JP2015185909A - 伝送装置およびポーズフレーム変換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信速度が異なる装置間で、一方の装置がポーズフレームにより要求した中断時間と、他方の装置がフレーム送信を停止する時間との整合を図る。【解決手段】クライアントインタフェース部１４は、相対的に低い通信速度に対応するクライアント装置から送信されたポーズフレームを受信する。データレート変換部１６は、受信された１つのポーズフレームで指定された中断時間に応じて複数のポーズフレームを生成し、相対的に高い通信速度に対応するフレーム処理部へ複数のポーズフレームを送信する。フレーム処理部１８は、複数のポーズフレームに応じて、クライアント装置に対するフレーム送信を抑制する。【選択図】図９

Description

本発明は、データ通信技術に関し、特に伝送装置およびポーズフレーム変換方法に関する。

現在、スマートフォン市場等の拡大に伴い、データ伝送装置が増設されてきており、伝送装置内の各インターフェース回路の集積化やコストダウン、設計の短納期化を実現させていくことが急務である。伝送装置の開発においては、各デバイスベンダの製品と制御監視用回路等から構成されるインタフェースユニットを組み合わせることで、開発の短納期化を進めることができる。

各デバイスベンダが提供する汎用デバイスを使用する場合、カスタム設計のデバイスを使用する場合と異なり、ある程度のデバイス仕様の妥協や、外付け回路による機能追加、調整等が必要となってくるのは仕方のないことである。１から設計するよりも、デバイスベンダが提供する汎用デバイスを使用する方がリスクが少なく、また、制御監視用に使用するＦＰＧＡの使い勝手の良さも高まっている状況があり、汎用デバイスの利用は伝送装置設計のスタンダードな手法となってきている。

このような状況の中、伝送装置に要求される仕様と、伝送装置に組み込む汎用デバイスの仕様との相違点に如何に対処していくかが重要になってきている。通常、デバイスベンダは、世の中の主要なニーズに適合した汎用デバイスを提供したいと考え、コストを抑制する観点からも古い機能やインタフェースを削除していきたいと考える。これに対し、伝送装置の開発側は、古い機能やインタフェースの継続を望む顧客（例えば通信キャリア会社）の要求を考慮して開発を行う必要がある。

イーサネット伝送装置（「イーサネット」は登録商標）においても、低速の１０Ｍｂｐｓから１０Ｇｂｐｓ／１００Ｇｂｐｓまで高速化が進んでいるが、１０Ｍｂｐｓ（１０ＢＡＳＥ−Ｔ）への対応が顧客から求められることがある。しかし近年、デバイスベンダによっては、汎用デバイスの仕様において１０ＢＡＳＥ−Ｔへの対応を削除する動きが見られ、１０ＢＡＳＥ−Ｔへ対応するための機能実装を伝送装置開発側で行わなければならない状況が生じることもある。

ところで、ＩＥＥＥ８０２．３ｘではフロー制御用のポーズフレームが規定されている。ポーズフレームは、通信装置におけるパケット格納用メモリがフル状態またはメモリの空き容量が所定の閾値未満になった場合に、送信元（例えば通信の対向装置）に、パケット送信を一時的に停止させるためのＭＡＣフレームである。図１に示すように、ポーズフレームは６４オクテットで構成される。パケット送信停止の要求時間は、ポーズフレームの先頭から１７、１８オクテット位置の中断時間の領域に格納される。中断時間の領域サイズは２オクテットであるため、中断時間値（以下「クオンタ値」とも呼ぶ。）として、０〜６５５３５の値を指定できる（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１６９０７２号公報

ここで、伝送装置においてフレームの送信や送信停止を制御する処理部が１００Ｍｂｐｓ通信に対応する汎用デバイスで構成される一方、その伝送装置に対向するクライアント装置は１０Ｍｂｐｓ通信に対応している状況を想定する。この状況で、クライアント装置がメモリフルを検出し、伝送装置へポーズフレームを送信したとする。ポーズフレームで指定する中断時間の単位量である１クオンタ値は５１２ビット時間である。すなわち、１０Ｍｂｐｓの場合の１クオンタ値は５１．２ｕｓを示し、１００Ｍｂｐｓの場合の１クオンタ値は５．１２ｕｓを示す。したがって、クライアント装置から送信されたポーズフレームを、そのクオンタ値を変換せず汎用デバイスに渡すと、クライアント装置が要求した中断時間と、実際に伝送装置がパケット送信を停止する時間に差が生じる（図２）。

そこで、クライアント装置から送信されたポーズフレームを、そのクオンタ値を変換した上で汎用デバイスに渡すことが考えられる。例えば、クライアント装置からポーズフレームを受け付けた場合に、そのポーズフレームで指定されたクオンタ値を１０倍し、１０倍後のクオンタ値を指定するポーズフレームを汎用デバイスへ転送する。これにより、クライアント装置が要求した中断時間と、実際に伝送装置がパケット送信を停止する時間を整合させることができる（図３）。

しかし、既に述べたように、ポーズフレームにおいてクオンタ値を指定する領域サイズは２オクテットである。そのため、クライアント装置がクオンタ値として「６５５４」以上を指定する場合、１０倍したクオンタ値（例えば「６５５４０」）をそのまま汎用デバイスへ転送することはできない。本発明者は、ポーズフレームにおいて中断時間を指定する領域サイズの制限の下、ポーズフレームを送受する装置間で中断時間の整合を図る仕組みの必要性を認識した。

