JP3766693B2 - 電気通信システム - Google Patents

Description

本発明は電気通信網に係わり、特に、トラヒックの非同期転送モード（ＡＴＭ）伝送のためのシステム及び方法に関する。
発明の背景
近年の電気通信技術における発展によって非同期転送モード（ＡＴＭ）伝送方式が導入された。非同期転送モード（ＡＴＭ）技術とは、たとえば、トラヒックは宛先を示すヘッダが個々に設けられたセルで搬送され、共通の伝送手段に一体的に多重化されるべき音声、映像又はデータのような種々のサービストラヒックのタイプを許容する柔軟性のある伝送の形式である。サービストラヒックは、元のトラヒックがＡＴＭ網の遠方の末端で再構成され得るように、典型的に５バイトのヘッダと４８バイトのペイロードを含む５３バイトのセルに適合される。この適合の形式はＡＴＭアダプテーションレイヤ（ＡＡＬ）で行われる。この方式によって多量のトラヒックは高信頼性かつ効率的に取り扱われ得るようになる。
欧州特許第ＥＰ−Ａ１−０，２２５，７１４号明細書に、多数のノードを含み、２個以上のセルに対する情報を搬送する複合パケットを作成することにより短い遅延限界が生じる通信網が記載されている。呼は所定のコネクション番号を有するパケット内の所定の位置で１個以上のオクテットに割り付けられる。ＡＴＭ広帯域網における音声輸送は、1989年11月27-30日にDallasで開催された”Communications Technology for the 1990's and Beyond”の予稿集Volume 3, 27 November 1989, IEEE,ページ1921-1925にW O Covingtonによって説明されている。
ＡＴＭの導入における制限的な要因は、新しい広帯域ＡＴＭ網を、一般的にレガシー(legacy)網と称される既存の狭帯域網だけではなく、新たに出現した狭帯域セルラ及びワイヤレス網と相互接続することの困難性である。上記の後半部分の問題を取り扱うための試みとして、ＡＮＳＩ（アメリカ規格協会）委員会Ｔ１Ｓ１．５は、最近、ショートユーザパケット（ＡＡＬ−ＳＤＵ（サービス・データ単位）と称される）をＡＴＭセルストリーム内に入れて輸送する新しいＡＴＭアダプテーションレイヤ（ＡＡＬ）の提案を含むベースライン文書を発行した。新しいＡＡＬは、固定長及び可変長の両方のショートパケットに適用できるように意図され、スモールマルチプレクスドＡＴＭアダプテーションレイヤ（ＳＭＡＡＬ）と称される。ＳＭＡＡＬは、固定ビットレート及び可変ビットレートの両方のユーザ情報が得られるサイレント抑制（silence suppression）を伴う場合と伴わない場合の両方の低速ビットレート圧縮音声のようなアプリケーションをサポートするよう意図されている。上記のアプリケーションの結果は、完全なＡＴＭセルを単一のソースから得られたユーザ情報で充填する際に発生し得る許容できない長さの音声パケット化遅延である。ＳＭＡＡＬの目的は、１箇所以上のユーザからのユーザ情報の多重ショートパケットを単一のＡＴＭセル内で多重化できるようにさせ、これにより、パケット化遅延問題を解決することである。このため、ショートパケットのＡＴＭ網内での伝送は容易に行えるが、既存のレガシー網、即ち、基本的な６４ｋビット／秒の狭帯域網、或いは、圧縮及びサイレント抑制技術を利用する狭帯域音声網と相互接続させるための有効な手段を提供しない。
発明の概要
本発明の目的は上記の欠点を最小限に抑え、又は、解決することである。
本発明の更なる目的は、狭帯域通信トラヒックの輸送用の改良形装置及び方法を提供することである。
