JP2009071654A - 送信装置、受信装置、送信方法および受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークとの間でデータの伝送効率を高めることのできる送信装置、受信装置、送信方法および受信方法を得ること。
【解決手段】前記した他のネットワークに送信するデータはスクランブラ２１５を通過したものとそれ以外のものが用意され、それぞれＣＲＣの挿入とｎビットスタッフ処理を行った後のフレーム長をフレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部２２１で比較して短いものを選択すると共に、スクランブルの有無を示すフラグを追加する。処理後のフレームはフラグ挿入部２２７で前後にフラグシーケンスパタンが挿入されてカプセル化され、送信される。受信装置ではこの逆の処理が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、データの送信や受信を行う送信装置、受信装置、送信方法および受信方法に係わり、たとえばハイレベルデータリンク手順を使用してＬ２カプセル化を行う際に好適な送信装置、受信装置、送信方法および受信方法に関する。

音声データや画像データといったデータの通信量が増加しており、パケット交換網等の通信網に対する高信頼性、高効率な伝送手順が要請されている。この要請に応える伝送制御手順の１つとしてハイレベルデータリンク手順（ＨＤＬＣ；High-level Data Link Control procedure）が存在する。

ところで、たとえばＬＡＮ（Local Area Network）からＷＡＮ（Wide Area Network）にハイレベルデータリンク手順（以下、ＨＤＬＣと略称する。）でデータを伝送する際には、データリンク層のプロトコルでカプセル化が行われる。このため、データはＬ２（layer 2）カプセル化が必要となる。

図５は、ＨＤＬＣによるカプセル化のフォーマットを示したものである。このように標準的なＨＤＬＣカプセル化フォーマットでは、フォーマットの両端部にフラグ「７Ｅｈ」（ビット列で「０１１１１１１０」）が配置されている。先頭のフラグ「７Ｅｈ」の後にはそれぞれ１バイトのアドレスフィールドと制御フィールドが配置され、その後に可変長のデータフィールドが配置されている。データフィールドと後端のフラグ「７Ｅｈ」の間には、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）が配置されていて、ビット誤りの検出に用いられる。

ＨＤＬＣカプセル化フォーマットでは、このようにフレームの両端にフラグ「７Ｅｈ」を配置したフラグ同期方式を採用している。このため、フォーマットのその他の領域には、フラグ「７Ｅｈ」と混同するおそれのある論理値「１」が６個連続しないような配慮が行われている。すなわち、論理値「１」が６個以上連続するデータが存在した場合には、論理値「１」が５個連続した直後に論理値「０」を強制的に挿入したデータに変換して送信するようにしている。この場合、受信側ではビット列「０１１１１１１０」でフレームの先頭と末尾を識別し、また、データ中に論理値「１」が５個連続して、その直後に論理値「０」が配置されているときには、この論理値「０」を削除する処理を行うことにしている。

ＨＤＬＣを使用したカプセル化処理は、本来シリアル伝送を前提としている。この一方で、前記した通信量の増大と共に、高速で広帯域なＬ２カプセル化を行う要請が高まっている。そこで、データおよびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）における論理値「０」の挿入の処理をなるべく少なくすることで、オーバーヘッドを極力少なくして、効率の高いデータ伝送を行うことが、本発明の第１の関連技術として提案されている（たとえば特許文献１参照）。

この第１の関連技術では、ＨＤＬＣプロトコルに従ったフォーマット化を行う前のデータに対して、スクランブルを行うようにしている。そして論理値「１」が長く連続して現われる確率を低下させることで、論理値「０」の挿入による伝送するデータ量の増加を抑制して伝送効率を高めるようにしている。

また、広帯域伝送システムで並列処理を行うことにより伝送を効率化することが、本発明の第２の関連技術として提案されている（たとえば特許文献２参照）。

図６は、本発明の第２の関連技術をイーサネット（登録商標）とＷＡＮの間に適用した通信システムを示したものである。イーサネット（登録商標）１１１とＷＡＮ１１２との間には、ＤＳＵ（Digital Service Unit）等の通信制御装置１１３が配置されている。このような通信システムでデータを伝送する場合、インタフェースとしてＭＩＩ（Media Independent Interface）を採用する場合が多い。

イーサネット（登録商標）１１１から送出されたパケット信号１２１は、通信制御装置１１３内の送信用ＭＡＣ（Media Access Control）スイッチ１２２に入力され、ＭＩＩインタフェースに対応した４本の並列データ１２３に変換されて送信用ＦＩＦＯ（First In First Out）１２４に入力される。送信用ＦＩＦＯ１２４から入力順に出力される４本の並列データ１２５は、並列データ送信制御装置１２６に入力されて、ＨＤＬＣプロトコルに則った４本の並列データに変換される。これについては、後に具体的に説明する。並列データ送信制御装置１２６からは、並列データ１２７がＷＡＮ１１２に送出される。

一方、ＷＡＮ１１２からイーサネット（登録商標）１１１に送出される並列データ１３１は、通信制御装置１１３内の並列データ受信制御装置１３２に入力される。ここでデカプセル化が行われた４本の並列データ１３３に変換される。受信用ＦＩＦＯ１３４からはこれらのデータが４本の並列データ１３５として順に受信用ＭＡＣスイッチ１３６に供給され、直列データからなるパケット信号１３７に変換されて、イーサネット（登録商標）１１１に送出される。この図６で、並列データ送信制御装置１２６と並列データ受信制御装置１３２の組を並列データ送受信制御装置１４０と呼ぶことにする。

