JP3855945B2 - インタフェース変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークを介してデータ送受信を行うシステムにおいて、特定のインタフェースを有する通信回線と、この特定のインタフェースと異なるインタフェースを有する回線との間でデータ形式の変換を行って相互通信を可能とするインタフェース変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物理インタフェースが互いに異なる回線間でデータ送受信を行うシステムでは、物理インタフェースに応じてデータ形式を変換するインタフェース変換装置を回線間に介在させることが行われている。
【０００３】
図１は、ディジタル同期網とディジタルインタフェース機器とが、インタフェース変換装置及びパケット通信を行う非同期回線を介して相互接続される一般的なネットワーク構成を示している。
【０００４】
同図において、１０はディジタル同期網、１１は同期回線１２を介してディジタル同期網１０に接続された第１のインタフェース変換装置、１３はパケット通信を行う非同期回線１４を介して第１のインタフェース変換装置１１に接続された第２のインタフェース変換装置、１５は同期回線１６を介して第２のインタフェース変換装置１３に接続されたディジタルインタフェース機器をそれぞれ示している。
【０００５】
同期回線１０から受信されたデータは、第１のインタフェース変換装置１１のデータバッファに一時蓄積される。第１のインタフェース変換装置１１では、一定長のデータをバッファから読み出し、パケットを生成する。その後、宛先アドレスなどのヘッダを付加し、パケット回線等の非同期回線１４に送出する。逆に、非同期回線１４から受信されたパケットは、第１のインタフェース変換装置１１又はインタフェース変換装置１３において、データ部のみがデータバッファに蓄積され、連続的に読み出されて同期回線１２又は１６に送信される（例えば、特許文献１、特許文献２及び非特許文献１）。
【０００６】
この種のインタフェース変換装置は、上位のディジタル同期網（基幹ネットワーク側）からクロック供給を受ける従属同期で動作する形態が一般的である。即ち、図１に示すように、第１のインタフェース変換装置１１はディジタル同期網１０側からクロック供給を受ける。一方、非同期回線１４を介してこれに接続される対向する同期回線側では、網側からクロックの供給を行うことが出来ない。このため、第２のインタフェース変換装置１３にクロックを内蔵し、接続されるディジタルインタフェース機器１５に対してはこの第２のインタフェース変換装置１３からクロック供給を行う形態を取る。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−０３２６０９号公報
【特許文献２】
特開平９−２６１２９５号公報
【非特許文献１】
「プレジオクロナス網間接続装置の研究」、国際通信の研究、Ｎｏ．１１４、Ｏｃｔ．１９８２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インタフェース変換装置のクロック精度は、通常、網のクロック精度より劣るため、対向するインタフェース変換装置でのデータ送受信タイミングは、一致している状態とずれている状態とが発生し、この２つの状態は周期的に変化することになる。
【０００９】
なお、非同期回線の一部に無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）回線を用いる場合、図２（Ａ）に示すように、対向する第１及び第２のインタフェース変換装置間で送出タイミングがずれている状態では、無線区間におけるパケット衝突は少ない。逆に、図２（Ｂ）に示すように、送出タイミングが一致している状態では、無線ＬＡＮ装置が無線区間に対して同時にパケット送信を試みることとなり、パケット衝突が発生してパケット消失となる可能性が高くなる。このような場合、対向する無線ＬＡＮ装置間では、エラー制御によりパケット再送を行うが、送出タイミングが一致している状態では、続けてパケット衝突が発生する可能性が高くなる問題がある。
【００１０】
前述したように、対向する第１及び第２のインタフェース変換装置間においてパケット送出タイミングが一致する状態とずれている状態が周期的に変化すると、一致している状態では無線ＬＡＮ回線でのパケット衝突の可能性が高くなるが、従来のインタフェース変換装置では、これらを検出、防止する手段が無いという問題点があった。
【００１１】
従って本発明の目的は、パケット通信を行う非同期回線におけるパケット衝突によるパケットの消失を低減させることができるインタフェース変換装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、同期回線とパケット通信を行う非同期回線とを相互接続するインタフェース変換装置であって、非同期回線におけるパケット消失によるＮＡＫパケットを受信して非同期回線を介するパケット再送を行う際には、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信するインタフェース変換装置が提供される。
【００１３】
パケット再送を行う際に、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信するか、又は再送すべき同一のパケットを複数送信しているので、パケット衝突が少なくなり、パケット消失が低減するから回線品質を向上させることができる。
【００１４】
ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信した場合は、対向するインタフェース変換装置間での送出タイミングが一致することによりパケット衝突が起きているものと判断し、パケット送出タイミングを変化させてパケット再送を行うことが好ましい。パケット送出タイミングを変化させることにより、パケット衝突を回避させる可能性が高くなる。
【００１５】
パケット送出タイミングを変化させることを一定回数まで行うことがより好ましい。このようにパケット送出タイミングを変化させることを一定回数行ってもパケット消失が生じる場合は、そのパケットの送信を断念することが好ましい。
