でxDSLフレームに変換された後、xDSL2に送信される。
また、xDSL-PHY13は、xDSL2より受信したxDSLフレームから識別データ75を付加したMACフレームに変換しFCSチェック装置41へ送信する。
FCSチェック装置41は、受信した識別データ75を付加したMACフレームに伝送誤りがあれば破棄する。
同一フレーム判定装置42は、前回送信した識別データ75を付加したMACフレームと受信した識別データ75を付加したMACフレームが同一フレームであるか否かを判定する。
判定には、識別データ75と識別データ保管バッファ43の値とを比較し、同じであれば受信した識別データ75を付加したMACフレームを破棄する。 異なれば受信した識別データ75を付加したMACフレームの識別データ75を識別データ保管バッファ43に上書きし、そのフレームを送信する。
識別データ保管バッファ43は、8ビット容量を持ち、同一フレーム判定装置42、52より送信される識別データ75を付加したMACフレームの識別データ75値が保管される。初期値は255とする。
初期化は、DSLAM10とxDSLモデム20のリンクアップ時に行う。
フレーム復元装置44は、受信した識別データ75を付加したMACフレームより、識別データ75を削除し、FCS79を再計算して上書きする。
即ち、元のMACフレームデータに戻す。
次に、図7に本発明のxDSLモデムの機能ブロックを示す。
図7において、xDSLモデムは、xDSL2とEther1の間に、xDSL-PHY21及びEther-PHY23を介して、SW(Switchデバイス)12に接続されている点では従来の図3のものと同様である。
図7の本発明のxDSLモデムは、xDSL-PHY21とSW(Switchデバイス)22との間に、カウンタ62によって制御されるMACフレーム加工装置61、フレーム保管バッファ63、フレーム(データ)送信装置64よりなる第1の系と、FSCチェック装置51、識別データ保管バッファ53を備えた同一フレーム判定装置52、フレーム復元装置54よりなる第2の系が設けられている。
図7における、MACフレーム加工装置61、カウンタ62、フレーム保管バッファ63
、フレーム(データ)送信装置64、FCSチェック装置51、同一フレーム判定装置52、識別データ保管バッファ53及びフレーム復元装置54の個々の機能及び全体の動作については、図6の場合と同様であるので説明を省略する。
本発明のxDSL通信方法におけるMACフレームフォーマットを図8及び9に示す。
図8は、識別データを付加したMACフレームフォーマット(IEEE802.3 仕様)の場合を示す。
図8において、プリアンブル(PA)71、SFD((Start-Frame-Demimiter)有効フレームの先頭を示すフィールド)72、DA(Destinaition-Address)(宛先アドレスフィールド)73、SA(Source-Address)(送信元アドレスフィールド)74、識別データ75、データー長さ(length)76、LLCヘッダ+データ77及びパッド(調整用ビッド)78、FCS(Frame-Check-Sequence)79より構成されている。
図9は、識別データを付加したMACフレームフォーマット(DIX 仕様)の場合を示す。
図9において、プリアンブル(PA)71、SFD((Start-Frame-Demimiter)有効フレームの先頭を示すフィールド)72、DA(Destinaition-Address)(宛先アドレスフィールド)73、SA(Source-Address)(送信元アドレスフィールド)74、識別データ75、タイプ(Type)76、送信データ77、FCS(Frame-Check-Sequence)78より構成されている。
次に、本発明のxDSL通信方式において、識別データを付加した場合の受信フレーム及び送信フレームのイメージを図10及び11を用いて説明する。
図10は、受信フレームのイメージを示し、フレームA,B,Cを受信する。
これに対して送信フレームイメージとしては、フレームA,B,Cがそれぞれ複数送信し続けられている状態を示している。
従来のxDSL通信システムの装置構成を示す図である。 従来のDSLAMの機能ブロックを示す図である。 従来のxDSLモデム20の機能ブロックを示す図である。 MACフレームフォーマット(IEEE802.3 仕様)を示す図である。 MACフレームフォーマット(DIX 仕様)を示す図である。 本発明のDSLAMの機能ブロックを示す図である。 本発明のxDSLモデムの機能ブロックを示す図である。 識別データを付加したMACフレームフォーマット(IEEE802.3 仕様)を示す図である。 識別データを付加したMACフレームフォーマット(DIX 仕様)を示す図である。 本発明のxDSL通信方法において、識別データを付加した場合の受信フレームイメージを示す図である。 本発明のxDSL通信方法において、識別データを付加した場合の送信フレームイメージを示す図である。
符号の説明
1 Ether
2 xDSL
10 DSLAM
11 Ether-PHY
12 Swtchデバイス
13 xDSL-PHY
31 MACフレーム加工装置(手段)
32 カウンタ
33 フレーム保管バッファ
34 フレーム(データ)送信装置(手段)
41 FCSチェック装置(手段)
42 同一フレーム判定装置(手段)
43 識別データ保管バッファ
44 フレーム復元装置(手段)

Claims (8)

  1. MACフレームをxDSLフレームに変換して送受信するxDSL通信方法において、
    MACフレームに識別データを付加するステップと、
    前記識別データが付加されたMACフレームの同一性を判定するステップと、
    前記判定で、同一と判定されたMACフレームを破棄するステップと、
    前記付加された識別データを削除してMACフレームを復元するステップと、
    を含むことを特徴とするxDSL通信方法。
  2. 前記識別データを付加するステップ及びMACフレームを復元するステップでは、識別データの付加又は削除に伴ってFSCを再計算して書き換えるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載のxDSL通信方法。
  3. 前記MACフレームの同一性を判定するステップでは、識別データ保管バッファの保管データとMACフレームの識別データとを比較し、識別データが異なっている場合には、識別データ保管バッファの保管データを上書するステップを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のxDSL通信方法。
  4. 同一フレームの再送は、xDSLが空いている条件で実行されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のxDSL通信方法。
  5. DSLAM装置とxDSLモデムとの間で、MACフレームをxDSLフレームに変換して送受信するxDSL通信システムにおいて、
    MACフレームに識別データを付加する識別データ付加手段と、
    前記識別データが付加されたMACフレームの同一性を判定する同一フレーム判定手段と、
    前記付加された識別データを削除してMACフレームを復元するMACフレームフレーム復元手段と、
    を備えることを特徴とするxDSL通信システム。
  6. 前記識別データ付加手段及びMACフレーム復元手段には、識別データの付加又は削除に伴ってFSCを再計算して書き換える機能を備えることを特徴とする請求項5に記載のxDSL通信システム。
  7. 前記識別データ付加手段は、カウンタのカウンタ値を識別データとして付加することを特徴とする請求項5又は6に記載のxDSL通信システム。
  8. 前記同一フレーム判定手段では、識別データ保管バッファの保管データとMACフレームの識別データとを比較し、識別データが異なっている場合には、識別データ保管バッファの保管データを上書する機能を含むことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載のxDSL通信システム。

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