図７は、図６に示した並列データ送受信制御装置の具体的な構成を表わしたものである。この並列データ送受信制御装置１４０で並列データ送信制御装置１２６は、ＨＤＬＣヘッダ挿入部１４１、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）挿入部１４２、ｎビットスタッフ部１４３およびフラグ挿入部１４４の直列回路で構成される。また、並列データ受信制御装置１３２は、フラグ検出部１４５、ｎビットデスタッフ部１４６、ＣＲＣチェック部１４７およびＨＤＬＣヘッダ処理部１４８の直列回路で構成される。

ここで値ｎが「４」の場合である４本の並列データ１２５は、カプセル化対象データであり、ＨＤＬＣヘッダ挿入部１４１に入力されて、これらのデータの先頭部にそれぞれＨＤＬＣヘッダが挿入される。ＨＤＬＣヘッダ挿入後の並列データ１５１は、ＣＲＣ挿入部１４２に入力される。ＣＲＣ挿入部１４２は、エラーの検出が可能なように並列データ１５１のそれぞれについてＣＲＣ演算を行い、これらの演算結果をＣＲＣチェックフィールドとしてフレームの末尾に挿入する。

ＣＲＣチェックフィールドの挿入後の並列データ１５２は、ｎビットスタッフ部１４３に入力される。ｎビットスタッフ部１４３では、並列処理数ｎビットの「０」ビット列挿入によるフラグシーケンスパタンデータの変換が行われる。変換後の並列データ１５３はフラグ挿入部１４４に入力され、フレームデータの前後に図５に示したフラグ「７Ｅｈ」が配置される。このようにしてカプセル化された並列データ１２７は、図６に示したＷＡＮ１１２に送出される。

一方、並列データ受信制御装置１３２では、図６に示したＷＡＮ１１２から受信した並列ｎビットのカプセル化された並列データ１３１をフラグ検出部１４５が入力し、図５に示したフラグ「７Ｅｈ」を検出する。これによりフレームの先頭が識別される。フラグ検出部１４５から出力された並列データ１５５はｎビットデスタッフ部１４６に入力され、スタッフィングされた並列処理数ｎビットの「０」ビット列の除去が行われる。

ｎビットデスタッフ部１４６から出力された並列データ１５６は、ＣＲＣチェック部１４７に入力される。ＣＲＣチェック部１４７では、入力された並列データ１５６についてＣＲＣ演算を行い、ＣＲＣチェックフィールドと照合する。これにより伝送路上におけるビット誤りを検出するとともにＣＲＣチェックフィールドを除去する。ＣＲＣチェックフィールドが除去された並列データ１５７はＨＤＬＣヘッダ処理部１４８に入力され、先頭のＨＤＬＣヘッダ処理を行いＨＤＬＣヘッダを除去してカプセル化対象データとしての４本の並列データ１３３の復元を行う。
特開２００２−１３５３５５号公報（第００２４段落、図１、図２） 特開２００２−３４４５５６号公報（第００３９段落、図１、図４）

このような図７に示した並列データ送受信制御装置１４０では、ｎビットスタッフ時の挿入ビット数がｎビットとなる。このため、並列処理数ｎビットの値が大きくなるに従ってｎビットスタッフ時にフレームデータが増加する。これにより、ＷＡＮ回線における伝送効率が低下してしまう。

たとえば、並列処理数としてのｎが「８」の場合の８ビット並列処理システムを考えてみる。この場合には、フラグシーケンスパタンデータの変換で「７Ｅｈ」のデータが「７Ｅｈ」と「００ｈ」のデータに変換される。このため並列データ送信制御装置１２６におけるＬ２カプセル化後のデータの伝送効率が最悪時で５０％程度にまで低下するという課題があった。

そこで本発明の目的は、伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークとの間でデータの伝送効率を高めることのできる送信装置、受信装置、送信方法および受信方法を提供することにある。

本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークに送出する送信データとしての第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとするスクランブル手段と、（ロ）前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのフレーム長を比較するフレーム長比較手段と、（ハ）このフレーム長比較手段による比較の結果、フレーム長が短いとされた送信データに、その送信データがスクランブル手段によるスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加した第３の送信データを作成する第３の送信データ作成手段と、（ニ）この第３の送信データ作成手段によって作成した第３の送信データのフォーマットの端部に前記した他のネットワークでフォーマットの端部として判別可能な端部識別情報を付加する端部識別情報付加手段と、（ホ）この端部識別情報付加手段によって端部識別情報を付加した前記した第３の送信データを前記した他のネットワークに送信する送信手段とを送信装置に具備させる。

すなわち本発明では、第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとしたものと第１の送信データのフレーム長を比較して短い方にスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加して、これをカプセル化の対象となる第３の送信データとしたので、送信時の伝送効率を高めることができる。