【００１６】
パケット送出タイミングを変化させることを、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行うことも好ましい。このように、送出タイミング変化後もパケット消失状況に変化が無い場合は、パケット消失がなくなるまで送出タイミングを変化させても良い。
【００１７】
パケット通信を行う非同期回線が、無線ＬＡＮ回線を含んでいることが好ましい。
【００１８】
なお、無線ＬＡＮ装置間では、回線品質を向上させるためエラー制御が通常行われている。この無線ＬＡＮ回線での再送制御に加え、本発明のインタフェース変換装置間でのエラー制御を用いると回線品質をより向上させることが可能となるが、エラー制御が二重に入るため伝送遅延を増大させることとなる。ディジタル同期回線において、大きな遅延が生じると、回線品質が劣化するため、インタフェース変換装置側のみでエラー制御を行い、無線ＬＡＮ装置ではエラー制御を行わないことが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の一実施形態におけるネットワーク構成を概略的に示すブロック図である。
【００２０】
同図において、３０はディジタル同期網、３１はディジタル同期回線３２を介してディジタル同期網３０に接続された第１のインタフェース変換装置、３３はパケット通信を行う非同期回線（パケット回線）３４を介して第１のインタフェース変換装置３１に接続された第２のインタフェース変換装置、３５はディジタル同期回線３６を介して第２のインタフェース変換装置３３に接続されたディジタルインタフェース機器をそれぞれ示している。
【００２１】
パケット回線３４は、無線ＬＡＮ装置３７及び３８を備えた無線ＬＡＮ回線を有している。パケット回線中にハブを設ければ、無線ＬＡＮ回線と有線ＬＡＮ回線（イーサネット（登録商標）回線）とが混在したネットワーク構成とすることも可能である。第１及び第２のインタフェース変換装置３１及び３３は、それぞれディジタル同期インタフェースとイーサネットインタフェースとを有している。
【００２２】
ディジタル同期回線からのデータはインタフェース変換装置の受信バッファに入力され、事前に設定した規定フレーム分の受信が完了すると、ヘッダ等を付加しイーサネット回線に送出される。受信側では、イーサネット回線から受信したパケットのデータ部分を取り出してバッファに入力し、ディジタル同期回線のクロック速度で連続的に読み出されて送出される。
【００２３】
無線ＬＡＮ区間では、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）機能によりパケット送信が行われる。ＣＳＭＡでは、パケット送信前に通信チャネルをモニタ（キャリアセンス）し、他の無線局がパケット送信を行っていない場合は自局が送信を行う。もし、他局がパケット送信を行っている場合は一定時間待機し、再度送信を試みる手順によりパケット送信が行われる。このように、対向する無線ＬＡＮ装置間では同時にパケット送信を行うことは出来ず、交互に送信する通信（半二重通信）となる。
【００２４】
ディジタル同期回線は全二重回線であり、イーサネット回線は全二重と半二重があるが、本実施形態のネットワーク構成ではパケット回線の一部が半二重の無線ＬＡＮ回線である。よって、本ネットワーク構成をとるためには、無線ＬＡＮ回線の伝送速度が、ディジタル同期回線の伝送速度の２倍以上であることが必要である。（具体的な物理伝送速度としては、ディジタル同期回線が１．５４４Ｍｂｉｔ／ｓ、無線ＬＡＮ回線が１０Ｍｂｉｔ／ｓを想定している。）
次に、本実施形態のインタフェース変換装置間におけるデータ送信手順を説明する。
【００２５】
図４は、パケットが正常に送信された場合のインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００２６】
パケット送信側のインタフェース変換装置では、ディジタル同期回線から連続的にデータを受信し、規定のフレーム数を受信すると、シーケンス番号などのヘッダを付加したパケットに変換した後、イーサネット回線に送信する（例えば、ＤＡＴＡ（１））。パケット送信時には、送信したパケットのシーケンス番号（例えばシーケンス番号１）をＡＣＫ待ちテーブルに登録し、受信側からのＡＣＫ返信を待つ。
【００２７】
パケット受信側のインタフェース変換装置では、次に受信予定のシーケンス番号を管理している。届いたパケットのシーケンス番号（例えばシーケンス番号１）が受信予定のシーケンス番号と一致すれば、送信側にＡＣＫ返信（例えばＡＣＫ（１））を行う。また、受信パケットはディジタル同期回線への送信待ちキューへ入力され、ディジタル同期回線の回線速度で連続的に送出される。
【００２８】
パケット送信側では、送信したシーケンス番号のＡＣＫ（例えば、ＡＣＫ（１））を受信すると、ＡＣＫ待ちテーブルから該当番号を消去してデータ送信を終了する。
【００２９】
なお、受信側からＡＣＫが届いていない段階でもデータ送信し、伝送効率の向上を図る構成も考えられる。図４の例では、シーケンス番号２、３（ＤＡＴＡ（２）、ＤＡＴＡ（３））を続けて送信する手順が示されている。
【００３０】
なお、以上の説明では一方向のデータ伝送手順しか説明していないが、ディジタル同期回線は全二重回線であるため、各インタフェース変換装置では、イーサネット回線への送信及びイーサネット回線からの受信の両方を行っている。
【００３１】
図５は、パケット消失が生じた場合の、従来技術によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００３２】
パケット受信側のインタフェース変換装置では、次に受信予定のシーケンス番号を管理しているが、図５の場合、シーケンス番号１のパケット（ＤＡＴＡ（１））より先にシーケンス番号２のパケット（ＤＡＴＡ（２））を受信している。このため、送信側にシーケンス番号１のパケット再送を要求するＮＡＫパケット（ＮＡＫ（１））を送信する。
【００３３】
