JP3746038B2

JP3746038B2 - Transmission band control device

Info

Publication number: JP3746038B2
Application number: JP2002376128A
Authority: JP
Inventors: 正敏曲渕
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004208124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リアルタイム通信が必要とされる電話（テレビ電話を含む），ファクシミリ，テレビ会議などの通信と、非リアルタイムのインターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などの通信とを多重化して伝送可能な多重伝送装置に適用して好適な伝送帯域制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電話（テレビ電話を含む），ファクシミリ，テレビ会議などの通信と低速のデータ回線やＬＡＮ等の通信とを多重化して伝送可能な多重伝送装置を利用したシステムが実用化されている。
【０００３】
図１６は、このようなシステムを具現化した、従来技術に係るマイクロ波多重無線システム２のブロック図を示している。
【０００４】
このマイクロ波多重無線システム２は、地点Ａと地点Ｂ間を、無線機４ａ，４ｂを通じて、たとえば６．３［Ｍｂｐｓ］×２＝１２．６［Ｍｂｐｓ］の情報をマイクロ波で双方向通信する構成とされている。
【０００５】
マイクロ波多重無線システム２は、現在のところ、３［Ｍｂｐｓ］−２０８［Ｍｂｐｓ］の範囲で規格化されている（日本国では、非特許文献１参照）。
【０００６】
この場合、地点Ａ，Ｂにおける端末として、電話機６ａ，６ｂ、テレビ電話８ａ，８ｂ、サーバ１０ａ，１０ｂおよびパーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂ等が配置される。
【０００７】
電話機６ａ，６ｂは、それぞれ交換機１４ａ，１４ｂを経由し端局装置１６ａ，１６ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続される。また、テレビ電話８ａ，８ｂは、ＭＰＥＧ２ＣＯＤＥＣ回路１８ａ，１８ｂを経由し端局装置１６ａ，１６ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続される。さらに、サーバ１０ａ，１０ｂは端局装置１６ａ、１６ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続され、パーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂは、ＬＡＮ２０ａ，２０ｂを経由し端局装置１６ａ，１６ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続される。
【０００８】
このように構成されるマイクロ波多重無線システム２は、現在、一度、経路の設定、いわゆる呼設定を行うと、呼終了まで同じ通信経路を使用して伝送するリアルタイム通信となっている。
【０００９】
データの伝送速度（この明細書中では、データの伝送帯域と同じ意味）は、電話機６ａ，６ｂの音声ではＰＣＭ符号化された６４［ｋｂｐｓ］、テレビ電話８ａ，８ｂの画像ではＭＰＥＧ２ＣＯＤＥＣ回路１８ａ，１８ｂで符号化した６．３［Ｍｂｐｓ］、パーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂやサーバ１０ａ，１０ｂのＬＡＮなどのデータ通信では１．５−６．３［Ｍｂｐｓ］となっている。このように、データ伝送帯域が異なるデジタルメディアのデジタルデータの多重化が、端局装置１６ａ，１６ｂで行われる。
【００１０】
なお、ＭＰＥＧ２ＣＯＤＥＣ回路１８ａ，１８ｂのデータは、Ｈ．２６１ＣＯＤＥＣで符号化した１．５［Ｍｂｐｓ］データ、その他ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ４画像などのデータの場合もある。
【００１１】
送信の際、端局装置１６ａ，１６ｂは、上述した６４［ｋｂｐｓ］データ、６．３［Ｍｂｐｓ］データ、および１．５［Ｍｂｐｓ］データを、それぞれ固定帯域である、１．５４４［Ｍｂｐｓ］，３２．０６４［Ｍｂｐｓ］，９７．７２８［Ｍｂｐｓ］，２．０４８［Ｍｂｐｓ］，８．４４８［Ｍｂｐｓ］，３４．３６８［Ｍｂｐｓ］，５１．８４０［Ｍｂｐｓ］，１５５．５２０［Ｍｂｐｓ］などのいずれかの固定帯域に規格化された速度のデータ複数本に変換し、無線機４ａ，４ｂとインタフェースして伝送している。
【００１２】
このように、この従来技術に係る多重無線システム２は、ＩＰ（Internet Protocol）技術を使用しない、いわゆるＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode）伝送技術を採用している。
【００１３】
【非特許文献１】
国土交通省（旧建設省）「６．５ＧＨｚ帯１２８ＱＡＭ多重無線装置仕様書」建電通仕（国電通仕）第４８号、平成１２年７月４日制定、ｐ．１−ｐ．１８
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時、ＩＰ技術が進展し、音声はＩＰ電話、画像やデータ通信もＩＰアドレスをつけたインターネット通信が浸透しつつある。つまり、あらゆる端末装置が徐々にＩＰアドレスを有するＩＰ化端末になりつつある。
【００１５】
このような市場の要請に応えるための多重無線装置として、現時点では、実用化されていないが、１０ＢＡＳＥ−Ｔ，１００ＢＡＳＥ−ＴＸ，１０００ＢＡＳＥ−ＴなどのＬＡＮインタフェースを備えた多重無線装置を構築することが考えられる。なお、ＬＡＮインタフェースを有する無線装置としては、無線ＬＡＮ、ＦＷＡ（Fixed Wireless Access）などが実用化されている。
【００１６】
しかしながら、ＬＡＮインタフェースを備えた多重無線装置において、たとえば１００ＢＡＳＥ−ＴＸの信号を２地点Ａ，Ｂ間で中継する際に、多重無線装置で伝送可能なデータ伝送速度（伝送帯域）である１２．６［Ｍｂｐｓ］相当が、１００ＢＡＳＥ−ＴＸの伝送速度（伝送帯域）である約１００［Ｍｂｐｓ］よりも小さいため、端末が一斉にアクセスする等、無線機４ａ，４ｂに入力されるデータ速度が一時的に速くなる場合には、無線機４ａ，４ｂの入力端で瞬間的に１２．６［Ｍｂｐｓ］の速度を超過し、いわゆるオーバーフローが発生してデータが欠損するという問題がある。
【００１７】
また、データが欠損しないように、リアルタイム通信のために大容量のバッファを用いた場合には、その分の遅延が発生する。遅延が発生すると、いわゆるＩＰ電話などで「もしもし」と送話した後に相手からの答えに間（ま）、すなわち無言の時間が生じることになり、衛星生中継のような状態となってしまうことから聞き取りにくい通話になってしまうという新たな問題が発生する。
【００１８】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、非リアルタイム通信とリアルタイム通信が混在する伝送装置において、電話やテレビ会議などの遅延が許されないメディアでのリアルタイム通信におけるオーバーフローを軽減することを可能とする伝送帯域制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。
【００２０】
この発明の伝送帯域制御装置は、リアルタイム通信を行う第１の送受信端末（１０１ａ，１０１ｂ）に接続される第１の中継装置（１５ａ，１５ｂ）および非リアルタイム通信を行う第２の送受信端末（１０２ａ，１０２ｂ）に接続される第２の中継装置（１７ａ，１７ｂ）と複数の全二重の固定帯域伝送路（１００）との間に挿入される伝送帯域制御装置（３０ａ，３０ｂ）であって、前記第１の送受信端末から前記第１の中継装置を経由して送信されるデータ量を監視するデータ量監視手段（５５）と、監視しているデータ量が閾値以下のときには、前記固定帯域伝送路の伝送帯域を前記第１の中継装置と前記第２の中継装置との間で一定比率に割り当て、監視しているデータ量が閾値以上となったときには、前記第１の中継装置に割り当てられる伝送帯域の比率を増加させて、前記リアルタイム通信を優先させる制御を行う伝送帯域制御手段（７０）とを備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、データ量監視手段により、リアルタイム通信を行う第１の送受信端末から第１の中継装置を経由して送信されるデータ量を監視し、伝送帯域制御手段により、データ量監視手段で監視しているデータ量が閾値以下のときには、前記固定帯域伝送路の伝送帯域を前記第１の中継装置と前記第２の中継装置との間で一定比率に割り当て、監視しているデータ量が閾値以上となったときには、前記第１の中継装置に割り当てられる伝送帯域の比率を増加させて、前記リアルタイム通信を優先させる制御を行うようにしているので、非リアルタイム通信とリアルタイム通信とが混在する伝送装置において、リアルタイム通信のオーバーフローを軽減することができる。
【００２２】
なお、送信されるデータ量の監視は、データの実伝送速度（データ実伝送帯域）を直接監視する他、データを一時的に記憶するバッファの残容量、バッファの残容量を判断するためのバッファの書込アドレスと読出アドレスの差等で監視することができる。
【００２３】
この場合、前記固定帯域伝送路は、一定伝送単位毎（ＭＦ）にデータが伝送されるものであり、ある伝送単位期間に自局側の前記データ量監視手段で監視しているデータ量が閾値以上となったときに、自局側の前記伝送帯域制御手段は、次以降の伝送単位期間で、前記割り当て変更の制御情報を対局側の伝送帯域制御手段に送信し、前記自局側および前記対局側の伝送帯域制御手段は、前記次以降の伝送単位期間から同期して前記第１の送受信端末に割り当てられる伝送帯域の比率を増加させるように制御することで、送受信の伝送帯域の変更割り当てを同時に行うことができる。
【００２４】
次以降の伝送単位期間は、たとえば、次の伝送単位期間あるいはその次の伝送単位期間等とすることができる。
【００２５】
なお、前記一定伝送単位は、フレーム単位（フレーム単位あるいはマルチフレームを構成するサブフレーム（ＳＦ）単位）あるいはマルチフレーム（ＭＦ）単位に選択することができる。
【００２６】
また、固定帯域伝送路は、無線伝送路（１００）に限らず、この無線伝送路、光伝送路（１００Ｆ）あるいは有線伝送路（１００Ｍ）の少なくとも一つの伝送路が含まれるように構成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
なお、以下に参照する図面において、上記図１６に示したものと対応するものには同一の符号を付けている。
【００２９】
図１は、この実施形態に係る伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂを含むマイクロ波多重無線システム３２のブロック図を示している。なお、伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂは、後に詳しく説明するように、伝送帯域の自動切替制御装置として機能する。
【００３０】
この実施形態に係るマイクロ波多重無線システム３２は、地点Ａと地点Ｂ間を、無線機４ａ，４ｂを通じて、たとえば６．３［Ｍｂｐｓ］×２＝１２．６［Ｍｂｐｓ］の情報をマイクロ波多重の無線で双方向通信可能な全二重の固定帯域伝送路１００の構成とされている。なお、この実施形態において、固定帯域伝送路１００は、６．３［Ｍｂｐｓ］を２系統（固定帯域伝送路１００Ｒと固定帯域伝送路１００Ｄ）としているが、たとえば、３系統，４系統，あるいは８系統としてもよく、複数であればよい。
【００３１】
また、６．３［Ｍｂｐｓ］は、例であり、これに代えて、１．５４４［Ｍｂｐｓ］，３２．０６４［Ｍｂｐｓ］，９７．７２８［Ｍｂｐｓ］，２．０４８［Ｍｂｐｓ］，８．４４８［Ｍｂｐｓ］，３４．３６８［Ｍｂｐｓ］，５１．８４０［Ｍｂｐｓ］，１５５．５２０［Ｍｂｐｓ］等とすることができる。
【００３２】
双方向通信可能な固定帯域伝送路１００は、無線機４ａ，４ｂを、図２の光多重伝送システム３２Ｆに示すように、光伝送装置３４ａ，３４ｂに代替することで光多重伝送路である光ファイバ１００Ｆを用いることも可能であり、あるいは図３の有線多重伝送システム３２Ｍに示すように、多重化装置３４ｃ，３４ｄに代替することで有線伝送路であるメタリックケーブル１００Ｍを用いることも可能である。
【００３３】
図１において、地点Ａ，Ｂには、通話品質を確保するために伝送遅延が許されないリアルタイム通信を行うメディア端末である第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂとして、ＩＰ電話機７ａ，７ｂ、ＩＰテレビ電話９ａ，９ｂが配置され、さらに比較的に伝送遅延を許されるデータ通信などの非リアルタイム通信を行うメディア端末である第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂとして、サーバ１０ａ，１０ｂおよびパーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂ等が配置される。
【００３４】
ＩＰテレビ電話９ａ，９ｂに代替してテレビ会議装置を接続することもできる。これら各端末はＩＰアドレスとＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを有している。
【００３５】
ＩＰ電話機７ａ，７ｂは、それぞれ第１の中継装置であるレイヤ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）１５ａ，１５ｂおよび伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続される。ここで、ＩＰ電話機７ａ，７ｂは、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂに対して、それぞれ１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等により接続される。
【００３６】
また、ＩＰテレビ電話９ａ，９ｂは、第１の中継装置であるレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂを経由し伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続される。このＩＰテレビ電話９ａ，９ｂも、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂに対して、それぞれ１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等により接続される。
【００３７】
さらに、インタフェースがそれぞれ１００ＢＡＳＥ−ＴＸのサーバ１０ａ，１０ｂおよびパーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂのＬＡＮ２０ａ，２０ｂは、第２の中継装置であるレイヤ３スイッチ１７ａ，１７ｂおよび伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂを介して無線機４ａ，４ｂに接続される。
【００３８】
なお、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂは、ネットワーク層（レイヤ３）でルーティング処理を高速に行うスイッチであるが、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂに代替してルータ等の中継装置により同等の機能を達成するように構成を変更することもできる。
【００３９】
以下の説明にあたり、用語「リアルタイム」と用語「非リアルタイム」とが類似していることを原因として構成および動作の理解に誤解を生じる可能性があることを考慮し、必要に応じて、用語「リアルタイム」を電話等伝送遅延が許されないという意味での用語「リアルタイム系」と置き換えて説明し、用語「非リアルタイム」を遅延が比較的に許されるデータ通信に係わるという意味で用語「データ系」と置き換えて説明する。
【００４０】
たとえば、通話品質を確保するために遅延が許されないリアルタイム通信を行うメディア端末であるＩＰ電話機７ａ，７ｂおよびＩＰテレビ電話９ａ，９ｂは、それぞれリアルタイム系データを送受信するというように説明する。また、比較的に遅延が許されるデータ通信などの非リアルタイム通信を行うメディア端末であるサーバ１０ａ，１０ｂおよびパーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂ等は、それぞれデータ系データを送受信するというように説明する。
【００４１】
さらに、固定帯域伝送路１００は、第１の６．３［Ｍｂｐｓ］のリアルタイム系専用の固定帯域伝送路１００Ｒと、平常時はデータ系用としてオーバーフローアラーム発生時（後述）にはリアルタイム系用およびデータ系用に共用される第２の６．３［Ｍｂｐｓ］の固定帯域伝送路１００Ｄとから構成されているというように説明する。
【００４２】
図４は、図１−図３のシステム中、伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂの基本的な構成を示すブロック図である。この伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂは、図１に示したレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂに接続される一方の入出力ポート群５０と、無線機４ａ，４ｂに接続される他方の入出力ポート群６０と、これら入出力ポート群５０，６０間に配置される伝送帯域制御手段としての送受信制御部７０とを備えている。
【００４３】
一方の入出力ポート群５０は、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂに接続されるリアルタイム系の通信ポートである１００ＢＡＳＥ−ＴＸデータの入出力ポート５１ｓ，５１ｒと、レイヤ３スイッチ１７ａ，１７ｂに接続されるデータ系の通信ポートである１００ＢＡＳＥ−ＴＸデータの入出力ポート５２ｓ，５２ｒから構成されている。
【００４４】
他方の入出力ポート群６０は、無線機４ａ，４ｂに接続される、リアルタイム系通信用に割り当てられた送信ポートであるＣＨ１出力ポート６１ｓと受信ポートであるＣＨ１入力ポート６１ｒと、定常時には、データ系通信用に割り当てられ、リアルタイム系通信側にオーバーフローの可能性が発生したときには一部または全部がリアルタイム系通信用に割り当てられる送信ポートであるＣＨ２出力ポート６２ｓと受信ポートであるＣＨ２入力ポート６２ｒとから構成されている。
【００４５】
なお、無線機４ａ，４ｂは、それぞれが無線区間であるリアルタイム系用の固定帯域伝送路（ＣＨ１固定帯域伝送路）１００Ｒと、データ系用の固定帯域伝送路（ＣＨ２固定帯域伝送路）１００Ｄを利用するので、図４中、入出力ポート６１ｓ，６１ｒの近くと、入出力ポート６２ｓ，６２ｒの近くに、便宜上、符号１００Ｒと１００Ｄを記載している。
【００４６】
図４に示す送受信制御部７０は、全体がＰＬＤ（プログラムロジックデバイス）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、あるいはマイクロコンピュータ等により分割して、あるいは一体的に構成される。