また、本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークに送出する送信データとしての第１の送信データの先頭にハイレベルデータリンク手順に基づくヘッダ情報を付加するヘッダ情報付加手段と、（ロ）このヘッダ情報付加手段によってヘッダ情報の付加された前記した第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとするスクランブル処理手段と、（ハ）前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのそれぞれに所定の誤り検出符合を付加する誤り検出符号付加手段と、（ニ）この誤り検出符号付加手段が誤り検出符合を付加した後の前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのそれぞれに対して前記した他のネットワークが送信データのフォーマットの端部と判別する所定の端部識別情報と誤認するデータ配列が存在するかどうかをチェックして存在する場合にはこのデータ配列を誤認の生じない他のデータ配列に修正して出力するデータ配列修正手段と、（ホ）このデータ配列修正手段の出力としての前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのフレーム長を比較するフレーム長比較手段と、（へ）このフレーム長比較手段による比較の結果、フレーム長が短いとされた送信データに、その送信データがスクランブル処理手段によるスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加した第３の送信データを作成する第３の送信データ作成手段と、（ト）この第３の送信データ作成手段によって作成した第３の送信データのフォーマットの端部に前記した他のネットワークでフォーマットの端部として判別可能な端部識別情報を付加する端部識別情報付加手段と、（チ）この端部識別情報付加手段によって端部識別情報を付加した前記した第３の送信データを前記した他のネットワークに送信する送信手段とを送信装置に具備させる。

すなわち本発明では、第１の送信データ自身と、この第１の送信データに対してスクランブル処理を行った第２の送信データの双方に対して、誤り検出符号付加し、更にこれによる送信データのデータ配列が、他のネットワークが送信データのフォーマットの端部と判別する所定の端部識別情報と誤認するものである場合には誤認の生じない他のデータ配列に修正する。そして、これらの処理後の第１の送信データと第２の送信データのフレーム長を比較して短い方にスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加して、これをカプセル化の対象となる第３の送信データとしたので、これらの各処理が行われたデータの送信時の伝送効率を高めることができる。

また、本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータとしての受信データから予め定められた端部識別情報を検出してその受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別手段と、（ロ）この受信データ端部判別手段の判別した前記した受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読手段と、（ハ）前記した受信データのデスクランブル処理を行うデスクランブル処理手段と、（ニ）スクランブル処理有無情報判読手段の判読結果に応じてデスクランブル処理手段の処理後のデータを自己のネットワークの受信データとするか前記した受信データをそのまま自己のネットワークの受信データとするかを選択する選択手段とを受信装置に具備させる。

すなわち本発明では、受信データがスクランブル処理が行われたものであるかをスクランブル処理有無情報判読手段で判読し、スクランブル処理がされたものであればデスクランブル処理を行って受信データとし、そうでない場合にはそのままのデータを受信データとするようにしており、これらの選択のために選択手段を用意している。

また、本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータの列から予め定められた端部識別情報を検出して受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別手段と、（ロ）この受信データ端部判別手段の判別した前記した受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読手段と、（ハ）このスクランブル処理有無情報判読手段の判読結果に応じて前記した受信データのデスクランブル処理の実行の有無を制御してその出力を自己のネットワークの受信データとするデスクランブル処理手段とを受信装置に具備させる。

すなわち本発明では、受信データがスクランブル処理が行われたものであるかをスクランブル処理有無情報判読手段で判読し、スクランブル処理がされたものであればデスクランブル処理を行って受信データとし、そうでない場合にはそのままのデータを受信データとするようにしており、これらの信号処理のためにデスクランブル処理手段がデスクランブル処理を実行するかしないかの制御を行うようにしている。

また、本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークに送出する送信データとしての第１の送信データの先頭にハイレベルデータリンク手順に基づくヘッダ情報を付加するヘッダ情報付加ステップと、（ロ）このヘッダ情報付加ステップによってヘッダ情報の付加された前記した第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとするスクランブル処理ステップと、（ハ）前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのそれぞれに所定の誤り検出符合を付加する誤り検出符号付加ステップと、（ニ）この誤り検出符号付加ステップで誤り検出符合を付加した後の前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのそれぞれに対して前記した他のネットワークが送信データのフォーマットの端部と判別する所定の端部識別情報と誤認するデータ配列が存在するかどうかをチェックして存在する場合にはこのデータ配列を誤認の生じない他のデータ配列に修正して出力するデータ配列修正ステップと、（ホ）このデータ配列修正ステップで出力される前記した第１の送信データと前記した第２の送信データのフレーム長を比較するフレーム長比較ステップと、（へ）このフレーム長比較ステップでフレーム長の短い送信データとされたものに対して、その送信データがスクランブル処理ステップによるスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加した第３の送信データを作成する第３の送信データ作成ステップと、（ト）この第３の送信データ作成ステップによって作成した第３の送信データのフォーマットの端部に前記した他のネットワークでフォーマットの端部として判別可能な端部識別情報を付加する端部識別情報付加ステップと、（チ）この端部識別情報付加ステップで端部識別情報を付加した前記した第３の送信データを前記した他のネットワークに送信する送信ステップとを送信方法に具備させる。

すなわち本発明では、第１の送信データ自身と、この第１の送信データに対してスクランブル処理を行った第２の送信データの双方に対して、誤り検出符号付加し、更にこれによる送信データのデータ配列が、他のネットワークが送信データのフォーマットの端部と判別する所定の端部識別情報と誤認するものである場合には誤認の生じない他のデータ配列に修正する。そして、これらの処理後の第１の送信データと第２の送信データのフレーム長を比較して短い方にスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加して、これをカプセル化の対象となる第３の送信データとしたので、これらの各処理が行われたデータの送信時の伝送効率を高めることができる。

また、本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータの列から予め定められた端部識別情報を検出して受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別ステップと、（ロ）この受信データ端部判別ステップで判別した前記した受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読ステップと、（ハ）このスクランブル処理有無情報判読ステップによる判読結果に応じてスクランブル処理後のデータを自己のネットワークの受信データとするか前記した受信データをそのまま自己のネットワークの受信データとするかを選択する選択ステップと、（ニ）この選択ステップでスクランブル処理後のデータを自己のネットワークの受信データとすることが選択されたとき前記した受信データのデスクランブル処理を行うデスクランブル処理ステップとを受信方法に具備させる。