送信側では、シーケンス番号１の再送要求であるＮＡＫ（１）が届いたため、シーケンス番号１のパケット（ＤＡＴＡ（１））を再送し、その後、受信側から再送パケットに対するＡＣＫ（１）が届くことにより、シーケンス番号１〜２の伝送が完了する。その後、引き続きシーケンス番号３のパケット（ＤＡＴＡ（３））の送信を行う。
【００３４】
このように、従来技術では、パケット消失時、即ち、シーケンス番号が連続的にならない場合にはＮＡＫ返信によりエラー制御を行い、かつ、消失したパケットのみを再送することにより無駄なトラヒックの増加を抑えている。パケット消失の原因が無線ＬＡＮ回線の品質劣化による場合は、このようなパケット再送によってデータを正しく伝送できる可能性が高くなる。しかしながら、無線ＬＡＮ装置が同時にパケット送信を開始して、パケット衝突が発生することによりパケット消失が発生している場合は、同じタイミングで再送すると、再びパケット衝突になる可能性がある。
【００３５】
このため、本実施形態ではＮＡＫによるパケット再送時に異なる送信方法を行っている。図６は、パケット消失が生じた場合の、本実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００３６】
パケット送信側が、パケット受信側でのシーケンス番号の食い違いにより送信されたＮＡＫパケット（ＮＡＫ（１））を受信した場合は、ダミーパケットとＮＡＫパケットにより要求のあったパケット（ＤＡＴＡ（１））とを再送する。このとき、ダミーパケットのサイズは最小（ショートパケット）とし、伝送時間を最小に抑えることが望ましい。
【００３７】
双方のインタフェース変換装置の送信タイミングが一致しており、ダミーパケットが万一消失した場合でも、引き続いて送られている再送データパケットは、無線ＬＡＮ装置が有しているバックオフ時間のため、衝突する可能性が低くなり、パケット消失を低減させることができるので回線品質を向上させることができる。
【００３８】
送信するダミーパケットは１つであっても良いし、複数であっても良い。ただし、複数のダミーパケットを再送する場合には、帯域をその分多く使用することになる。
【００３９】
図７は、無線ＬＡＮ装置の有するバックオフ時間を説明する図である。
【００４０】
同図に示すように、第１及び第２の無線ＬＡＮ装置がパケットを同じタイミングで送出し、パケット衝突が発生した場合は、無線ＬＡＮ装置は、各装置がランダムに決定するバックオフ時間だけ待機して再度パケット送出を試みる。図７の例では、第２の無線ＬＡＮ装置のバックオフ時間が短いため、先にパケット送信を行っている。第１の無線ＬＡＮ装置は、バックオフ時間を終了してパケット送信を試みようとするが、その時点では第２の無線ＬＡＮ装置がパケット送信中であるため待機する。そして、第２の無線ＬＡＮ装置のパケット送信完了後、第１の無線ＬＡＮ装置は、パケット送信を行う。
【００４１】
図８は、本実施形態による送信タイミングを変更する手順を説明する図である。
【００４２】
図６に示したパケット再送手順を実施してもＮＡＫパケットが連続して発生する場合が考えられる。この場合は、対向するインタフェース変換装置での送出タイミングを変更することによりパケット消失の低減を図る。
【００４３】
具体的には、パケット消失によるＮＡＫパケット受信が事前に設定した所定回数（例えば３回）継続した場合は、パケット送出タイミングを変化させる。変化させる時間は、ディジタル同期回線のクロック時間の規定倍や、イーサネット回線の最小パケットサイズに相当する時間などが考えられ、事前に設定しておく。この送出タイミング変化後も、ＮＡＫパケットを所定回数受信するごとに、送出タイミングを変化させる。
【００４４】
パケット送出タイミングを変化させることは、事前に設定した一定回数（例えば５回）まで行われる。パケット送出タイミングをこのように変化させることを一定回数行ってもパケット消失が生じる場合は、そのパケットの送信を断念する。
【００４５】
本実施形態の変更態様においては、パケット送出タイミングを変化させることを、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行う。このように、送出タイミング変化後もパケット消失状況に変化が無い場合は、パケット消失がなくなるまで送出タイミングを変化させても良い。
【００４６】
図９は、以上述べた本実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００４７】
パケット受信側のインタフェース変換装置では、パケット受信の待ち状態となっており（ステップＳ１）、パケットを受信するとこれがデータパケットであるかどうか判別する（ステップＳ２）。
【００４８】
データパケットである場合は、これが新しいシーケンス番号のデータパケットであるかどうか判別する（ステップＳ３）。新しいシーケンス番号のデータパケットである場合は、ＡＣＫパケットをパケット送信側のインタフェース変換装置へ送る（ステップＳ４）。新しいシーケンス番号のデータパケットでない場合は、このデータパケットを廃棄し（ステップＳ５）、パケット送信側のインタフェース変換装置が次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。
【００４９】
データパケットでない場合は、これが送信したデータパケットに対するＮＡＫパケットであるかどうか判別する（ステップＳ７）。ＮＡＫパケットでない場合は、これがＡＣＫ待ちテーブルにあるデータパケットに対するＡＣＫパケットであるかどうか判別する（ステップＳ８）。そのＡＣＫパケットである場合は、そのパケットのシーケンス番号をＡＣＫ待ちテーブルから削除し（ステップＳ９）、次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。ＡＣＫパケットでない場合は、そのパケットを廃棄し（ステップＳ１０）、次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。
【００５０】