本発明は本発明者の上記課題認識にもとづきなされたものであり、その主な目的は、通信速度が異なる装置間で、一方の装置がポーズフレームにより要求した中断時間と、他方の装置がフレーム送信を停止する時間との整合を図る技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の伝送装置は、相対的に低い通信速度に対応するクライアント装置と接続されたインタフェース部と、相対的に高い通信速度に対応し、クライアント装置から送信されたフレームを処理するフレーム処理部と、インタフェース部とフレーム処理部の間でフレームを中継する中継部と、を備える。インタフェース部は、クライアント装置から送信されたポーズフレームを受信し、中継部は、インタフェース部において受信された１つのポーズフレームで指定された中断時間に応じて複数のポーズフレームを生成し、生成した複数のポーズフレームをフレーム処理部へ送信し、フレーム処理部は、中継部から送信された複数のポーズフレームに応じてクライアント装置に対するフレーム送信を抑制する。

本発明の別の態様は、ポーズフレーム変換方法である。この方法は、相対的に低い通信速度に対応するクライアント装置から送信されたポーズフレームを取得するステップと、クライアント装置から送信された１つのポーズフレームで指定された中断時間に応じて複数のポーズフレームを生成するステップと、相対的に高い通信速度に対応し、クライアント装置から送信されたフレームを処理するフレーム処理部へ複数のポーズフレームを送信することにより、フレーム処理部に、複数のポーズフレームに応じてクライアント装置に対するフレーム送信を抑制させるステップと、を変換装置が実行する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、通信速度が異なる装置間で、一方の装置がポーズフレームにより要求した中断時間と、他方の装置がフレーム送信を停止する時間との整合を図ることができる。

ポーズフレームのフォーマットを示す図である。 ポーズフレームの中断時間を変換しない場合の停止時間を示す図である。 ポーズフレームの中断時間を変換する場合の停止時間を示す図である。 伝送装置の構成例を示す図である。 ポーズフレームを使用した送信停止要求時の動作を模式的に示す図である。 実施の形態のポーズフレーム変換の原理を示す図である。 実施の形態のポーズフレーム変換の原理を示す図である。 実施の形態のポーズフレーム変換の原理を示す図である。 実施の形態の伝送装置の構成を示す図である。 図９のポーズフレーム変換部の詳細な構成を示す図である。 図１０のクオンタ値変換部の詳細な構成を示す図である。 ガード時間とポーズフレームの出力タイミングの関係を示す図である。 ポーズ挿入要求とポーズ挿入指示パルスの関係を示す図である。 ポーズフレーム変換の動作を模式的に示す図である。 ポーズフレーム変換の動作を模式的に示す図である。 変形例におけるポーズフレーム変換の原理を示す図である。 変形例におけるポーズフレーム変換の動作を模式的に示す図である。

既に述べたように、デバイスベンダが提供する汎用デバイスが、その汎用デバイスを組み込む伝送装置に対する要求仕様を充足しない場合、要求仕様を充足するための機能実装を伝送装置開発側で行う必要が生じる。図４は伝送装置の構成例を示す。同図の伝送装置は、インタフェースユニット、スイッチユニット、監視制御ユニット等、複数の機器を含む。

図４の汎用デバイスは、クライアント装置から送信されたＭＡＣフレームを処理する。この汎用デバイスは、１００Ｍｂｐｓ通信（ファストイーサネット）のインタフェースを有するが、１０Ｍｂｐｓ通信のインタフェースは有しない。その一方、クライアント装置は、１０Ｍｂｐｓ通信のインタフェースを有するが、１００Ｍｂｐｓ通信のインタフェースは有しない。したがって、両者のインタフェース速度の差異を吸収するためのデータレート変換回路を伝送装置に設ける必要がある。図４の例では、イーサネットのデータレート変換を、ＳＧＭＩＩ（Serial Gigabit Media Independent Interface）に対して、１０ＢＡＳＥ−Ｔと１００ＢＡＳＥ−ＴＸをマッピングする規格に基づいて実現する。

図４では、左側がクライアントインタフェースであり、右側がバックワードボード（Backward board）側を示している。バックワードボードは、背面配線盤（Back wired board）とも呼ばれる。各部位の動作は以下のとおりである。

ＳＦＰ（Small Form factor Pluggable module）は、光電気変換および電気光変換を実行する。データレート変換回路は、１０ＢＡＳＥ−Ｔと１００ＢＡＳＥ−ＴＸ間の速度変換と、ＳＧＭＩＩ（またはＧＭＩＩ）へのマッピング処理を実行する。ＰＭＡ／ＰＣＳ部は、ＳＧＭＩＩ（またはＧＭＩＩ）とのインタフェース処理を実行する。具体的には、ＰＭＡ（Physical Medium Attachment）部でデータをシリアル化し、ＰＣＳ（Phycical Coding Sublayer）部でデータを符号化する。ＦｉＦｏメモリは、１０Ｍｂｐｓと１００Ｍｂｐｓ間のデータ変換であり、言い換えれば速度変換を実行するデータ格納メモリである。

ＭＡＣ処理部は、クライアント側から入力されたＭＡＣフレームを終端し、バックワードボードを介して、装置内の各ユニット宛にパケットを送出する。このパケットはＭＡＣフレームやＳＯＮＥＴフレーム等でもよく、通信の対向装置に応じた種々の態様のフレームであってよい。またＭＡＣ処理部は、装置内の各ユニットから転送されたクライアント装置宛のパケットをＭＡＣフレームにマッピングし、クライアント側へ送出する。現在の傾向として、汎用デバイスで処理する規格は１００ＢＡＳＥ−ＴＸや１０００ＢＡＳＥ−Ｔであり、汎用デバイスは１０ＢＡＳＥ−Ｔの終端回路を持たないことがある。