すなわち本発明では、受信データがスクランブル処理が行われたものであるかをスクランブル処理有無情報判読ステップで判読し、スクランブル処理がされたものであればデスクランブル処理を行って受信データとし、そうでない場合にはそのままのデータを受信データとするようにしており、これらの選択のために選択ステップを用意している。

また、本発明では、（イ）伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータの列から予め定められた端部識別情報を検出して受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別ステップと、（ロ）この受信データ端部判別ステップで判別した前記した受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読ステップと、（ハ）このスクランブル処理有無情報判読ステップによる判読結果に応じて前記した受信データのデスクランブル処理の実行の有無を制御してその出力を自己のネットワークの受信データとするデスクランブル処理ステップとを受信方法に具備させる。

すなわち本発明では、受信データがスクランブル処理が行われたものであるかをスクランブル処理有無情報判読ステップで判読し、スクランブル処理がされたものであればデスクランブル処理を行って受信データとし、そうでない場合にはそのままのデータを受信データとするようにしており、これらの信号処理のためにデスクランブル処理ステップでデスクランブル処理を実行するかしないかの制御を行うようにしている。

以上説明したように本発明によれば、伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークにデータを送信するとき、この送信データをスクランブルしたものとそうでないものを用意し、これらのフレーム長が短いものを送信することにした。これにより、各種の状況に対して常にフレーム長が短い方のデータを送信することができ、伝送効率を高めることができる。また、受信時にはスクランブルの有無を確認することができるので、伝送効率を高めた通信で受信データの再生を確実に行うことができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。

図１は、本発明の実施の形態におけるＨＤＬＣ準拠の並列データ送受信制御装置の構成を表わしたものである。この並列データ送受信制御装置２００は、並列データ送信制御装置２０１および並列データ受信制御装置２０２で構成されている。この実施の形態で並列データ送受信制御装置２００は、図６における並列データ送受信制御装置１４０に対応するものである。

並列データ送信制御装置２０１は、並列ｎビットのカプセル化対象データ２１１を入力するＨＤＬＣヘッダ挿入部２１２を備えている。ＨＤＬＣヘッダ挿入部２１２はそのデータの先頭部にＨＤＬＣヘッダを挿入するようになっている。ＨＤＬＣヘッダ挿入後のフレームデータ２１３は２つに分岐され、その一方は第１のＣＲＣ挿入部２１４に入力される。フレームデータ２１３の分岐後の他方は、スクランブラ２１５に入力されてスクランブル処理が行われる。スクランブル処理後フレームデータ２１６は、第２のＣＲＣ挿入部２１７に入力される。

第１および第２のＣＲＣ挿入部２１４、２１７は、それぞれ入力されたフレームデータ２１３、２１６に対してＣＲＣ演算を行い、演算結果をＣＲＣチェックフィールドとしてフレームの末尾に挿入する。第１のＣＲＣ挿入部２１４から出力されるＣＲＣチェックフィールドの挿入後のデータ２１８は第１のｎビットスタッフ部２１９に入力されて、並列処理数ｎビットの「０」ビット列挿入によるフラグシーケンスパタンデータの変換が行われる。そして、変換後のデータ２２０はフレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部２２１の一方の入力となる。

第２のＣＲＣ挿入部２１４から出力されるＣＲＣチェックフィールドの挿入後のデータ２２３の方は、第２のｎビットスタッフ部２２４に入力されて、並列処理数ｎビットの「０」ビット列挿入によるフラグシーケンスパタンデータの変換が行われる。そして、変換後のデータ２２５はフレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部２２１の他方の入力となる。

フレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部２２１は、入力された２系統のデータ２２０、２２５のフレーム長を比較して、短い方のフレームを選択すると共に、スクランブル処理の有無を示すスクランブル処理フラグをそのフレームに挿入したデータ２２６を出力する。このデータ２２６は、フラグ挿入部２２７に入力され、フレームデータの前後にフラグシーケンスパタンが挿入される。このようにしてカプセル化されたパケット信号２２８は、図６に示したＷＡＮ１１２に送出されるようになっている。

一方、図６に示したＷＡＮ１１２から並列データ送受信制御装置２００の並列データ受信制御装置２０２に送られてきた並列ｎビットのカプセル化されたパケット信号２２９は、フラグ検出部２３１に入力される。フラグ検出部２３１は、フラグシーケンスパタンの検出を行い、フレームの先頭を識別する。

フラグ検出部２３１から出力されたデータ２３２は、スクランブルフラグ検出部２３３に入力されて、フレームに挿入されたＨＤＬＣ手順準拠のスクランブルフラグの検出が行われ、これを基にしてスクランブル処理の有無が判別される。この判別結果は検出判別信号２４３としてデータ選択部２４１に出力される。スクランブル処理の有無の判別後、スクランブルフラグ検出部２３３でスクランブルフラグが除去される。スクランブルフラグの除去された後のデータ２３４はｎビットデスタッフ部２３５に入力され、フレーム中の「７Ｅｈ」に並列処理数ｎビットだけ「０」が連続したパタンが検出されて、スタッフィングされた並列処理数ｎビットの「０」ビット列の除去が行われる。