ステップＳ７において、ＮＡＫパケットであると判別した場合は、ＮＡＫパケットを事前に設定した所定回数（例えば３回）連続して受信したかどうか判別する（ステップＳ１１）。ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信していない場合、パケット送信側のインタフェース変換装置は、まず、ダミーパケット（ショートパケット）を送信し（ステップＳ１２）、続けて、再送すべきデータパケットを送信し（ステップＳ１３）する。送信するダミーパケットは１つであっても良いし、複数であっても良い。次いで、ステップＳ２へ戻り、パケット受信側のインタフェース変換装置は、受信したパケットがデータパケットであるかどうか判別する動作を行う。
【００５１】
ステップＳ１１において、ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信したと判別した場合は、送信タイミング変更を事前に設定した一定回数（例えば５回）未満であるかどうか判別する（ステップＳ１４）。送信タイミングの変更が一定回数未満である場合は、送信タイミング変更を行う（ステップＳ１５）。一定回数以上の場合は、このデータパケットの送信を断念し（ステップＳ１６）、次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。
【００５２】
なお、パケット送出タイミングを変化させることを、上述のように一定回数に限定せずに、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行っても良い。
【００５３】
図１０は、パケット消失が生じた場合の、本発明の他の実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００５４】
パケット送信側が、パケット受信側でのシーケンス番号の食い違いにより送信されたＮＡＫパケット（ＮＡＫ（１））を受信した場合は、ＮＡＫパケットにより要求のあったパケット（ＤＡＴＡ（１））を複数回（例えば２回）連続して再送する。
【００５５】
双方のインタフェース変換装置の送信タイミングが一致しており、一つの再送データパケットが万一消失した場合でも、引き続いて送られている再送データパケットは、無線ＬＡＮ装置が有しているバックオフ時間のため、衝突する可能性が低くなり、パケット消失を低減させることができるので回線品質を向上させることができる。前述の図３の実施形態におけるダミーパケット＋再送データパケットの手順では、再送パケットが消失した場合はもう一度再送が必要となるが、本実施形態の手順であれば、いずれかのデータパケットが消失してもデータパケットを確実に届けることが可能となる。ただし、再送データパケットのサイズが大きい場合、３つ以上のデータパケットを再送する場合には、帯域を多く使用することになる。
【００５６】
図１１は、本実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００５７】
図１１のフローチャートは、ステップＳ１２´においてダミーパケットではなく再送すべきデータパケットを送信する点のみが図９のフローチャートと相違しており、その他の処理は同様である。
【００５８】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、パケット再送を行う際に、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信するか、又は再送すべき同一のパケットを複数送信しているので、パケット衝突が少なくなり、パケット消失が低減するから回線品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル同期網とディジタルインタフェース機器とが、インタフェース変換装置及びパケット通信を行う非同期回線を介して相互接続される一般的なネットワーク構成を示すブロック図である。
【図２】図１の一般的な構成におけるパケット消失を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるネットワーク構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】パケットが正常に送信された場合のインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図５】パケット消失が生じた場合の、従来技術によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図６】パケット消失が生じた場合の、図３の実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図７】無線ＬＡＮ装置の有するバックオフ時間を説明する図である。
【図８】図３の実施形態による送信タイミングを変更する手順を説明する図である。
【図９】図３の実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】パケット消失が生じた場合の、本発明の他の実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図１１】図１０の実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、３０ ディジタル同期網
１１、３１ 第１のインタフェース変換装置
１２、１６、３２、３６ 同期回線
１３、３３ 第２のインタフェース変換装置
１４、３４ 非同期回線
１５、３５ ディジタルインタフェース機器
３７、３８ 無線ＬＡＮ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークを介してデータ送受信を行うシステムにおいて、特定のインタフェースを有する通信回線と、この特定のインタフェースと異なるインタフェースを有する回線との間でデータ形式の変換を行って相互通信を可能とするインタフェース変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物理インタフェースが互いに異なる回線間でデータ送受信を行うシステムでは、物理インタフェースに応じてデータ形式を変換するインタフェース変換装置を回線間に介在させることが行われている。