【００４７】
この送受信制御部７０は、基本的には、オーバーフロー検出部５５と送信制御部６４，８４、受信制御部６６，８６、多数決判定部６８、および受信メモリスイッチ７２と送信メモリスイッチ８２とを備える。
【００４８】
オーバーフロー検出部５５は、第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂから第１の中継装置であるレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂを経由して送信されるリアルタイム系データのデータ量を監視するデータ量監視手段として機能する。
【００４９】
送受信制御部７０は、このオーバーフロー検出部５５により監視しているデータ量が閾値ＴＨ以下のとき、いわゆる定常時には、固定帯域伝送路１００の伝送帯域をレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂ（換言すれば第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂ）とレイヤ３スイッチ１７ａ，１７ｂ（換言すれば第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂ）との間で一定比率、この実施形態では１：１（それぞれ６．３［Ｍｂｐｓ］）に割り当てるとともに、監視しているデータ量が閾値ＴＨ以上となったとき、いわゆるデータが集中してきているとの判断時には、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂ（換言すれば第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂ）に割り当てられる伝送帯域の比率を増加させて（この実施形態では定常時の比率１：１を、データ集中時には、第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂの割当帯域：第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂの割当帯域＝３：１＝９．４５［Ｍｂｐｓ］：３．１５［Ｍｂｐｓ］に増加させて）、リアルタイム通信を優先させる制御を行う機能を有する。
【００５０】
レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂに接続されているリアルタイム系の入出力ポート５１ｓ，５１ｒは、一方の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４に接続され、レイヤ３スイッチ１７ａ，１７ｂに接続されているデータ系の入出力ポート５２ｓ、５２ｒは、他方の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース７４に接続される。
【００５１】
１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４，７４は、それぞれ、入出力ポート５１ｓ，５１ｒ、５２ｓ，５２ｒ側から順にＲＪ−４５コネクタとトランスとＰＨＹ部とＧＭＩ部とＭＡＣ処理部からなり、１００［Ｍｂｐｓ］のシリアルデータと８ビット幅のパラレルデータの相互信号変換｛シリパラ（シリアル／パラレル）変換とパラシリ（パラレル／シリアル）変換｝を行うとともに、書込アドレスＷＲＡＤＲと読出アドレスＲＤＡＤＲを発生する。
【００５２】
すなわち、一方の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４は、入力ポート５１ｓから供給されたリアルタイム系データをシリパラ変換し、書込アドレスＷＲＡＤＲで一時的に送信バッファ５６に書き込むとともに、一時的に受信バッファ５８に書き込まれているリアルタイム系データをパラシリ変換し出力ポート５１ｒに供給する。
【００５３】
また、他方の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４は、同様に、入力ポート５２ｓから供給されたデータ系データをシリパラ変換し、書込アドレスＷＲＡＤＲで一時的に送信バッファ７６に書き込むとともに、一時的に受信バッファ７８に書き込まれているデータ系データをパラシリ変換し出力ポート５２ｒに供給する。
【００５４】
ここで、リアルタイム通信を行う第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂの送信データであるリアルタイム系データを一時的に記憶する送信バッファ５６および、その受信データを一時的に記憶する受信バッファ５８のメモリ容量は、これら送受信バッファ５６，５８での総遅延時間が通話に違和感を与えない程度の短い時間（１無線区間の場合には、最大で３００［ｍｓ］程度、なお、たとえば、沖縄と北海道の間を５０無線区間に分割しているような場合では、６［ｍｓ］／１区間の遅延まで許容される。）となるように設計されている。
【００５５】
その一方、非リアルタイム通信を行う第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂの送受信データであるデータ系データをそれぞれ一時的に記憶する送受信バッファ７６，７８は、たとえば、数１０ミリ秒−数分程度、好ましくは１秒−数秒程度の時間に設計する。送受信バッファ５６，５８，７６，７８は、それぞれたとえばＦＩＦＯ（先入れ先出し）メモリで構成される。
【００５６】
送信バッファ５６，７６に書き込まれているリアルタイム系データは、送信制御部６４，８４により無線機４ａ，４ｂ側の伝送帯域（伝送割当帯域）に応じた読出アドレスＲＤＡＤＲで読み出されてラッチされ、パラシリ変換されてＣＨ１出力ポート６１ｓおよびＣＨ２出力ポート６２ｓを通じて、ＣＨ１，ＣＨ２送信データ（ビットストリームデータ）として無線機４ａ，４ｂに供給される。
【００５７】
オーバーフロー検出部５５は、上述したように、第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂから送信されるリアルタイム系データのデータ量を監視するデータ量監視手段としての機能を有しているが、より具体的には、送信バッファ５６の読出アドレスＲＤＡＤＲと書込アドレスＷＲＡＤＲのアドレス差が外部の入力装置（不図示）により設定可能な閾値ＴＨ（閾値ＴＨは、この実施形態では８００バイトに対応するアドレス差とされている。）より小さくなったときに、オーバーフローの可能性が発生することを知らせるためにレベル「１」となるオーバーフローアラーム信号Ｓｏａを送信制御部６４に供給する。
【００５８】
レベル「１」のオーバーフローアラーム信号Ｓｏａを受けた送信制御部６４は、制御信号（フラグ）Ｆｏｖを、ＣＨ１送信データのデータ伝送単位毎に複数個（この実施形態では、５個）挿入し（埋め込んで、あるいは付加し）、出力ポート６１ｓおよび無線機４ａ，４ｂを通じて他局側の無線機４ａ，４ｂの受信制御部６６にＣＨ１受信データとして送る。
【００５９】
オーバーフローアラーム信号Ｓｏａがレベル「１」となった後に、送信制御部６４および送信制御部８４は、データ系の固定帯域伝送路１００Ｄの伝送帯域の一部（この実施形態では、半分の３．１５［Ｍｂｐｓ］）をオーバーフローの可能性がなくなるまで、すなわちオーバーフローが復旧するまで（この実施形態では、後述するオーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅがレベル「０」となるまで）リアルタイム系データの伝送に割り当てる制御処理を行う。
【００６０】
この割当変更制御処理（帯域拡大縮小処理）のために送信バッファ５６，７６と送信制御部８４との間に送信メモリスイッチ８２を設けている。
【００６１】
他局側の無線機４ａ，４ｂの受信制御部６６は、ＣＨ１受信データから制御情報Ｆｏｖを抽出して、多数決判定部６８に送る。
【００６２】
多数決判定部６８は、制御情報Ｆｏｖの５個中３個を検出した時点で、レベル「１」の制御情報Ｆｏｖを含むＣＨ１受信データを受信したことを受信制御部６６，受信制御部８６にオーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅのレベルを「１」として通知する。
【００６３】
この通知後に、受信制御部６６および受信制御部８６は、データ系の固定帯域伝送路１００Ｄの伝送帯域の一部（この実施形態では、半分の３．１５［Ｍｂｐｓ］）を、オーバーフローの可能性がなくなるまで、すなわちオーバーフローが復旧するまで（オーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅがレベル「０」となるまで）、リアルタイム系データの伝送に割り当てる制御処理を行う。
【００６４】
この割当変更制御処理（帯域拡大縮小処理）のために、受信制御部６６，８６と受信バッファ５８との間に受信メモリスイッチ７２を設けている。
【００６５】
送信メモリスイッチ８２は、送信バッファ５６からのリアルタイム系のデータ入力ポートＸと送信バッファ７６からのデータ系のデータ入力ポートＹを有し、出力ポートＺが送信制御部８４の入力ポートに接続されている。この送信メモリスイッチ８２は、送信制御部６４からの切替制御信号ＲＰＳにより切り替えられ、定常時には、入力ポートＹと出力ポートＺが接続され、オーバーフローアラーム発生時には、入力ポートＸと入力ポートＹとが１：２の帯域ずつ出力ポートＺに接続される。
【００６６】
一方、受信メモリスイッチ７２は、受信制御部６６からのリアルタイム系のデータ入力ポートＵと受信制御部８６からのリアルタイム系（データ系ではないことに注意）のデータ入力ポートＶを有し、出力ポートＷがリアルタイム系のデータメモリである受信バッファ５８に接続されている。この受信メモリスイッチ７２は、多数決判定部６８からの切替制御信号ＷＰＳにより切り替えられ、定常時には、入力ポートＵと出力ポートＷが接続され、オーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅがレベル「１」となったときには、入力ポートＵと入力ポートＶとが２：１の帯域ずつ出力ポートＷに接続される。
【００６７】
上述したリアルタイム系の送信制御部６４は、速度変換機能（パラシリ変換）とタイミング発生機能と制御情報Ｆｏｖの挿入機能とを有する。データ系の送信制御部８４は、速度変換機能（パラシリ変換）とタイミング発生機能とを有する。
【００６８】
また、リアルタイム系の受信制御部６６は、速度変換機能（シリパラ変換）とフレーム同期機能と制御情報Ｆｏｖの分離機能とを有する。データ系の受信制御部８６は、速度変換機能（シリパラ変換）とフレーム同期機能とタイミング発生機能とを有する。
【００６９】
この場合、送信制御部６４，８４には、基準クロック発生器５７からフレームタイミング発生器５９を通じて６．３［ＭＨｚ］の基準クロックと、これを分周したサブフレームクロックおよびマルチフレームクロックが供給されている。なお、繁雑となり理解しにくくなるので図示はしていないが、６．３［ＭＨｚ］の基準クロック等、必要なクロックが送受信制御部７０を構成する各ブロックに供給されている。
【００７０】
受信バッファ５８，７８に書き込まれたデータは、１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４，７４からの読出アドレスＲＤＡＤＲで読み出され、出力ポート５１ｒ，５２ｒ側に出力される。出力された受信データは、レイヤ３スイッチ１５ａ，１７ａ，１５ｂ、１７ｂにおいてＭＡＣアドレスあるいはＩＰアドレスが参照されて、対応するサーバ１０ａ，パーソナルコンピュータ１２ａ，１２ｂ、ＩＰ電話機７ａ，７ｂあるいはＩＰテレビ電話９ａ，９ｂへ振り分けられる。
【００７１】
図５は、入出力ポート６１ｓ，６１ｒ，６２ｓ，６２ｒから送受信されるＣＨ１、ＣＨ２データの送信伝送単位および受信伝送単位である６．３［Ｍｂｐｓ］用マルチフレームＭＦのフォーマットの一例を示している。
【００７２】
マルチフレームＭＦは、たとえば５００［μｓ］の時間長を有し、それぞれが６．３［Ｍｂｐｓ］のデータ容量の第１−第４の４個のサブフレーム（単に、フレームともいう。）ＳＦ１−ＳＦ４から構成されている。
【００７３】
各フレームＳＦは、１２５［μｓ］の時間長を有し、データ伝送用の９８個の各８ビットのタイムスロットＴＳと、同期用・リンク用の１個の５ビットのタイムスロットＥＦから構成されている。
【００７４】
最初の第１フレームＳＦ１の同期・リンク用タイムスロットＥＦには、「１１００Ｄ（Ｄはデータリンクビット）」が、次の第２フレームＳＦ２のタイムスロットＥＦには、「１０１００」が、さらに次の第３フレームＳＦ３のタイムスロットＥＦには、「１１１ＳＤ（Ｓは対局警報ビット）」が、最後の第４フレームＳＦ４のタイムスロットＥＦには、「ＣＣＣＣＣ（ＣはＣＲＣチェックビット）」が、それぞれ書き込まれる。
【００７５】
マルチフレームＭＦは、さらに、第１−第４フレームＳＦ１−ＳＦ４中、４９番目のタイムスロットＴＳ４９と、第１フレームＳＦ１中、９８番目のタイムスロットＴＳ９８が送信制御部６４による制御情報Ｆｏｖの挿入用（制御情報埋め込み用）のタイムスロットとして準備されている。
【００７６】
マルチフレームＭＦ中、これら５つのタイムスロットＴＳ４９,ＴＳ９８のそれぞれの第１ビットに、オーバーフローアラーム信号Ｓｏａに基づく制御情報Ｆｏｖが書き込まれる。５個の制御情報Ｆｏｖは、オーバーフローアラーム信号Ｓｏａが能動状態（オーバーフローの可能性がある状態であり、この実施形態ではレベル「１」）であるとき、全て「１」にセットされ、オーバーフローアラーム信号Ｓｏａが受動状態（オーバーフローの可能性がない状態であり、この実施形態ではレベル「０」）であるとき、全て「０」にクリアされる。
【００７７】
すなわち、オーバーフローアラーム信号Ｓｏａに基づく制御情報Ｆｏｖは、マルチフレームＭＦの第１フレームＳＦ１でのタイムスロットＴＳ４９，ＴＳ９８、第２−第４フレームＳＦ２−ＳＦ４のタイムスロットＴＳ９８を使用して送信制御部６４から伝送される。
【００７８】
これにより、マルチフレームＭＦ中、合計５ビットで１つの同一内容（同値）の制御情報Ｆｏｖを送信し、受信側では、多数決判定部６８による多数決判定（この場合、３個以上検出したとき）により制御情報Ｆｏｖからオーバーフロー情報を検出し確定する。
【００７９】
このように多数決判定とするのは、固定帯域伝送路１００において、フェージング等によるノイズを原因とするビット反転あるいはバースト誤りがあっても、正確にオーバーフロー情報を検出するためであるが、その分、データ伝送帯域が減少するので、電波状態がよければ３個であってもよく１個であってもよい。もちろん、電波状態が悪い場合には７個以上設けてもよい。この制御情報Ｆｏｖの通信のために、この実施形態では、伝送帯域が、実質的に１チャンネルあたり６．３［Ｍｂｐｓ］から６．１４４［Ｍｂｂｐｓ］に僅かに減少している。
【００８０】
図６は、無線機４ａ，４ｂの内部構成を示すブロック図である。各無線機４ａ，４ｂは、送信部２００ａ，２００ｂと受信部２０２ａ，２０２ｂと送受共用部２０４ａ，２０４ｂとから構成されている。
【００８１】
伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂの出力ポート６１ｓ、６２ｓから、それぞれ送信されるＣＨ１−ＣＨ２送信データ（ビットストリームデータ）が、送信信号処理部２１０において、次段の変調部２１２の変調方式に応じた無線フレームとなるように並び変えられる。また、並び替えの際には、無線フレームとして同期ビットや付加ビットを多重することが可能となっており、上述した制御情報Ｆｏｖは、この無線フレームまたは無線フレームに多重化される付加ビットに挿入する構成としてもよい。
【００８２】
送信信号処理部２１０から出力される２チャンネル分のデータは、変調部２１２でデジタル変調され、デジタル変調後のＩＦ信号が周波数変換部で、マイクロ波である、たとえば６．５［ＧＨｚ］のＲＦ信号とされ、このＲＦ信号が電力増幅部２１６で増幅され、自局の無線機４ａの送受共用部２０４ａからアンテナを通じて空間に電波が放射される。
【００８３】
その一方、自局の送受共用部２０４ａでは、対局の無線機４ｂから放射された周波数の僅かに異なるＲＦ信号（たとえば、周波数６．５［ＧＨｚ］に対して周波数１６０［ＭＨｚ］だけ異なる信号）の電波を受信し、受信電波を分離して自局の受信部２０２ａを構成する低雑音増幅部２２６に送る。
【００８４】
低雑音増幅部２２６で増幅された受信ＲＦ信号は、周波数変換部２２４でＩＦ信号とされ、復調部２２２で復調され、２チャンネル分の出力データが受信信号処理部２２０に供給される。
【００８５】
受信信号処理部２２０は、多重された無線フレームを分離し、制御情報が付加されたＣＨ１−ＣＨ２受信データ（ビットストリームデータ）を復元して、伝送帯域制御装置３０ｂの入力ポート６１ｒ，６２ｒに供給する。
【００８６】
実際上、図７に示すように、マイクロ波多重無線システム３２が構成され、地点Ａの自局の無線機４ａは、自局送信部２００ａと自局受信部２０２ａと送受共用部２０４ａを含み、地点Ｂの対局の無線機４ｂは、対局送信部２００ｂと対局受信部２０２ｂと送受共用部２０４ｂを含む。
【００８７】
この場合、通信の上り下りは、独立して通信する、いわゆる複信方式になっている。すなわち、太めの点線と一点鎖線で示すように、自局送信部２００ａと対局受信部２０２ｂが通信しているとき、同時に対局送信部２００ｂと自局受信部２０２ａが通信を行うことができる双方向通信となっている。
【００８８】
上り下りは固定帯域伝送路１００により独立して通信するが、図４に示した伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂの動作を説明する際には、便宜上、同一の図面を使用して説明する。
【００８９】
この実施形態に係る伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂを含むマイクロ波多重無線システム３２は、基本的には以上のように構成されかつ動作するものであり、次に伝送帯域制御装置３０ａ，３０ｂのより詳細な動作をＡ．概要動作、Ｂ．図８の送信側処理フローチャートおよび図９の受信側処理フローチャートを参照するオーバーフローアラーム発生時におけるリアルタイム系伝送とデータ系伝送との間の帯域割当切替の詳細動作の順に説明する。
【００９０】
Ａ．概要動作
無線機４ａ，４ｂに対するリアルタイム通信を行う遅延の許されないメディアである第１送受信端末１０１ａ，１０１ｂと非リアルタイム通信を行う遅延の比較的に許されるメディアである第２送受信端末１０２ａ，１０２ｂとのインタフェースを、２系列の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４，７４の構成としている。
【００９１】
そして、ＩＰ電話機７ａ，７ｂ等、遅延の許されないメディアである第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂと一方の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４との間に、一方のレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂを設け、ＬＡＮ２０ａ，２０ｂ等、放送等の配信画像も含む遅延の比較的許されるメディアである第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂとの間に他方のレイヤ３スイッチ１７ａ，１７ｂを設けている。
【００９２】