ｎビットデスタッフ部２３５から出力されたフレームデータ２３６は、ＣＲＣチェック部２３７に入力されてＣＲＣ演算が行われ、ＣＲＣチェックフィールドとの照合が行われる。これにより伝送路上におけるビット誤りを検出するとともにＣＲＣチェックフィールドを除去する。ＣＲＣチェックフィールドが除去されたフレームデータ２３８は２つに分岐され、その一方はデスクランブラ２３９に入力されてデスクランブルされる。デスクランブル後のフレームデータ２４０はデータ選択部２４１の一方の入力となる。また、ＣＲＣチェック部２３７から出力されるフレームデータ２３８の分岐後の他方は、そのままデータ選択部２４１の他方の入力となる。

データ選択部２４１は、スクランブルフラグ検出部２３３からスクランブルフラグの検出の有無を示す検出判別信号２４３の供給を受け、スクランブルフラグが検出された場合にはデスクランブル後のフレームデータ２４０を選択する。また、スクランブルフラグが検出されなかった場合にはフレームデータ２３８を選択する。データ選択部２４１から出力されるフレームデータ２４４はＨＤＬＣヘッダ処理部２４５に入力され、このフレームデータ先頭のＨＤＬＣヘッダが除去され、カプセル化対象データ２４６の復元が行われる。

以上のような概要のＬ２カプセル化処理システムの処理を、データの構造の変化を示しながら具体的に説明する。

図２は、図１に示したＨＤＬＣヘッダ挿入部に入力されるカプセル化対象データのフレームフォーマットを示したものである。以下の説明では、並列処理数ｎビットの値が「４」の場合を説明する。この場合、カプセル化対象データ２１１は、図６の通信制御装置１１３の送信用ＭＡＣスイッチ１２２の動作として説明したように、４本の並列データとしての第１〜第４のカプセル化対象データ２１１₁〜２１１₄で構成されることになる。

ここで第１〜第４のカプセル化対象データ２１１₁〜２１１₄は、図６に示したイーサネット（登録商標）１１１から送り出されたＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３規格のイーサネット（登録商標）フォーマットのパケット信号１２１を並列データに変換したものである。この変換では、パケット信号１２１を構成する先頭のビットを第１のカプセル化対象データ２１１₁に割り振り、２番目のビットを第２のカプセル化対象データ２１１₂に割り振り、３番目のビットを第３のカプセル化対象データ２１１₃に割り振り、４番目のビットを第４のカプセル化対象データ２１１₄に割り振るようにしている。そして、５番目のビットを再び第１のカプセル化対象データ２１１₁に割り振り、以下、同様にサイクリックにビットの割り振りを行うことで第１〜第４のカプセル化対象データ２１１₁〜２１１₄が完成する。

図３は、この実施の形態のＬ２カプセル化処理システムにおける各種のデータのフレームフォーマットを示したものである。ここでは、図示を簡略にするために図２に示した第１のカプセル化対象データに対応するデータのフォーマットのみを示している。同図（ａ）は第１のカプセル化対象データ２１１₁を表わしており、先に説明したように図２に示す第２〜第４のカプセル化対象データ２１１₂〜２１１₄と共に図１に示すＨＤＬＣヘッダ挿入部２１２に入力される。図１と共に第１のカプセル化対象データ２１１₁の処理を中心に説明を行う。

ＨＤＬＣヘッダ挿入部２１２では、図３（ｂ）に示すように、第１のカプセル化対象データ２１１₁の先頭にＨＤＬＣヘッダ２５０を挿入する。スクランブラ２１５は、ＨＤＬＣヘッダ２５０を挿入後の第１のフレームデータ２１３₁の全体に対してスクランブル処理を行う。この処理のためにスクランブラ２１５が使用する生成多項式は、論理値「０」の挿入を行うデータの最大長に対して、十分に長い周期を有するものであることが望ましい。たとえばイーサネット（登録商標）フレームでの最大データ長は１５３４バイト（１２２７２ビット）なので、それに対して十分に長い周期となることが望ましい。一例として、次数を「２３」とした場合、生成多項式「Ｘ²³＋Ｘ¹⁸＋１」を使用することができる。スクランブル処理によりデータの「０」および「１」の生起確率が平均化される。このようにして、図３（ｃ）に示したように第１のスクランブル処理後フレームデータ２１６₁がスクランブラ２１５から出力される。

第２のＣＲＣ挿入部２１７では、スクランブラ２１５を経た第１のスクランブル処理後フレームデータ２１６₁に対して、ＣＲＣチェックフィールドの演算を行う。そして、同図（ｄ）に示すように、演算結果としてのＣＲＣ２５１を挿入してデータ２２３₁が出力される。

第１のＣＲＣ挿入部２１４の方は、スクランブル処理を行っていないデータとしての、ＨＤＬＣヘッダ挿入後の第１のフレームデータ２１３₁に対して、ＣＲＣチェックフィールドの演算を行う。そして、同図（ｅ）に示すように、演算結果としてのＣＲＣ２５２を挿入してデータ２１８₁を作成する。このようにして、第１のカプセル化対象データ２１１₁に対応し、かつＣＲＣの挿入された２種類のデータ２１８₁、２２３₁が作成されることになる。