【０００３】
図１は、ディジタル同期網とディジタルインタフェース機器とが、インタフェース変換装置及びパケット通信を行う非同期回線を介して相互接続される一般的なネットワーク構成を示している。
【０００４】
同図において、１０はディジタル同期網、１１は同期回線１２を介してディジタル同期網１０に接続された第１のインタフェース変換装置、１３はパケット通信を行う非同期回線１４を介して第１のインタフェース変換装置１１に接続された第２のインタフェース変換装置、１５は同期回線１６を介して第２のインタフェース変換装置１３に接続されたディジタルインタフェース機器をそれぞれ示している。
【０００５】
同期回線１０から受信されたデータは、第１のインタフェース変換装置１１のデータバッファに一時蓄積される。第１のインタフェース変換装置１１では、一定長のデータをバッファから読み出し、パケットを生成する。その後、宛先アドレスなどのヘッダを付加し、パケット回線等の非同期回線１４に送出する。逆に、非同期回線１４から受信されたパケットは、第１のインタフェース変換装置１１又はインタフェース変換装置１３において、データ部のみがデータバッファに蓄積され、連続的に読み出されて同期回線１２又は１６に送信される（例えば、特許文献１、特許文献２及び非特許文献１）。
【０００６】
この種のインタフェース変換装置は、上位のディジタル同期網（基幹ネットワーク側）からクロック供給を受ける従属同期で動作する形態が一般的である。即ち、図１に示すように、第１のインタフェース変換装置１１はディジタル同期網１０側からクロック供給を受ける。一方、非同期回線１４を介してこれに接続される対向する同期回線側では、網側からクロックの供給を行うことが出来ない。このため、第２のインタフェース変換装置１３にクロックを内蔵し、接続されるディジタルインタフェース機器１５に対してはこの第２のインタフェース変換装置１３からクロック供給を行う形態を取る。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−０３２６０９号公報
【特許文献２】
特開平９−２６１２９５号公報
【非特許文献１】
「プレジオクロナス網間接続装置の研究」、国際通信の研究、Ｎｏ．１１４、Ｏｃｔ．１９８２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インタフェース変換装置のクロック精度は、通常、網のクロック精度より劣るため、対向するインタフェース変換装置でのデータ送受信タイミングは、一致している状態とずれている状態とが発生し、この２つの状態は周期的に変化することになる。
【０００９】
なお、非同期回線の一部に無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）回線を用いる場合、図２（Ａ）に示すように、対向する第１及び第２のインタフェース変換装置間で送出タイミングがずれている状態では、無線区間におけるパケット衝突は少ない。逆に、図２（Ｂ）に示すように、送出タイミングが一致している状態では、無線ＬＡＮ装置が無線区間に対して同時にパケット送信を試みることとなり、パケット衝突が発生してパケット消失となる可能性が高くなる。このような場合、対向する無線ＬＡＮ装置間では、エラー制御によりパケット再送を行うが、送出タイミングが一致している状態では、続けてパケット衝突が発生する可能性が高くなる問題がある。
【００１０】
前述したように、対向する第１及び第２のインタフェース変換装置間においてパケット送出タイミングが一致する状態とずれている状態が周期的に変化すると、一致している状態では無線ＬＡＮ回線でのパケット衝突の可能性が高くなるが、従来のインタフェース変換装置では、これらを検出、防止する手段が無いという問題点があった。
【００１１】
従って本発明の目的は、パケット通信を行う非同期回線におけるパケット衝突によるパケットの消失を低減させることができるインタフェース変換装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、同期回線とパケット通信を行う非同期回線とを相互接続するインタフェース変換装置であって、非同期回線におけるパケット消失によるＮＡＫパケットを受信して非同期回線を介するパケット再送を行う際には、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信するインタフェース変換装置が提供される。
【００１３】
パケット再送を行う際に、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信するか、又は再送すべき同一のパケットを複数送信しているので、パケット衝突が少なくなり、パケット消失が低減するから回線品質を向上させることができる。
【００１４】
ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信した場合は、対向するインタフェース変換装置間での送出タイミングが一致することによりパケット衝突が起きているものと判断し、パケット送出タイミングを変化させてパケット再送を行うことが好ましい。パケット送出タイミングを変化させることにより、パケット衝突を回避させる可能性が高くなる。
【００１５】
パケット送出タイミングを変化させることを一定回数まで行うことがより好ましい。このようにパケット送出タイミングを変化させることを一定回数行ってもパケット消失が生じる場合は、そのパケットの送信を断念することが好ましい。
【００１６】
パケット送出タイミングを変化させることを、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行うことも好ましい。このように、送出タイミング変化後もパケット消失状況に変化が無い場合は、パケット消失がなくなるまで送出タイミングを変化させても良い。
【００１７】
パケット通信を行う非同期回線が、無線ＬＡＮ回線を含んでいることが好ましい。
【００１８】