このように、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂ、１７ａ，１７ｂと１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４，７４により、リアルタイム系とデータ系との送受信系列を分離することで、遅延の許されないメディア、いわゆるリアルタイム系のメディアである第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂ間のいわゆるリアルタイムの通信が断線とならないように保護するようにしている。
【００９３】
換言すれば、遅延の許されるメディア、いわゆるデータ系のメディアである第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂ間の通信のデータ伝送量に左右されないで、遅延の許されないメディアである第１の送受信端末１０１ａ、１０１ｂ間のデータ遅延を送受信バッファ５６，５８のメモリ容量を制限することで許容範囲内の短い遅延時間とする。
【００９４】
上述したように、固定帯域伝送路１００の伝送帯域は、６．３［Ｍｂｐｓ］の２系列（合計約１３［Ｍｂｐｓ］）としている。無線機４ａ，４ｂの入力には、２系列の１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４，７４の２本のＣＨ１，ＣＨ２送信データが入力される。
【００９５】
各入力は、瞬間的には、１００ＢＡＳＥ−ＴＸのデータ転送速度の１００［Ｍｂｐｓ］となることがあるが、長い時間における平均的なデータ転送速度はそれぞれ６．３［Ｍｂｐｓ］以下となるようにマイクロ波多重無線システム３２のネットワーク系の設計、すなわち各レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂに収容される端末数を制限している。
【００９６】
図４において、送信側について説明すると、送信メモリスイッチ８２は、定常時には、送信制御部６４により、送信バッファ７６と送信制御部８４とが接続されるように切り替えられている。
【００９７】
この定常時は、遅延の許されないメディアである第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂからレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂを経由して伝送されたシリアル送信データが入力ポート５１ｓを介して、その一方、遅延の比較的許されるメディアである第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂからレイヤ３スイッチ１７ａ，１７ｂを経由して伝送されたシリアル送信データが入力ポート５２ｓを介して、それぞれ１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４，７４を通りパラレルデータとされ、一時的にデータ伝送速度が高くなることを吸収するために設けられた送信バッファ５６，７６を介して送信制御部６４，８４に供給される。
【００９８】
送信制御部６４，８４は、パラレルデータを、それぞれ６．３［Ｍｂｐｓ］のシリアルデータ列に変換し、無線機４ａ，４ｂへＣＨ１，ＣＨ２送信データとして送り出す。
【００９９】
一方、定常時ではなく、遅延の許されないメディアである第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂからのシリアルデータのデータ量が多くなってきた場合、送信メモリスイッチ８２は、送信制御部６４により、送信制御部８４が送信バッファ７６と送信バッファ５６に対してそれぞれ同じ割合（伝送帯域）で接続されるように切り替えられる。このように切り替えれば、出力ポート６１ｓに係る固定帯域伝送路１００Ｒにおける全伝送帯域６．３［Ｍｂｐｓ］と出力ポート６２ｓに係る固定帯域伝送路１００Ｄにおける全伝送帯域６．３［Ｍｂｐｓ］の半分の伝送帯域３．１５［Ｍｂｐｓ］の合計で約９．５［Ｍｂｐｓ］の伝送帯域が遅延の許されないメディアである第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂ用に割り当てられる制御が行われる。
【０１００】
この割当制御は、基本的には、オーバーフロー検出部５５の検出結果であるオーバーフローアラーム信号Ｓｏａに基づいて送信制御部６４が契機処理を行う。すなわち、送信制御部６４は、オーバーフローアラーム信号Ｓｏａに基づくオーバーフロー情報である制御情報ＦｏｖをＣＨ１データに付加して自局側から対局側へ送信する。
【０１０１】
このように制御すれば、遅延の許されない第１の送受信端末１０１ａ，１０１ｂのデータが多い場合には、無線区間である固定帯域伝送路１００のリアルタイム系データ伝送帯域の割り当てを増加させることができる。
【０１０２】
なお、このとき、遅延の比較的許される第２の送受信端末１０２ａ，１０２ｂは、伝送帯域が３．２［Ｍｂｐｓ］に減少してしまうために待ち時間が長くなるが、メモリ容量の比較的に大きい送信バッファ７６に一時的に多量のデータが記憶されることになるので、データが欠落することがない。
【０１０３】
また、受信側では、受信制御部６６により制御情報Ｆｏｖを判別して、送信側と同期して自動的に受信メモリスイッチ７２を切り替えることにより、元通りの１００ＢＡＳＥ−ＴＸのパラレルデータにもどすことができる。
【０１０４】
なお、上記の処理以外の処理として、オーバーフロー検出部５５でオーバーフローアラームを検出した場合には、１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４を通じてレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂへ所定の信号を出力することにより、レイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂ内のメモリに一時的に送信データを保存する機能を利用して、送信バッファ５６のメモリ段数をできる限り小さくして遅延を少なくするように制御することもできる。
【０１０５】
以上のように制御することで、ＱＯＳ（Quality of Service）技術を使用しなくても、遅延を許されないメディアである第１送受信端末１０１ａ，１０１ｂの送受信の優先化が図られ、かつＱＯＳ技術ではパケット、すなわちフレーム毎に優先フレームかどうかを確認するためにレイヤ３スイッチ１５ａ，１５ｂを通る回数が多くなると、確認のための遅延が問題となるが、この実施形態に係る技術では、フレーム毎に確認を行う必要がないので、ＱＯＳ技術を採用した場合に比較して遅延量の少ない回線が提供できる。したがって、たとえば、品質のよいＩＰ電話網等を実現することが可能である。
【０１０６】
なお、地点Ｂから地点Ａへの送信も同様であるので、以下の詳細説明では、繁雑となるのを回避するため、地点Ａから地点Ｂへの送信を例として説明する。
【０１０７】
Ｂ．図８の送信側処理フローチャートおよび図９の受信側処理フローチャートを参照するオーバーフローアラーム発生時におけるリアルタイム系伝送とデータ系伝送との間の帯域割当切替の詳細動作の説明
上述したように、定常時には、リアルタイム系データとデータ系データがそれぞれ固定帯域伝送路１００Ｒと１００Ｄを使用して全二重通信が行われている。そこで、まず、送信側のステップＳ１において、オーバーフローアラームの発生の検出処理が行われる。
【０１０８】
この場合、オーバーフロー検出部５５は、第１の送受信端末１０１ａから送信されるデータ量（伝送帯域）、すなわち１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４から出力されるデータ量（伝送帯域）が閾値ＴＨ以下であるかどうかを判定するための置換判定として、１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース５４からの書込アドレスＷＲＡＤＲの値と送信制御部６４からの読出アドレスＲＤＡＤＲの値との差を基準クロック（ＣＬＫ）毎に判定する。なお、基準クロックの周期は、１／６．３１２［ＭＨｚ］＝１６０［ｎｓ］である。
【０１０９】
そして、差が閾値ＴＨ＝８００バイト以下になった場合には、データ量が閾値以上に増加してオーバーフロー発生の可能性、この場合、送信バッファ５６が満杯となってリアルタイム系データを書き込むことができなくなる状態が発生する可能性があると判定する。
【０１１０】
図１０のタイミング図に示すように、時点ｔ１において、オーバーフローアラーム信号Ｓｏａが、オーバーフローの可能性のないことを示すレベル「０」からオーバーフローの可能性があることを示すレベル「１」に変化する。
【０１１１】
図１０は、オーバーフローアラーム発生時（時点ｔ１）および復旧時（時点ｔ６）における送信側のタイミング図を示しており、それぞれ、例としてのオーバーフローアラーム信号Ｓｏａ、送信制御部６４によるオーバーフローアラーム信号Ｓｏａの状態（ステータス）の監視タイミングＤＴ、出力ポート６１ｓから出力されるリアルタイム系データのＣＨ１マルチフレームＭＦ１−１〜ＭＦ１−８、出力ポート６２ｓから出力されるデータ系データのＣＨ２マルチフレームＭＦ２−１〜ＭＦ２−８、多数決判定部６８から出力されるオーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅ（レベル「１」でイネーブル）、送信制御部６４から送信メモリスイッチ８２の制御入力ポートに供給される切替信号ＲＰＳの変化内容、および各マルチフレームＭＦタイミング毎のリアルタイム系データとデータ系データの伝送帯域の変化［Ｍｂｐｓ］を示している。
【０１１２】
オーバーフローアラーム信号Ｓｏａが、時点ｔ１でレベル「１」に変化した後、次の監視タイミングＤＴ（監視タイミングは、各マルチフレームＭＦの先頭としている。）の時点ｔ２において、送信制御部６４によりオーバーフローアラームが発生していることが検出され、その時点ｔ２において、ステップＳ１の判定が肯定となる。なお、監視タイミングＤＴは、さらに短い期間でもよく、長い時間としてもよい。
【０１１３】
次に、ステップＳ２において、送信制御部６４は、マルチフレームＭＦ１−２のサブフレームＳＦ１のタイムスロットＴＳ４９の制御情報Ｆｏｖをセット（Ｆｏｖ←１）して（挿入して）送信を開始する。
【０１１４】
そして、ステップＳ３において、そのマルチフレームＭＦ１−２のサブフレームＳＦ４のタイムスロットＴＳ４９に挿入される最後の制御情報Ｆｏｖのセットおよび送信が完了したかどうかを判定する。
【０１１５】
このとき、ステップＳ２，Ｓ３において、時点ｔ２−ｔ３間のマルチフレームＭＦ１−２をＣＨ１送信データとして、またマルチフレームＭＦ２−２をＣＨ２送信データとして伝送帯域制御装置３０ａの出力ポート６１ｓ、６２ｓから自局送信部２００ａに転送すると、自局送信部２００ａから送受共用部２０４ａ、無線伝送路である固定帯域伝送路１００を経由して、対局側の送受共用部２０４ｂで受信され対局受信部２０２ｂを通じて伝送帯域制御装置３０ｂの受信制御部６６，８６でマルチフレームＭＦ１−２、ＭＦ２−２がそれぞれ受信される。
【０１１６】
送信制御部６４は、マルチフレームＭＦ１−２を送信した次のマルチフレームＭＦ１−３の開始時点ｔ３から、ステップＳ４の帯域切替（この場合、帯域拡大）処理を行う。
【０１１７】
図１１は、受信側のそれぞれ、例としての受信制御部６６，８６による制御情報の検出タイミングＤＴ、入力ポート６１ｒに供給されるＣＨ１受信データのマルチフレームＭＦ１−１〜ＭＦ１−８、入力ポート６２ｒに供給されるＣＨ２受信データのマルチフレームＭＦ２−１〜ＭＦ２−８、多数決判定部６８による多数決判定結果信号ｍｄ、多数決判定部６８から出力されるオーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅ（レベル「１」でイネーブル）、多数決判定部６８から受信メモリスイッチ７２の制御入力ポートに供給される切替信号ＷＰＳの変化内容、および各マルチフレームＭＦタイミング毎のリアルタイム系データとデータ系データの伝送帯域の変化［Ｍｂｐｓ］（図１０と同じ図を再掲）を示すタイミング図である。
【０１１８】
ステップＳ１１で受信制御部６６，８６は、時点ｔ３以降において、マルチフレームＭＦ１−２を構成するフレームＳＦ１−ＳＦ４を順次受信し、制御情報Ｆｏｖの検出タイミングＤＴ（図１１参照）、すなわち第１フレームＳＦ１のタイムスロットＴＳ４９，ＴＳ９８、第２−第４フレームＳＦ２−ＳＦ４のタイムスロットＴＳ４９で、制御情報Ｆｏｖを順次検出し抽出して多数決判定部６８に送る。
【０１１９】
次に、そのステップＳ１１において、多数決判定部６８は、制御情報Ｆｏｖのデータ内容が全て正しく検出されれば、マルチフレームＭＦ１−２中、第２フレームＳＦ２のタイムスロットＴＳ４９に埋め込まれている３個目の制御情報Ｆｏｖ＝１を検出した時点ｔ２ａで、もし、２個の制御情報Ｆｏｖがノイズ等により読出不能であれば時点ｔ２ｂで、次のマルチフレームＭＦ１−３の開始時点ｔ３以降、ステップＳ１２において、帯域切替（この場合、帯域拡大）処理を行わせるため、時点ｔ３において、オーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅをレベル「１」のイネーブル状態、すなわちオーバーフロー制御時の状態として、受信制御部６６，８６に供給する。
【０１２０】
これにより、時点ｔ３以降、ステップＳ１２（受信側）の帯域割当の変更処理（この場合、リアルタイム系伝送帯域の帯域拡大処理）が行われる。
【０１２１】
すなわち、この時点ｔ３以降、時点ｔ８までオーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅがレベル「１」の期間に、切替制御信号ＷＰＳに基づくオーバーフロー制御中の処理が行われ、マルチフレームＭＦがオーバーフロー制御中のマルチフレームＭＦ１−３〜ＭＦ１−６，ＭＦ２−３〜ＭＦ２−６とされる。
【０１２２】
ここで、オーバーフロー制御時において行われる帯域変換機能について図１２−図１５をも参照して定常時と比較しながら説明する。
【０１２３】
まず、定常時、たとえば、時点ｔ２−ｔ３間におけるＣＨ１送信データであるマルチフレームＭＦ１−２と、ＣＨ２送信データであるマルチフレームＭＦ２−２について説明する。
【０１２４】
このとき、送信メモリスイッチ８２は、出力ポートＺと入力ポートＹが接続され、データ系データが流れるようになっている。そして、リアルタイム系の送信バッファ５６から送信制御部６４により読み出されるリアルタイム系データは、図１２の最も上側に例として示すようにタイムスロットＴＳ１−ＴＳ４用として、それぞれ８ビットのパラレルデータａｂｃｄ…の順で読み出される。たとえば、パラレルデータａは、ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，ａ７の８ビットを有する。
【０１２５】
そして、読み出されたパラレルデータａｂｃｄ…は、送信制御部６４によりタイムスロットＴＳの周期で上向きの矢印（５６出力ラッチタイミング）で示す時点でラッチされ、６．３［Ｍｂｐｓ］のクロックでシリアルデータａｂｃｄ…｛たとえば、シリアルデータａはａ＝（ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，ａ７）である。｝に変換されタイムスロットＴＳ１−ＴＳ４のＣＨ１のＭＦ１−２データとしてＣＨ１の出力ポート６１ｓに出力される。
【０１２６】
一方、データ系の送信バッファ７６の出力側に送信制御部８４により読み出されるデータ系データは、図１２の最も下側に例として示すようにタイムスロットＴＳ１−ＴＳ４用として、それぞれ８ビットのパラレルデータＡＢＣＤ…の順で読み出される。たとえば、パラレルデータＡは、Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７の８ビットを有する。
【０１２７】
そして、読み出されたパラレルデータＡＢＣＤ…は、送信制御部８４によりタイムスロットＴＳの周期で上向きの矢印（７６出力ラッチタイミング）で示す時点でラッチされ、６．３［Ｍｂｐｓ］のクロックでシリアルデータＡＢＣＤ…｛たとえば、シリアルデータＡは、Ａ＝（Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７）である。｝にパラシリ変換および速度変換されタイムスロットＴＳ１−ＴＳ４のＣＨ２のＭＦ２−２データとしてＣＨ２の出力ポート６２ｓに出力される。
【０１２８】
受信側では、受信メモリスイッチ７２の出力ポートＷと入力ポートＵが接続され、リアルタイム系のデータが流れるようになっている。そして、タイムスロットＴＳ１−ＴＳ４のＣＨ１のシリアルデータａｂｃｄ…およびＣＨ２のシリアルデータＡＢＣＤ…が、それぞれ、受信制御部６６，８６でシリパラ変換および速度変換され、受信バッファ５８にパラレルデータａｂｃｄ…の順に、また受信バッファ７８にパラレルデータＡＢＣＤ…の順にデータが書き込まれる。
【０１２９】
図１３は、以上説明した定常時のリアルタイム系データおよびデータ系データの流れを、矢線、およびシリアルデータのアルファベット「ａｂ」，「ｂａ」，「ＡＢ」，「ＢＡ」を代表して付加して示している。
【０１３０】
次に、オーバーフロー制御時、たとえば、時点ｔ３−ｔ４間におけるＣＨ１送信データであるマルチフレームＭＦ１−３，ＭＦ１−４と、ＣＨ２送信データであるマルチフレームＭＦ２−３，ＭＦ２−４について説明する。
【０１３１】
このとき、送信メモリスイッチ８２は、図１４のＣＨ２のＭＦ２−３に示すように、データ系のデータＡＢ…に対してリアルタイム系のデータｃｆ…が交互に流れるように、出力ポートＺに対する入力ポートＹと入力ポートＸの接続が切替信号ＲＰＳにより切り替えられる。
【０１３２】
すなわち、リアルタイム系の送信バッファ５６の出力側に送信制御部６４，８４（送信制御部８４によっても読み出されることに留意する。）により読み出されるリアルタイム系データは、図１４に例として示すように、それぞれ８ビットのパラレルデータａｂｃｄｅｆｇ…の順で読み出されるが、データａｄｇｊ…は１倍速で、データｂｃｅｆｈｉ…は２倍速で読み出される。
【０１３３】
その一方、データ系の送信バッファ７６の出力側に送信制御部６４により読み出されるデータ系データは、図１４に例として示すように、それぞれ８ビットのパラレルデータＡＢＣ…の順で１／２倍速で読み出される。
【０１３４】
８ビットのパラレルデータａｂｃｄｅｆｇ…の順で読み出されたリアルタイム系データおよび８ビットのパラレルデータＡＢＣ…の順で読み出されたデータ系データは、矢印で示す時点でそれぞれラッチされる。
【０１３５】
ただし、データａｂｄｅｇ…はリアルタイム系の送信制御部６４によりラッチされ、データｃｆ…は、データ系の送信制御部８４によりラッチされる。また、データＡＢＣ…はデータ系の送信制御部８４によりラッチされる。
【０１３６】
送信制御部６４によりラッチされたパラレルデータａｂｄｅｇ…は、送信制御部６４により６．３［Ｍｂｐｓ］のクロックによりＣＨ１マルチフレームＭＦ１−３のタイムスロットＴＳ１−ＴＳ４のシリアルデータａｂｄｅ…に展開される。
【０１３７】
その一方、送信制御部８４によりラッチされたパラレルデータＡｃＢｆ…は、送信制御部８４により６．３［Ｍｂｐｓ］のクロックによりＣＨ２マルチフレームＭＦ２−３のタイムスロットＴＳ１−ＴＳ４のシリアルデータＡｃＢｆ…に展開される。
【０１３８】
そして、シリアルデータのマルチフレームＭＦ１−３は、ＣＨ１出力ポート６１ｓおよび無線機４ａを通じてリアルタイム系の固定帯域伝送路１００Ｒで無線伝送され、その一方シリアルデータのマルチフレームＭＦ２−３は、ＣＨ２出力ポート６２ｓおよび無線機４ａを通じてデータ系の固定帯域伝送路１００Ｄで無線伝送される。
