JP3667012B2

JP3667012B2 - Multimedia communication method and communication apparatus

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Publication number: JP3667012B2
Application number: JP31862096A
Authority: JP
Inventors: 隆博塚本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: JPH10150450A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声などのリアルタイム性を要求されるリアルタイム性データとＬＡＮなどの遅延が許容される非リアルタイム性データとを伝送するマルチメディア通信方法、および複数のネットワークに接続する通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マルチメディア通信システムにおいては、音声などを束ねたＰＢＸ（構内交換機）におけるリアルタイム性のデータとＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などにおけるある程度の遅延が許容される非リアルタイム性のデータとを時分割多重化（ＴＤＭ）などの方式で伝送する方法が用いられている。また、最近では、統計多重効果を利用して動的に帯域を割り付けてデータの伝送を行うものが出現している。
【０００３】
このようなマルチメディア通信システムにおいて、ＬＡＮなどの構内網間を接続する場合は、専用線網、フレームリレー網などのサービスを利用し、電話を頻繁にまた多くの回線を利用するユーザは、アナログ専用線などを利用してＶＡＮ事業者と接続し、ＶＰＮ（バーチャルプライベートネットワーク）などを利用して電話料金を安くする方法を採用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来のマルチメディア通信システムに用いられているＴＤＭ方式では、非使用時でも使用される伝送帯域を確保しているから、該伝送帯域を他で使用することができず、またデータの転送を１対１で行うから、同時に多地点間を接続してデータの転送を行うことができない。
【０００５】
また、統計多重効果を利用して動的に帯域を割り付けてデータの伝送を行うシステムにおいては、データの多重方式が独自のものであるから、本質的には、前者のＴＤＭ方式を用いる場合と同様に、データの転送を１対１で行い、同時に多地点間を接続してデータの転送を行うことができず、また公衆網への接続を行うこともできない。
【０００６】
さらに、ＬＡＮなどの構内網間を接続する場合には、専用線網、フレームリレー網などのサービスを利用するから、音声の利用を同時に行うことができない。
【０００７】
本発明は、複数のネットワーク間で多重化されたデータを交換する場合に、データ種別に応じた交換を行うことで、たとえば、同時に多地点間接続を行うことができるとともに、非リアルタイム性データの伝送と同時にリアルタイム性データをそのリアルタイム性を維持しながら伝送することができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、音声などのリアルタイム性を要求されるリアルタイム性データとＬＡＮなどの遅延が許容される非リアルタイム性データとを伝送するマルチメディア通信方法において、送信側アダプタで前記リアルタイム性データと前記非リアルタイム性データとを入力し、前記リアルタイム性データと前記非リアルタイム性データとを統計多重効果を利用して動的に割り付けられた帯域に多重して第１フレームに変換する工程と、前記送信側アダプタから前記第１フレームを第１通信網を介して送信側ノードに送出する工程と、前記送信側ノードのアダプタインタフェース手段で前記第１フレームを受信し、該第１フレームから前記リアルタイム性データと前記非リアルタイム性データとを分離してそれぞれを交換するための第２フレームに組み立る工程と、前記送信側ノードのデータスイッチ手段で前記第２フレームを交換する工程と、前記送信側ノードの第２通信網インタフェース手段で前記第２フレームの交換後に該第２フレームを分解、組み立てして第３フレームを作成する工程と、前記送信側ノードから前記第３フレームを第２通信網を介して受信側ノードに送出する工程と、前記受信側ノードの第２通信網インタフェース手段で前記送出された第３フレームを受信して前記第２フレームに組み立て直す工程と、前記受信側ノードのデータスイッチ手段で前記第２フレームを交換する工程と、前記送信側ノードのアダプタインタフェース手段で前記第２フレームの交換後に該第２フレームを前記第１フレームに組み立て直す工程と、前記受信側ノードから前記第１フレームを前記第１通信網を介して受信側アダプタに送出する工程と、前記受信側アダプタで前記送出された第１フレームを前記リアルタイム性データと前記非リアルタイム性データとに分解する工程とを含むことを特徴とするマルチメディア通信方法を提供する。
【０００９】
また、複数種別のネットワークに接続する通信装置において、第１種別のデータと、前記第１種別とは異なる第２種別のデータとが多重された第１通信フレームを受信する受信手段と、前記受信手段により受信した第１通信フレームに付加され、各種別のデータの通信状況を示す情報に基づいて、前記第１通信フレームに含まれるデータの種別毎の第２通信フレームを生成する第１の生成手段と、前記第１の生成手段により生成した前記第２通信フレームを交換する交換手段と、前記交換手段により交換された前記第２通信フレームに含まれるデータの出力先のネットワークに応じて、前記第２通信フレームのデータを含む第３通信フレームを生成する第２の生成手段と、を有することを特徴とする通信装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明のマルチメディア通信システムの実施の一形態の構成を示すブロック図、図２は図１のマルチメディア通信システムのアダプタの構成を示すブロック図、図３は図１のマルチメディア通信システムのノードの構成を示すブロック図である。
【００２１】
リアルタイム性を要求される電話からの音声データとある程度の遅延が許容される非リアルタイム性のＬＡＮデータとを伝送するマルチメディア通信システムは、図１に示すように、複数の電話機を接続するとともにイーサネットなどのＬＡＮ端末を接続する複数のアダプタ１と、一般電話網として使用されている公衆網５を接続するとともに、音声データ、ＬＡＮデータを含む各種データをその行き先に応じて交換するための複数のノード２とを備え、各アダプタ１は専用線網３を介して対応するノード２に接続され、各ノード２間はセルリレー網４を介して接続されている。セルリレー網４は、ＡＴＭ（非同期通信モード）セルをＴＴＣ標準のＪＴ−Ｇ７０３−ａで定義された専用線二次群速度フレームを用いて転送する。
【００２２】
各アダプタ１は、接続された各電話機からの音声データとＬＡＮ端末からのＬＡＮデータとを統計多重効果を利用して動的に割り付けられた帯域に多重して第１フレームに変換する機能および該第１フレームを音声データとＬＡＮデータとに分解する機能を有する。第１フレームは、所定期間毎に作成される固定長のデータフレームからなり、該データフレームには、複数の回線からの音声データを示す固定長の音声用データと、可変長のＬＡＮ用データとが含まれている。このＬＡＮ用データは、ＬＡＮデータまたは制御データのいずれか一方から構成される。なお、この第１フレームの詳細については後述する。
【００２３】
具体的には、各アダプタ１は、図２に示すように、各電話機に接続されている複数のポートが設けられている電話回線インタフェース部１１と、ＬＡＮ端末が接続されているＬＡＮインタフェース部１２とを有する。
【００２４】
電話回線インタフェース部１１は、電話機の呼出信号生成に必要な電圧を作る昇圧部、リンガ（呼出信号）発生部、ＤＴＭＦデコーダ部、フック判定部などの各電話回線に対する様々なインタフェースを司るための回路を有するとともに、該回路の中には、各電話機からの音声データおよび該音声データの圧縮符号化データを入出力し、入力された音声データを圧縮符号化して圧縮符号化データを生成するとともに入力された圧縮符号化データを復号して音声データを生成するＣＯＤＥＣ（符号化／復号）回路が含まれている。この回路により復号された音声データは対応する電話機に送出される。なお、本実施の形態では、ＣＯＤＥＣ回路において、１６ＫｂｐｓのＡＤＰＣＭ（適応差分パルス符号変調）、８ＫｂｐｓのＣＳ−ＡＣＥＬＰ（共役構造−代数的符号励振線形予測符号化法）の圧縮符号化／復号を行う。また、圧縮符号化時には、無音制御により無音期間中音声の圧縮符号化データを出力しない。
【００２５】
ＬＡＮインタフェース部１２では、ＬＡＮデータを入出力し、入力されたＬＡＮデータからＩＥＥＥ８０２．３のフレームを検出してＭＡＣアドレス学習によるブリッジ機能によりＭＡＣアドレスなどをチェックし、このチェック結果に応じてデータの送出を制御する。
【００２６】
電話回線インタフェース部１１からの圧縮符号化データおよびＬＡＮインタフェース部１２からのＬＡＮデータは、フレーム組立／分解部１３に送出される。フレーム組立／分解部１３は、入力された圧縮符号化データおよびＬＡＮデータとともにアダプタ１の制御データを動的に割り付けられた帯域に多重して第１フレームを生成し、該第１フレームをアダプタ制御部１４に出力する。また、アダプタ制御部１４から第１フレームが入力されると、入力された第１フレームは圧縮符号化データとＬＡＮデータとに分解されて電話回線インタフェース部１１およびＬＡＮインタフェース部１２に出力される。
【００２７】
アダプタ制御部１４はＣＰＵ（図示せず）を有し、ＣＰＵはＲＯＭ（図示せず）に格納されているプログラムを読み出し、実行することによってアダプタ１全体の制御を行う。この制御には、フレーム組立／分解部１３からの第１フレームを専用線インタフェース部１５を介して専用線網３に送信するとともに専用線網３から伝送された第１フレームを専用線インタフェース部１５を介して受信するための送受信制御と、電話回線インタフェース部１１の管理、ＬＡＮインタフェース部１２、フレーム組立分解部１３の制御および電源回路１６からの各ブロックへの電源供給制御とが含まれている。
【００２８】
専用線インタフェース部１５は、ターミナルアダプタとしての機能を有し、専用線インタフェース部１５は専用線網３側に設けられているＤＳＵ（データサービスユニット）を介して専用線網３に接続されている。
【００２９】
各ノード２は、専用線網３を介して入力した第１フレームから音声用データとＬＡＮ用データとを分離してそれぞれを交換するための第２フレームに組み立てる第２フレーム組立機能、該第２フレームを分解、組み立てして第３フレームを作成する第３フレーム作成機能、該第３フレームから第２フレームへの再組立てを行う第２フレーム再組立機能および該第２フレーム再組立機能によって組み立てられた第２フレームから第１フレームへの再組立てを行う第１フレーム再組立機能を有する。なお、この第２フレームおよび第３フレームの詳細については後述する。
【００３０】
具体的には、各ノード２は、図３に示すように、専用線網３に接続され、第２フレーム組立機能および第１フレーム再組立機能を実行する複数のアダプタインタフェース部２１（ＡＤ１，…，ＡＤｎ）と、第２フレームを交換するデータスイッチ部（ＤＳ）２２と、第３フレーム作成機能および第２フレーム再組立機能を実行するセルリレー網インタフェース部２３と、複数の電話回線と公衆網５とを接続するための公衆網インタフェース部２４と、ノード２全体の制御を行うとともに、各ブロックの制御、データスイッチ部２２の監視、ネットワーク管理などを行う制御部２５とを有する。各アダプタインタフェース部２１、データスイッチ部２２と、セルリレー網インタフェース部２３、公衆網インタフェース部２４、制御部２５の各ブロックには、ノード２内において一義的に決定されている固有のメディア番号が付与され、このメディア番号は、データの交換時に利用される。
【００３１】
各アダプタインタフェース部２１では、専用線網３から入力された第１フレームに含まれる音声用データとＬＡＮ用データとを分離し、音声用データの第２フレームおよびＬＡＮ用データの第２のフレームを作成する。第２フレームのそれぞれはデータスイッチ部（ＤＳ）２２に送出される。逆に、後述するデータスイッチ部（ＤＳ）２２から第２フレームが入力されると、該第２フレームから音声用データまたはＬＡＮ用データが取り出され、音声用データまたはＬＡＮ用データを含む第１フレームが組み立てられて専用線網３へ送出される。
【００３２】
データスイッチ部２２はシリアルクロスバースイッチなどから構成されている。このデータスイッチ部２２では、独自タグに相当するアドレスなどを付加しこのアドレス値に応じてスイッチ動作を行い、該スイッチ動作により、音声データ用、ＬＡＮデータ用として入力された第２フレームを交換する。すなわち、上記スイッチ動作を所定のフレームフォーマットに従って実行することによって、音声データ用の第２フレームの交換、ＬＡＮデータおよび制御データを含むＬＡＮデータ用の第２フレームの交換とが行われる。
【００３３】
セルリレー網インタフェース部２３では、データスイッチ部２２から入力された第２フレームをＡＴＭセル化して第３フレームを作成し、この第３フレームをセルリレー網４へ送出する。また逆に、セルリレー網４から第３フレームを受け取ると、該第３フレームからＡＴＭセルが取り出され、該ＡＴＭセルは第２フレームに変換されてデータスイッチ部２２へ送出される。
【００３４】
公衆網インタフェース部２４は、セルリレー網インタフェース部２３と異なり、データスイッチ部２２との間で音声信号、制御信号などの交換を行う他に、複数の回線を公衆網５と接続するためのＰＢＸ（構内交換機）を備える。よって、公衆網インタフェース部２４とアダプタインタフェース部２１とが同時に複数の呼接続を行うように制御する場合がある。
【００３５】
次に、本マルチメディア通信システムにおいてアダプタ１とノード２との間で専用線網３を介して転送される第１フレームに関する処理手順および第１フレームのフォーマットについて図１ないし図３に加えて図４ないし図１１を参照しながら説明する。図４は図１のマルチメディア通信システムのアダプタとノードの間で専用線網を介して転送される第１フレームのフォーマットを示す図、図５は図４の第１フレームのＩＤフォーマットを示す図、図６は図４の第１フレームの音声フレームのフォーマットを示す図、図７は図６の音声フレームのＶＣＢのフォーマットを示す図、図８は図４の第１フレームのＬＤ／ＣＤフレームのフォーマットを示す図、図９は図８のＬＤ／ＣＤフレームのＬＣＢのフォーマットを示す図、図１０は図９のＬＣＢにおける“ＰＲＩ”および“ＳＴＰ”ビットの使用例を示す図、図１１は図１のマルチメディア通信システムにおける第１フレームのデータ構成例を示す図である。なお、ここでは、１６ＫｂｐｓのＡＤＰＣＭにより音声データを圧縮符号化／復号する場合を例に説明する。
【００３６】
この１６ＫｂｐｓのＡＤＰＣＭにより音声データを圧縮符号化／復号する場合においては、第１フレームの周期が４ｍｓであり、専用線網３の転送速度が６４Ｋｂｐｓであると、第１フレームの長さは、その周期４ｍｓに対し３２バイト（Ｂ）になり、また、この周期では、音声の符号化データが１回線（チャンネル）当り８バイト発生する。また、専用線網３とアダプタ１とが６４Ｋｂｐｓの転送速度で接続されると、帯域（バンド幅）の関係から第１フレームは２チャンネルの音声データとＬＡＮまたは制御データとなどで構成される。