図５は、ポーズフレームを使用した送信停止要求時の動作を模式的に示す。汎用デバイスのＭＡＣ処理部は、クライアント装置から送信されたポーズフレームを検出すると、そのポーズフレームで指定された中断時間の間、クライアント装置へのＭＡＣフレーム送出を抑制する。例えば、ポーズフレームに設定された送信元アドレス（すなわちクライアント装置のＭＡＣアドレス）を記憶し、その送信元アドレスを宛先アドレスとするＭＡＣフレームの送出を抑制する。なお、ＳＧＭＩＩレイヤのインタフェースでは、図１に示した６４オクテットのポーズフレームの先頭に、プリアンブル／スタートフレームデリミタの８バイトが追加されたフォーマットになる。

図４で示したように、クライアントインタフェースと汎用デバイスとの間でインタフェースレートが異なる。したがって、クライアント装置から送信されたポーズフレームのクオンタ値を変換しない場合、図２で示したように、伝送装置において実際にフレーム送信を停止する時間は、クライアント装置が要求した時間の１０分の１になってしまう。これに対処するため、クライアント装置が要求したクオンタ値を１０倍する場合、ポーズフレームのフォーマットの制限により１０倍したクオンタ値を転送できないことがある。

そこで実施の形態の伝送装置（後述のデータレート変換部１６）は、クライアント装置から受信した１つのポーズフレームのクオンタ値を１０倍する。１０倍したクオンタ値が、ポーズフレームに設定可能なクオンタ値の上限を超える場合、１０倍したクオンタ値の一部をそれぞれ割り当てた複数個のポーズフレームを生成する。そして、複数個のポーズフレームを汎用デバイスへ送信する。

この構成によると、伝送装置に組み込む汎用デバイス（例えば後述のフレーム処理部１８）が１０ＢＡＳＥ−Ｔの適用を外しても、１０ＢＡＳＥ−Ｔでインタフェースされるポーズフレームが指定する中断時間分の送信停止を実現できる。言い換えれば、低通信速度のクライアント装置が要求した中断時間と、高通信速度の伝送装置が実際にパケット送信を停止する時間を整合させることができる。また、伝送装置の開発者は汎用デバイスそのものを改変する必要がないため、信頼性の維持、コスト低減、短納期化等の汎用デバイス利用のメリットを享受できる。また、クオンタ値の上限値を送信クオンタ値の基準とするため、ポーズフレームの個数を低減しやすく、効率的な送信停止処理を実現しやすい。

ところで、クライアント装置から受信した１つのポーズフレームから複数個のポーズフレームを生成し、複数個のポーズフレームを汎用デバイスへ送信する場合、以下の問題が生じうる。すなわち、複数個のポーズフレームの少なくとも一部を汎用デバイスへ送信するタイミングと、クライアント装置からポーズフレーム受信後に受信した他のフレームを汎用デバイスへ送信するタイミングが競合することが考えられる。競合する場合、ポーズフレームを優先的に送信できるとは限らない。ポーズフレームの送信が途切れると、言い換えれば、先に送信したポーズフレームにより送信を停止させている間に、次のポーズフレームを送信できなければ、汎用デバイスの送信停止状態が解除されてしまう。したがって、ポーズフレームによる送信停止要求が途切れない仕組みが必要になる。

そこで実施の形態の伝送装置（後述のデータレート変換部１６）は、複数個のポーズフレームを汎用デバイスへ送信する場合に、先のポーズフレームによってフレーム送信を停止させている間に次のポーズフレームの送信を完了する。そのために、先のポーズフレームを送信後、先のポーズフレームが指定する中断時間が経過する前の所定時点から、次のポーズフレームの送信処理を開始する。言い換えれば、先のポーズフレームが指定する中断時間が経過する前の所定時点から、中断時間が経過するまでの期間（以下「ガード期間」とも呼ぶ。）内に次のポーズフレームを送信する。後述するように実施の形態のガード時間は、２００クオンタ値時間であり、１０２４ｕｓである。

この構成によると、ガード時間を設け、生成した複数個のポーズフレームを途切れることなく送信する。これにより、本来、送信停止状態を維持すべき時間内に、送信停止状態が解除されてしまうことを防止し、クライアント装置が要求した時間分の送信停止を実現できる。

なお、ガード時間の長さは、装置内で処理しうる最大サイズのフレームを送信処理中である場合に、その終了を待った上で次のポーズフレームの送信を完了するまでの所要時間以上に定められる。言い換えれば、最大サイズのフレームの送信処理の開始から終了までに要する時間と、６４オクテットのポーズフレームの送信処理の開始から終了までに要する時間の合計値以上に定められる。フレームの最大サイズは、通常のＭＡＣフレームでは１５００オクテット、ジャンボフレームでは９６００オクテットである。なお、ガード時間の値は、固定値であってもよく外部の管理端末から変更可能であってもよい。また、伝送装置開発者の知見や伝送装置を使用した実験、伝送装置の運用形態等により適切な値が決定されてよい。

ただし、汎用デバイスのＭＡＣ処理部は、先のポーズフレームの受信によるフレーム送信停止状態において次のポーズフレームを受信すると、次のポーズフレームが指定する中断時間値にしたがったフレーム送信停止状態となる。したがって、先のポーズフレームが指定する中断時間値のうち、次のポーズフレーム送信時の残り時間（以下「停止残時間」とも呼ぶ。）は、ＭＡＣ処理部のフレーム送信停止時間に反映されない。