【０１３９】
受信側では、無線機４ｂを介しＣＨ１およびＣＨ２入力ポート６１ｒ、６２ｒを通じて受信制御部６６，８６にそれぞれシリアルデータのマルチフレームＭＦ１−３，ＭＦ２−３が供給される。
【０１４０】
このとき多数決判定部６８からの切替制御信号ＷＰＳにより受信メモリスイッチ７２が、データ系のデータＡＢＣＤＥＦ…に対してリアルタイム系のデータｃｆｉ…が交互に流れるように出力ポートＷに対する入力ポートＵ，Ｖの接続が切り替えられる。
【０１４１】
そして、タイムスロットＴＳ１−ＴＳ４のＣＨ１のシリアルデータａｂｄｅ…およびＣＨ２のシリアルデータＡｃＢｆ…が、それぞれ、受信制御部６６，８６でシリパラ変換され、受信バッファ５８，７８にデータがそれぞれ元のパラレルデータａｂｃｄｅｆｇ…および元のパラレルデータＡＢＣ…の順に復元されて書き込まれる。
【０１４２】
すなわち、受信側でも送信側と同様な、いわゆる「てれこ」となる制御を行ってデータの復元を行い、リアルタイム系の受信バッファ５８にパラレルデータをａｂｃｄｅｆ…の順に、データ系の受信バッファ７８にパラレルデータをＡＢＣ…の順に書き込む。
【０１４３】
図１５は、以上説明したオーバーフロー制御時のリアルタイム系データおよびデータ系データの流れを、矢線、および図１４に示したシリアルデータのアルファベットの列の一部を代表して付加して示している。
【０１４４】
このように、オーバーフロー制御時には、リアルタイム系データのデータ伝送帯域が定常時に比較して１．５倍に拡大されるので、データ量の集中によるオーバーフローの可能性の発生を軽減することができる。
【０１４５】
次に、ステップＳ５に対応する時点ｔ６においてオーバーフローが復旧したことをオーバーフロー検出部５５により検出した場合には、ステップＳ６において、送信制御部６４によりＣＨ１のマルチフレームＭＦ１−６に対して制御情報Ｆｏｖがレベル「０」にクリアされ、ステップＳ７においてその処理の完了が判断される。
【０１４６】
受信側では、ＣＨ１のマルチフレームＭＦ１−６を受信制御部６６で受信し、時点ｔ８において、多数決判定部６８は、オーバーフロー制御イネーブル信号Ｓｅをレベル「０」の非イネーブル状態、すなわち定常時の状態として、送信制御部６４，８４および受信制御部６６，８６に供給する。
【０１４７】
これにより、時点ｔ８以降、ステップＳ１４（受信側）の帯域割当の変更処理（この場合、元の１：１の帯域割当にもどす縮小処理）が行われる。
【０１４８】
以下、送信側では、ステップＳ１−Ｓ８の処理が繰り返され、これに同期して受信側ではステップＳ１１−Ｓ１４の処理が繰り返される。
【０１４９】
以上詳細に説明したように、上述した実施形態によれば、自局側の伝送帯域制御装置３０ａは、レイヤ３スイッチ１５ａを経由して供給されるＩＰ電話機７ａ等からのリアルタイム通信における１００ＢＡＳＥ−ＴＸデータのデータ集中を監視し、オーバーフローの可能性があると判断したとき、対局側の伝送帯域制御装置３０ｂに通知し、パーソナルコンピュータ１２ａ等からのリアルタイム通信における１００ＢＡＳＥ−ＴＸデータの固定帯域伝送路１００における伝送帯域を縮小し、その分、ＩＰ電話機７ａ，７ｂ等のリアルタイム通信の伝送帯域を同期して拡大する。
【０１５０】
このように制御することで、固定帯域伝送路１００を利用して、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等のＬＡＮデータの非リアルタイム通信と、ＩＰ電話・ＩＰテレビ会議等のリアルタイム通信とを混在して通信する際に、リアルタイム通信のオーバーフローを軽減することができる。
【０１５１】
なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、たとえば、マルチフレームＭＦ単位での制御処理以外に、サブフレームＳＦあるいはタイムスロットＴＳ単位で制御処理を行うなど、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１５２】
サブフレームＳＦあるいはタイムスロットＴＳ単位で制御処理を行う場合には、制御情報Ｆｏｖ以外に、開始位置情報を送る必要があるが、当業者であれば、サブフレームＳＦの構成を変更することにより、どのようにでも実現することが可能である。
【０１５３】
また、上述した実施形態のように、制御情報Ｆｏｖを先に送って制御を開始する方式以外に、遅延は増加するが、先に受信バッファ５８にデータを送って記憶し、後から制御情報Ｆｏｖを送って制御をしながら受信バッファ５８から読み出すように構成を変更することも可能である。
【０１５４】
さらに、上述した実施形態では、オーバーフロー検出部５５によりオーバーフロー発生の可能性を検出する閾値ＴＨと、オーバーフローの復旧を検出する閾値ＴＨを同じ値としているが、異なる値とすることもできる。異なる値に設定することにより、オーバーフローの可能性を検出し、その復旧を頻繁に繰り返すような入力があった場合、いわゆるばたつきがあった場合に、オーバーフロー状態となる確率を軽減することができる。
【０１５５】
また、上述した実施形態では、リアルタイム通信および非リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｒ，１００Ｄの２系統で説明しているが、リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｒがｍ系統、非リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｄをｎ系統とした任意の組み合わせとすることができる（ｍ≧０，ｎ≧１）。
【０１５６】
ｍ≧ｎの場合は、リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｒの１系統に対して、非リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｄを１系統を対応させる。あるいはリアルタイム通信の複数の固定帯域伝送路１００Ｒの系統のそれぞれに対して、競合が発生した場合の優先順位を付けて非リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｄを使用するように実施することもできる。
【０１５７】
その一方、ｎ≦ｍの場合は、リアルタイム通信の複数の固定帯域伝送路１００Ｒの系統のそれぞれに対して、競合が発生した場合の優先順位を付けて非リアルタイム通信の固定帯域伝送路１００Ｄを使用するように実施することができる。
【０１５８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、非リアルタイム通信とリアルタイム通信が混在する固定帯域伝送路を利用する通信において、リアルタイム通信を優先するように伝送帯域の割り当てを変更しているので、リアルタイム通信におけるオーバーフローを軽減すること、あるいは完全になくすことができる。
【０１５９】
より具体的には、電話、テレビ会議等の遅延を許されないメディアの通信におけるオーバーフローの発生を軽減すること、あるいは完全になくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の伝送帯域制御装置が組み込まれた多重無線システムの構成を示すブロック図である。
【図２】多重通信路を光ファイバで代替した光多重伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図３】多重通信路を有線であるメタリックケーブルで代替した有線多重伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】この実施形態の伝送帯域制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】送受信されるマルチフレームフォーマットの構成例を示す説明図である。
【図６】図１例の多重無線システム中、無線機の内部構成を示すブロック図である。
【図７】多重無線システムにおける上り方向と下り方向の相互通信の説明に供されるブロック図である。
【図８】伝送帯域制御に係る送信側の動作説明に供されるフローチャートである。
【図９】伝送帯域制御に係る受信側の動作説明に供されるフローチャートである。
【図１０】オーバーフローアラーム発生時における送信側の動作説明に供されるタイミング図である。
【図１１】オーバーフローアラーム発生時における受信側の動作説明に供されるタイミング図である。
【図１２】定常時における送信バッファに対する書込読出動作の説明に供されるタイミング図である。
【図１３】定常時におけるデータの流れを示す動作説明図である。
【図１４】オーバーフロー制御時における送信バッファに対する書込読出動作の説明に供されるタイミング図である。
【図１５】オーバーフロー制御時におけるデータの流れを示す動作説明図である。
【図１６】従来技術に係る多重無線システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…マイクロ波多重無線システム４ａ，４ｂ…無線機
６ａ，６ｂ…電話機７ａ，７ｂ…ＩＰ電話機
８ａ，８ｂ…テレビ電話９ａ，９ｂ…ＩＰテレビ電話
１０ａ，１０ｂ…サーバ
１２ａ，１２ｂ…パーソナルコンピュータ
１４ａ，１４ｂ…交換機
１５ａ，１５ｂ…レイヤ３スイッチ（第１の中継装置）
１６ａ，１６ｂ…端局装置
１７ａ，１７ｂ…レイヤ３スイッチ（第２の中継装置）
１８ａ，１８ｂ…ＭＰＥＧ２ＣＯＤＥＣ回路
２０ａ，２０ｂ…ＬＡＮ３０ａ，３０ｂ…伝送帯域制御装置
３２…マイクロ波多重無線システム３２Ｆ…光多重伝送システム
３４ａ，３４ｂ…光伝送装置３４ｃ，３４ｄ…多重化装置
５０，６０…入出力ポート群５１ｓ，５２ｓ…入力ポート
５１ｒ，５２ｒ…出力ポート
５４，７４…１００ＢＡＳＥ−ＴＸインタフェース
５６，７６…送信バッファ５５…オーバーフロー検出部
５８，７８…受信バッファ５７…基準クロック発生器
５９…フレームタイミング発生器６１ｓ…ＣＨ１出力ポート
６１ｒ…ＣＨ１入力ポート６２ｓ…ＣＨ２出力ポート
６２ｒ…ＣＨ２入力ポート６４，８４…送信制御部
６６，８６…受信制御部６８…多数決判定部
７０…送受信制御部７２…受信メモリスイッチ
８２…送信メモリスイッチ
１００、１００Ｄ，１００Ｒ…固定帯域伝送路
１００Ｆ…光ファイバ１００Ｍ…メタリックケーブル
１０１ａ，１０１ｂ…第１の送受信端末
１０２ａ，１０２ｂ…第２の送受信端末[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can multiplex and transmit communications such as telephones (including videophones), facsimiles, and video conferences that require real-time communications, and communications such as non-real-time Internet and LAN (Local Area Network). The present invention relates to a transmission band control apparatus suitable for application to a multiplex transmission apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a system using a multiplex transmission apparatus capable of multiplexing and transmitting communication such as telephone (including videophone), facsimile, and video conference and communication such as a low-speed data line or LAN has been put into practical use.
[0003]
FIG. 16 shows a block diagram of a microwave multiplex radio system 2 according to the prior art, which embodies such a system.
[0004]
The microwave multiplex radio system 2 performs two-way communication of information of, for example, 6.3 [Mbps] × 2 = 12.6 [Mbps] between the point A and the point B through the wireless devices 4a and 4b. It is configured.
[0005]
The microwave multiplex radio system 2 is currently standardized in a range of 3 [Mbps] -208 [Mbps] (refer to Non-Patent Document 1 in Japan).
[0006]
In this case, telephones 6a and 6b, video telephones 8a and 8b, servers 10a and 10b, personal computers 12a and 12b, and the like are arranged as terminals at points A and B.
[0007]
The telephones 6a and 6b are connected to the radios 4a and 4b via the terminal devices 16a and 16b via the exchanges 14a and 14b, respectively. The videophones 8a and 8b are connected to the radios 4a and 4b via the terminal devices 16a and 16b via the MPEG2 CODEC circuits 18a and 18b. Furthermore, the servers 10a and 10b are connected to the wireless devices 4a and 4b via the terminal devices 16a and 16b, and the personal computers 12a and 12b are connected to the wireless devices 4a and 16b via the LAN devices 20a and 20b. , 4b.
[0008]
The microwave multiplex radio system 2 configured as described above is now in real-time communication in which transmission is performed using the same communication path until the end of the call once the path is set, that is, so-called call setting.
[0009]
The data transmission speed (in this specification, the same meaning as the data transmission band) is 64 [kbps] PCM-encoded for the voices of the telephones 6a and 6b, and the MPEG2 CODEC circuit 18a, for the video telephones 8a and 8b. It is 6.3 [Mbps] encoded by 18b, and 1.5 to 6.3 [Mbps] in data communication such as LAN of personal computers 12a and 12b and servers 10a and 10b. As described above, the terminal devices 16a and 16b multiplex digital data of digital media having different data transmission bands.
[0010]
The data of the MPEG2 CODEC circuits 18a and 18b is H.264. There may be 1.5 [Mbps] data encoded by 261 CODEC, and other data such as MPEG1 and MPEG4 images.
[0011]
At the time of transmission, the terminal devices 16a and 16b transmit the above-described 64 [kbps] data, 6.3 [Mbps] data, and 1.5 [Mbps] data to the fixed band, 1.544 [Mbps]. 32.064 [Mbps], 97.728 [Mbps], 2.048 [Mbps], 8.448 [Mbps], 34.368 [Mbps], 51.840 [Mbps], 155.520 [Mbps], etc. Are converted into a plurality of data with a speed standardized to any one of the fixed bands, and transmitted by interfacing with the wireless devices 4a and 4b.
[0012]
As described above, the multiplex radio system 2 according to this conventional technique employs a so-called STM (Synchronous Transfer Mode) transmission technique that does not use an IP (Internet Protocol) technique.
[0013]
[Non-Patent Document 1]
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (former Ministry of Construction) “6.5 GHz band 128QAM multiplex radio equipment specifications”, Kenden Tsushin (Nippon Dentsu) No. 48, enacted July 4, 2000, p. 1-p. 18
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recently, IP technology has progressed, and IP communication has been penetrating the Internet for IP telephone and image and data communication. In other words, every terminal device is gradually becoming an IP terminal having an IP address.