ところで、このようにして作成された２種類のデータ２１８₁、２２３₁のビット構成の一部が、フラグシーケンスパタンと紛らわしい場合には、フラグによる同期を採ることができなくなる。そこで、第１のｎビットスタッフ部２１９および第２のｎビットスタッフ部２２４では、ＣＲＣ２５１、２５２の挿入された２種類のデータ２１８₁、２２３₁のうちの対応するものをチェックする。そして、これらのデータ２１８₁、２２３₁を構成する論理値「１」が連続して存在する箇所がフラグ「７Ｅｈ」と混同しないように、論理値「１」が６個以上連続するデータが存在した場合には、論理値「１」が５個連続した直後に論理値「０」を強制的に挿入したデータを作成する。更に、フレーム間のフラグシーケンスパタンとの識別を行うために、並列データ処理数ｎビットの論理値「０」（この実施の形態の場合には４ビットの論理値「０」）の挿入を実施する。このようにして強制的にビット間に挿入するデータを、ｎビットスタッフデータ２５３と呼ぶことにする。

図３（ｆ）は、同図（ｄ）に対応するもので、第１のスクランブル処理後フレームデータ２１６₁における該当箇所にｎビットスタッフデータ２５３が挿入された例を示したものである。この前者の例では、ｎビットスタッフデータ２５３が第１のスクランブル処理後フレームデータ２１６₁を前後に分断する形で１箇所だけ挿入されており、この分だけ同図（ｄ）の第１のスクランブル処理後フレームデータ２１６₁よりもデータの全長が長くなっている。

また、同図（ｇ）は、同図（ｅ）に対応するもので、ＣＲＣチェックフィールドの挿入後のデータ２１８₁にｎビットスタッフデータ２５３が挿入された例を示したものである。この後者の例では、ｎビットスタッフデータ２５３が２箇所挿入されており、この分だけ同図（ｅ）のＣＲＣチェックフィールドの挿入後のデータ２１８₁よりもデータの全長が長くなっている。

このように一般的な傾向として、スクランブル処理後のデータ２２５₁（同図（ｆ））の方がスクランブル処理を行っていないデータ２２０₁（同図（ｇ））よりもｎビットスタッフデータ２５３の挿入される個数が少なく、データ長が短くなる。これは、スクランブル処理を行うことで、元のデータに比較的長く論理値「１」が連続した場合であっても、その途中に論理値「０」が出現する可能性が高くなるからであり、これによりｎビットスタッフデータ２５３の配置の個数を減少できるからである。

フレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部２２１は、このようにスクランブル処理を行わなかったデータ２２０（データ２２０₁〜データ２２０₄）と、スクランブル処理を行ったデータ２２５（データ２２５₁〜データ２２５₄）を入力する。そして、これら４組のデータ（２２０₁、２２５₁）、（２２０₂、２２５₂）、（２２０₃、２２５₃）、（２２０₄、２２５₄）のデータ長をそれぞれ比較する。そして、それぞれの組の中のデータ長の短いデータを選択すると共に、それらがスクランブル処理のされたものであるかないかを示すスクランブルフラグを挿入する。

図３（ｈ）は、フレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部２２１から出力されるスクランブルフラグを挿入したデータ２２６₁の構成を表わしている。データ２２６₁の先頭にはスクランブルフラグ２５５が配置されており、これをチェックすることでこれがスクランブル処理されたものであるかどうかを判別することができる。

なお、図３（ｈ）ではデータ２２６₁の先頭にスクランブルフラグ２５５を配置したが、これに限るものではない。たとえばデータ２２６₁の後端にスクランブルフラグ２５５を配置してもよいし、データ２２６₁の先頭から予め定めた所定ビットだけ後端方向に進んだ位置を開始点としてスクランブルフラグ２５５を配置してもよい。スクランブルフラグ２５５は、最小で１ビットで構成することができる。たとえば論理値「１」をスクランブル処理が行われたことを示し、論理値「０」をスクランブル処理が行われなかった場合を示すというようにする。

ただし、スクランブルフラグ２５５を追加することで、これを含めたデータ領域がフラグシーケンスパタンと紛らわしくなるのを避けなければならない。そこでこのためには、スクランブルフラグ２５５を予め定めた複数ビット構成として、それぞれのビットパタンとスクランブル処理の有無をテーブルによって対応付けておく。そして、スクランブルフラグ２５５が隣接するデータ領域側のビットの論理値が「１」の場合にはこれに対して論理値「０」を隣接させるようにして、論理値「１」の連続する個数が増加するのを防止するようにすればよい。たとえば、スクランブル処理を行ったことを示すスクランブルフラグ２５５のパタンとして「０１０」を用意し、スクランブル処理を行っていないことを示すスクランブルフラグ２５５のパタンとして「０００」を用意すれば、データ領域側のビットの論理値が「１」の場合であっても、論理値「１」の連続する個数がスクランブルフラグ２５５の配置によって増加するおそれはない。

図３（ｉ）は、フラグ挿入部の出力するパケット信号の構成を表わしたものである。パケット信号２２８₁の両端部には、フラグ境界を示すフラグシーケンスパタン２５７が付加されている。フラグシーケンスパタン２５７はフラグ「７Ｅｈ」の構成のビット配列となっている。この構成のパケット信号２２８₁が図１に示した並列データ送受信制御装置２００の並列データ送信制御装置２０１から図６に示したＷＡＮ１１２に送出されることになる。

なお、図１に示した並列データ受信制御装置２０２におけるパケット信号２２９のデカプセル化処理時のデータの構造の変化については、図３と同様の図を時間的に逆方向に示すことになるので、その図示および説明を省略する。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、送信対象のデータをスクランブル処理を行う。この結果、並列処理を行うＨＤＬＣ準拠のＬ２カプセル化でフレーム長の増大要因となるｎビットスタッフ処理発生頻度を下げる効果がある。