【００３７】
具体的には、第１フレームは、図４に示すように、先頭に位置し、同期情報を示す固定長の同期バイトＳＹＮ（以下、ＳＹＮバイトいう）と、このＳＹＮバイトに続き該第１フレームのデータブロックの構成情報を示すブロック構成バイトＩＤ（以下、ＩＤバイトいう）と、このＩＤバイトに続き複数の回線からの音声データを示す固定長の音声フレームＶＤ１，…，ＶＤｎと、この音声フレームに続く可変長のＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤ（ＬＡＮデータ／制御データ）とからなる。
【００３８】
ＳＹＮバイトは１バイトのデータ長を有し、例えばＨＤＬＣ（ハイレベルデータリンクコントロール）などで定義されると、“０１１１１１１０”の８ビットで構成される。アダプタ１とノード２のアダプタインタフェース部２１との間で第１フレームの伝送が開始されると、ＳＹＮバイトの検出が行われ、このＳＹＮバイトの検出によって同期確立動作が行われ、ＳＹＮバイトの検出、同期確立動作を繰り返すことによって第１フレームの伝送における同期が維持される。
【００３９】
ＩＤバイトは、１バイトのデータ長を有し、第１フレームが音声フレームとＬＡＮ用データとを多重化した通常フレームであるかヘルスチェックなどに使用されるテストフレームであるかを識別するためのフレーム識別データと、第１フレーム内に存在する音声チャンネルの数（回線数）を示すデータと、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの有無を示すデータとをそれぞれ示すビットから構成される。
【００４０】
詳細には、図５に示すように、先頭にフレーム識別データを示すビットＫＮＤが設けられ、このＫＮＤビットが「０」であるときには、第１フレームが通常フレームとして使用されていることを示し、このＫＮＤビットが「１」であるときには、第１フレームがテストフレームとして使用されていることを示す。すなわちアダプタ１などでヘルスチェックが行われるときには、テストフレームとして第１フレームと同じフォーマット形式のフレームが用いられることになる。
【００４１】
このＫＮＤビットに続くＬＩビットはＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの有無を示すビットであり、ＫＮＤビットが「０」であるときに有効ビットとされる。このＬＩビットが「１」であるときには、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤが所定領域に存在することを示し、ＬＩビットが「０」であるときには、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤが存在しないことを示す。
【００４２】
ＬＩビット続く音声チャンネル数はビットパターンで表され、例えば専用線網３が１．５Ｍｂｐｓの速度で最大３２チャンネルの音声フレームを転送可能な場合、第１フレームに存在する音声フレームのチャンネル数は５ビットあれば表現可能である。本実施の形態では、専用線網３が６４Ｋｂｐｓの転送速度で最大２チャンネルの音声フレームを転送を行うから、第１フレームに存在する音声フレームのチャンネル数は１ビットで表現されることになる。
【００４３】
次に、ＩＤバイトに続く音声フレームについて説明する。
【００４４】
各音声フレームＶＤ１，…，ＶＤｎは、図６に示すように、先頭に位置し、音声データの圧縮形式を識別するためのデータを示す１バイトのＶＣＢ（ボイスコントロールバイト）と、上述した１６ＫｂｐｓのＡＤＰＣＭにより４ｍｓの周期で生成される８バイトの音声データブロック（圧縮符号化データ）ＶＤＢとから構成され、各音声フレームのデータ長は９バイトである。各音声フレームは、呼接続後に無音期間が発生した場合には転送されないから、４ｍｓ周期で音声フレームの領域は変化することになる。なお、本実施の形態では、音声チャンネル数が最大「２」であるから、第１フレームに存在する音声フレーム数ｎは「２」となる。また、専用線網３が１２８Ｋｂｐｓの転送速度を有するときには、帯域の利用関係上最大４チャンネルの音声フレームが転送可能となる。さらに、ＶＤＢは８バイトのデータであるが、このデータ長はＣＯＤＥＣの形式に応じて変り、例えば８ＫｂｐｓのＣＥ−ＡＣＥＬＰを利用するときには、ＶＤＢは４バイトとなる。
【００４５】
ＶＣＢは、図７に示すように、先頭にＣＯＤＥＣの形式を識別するためのビットパターンＣＭＰと、アダプタ１に接続されている各電話回線を特定するための音声チャンネル番号とに割り当てられている。本実施の形態では、ＣＯＤＥＣの形式として１６ＫｂｐｓのＡＤＰＣＭ、８ＫｂｐｓのＣＥ−ＡＣＥＬＰの２形式が用いられているから、ＣＭＰは１ビットで表現される。
【００４６】
次に、ＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤについて説明する。
【００４７】
ＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤは、音声データのようにリアルタイム性が要求されるデータとは異なり、ある程度の遅延が許容されるデータであるから、第１フレームの転送周期である４ｍｓに依存せずに転送される。具体的には、ＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤは、必要に応じて所定のデータ長に分割され、１つまたは複数に分割されたデータは、順次発生する第１フレームに重畳して転送されることになる。例えば、２つのＩＥＥＥ８０２．３のフレーム、または１つのＩＥＥＥ８０２．３のフレームと１つの制御データフレームとの計２つのフレームの転送要求が発生したときには、２つのフレームを複数のデータに分割して第１フレームに重畳して転送する必要があるが、上述したように、各音声フレームの領域が呼接続後に無音期間が発生した場合にまたは呼接続の開放に伴い変化するから、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの使用可能領域も変化する。よって、ＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤには、図８に示すように、分割を制御するための１バイトのＬＣＢ（ＬＡＮ／制御データコントロールバイト）が付加される。
【００４８】
このＬＣＢは、図９に示すように、先頭に位置するＩＮＦビットと、それに続くＰＲＩビットおよびＳＴＰビットと、ＳＴＰビットに続くシーケンスナンバーとから構成されている。ＩＮＦビットは、この領域のデータがユーザのＬＡＮデータかアダプタ１とノード２間の制御データかを識別するためのビットであり、該ビットが「０」であると、ＬＡＮデータを示し、該ビットが「１」であると、制御データを示す。
【００４９】
ＰＲＩビットは、データのプライオリティ（優先度）を示すビットであり、例えばかなり長いデータ長のデータの転送中にシステムの性能上早急に送る別のデータが発生して該データを割り込ませて送る必要がある場合や、電話の呼制御などにおいて遅延に対し性能が劣化する可能性がある場合などに使用される。ＰＲＩビットは、その値が「０」であるときには、優先度が低いことを示し、「１」であるときには、優先度が高いことを示す。ＳＴＰビットは、分割されたデータの最後のブロックを示すビットであり、該ビットが「１」であるときには、分割されたデータの最後のブロックを示し、「０」であるときには、最後のブロック以外のブロックを示す。ＳＴＰビットに続くシーケンスナンバーは、分割したＬＡＮ／ＣＤデータの連続性を監視するためのトグル情報である。
【００５０】
次に、優先度が低いＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤの転送途中に優先度が高い４サイクル分の制御データを４ｍｓ周期で第１フレームに割り込ませた例を図１０に示す。本図から分かるように、優先度が低いＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの転送中においては、ＰＲＩビットが「０」に、ＳＴＰビットが「０」にそれぞれセットされている（図１０（ａ），（ｂ）を参照）。優先度が高い制御データの割込みが発生すると、割り込んだデータに対するＰＲＩビットは「１」にセットされ（図１０（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）を参照）、そのデータの最後ブロックにおいては、ＰＲＩビットを「１」に保持した状態でＳＴＰビットが「１」にセットされる（図１０（ｆ）を参照）。優先度が高い制御データの割込みが終了すると、優先度が低いＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの転送が再開され、再びＰＲＩビットが「０」に、ＳＴＰビットが「０」にそれぞれセットされる（図１０（ｇ），（ｈ）を参照）。優先度が低いＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの最後のブロックの転送時には、ＰＲＩビットを「０」に保持した状態でＳＴＰビットが「１」にセットされる（図１０（ｉ）を参照）。
【００５１】
このように、アダプタ１とノード２との間では、音声チャンネル数、無音制御によって制御される音声フレームの有無およびＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの有無に応じて第１フレームを４ｍｓ周期でそのデータ構成を変えながら専用線網３を介して転送することになる。例えば、２チャンネルの音声フレームが存在する場合には、図１１（ａ）に示す第１フレームフォーマット例１が使用されることになり、また、１チャンネルの音声フレームのみが存在する場合には、図１１（ｂ）に示す第１フレームフォーマット例２が使用されることになる。音声フレームが存在しない場合には、図１１（ｃ）に示す第１フレームフォーマット例３が使用されることになる。また、各例から音声チャンネル数および音声フレームの有無に応じてＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの転送量が変化し、音声チャンネル数が減少するに従い、または音声フレームが存在しない場合に、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤの転送量を増加させることが可能であることが分かる。
【００５２】
次に、本マルチメディア通信システムのノード２における第１フレームの受信からセルリレー網４への転送までのシーケンスと、該ノード２内で使用される第２フレームおよび第３フレームのフォーマットについて図１２ないし図２２を参照しながら説明する。図１２は図３のノード内のアダプタインタフェース部の構成を示すブロック図、図１３は図３のノード内のデータスイッチ部で交換される音声パケット（第２フレーム）のフォーマットを示す図、図１４は図３のノード内のデータスイッチ部で交換されるＬＡＮ／ＣＤパケット（第２フレーム）のフォーマットを示す図、図１５は音声パケットおよびＬＡＮ／ＣＤパケットに含まれている端末番号のデータ構成を示す図、図１６は図３のノード内のセルリレー網インタフェース部の構成を示すブロック図、図１７は図１６のセルリレー網インタフェース部で組み立てられるＶＤデータフレームのフォーマットを示す図、図１８は図１７のＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵのフォーマットを示す図、図１９は音声用ＡＴＭセルの組立例を示す図、図２０は図１６のセルリレー網インタフェース部で組み立てられるＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームのフォーマットを示す図、図２１は図２０のＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームを束ねたＰＤＵのフォーマットを示す図、図２２はＬＡＮ用ＡＴＭセルの組立例を示す図である。
【００５３】
まず、ノード２のアダプタインタフェース部２１の構成と受信した第１フレームを交換するための第２フレームへ変換するまでのシーケンスとについて図１４および図１５を参照しながら説明する。
【００５４】
アダプタ１から第１フレームが専用線網３を介して転送されると、第１フレームはノード２の対応するアダプタインタフェース部２１で受信される。アダプタインタフェース部２１においては、図１２に示すように、専用線網インタフェース２１１でデータの取り出しを行い、４ｍｓの周期で第１フレーム（図４に示す）の再生を行う。
【００５５】
この第１フレームはフレーム組立／分解部２１２に送られる。第１フレームには、上述したように、音声フレーム（ＶＤ１，…，ＶＤｎ；図６に示す）とＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤとが含まれているから、フレーム組立／分解部２１２では第１フレーム内のＩＤバイトに基づき音声フレームとＬＡＮ用又は制御用データＬＤ／ＣＤフレームとに分離する。音声フレームは音声フレーム処理部２１３へ、ＬＡＮデータはＬＡＮデータ処理部２１４へ、制御データは制御データ処理部２１５へそれぞれ送られる。
【００５６】
音声フレーム処理部２１３は、音声フレームを受けとると、該音声フレームの先頭のＶＣＢバイト（図７に示す）を、この中のチャンネル番号を含むデータと上述したノード２内の各ブロックに付されたメディア番号とを含む端末番号に変換し、この端末番号を含む音声パケット（音声データの第２フレーム）を生成する。この音声パケットは、図１３（ａ）に示すように、端末番号と、ＶＤＢ（図６に示す）とから構成される。なお、端末番号の構成については後述する。
【００５７】
ＬＡＮデータ処理部２１４または制御データ処理部２１５では、第１フレームから分離されたＬＡＮデータＬＤまたは制御データＣＤを蓄積し、ＬＣＢバイト（図８に示す）を用いて蓄積した複数のデータを組み立てることによって、ＬＡＮデータＬＤフレーム（ＩＥＥＥ８０２．３フレーム）または制御データＣＤフレームの再生を行う。再生された各フレームには、図１４（ａ）に示すように、端末番号とユーザＩＤとが付加され、ＬＤ／ＣＤパケット（ＬＡＮ用データの第２フレーム）が生成される。このユーザＩＤは、パケットに含まれるデータが制御データである場合、該制御データを使用するシステム管理者を特定するためのＩＤ（識別子）を表し、ＬＡＮデータの場合、ＬＡＮ使用者毎に付与されているＩＤを表す。
【００５８】
音声パケット、ＬＤ／ＣＤパケットに付加されている端末番号は、図１５に示すように、ＤＩビットと、音声チャンネル番号と、上述したノード２の各ブロックに付与されているメディア番号とから構成されている。ＤＩビットは、この端末番号が付加されているパケットが音声パケットであるかＬＤ／ＣＤパケットかを識別するための端末識別情報を示し、音声パケットに対しては「０」がセットされ、ＬＤ／ＣＤパケットに対しては「１」がセットされる。音声チャンネル番号は、図７に示すＶＣＢが表すチャンネル番号と同じであり、ＤＩビットが「１」であるときには、音声チャンネル番号の領域は空きデータ領域となり、データの受信側では無視される。
【００５９】