[0015]
As a multiplex radio apparatus for responding to such market demands, a multiplex radio apparatus having a LAN interface such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, etc., which has not been put into practical use at present. Can be considered. Note that, as a wireless device having a LAN interface, a wireless LAN, FWA (Fixed Wireless Access), and the like have been put into practical use.
[0016]
However, in a multiplex radio apparatus equipped with a LAN interface, for example, when a 100BASE-TX signal is relayed between two points A and B, the data transmission rate (transmission band) that can be transmitted by the multiplex radio apparatus is 12.6. Since the equivalent of [Mbps] is smaller than about 100 [Mbps], which is the transmission rate (transmission band) of 100BASE-TX, the data rate input to the radios 4a and 4b is temporary, for example, the terminals access all at once. In the case of a high speed, there is a problem that the speed of 12.6 [Mbps] is instantaneously exceeded at the input ends of the wireless devices 4a and 4b, so-called overflow occurs and data is lost.
[0017]
Further, when a large-capacity buffer is used for real-time communication so that data is not lost, a corresponding delay occurs. If a delay occurs, it will be in a state like a live satellite broadcast, because there will be a period of silence between the other party's answers after sending "Hello" on a so-called IP phone. A new problem arises that makes the call difficult to hear.
[0018]
The present invention has been made in consideration of such a problem, and in a transmission apparatus in which non-real-time communication and real-time communication are mixed, an overflow in real-time communication in a medium that does not allow delay such as a telephone or a video conference is reduced. It is an object of the present invention to provide a transmission band control device that makes it possible.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In this section, for ease of understanding, reference numerals in the attached drawings are used for explanation. Therefore, the contents described in this section should not be construed as being limited to those having the reference numerals.
[0020]
  The transmission band control device of the present invention includes a first relay device (15a, 15b) connected to a first transmission / reception terminal (101a, 101b) that performs real-time communication and a second transmission / reception terminal (102a) that performs non-real-time communication. , 102b) and transmission band control devices (30a, 30b) inserted between the second relay devices (17a, 17b) connected to the plurality of full-duplex fixed-band transmission lines (100). A data amount monitoring means (55) for monitoring the amount of data transmitted from the first transmitting / receiving terminal via the first relay device, and when the monitored data amount is equal to or less than a threshold, the fixed bandwidth The transmission band of the transmission path is allocated at a constant ratio between the first relay device and the second relay device, and when the monitored data amount exceeds a threshold value, the transmission band is allocated to the first relay device. Increasing the ratio of transmission bands temple to anda transmission band control means (70) for controlling to prioritize the real-time communicationThe
[0021]
According to the present invention, the data amount monitoring means monitors the amount of data transmitted from the first transmission / reception terminal that performs real-time communication via the first relay device, and the transmission bandwidth control means detects the data amount monitoring means. When the amount of data monitored in (b) is less than or equal to the threshold value, the transmission band of the fixed-band transmission path is allocated at a constant ratio between the first relay device and the second relay device, and the amount of data being monitored When the value exceeds the threshold value, the ratio of the transmission band allocated to the first relay device is increased to control the priority of the real-time communication. Therefore, the non-real-time communication and the real-time communication are mixed. In the transmission device, the overflow of real-time communication can be reduced.
[0022]
The amount of data to be transmitted is not only directly monitoring the actual data transmission rate (data actual transmission bandwidth), but also the buffer for temporarily determining the remaining capacity of the buffer for storing data and the remaining capacity of the buffer. Can be monitored by the difference between the write address and the read address.
[0023]
  In this case, the fixed-band transmission line transmits data for each fixed transmission unit (MF), and the amount of data monitored by the data amount monitoring means on the local station side in a certain transmission unit period is a threshold value. When the above is reached, the transmission band control means on the own station side transmits the allocation change control information to the transmission band control means on the opposite side in the transmission unit period after the next, The transmission band control means on the game side controls to change the transmission band for transmission / reception by controlling so as to increase the ratio of the transmission band allocated to the first transmission / reception terminal synchronously from the next and subsequent transmission unit periods. Can be done at the same timeThe
[0024]
The subsequent transmission unit period can be, for example, the next transmission unit period or the next transmission unit period.
[0025]
  The constant transmission unit can be selected in frame units (frame units or subframe (SF) units constituting a multiframe) or multiframe (MF) units.The
[0026]
  The fixed-band transmission path is not limited to the wireless transmission path (100), and is configured to include at least one of the wireless transmission path, the optical transmission path (100F), or the wired transmission path (100M). CanThe
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0028]
In the drawings to be referred to below, the same reference numerals are given to the components corresponding to those shown in FIG.
[0029]
FIG. 1 shows a block diagram of a microwave multiplex radio system 32 including transmission band control devices 30a and 30b according to this embodiment. The transmission band control devices 30a and 30b function as an automatic transmission band switching control device, as will be described in detail later.
[0030]
The microwave multiplexing radio system 32 according to this embodiment performs microwave multiplexing of information of, for example, 6.3 [Mbps] × 2 = 12.6 [Mbps] between the point A and the point B through the wireless devices 4a and 4b. The full-duplex fixed-band transmission line 100 capable of two-way communication wirelessly. In this embodiment, the fixed-band transmission line 100 has 6.3 [Mbps] in two systems (fixed-band transmission line 100R and fixed-band transmission line 100D), but for example, three systems, four systems, or 8 A system may be used, and a plurality of systems may be used.
[0031]
Also, 6.3 [Mbps] is an example, and instead, 1.544 [Mbps], 32.064 [Mbps], 97.728 [Mbps], 2.048 [Mbps], 8.448 [Mbps], 34.368 [Mbps], 51.840 [Mbps], 155.520 [Mbps], and the like.
[0032]
The fixed-band transmission path 100 capable of bidirectional communication is an optical multiplexing transmission path by replacing the wireless devices 4a and 4b with optical transmission apparatuses 34a and 34b as shown in the optical multiplexing transmission system 32F of FIG. It is also possible to use the fiber 100F, or, as shown in the wired multiplex transmission system 32M in FIG. 3, it is also possible to use a metallic cable 100M that is a wired transmission path by replacing the multiplexing devices 34c and 34d. .
[0033]
In FIG. 1, at points A and B, IP telephones 7a and 7b, IP videophones are used as first transmission / reception terminals 101a and 101b, which are media terminals that perform real-time communication that does not allow transmission delay to ensure call quality. Servers 10a and 10b, personal computers 12a and 12b, and the like are used as second transmission / reception terminals 102a and 102b, which are non-real-time communication such as data communication in which transmission delays 9a and 9b are relatively allowed. Is placed.