また、送信対象のデータをスクランブル処理した場合とスクランブル処理を行わなかった場合の双方のフレーム長を比較して、それらのうちの短いフレーム長のデータを選択すると共に、スクランブル処理を適用したか否かを示すスクランブルフラグ２５５を付加して送信を行うことにした。これにより、画一的にスクランブル処理を行う場合と比べて、より伝送効率の高いＬ２カプセル化を実現することができる。

更に本発明では、スクランブル処理を行わない方のデータを選択して送受信を行った場合には、画一的にスクランブル処理を行う場合と比べて、カプセル化やデカプセル化に要する処理時間の短縮を実現することができる。

＜本発明の他の実施の形態＞

図４は、本発明の他の実施の形態におけるＨＤＬＣ準拠の並列データ送受信制御装置の構成を表わしたものである。図４で図１と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。

本発明の他の実施の形態の並列データ送受信制御装置２００Ａでは、並列データ受信制御装置２０２Ａ内のデスクランブラ２３９ＡがＣＲＣチェック部２３７から出力されるフレームデータ２３８を入力するようになっている。このデスクランブラ２３９Ａは、スクランブルフラグ検出部２３３から出力されるスクランブルフラグの検出の有無を示す検出判別信号２４３を制御信号として入力する。そして、スクランブル処理が有りと検出されたときにはデスクランブル処理を実行し、スクランブル処理が無しと検出されたときにはデスクランブル処理を行わない。したがって、デスクランブラ２３９Ａから出力されるフレームデータ２４４は、先の図１で示した実施の形態のデータ選択部２４１から出力されるフレームデータ２４４と全く同一となる。

このように本発明の他の実施の形態の並列データ送受信制御装置２００Ａによれば、スクランブルフラグの情報によりデスクランブル動作を制御する機能を備えるため、Ｌ２デカプセルを行う並列データ受信制御装置２０２Ａの部分を簡素化することができるというという効果がある。

なお、本発明の実施の形態および他の実施の形態では、イーサネット（登録商標）１１１からＷＡＮ１１２に送出される並列データ１３１をカプセル化の対象にしたが、無線ネットワークのように他の通信ネットワークに送出されるデータを対象にしてもよい。もちろん、これらのネットワークに送出されるデータおよびこれらのネットワークから送り返されるデータは並列データに限定されるものではなく、シリアルなデータであってもよい。

また、本発明の実施の形態および他の実施の形態では、並列データ送受信制御装置をハードウェアとして説明したが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定の記憶媒体に格納された制御プログラムを実行することで、これらの回路装置の一部または全部をソフトウェアで機能的に実現するようにすることも可能である。

本発明の実施の形態におけるＨＤＬＣ準拠の並列データ送受信制御装置の構成を表わしたブロック図である。 図１に示したＨＤＬＣヘッダ挿入部に入力されるカプセル化対象データのフレームフォーマットを示した説明図である。 この実施の形態のＬ２カプセル化処理システムにおける各種のデータのフレームフォーマットを示した説明図である。 本発明の他の実施の形態におけるＨＤＬＣ準拠の並列データ送受信制御装置の構成を表わしたブロック図である。 ＨＤＬＣによるカプセル化のフォーマットを示した説明図である。 本発明の第２の関連技術の通信システムを示したシステム構成図である。 図６に示した並列データ送受信制御装置の具体的な構成を表わしたブロック図である。

符号の説明

１１１ イーサネット（登録商標）
１１２ ＷＡＮ
１１４ 通信システム
２００、２００Ａ 並列データ送受信制御装置
２０１ 並列データ送信制御装置
２０２、２０２Ａ 並列データ受信制御装置
２１１ カプセル化対象データ
２１２ ＨＤＬＣヘッダ挿入部
２１４ 第１のＣＲＣ挿入部
２１５ スクランブラ
２１７ 第２のＣＲＣ挿入部
２１９ 第１のｎビットスタッフ部
２２１ フレーム長比較・スクランブルフラグ挿入部
２２４ 第２のｎビットスタッフ部
２２７ フラグ挿入部
２３１ フラグ検出部
２３３ スクランブルフラグ検出部
２３５ ｎビットデスタッフ部
２３７ ＣＲＣチェック部
２３９、２３９Ａ デスクランブラ
２４１ データ選択部
２４５ ＨＤＬＣヘッダ処理部

Claims (9)

1. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークに送出する送信データとしての第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとするスクランブル手段と、
   前記第１の送信データと前記第２の送信データのフレーム長を比較するフレーム長比較手段と、
   このフレーム長比較手段による比較の結果、フレーム長が短いとされた送信データに、その送信データが前記スクランブル手段によるスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加した第３の送信データを作成する第３の送信データ作成手段と、
   この第３の送信データ作成手段によって作成した第３の送信データのフォーマットの端部に前記他のネットワークでフォーマットの端部として判別可能な端部識別情報を付加する端部識別情報付加手段と、
   この端部識別情報付加手段によって端部識別情報を付加した前記第３の送信データを前記他のネットワークに送信する送信手段
   とを具備することを特徴とする送信装置。
2. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークに送出する送信データとしての第１の送信データの先頭にハイレベルデータリンク手順に基づくヘッダ情報を付加するヘッダ情報付加手段と、
   このヘッダ情報付加手段によってヘッダ情報の付加された前記第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとするスクランブル処理手段と、
   前記第１の送信データと前記第２の送信データのそれぞれに所定の誤り検出符合を付加する誤り検出符号付加手段と、
   この誤り検出符号付加手段が誤り検出符合を付加した後の前記第１の送信データと前記第２の送信データのそれぞれに対して前記他のネットワークが送信データのフォーマットの端部と判別する所定の端部識別情報と誤認するデータ配列が存在するかどうかをチェックして存在する場合にはこのデータ配列を誤認の生じない他のデータ配列に修正して出力するデータ配列修正手段と、
   このデータ配列修正手段の出力としての前記第１の送信データと前記第２の送信データのフレーム長を比較するフレーム長比較手段と、
   このフレーム長比較手段による比較の結果、フレーム長が短いとされた送信データに、その送信データが前記スクランブル処理手段によるスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加した第３の送信データを作成する第３の送信データ作成手段と、
   この第３の送信データ作成手段によって作成した第３の送信データのフォーマットの端部に前記他のネットワークでフォーマットの端部として判別可能な端部識別情報を付加する端部識別情報付加手段と、
   この端部識別情報付加手段によって端部識別情報を付加した前記第３の送信データを前記他のネットワークに送信する送信手段
   とを具備することを特徴とする送信装置。
3. 前記第１の送信データは、１つのシリアルな送信データを並列の複数の送信データに変換した並列送信データであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の送信装置。
4. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータとしての受信データから予め定められた端部識別情報を検出してその受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別手段と、
   この受信データ端部判別手段の判別した前記受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読手段と、
   前記受信データのデスクランブル処理を行うデスクランブル処理手段と、
   前記スクランブル処理有無情報判読手段の判読結果に応じて前記デスクランブル処理手段の処理後のデータを自己のネットワークの受信データとするか前記受信データをそのまま前記自己のネットワークの受信データとするかを選択する選択手段
   とを具備することを特徴とする受信装置。
5. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータの列から予め定められた端部識別情報を検出して受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別手段と、
   この受信データ端部判別手段の判別した前記受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読手段と、
   このスクランブル処理有無情報判読手段の判読結果に応じて前記受信データのデスクランブル処理の実行の有無を制御してその出力を自己のネットワークの受信データとするデスクランブル処理手段
   とを具備することを特徴とする受信装置。
6. 前記受信データは、１つのシリアルなデータを並列した複数のデータに変換して受信される並列受信データであることを特徴とする請求項４または請求項５記載の送信装置。
7. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークに送出する送信データとしての第１の送信データの先頭にハイレベルデータリンク手順に基づくヘッダ情報を付加するヘッダ情報付加ステップと、
   このヘッダ情報付加ステップによってヘッダ情報の付加された前記第１の送信データに対してスクランブル処理を行って第２の送信データとするスクランブル処理ステップと、
   前記第１の送信データと前記第２の送信データのそれぞれに所定の誤り検出符合を付加する誤り検出符号付加ステップと、
   この誤り検出符号付加ステップで誤り検出符合を付加した後の前記第１の送信データと前記第２の送信データのそれぞれに対して前記他のネットワークが送信データのフォーマットの端部と判別する所定の端部識別情報と誤認するデータ配列が存在するかどうかをチェックして存在する場合にはこのデータ配列を誤認の生じない他のデータ配列に修正して出力するデータ配列修正ステップと、
   このデータ配列修正ステップで出力される前記第１の送信データと前記第２の送信データのフレーム長を比較するフレーム長比較ステップと、
   このフレーム長比較ステップでフレーム長の短い送信データとされたものに対して、その送信データが前記スクランブル処理ステップによるスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を付加した第３の送信データを作成する第３の送信データ作成ステップと、
   この第３の送信データ作成ステップによって作成した第３の送信データのフォーマットの端部に前記他のネットワークでフォーマットの端部として判別可能な端部識別情報を付加する端部識別情報付加ステップと、
   この端部識別情報付加ステップで端部識別情報を付加した前記第３の送信データを前記他のネットワークに送信する送信ステップ
   とを具備することを特徴とする送信方法。
8. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータの列から予め定められた端部識別情報を検出して受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別ステップと、
   この受信データ端部判別ステップで判別した前記受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読ステップと、
   このスクランブル処理有無情報判読ステップによる判読結果に応じて前記スクランブル処理後のデータを自己のネットワークの受信データとするか前記受信データをそのまま前記自己のネットワークの受信データとするかを選択する選択ステップと、
   この選択ステップで前記スクランブル処理後のデータを自己のネットワークの受信データとすることが選択されたとき前記受信データのデスクランブル処理を行うデスクランブル処理ステップ
   とを具備することを特徴とする受信方法。
9. 伝送するデータのフォーマットが自己のネットワークを伝送するデータのフォーマットと異なる他のネットワークから送られてきたデータの列から予め定められた端部識別情報を検出して受信データのフォーマットの端部を判別する受信データ端部判別ステップと、
   この受信データ端部判別ステップで判別した前記受信データのフォーマットの端部を基準として、その受信データにスクランブル処理が行われたものであるか否かを示すスクランブル処理有無情報を識別して判読するスクランブル処理有無情報判読ステップと、
   このスクランブル処理有無情報判読ステップによる判読結果に応じて前記受信データのデスクランブル処理の実行の有無を制御してその出力を自己のネットワークの受信データとするデスクランブル処理ステップ
   とを具備することを特徴とする受信方法。

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