なお、無線ＬＡＮ装置間では、回線品質を向上させるためエラー制御が通常行われている。この無線ＬＡＮ回線での再送制御に加え、本発明のインタフェース変換装置間でのエラー制御を用いると回線品質をより向上させることが可能となるが、エラー制御が二重に入るため伝送遅延を増大させることとなる。ディジタル同期回線において、大きな遅延が生じると、回線品質が劣化するため、インタフェース変換装置側のみでエラー制御を行い、無線ＬＡＮ装置ではエラー制御を行わないことが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の一実施形態におけるネットワーク構成を概略的に示すブロック図である。
【００２０】
同図において、３０はディジタル同期網、３１はディジタル同期回線３２を介してディジタル同期網３０に接続された第１のインタフェース変換装置、３３はパケット通信を行う非同期回線（パケット回線）３４を介して第１のインタフェース変換装置３１に接続された第２のインタフェース変換装置、３５はディジタル同期回線３６を介して第２のインタフェース変換装置３３に接続されたディジタルインタフェース機器をそれぞれ示している。
【００２１】
パケット回線３４は、無線ＬＡＮ装置３７及び３８を備えた無線ＬＡＮ回線を有している。パケット回線中にハブを設ければ、無線ＬＡＮ回線と有線ＬＡＮ回線（イーサネット（登録商標）回線）とが混在したネットワーク構成とすることも可能である。第１及び第２のインタフェース変換装置３１及び３３は、それぞれディジタル同期インタフェースとイーサネットインタフェースとを有している。
【００２２】
ディジタル同期回線からのデータはインタフェース変換装置の受信バッファに入力され、事前に設定した規定フレーム分の受信が完了すると、ヘッダ等を付加しイーサネット回線に送出される。受信側では、イーサネット回線から受信したパケットのデータ部分を取り出してバッファに入力し、ディジタル同期回線のクロック速度で連続的に読み出されて送出される。
【００２３】
無線ＬＡＮ区間では、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）機能によりパケット送信が行われる。ＣＳＭＡでは、パケット送信前に通信チャネルをモニタ（キャリアセンス）し、他の無線局がパケット送信を行っていない場合は自局が送信を行う。もし、他局がパケット送信を行っている場合は一定時間待機し、再度送信を試みる手順によりパケット送信が行われる。このように、対向する無線ＬＡＮ装置間では同時にパケット送信を行うことは出来ず、交互に送信する通信（半二重通信）となる。
【００２４】
ディジタル同期回線は全二重回線であり、イーサネット回線は全二重と半二重があるが、本実施形態のネットワーク構成ではパケット回線の一部が半二重の無線ＬＡＮ回線である。よって、本ネットワーク構成をとるためには、無線ＬＡＮ回線の伝送速度が、ディジタル同期回線の伝送速度の２倍以上であることが必要である。（具体的な物理伝送速度としては、ディジタル同期回線が１．５４４Ｍｂｉｔ／ｓ、無線ＬＡＮ回線が１０Ｍｂｉｔ／ｓを想定している。）
次に、本実施形態のインタフェース変換装置間におけるデータ送信手順を説明する。
【００２５】
図４は、パケットが正常に送信された場合のインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００２６】
パケット送信側のインタフェース変換装置では、ディジタル同期回線から連続的にデータを受信し、規定のフレーム数を受信すると、シーケンス番号などのヘッダを付加したパケットに変換した後、イーサネット回線に送信する（例えば、ＤＡＴＡ（１））。パケット送信時には、送信したパケットのシーケンス番号（例えばシーケンス番号１）をＡＣＫ待ちテーブルに登録し、受信側からのＡＣＫ返信を待つ。
【００２７】
パケット受信側のインタフェース変換装置では、次に受信予定のシーケンス番号を管理している。届いたパケットのシーケンス番号（例えばシーケンス番号１）が受信予定のシーケンス番号と一致すれば、送信側にＡＣＫ返信（例えばＡＣＫ（１））を行う。また、受信パケットはディジタル同期回線への送信待ちキューへ入力され、ディジタル同期回線の回線速度で連続的に送出される。
【００２８】
パケット送信側では、送信したシーケンス番号のＡＣＫ（例えば、ＡＣＫ（１））を受信すると、ＡＣＫ待ちテーブルから該当番号を消去してデータ送信を終了する。
【００２９】
なお、受信側からＡＣＫが届いていない段階でもデータ送信し、伝送効率の向上を図る構成も考えられる。図４の例では、シーケンス番号２、３（ＤＡＴＡ（２）、ＤＡＴＡ（３））を続けて送信する手順が示されている。
【００３０】
なお、以上の説明では一方向のデータ伝送手順しか説明していないが、ディジタル同期回線は全二重回線であるため、各インタフェース変換装置では、イーサネット回線への送信及びイーサネット回線からの受信の両方を行っている。
【００３１】
図５は、パケット消失が生じた場合の、従来技術によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００３２】
パケット受信側のインタフェース変換装置では、次に受信予定のシーケンス番号を管理しているが、図５の場合、シーケンス番号１のパケット（ＤＡＴＡ（１））より先にシーケンス番号２のパケット（ＤＡＴＡ（２））を受信している。このため、送信側にシーケンス番号１のパケット再送を要求するＮＡＫパケット（ＮＡＫ（１））を送信する。
【００３３】
送信側では、シーケンス番号１の再送要求であるＮＡＫ（１）が届いたため、シーケンス番号１のパケット（ＤＡＴＡ（１））を再送し、その後、受信側から再送パケットに対するＡＣＫ（１）が届くことにより、シーケンス番号１〜２の伝送が完了する。その後、引き続きシーケンス番号３のパケット（ＤＡＴＡ（３））の送信を行う。
【００３４】
このように、従来技術では、パケット消失時、即ち、シーケンス番号が連続的にならない場合にはＮＡＫ返信によりエラー制御を行い、かつ、消失したパケットのみを再送することにより無駄なトラヒックの増加を抑えている。パケット消失の原因が無線ＬＡＮ回線の品質劣化による場合は、このようなパケット再送によってデータを正しく伝送できる可能性が高くなる。しかしながら、無線ＬＡＮ装置が同時にパケット送信を開始して、パケット衝突が発生することによりパケット消失が発生している場合は、同じタイミングで再送すると、再びパケット衝突になる可能性がある。