音声フレーム処理部２１３、ＬＡＮデータ処理部２１４、制御データ処理部２１５でそれぞれ生成された各パケットはＤＳインタフェース部２１６へ送出される。ＤＳインタフェース部２１６は、各パケットをデータスイッチ部２２で交換可能なパケットに変換する。具体的には、音声パケットは、図１３（ｂ）に示すように、先頭にＤＳアドレスが最後尾にＥＯＰ（エンドオブパケット）がそれぞれ付加された音声パケットに変換され、同様に、ＬＤ／ＣＤパケットは、図１４（ｂ）に示すように、先頭にＤＳアドレスが最後尾にＥＯＰがそれぞれ付加されたＬＤ／ＣＤパケットに変換される。ＤＳアドレスは、データスイッチ部２２でのパケットの交換に必要な交換先を示すアドレスであり、ＥＯＰは、パケットの終了の識別とパケットに対するブロックチェックのＣＲＣを兼ねるビットである。
【００６０】
ＤＳインタフェース部２１６は、音声フレーム処理部２１３、ＬＡＮデータ処理部２１４、制御データ処理部２１５からの各パケットをデータスイッチ部２２で交換可能なパケットに変換した後にデータスイッチ部２２に送出する。音声パケットの入力、変換、送出までの処理は、４ｍｓの周期以内の期間で実行され、ＬＡＮ／ＣＤパケットの入力、変換、送出までの処理は音声パケットの処理の合間を利用して行われる。
【００６１】
このＤＳインタフェース部２１６の各パケットの処理に対する制御を含む各ブロックに対する制御および管理はＤＳ制御部２１７で行われる。ＤＳ制御部２１７は、必要に応じてアダプタインタフェース部２１の制御に使用するデータの交換を他の制御部と行う。
【００６２】
データスイッチ部２２は、ＤＳインタフェース部２１６からのパケットを受け取ると、該パケットに付加されているＤＳアドレスに基づき交換先すなわち宛先に該パケットを送出するようにスイッチ動作を行う。パケットを受け取った相手先では、ＤＳアドレスを必要としないから、該ＤＳアドレスを削除する。このように、ＤＳアドレスは過渡的に有効な値として使用されることになる。
【００６３】
パケットの交換としては、同じノード２内のアダプタインタフェース部２１の１つから他のアダプタインタフェース部２１へ、同じノード２内のアダプタインタフェース部２１の１つからセルリレー網インタフェース部２３へ、同じノード２内のアダプタインタフェース部２１の１つから公衆網インタフェース部２４への交換があり、また逆に、セルリレー網インタフェース部２３からアダプタインタフェース部２１の１つへ、公衆網インタフェース部２４へアダプタインタフェース部２１の１つへの交換がある。
【００６４】
例えば、パケットを同じノード２内のアダプタインタフェース部２１の１つからデータスイッチ部２２を介して他のアダプタインタフェース部２１へ送る場合、該パケットを受けとる側のアダプタインタフェース部２１では、パケットをデータスイッチ部２２に送出するときに行う処理と逆の処理を実行することになる。アダプタインタフェース部２１が音声パケットを受け取る場合、アダプタインタフェース部２１では、端末番号を予め準備されているテーブルなどを利用して図６に示すＶＣＢバイトに逆変換し、図１３（ａ）に示す音声パケットを作成する。この音声パケットは第１フレームに変換された後に専用線網３を介して対応するアダプタ１に送出され、アダプタ１は対応するチャンネルに呼接続し、音声データを復号化して送出する。ＬＤ／ＣＤパケットを受け取る場合には、アダプタインタフェース部２１では、ユーザＩＤおよび端末番号を確認後にＬＤ／ＣＤパケットを第１フレームに組み立て、対応するアダプタ１に送出する。アダプタ１は、第１フレームに含まれているデータがＬＡＮデータＬＤであるときには、該データをＩＥＥＥ８０２．３フレームに再生し、イーサネットインタフェースを介して相手先に送出し、第１フレームに含まれているデータが制御データＣＤであるときには、該データに従い内部制御を実行する。
【００６５】
また、パケットをアダプタインタフェース部２１の１つからデータスイッチ部２２を介して公衆網インタフェース部２４へ送る場合、公衆網インタフェース部２４は、該パケットに付加された端末番号から公衆網５に接続されている相手先ポートをテーブルなどを利用して確認し、音声データブロックＶＤＢを復号し、復号された音声データをＰＢＸを経由して公衆網５に送出する。
【００６６】
次に、アダプタインタフェース部２１の１つからデータスイッチ部２を介して送れたパケットに対するセルリレー網インタフェース部２３の処理について図１６ないし図２２を参照しながら説明する。
【００６７】
アダプタインタフェース部２１からデータスイッチ部２２を介してパケットがセルリレー網インタフェース部２３に送られると、図１６に示すように、該パケットはＤＳインタフェース部２３１に取り込まれる。ＤＳインタフェース部２３１は、音声パケットを取り込むと、ＤＳアドレスを削除した後に音声パケットをＶＤＦ処理部２３２に送出し、ＬＤ／ＣＤパケットを取り込むと、ＤＳアドレスを削除した後にＬＡＮパケットをＬＤＦ処理部２３３へ、制御パケットをＣＤＦ処理部２３４へそれぞれ送出する。
【００６８】
ＶＤＦ処理部２３２，ＬＤＦ処理部２３３およびＣＤＦ処理部２３４の各処理部は、受け取ったパケットのデータをセルリレー網４へ送り出すためのＡＴＭセル化処理を行う。このＡＴＭセル化処理ではこれらのデータを束ねてセルリレー網４へ送り出すから、極力制御用データ量を最小限に抑えることが要求され、この要求に対応するように上記各処理部において処理が行われる。
【００６９】
具体的には、ＶＤＦ処理部２３２は、受け取った音声パケット（図１３（ａ）に示す）に含まれる端末番号を予め準備されているテーブルを用いて１バイトのコネクション番号（ＣＮ）に変換し、先頭にこのコネクション番号を付加したＶＤデータフレームを作成する。上記端末番号はノード２内のデータスイッチ部２２のスイッチング制御において必要な情報であるが、さらに限られたサービス速度以下で使用されるセルリレー網４に対しては、呼接続後に付加する情報を最小限の情報にする必要があるから、上述したコネクション番号への変換を行う。また、上記テーブルは端末番号とコネクション番号とを対応付けたテーブルであり、該テーブルはノード間において、呼接続時に予め作成され使用される。
【００７０】
ＶＤデータフレームは、図１７に示すように、コネクション番号（ＣＮ）と、それに続くＶＤＢとから構成される。上述したように、１つの呼接続における音声パケットは４ｍｓの周期で送られてくるから、ＶＤデータフレームをこの周期間隔で作成処理するための制御が実行される。次いで、ＶＤデータフレームは一定周期で蓄積され、蓄積された複数のＶＤデータフレームは束ねられて通信プロトコル上のデータブロック単位であるＰＤＵ（プロトコルデータユニット）に変換される。このＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵは、図１８に示すように、複数のＶＤフレームと、ＰＤＵのデータ長を調整するためのトレーラとから構成されている。このＰＤＵのデータ長は、ＡＴＭセルのペイロード領域長である４８バイトの整数倍に設定され、トレーラはＰＤＵのデータ長が４８バイトの整数倍になるようにＰＤＵの最後尾に付加される。
【００７１】
ＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵはＡＴＭインタフェース部２３５に送出される。ＡＴＭインタフェース部２３５は、ＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵを４８バイトのペイロードに分割して標準規定されているＡＴＭセルを作成する。具体的には、図１９に示すように、ＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵは複数の４８バイトのペイロードに分割され、各分割されたペイロードには、予め規定された値が入れられている５バイトのヘッダが付加される。ヘッダが付加された各分割されたペイロードは音声用ＡＴＭセル（第３フレーム）としてセルリレー網４へ送出される。
【００７２】
ＬＤＦ処理部２３３またはＣＤＦ処理部２３４では、図１４（ａ）に示すＬＤ／ＣＤパケットを受け取ると、該パケットの端末番号がセルリレー網４において不要となるから、該パケットをユーザＩＤとＬＡＮデータＬＤフレーム（ＩＥＥＥ８０２．３フレーム）または制御データＣＤフレームとを単位とするＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームに変換する。具体的には、図２０に示すように、このＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームは、先頭のユーザＩＤ（ＵＩ）とそれに続くＬＡＮデータＬＤフレーム（ＩＥＥＥ８０２．３フレーム）／制御データＣＤフレーム（Ｌ／ＣＦ）とから構成されている。このＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームは一定の周期で蓄積され、蓄積された複数のフレームは束ねられてＰＤＵに変換される。このＰＤＵは、図２１に示すように、ＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵと同様に、複数のＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤと、ＰＤＵのデータ長を調整するためのトレーラとから構成され、このＰＤＵのデータ長は、トレーラによりＡＴＭセルのペイロード領域長である４８バイトの整数倍に調整される。
【００７３】
ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームを束ねたＰＤＵはＡＴＭインタフェース部２３５に送出され、ＡＴＭインタフェース部２３５は、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームを束ねたＰＤＵを４８バイトのペイロードに分割して標準規定されているＡＴＭセルを作成する。具体的には、図２２に示すように、ＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームを束ねたＰＤＵは複数の４８バイトのペイロードに分割され、各分割されたペイロードには、予め規定された値が入れられている５バイトのヘッダが付加される。ヘッダが付加された各分割されたペイロードはＬＡＮ用ＡＴＭセル（第３フレーム）としてセルリレー網４へ送出される。
【００７４】
このように、ＬＡＮ用ＡＴＭセルの送信は、音声用ＡＴＭセルの送受をリアルタイムに行いながら行われ、音声データのリアルタイム性が維持される。
【００７５】
また、セルリレー網４を介して送られたＡＴＭセルを相手先のノード２が受け取ると、該ノード２では、上述したＡＴＭセル送信と逆の処理によって、受け取ったＡＴＭセルを対応する音声フレームまたはＬＡＮ用データフレームに変換して第１フレームを組み立て、該第１フレームを対応するアダプタ１などに転送する。
【００７６】
以上より、本実施の形態の通信システムでは、送信側のアダプタ１で、接続された各電話機からの音声データとＬＡＮ端末からのＬＡＮデータとを統計多重効果を利用して動的に割り付けられた帯域に多重して第１フレームに変換し、該第１フレームを専用線網３を介してノードに転送する。ノード２では、入力した第１フレームから音声用データとＬＡＮ用データとを分離してそれぞれを音声パケットまたはＬＤ／ＣＤパケット（第２フレーム）に組立、音声パケット、ＬＤ／ＣＤパケットの各パケットの交換後に該パケットを分解、組み立てして音声用データまたはＬＡＮ用データのＡＴＭセル（第３フレーム）を作成し、該ＡＴＭセルを相手先のノード２へセルリレー網４を介して伝送する。セルリレー網４を介して送られたＡＴＭセルを相手先のノード２が受け取ると、該ノード２では、上述したＡＴＭセル送信と逆の処理によって、受け取ったＡＴＭセルを対応する音声フレームまたはＬＡＮ用データフレームに変換して第１フレームを組み立て、該第１フレームを対応するアダプタ１などに転送する。よって、同時に多地点間接続をしてデータの伝送を行うことができる。また公衆網５への接続を行うことができるとともに、ＬＡＮ間のデータ伝送時に音声の利用をリアルタイム性を維持しながら同時に行うことができる。
【００７７】
以上説明したように上記実施例によれば、リアルタイム性データと非リアルタイム性データとを統計多重効果を利用して動的に割り付けられた帯域に多重して第１フレームに変換する第１フレーム変換機能および該第１フレームをリアルタイム性データと非リアルタイム性データとに分解する第１フレーム分解機能を有する複数のアダプタと、第１フレームからリアルタイム性データと非リアルタイム性データとを分離してそれぞれを交換するための第２フレームに組み立てる第２フレーム組立機能、該第２フレームを分解、組み立てして第３フレームを作成する第３フレーム作成機能、該第３フレームから第２フレームへの再組立てを行う第２フレーム再組立機能および該第２フレーム再組立機能によって組み立てられた第２フレームから第１フレームへの再組立てを行う第１フレーム再組立機能を有する複数のノードと、各アダプタとそれぞれに対応するノード間を接続して第１フレームを伝送する第１通信網と、ノード間を接続して第３フレームを伝送する第２通信網とを備え、アダプタの１つから対応するノードへ第１通信網を介して第１フレームが伝送されると、対応するノードで、第２フレーム組立機能により伝送された第１フレームを第２フレームに組み立て、該第２フレームの交換後に第３フレーム作成機能により第３フレームを作成し、該第３フレームを第２通信網を介して送信先となるノードに伝送し、該送信先となるノードで、第２フレーム再組立機能により伝送された第３フレームを第２フレームに組み立て直し、該第２フレームの交換後に第１フレーム再組立機能により第２フレームを第１フレームに組み立て直し、該第１フレームを第１通信網を介して送信先となるアダプタに伝送し、該送信先となるアダプタで第１フレーム分解機能により伝送された第１フレームをリアルタイム性データと非リアルタイム性データとに分解するから、同時に多地点間接続を行うことができるとともに、非リアルタイム性データの伝送と同時にリアルタイム性データをそのリアルタイム性を維持しながら伝送することができる。
【００７８】
また、各アダプタを、リアルタイム性データを成す電話の音声データおよび該音声データの圧縮符号化データを入出力し、入力された音声データを圧縮符号化して圧縮符号化データを生成、出力するとともに入力された圧縮符号化データを復号して音声データを生成、出力する電話回線インタフェース手段と、非リアルタイム性データを成すＬＡＮデータを入出力し、入力されたＬＡＮデータに基づきブリッジ機能を実行するか否かを判定するＬＡＮインタフェース手段と、圧縮符号化データ、ＬＡＮデータおよび第１フレームを入出力し、第１フレーム変換機能によって入力された圧縮符号化データとＬＡＮデータとを第１フレームに変換して出力するとともに第１フレーム分解機能によって入力された第１フレームを圧縮符号化データとＬＡＮデータとに分解して出力する組立分解手段と、該分解組立手段からの第１フレームを第１通信網に送信するとともに該第１通信網から伝送された第１フレームを受信する第１通信網インタフェース手段とを設けた構成にすることができる。
【００７９】