そこで実施の形態の伝送装置（後述のデータレート変換部１６）は、その停止残時間を、先のポーズフレーム以降に送信するポーズフレームに反映させる。すなわち、先のポーズフレームで指定した中断時間値のうち、実際にはＭＡＣ処理部のフレーム送信停止に効いていない時間の分、以降のポーズフレームの中断時間値を増加させる。この構成によると、クライアント装置が要求した時間分の送信停止を一層確実に実現できる。

次に、実施の形態におけるポーズフレーム変換の原理を説明する。実施の形態では、クオンタ値の上限値を基準として送信処理を実行する。既に述べたようにクオンタ値の上限値は「６５５３５」（１６進表記で「０ｘＦＦＦＦ」）である。処理フローは以下のようになる。

（１）クライアント装置から受信したポーズフレームのクオンタ値（以下「受信クオンタ値」とも呼ぶ。）を１０倍し、未送信クオンタ値として保持する。
（２）一定周期で、クオンタ値の上限値を指定したポーズフレーム、または、未送信クオンタ値が上限値以下であれば未送信クオンタ値を指定したポーズフレームをＭＡＣ処理部へ送信する。ただし、クライアント装置からポーズフレーム受信後に受信された他のフレームを処理中は、ポーズフレームを送信できないため、ガード時間内でポーズフレームが送信可能と判断された任意のタイミングでポーズフレームを送信する。
（３）ＭＡＣ処理部へ送信したクオンタ値（以下「送信クオンタ値」と呼ぶ。）を未送信クオンタ値から減算する。
（４）上記（２）（３）を繰り返し、未送信クオンタ値が０になった場合にポーズフレームの送信処理を終了する。

図６から図８は、実施の形態のポーズフレーム変換の原理を示す。図６で示すように、受信クオンタ値が「１０００」の場合、１０倍の「１００００」は、クオンタ値の上限値以下である。そのため、クオンタ値「１００００」を指定した１つのポーズフレームをＭＡＣ処理部へ送信する。

図７で示すように、受信クオンタ値が「６５５４」の場合、１０倍の「６５５４０」はクオンタ値の上限値を超過する。この場合、第１フレームによる送信クオンタ値を「６５５３５」とし、残りのクオンタ値を第２フレームで送信する。第２フレームの送信タイミングは第１フレームの送信クオンタ値に対するガード時間内であり、第１フレームの送信クオンタ値のうち第２送信フレーム送信時の残り時間が停止残時間として識別される。第２フレームの送信クオンタ値は、（受信クオンタ値×１０ー第１フレームの送信クオンタ値）である「５」と、停止残時間との合計値になる。

図８で示すように、受信クオンタ値が「２００００」の場合、ポーズフレームを４回送信する。最後の第４フレームの送信クオンタ値は、（受信クオンタ値×１０ー第１から第３フレームの送信クオンタ値の合計）である「３３９５」と、３つの停止残時間の合計との合算値となる。

上記のポーズフレーム変換を具現化した実施の形態の伝送装置を説明する。図９は、実施の形態の伝送装置の構成を示す。伝送装置１０は、例えばレイヤ２スイッチ、マルチレイヤの通信装置等であってもよい。伝送装置１０は、インタフェースユニット、スイッチユニット、監視制御ユニットを含む。インタフェースユニット１２は、インタフェースカードやインタフェース盤とも呼ばれ、クライアントインタフェース部１４、データレート変換部１６、フレーム処理部１８を含む。

なお図９は、伝送装置１０の機能構成を示すブロック図でもある。本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置、電子回路で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現される。ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。図１０、図１１についても同様である。

クライアントインタフェース部１４は図４のＳＦＰに対応し、データレート変換部１６は図４のデータレート変換回路に対応し、フレーム処理部１８は図４の汎用デバイスに対応する。フレーム処理部１８は、受信したフレームにもとづいて各種の通信処理、データ処理を実行する。フレーム処理部１８のＭＡＣ処理部は、送信元アドレスとしてクライアント装置のＭＡＣアドレスが指定されたポーズフレームを受信すると、そのポーズフレームのクオンタ値が示す時間、クライアント装置に対するフレーム送信を抑制する。以下、図４で説明済の内容は適宜省略する。

クライアント装置は、フレーム処理部１８が対応する通信速度（１００Ｍｂｐｓ）に未対応で、より低速のインタフェース（１０Ｍｂｐｓ）のみを有する通信装置である。例えば、レイヤ２スイッチ等の伝送装置であってもよく、ＰＣ等の情報端末であってもよい。クライアント装置は、伝送装置１０を介して他の端末やサーバと通信する。

データレート変換部１６は、クライアントインタフェース部１４とフレーム処理部１８の間でＭＡＣフレームを中継し、その際に、クライアントインタフェース部１４とフレーム処理部１８の通信速度差を埋める速度変換処理を実行する。データレート変換部１６は、ＰＭＡ／ＰＣＳ部２０、ＦｉＦｏメモリ２２、ＦｉＦｏメモリ２４、ポーズフレーム変換部２６、ＰＭＡ／ＰＣＳ部２８を含む。

ＰＭＡ／ＰＣＳ部２０とＰＭＡ／ＰＣＳ部２８は、図４に示したＰＭＡ／ＰＣＳ部に対応し、ＳＧＭＩＩに対するインタフェース処理を実行する。ＦｉＦｏメモリ２２とＦｉＦｏメモリ２４は、図４に示したＦｉＦｏメモリに対応し、公知の速度変換処理を実行する。