[0034]
A video conference device can be connected instead of the IP video phones 9a and 9b. Each of these terminals has an IP address and a MAC (Media Access Control) address.
[0035]
The IP telephones 7a and 7b are connected to the radios 4a and 4b via layer 3 switches (L3SW) 15a and 15b and transmission band control devices 30a and 30b, which are first relay devices, respectively. Here, the IP telephones 7a and 7b are connected to the layer 3 switches 15a and 15b by 100BASE-TX or the like, respectively.
[0036]
The IP videophones 9a and 9b are connected to the radios 4a and 4b via the transmission band control devices 30a and 30b via the layer 3 switches 15a and 15b as the first relay devices. The IP videophones 9a and 9b are also connected to the layer 3 switches 15a and 15b by 100BASE-TX or the like, respectively.
[0037]
Further, the servers 10a and 10b whose interfaces are 100BASE-TX and the LANs 20a and 20b of the personal computers 12a and 12b are wirelessly connected via the layer 3 switches 17a and 17b and the transmission band control devices 30a and 30b, which are second relay devices. Connected to the machines 4a, 4b.
[0038]
Note that the layer 3 switches 15a and 15b are switches that perform routing processing at high speed in the network layer (layer 3), but achieve equivalent functions by a relay device such as a router instead of the layer 3 switches 15a and 15b. The configuration can be changed as described above.
[0039]
In the following discussion, the term “real-time” and the term “non-real-time” are similar, and the term “ “Real time” is replaced with the term “real time system” in the sense that transmission delays such as telephones are not allowed, and the term “non-real time” is the term “data system” in the sense that it relates to data communication in which delay is relatively allowed. It replaces and explains.
[0040]
For example, IP telephones 7a and 7b and IP videophones 9a and 9b, which are media terminals that perform real-time communication that does not allow delay in order to ensure call quality, will be described as transmitting and receiving real-time data. The server 10a, 10b and the personal computers 12a, 12b, which are media terminals that perform non-real-time communication such as data communication in which delay is relatively allowed, will be described as transmitting and receiving data data.
[0041]
Further, the fixed band transmission line 100 is a fixed band transmission line 100R dedicated to the first 6.3 [Mbps] real time system, and is used for the real time system when an overflow alarm occurs (described later) for a data system during normal times. The description will be made as if it is composed of the second 6.3 [Mbps] fixed-band transmission line 100D shared for the data system.
[0042]
FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of transmission band control devices 30a and 30b in the systems of FIGS. The transmission band control devices 30a and 30b are connected to one input / output port group 50 connected to the layer 3 switches 15a, 15b, 17a and 17b shown in FIG. 1 and the other input connected to the radios 4a and 4b. An output port group 60 and a transmission / reception control unit 70 as transmission band control means arranged between the input / output port groups 50 and 60 are provided.
[0043]
One input / output port group 50 includes 100BASE-TX data input / output ports 51s and 51r, which are real-time communication ports connected to the layer 3 switches 15a and 15b, and data connected to the layer 3 switches 17a and 17b. It is composed of 100BASE-TX data input / output ports 52s and 52r which are communication ports of the system.
[0044]
The other input / output port group 60 includes a CH1 output port 61s, which is a transmission port assigned for real-time communication, and a CH1 input port 61r, which is a reception port, connected to the wireless devices 4a and 4b. A CH2 output port 62s which is a transmission port and a CH2 input port 62r which is a reception port, which are allocated for system communication, and a part or all of them are allocated for real-time communication when a possibility of overflow occurs in the real-time communication side It is composed of
[0045]
Each of the radios 4a and 4b includes a real-time system fixed band transmission path (CH1 fixed band transmission path) 100R and a data system fixed band transmission path (CH2 fixed band transmission path) 100D, each of which is a radio section. In FIG. 4, reference numerals 100R and 100D are shown near the input / output ports 61s and 61r and the input / output ports 62s and 62r for convenience.
[0046]
The entire transmission / reception control unit 70 shown in FIG. 4 is divided by a PLD (program logic device), a DSP (digital signal processor), a microcomputer, or the like, or integrally configured.
[0047]
The transmission / reception control unit 70 basically includes an overflow detection unit 55, transmission control units 64 and 84, reception control units 66 and 86, a majority decision determination unit 68, a reception memory switch 72, and a transmission memory switch 82.
[0048]
The overflow detection unit 55 functions as a data amount monitoring unit that monitors the data amount of real-time data transmitted from the first transmission / reception terminals 101a and 101b via the layer 3 switches 15a and 15b as the first relay devices. To do.
[0049]
The transmission / reception control unit 70 sets the transmission band of the fixed band transmission line 100 to the layer 3 switches 15a and 15b (in other words, the first level when the amount of data monitored by the overflow detection unit 55 is equal to or less than the threshold value TH, that is, in a so-called steady state. The transmission / reception terminals 101a and 101b) and the layer 3 switches 17a and 17b (in other words, the second transmission / reception terminals 102a and 102b) have a fixed ratio of 1: 1 in this embodiment (6.3 [Mbps] each). When the amount of data being monitored is equal to or greater than the threshold value TH, when determining that so-called data is concentrated, the layer 3 switches 15a and 15b (in other words, the first transmitting / receiving terminals 101a and 101b) (In this embodiment, the ratio 1: 1 in the steady state is increased when the data is concentrated). Are allocated to the first transmitting / receiving terminals 101a and 101b: the allocated bandwidth of the second transmitting / receiving terminals 102a and 102b = 3: 1 = 9.45 [Mbps]: 3.15 [Mbps]), real time It has a function to perform control to give priority to communication.
[0050]
The real-time input / output ports 51s and 51r connected to the layer 3 switches 15a and 15b are connected to the one 100BASE-TX interface 54 and connected to the layer 3 switches 17a and 17b. 52s and 52r are connected to the other 100BASE-TX interface 74.
[0051]
The 100BASE-TX interfaces 54 and 74 are each composed of an RJ-45 connector, a transformer, a PHY unit, a GMI unit, and a MAC processing unit in order from the input / output ports 51s, 51r, 52s, and 52r side, and 100 [Mbps] serial data. And 8-bit wide parallel data mutual signal conversion {serial-parallel (serial / parallel) conversion and parallel-serial (parallel / serial) conversion}, and write address WRADR and read address RDADR are generated.
[0052]
That is, one 100BASE-TX interface 54 serially converts the real-time data supplied from the input port 51s, temporarily writes it in the transmission buffer 56 with the write address WRADR, and temporarily writes it in the reception buffer 58. The real-time data being converted is subjected to parallel conversion and supplied to the output port 51r.
[0053]
Similarly, the other 100BASE-TX interface 54 serially converts the data system data supplied from the input port 52s, temporarily writes the data in the transmission buffer 76 with the write address WRADR, and temporarily receives the reception buffer 78. The data system data written in is subjected to parallel conversion and supplied to the output port 52r.
[0054]
Here, the memory capacity of the transmission buffer 56 that temporarily stores real-time data, which is transmission data of the first transmission / reception terminals 101a and 101b that perform real-time communication, and the reception buffer 58 that temporarily stores the reception data are as follows. The total delay time in these transmission / reception buffers 56 and 58 is a short time that does not give a sense of incongruity to the call (in the case of one radio section, the maximum is about 300 [ms], for example, between Okinawa and Hokkaido In the case of dividing into 50 radio sections, a delay of 6 [ms] / 1 section is allowed).
[0055]
On the other hand, the transmission / reception buffers 76 and 78 for temporarily storing data system data, which are transmission / reception data of the second transmission / reception terminals 102a and 102b performing non-real-time communication, are, for example, about several tens of milliseconds to several minutes, preferably Is designed to have a time of about 1 second to several seconds. The transmission / reception buffers 56, 58, 76, and 78 are each configured by, for example, a FIFO (first-in first-out) memory.
[0056]
The real-time data written in the transmission buffers 56 and 76 is read out and latched by the transmission control units 64 and 84 at the read address RDADR corresponding to the transmission band (transmission allocation band) on the radio devices 4a and 4b side, After the parallel conversion, the CH1 output port 61s and the CH2 output port 62s are supplied to the radio devices 4a and 4b as CH1 and CH2 transmission data (bit stream data).
[0057]
As described above, the overflow detection unit 55 has a function as data amount monitoring means for monitoring the data amount of the real-time data transmitted from the first transmission / reception terminals 101a and 101b. Is a threshold value TH (threshold value TH is an address difference corresponding to 800 bytes in this embodiment) in which the address difference between the read address RDADR and the write address WRADR of the transmission buffer 56 can be set by an external input device (not shown). When the value becomes smaller, an overflow alarm signal Soa of level “1” is supplied to the transmission control unit 64 to notify that a possibility of overflow occurs.
[0058]
Upon receiving the overflow alarm signal Soa at the level “1”, the transmission control unit 64 inserts (embeds) a plurality of control signals (flags) Fov (five in this embodiment) for each data transmission unit of the CH1 transmission data. Or added) and sent as CH1 reception data to the reception control unit 66 of the radios 4a and 4b on the other station side through the output port 61s and the radios 4a and 4b.
[0059]
After the overflow alarm signal Soa reaches the level “1”, the transmission control unit 64 and the transmission control unit 84 transmit a part of the transmission band of the fixed band transmission line 100D of the data system (in this embodiment, half of 3.15). [Mbps]) until the possibility of overflow disappears, that is, until the overflow is recovered (in this embodiment, until an overflow control enable signal Se described later becomes level “0”). I do.
[0060]
A transmission memory switch 82 is provided between the transmission buffers 56 and 76 and the transmission control unit 84 for the allocation change control process (band expansion / reduction process).
[0061]
The reception control unit 66 of the radio devices 4a and 4b on the other station side extracts the control information Fov from the CH1 reception data and sends it to the majority decision determination unit 68.
[0062]
The majority decision determination unit 68 overflows the reception control unit 66 and the reception control unit 86 that it has received the CH1 reception data including the control information Fov of the level “1” at the time when three out of five pieces of control information Fov are detected. The level of the control enable signal Se is notified as “1”.
[0063]
After this notification, the reception control unit 66 and the reception control unit 86 may cause a part of the transmission band of the fixed band transmission line 100D of the data system (in this embodiment, half 3.15 [Mbps]) to overflow. Until the overflow disappears, that is, until the overflow is restored (until the overflow control enable signal Se reaches the level “0”), the control process assigned to the transmission of the real-time data is performed.
[0064]
A reception memory switch 72 is provided between the reception control units 66 and 86 and the reception buffer 58 for the allocation change control process (band expansion / reduction process).
[0065]
The transmission memory switch 82 has a real-time data input port X from the transmission buffer 56 and a data data input port Y from the transmission buffer 76, and the output port Z is connected to the input port of the transmission control unit 84. Yes. The transmission memory switch 82 is switched by a switching control signal RPS from the transmission control unit 64, and the input port Y and the output port Z are connected in a steady state, and the input port X and the input port Y are 1 when an overflow alarm occurs. : 2 bands are connected to the output port Z.
[0066]
On the other hand, the reception memory switch 72 has a real-time data input port U from the reception control unit 66 and a real-time data input port V (not a data system) from the reception control unit 86, and an output port. W is connected to a reception buffer 58 which is a real-time data memory. The reception memory switch 72 is switched by the switching control signal WPS from the majority decision determining unit 68. In a steady state, the input port U and the output port W are connected, and when the overflow control enable signal Se becomes the level “1”, The input port U and the input port V are connected to the output port W in a band of 2: 1.
[0067]
The real-time transmission control unit 64 described above has a speed conversion function (parasiri conversion), a timing generation function, and a control information Fov insertion function. The data transmission control unit 84 has a speed conversion function (paraserial conversion) and a timing generation function.
[0068]
The real-time reception control unit 66 has a speed conversion function (serial conversion), a frame synchronization function, and a control information Fov separation function. The data system reception control unit 86 has a speed conversion function (serial conversion), a frame synchronization function, and a timing generation function.
[0069]
In this case, the transmission control units 64 and 84 are supplied with a 6.3 [MHz] reference clock from the reference clock generator 57 through the frame timing generator 59, and a subframe clock and a multiframe clock obtained by dividing the 6.3 [MHz] reference clock. ing. Although not shown because it is complicated and difficult to understand, a necessary clock such as a 6.3 [MHz] reference clock is supplied to each block constituting the transmission / reception control unit 70.
[0070]
The data written in the reception buffers 58 and 78 is read at the read address RDADR from the 100BASE-TX interfaces 54 and 74 and output to the output ports 51r and 52r. The output received data is referred to the MAC address or IP address in the layer 3 switches 15a, 17a, 15b and 17b, and the corresponding server 10a, personal computers 12a and 12b, IP telephones 7a and 7b or IP videophones 9a, It is distributed to 9b.
[0071]
FIG. 5 shows an example of the format of a multi-frame MF for 6.3 [Mbps] that is a transmission transmission unit and a reception transmission unit of CH1 and CH2 data transmitted and received from the input / output ports 61s, 61r, 62s, and 62r. .
[0072]
The multi-frame MF has a time length of 500 [μs], for example, and each of the first to fourth four subframes (also simply referred to as frames) SF1- each having a data capacity of 6.3 [Mbps]. It is composed of SF4.
[0073]
Each frame SF has a time length of 125 [μs] and is composed of 98 8-bit time slots TS for data transmission and one 5-bit time slot EF for synchronization and link. ing.
[0074]
“1100D (D is a data link bit)” in the synchronization / link time slot EF of the first first frame SF1, “10100” in the time slot EF of the next second frame SF2, and the next “111SD (S is a game alert bit)” is written in the time slot EF of the third frame SF3, and “CCCCC (C is a CRC check bit)” is written in the time slot EF of the last fourth frame SF4. It is.
[0075]
In the multiframe MF, the 49th time slot TS49 in the first to fourth frames SF1 to SF4 and the 98th time slot TS98 in the first frame SF1 are used for insertion of control information Fov by the transmission control unit 64. It is prepared as a time slot (for embedding control information).
[0076]
In the multiframe MF, control information Fov based on the overflow alarm signal Soa is written in the first bit of each of these five time slots TS49 and TS98. The five pieces of control information Fov are all set to “1” when the overflow alarm signal Soa is in an active state (a state where there is a possibility of overflow, and in this embodiment, level “1”). When Soa is in a passive state (a state where there is no possibility of overflow, in this embodiment, level “0”), all are cleared to “0”.