また、第１フレームを、所定期間毎に作成される固定長のデータフレームとし、該データフレームを、同期情報を示す固定長の同期データと、該フレームのデータブロックの構成情報を示すブロック構成データと、複数の回線からの音声データを示す固定長の音声用データと、可変長のＬＡＮ用データとから構成し、ブロック構成データが、該データフレームが音声用データとＬＡＮ用データとを多重化したフレームであるかヘルスチェックなどに使用されるテストフレームであるかを識別するための識別データおよび音声用データの回線数を示す回線数データを含み、音声用データが、音声データの圧縮形式を識別するための識別データ、回線を特定するチャンネル番号データおよび音声データの圧縮符号化データを含み、ＬＡＮ用データが、ＬＡＮデータおよび制御データのいずれか一方から構成され、ＬＡＮデータと制御データとを識別するための識別データ、データ送信のための優先度を示すデータ、ＬＡＮデータと制御データとのそれぞれが複数の第１フレームに分割されることに伴う分割したデータの連続性とそのデータの最後のフレームを識別するためのデータと含むから、ノードにおいて、第１フレームから音声データとＬＡＮ用データとを分離するための処理が容易になる。
【００８０】
また、各ノードを、第２フレーム組立機能および第１フレーム再組立機能を実行するアダプタインタフェース手段と、第２フレームを交換するデータスイッチ（ＤＳ）手段と、第３フレーム作成機能および第２フレーム再組立機能を実行する第２通信網インタフェース手段とを設けた構成にすることができる。
【００８１】
また、第２フレームが、音声用データの第２フレームとＬＡＮ用データの第２フレームとからなり、音声用データの第２フレームが、データスイッチ手段で交換を行うときに使用される行き先アドレスを示すＤＳアドレスデータ、各回線との接続ポート毎に付されている音声チャンネル番号を示す音声チャンネル番号データ、アダプタインタフェース手段を特定するように付されているメディア番号を示すメディア番号データ、当該第２フレームが音声用データのフレームであることを示す情報で構成される第１端末番号データ、および音声データの圧縮符号化データのブロックからなるボイスデータブロックとを含み、ＬＡＮ用データの第２フレームが、データスイッチ手段で交換を行うときに使用される行き先アドレスを示すＤＳアドレスデータ、メディア番号データ、当該第２フレームがＬＡＮ用データのフレームであることを示す情報で構成される第２端末番号データ、ＬＡＮの端末間を接続するためのＬＡＮ使用ユーザ固有の情報を示すユーザ識別データ、およびＬＡＮ用データのブロックからなるＬＡＮ用データブロックを含むから、ノード内において、音声データまたはＬＡＮ用データの交換を円滑に行うことができる。
【００８２】
また、第２通信網インタフェース手段で、データスイッチ手段から音声用データの第２フレームを受け取ると、該音声用データの第２フレームの第１端末番号データを第２通信網で一時的固有の音声データ毎の識別に使用されるコネクション番号に変換し、該コネクション番号とボイスデータブロックとを含む固定長の音声パケットを生成して所定時間蓄積し、該蓄積した複数の音声パケットをまとめて第１プロトコルデータユニットを作成し、該第１プロトコルデータユニットを分離して音声用データの固定長の第３フレームを作成し、データスイッチ手段からＬＡＮ用データの第２フレームを受け取ると、該ＬＡＮ用データの第２フレームのユーザ識別データとＬＡＮ用データブロックとをまとめて第２プロトコルデータユニットを作成し、該第２プロトコルデータユニットを分離してＬＡＮ用データの固定長の第３フレームを作成し、第２通信網から音声用データの固定長の第３フレームを受け取ると、該音声用データの第３フレームを蓄積し、該蓄積した複数の第３フレームをまとめて第３プロトコルデータユニットを作成し、該第３プロトコルデータユニットからそれぞれの音声パケットを取り出してコネクション番号を第１端末番号データに変換し、音声用データの第２フレームを作成し、第２通信網からＬＡＮ用データの固定長の第３フレームを受け取ると、該ＬＡＮ用データの第３フレームの少なくとも１つから第４プロトコルデータユニットを作成し、該第４プロトコルデータユニットからＬＡＮ用データの第２フレームを作成するから、送信側からの音声データまたはＬＡＮ用データを交換して対応する送信先に伝送する処理を容易に行うことができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数のネットワーク間で多重化された複数種別のデータを交換する場合に、データ種別に応じた交換を行うことで、たとえば、同時に多地点間接続を行うことができるとともに、非リアルタイム性データの伝送と同時にリアルタイム性データをそのリアルタイム性を維持しながら伝送することができるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマルチメディア通信システムの実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマルチメディア通信システムのアダプタの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のマルチメディア通信システムのノードの構成を示すブロック図である。
【図４】図１のマルチメディア通信システムのアダプタとノードの間で専用線網を介して転送される第１フレームのフォーマットを示す図である。
【図５】図４の第１フレームのＩＤフォーマットを示す図である。
【図６】図４の第１フレームの音声フレームのフォーマットを示す図である。
【図７】図６の音声フレームのＶＣＢのフォーマットを示す図である。
【図８】図４の第１フレームのＬＤ／ＣＤフレームのフォーマットを示す図である。
【図９】図８のＬＤ／ＣＤフレームのＬＣＢのフォーマットを示す図である。
【図１０】図９のＬＣＢにおける“ＰＲＩ”および“ＳＴＰ”ビットの使用例を示す図である。
【図１１】図１のマルチメディア通信システムにおける第１フレームのデータ構成例を示す図である。
【図１２】図３のノード内のアダプタインタフェース部の構成を示すブロック図である。
【図１３】図３のノード内のデータスイッチ部で交換される音声パケット（第２フレーム）のフォーマットを示す図である。
【図１４】図３のノード内のデータスイッチ部で交換されるＬＡＮ／ＣＤパケット（第２フレーム）のフォーマットを示す図である。
【図１５】音声パケットおよびＬＡＮ／ＣＤパケットに含まれている端末番号のデータ構成を示す図である。
【図１６】図３のノード内のセルリレー網インタフェース部の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６のセルリレー網インタフェース部で組み立てられるＶＤデータフレームのフォーマットを示す図である。
【図１８】図１７のＶＤデータフレームを束ねたＰＤＵのフォーマットを示す図でる。
【図１９】音声用ＡＴＭセルの組立例を示す図である。
【図２０】図１６のセルリレー網インタフェース部で組み立てられるＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームのフォーマットを示す図である。
【図２１】図２０のＬＡＮ用データＬＤ／ＣＤフレームを束ねたＰＤＵのフォーマットを示す図である。
【図２２】ＬＡＮ用ＡＴＭセルの組立例を示す図である。
【符号の説明】
１アダプタ
２ノード
３専用線網（第１通信網）
４セルリレー網（第２通信網）
５公衆網
１１電話回線インタフェース部
１２ＬＡＮインタフェース部
１３、２１２フレーム組立／分解部
１４アダプタ制御部
１５専用線網インタフェース部
１６電源回路
２１アダプタインタフェース部
２２データスイッチ部
２３セルリレー網インタフェース部
２４公衆網インタフェース部
２５制御部
２１１専用線網インタフェース部
２１３音声フレーム処理部
２１４ＬＡＮデータ処理部
２１５制御データ処理部
２１６、２３１ＤＳインタフェース部
２１７ＤＳ制御部
２３２ＶＤＦ処理部
２３３ＬＤＦ処理部
２３４ＣＤＦ処理部
２３５ＡＴＭ網インタフェース部
２３７セル制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to multimedia communication for transmitting real-time data that requires real-time property such as voice and non-real-time data such as LAN that allows delay.Method,andConnect to multiple networksThe present invention relates to a communication device.
[0002]
[Prior art]
In general, in a multimedia communication system, real-time data in a PBX (private branch exchange) in which voices are bundled and non-real-time data in which a certain delay is allowed in a LAN (local area network) or the like are time-division multiplexed. A transmission method using a method such as TDM (TDM) is used. In recent years, there have been those that dynamically allocate bandwidth using the statistical multiplexing effect to transmit data.
[0003]
In such a multimedia communication system, when connecting local networks such as LANs, users who use services such as leased line networks and frame relay networks, and who frequently use telephones and many lines, use analog. A method is adopted in which a dedicated line is used to connect with a VAN operator and a telephone charge is reduced using a VPN (Virtual Private Network) or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the TDM system used in the above-described conventional multimedia communication system secures a transmission band to be used even when not in use, so that the transmission band cannot be used elsewhere. Since data transfer is performed on a one-to-one basis, data cannot be transferred by connecting multiple points at the same time.
[0005]
In addition, in a system that dynamically allocates bandwidth using the statistical multiplexing effect and transmits data, the data multiplexing method is unique. Therefore, essentially, the former TDM method is used. Similarly, data transfer is performed one-to-one, and data cannot be transferred by connecting multiple points at the same time, and connection to a public network cannot be performed.
[0006]
Further, when connecting local networks such as LANs, services such as a dedicated line network and a frame relay network are used, so that voice cannot be used simultaneously.
[0007]
  The present inventionWhen exchanging multiplexed data among a plurality of networks, by exchanging according to the data type, for example,It is possible to connect between multiple points at the same time, and simultaneously transmit non-real time data while maintaining real time data.Aims to.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides a multimedia communication method for transmitting real-time data that requires real-time property such as voice and non-real-time data such as LAN that allows delay, and that the real-time data and the non-real time data are transmitted by a transmission-side adapter. Inputting real-time data, multiplexing the real-time data and non-real-time data into a dynamically allocated band using a statistical multiplexing effect, and converting the first frame into the first frame; and Sending the first frame from the adapter to the transmitting side node via the first communication network; receiving the first frame by the adapter interface means of the transmitting side node; The second frame for separating the non-real-time data and exchanging them is combined. A step of standing, a step of exchanging the second frame by the data switch means of the transmitting side node, and disassembling the second frame after exchanging the second frame by the second communication network interface means of the transmitting side node, A step of assembling to create a third frame; a step of sending the third frame from the transmitting side node to a receiving side node via a second communication network; and a second communication network interface means of the receiving side node Receiving the transmitted third frame and reassembling it into the second frame; exchanging the second frame with data switch means of the receiving side node; and adapter interface means of the transmitting side node with the adapter interface means Reassembling the second frame to the first frame after exchanging the second frame; and receiving the first frame from the receiving node. Transmitting to the receiving adapter via the first communication network; and decomposing the first frame transmitted by the receiving adapter into the real-time data and the non-real-time data. A multimedia communication method is provided.