本発明によれば、第１の狭帯域網のユーザからのトラヒックを非同期転送モード（ＡＴＭ）セル内で構造化されたブロックに多重化し、各セルに夫々の制御情報フィールド（ＣＩＦ）及びヘッダを与え、上記セルを非同期転送モード（ＡＴＭ）網を介して第２の狭帯域網に伝送し、上記伝送されたセルからの上記ユーザのトラヒックを逆多重化する段階を含む、非同期転送モード（ＡＴＭ）網を介して第１の狭帯域網と第２の狭帯域網の間でトラヒックを輸送する方法において、上記制御情報フィールドに、逆多重化する処理を定義するため、上記セル内で構造化されたブロックのサイズを表す長さインジケータ（ＬＩ）が組み込まれ、構造化されたブロックのサイズの変化は、上記制御情報フィールドに格納された変化インジケータ（ＣＩ）によってシグナリングされ、ユーザ情報又はシグナリング情報の輸送は、上記制御情報フィールドに格納された単一ビットの情報／シグナリング（Ｉ／Ｓ）インジケータによって示されることを特徴とする方法が提供される。
本発明の他の面によれば、第１の狭帯域網のユーザからのトラヒックをＡＴＭセル内で構造化されたブロックに多重化する手段と、各セルに夫々の制御情報フィールド及びヘッダを与える手段と、上記セルをＡＴＭ網を介して第２の狭帯域網に伝送する手段と、上記伝送されたセルからの上記ユーザのトラヒックを逆多重化する手段とを含む、ＡＴＭ網を介して第１の狭帯域網と第２の狭帯域網の間でトラヒックを輸送する装置において、上記制御情報フィールドに、逆多重化する処理を定義するため、上記セル内で構造化されたブロックのサイズを表す長さインジケータが組み込まれ、構造化されたブロックのサイズの変化は、上記制御情報フィールドに格納された変化インジケータ（ＣＩ）によってシグナリングされ、ユーザ情報又はシグナリング情報の輸送は、上記制御情報フィールドに格納された単一ビットの情報／シグナリング（Ｉ／Ｓ）インジケータによって示されることを特徴とする装置が提供される。
本発明の方法及び装置は、レガシー網の間で網間接続の要求に応じて、狭帯域６４ｋビット／秒のチャンネルのＡＴＭを介した輸送を行う。単一の統一された輸送能力は、固定ビットレート又は区分的固定ビットレート（サイレント抑制を伴う圧縮音声の場合）のいずれが合うかという狭帯域サービスのＡＴＭトランクの必要条件を満たすため利用される。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図面中、
図１は、ＳＭＡＡＬのフィールド及びフォーマットを説明する概略図であり、
図２は図１のＳＭＡＡＬプロトコルで利用される制御情報フィールドを示す図であり、
図３は本発明の一実施例による電気通信網構造の概略図であり、
図４は、単一のＡＴＭコネクションで多数の多重化された６４ｋビット／秒の狭帯域チャネルの輸送を容易に行うため、図３の網構造の伝送プロトコルで使用される制御情報フィールドを示す図であり、
図５は、図３の網を介して単一のＡＴＭセル内の多数の構造化されたブロックの輸送を説明する概略図であり、
図６は、図３の網を介して多数のＡＴＭセルで単一の構造化されたブロックの輸送を説明する概略図であり、
図７は、単一のＡＴＭコネクション毎に圧縮及び／又はサイレント抑制された音声情報を搬送する単一の狭帯域チャネルの輸送を容易に行うため、図３の網構造の伝送プロトコルで使用される制御情報フィールドを示す図である。
好ましい実施例の説明
最初に、本発明の理解を助けるため、比較の目的のため取り入れられた図１及び２を参照する。図１には、ＳＭＡＡＬのフォーマット及びフィールド構成が示されている。また、多数のユーザからのショートパケットのＳＭＡＡＬセルストリームへの多重化が説明されている。ユーザＡ、Ｂ及びＣからの３個の情報パケット（ＡＡＬ−ＳＤＵ）は、単一のＡＴＭコネクションのセルストリームに多重化される前に、制御情報フラグヘッダ（ＣＩＦ）と称されるヘッダに夫々追加される。効率化のため、ユーザＢからの情報は、２個のセルペイロードにまたがるように分割され、本例では、２番目のセルペイロードに入れられた情報の後半部分もＣＩＦヘッダを搬送する。２番目のセルペイロードの最後で、ユーザＣからの情報の後に３個以上のオクテットが残る。この時点で送信するため利用可能な情報はこれ以上存在しないので、残りのオクテットは、ＣＩＦフィールドと、’Ｘ’のラベルが付けられたパッド文字が埋められる。最終的に、ＡＴＭセルペイロードは、ＡＴＭセルに入れられる。
制御情報フィールドＣＩＦの詳細は図２に示されている。個々のフィールドの意味は以下の通りである。