ポーズフレーム変換部２６は、ポーズフレーム変換の原理で示したように、クライアント装置から１つのポーズフレームが受信された場合に、その１つのポーズフレームから１つ以上のポーズフレームを生成し、フレーム処理部１８へ出力する。生成するポーズフレームの個数は、以下の要因で決定される。
（１）クライアント装置とフレーム処理部１８のそれぞれが対応する通信速度の差異
（２）受信されたポーズフレームで指定されたクオンタ値（中断時間値）

受信された１つのポーズフレームから生成した複数のポーズフレームに、第１ポーズフレームと第２ポーズフレームが含まれることとする。このときポーズフレーム変換部２６は、第１ポーズフレームをフレーム処理部へ出力後、第１ポーズフレームで指定した中断時間が経過する前のガード期間内に、第２ポーズフレームをフレーム処理部へ出力する。ポーズフレーム変換部２６は、第１ポーズフレームで指定した中断時間のうち第２ポーズフレーム送信時の残り時間を、第１ポーズフレーム以降に出力する少なくとも１つのポーズフレームで指定する中断時間に反映させる。

図１０は、図９のポーズフレーム変換部２６の詳細な構成を示す。ポーズフレーム変換部２６は、ポーズフレーム検出部３０、クオンタ値変換部３２、ポーズフレーム再生成部３４、フレーム送信部３６を含む。

ポーズフレーム検出部３０は、ＦｉＦｏメモリ２２で読み出されたクライアント装置からの受信フレームを取得し、受信フレームの中からポーズフレームを識別する。例えば、図１の宛先アドレスおよび操作コードの値がポーズフレームを示す所定値か否かを判定することによりポーズフレームを識別してもよい。

ポーズフレーム検出部３０は、ポーズフレームに設定されたクオンタ値と、予め定められたポーズフレーム識別子を、それぞれ受信クオンタ値、受信トリガとしてクオンタ値変換部３２へ出力する。またポーズフレーム検出部３０は、ポーズフレームの再生成のために必要な受信ポーズフレームの少なくとも一部のデータを受信ヘッダ情報としてポーズフレーム再生成部３４へ出力する。受信ヘッダ情報は、ポーズフレーム全体でもよく、ＭＡＣヘッダ部分（例えば１６オクテット目の操作コードまで）だけでもよい。

クオンタ値変換部３２は、受信クオンタ値の変換処理を実行する。そして、変換後の送信クオンタ値と、ポーズフレームの生成トリガ（ポーズフレーム再生成指示子）をポーズフレーム再生成部３４へ出力する。クオンタ値変換部３２は、５．１２ｕｓ周期のマスタタイミングパルスを基準タイミングとして動作する。実施の形態では、ＦｉＦｏメモリ２２における不図示の読出し制御部がマスタタイミングを生成する。マスタタイミングは、送信側の対向デバイスとインタフェースする１００ＢＡＳＥ−ＴＸ動作の基準となるタイミングである。また、フレーム処理部１８とのインタフェースにおける基準となるタイミングとも言える。また、５．１２ｕｓは、実施の形態における１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース時の１クオンタの基準時刻である。

ポーズフレーム再生成部３４は、クオンタ値変換部３２から生成トリガを受信したタイミングで、クオンタ値変換部３２から受信した送信クオンタ値と、ポーズフレーム検出部３０から受信した受信ヘッダ情報に基づきポーズフレームを再生成する。再生成するポーズフレームには、クオンタ値変換部３２から受信した送信クオンタ値を設定する。またポーズフレーム再生成部３４は、ＦＣＳの再計算を実行する。

フレーム送信部３６は、ＦｉＦｏメモリ２２から読み出されたポーズフレームと、ポーズフレーム再生成部３４から出力されたポーズフレームの待ち合せ処理を実行し、後者のポーズフレームを送信フレームとしてＰＭＡ／ＰＣＳ部２８へ出力する。また、ＦｉＦｏメモリ２２から読み出されたポーズフレーム以外のＭＡＣフレームをそのままＰＭＡ／ＰＣＳ部２８へ出力する。フレーム送信部３６が送信したフレームは、ＰＭＡ／ＰＣＳ部２８を介してフレーム処理部１８へ届く。

フレーム送信部３６は、ＦｉＦｏ読出し状態にもとづいて受信フレームの送信状態を監視する。クオンタ値変換部３２から、ポーズフレームの挿入要求（ポーズ挿入要求）を受け付けた場合、ポーズフレームの送信が可能になったことを検出すると、ポーズ挿入指示パルス（アクノリッジ信号）をクオンタ値変換部３２へ送信する。

図１１は、図１０のクオンタ値変換部３２の詳細な構成を示す。クオンタ値変換部３２は、受信クオンタ値変換部４０、未送信クオンタ値算出部４２、送信フレームカウンタ４４、未送信クオンタ値比較部４６、基準カウンタ４８、カウンタ値比較部５０、ポーズ挿入要求生成部５２、ポーズ挿入指示生成部５４、加算器５６、加算結果比較部５８、セレクタ６０を含む。

受信クオンタ値変換部４０は、受信クオンタ値を１０倍する。未送信クオンタ値算出部４２は、１０倍された受信クオンタ値を未送信クオンタ値の初期値として保持する。後述するように、未送信クオンタ値算出部４２は、送信クオンタ値が出力されると、その送信クオンタ値にもとづいて未送信クオンタ値を更新する。未送信クオンタ値は、送信ＳＯＰ（Start Of Packet）が‘Ｈ’のタイミングで保持される。