[0009]
  In addition, in a communication device connected to a plurality of types of networks, a receiving unit that receives a first communication frame in which a first type of data and a second type of data different from the first type are multiplexed; and the reception First generation for generating a second communication frame for each type of data included in the first communication frame based on information added to the first communication frame received by the means and indicating the communication status of various types of data Means, an exchange means for exchanging the second communication frame generated by the first generation means, and an output destination network of data included in the second communication frame exchanged by the exchange means, And a second generation unit configured to generate a third communication frame including data of the second communication frame.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a multimedia communication system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an adapter of the multimedia communication system of FIG. 1, and FIG. 3 is a multimedia communication of FIG. It is a block diagram which shows the structure of the node of a system.
[0021]
As shown in FIG. 1, a multimedia communication system that transmits voice data from a telephone that requires real-time performance and non-real-time LAN data that allows a certain amount of delay, connects a plurality of telephones and uses Ethernet. A plurality of adapters 1 for connecting LAN terminals and the like and a public network 5 used as a general telephone network, and a plurality of data for exchanging various data including voice data and LAN data according to the destination Each adapter 1 is connected to a corresponding node 2 via a dedicated network 3, and each node 2 is connected via a cell relay network 4. The cell relay network 4 transfers ATM (asynchronous communication mode) cells using a dedicated second-order group rate frame defined by JT-G703-a of the TTC standard.
[0022]
Each adapter 1 has a function of multiplexing voice data from each connected telephone and LAN data from a LAN terminal into a dynamically allocated band using a statistical multiplexing effect and converting the data into a first frame, and It has a function of decomposing the first frame into audio data and LAN data. The first frame is composed of a fixed-length data frame created every predetermined period, and the data frame includes fixed-length voice data indicating voice data from a plurality of lines, variable-length LAN data, and the like. It is included. This LAN data is composed of either LAN data or control data. Details of the first frame will be described later.
[0023]
Specifically, as shown in FIG. 2, each adapter 1 includes a telephone line interface unit 11 provided with a plurality of ports connected to each telephone, and a LAN interface unit 12 connected with a LAN terminal. And have.
[0024]
The telephone line interface unit 11 is a circuit for controlling various interfaces for each telephone line, such as a booster, a ringer (calling signal) generating unit, a DTMF decoder unit, and a hook determining unit that generate a voltage necessary for generating a telephone calling signal. In the circuit, voice data from each telephone and compressed encoded data of the voice data are input / output, and the input voice data is compressed and encoded to generate compressed encoded data. A CODEC (encoding / decoding) circuit that decodes the compressed and encoded data to generate audio data is included. The audio data decoded by this circuit is sent to the corresponding telephone. In this embodiment, the CODEC circuit performs 16 Kbps ADPCM (adaptive differential pulse code modulation) and 8 Kbps CS-ACELP (conjugate structure-algebraic code-excited linear predictive coding) compression coding / decoding. . Further, at the time of compression encoding, the compression encoded data of the voice is not output during the silence period due to the silence control.
[0025]
The LAN interface unit 12 inputs / outputs LAN data, detects an IEEE 802.3 frame from the input LAN data, checks the MAC address or the like by a bridge function based on MAC address learning, and determines the data according to the check result. Control sending.
[0026]
The compression encoded data from the telephone line interface unit 11 and the LAN data from the LAN interface unit 12 are sent to the frame assembling / disassembling unit 13. The frame assembling / disassembling unit 13 multiplexes the control data of the adapter 1 together with the input compressed encoded data and LAN data into the dynamically allocated band to generate a first frame, and the first frame is adapter-controlled. To the unit 14. When the first frame is input from the adapter control unit 14, the input first frame is decomposed into compression encoded data and LAN data and output to the telephone line interface unit 11 and the LAN interface unit 12.
[0027]
The adapter control unit 14 has a CPU (not shown), and the CPU controls the entire adapter 1 by reading and executing a program stored in a ROM (not shown). In this control, the first frame from the frame assembling / disassembling unit 13 is transmitted to the dedicated line network 3 via the dedicated line interface unit 15 and the first frame transmitted from the dedicated line network 3 is transmitted to the dedicated line interface unit 15. Transmission / reception control for receiving via the network, management of the telephone line interface unit 11, control of the LAN interface unit 12, frame assembly / disassembly unit 13, and control of power supply from the power supply circuit 16 to each block are included. .
[0028]
The dedicated line interface unit 15 has a function as a terminal adapter, and the dedicated line interface unit 15 is connected to the dedicated line network 3 via a DSU (data service unit) provided on the dedicated line network 3 side. .