・拡張（Ｅ）ビットは将来の使用のため確保される。
・６ビットの長さインジケータ（ＬＩ）は現在パケットの最後を指示するので、その値はオクテット単位のパケットの長さと一致する。４６以上のＬＩの値は、現在パケットの最後が次のセルにあることを意味し、一方、先頭のＣＩＦはパケットの残りの部分の長さを含む。
・４ビットの論理リンク番号（ＬＬＮ）は最大１６個のソースからのユーザ情報を正しいユーザに関連付ける。
・５ビットの誤り訂正フィールド（ＥＣＦ）は、４ビットのＣＲＣとパリティビットを含む。ＥＣＦは、単一ビットの誤り訂正又は誤り検出がＣＩＦについて行えるようにする。
セルペイロードの最後でのパッド文字の用法に関する規則は以下の通りである。
・１個のオクテットしか残っていない場合、そのオクテットをパッド文字Ｘで埋める。
・ちょうど２個のオクテットが残っている場合、それらをＬＩ＝０のＣＩＦで埋める。
・３個以上のオクテットが残り、送信待ちのユーザ情報が無い場合、それらをＬＩ＝０のＣＩＦとパッド文字Ｘとで埋める。
簡単に説明したこのＳＭＡＡＬのバージョンでは、ＡＴＭトランク網を介する狭帯域網の間で、たとえば、３乃至３６オクテット長の短い固定又は可変長パケットの形でユーザ情報が輸送される。
図３を参照するに、たとえば、公衆網であるＡＴＭ網を介して狭帯域網の間で網間接続を行う網構造が示されている。図３の網構造において、狭帯域チャネルは、関連した狭帯域網とＡＴＭ網との間でインタフェースを実現する網間接続機能（ＩＷＦ）の対の間で公衆ＡＴＭ網を介して輸送される。最高の有効性と費用効率のため、多数のユーザから多重化された情報を搬送するＡＴＭコネクションは、その目的のためＩＷＦ対の間に設定される。
レガシー６４ｋビット／秒の狭帯域網から典型的に生ずる情報を想定すると、この情報は長さ１オクテットのショートパケットの形式をなす。６４ｋビット／秒の狭帯域網と他の狭帯域網の間のこのような情報の輸送は、単一のＡＴＭコネクション上で多重化された多数のオクテットのＩＷＦ間の輸送によって実現されることが分かった。また、このような情報を輸送するために、１パケット毎にＣＩＦのオーバーヘッドを伝達しなくてもよいことが分かった。その理由は、６４ｋビット／秒の狭帯域網から生ずるオクテットは構造化されたブロックで搬送しても構わないからである。かくして、８３個のチャネルがＩＷＦの間で輸送される必要がある場合、関連した８３オクテットの構造を形成するため、１チャネル当たりに１オクテットが１２５マイクロ秒毎にＡＴＭセルストリームに多重化される。この構造を用いることにより、宛先ＩＷＦで個別のチャネルを復元するため、ＡＴＭセル毎に単一の制御情報フィールド（ＣＩＦ）が必要である。制御情報フィールドは図４に示されている。この場合のＣＩＦ中のＬＩフィールドは、構造的なブロックの最後を指示する。ＬＩフィールドが全て１の値は、構造の最後が現在セルに存在しないことを示す。
図３及び４を参照して説明したような構造化された情報転送の動作は、シーケンス番号が各セルペイロードに割り当てられることを要求するので、失われたセル及び誤って挿入されたセルを検出することができる。本例の構造化された輸送は、従来のＣＩＦの論理リンク番号フィールド（ＬＬＮ）を必要としないので、ＬＬＮの３ビットはシーケンス番号（ＳＮ）を運搬するため割り付けられる。
輸送されたチャネルの数は動的に変化し得る。これはＩＷＦ間のシグナリング交換を用いて行われるので、インバンド変化インジケータは構造変化の正確な時点と同期する。これを実現するため、ＬＬＮフィールドの第４ビットは変化インジケータとして用いることが可能であり、このビットの向きの変化は構造変化の時間を伝えるために使用される。