送信フレームカウンタ４４には、５．１２ｕｓ周期のマスタタイミングパルスが入力される。送信フレームカウンタ４４は、受信トリガの入力を起点にして、マスタタイミングパルスが‘Ｈ’のタイミング（すなわち５．１２ｕｓ周期）で６４オクテット分カウントする。６４オクテットは、１つのポーズフレームの長さであり、ポーズフレームの先頭位置を示すパルスが送信ＳＯＰとなる。

未送信クオンタ値比較部４６は、未送信クオンタ値算出部４２が出力した未送信クオンタ値が０より大きいか否かを判定し、０より大きい場合に、次のポーズフレームの送信指示を送信フレームカウンタ４４へ入力する。送信フレームカウンタ４４は、ポーズフレーム送信指示を未送信クオンタ値比較部４６から受け付けると、基準カウンタ４８に対してダウンカウントを開始するよう指示する。また、未送信クオンタ値算出部４２に対して未送信クオンタ値を加算器５６へ出力するよう指示する。

基準カウンタ４８は、ガード時間を管理するための基準カウンタ値を保持する。基準カウンタ４８は、送信クオンタ値を基準カウンタ値の初期値とし、５．１２ｕｓ周期のマスタタイミングで基準カウンタ値を１つずつダウンカウント（デクリメント）する。実施の形態ではダウンカウンタを適用するが、送信クオンタ値までインクリメントしていくアップカウンタとして構成してもよい。

カウンタ値比較部５０は、基準カウンタ４８から出力された基準カウンタ値を監視する。基準カウンタ値が予め設定されたガード時間になった場合、カウンタ値比較部５０は、ポーズフレームを生成可能なガード時間に突入したと判定し、ポーズ挿入要求生成部５２にポーズ挿入要求の出力を指示する。実施の形態におけるガード時間は２００クオンタ値である。基準カウンタにおける２００カウント分と言え、マスタタイミングパルス２００個分とも言える。カウンタ値比較部５０は、基準カウンタ値が「２００」になったことを検出すると、ポーズ挿入要求生成部５２に対して‘Ｈ’を出力する。

なお、ガード時間を長く設定するほど、フレーム処理部１８における送信停止状態が、要求時間より前に解除されてしまうリスクを低減できる一方、ポーズフレームの送信効率は低下する。したがって、リスクと効率を考量した値が設定されることが望ましい。ガード時間が２００クオンタ値とは、ガード時間が１０２４ｕｓであると言える。１００Ｍｂｐｓ環境では、このガード時間内に約１２５００バイトの転送が可能である。したがって、ガード時間突入時にジャンボフレームを送信処理中であっても、ガード時間が終了するまで、言い換えれば、先のポーズフレームによる送信停止状態が解除されるまでには、次のポーズフレームの送信を終了することができる。

ポーズ挿入要求生成部５２は、カウンタ値比較部５０から‘Ｈ’が入力された場合に、ポーズフレームの挿入を要求するポーズ挿入要求をフレーム送信部３６へ出力する。既に述べたように、フレーム送信部３６は、ポーズ挿入要求を受け付け、ポーズフレームを送信可能な状態であると判定すると、ポーズ挿入指示パルスを返却する。ポーズ挿入要求生成部５２は、ポーズ挿入指示パルスを受け付けるとポーズ挿入要求の出力を終了する。

基準カウンタ４８は、ポーズ挿入指示パルスを受け付けると基準カウンタ値のダウンカウントを停止して、そのときの基準カウント値を加算器５６と未送信クオンタ値算出部４２へ出力する。加算器５６は、未送信クオンタ値算出部４２から出力された未送信クオンタ値に、基準カウンタ４８から出力された基準カウント値を加算する。なお、１つめのポーズフレームの送信時、言い換えれば、１回目の送信クオンタ値の出力時は、基準カウンタ４８はダウンカウント処理を未開始であり、基準カウンタ値は入力されない。

加算結果比較部５８は、その加算結果がポーズフレームに設定可能なクオンタ値の上限値（６５５３５）より大きいか否かを判定する。セレクタ６０は、加算結果が６５５５３５より大きければ、上限値である６５５３５を送信クオンタ値としてポーズフレーム再生成部３４へ出力する。加算結果が６５５３５以下であれば、加算結果をポーズフレーム再生成部３４へ出力する。セレクタ６０は、マルチプレクサとも言える。

送信クオンタ値は、未送信クオンタ値算出部４２と基準カウンタ４８へ入力される。未送信クオンタ値算出部４２は、それまでの未送信クオンタ値に対して、送信クオンタ値を減算するとともに、基準カウンタ４８から出力された基準カウンタ値を加算する。これにより、送信済のクオンタ値のうちフレーム処理部１８の送信停止に反映されなかったクオンタ値を未送信クオンタ値に戻す。この結果、送信済のクオンタ値のうちフレーム処理部１８の送信停止に反映されなかったクオンタ値を、後続のポーズフレームのクオンタ値へ反映させることができる。基準カウンタ４８は、それまでの基準カウンタ値を送信クオンタ値に置き換え、その送信クオンタ値を起点にダウンカウントを開始する。

ポーズ挿入指示生成部５４は、ポーズ挿入指示パルスを受け付けると、予め定められたポーズフレームの生成トリガをポーズフレーム再生成部３４へ出力する。このように、クオンタ値変換部３２は、１つの受信トリガおよび受信クオンタ値の入力を受け付けると、その受信クオンタ値を１０倍した未送信クオンタ値が０になるまで、送信クオンタ値を１回以上出力し、生成トリガも１回以上出力する。その結果、ポーズフレーム再生成部３４は、１つ以上のポーズフレームを生成し、フレーム送信部３６は１つ以上のポーズフレームをフレーム処理部１８へ送信する。