[0029]
Each node 2 separates the voice data and the LAN data from the first frame input via the leased line network 3, and assembles the second frame assembling function into a second frame for exchanging each, It is assembled by a third frame creating function for disassembling and assembling a frame to create a third frame, a second frame reassembling function for reassembling the third frame to the second frame, and the second frame reassembling function. A first frame reassembly function for performing reassembly from the second frame to the first frame. Details of the second frame and the third frame will be described later.
[0030]
Specifically, as shown in FIG. 3, each node 2 is connected to the dedicated line network 3 and has a plurality of adapter interface units 21 (AD1,..., AD2) that execute the second frame assembly function and the first frame reassembly function. ADn), a data switch unit (DS) 22 for exchanging the second frame, a cell relay network interface unit 23 for executing the third frame creation function and the second frame reassembly function, a plurality of telephone lines and the public network 5 And a control unit 25 that controls the entire node 2, controls each block, monitors the data switch unit 22, and manages a network. Each adapter interface unit 21, data switch unit 22, cell relay network interface unit 23, public network interface unit 24, and control unit 25 are assigned unique media numbers uniquely determined within the node 2. The media number is used when exchanging data.
[0031]
Each adapter interface unit 21 separates the voice data and the LAN data included in the first frame input from the leased line network 3, and obtains the second frame of the voice data and the second frame of the LAN data. create. Each of the second frames is sent to the data switch unit (DS) 22. Conversely, when a second frame is input from a data switch unit (DS) 22 to be described later, voice data or LAN data is taken out from the second frame, and the first frame including the voice data or LAN data. Are assembled and sent to the private network 3.
[0032]
The data switch unit 22 includes a serial crossbar switch. In this data switch unit 22, an address corresponding to a unique tag is added and a switch operation is performed in accordance with the address value, and the second frame input for voice data and LAN data is exchanged by the switch operation. . That is, by executing the switch operation according to a predetermined frame format, the exchange of the second frame for voice data and the exchange of the second frame for LAN data including LAN data and control data are performed.
[0033]
The cell relay network interface unit 23 converts the second frame input from the data switch unit 22 into an ATM cell to create a third frame, and sends the third frame to the cell relay network 4. Conversely, when the third frame is received from the cell relay network 4, the ATM cell is extracted from the third frame, and the ATM cell is converted into the second frame and sent to the data switch unit 22.
[0034]
Unlike the cell relay network interface unit 23, the public network interface unit 24 exchanges voice signals, control signals, and the like with the data switch unit 22, and also uses a PBX (PBX for connecting a plurality of lines with the public network 5 ( Private branch exchange). Therefore, the public network interface unit 24 and the adapter interface unit 21 may be controlled to perform a plurality of call connections at the same time.
[0035]
Next, in addition to FIGS. 1 to 3, a processing procedure and a format of the first frame relating to the first frame transferred between the adapter 1 and the node 2 via the leased line network 3 in the multimedia communication system will be described. This will be described with reference to FIGS. 4 is a diagram showing a format of a first frame transferred between the adapter and the node of the multimedia communication system of FIG. 1 via a leased line network, and FIG. 5 is a diagram showing an ID format of the first frame of FIG. 6 shows the format of the audio frame of the first frame of FIG. 4, FIG. 7 shows the format of the VCB of the audio frame of FIG. 6, and FIG. 8 shows the LD / CD frame of the first frame of FIG. FIG. 9 is a diagram showing the format of the LCB of the LD / CD frame of FIG. 8, FIG. 10 is a diagram showing an example of use of the “PRI” and “STP” bits in the LCB of FIG. 9, and FIG. It is a figure which shows the data structural example of the 1st flame | frame in 1 multimedia communication system. Here, a case where audio data is compression-encoded / decoded by ADPCM of 16 Kbps will be described as an example.
[0036]
When audio data is compression-encoded / decoded by this 16 Kbps ADPCM, if the period of the first frame is 4 ms and the transfer speed of the private network 3 is 64 Kbps, the length of the first frame is This is 32 bytes (B) for a period of 4 ms, and in this period, 8 bytes of voice encoded data is generated per line (channel). When the leased line network 3 and the adapter 1 are connected at a transfer rate of 64 Kbps, the first frame is composed of two-channel audio data and LAN or control data because of the bandwidth.
[0037]
Specifically, as shown in FIG. 4, the first frame is located at the head and has a fixed-length synchronization byte SYN (hereinafter referred to as SYN byte) indicating the synchronization information, and the first frame following the SYN byte. , VDn of fixed length indicating voice data from a plurality of lines following this ID byte, and the voice frame. Followed by variable length LAN data LD / CD (LAN data / control data).
[0038]
The SYN byte has a data length of 1 byte, and is defined by 8 bits of “01111110” when defined by, for example, HDLC (High Level Data Link Control). When transmission of the first frame is started between the adapter 1 and the adapter interface unit 21 of the node 2, the SYN byte is detected, and the synchronization establishment operation is performed by detecting the SYN byte, and the SYN byte is detected. The synchronization in the transmission of the first frame is maintained by repeating the synchronization establishment operation.
[0039]
The ID byte has a data length of 1 byte, and is used to identify whether the first frame is a normal frame obtained by multiplexing a voice frame and LAN data or a test frame used for a health check or the like. Frame identification data, bits indicating the number of voice channels (number of lines) present in the first frame, and data indicating the presence / absence of LAN data LD / CD are configured.
[0040]
Specifically, as shown in FIG. 5, a bit KND indicating frame identification data is provided at the head, and when this KND bit is “0”, it indicates that the first frame is used as a normal frame, When the KND bit is “1”, it indicates that the first frame is used as a test frame. That is, when a health check is performed by the adapter 1 or the like, a frame having the same format as the first frame is used as a test frame.
[0041]
The LI bit following the KND bit is a bit indicating the presence or absence of the LAN data LD / CD, and is a valid bit when the KND bit is “0”. When the LI bit is “1”, it indicates that the LAN data LD / CD exists in the predetermined area, and when the LI bit is “0”, it indicates that the LAN data LD / CD does not exist.
[0042]
The number of audio channels following the LI bit is represented by a bit pattern. For example, when the dedicated network 3 can transfer audio frames of up to 32 channels at a speed of 1.5 Mbps, the number of audio frames existing in the first frame is 5 If it is a bit, it can be expressed. In the present embodiment, since the leased line network 3 transfers a maximum of 2 channels of audio frames at a transfer rate of 64 Kbps, the number of channels of the audio frames existing in the first frame is expressed by 1 bit.
[0043]
Next, the audio frame following the ID byte will be described.
[0044]
As shown in FIG. 6, each audio frame VD1,..., VDn is located at the head and has a 1-byte VCB (voice control byte) indicating data for identifying the compression format of the audio data, and the above-mentioned 16 Kbps. It consists of an 8-byte audio data block (compressed encoded data) VDB generated by ADPCM at a cycle of 4 ms, and the data length of each audio frame is 9 bytes. Since each voice frame is not transferred when a silence period occurs after call connection, the area of the voice frame changes every 4 ms. In the present embodiment, since the number of audio channels is “2” at the maximum, the number n of audio frames existing in the first frame is “2”. In addition, when the leased line network 3 has a transfer rate of 128 Kbps, a maximum of 4 channels of audio frames can be transferred because of bandwidth utilization. Furthermore, although VDB is 8-byte data, the data length varies depending on the CODEC format. For example, when 8 Kbps CE-ACELP is used, VDB is 4 bytes.
[0045]
As shown in FIG. 7, the VCB is assigned to a bit pattern CMP for identifying the CODEC format at the head and a voice channel number for identifying each telephone line connected to the adapter 1. In the present embodiment, two formats of 16 Kbps ADPCM and 8 Kbps CE-ACELP are used as the CODEC format, so CMP is expressed by 1 bit.
[0046]
Next, LAN or control data LD / CD will be described.
[0047]
The data LD / CD for LAN or control differs from the data that requires real-time property such as voice data, and is data that allows a certain delay, and therefore depends on 4 ms that is the transfer period of the first frame. Without being transferred. Specifically, the LAN or control data LD / CD is divided into predetermined data lengths as necessary, and the data divided into one or more is transferred by being superimposed on the sequentially generated first frame. Will be. For example, when a transfer request for two frames, that is, two IEEE 802.3 frames or one IEEE 802.3 frame and one control data frame is generated, the two frames are divided into a plurality of data. Although it is necessary to superimpose and transfer one frame, as described above, the area of each voice frame changes when a silent period occurs after the call connection or when the call connection is released. The usable area of the CD also changes. Therefore, as shown in FIG. 8, 1-byte LCB (LAN / control data control byte) for controlling division is added to the data LD / CD for LAN or control.
[0048]
As shown in FIG. 9, the LCB is composed of an INF bit located at the head, a PRI bit and an STP bit following the INF bit, and a sequence number following the STP bit. The INF bit is a bit for identifying whether the data in this area is the user's LAN data or the control data between the adapter 1 and the node 2. If the bit is “0”, the INF bit indicates the LAN data. When “1” is “1”, control data is indicated.
[0049]
The PRI bit is a bit indicating the priority (priority) of data. For example, during the transfer of data having a considerably long data length, another data to be sent is generated immediately due to the performance of the system, and the data needs to be interrupted and sent. It is used when there is a possibility that performance may deteriorate due to delay in telephone call control or the like. The PRI bit indicates that the priority is low when the value is “0”, and indicates that the priority is high when the value is “1”. The STP bit indicates the last block of the divided data. When the bit is “1”, the STP bit indicates the last block of the divided data. When the bit is “0”, the STP bit is other than the last block. Shows the block. The sequence number following the STP bit is toggle information for monitoring the continuity of the divided LAN / CD data.
[0050]
Next, FIG. 10 shows an example in which control data for four cycles with high priority is interrupted in the first frame at a cycle of 4 ms during transfer of LAN or control data LD / CD with low priority. As can be seen from FIG. 10, during the transfer of the low-priority LAN data LD / CD, the PRI bit is set to “0” and the STP bit is set to “0” (FIG. 10A, (See (b)). When an interrupt of control data having a high priority occurs, the PRI bit for the interrupted data is set to “1” (see FIGS. 10C, 10D, 10E, and 10F). In the last block, the STP bit is set to “1” while the PRI bit is held at “1” (see FIG. 10F). When the interruption of the control data with the higher priority is completed, the transfer of the LAN data LD / CD with the lower priority is resumed, and the PRI bit is set to “0” and the STP bit is set to “0” again (FIG. 10 (g), see (h)). At the time of transferring the last block of the LAN data LD / CD having a low priority, the STP bit is set to “1” while the PRI bit is held at “0” (see FIG. 10I).
[0051]
As described above, between the adapter 1 and the node 2, the data structure of the first frame is set at a cycle of 4 ms in accordance with the number of voice channels, the presence / absence of voice frames controlled by silence control, and the presence / absence of LAN data LD / CD. The data is transferred via the dedicated line network 3 while changing. For example, when there are two-channel audio frames, the first frame format example 1 shown in FIG. 11A is used, and when only one-channel audio frames exist, The first frame format example 2 shown in FIG. 11B is used. When there is no audio frame, the first frame format example 3 shown in FIG. 11C is used. Also, in each example, the LAN data LD / CD transfer amount changes depending on the number of audio channels and the presence / absence of audio frames, and the LAN data LD / LD decreases as the number of audio channels decreases or when there are no audio frames. It can be seen that the transfer amount of / CD can be increased.