図５は、一つのＡＴＭセルについて、本例ではブロック構造のサイズが６に一致する多数の６４ｋビット／秒ベースのブロック構造を輸送する本発明による伝送技術の用法の一例を示す図である。１２５マイクロ秒毎に、輸送されるべき６個のチャネルから１オクテットずつの６オクテットのブロックが集められ、ＡＴＭセルペイロードに順番にグループ化される。同図には、簡単のためチャネル１とチャネル６しか示されていない。例示されているように、セルペイロードは、６オクテットからなる７個の完全なブロックと、チャネル１乃至４に属する８番目のブロックからのオクテットとを保持する。ＣＩＦのＬＩ値は、１番目の構造的ブロックの最後がオクテット番号８で生じることを示す。８番目の構造的ブロックの４個のオクテットは、図５に示されたペイロードに現れるので、８番目の構造的ブロックの中の２個のオクテットだけが次のセルペイロードに現れるので、Ｌ１値には２が示されている。
図６には、２個以上のＡＴＭセルでブロック構造のサイズが５７に一致する単一の６４ｋビット／秒ベースのブロック構造を輸送する本発明の伝送技術の用法の一例が示される。１２５マイクロ秒毎に、輸送されるべき５７個の各チャネルの中から１個ずつの５７オクテットのブロックが集められ、２乃至３個のＡＴＭセルのペイロードに順番にグループ化される。同図では、簡単のためチャネル１及びチャネル５７しか示されていない。例示されているように、１番目のセルペイロードは、５７オクテットの構造的ブロックの中の４６オクテットを保持する。ＣＩＦのＬＩ値は、構造的ブロックの最後がこのセル内に生じないことを示す値６４にセットされる。構造的ブロック中の残りの１１オクテットは次のセルペイロードに現れるので、ＬＩの値が１１であることによって５７オクテットのブロック構造の最後が現れる場所が示される。
上記の方法は、選択的な圧縮及びサイレント抑制技術を利用する狭帯域音声網から生じるトラヒックを取り扱うため適合される。典型的に、このような網は６４ｋビット／秒のデフォルトモードで動作するが、圧縮を使用する場合のレートは一般的に３２、２４及び１６ｋビット／秒である。圧縮された音声トラヒックによって適した固定ビットレートが得られるが、サイレント抑制が行われるときには区分的な固定ビットレートになる。屡々、上記網は、音声情報転送中に使用されるべき圧縮及び／又はサイレント抑制の特性を一致させるため、呼のコネクションセットアップ段階に続いて音声端末の間でのインバンド交渉手続を取り決める。場合によっては、網は、現在の網内の輻輳を自動的に反映させるため、既存の呼に関して上記特性を変化させる取り決めをしてもよい。ＩＷＦ間でのこのような可変的な固定ビットレート及び区分的な固定ビットレート情報の輸送は、一つのＡＴＭコネクションについて単一の狭帯域チャネルを輸送することにより便宜的に実現され得ることが分かった。サイレント抑制を伴う場合、伝送はスピーチバーストのギャップの間中で停止され、所定のセルペイロードの使用程度は、可変的であり、予測不可能である。その上、ＡＴＭセルのペイロードを単一の音声チャネルからの情報で埋めるために必要な時間の量は、使用された圧縮の程度に依存し、この可変性を制限するためには、ある種の状況で部分的なセルの充填が必要とされる。この性能を実現するため、本発明によれば、宛先ＩＷＦ側で個々のチャネルから情報を復元できるようにＡＴＭセル毎に単一の制御情報フィールド（ＣＩＦ）が設けられている。この制御情報フィールドは図７に示されている。ＬＩフィールドは、当該セルペイロードによって搬送されている音声情報の最後を示す。
図４及び７を参照して説明したような単一チャネルの情報転送の動作は、好ましくは、シーケンス番号が各セルペイロード毎に割り当てられることを要求するので、失われたセル及び誤って挿入されたセルを検出することができる。本発明による単一チャネルの転送は、従来のＣＩＦの論理リンク番号フィールド（ＬＬＮ）を必要としないので、ＬＬＮの３ビットはシーケンス番号（ＳＮ）を運ぶため割り付けられる。
更なる変形例において、ＩＷＦ間で輸送されているセルペイロードは、音声情報或いはインバウンドシグナリングのいずれを搬送してもよい。インバウンドシグナリングは、前述の通り、呼に対する圧縮特性を一致させるため、呼の先頭で使用される。また、インバウンドシグナリングは、特性を変更するため、サイレント抑制の期間中に宛先ＩＷＦ側で使用されるべきバックグラウンドノイズレベルを伝えるため、又は、別の目的のため呼の途中で使用してもよい。この交番的なセルペイロードの使用は、制御情報フィールド内で搬送され、セルペイロードが音声情報若しくはインバウンドシグナリング情報のいずれであるかを示すインジケータを用いて行われる。これを実現するため、ＬＬＮフィールドの４番目のビットは、値０が音声情報を示し、値１がシグナリング情報を示す情報／シグナリングインジケータとして使用することが可能である。