【００３５】
このため、本実施形態ではＮＡＫによるパケット再送時に異なる送信方法を行っている。図６は、パケット消失が生じた場合の、本実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００３６】
パケット送信側が、パケット受信側でのシーケンス番号の食い違いにより送信されたＮＡＫパケット（ＮＡＫ（１））を受信した場合は、ダミーパケットとＮＡＫパケットにより要求のあったパケット（ＤＡＴＡ（１））とを再送する。このとき、ダミーパケットのサイズは最小（ショートパケット）とし、伝送時間を最小に抑えることが望ましい。
【００３７】
双方のインタフェース変換装置の送信タイミングが一致しており、ダミーパケットが万一消失した場合でも、引き続いて送られている再送データパケットは、無線ＬＡＮ装置が有しているバックオフ時間のため、衝突する可能性が低くなり、パケット消失を低減させることができるので回線品質を向上させることができる。
【００３８】
送信するダミーパケットは１つであっても良いし、複数であっても良い。ただし、複数のダミーパケットを再送する場合には、帯域をその分多く使用することになる。
【００３９】
図７は、無線ＬＡＮ装置の有するバックオフ時間を説明する図である。
【００４０】
同図に示すように、第１及び第２の無線ＬＡＮ装置がパケットを同じタイミングで送出し、パケット衝突が発生した場合は、無線ＬＡＮ装置は、各装置がランダムに決定するバックオフ時間だけ待機して再度パケット送出を試みる。図７の例では、第２の無線ＬＡＮ装置のバックオフ時間が短いため、先にパケット送信を行っている。第１の無線ＬＡＮ装置は、バックオフ時間を終了してパケット送信を試みようとするが、その時点では第２の無線ＬＡＮ装置がパケット送信中であるため待機する。そして、第２の無線ＬＡＮ装置のパケット送信完了後、第１の無線ＬＡＮ装置は、パケット送信を行う。
【００４１】
図８は、本実施形態による送信タイミングを変更する手順を説明する図である。
【００４２】
図６に示したパケット再送手順を実施してもＮＡＫパケットが連続して発生する場合が考えられる。この場合は、対向するインタフェース変換装置での送出タイミングを変更することによりパケット消失の低減を図る。
【００４３】
具体的には、パケット消失によるＮＡＫパケット受信が事前に設定した所定回数（例えば３回）継続した場合は、パケット送出タイミングを変化させる。変化させる時間は、ディジタル同期回線のクロック時間の規定倍や、イーサネット回線の最小パケットサイズに相当する時間などが考えられ、事前に設定しておく。この送出タイミング変化後も、ＮＡＫパケットを所定回数受信するごとに、送出タイミングを変化させる。
【００４４】
パケット送出タイミングを変化させることは、事前に設定した一定回数（例えば５回）まで行われる。パケット送出タイミングをこのように変化させることを一定回数行ってもパケット消失が生じる場合は、そのパケットの送信を断念する。
【００４５】
本実施形態の変更態様においては、パケット送出タイミングを変化させることを、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行う。このように、送出タイミング変化後もパケット消失状況に変化が無い場合は、パケット消失がなくなるまで送出タイミングを変化させても良い。
【００４６】
図９は、以上述べた本実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００４７】
パケット受信側のインタフェース変換装置では、パケット受信の待ち状態となっており（ステップＳ１）、パケットを受信するとこれがデータパケットであるかどうか判別する（ステップＳ２）。
【００４８】
データパケットである場合は、これが新しいシーケンス番号のデータパケットであるかどうか判別する（ステップＳ３）。新しいシーケンス番号のデータパケットである場合は、ＡＣＫパケットをパケット送信側のインタフェース変換装置へ送る（ステップＳ４）。新しいシーケンス番号のデータパケットでない場合は、このデータパケットを廃棄し（ステップＳ５）、パケット送信側のインタフェース変換装置が次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。
【００４９】
データパケットでない場合は、これが送信したデータパケットに対するＮＡＫパケットであるかどうか判別する（ステップＳ７）。ＮＡＫパケットでない場合は、これがＡＣＫ待ちテーブルにあるデータパケットに対するＡＣＫパケットであるかどうか判別する（ステップＳ８）。そのＡＣＫパケットである場合は、そのパケットのシーケンス番号をＡＣＫ待ちテーブルから削除し（ステップＳ９）、次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。ＡＣＫパケットでない場合は、そのパケットを廃棄し（ステップＳ１０）、次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。
【００５０】
ステップＳ７において、ＮＡＫパケットであると判別した場合は、ＮＡＫパケットを事前に設定した所定回数（例えば３回）連続して受信したかどうか判別する（ステップＳ１１）。ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信していない場合、パケット送信側のインタフェース変換装置は、まず、ダミーパケット（ショートパケット）を送信し（ステップＳ１２）、続けて、再送すべきデータパケットを送信し（ステップＳ１３）する。送信するダミーパケットは１つであっても良いし、複数であっても良い。次いで、ステップＳ２へ戻り、パケット受信側のインタフェース変換装置は、受信したパケットがデータパケットであるかどうか判別する動作を行う。
【００５１】