[0052]
Next, a sequence from reception of the first frame to transfer to the cell relay network 4 in the node 2 of the present multimedia communication system, and formats of the second frame and the third frame used in the node 2 will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the adapter interface unit in the node of FIG. 3, FIG. 13 is a diagram showing the format of a voice packet (second frame) exchanged by the data switch unit in the node of FIG. Is a diagram showing the format of a LAN / CD packet (second frame) exchanged by the data switch unit in the node of FIG. 3, and FIG. 15 shows the data structure of the terminal number included in the voice packet and the LAN / CD packet. FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the cell relay network interface unit in the node of FIG. 3, FIG. 17 is a diagram showing the format of the VD data frame assembled by the cell relay network interface unit of FIG. 16, and FIG. FIG. 19 is a diagram showing a format of a PDU in which VD data frames are bundled, and FIG. 19 shows an assembly example of a voice ATM cell. 20 is a diagram showing a format of a LAN data LD / CD frame assembled by the cell relay network interface unit of FIG. 16, and FIG. 21 is a diagram showing a format of a PDU in which the LAN data LD / CD frames of FIG. 20 are bundled. FIG. 22 is a diagram showing an assembly example of a LAN ATM cell.
[0053]
First, the configuration of the adapter interface unit 21 of the node 2 and the sequence until the received first frame is converted to the second frame for exchange will be described with reference to FIGS. 14 and 15.
[0054]
When the first frame is transferred from the adapter 1 via the leased line network 3, the first frame is received by the corresponding adapter interface unit 21 of the node 2. In the adapter interface unit 21, as shown in FIG. 12, data is taken out by the leased line network interface 211, and the first frame (shown in FIG. 4) is reproduced at a period of 4 ms.
[0055]
The first frame is sent to the frame assembling / disassembling unit 212. As described above, the first frame includes the voice frame (VD1,..., VDn; shown in FIG. 6) and the LAN or control data LD / CD. Based on the ID byte in the first frame, the voice frame and the LAN or control data LD / CD frame are separated. Voice frames are sent to the voice frame processing unit 213, LAN data is sent to the LAN data processing unit 214, and control data is sent to the control data processing unit 215.
[0056]
When receiving the audio frame, the audio frame processing unit 213 attaches the first VCB byte (shown in FIG. 7) of the audio frame to the data including the channel number therein and each block in the node 2 described above. A voice packet (second frame of voice data) including the terminal number is generated by converting the terminal number including the media number. As shown in FIG. 13A, the voice packet is composed of a terminal number and a VDB (shown in FIG. 6). The configuration of the terminal number will be described later.
[0057]
The LAN data processing unit 214 or the control data processing unit 215 accumulates the LAN data LD or control data CD separated from the first frame, and assembles a plurality of accumulated data using LCB bytes (shown in FIG. 8). Thus, the LAN data LD frame (IEEE 802.3 frame) or the control data CD frame is reproduced. As shown in FIG. 14A, a terminal number and a user ID are added to each reproduced frame, and an LD / CD packet (second frame of LAN data) is generated. When the data included in the packet is control data, this user ID represents an ID (identifier) for specifying a system administrator who uses the control data. In the case of LAN data, this user ID is assigned to each LAN user. ID.
[0058]
As shown in FIG. 15, the terminal number added to the voice packet and LD / CD packet is composed of a DI bit, a voice channel number, and a media number assigned to each block of the node 2 described above. ing. The DI bit indicates terminal identification information for identifying whether the packet to which the terminal number is added is a voice packet or an LD / CD packet. For the voice packet, “0” is set, and LD / “1” is set for the CD packet. The audio channel number is the same as the channel number represented by the VCB shown in FIG. 7. When the DI bit is “1”, the audio channel number area is an empty data area and is ignored on the data receiving side.
[0059]
Each packet generated by the voice frame processing unit 213, the LAN data processing unit 214, and the control data processing unit 215 is sent to the DS interface unit 216. The DS interface unit 216 converts each packet into a packet exchangeable by the data switch unit 22. Specifically, as shown in FIG. 13B, the voice packet is converted into a voice packet with a DS address added at the beginning and an EOP (end of packet) added at the end, and similarly, an LD / CD packet. Is converted into an LD / CD packet with a DS address added at the beginning and an EOP added at the end, as shown in FIG. The DS address is an address indicating an exchange destination necessary for exchanging the packet in the data switch unit 22, and the EOP is a bit serving both as identification of the end of the packet and CRC of the block check for the packet.
[0060]
The DS interface unit 216 converts each packet from the voice frame processing unit 213, the LAN data processing unit 214, and the control data processing unit 215 into a packet exchangeable by the data switch unit 22, and then sends the packet to the data switch unit 22. Processing up to the input, conversion, and transmission of voice packets is executed within a period of 4 ms, and the processing up to the input, conversion, and transmission of LAN / CD packets is performed using intervals between processing of voice packets.
[0061]
Control and management of each block including control of processing of each packet of the DS interface unit 216 is performed by the DS control unit 217. The DS control unit 217 exchanges data used for controlling the adapter interface unit 21 with other control units as necessary.
[0062]
When the data switch unit 22 receives a packet from the DS interface unit 216, the data switch unit 22 performs a switching operation so as to transmit the packet to an exchange destination, that is, a destination based on the DS address added to the packet. Since the other party receiving the packet does not need the DS address, the DS address is deleted. Thus, the DS address is used as a transiently valid value.
[0063]
As packet exchange, from one adapter interface unit 21 in the same node 2 to another adapter interface unit 21, from one adapter interface unit 21 in the same node 2 to the cell relay network interface unit 23, the same node 2 One of the adapter interface units 21 is replaced with the public network interface unit 24, and conversely, the cell relay network interface unit 23 is switched to one of the adapter interface units 21 and the adapter interface unit 21 is connected to the public network interface unit 24. There is an exchange for one of
[0064]
For example, when a packet is sent from one of the adapter interface units 21 in the same node 2 to another adapter interface unit 21 via the data switch unit 22, the adapter interface unit 21 on the receiving side receives the packet from the data switch The process opposite to the process performed when sending to the unit 22 is executed. When the adapter interface unit 21 receives a voice packet, the adapter interface unit 21 converts the terminal number back to the VCB byte shown in FIG. 6 using a table prepared in advance, and the voice shown in FIG. Create a packet. This voice packet is converted into the first frame and then sent to the corresponding adapter 1 via the dedicated line network 3. The adapter 1 makes a call connection to the corresponding channel and decodes and sends the voice data. When receiving the LD / CD packet, the adapter interface unit 21 confirms the user ID and the terminal number and then assembles the LD / CD packet into the first frame and sends it to the corresponding adapter 1. When the data included in the first frame is the LAN data LD, the adapter 1 reproduces the data into the IEEE 802.3 frame, sends it to the other party via the Ethernet interface, and is included in the first frame. When the stored data is the control data CD, internal control is executed according to the data.
[0065]
When a packet is sent from one of the adapter interface units 21 to the public network interface unit 24 via the data switch unit 22, the public network interface unit 24 is connected to the public network 5 from the terminal number added to the packet. The other party port is confirmed using a table or the like, the voice data block VDB is decoded, and the decoded voice data is sent to the public network 5 via the PBX.
[0066]
Next, processing of the cell relay network interface unit 23 for a packet sent from one of the adapter interface units 21 via the data switch unit 2 will be described with reference to FIGS. 16 to 22.
[0067]
When a packet is sent from the adapter interface unit 21 to the cell relay network interface unit 23 via the data switch unit 22, the packet is taken into the DS interface unit 231 as shown in FIG. When the DS interface unit 231 fetches the voice packet, it deletes the DS address and then sends the voice packet to the VDF processing unit 232. When the DS / CD packet is fetched, the DS interface unit 231 deletes the DS address and then sends the LAN packet to the LDF processing unit 233. The control packet is sent to the CDF processing unit 234.
[0068]
Each processing unit of the VDF processing unit 232, the LDF processing unit 233, and the CDF processing unit 234 performs ATM cellization processing for sending the received packet data to the cell relay network 4. In this ATM cell processing, since these data are bundled and sent to the cell relay network 4, it is required to minimize the amount of control data as much as possible, and the processing is performed in each of the above processing units in response to this request. .
[0069]
Specifically, the VDF processing unit 232 converts the terminal number included in the received voice packet (shown in FIG. 13A) into a 1-byte connection number (CN) using a previously prepared table. A VD data frame with the connection number added to the head is created. The terminal number is information necessary for switching control of the data switch unit 22 in the node 2, but for the cell relay network 4 used below a limited service speed, information added after call connection is minimized. Since it is necessary to use limited information, conversion to the connection number described above is performed. The table is a table in which terminal numbers and connection numbers are associated with each other, and the table is created and used in advance between nodes at the time of call connection.
[0070]
As shown in FIG. 17, the VD data frame is composed of a connection number (CN) followed by a VDB. As described above, since voice packets in one call connection are sent at a cycle of 4 ms, control for creating a VD data frame at this cycle interval is executed. Next, the VD data frames are accumulated at a constant period, and the accumulated plural VD data frames are bundled and converted into PDU (protocol data unit) which is a data block unit on the communication protocol. As shown in FIG. 18, the PDU in which the VD data frames are bundled includes a plurality of VD frames and a trailer for adjusting the data length of the PDU. The data length of this PDU is set to an integer multiple of 48 bytes which is the payload area length of the ATM cell, and the trailer is added to the tail of the PDU so that the data length of the PDU is an integer multiple of 48 bytes.
[0071]
The PDU bundled with the VD data frames is sent to the ATM interface unit 235. The ATM interface unit 235 divides a PDU in which VD data frames are bundled into a 48-byte payload to create a standardized ATM cell. Specifically, as shown in FIG. 19, a PDU in which VD data frames are bundled is divided into a plurality of 48-byte payloads, and each divided payload has 5 bytes in which a predetermined value is put. Header is added. Each divided payload with the header added is sent to the cell relay network 4 as a voice ATM cell (third frame).
[0072]
When the LDF processing unit 233 or the CDF processing unit 234 receives the LD / CD packet shown in FIG. 14 (a), the terminal number of the packet becomes unnecessary in the cell relay network 4, and therefore the user ID and the LAN data LD The data is converted into LAN data LD / CD frames in units of frames (IEEE802.3 frames) or control data CD frames. Specifically, as shown in FIG. 20, the LAN data LD / CD frame includes a head user ID (UI) followed by a LAN data LD frame (IEEE 802.3 frame) / control data CD frame (L / CF). The LAN data LD / CD frames are accumulated at a constant period, and the accumulated frames are bundled and converted into PDUs. As shown in FIG. 21, this PDU is composed of a plurality of LAN data LD / CD and a trailer for adjusting the data length of the PDU, similar to a PDU in which VD data frames are bundled. The data length is adjusted by the trailer to an integral multiple of 48 bytes, which is the payload area length of the ATM cell.
[0073]
The PDU bundled with the LAN data LD / CD frame is sent to the ATM interface unit 235. The ATM interface unit 235 divides the PDU bundled with the LAN data LD / CD frame into 48-byte payloads. Create an ATM cell. Specifically, as shown in FIG. 22, a PDU in which LAN data LD / CD frames are bundled is divided into a plurality of 48-byte payloads, and a predetermined value is put in each divided payload. A 5-byte header is added. Each divided payload with the header added is sent to the cell relay network 4 as a LAN ATM cell (third frame).
[0074]
As described above, the transmission of the ATM ATM cell is performed while transmitting and receiving the voice ATM cell in real time, and the real time property of the voice data is maintained.
[0075]
Further, when the counterpart node 2 receives the ATM cell sent via the cell relay network 4, the node 2 converts the received ATM cell into a corresponding voice frame or LAN by a process reverse to the above ATM cell transmission. The data frame is converted into a data frame, the first frame is assembled, and the first frame is transferred to the corresponding adapter 1 or the like.