図１２は、ガード時間とポーズフレームの出力タイミングの関係を示す。ガード時間の設定値が２００の場合、基準カウンタ４８がダウンカウントする基準カウンタ値が２００〜０の間に、他のフレームの送信状況に応じて送信可能になったタイミングでポーズフレームを送信する。

図１３は、ポーズ挿入要求とポーズ挿入指示パルスの関係を示す。同図は、ガード時間の設定値が２００かつ基準カウンタ値が１００のときに、ポーズフレームの挿入が可能となった状況を示している。同図で示すように、基準カウンタ値が２００になった時点で、ポーズ挿入要求が‘Ｈ’にアサートされる。ここでは、フレーム送信部３６がポーズフレーム以外のフレームを送信処理中であるため、ポーズフレームの送信待ち状態となる。

フレーム送信部３６においてポーズフレームの送信が可能な状態になると、ポーズ挿入指示パルスがアサートされ、ポーズフレームの送信処理を開始する。ポーズ挿入指示パルスがアサートされたとき、その時点での基準カウンタ値１００が、フルカウントの余り分、すなわち送信クオンタ値のうち送信停止に効いていないクオンタ値を示すことになる。したがって、その余り分を未送信クオンタ値に足し、次のポーズフレーム送信時に参照される未送信クオンタ値を設定する。また、ポーズ挿入要求は、ポーズ挿入指示パルスを受信した時点で解除される。

以上の構成による動作を以下説明する。
クライアント装置は、１０Ｍｂｐｓ通信のインタフェースを有するが、１００Ｍｂｐｓ通信には未対応である。また汎用デバイスにより構築された伝送装置１０のフレーム処理部１８は、１００Ｍｂｐｓ通信のインタフェースを有するが、１０Ｍｂｐｓ通信には未対応である。クライアント装置と伝送装置１０は相互にＭＡＣフレームを送受し、伝送装置１０のデータレート変換部１６は速度変換処理を実行する。

クライアント装置は、自装置のメモリのフル状態を検出すると、所定のクオンタ値を指定したポーズフレームを伝送装置１０へ送信する。データレート変換部１６のポーズフレーム変換部２６は、クライアント装置から送信されたポーズフレームを検出すると、ポーズフレームのクオンタ値に応じた個数のポーズフレームを生成する。フレーム処理部１８は、ポーズフレーム変換部２６から出力された１つ以上のポーズフレームそれぞれのクオンタ値に応じた時間、クライアント装置宛のＭＡＣフレームの送信を停止する。

図１４は、ポーズフレーム変換の動作を模式的に示す。同図は、受信クオンタ値が６５５４、ガード時間設定値が２００の例を示している。最初に第１ポーズフレーム（送信クオンタ値＝６５５３５）送信後、基準カウンタを、初期値６５５３５から、１クオンタの基準時間である５．１２ｕｓ毎にダウンカウントしていく。基準カウンタ値がフルカウントの前の２００になると、第２ポーズフレームを送信する。基準カウンタ値が２００のときに第２ポーズフレームを送信するため、停止残時間は２００となる。したがって、第２ポーズフレームの送信クオンタ値には、未送信クオンタ値である５と、停止残時間２００を合計した２０５を設定する。第２ポーズフレームの送信により未送信クオンタ値が０になると、ポーズフレーム変換処理を終了する。

図１５も、ポーズフレーム変換の動作を模式的に示す。同図は、受信クオンタ値が２００００、ガード時間設定値が２００の例を示している。この例では、第１フレームから第３フレームの送信クオンタ値には、クオンタ値の上限値である６５５３５を設定する。第１フレーム送信時は基準カウンタが未動作であるため、第１フレーム送信後の未送信クオンタ値は１３４４６５（＝２０００００−６５５３５）となる。第２フレームは基準カウンタ値が１９８のとき送信されているため、第２フレーム送信後の未送信クオンタ値は６９１２８（＝１３４４６５−６５５３５＋１９８）となる。

また、第３フレームは基準カウンタ値が１００のときに送信されているため、第３フレーム送信後の未送信クオンタ値は３６９３（＝６９１２８−６５５３５＋１００）となる。また、第４フレームは基準カウンタ値が２００のときに送信されているため、第４フレームの送信クオンタ値には３８９３（＝３６９３＋２００）を設定する。第４ポーズフレームの送信により未送信クオンタ値が０になると、ポーズフレーム変換処理を終了する。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上記実施の形態では、ポーズフレームに設定可能なクオンタ値の上限値を基準として送信クオンタ値を決定した。変形例として、クライアント装置が指定したクオンタ値を基準として送信クオンタ値を決定してもよい。本変形例の構成でも実施の形態と同様の効果を奏する。本変形例における処理フローは以下のようになる。

（１）受信クオンタ値を送信クオンタ値とする。
（２）上記の送信クオンタ値を設定したポーズフレームを、クライアント装置と伝送装置内の汎用デバイスの速度差に応じた回数送信する。クライアント装置は１０Ｍｂｐｓの低速通信のみに対応し、汎用デバイスは１００Ｍｂｐｓ通信に対応する一方、１０Ｍｂｐｓ通信に未対応である場合は、ポーズフレームを１０回送信する。
（３）停止残時間を補填するための調整用のポーズフレームを１回送信する。

以下の図１６、図１７の説明においても、クライアント装置は１０Ｍｂｐｓの低速通信のみに対応し、汎用デバイスは１００Ｍｂｐｓ通信に対応する一方、１０Ｍｂｐｓ通信に未対応であることとする。