ステップＳ１１において、ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信したと判別した場合は、送信タイミング変更を事前に設定した一定回数（例えば５回）未満であるかどうか判別する（ステップＳ１４）。送信タイミングの変更が一定回数未満である場合は、送信タイミング変更を行う（ステップＳ１５）。一定回数以上の場合は、このデータパケットの送信を断念し（ステップＳ１６）、次のデータパケットの送信に移る（ステップＳ６）。
【００５２】
なお、パケット送出タイミングを変化させることを、上述のように一定回数に限定せずに、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行っても良い。
【００５３】
図１０は、パケット消失が生じた場合の、本発明の他の実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【００５４】
パケット送信側が、パケット受信側でのシーケンス番号の食い違いにより送信されたＮＡＫパケット（ＮＡＫ（１））を受信した場合は、ＮＡＫパケットにより要求のあったパケット（ＤＡＴＡ（１））を複数回（例えば２回）連続して再送する。
【００５５】
双方のインタフェース変換装置の送信タイミングが一致しており、一つの再送データパケットが万一消失した場合でも、引き続いて送られている再送データパケットは、無線ＬＡＮ装置が有しているバックオフ時間のため、衝突する可能性が低くなり、パケット消失を低減させることができるので回線品質を向上させることができる。前述の図３の実施形態におけるダミーパケット＋再送データパケットの手順では、再送パケットが消失した場合はもう一度再送が必要となるが、本実施形態の手順であれば、いずれかのデータパケットが消失してもデータパケットを確実に届けることが可能となる。ただし、再送データパケットのサイズが大きい場合、３つ以上のデータパケットを再送する場合には、帯域を多く使用することになる。
【００５６】
図１１は、本実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００５７】
図１１のフローチャートは、ステップＳ１２´においてダミーパケットではなく再送すべきデータパケットを送信する点のみが図９のフローチャートと相違しており、その他の処理は同様である。
【００５８】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、パケット再送を行う際に、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信するか、又は再送すべき同一のパケットを複数送信しているので、パケット衝突が少なくなり、パケット消失が低減するから回線品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル同期網とディジタルインタフェース機器とが、インタフェース変換装置及びパケット通信を行う非同期回線を介して相互接続される一般的なネットワーク構成を示すブロック図である。
【図２】図１の一般的な構成におけるパケット消失を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるネットワーク構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】パケットが正常に送信された場合のインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図５】パケット消失が生じた場合の、従来技術によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図６】パケット消失が生じた場合の、図３の実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図７】無線ＬＡＮ装置の有するバックオフ時間を説明する図である。
【図８】図３の実施形態による送信タイミングを変更する手順を説明する図である。
【図９】図３の実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】パケット消失が生じた場合の、本発明の他の実施形態によるインタフェース変換装置間のデータ送信手順を説明する図である。
【図１１】図１０の実施形態の伝送手順を実際に実施するためのインタフェース変換装置の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、３０ ディジタル同期網
１１、３１ 第１のインタフェース変換装置
１２、１６、３２、３６ 同期回線
１３、３３ 第２のインタフェース変換装置
１４、３４ 非同期回線
１５、３５ ディジタルインタフェース機器
３７、３８ 無線ＬＡＮ装置
Claims (6)
- 同期回線とパケット通信を行う非同期回線とを相互接続するインタフェース変換装置であって、前記非同期回線におけるパケット消失によるＮＡＫパケットを受信して該非同期回線を介するパケット再送を行う際には、少なくとも１つのダミーパケットと再送すべきパケットとを送信することを特徴とするインタフェース変換装置。
- 前記ＮＡＫパケットを所定回数連続して受信した場合は、パケット送出タイミングを変化させて前記パケット再送を行うことを特徴とする請求項１に記載のインタフェース変換装置。
- 前記パケット送出タイミングを変化させることを、一定回数まで行うことを特徴とする請求項２に記載のインタフェース変換装置。
- パケット送出タイミングを変化させることを一定回数行ってもパケット消失が生じる場合は、当該パケットの送信を断念することを特徴とする請求項３に記載のインタフェース変換装置。
- パケット送出タイミングを変化させることを、パケット消失によるＮＡＫパケットを受信しなくなるまで行うことを特徴とする請求項２に記載のインタフェース変換装置。
- 前記パケット通信を行う非同期回線が、無線ＬＡＮ回線を含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインタフェース変換装置。
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