[0076]
As described above, in the communication system according to the present embodiment, voice data from each connected telephone and LAN data from the LAN terminal are dynamically allocated using the statistical multiplexing effect by the adapter 1 on the transmission side. The data is multiplexed into a band and converted into a first frame, and the first frame is transferred to the node via the dedicated line network 3. In the node 2, the voice data and the LAN data are separated from the input first frame and assembled into voice packets or LD / CD packets (second frame), voice packets, and LD / CD packets. After the exchange, the packet is disassembled and assembled to create an ATM cell (third frame) of voice data or LAN data, and the ATM cell is transmitted to the destination node 2 via the cell relay network 4. When the destination node 2 receives the ATM cell sent via the cell relay network 4, the node 2 performs processing opposite to the ATM cell transmission described above to process the received ATM cell with the corresponding voice frame or LAN data. The frame is converted into a frame to assemble the first frame, and the first frame is transferred to the corresponding adapter 1 or the like. Therefore, data transmission can be performed by connecting between multiple points at the same time. Further, connection to the public network 5 can be performed, and voice can be used at the same time while maintaining real-time characteristics during data transmission between LANs.
[0077]
  As described above, according to the above embodiment,A first frame conversion function for multiplexing real-time data and non-real-time data into a dynamically allocated band using a statistical multiplexing effect and converting the first frame into a first frame, and converting the first frame into non-real-time data and non-real-time data A plurality of adapters having a first frame disassembly function for disassembling into real-time data, and a second frame that separates real-time data and non-real-time data from the first frame and assembles them into a second frame for exchanging each Assembly function, third frame creation function for disassembling and assembling the second frame to create a third frame, second frame reassembly function for reassembling the third frame to the second frame, and the second frame A first frame for reassembly from the second frame assembled by the reassembly function to the first frame. A plurality of nodes having a network reassembly function, a first communication network for transmitting a first frame by connecting each adapter to a corresponding node, and a second for transmitting a third frame by connecting the nodes. When the first frame is transmitted from one of the adapters to the corresponding node via the first communication network, the first frame transmitted by the second frame assembly function is transmitted to the corresponding node by the second frame assembling function. 2 frames are assembled, and after the exchange of the second frame, a third frame is created by the third frame creation function, and the third frame is transmitted to a destination node via the second communication network. The third frame transmitted by the second frame reassembly function is reassembled into the second frame, and the second frame is replaced by the first frame by the first frame reassembly function after replacement of the second frame. The first frame is transmitted to an adapter as a transmission destination via the first communication network, and the first frame transmitted by the first frame disassembly function by the adapter as the transmission destination is referred to as real-time data. Since it is decomposed into non-real time data, multipoint connection can be performed at the same time, and real-time data can be transmitted while maintaining the real-time property simultaneously with transmission of non-real time data.
[0078]
  Also,Each adapter inputs and outputs telephone voice data and real-time data compression-encoded data, and generates and outputs compression-encoded data by compressing and encoding the input audio data. Whether or not the telephone line interface means for generating and outputting voice data by decoding the compression-encoded data and the LAN data forming the non-real time data is input / output, and whether or not the bridge function is executed based on the input LAN data LAN interface means for determination, compression encoded data, LAN data and the first frame are input / output, and the compression encoded data and LAN data input by the first frame conversion function are converted into a first frame and output. Together with the first frame input by the first frame decomposition function, the compressed encoded data and the LAN Assembly / disassembly means for disassembling and outputting the data, and first communication for transmitting the first frame from the disassembly / assembly means to the first communication network and receiving the first frame transmitted from the first communication network. A network interface means can be provided.
[0079]
  Also,The first frame is a fixed-length data frame created every predetermined period, and the data frame is fixed-length synchronization data indicating synchronization information, block configuration data indicating configuration information of a data block of the frame, It is composed of fixed-length voice data indicating voice data from a plurality of lines and variable-length LAN data, and block configuration data is a frame in which the data frame is multiplexed with voice data and LAN data. Including identification data for identifying whether the frame is a test frame used for health check or the like and line number data indicating the number of lines of voice data, and the voice data identifies the compression format of the voice data Identification data, channel number data for identifying a line, and compression encoded data of voice data, and LAN data is L N data and control data, each of which includes a plurality of identification data for identifying LAN data and control data, data indicating priority for data transmission, and each of LAN data and control data. In order to separate the voice data and the LAN data from the first frame at the node because the data includes the continuity of the divided data accompanying the division into one frame and the data for identifying the last frame of the data. Is easy to process.
[0080]
  Also,The adapter interface means for executing the second frame assembling function and the first frame reassembling function, the data switch (DS) means for exchanging the second frame, the third frame creating function and the second frame reassembling function. The second communication network interface means for executing the above can be provided.
[0081]
  Also,The second frame comprises a second frame of voice data and a second frame of LAN data, and the second frame of voice data indicates a destination address used when exchange is performed by the data switch means. Address data, audio channel number data indicating an audio channel number assigned to each connection port with each line, media number data indicating a media number assigned to specify the adapter interface means, the second frame Including a first terminal number data composed of information indicating a voice data frame and a voice data block composed of a block of voice data compression-encoded data, and the second frame of LAN data is data DS address data indicating the destination address used when switching is performed by the switch means , Media number data, second terminal number data composed of information indicating that the second frame is a LAN data frame, user identification indicating information unique to a LAN user for connecting LAN terminals Since the LAN data block including the data and the LAN data block is included, the voice data or the LAN data can be exchanged smoothly in the node.
[0082]
  Also,When the second communication network interface means receives the second frame of the voice data from the data switch means, the first terminal number data of the second frame of the voice data is temporarily stored in the second communication network for each unique voice data. Is converted into a connection number used for identification, a fixed-length voice packet including the connection number and a voice data block is generated and stored for a predetermined time, and the plurality of stored voice packets are collected together as first protocol data. A unit is created, the first protocol data unit is separated to create a third frame of fixed length for voice data, and when a second frame of LAN data is received from the data switch means, The second protocol data unit is created by combining the user identification data of 2 frames and the LAN data block, The two protocol data units are separated to create a third frame having a fixed length for LAN data. When a third frame having a fixed length for voice data is received from the second communication network, the third frame of the voice data is received. A third protocol data unit is created by accumulating the plurality of accumulated third frames, each voice packet is extracted from the third protocol data unit, the connection number is converted into first terminal number data, and voice When a second frame of data for LAN is created and a third frame having a fixed length of LAN data is received from the second communication network, a fourth protocol data unit is created from at least one of the third frames of LAN data. Since the second frame of LAN data is created from the fourth protocol data unit, the voice data or The process of transmitting the transmission destination corresponding to exchange LAN data can be easily performed.
[0083]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, when exchanging a plurality of types of data multiplexed between a plurality of networks, by exchanging according to the data type, for example,Simultaneous connection between multiple points can be performed, and real-time data can be transmitted while maintaining the real-time property simultaneously with transmission of non-real-time data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a multimedia communication system of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of an adapter of the multimedia communication system of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a node in the multimedia communication system of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a format of a first frame transferred between the adapter and the node of the multimedia communication system of FIG. 1 via a leased line network.
FIG. 5 is a diagram illustrating an ID format of the first frame in FIG. 4;
6 is a diagram showing a format of an audio frame of the first frame in FIG. 4. FIG.
7 is a diagram showing a VCB format of the audio frame of FIG. 6. FIG.
8 is a diagram showing a format of an LD / CD frame of the first frame in FIG. 4. FIG.
9 is a diagram showing an LCB format of the LD / CD frame of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of using “PRI” and “STP” bits in the LCB of FIG. 9;
11 is a diagram illustrating a data configuration example of a first frame in the multimedia communication system of FIG. 1. FIG.
12 is a block diagram showing a configuration of an adapter interface unit in the node of FIG. 3;
13 is a diagram showing a format of a voice packet (second frame) exchanged by the data switch unit in the node of FIG. 3. FIG.
14 is a diagram showing a format of a LAN / CD packet (second frame) exchanged by the data switch unit in the node of FIG. 3. FIG.
FIG. 15 is a diagram showing a data structure of terminal numbers included in a voice packet and a LAN / CD packet.
16 is a block diagram showing a configuration of a cell relay network interface unit in the node of FIG. 3. FIG.
17 is a diagram showing a format of a VD data frame assembled by the cell relay network interface unit of FIG.
18 is a diagram illustrating a format of a PDU in which the VD data frames of FIG. 17 are bundled.
FIG. 19 is a diagram showing an assembly example of a voice ATM cell.
20 is a diagram showing a format of a LAN data LD / CD frame assembled by the cell relay network interface unit of FIG. 16. FIG.
21 is a diagram illustrating a format of a PDU in which the LAN data LD / CD frames in FIG. 20 are bundled.
FIG. 22 is a diagram showing an assembly example of an ATM ATM cell.
[Explanation of symbols]
1 Adapter
2 nodes
3 Private network (first communication network)
4 Cell relay network (second communication network)
5 public networks
11 Telephone line interface
12 LAN interface
13, 212 Frame assembly / disassembly part
14 Adapter control unit
15 Private network interface
16 Power supply circuit
21 Adapter interface
22 Data switch section
23 Cell relay network interface
24 Public network interface
25 Control unit
211 Private network interface
213 Voice frame processing unit
214 LAN data processing unit
215 Control data processing unit
216, 231 DS interface part
217 DS controller
232 VDF processing unit
233 LDF processor
234 CDF processing unit
235 ATM network interface
237 Cell control unit

Claims

In a multimedia communication method for transmitting real-time data that requires real-time characteristics such as voice and non-real-time data such as a LAN that allows delay, the real-time data and the non-real-time data are The real-time data and the non-real-time data are multiplexed into a dynamically allocated band using a statistical multiplexing effect and converted into a first frame; A step of transmitting one frame to a transmitting side node via a first communication network; and the adapter interface means of the transmitting side node receives the first frame, and the real time data and the non-real time characteristic are received from the first frame. The process of assembling the second frame to separate data and exchange , Exchanging the second frame by the data switch means of the transmitting side node, and disassembling and assembling the second frame after exchanging the second frame by the second communication network interface means of the transmitting side node. A step of generating three frames, a step of transmitting the third frame from the transmitting side node to the receiving side node via the second communication network, and the second communication network interface means of the receiving side node Receiving a third frame and reassembling it into the second frame; exchanging the second frame with data switch means of the receiving node; and adapter interface means of the transmitting node with the second frame. Re-assembling the second frame to the first frame after the exchange; and receiving the first frame from the receiving node. A step of sending the data to a receiving adapter via a communication network; and a step of decomposing the first frame sent by the receiving adapter into the real-time data and the non-real-time data. Multimedia communication method.

In communication devices connected to multiple types of networks,
Receiving means for receiving a first communication frame in which a first type of data and a second type of data different from the first type are multiplexed;
A first communication frame added to the first communication frame received by the receiving means and generating a second communication frame for each type of data included in the first communication frame based on information indicating the communication status of various types of data. Means for generating
Exchanging means for exchanging the second communication frame generated by the first generating means;
Second generation means for generating a third communication frame including data of the second communication frame according to an output destination network of data included in the second communication frame exchanged by the exchange means;
A communication apparatus comprising:

The communication apparatus according to claim 2, wherein the information is information indicating presence / absence of communication data.

The communication apparatus according to claim 2, wherein the information is information indicating a number of the first type of data.