[0077]
That is, the control information Fov based on the overflow alarm signal Soa is transmitted using the time slots TS49 and TS98 in the first frame SF1 of the multiframe MF and the time slots TS98 in the second to fourth frames SF2 to SF4. Is transmitted from.
[0078]
As a result, in the multiframe MF, one piece of control information Fov having the same content (same value) is transmitted with a total of 5 bits, and on the receiving side, a majority decision is made by the majority decision unit 68 (in this case, when three or more are detected). Overflow information is detected and determined from the control information Fov.
[0079]
In this way, the majority decision is made in order to accurately detect overflow information even if there is a bit inversion or burst error caused by noise due to fading or the like in the fixed band transmission line 100. Since the data transmission band decreases, the number may be three or one if the radio wave condition is good. Of course, when the radio wave condition is poor, seven or more may be provided. Due to this communication of the control information Fov, in this embodiment, the transmission band is substantially reduced slightly from 6.3 [Mbps] to 6.144 [Mbps] per channel.
[0080]
FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the wireless devices 4a and 4b. Each of the radio devices 4a and 4b includes transmission units 200a and 200b, reception units 202a and 202b, and transmission / reception sharing units 204a and 204b.
[0081]
The CH1-CH2 transmission data (bit stream data) transmitted from the output ports 61s and 62s of the transmission band control devices 30a and 30b respectively corresponds to the modulation scheme of the modulation unit 212 at the next stage in the transmission signal processing unit 210. Rearranged to be a radio frame. Further, when rearrangement is performed, it is possible to multiplex a synchronization bit or an additional bit as a radio frame, and the control information Fov described above is inserted into this radio frame or an additional bit multiplexed in the radio frame. It is good also as composition to do.
[0082]
The data for two channels output from the transmission signal processing unit 210 is digitally modulated by the modulation unit 212, and the IF signal after digital modulation is a frequency conversion unit and is a microwave, for example, RF of 6.5 [GHz]. This RF signal is amplified by the power amplification unit 216, and radio waves are radiated from the transmission / reception sharing unit 204a of the wireless device 4a of the local station to the space through the antenna.
[0083]
On the other hand, in the transmission / reception sharing unit 204a of the own station, RF signals having slightly different frequencies radiated from the radio 4b of the game (for example, signals different by a frequency of 160 [MHz] with respect to a frequency of 6.5 [GHz]). The received radio waves are separated and sent to the low noise amplifying unit 226 constituting the receiving unit 202a of the local station.
[0084]
The reception RF signal amplified by the low noise amplification unit 226 is converted into an IF signal by the frequency conversion unit 224, demodulated by the demodulation unit 222, and output data for two channels is supplied to the reception signal processing unit 220.
[0085]
The reception signal processing unit 220 separates the multiplexed radio frame, restores the CH1-CH2 reception data (bit stream data) to which the control information is added, and supplies it to the input ports 61r and 62r of the transmission band control device 30b. To do.
[0086]
In practice, as shown in FIG. 7, a microwave multiplex radio system 32 is configured, and the local station radio 4a at the point A includes a local station transmitter 200a, a local station receiver 202a, and a transmission / reception shared unit 204a. The radio 4b of the game at the point B includes a game transmission unit 200b, a game reception unit 202b, and a transmission / reception sharing unit 204b.
[0087]
In this case, a so-called duplex system is used in which communication is performed independently for uplink and downlink. That is, as indicated by the thick dotted line and the alternate long and short dash line, when the local transmission unit 200a and the local reception unit 202b are communicating, the bidirectional transmission unit 200b and the local station reception unit 202a can simultaneously communicate. It is communication.
[0088]
Uplink and downlink are communicated independently through the fixed-band transmission line 100, but the operation of the transmission band control devices 30a and 30b shown in FIG. 4 will be described using the same drawing for convenience.
[0089]
The microwave multiplex radio system 32 including the transmission band control devices 30a and 30b according to this embodiment is basically configured and operates as described above. Next, the transmission band control devices 30a and 30b Detailed operation Outline operation, B. The detailed operation of band allocation switching between real-time transmission and data transmission in the event of an overflow alarm will be described with reference to the transmission processing flowchart of FIG. 8 and the reception processing flowchart of FIG.
[0090]
A. Overview operation
Interfaces between the first transmission / reception terminals 101a and 101b, which are non-delayable media for performing real-time communication with the wireless devices 4a and 4b, and the second transmission / reception terminals 102a and 102b, which are non-real-time communication relatively permitted media Are configured as two series of 100BASE-TX interfaces 54 and 74.
[0091]
Then, one layer 3 switch 15a, 15b is provided between the first transmitting / receiving terminal 101a, 101b, which is a medium that does not allow delay, such as the IP telephones 7a, 7b, and the one 100BASE-TX interface 54, and the LAN 20a, The other layer 3 switches 17a and 17b are provided between the second transmission / reception terminals 102a and 102b, which are relatively permitted media including a broadcast image such as 20b.
[0092]
In this way, the layer 3 switches 15a, 15b, 17a, 17b and the 100BASE-TX interfaces 54, 74 separate the transmission / reception sequence between the real-time system and the data system, so that a medium that does not allow delay, so-called real-time media The so-called real-time communication between the first transmission / reception terminals 101a and 101b is protected from disconnection.
[0093]
In other words, the first transmission / reception terminal 101a, which is a medium that is not allowed to be delayed, is not affected by the data transmission amount of communication between the second transmission / reception terminals 102a, 102b, which is a so-called data-related medium. , 101b is set to a short delay time within an allowable range by limiting the memory capacity of the transmission / reception buffers 56 and 58.
[0094]
As described above, the transmission band of the fixed-band transmission line 100 is 2 series of 6.3 [Mbps] (total of about 13 [Mbps]). Two CH1 and CH2 transmission data of two series of 100BASE-TX interfaces 54 and 74 are input to the inputs of the radio devices 4a and 4b.
[0095]
Each input may instantaneously be 100 [Mbps] of the data transfer rate of 100BASE-TX, but the average data transfer rate in a long time is 6.3 [Mbps] or less, respectively. The network system design of the microwave multiplex radio system 32, that is, the number of terminals accommodated in each layer 3 switch 15a, 15b, 17a, 17b is limited.
[0096]
In FIG. 4, the transmission side will be described. The transmission memory switch 82 is switched by the transmission control unit 64 so that the transmission buffer 76 and the transmission control unit 84 are connected in a steady state.
[0097]
In this steady state, serial transmission data transmitted from the first transmission / reception terminals 101a and 101b, which are media that do not allow delay, via the layer 3 switches 15a and 15b, are sent via the input port 51s, while Serial transmission data transmitted from the second transmission / reception terminals 102a and 102b, which are relatively permitted media, via the layer 3 switches 17a and 17b pass through the 100BASE-TX interfaces 54 and 74, respectively, via the input port 52s. Parallel data is supplied to transmission control units 64 and 84 via transmission buffers 56 and 76 provided to absorb the temporary increase in data transmission speed.
[0098]
The transmission control units 64 and 84 convert the parallel data into serial data strings of 6.3 [Mbps], respectively, and send them to the radio devices 4a and 4b as CH1 and CH2 transmission data.
[0099]
On the other hand, when the amount of serial data from the first transmission / reception terminals 101a and 101b, which is a medium that is not allowed to be delayed, is not normal, the transmission memory switch 82 controls the transmission by the transmission control unit 64. The unit 84 is switched so as to be connected to the transmission buffer 76 and the transmission buffer 56 at the same rate (transmission band). By switching in this way, the total transmission band 6.3 [Mbps] in the fixed band transmission line 100R related to the output port 61s and the total transmission band 6.3 [Mbps] in the fixed band transmission line 100D related to the output port 62s are half. Control is performed in which a transmission band of about 9.5 [Mbps] in total of the transmission band 3.15 [Mbps] is allocated to the first transmission / reception terminals 101a and 101b, which are media that do not allow delay.
[0100]
In this allocation control, the transmission control unit 64 basically performs trigger processing based on the overflow alarm signal Soa that is the detection result of the overflow detection unit 55. That is, the transmission control unit 64 adds control information Fov, which is overflow information based on the overflow alarm signal Soa, to the CH1 data and transmits it from the local station side to the opposite side.
[0101]
By controlling in this way, when there is a lot of data of the first transmission / reception terminals 101a and 101b that are not allowed to be delayed, it is possible to increase the allocation of the real-time data transmission band of the fixed band transmission path 100 which is a radio section. .
[0102]
At this time, the second transmitting / receiving terminals 102a and 102b, which allow a relatively long delay, have a long waiting time because the transmission band is reduced to 3.2 [Mbps], but the memory capacity is relatively small. Since a large amount of data is temporarily stored in the large transmission buffer 76, no data is lost.
[0103]
On the reception side, the control information Fov is determined by the reception control unit 66, and the reception memory switch 72 is automatically switched in synchronization with the transmission side, so that the original parallel data of 100BASE-TX can be restored. it can.
[0104]
As a process other than the above process, when an overflow alarm is detected by the overflow detection unit 55, a predetermined signal is output to the layer 3 switches 15a and 15b through the 100BASE-TX interface 54, whereby the layer 3 switch 15a , 15b can be controlled so as to reduce the delay by making the number of memory stages of the transmission buffer 56 as small as possible by using the function of temporarily storing the transmission data in the memory in the memory 15b.
[0105]
By controlling as described above, priority can be given to transmission / reception of the first transmission / reception terminals 101a and 101b, which are media that do not allow delay, without using QOS (Quality of Service) technology. When the number of passes through the layer 3 switches 15a and 15b increases in order to confirm whether a packet, that is, a priority frame for each frame, a delay for confirmation becomes a problem. In the technique according to this embodiment, for each frame, Since there is no need to perform confirmation, a line with a small amount of delay can be provided compared to the case where the QOS technique is adopted. Therefore, for example, a high-quality IP telephone network can be realized.
[0106]
Since transmission from the point B to the point A is the same, in the following detailed description, transmission from the point A to the point B will be described as an example in order to avoid complication.
[0107]
B. Description of detailed operation of switching bandwidth allocation between real-time transmission and data transmission when an overflow alarm occurs with reference to the transmission processing flowchart of FIG. 8 and the reception processing flowchart of FIG.
As described above, at the time of steady operation, real-time data and data system data are communicated using the fixed band transmission lines 100R and 100D, respectively. Therefore, first, in step S1 on the transmission side, detection processing for occurrence of an overflow alarm is performed.
[0108]
In this case, the overflow detection unit 55 determines whether the data amount (transmission band) transmitted from the first transmitting / receiving terminal 101a, that is, the data amount (transmission band) output from the 100BASE-TX interface 54 is equal to or less than the threshold value TH. As a replacement determination for determining the difference, the difference between the value of the write address WRADR from the 100BASE-TX interface 54 and the value of the read address RDADR from the transmission control unit 64 is determined for each reference clock (CLK). The period of the reference clock is 1 / 6.312 [MHz] = 160 [ns].
[0109]
If the difference is less than the threshold TH = 800 bytes, the amount of data may increase above the threshold and an overflow may occur. In this case, the transmission buffer 56 is full and real-time data is written. It is determined that there is a possibility that a state that cannot be performed occurs.
[0110]
As shown in the timing chart of FIG. 10, at time t1, the overflow alarm signal Soa changes from the level “0” indicating that there is no possibility of overflow to the level “1” indicating that there is a possibility of overflow. .
[0111]
FIG. 10 shows timing diagrams on the transmission side when an overflow alarm occurs (time point t1) and when it recovers (time point t6). The overflow alarm signal Soa as an example and the overflow alarm signal Soa by the transmission control unit 64 are shown as examples. Status monitoring timing DT, real-time data CH1 multiframes MF1-1 to MF1-8 output from the output port 61s, and data system data CH2 multiframes MF2-1 to MF2 output from the output port 62s -8, the overflow control enable signal Se output from the majority decision determination unit 68 (enabled at level “1”), the change content of the switching signal RPS supplied from the transmission control unit 64 to the control input port of the transmission memory switch 82, and Each multi-frame MF Changes in real-time data and the transmission band of the data system data for each timing shows [Mbps].
[0112]
After the overflow alarm signal Soa changes to the level “1” at time t1, the overflow alarm is generated by the transmission control unit 64 at time t2 of the next monitoring timing DT (the monitoring timing is the head of each multiframe MF). Is detected, and at the time t2, the determination in step S1 is affirmative. Note that the monitoring timing DT may be a shorter time or a longer time.
[0113]
Next, in step S2, the transmission control unit 64 sets (Fov ← 1) (inserts) the control information Fov of the time slot TS49 of the subframe SF1 of the multiframe MF1-2 and starts transmission.
[0114]
Then, in step S3, it is determined whether or not the last control information Fov to be inserted into the time slot TS49 of the subframe SF4 of the multiframe MF1-2 has been transmitted.
[0115]
At this time, in steps S2 and S3, the multiframe MF1-2 between time points t2 and t3 is set as CH1 transmission data, and the multiframe MF2-2 is set as CH2 transmission data from the output ports 61s and 62s of the transmission band control device 30a. When it is transferred to the station transmitter 200a, it is received from the local station transmitter 200a via the shared transmitter / receiver 204a and the fixed-band transmission line 100, which is a wireless transmission path, and transmitted through the shared receiver 202b. Multiframes MF1-2 and MF2-2 are received by the reception control units 66 and 86 of the bandwidth control device 30b, respectively.
[0116]
The transmission control unit 64 performs the band switching (band expansion in this case) process in step S4 from the start time t3 of the next multiframe MF1-3 that has transmitted the multiframe MF1-2.
[0117]
FIG. 11 shows detection timing DT of control information by the reception control units 66 and 86 as examples on the receiving side, multiframes MF1-1 to MF1-8 of CH1 reception data supplied to the input port 61r, and input port 62r. Multi-frames MF2-1 to MF2-8 of the CH2 received data supplied to, a majority decision result signal md from the majority decision unit 68, and an overflow control enable signal Se output from the majority decision unit 68 (enabled at level "1") The change contents of the switching signal WPS supplied from the majority decision determining unit 68 to the control input port of the reception memory switch 72, and the change [Mbps] of the real-time data and the data system data transmission band for each multi-frame MF timing (see FIG. 10 is a timing chart showing the same figure as FIG.
[0118]
In step S11, the reception control units 66 and 86 sequentially receive the frames SF1 to SF4 constituting the multiframe MF1-2 after the time point t3, and detect the control information Fov detection timing DT (see FIG. 11), that is, the first frame. The control information Fov is sequentially detected and extracted in the time slots TS49 and TS98 of SF1 and the time slot TS49 of the second to fourth frames SF2 to SF4 and sent to the majority decision determination unit 68.