上記の伝送技術は、
・多数のビットレートによる固定ビットレートの圧縮された音声サービス
・サイレント抑制された多数のビットレートによる区分的固定ビットレートの音声サービス
・固定ビットレートの６４ｋビット／秒及びｎ×６４ｋビット／秒の狭帯域サービス
を含む多数の狭帯域サービスをＡＴＭトランク網を介して輸送するため、同じ基本ＡＴＭアダプテーションレイヤを使用することが可能である。
上記の通り、本発明の伝送技術は、狭帯域レガシー網間のトラヒックの輸送に関して説明されているが、上記の特定的なアプリケーションに限定されるものではなく、ＡＴＭ伝送分野における広範なアプリケーションに属するものであると認められる。

Claims (6)

1. 第１の狭帯域網のユーザからのトラヒックを非同期転送モード（ＡＴＭ）セル内で構造化されたブロックに多重化し、各セルに夫々の制御情報フィールド（ＣＩＦ）及びヘッダを与え、上記セルを非同期転送モード（ＡＴＭ）網を介して第２の狭帯域網に伝送し、上記伝送されたセルからの上記ユーザのトラヒックを逆多重化する段階を含む、非同期転送モード（ＡＴＭ）網を介して第１の狭帯域網と第２の狭帯域網の間でトラヒックを輸送する方法において、
   上記制御情報フィールドに、逆多重化する処理を定義するため、上記セル内で構造化されたブロックのサイズを表す長さインジケータ（ＬＩ）が組み込まれ、
   構造化されたブロックのサイズの変化は、上記制御情報フィールドに格納された変化インジケータ（ＣＩ）によってシグナリングされ、
   ユーザ情報又はシグナリング情報の輸送は、上記制御情報フィールドに格納された単一ビットの情報／シグナリング（Ｉ／Ｓ）インジケータによって示されることを特徴とする方法。
2. 上記制御情報フィールドに、失われたセル又は誤って挿入されたセルを識別するためシーケンス番号が設けられていることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 上記制御情報フィールドに、失われたセル又は誤って挿入されたセルを識別するためシーケンス番号が設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の方法。
4. 上記トラヒックは狭帯域音声トラヒックを含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の方法。
5. 第１の狭帯域網のユーザからのトラヒックをＡＴＭセル内で構造化されたブロックに多重化する手段と、各セルに夫々の制御情報フィールド及びヘッダを与える手段と、上記セルをＡＴＭ網を介して第２の狭帯域網に伝送する手段と、上記伝送されたセルからの上記ユーザのトラヒックを逆多重化する手段とを含む、ＡＴＭ網を介して第１の狭帯域網と第２の狭帯域網の間でトラヒックを輸送する装置において、
   上記制御情報フィールドに、逆多重化する処理を定義するため、上記セル内で構造化されたブロックのサイズを表す長さインジケータが組み込まれ、
   構造化されたブロックのサイズの変化は、上記制御情報フィールドに格納された変化インジケータ（ＣＩ）によってシグナリングされ、
   ユーザ情報又はシグナリング情報の輸送は、上記制御情報フィールドに格納された単一ビットの情報／シグナリング（Ｉ／Ｓ）インジケータによって示されることを特徴とする装置。
6. 上記制御情報フィールドに、失われたセル又は誤って挿入されたセルを識別するためシーケンス番号が設けられていることを特徴とする請求項６記載の装置。

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