図１６は、変形例におけるポーズフレーム変換の原理を示す。図１６で示すように、１回目から１０回目までに送信するポーズフレームの送信クオンタ値には、受信クオンタ値である２００００を設定する。１１回目に送信するポーズフレームの送信クオンタ値には、１０個の停止残時間の合計値を設定する。

本変形例のポーズフレーム変換を具現化した伝送装置の構成は、図９および図１０と同様である。ただし、ポーズフレーム変換部２６のクオンタ値変換部３２は、未送信クオンタ値を保持する必要はない。その代わりにクオンタ値変換部３２は、ポーズフレームの送信回数、言い換えれば、ポーズフレーム再生成部３４への送信クオンタ値出力回数を記憶する。そして、クライアント装置とフレーム処理部１８（汎用デバイス）との速度比率に応じた回数ポーズフレームを送信する。図１６のように速度比率が１：１０であれば、受信クオンタ値をそのまま設定したポーズフレームを１０回送信する。すなわち、受信クオンタ値を示す送信クオンタ値をポーズフレーム再生成部３４へ１０回出力する。

ガード時間の考え方は実施の形態と同様である。クオンタ値変換部３２は、２回目以降のポーズフレーム送信時に生じた停止残時間を記憶していく。そして最終ポーズフレームの送信クオンタ値に、停止残時間の合計値を設定する。図１６の例の場合、１１回目にポーズフレーム再生成部３４へ出力する送信クオンタ値を停止残時間の合計値とする。

図１７は、変形例におけるポーズフレーム変換の動作を模式的に示す。同図は、受信クオンタ値が２００００、ガード設定値が２００の例を示している。１回目から１０回目までのポーズフレームには、受信クオンタ値と同じ２００００を設定する。１１回目の最終ポーズフレームには、２回目以降のポーズフレーム送信時に生じた停止残時間の合計値である１１９８を設定する。

上記実施の形態と変形例では、クライアント装置は１０Ｍｂｐｓの低速通信にのみ対応し、汎用デバイスは１００Ｍｂｐｓ通信に対応する一方、１０Ｍｂｐｓ通信に未対応の例を示した。しかし、上記実施の形態と変形例に記載の技術思想はこの例に制約されない。すなわち、相対的に低い通信速度に対応するクライアント装置から送信されたポーズフレームを、相対的に高い通信速度に対応するフレーム処理部（汎用デバイス）へ中継する場合に広く適用することができる。

例えば、クライアント装置は１００Ｍｂｐｓ通信に対応するが１Ｇｂｐｓ通信には未対応であり、フレーム処理部は１Ｇｂｐｓ通信に対応するが１００Ｍｂｐｓ通信に未対応の場合にも適用できる。この場合、上記実施の形態や変形例の構成と同様に、受信クオンタ値を１０倍した値を、複数個のポーズフレームによりフレーム処理部へ転送してもよい。また、クライアント装置は１０Ｍｂｐｓ通信のみに対応し、伝送装置は１Ｇｂｐｓ通信にのみ対応する場合にも適用できる。この場合、受信クオンタ値を１００倍した値を、複数個のポーズフレームによりフレーム処理部へ転送してもよい。

請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連携によって実現されることも当業者には理解されるところである。

１０ 伝送装置、 １４ クライアントインタフェース部、 １６ データレート変換部、 １８ フレーム処理部、 ２６ ポーズフレーム変換部、 ３０ ポーズフレーム検出部、 ３２ クオンタ値変換部、 ３４ ポーズフレーム再生成部、 ３６ フレーム送信部。

Claims (4)

1. 相対的に低い通信速度に対応するクライアント装置と接続されたインタフェース部と、
   相対的に高い通信速度に対応し、前記クライアント装置から送信されたフレームを処理するフレーム処理部と、
   前記インタフェース部と前記フレーム処理部の間でフレームを中継する中継部と、
   を備え、
   前記インタフェース部は、前記クライアント装置から送信されたポーズフレームを受信し、
   前記中継部は、前記インタフェース部において受信された１つのポーズフレームで指定された中断時間に応じて複数のポーズフレームを生成し、生成した複数のポーズフレームを前記フレーム処理部へ送信し、
   前記フレーム処理部は、前記中継部から送信された複数のポーズフレームに応じて前記クライアント装置に対するフレーム送信を抑制することを特徴とする伝送装置。
2. 前記中継部は、前記受信された１つのポーズフレームにもとづいて生成した第１のポーズフレームを前記フレーム処理部へ送信後、第１のポーズフレームで指定した中断時間が経過する前の所定時点から、前記受信された１つのポーズフレームにもとづいて生成した第２のポーズフレームを前記フレーム処理部へ送信する処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
3. 前記中継部は、前記第１のポーズフレームで指定した中断時間のうち前記第２のポーズフレーム送信時の残り時間を、前記受信された１つのポーズフレームから生成する複数のポーズフレームの少なくとも１つの中断時間に反映させることを特徴とする請求項２に記載の伝送装置。
4. 相対的に低い通信速度に対応するクライアント装置から送信されたポーズフレームを取得するステップと、
   前記クライアント装置から送信された１つのポーズフレームで指定された中断時間に応じて複数のポーズフレームを生成するステップと、
   相対的に高い通信速度に対応し、前記クライアント装置から送信されたフレームを処理するフレーム処理部へ前記複数のポーズフレームを送信することにより、前記フレーム処理部に、前記複数のポーズフレームに応じて前記クライアント装置に対するフレーム送信を抑制させるステップと、
   を変換装置が実行することを特徴とするポーズフレーム変換方法。

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