[0119]
Next, in step S11, if all the data contents of the control information Fov are correctly detected, the majority decision determining unit 68 includes three embedded in the time slot TS49 of the second frame SF2 in the multiframe MF1-2. At time t2a when the control information Fov = 1 of the eye is detected, if the two control information Fov cannot be read due to noise or the like, at time t2b, after the start time t3 of the next multiframe MF1-3, step S12 In order to perform band switching (in this case, band expansion) processing, at time t3, the overflow control enable signal Se is set to the enable state of level "1," that is, the state at the time of overflow control. Supply.
[0120]
As a result, after time t3, the band allocation change process (in this case, the band expansion process for the real-time transmission band) in step S12 (reception side) is performed.
[0121]
That is, after this time point t3, during the period when the overflow control enable signal Se is at level "1" until time point t8, the process during the overflow control based on the switching control signal WPS is performed, and the multiframe MF1 is in the multi-frame MF1 in the overflow control. -3 to MF1-6, MF2-3 to MF2-6.
[0122]
Here, the band conversion function performed at the time of overflow control will be described with reference to FIGS.
[0123]
First, the multi-frame MF1-2 that is CH1 transmission data and the multi-frame MF2-2 that is CH2 transmission data in a steady state, for example, between time points t2 and t3 will be described.
[0124]
At this time, the transmission memory switch 82 is connected to the output port Z and the input port Y so that data-related data flows. The real-time data read by the transmission control unit 64 from the real-time transmission buffer 56 is in the order of 8-bit parallel data abcd for each of the time slots TS1 to TS4 as shown as an example on the uppermost side of FIG. Is read out. For example, the parallel data a has 8 bits of a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7.
[0125]
The read parallel data abcd... Is latched by the transmission control unit 64 at the time indicated by the upward arrow (56 output latch timing) in the period of the time slot TS, and the serial data is clocked at 6.3 [Mbps]. abcd... {For example, the serial data a is a = (a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7). Are output to the CH1 output port 61s as the MF1-2 data of the CH1 of the time slot TS1-TS4.
[0126]
On the other hand, the data system data read by the transmission control unit 84 on the output side of the data system transmission buffer 76 is 8-bit parallel data for each of the time slots TS1 to TS4 as shown as an example on the lowermost side in FIG. Read in the order of ABCD. For example, the parallel data A has 8 bits of A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7.
[0127]
The read parallel data ABCD... Is latched by the transmission control unit 84 at the time indicated by the upward arrow (76 output latch timing) in the period of the time slot TS, and serial data is obtained with a clock of 6.3 [Mbps]. ABCD... {For example, the serial data A is A = (A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7). } Are converted to MF2-2 data of CH2 of time slot TS1-TS4 and output to CH2 output port 62s.
[0128]
On the reception side, the output port W and the input port U of the reception memory switch 72 are connected so that real-time data flows. Then, the serial data abcd of CH1 and the serial data ABCD of CH2 in the time slots TS1 to TS4 are serial-parallel converted and speed-converted by the reception control units 66 and 86, respectively, and the parallel data abcd. In addition, data is written in the reception buffer 78 in the order of parallel data ABCD.
[0129]
FIG. 13 shows the flow of real-time system data and data system data in the steady state described above as representatives of alphabets “ab”, “ba”, “AB”, “BA” of the arrow lines and serial data. It shows.
[0130]
Next, during overflow control, for example, multiframes MF1-3 and MF1-4 that are CH1 transmission data between time points t3 and t4 and multiframes MF2-3 and MF2-4 that are CH2 transmission data will be described.
[0131]
At this time, the transmission memory switch 82 is connected to the output port Z so that the real-time data cf... Flows alternately with respect to the data AB. The connection between Y and the input port X is switched by a switching signal RPS.
[0132]
That is, the real-time data read by the transmission control units 64 and 84 (note that it is also read by the transmission control unit 84) on the output side of the real-time transmission buffer 56, as shown in FIG. The 8-bit parallel data abcdefg... Are read in the order, but the data adgj... Are read at 1 × speed and the data bcefhi.
[0133]
On the other hand, the data system data read out by the transmission control unit 64 on the output side of the data system transmission buffer 76 is in the order of 8-bit parallel data ABC... As shown in FIG. Read out.
[0134]
The real-time data read in the order of 8-bit parallel data abcdefg... And the data data read in the order of 8-bit parallel data ABC... Are latched at the time indicated by the arrows.
[0135]
However, the data abdeg... Is latched by the real-time transmission control unit 64, and the data cf.
[0136]
The parallel data abdeg... Latched by the transmission control unit 64 is developed by the transmission control unit 64 into serial data abde... Of the time slots TS1 to TS4 of the CH1 multiframe MF1-3 with a clock of 6.3 [Mbps].
[0137]
On the other hand, the parallel data AcBf... Latched by the transmission control unit 84 is expanded by the transmission control unit 84 into serial data AcBf... In the time slots TS1 to TS4 of the CH2 multiframe MF2-3 with a clock of 6.3 [Mbps]. Is done.
[0138]
The multi-frame MF1-3 of serial data is wirelessly transmitted through the CH1 output port 61s and the wireless device 4a through the real-time fixed band transmission line 100R, while the multi-frame MF2-3 of serial data is transmitted to the CH2 output port 62s. In addition, the data is wirelessly transmitted through the data-system fixed band transmission line 100D through the wireless device 4a.
[0139]
On the receiving side, multi-frames MF1-3 and MF2-3 of serial data are supplied to the reception control units 66 and 86 through the CH1 and CH2 input ports 61r and 62r via the wireless device 4b.
[0140]
At this time, in response to the switching control signal WPS from the majority decision determining section 68, the reception memory switch 72 causes the real-time data cfi... To flow alternately with the data ports ABCDEF. The connection is switched.
[0141]
.., CH2 serial data abde... And CH2 serial data AcBf... In time slots TS1 to TS4 are serially converted by the reception control units 66 and 86, respectively, and the original parallel data abcdefg is received in the reception buffers 58 and 78, respectively. ... and original parallel data ABC ... are restored and written in this order.
[0142]
That is, similar to the transmission side, the reception side performs so-called “teleko” control to restore data, and parallel data is parallel to the real-time reception buffer 58 in the order of abcdef. Data is written in the order of ABC.
[0143]
FIG. 15 shows the flow of real-time data and data-related data at the time of overflow control described above, with the arrow lines and a part of the alphabetical column of serial data shown in FIG. 14 representatively added. .
[0144]
As described above, at the time of overflow control, the data transmission band of real-time data is expanded by 1.5 times compared to that at the time of steady state, so that the possibility of overflow due to concentration of data amount can be reduced.
[0145]
Next, when the overflow detection unit 55 detects that the overflow has been recovered at the time point t6 corresponding to step S5, the transmission control unit 64 controls the control information Fov for the multiframe MF1-6 of CH1 in step S6. Is cleared to level "0", and the completion of the process is determined in step S7.
[0146]
On the receiving side, the multi-frame MF1-6 of CH1 is received by the reception control unit 66, and at time t8, the majority decision determination unit 68 sets the overflow control enable signal Se to the non-enable state of level “0”, that is, the state in the steady state. To the transmission control units 64 and 84 and the reception control units 66 and 86.
[0147]
As a result, after time t8, the bandwidth allocation change processing (in this case, the reduction processing for returning to the original 1: 1 bandwidth allocation) in step S14 (reception side) is performed.
[0148]
Hereinafter, on the transmitting side, the processing in steps S1-S8 is repeated, and in synchronization with this, the processing on steps S11-S14 is repeated on the receiving side.
[0149]
As described above in detail, according to the embodiment described above, the transmission band control device 30a on the local station side performs 100BASE-TX in real-time communication from the IP telephone 7a or the like supplied via the layer 3 switch 15a. When data concentration of data is monitored and it is determined that there is a possibility of overflow, it is notified to the transmission band control device 30b on the game side, and 100BASE-TX data fixed band transmission line 100 in real-time communication from the personal computer 12a or the like The transmission band is reduced, and the transmission band for real-time communication such as the IP telephones 7a and 7b is synchronously increased.
[0150]
By controlling in this way, when the fixed band transmission line 100 is used and non-real time communication of LAN data such as 100BASE-TX and real time communication such as IP telephone / IP video conference are mixed and communicated. Real-time communication overflow can be reduced.
[0151]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in addition to the control processing in units of multiframe MF, the control processing is performed in units of subframe SF or time slot TS. Of course, various configurations can be adopted.
[0152]
When performing control processing in units of subframes SF or time slots TS, it is necessary to send start position information in addition to the control information Fov, but those skilled in the art can change the configuration of the subframe SF by changing the configuration of the subframe SF. It can be realized in any way.
[0153]
In addition to the method of starting control by sending control information Fov first as in the above-described embodiment, the delay increases, but the data is first sent to the reception buffer 58 and stored, and the control information Fov is later It is also possible to change the configuration so that the data is read from the reception buffer 58 while sending and controlling.
[0154]
Furthermore, in the above-described embodiment, the threshold value TH for detecting the possibility of occurrence of overflow by the overflow detection unit 55 and the threshold value TH for detecting recovery from overflow are set to the same value, but may be set to different values. By setting different values, it is possible to reduce the probability that an overflow state is detected when there is an input that detects the possibility of overflow and repeats its recovery frequently, or when there is so-called flapping.
[0155]
In the above-described embodiment, the two systems of fixed band transmission lines 100R and 100D for real-time communication and non-real-time communication have been described. However, the fixed-band transmission path 100R for real-time communication has m systems and the fixed band for non-real-time communication. The transmission line 100D can be an arbitrary combination of n systems (m ≧ 0, n ≧ 1).
[0156]
When m ≧ n, one system of non-real-time communication fixed band transmission path 100D is associated with one system of real-time communication fixed band transmission path 100R. Alternatively, the fixed band transmission path 100D for non-real time communication may be used by assigning priorities to each of the systems of the plurality of fixed band transmission paths 100R for real time communication in the case where competition occurs.
[0157]
On the other hand, when n ≦ m, the fixed band transmission path 100D for non-real-time communication is used with priority given to each of the systems of the plurality of fixed band transmission paths 100R for real-time communication. Can be implemented.
[0158]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the communication using the fixed band transmission path in which the non-real time communication and the real time communication are mixed, the allocation of the transmission band is changed so as to give priority to the real time communication. Overflow can be reduced or eliminated altogether.
[0159]
More specifically, it is possible to reduce or completely eliminate the occurrence of overflow in communication of media that is not allowed to be delayed such as telephone calls and video conferences.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multiplex radio system in which a transmission band control device according to an embodiment of the present invention is incorporated.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an optical multiplex transmission system in which multiplex communication paths are replaced with optical fibers.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a wired multiplex transmission system in which a multiplex communication path is replaced with a wired metallic cable.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a transmission band control device of this embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration example of a multi-frame format to be transmitted / received.
6 is a block diagram showing an internal configuration of a wireless device in the multiple wireless system of FIG. 1 example; FIG.
FIG. 7 is a block diagram used for explaining mutual communication in an uplink direction and a downlink direction in a multiplex wireless system.
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation on the transmission side related to transmission band control;
FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation on the receiving side according to transmission band control;
FIG. 10 is a timing diagram for explaining the operation on the transmission side when an overflow alarm occurs.
FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation on the receiving side when an overflow alarm occurs.
FIG. 12 is a timing diagram for explaining a writing / reading operation with respect to a transmission buffer in a steady state.
FIG. 13 is an operation explanatory diagram illustrating a data flow in a steady state.
FIG. 14 is a timing chart used for describing a write / read operation for a transmission buffer during overflow control.
FIG. 15 is an operation explanatory diagram showing a data flow during overflow control.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a multiplex radio system according to the prior art.
[Explanation of symbols]
2 ... Microwave multiplex radio system 4a, 4b ... Radio equipment
6a, 6b ... telephone 7a, 7b ... IP telephone
8a, 8b ... Video phone 9a, 9b ... IP video phone
10a, 10b ... server
12a, 12b ... Personal computer
14a, 14b ... exchange
15a, 15b ... Layer 3 switch (first relay device)
16a, 16b ... Terminal equipment
17a, 17b ... Layer 3 switch (second relay device)
18a, 18b ... MPEG2 CODEC circuit
20a, 20b ... LAN 30a, 30b ... transmission band control device
32 ... Microwave multiplex radio system 32F ... Optical multiplex transmission system
34a, 34b ... optical transmission devices 34c, 34d ... multiplexing devices
50, 60 ... I / O port group 51s, 52s ... Input ports
51r, 52r ... Output port
54,74 ... 100BASE-TX interface
56, 76 ... transmission buffer 55 ... overflow detection unit
58, 78 ... reception buffer 57 ... reference clock generator
59 ... Frame timing generator 61s ... CH1 output port
61r ... CH1 input port 62s ... CH2 output port
62r ... CH2 input port 64,84 ... transmission control unit
66, 86 ... reception control unit 68 ... majority decision determination unit
70 ... Transmission / reception controller 72 ... Reception memory switch
82: Transmission memory switch
100, 100D, 100R ... fixed band transmission path
100F ... Optical fiber 100M ... Metallic cable
101a, 101b ... first transmission / reception terminal
102a, 102b ... second transmission / reception terminal

Claims

A first relay device connected to a first transmission / reception terminal that performs real-time communication, a second relay device connected to a second transmission / reception terminal that performs non-real-time communication, and a plurality of full-duplex fixed-band transmission lines A transmission band control device inserted between
Data amount monitoring means for monitoring the amount of data transmitted from the first transmitting / receiving terminal via the first relay device;
When the amount of data being monitored is less than or equal to the threshold, the transmission band of the fixed-band transmission path is allocated at a constant ratio between the first relay device and the second relay device, and the amount of data being monitored is A transmission band control means for performing a control to give priority to the real-time communication by increasing a ratio of a transmission band allocated to the first relay device when the threshold value is exceeded ;
The fixed-band transmission line is for transmitting data for each fixed transmission unit,
When the amount of data monitored by the data amount monitoring unit on the local station side exceeds a threshold during a certain transmission unit period, the transmission band control unit on the local station side Send the allocation change control information to the transmission bandwidth control means on the game side,
The transmission band control means local station and the remote station, the transmission band, characterized in Rukoto increase the ratio of the transmission bandwidth allocated in synchronization from the transmission unit period of the next subsequent to said first switching device Control device.

The transmission band control device according to claim 1 Symbol placement,
The transmission band control device, wherein the fixed transmission unit is a frame unit or a multi-frame unit.

In the transmission band control device according to claim 1 or 2 ,
The fixed band transmission path includes at least one transmission path of a wireless transmission path, an optical transmission path, or a wired transmission path.