JP4268101B2 - メディアコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、ギガビットクラスの伝送速度のネットワークに適用することができるメディアコンバータに関する。

フレーム伝送を行うローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）等のネットワークとして、例えば、図３に示すネットワークシステムが知られている。同図に於いて、３０はＩＥＥＥ８０２．３ｚに準拠した１０００ＢＡＳＥ−Ｘの光ファイバによる伝送路、３１，４１は端末、３２，４２はＩＥＥＥ８０２．３ａｂに準拠した１０００ＢＡＳＥ−Ｔの非シールド撚り線による伝送路、３３，４３は電気信号と光信号との変換手段を含むメディアコンバータを示し、それぞれ伝送路に対するインタフェース終端部を備えている。

端末３１からのデータは、フレーム構成により伝送路３２を介してメディアコンバータ３３に伝送され、このメディアコンバータ３３により光信号に変換されて伝送路３０に送出され、メディアコンバータ４３により電気信号に変換されて、伝送路４２を介して端末４１に伝送される。この場合の伝送路３２，４２，３０は、それぞれＧｂｐｓクラスの伝送速度で、フレーム伝送を行うことができるものである。

前述のメディアコンバータ３３，４３は、例えば、図４に示す構成を有するものであり、５１，５２は主信号処理部、５３，５４は物理層終端部、５５，５６は内部インタフェース変換部、５７はメモリ部、５８はメモリ制御部を示す。主信号部５１，５２は伝送方向が反対となるだけで、ほぼ同様な構成を有するものである。又物理層終端部５４を光ファイバによる伝送路側とすると、主信号部５１からの電気信号を光信号に変換して伝送路に送出し、伝送路から受信した光信号を電気信号に変換して主信号処理部５２に入力する構成を備えることになる。

又メモリ制御部５８は、固定値として示すタイミング等を設定することにより、書込アドレス（書込ＡＤ）と書込データ（書込ＤＡＴ）とをメモリ部５７に加えてフレーム単位で書込み、そのフレームについてフレームチェックシーケンスＦＣＳを付加する処理を行い、読出アドレス（読出ＡＤ）により読出した読出データ（読出ＤＡＴ）を、内部インタフェース変換部５６から物理層終端部５４に転送し、光信号に変換して光ファイバからなる伝送路に送出する。

主信号処理部５１，５２と物理層終端部５３，５４との間は、ＩＥＥＥ８０２．３で規定するＧＭＩＩ／ＭＩＩ（Ｇｉｇａｂｉｔ−Ｍｅｄｉａ−Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ−Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ／Ｍｅｄｉａ−Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ−Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）によるメディア非依存性インタフェースであり、１２バイト分のフレーム間時間を挿入してフレーム転送を行うものである。又物理層終端部５４から伝送路に送出する時に、フレームが偶数バイトであると、１２バイト分のフレーム間時間ＩＦＧを設けて次のフレームの送出を行い、奇数バイトのフレームの場合は、１３バイト分のフレーム間時間ＩＦＧを設ける規定となっている。

図５はフレーム間時間の説明図であり、主信号処理部５１と物理層終端部５４と伝送路の媒体（光ファイバ）との間の転送フレームについて、フレームの最後尾のＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と次のフレームの先頭のプリアンブルとの間に設けるフレーム間時間を示すもので、それぞれの略号の“／Ｓ／”はＳｔａｒｔ ｏｆ Ｐａｃｋｅｔ、“／Ｔ／”はＥｎｄ ｏｆ Ｐａｃｋｅｔ、“／Ｒ／”はＣａｒｒｉｅｒ Ｅｘｔｅｎｄ、“／Ｉ／”はＩＤＬＥ、ＣＳＲはＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｔｅ Ｒｅｓｅｔ、“ＥＳＤ”はＥｎｄ−ｏｆ−Ｓｔｒｅａｍ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ、“ＳＳＤ”はＳｔａｒｔ−ｏｆ−Ｓｔｒｅａｍ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒを示す。

主信号処理部５１と物理層終端部５４との間のメディア非依存性インタフェースでは、フレーム間時間は、前述のように、１２バイトに規定されている。又物理層終端部５４と伝送路媒体との間でフレームを転送する時のフレーム間時間ＩＦＧは１２バイトを基本とし、偶数バイトのフレーム送信後は、１バイト構成の“／Ｔ／”，“／Ｒ／”と２バイト構成の“／Ｉ／”とからなる合計１２バイトとし、奇数バイトのフレーム送信後は、１バイト構成の“／Ｔ／”，“／Ｒ／”，“／Ｒ／”と２バイト構成の“／Ｉ／”とからなる合計１３バイトとする。又伝送媒体を１０００ＢＡＳＥ−Ｔによる非シールド撚り線としてフレームを転送する時、フレーム間に、それぞれ１バイト構成の“ＣＳＲ”，“ＣＳＲ”，“ＥＳＤ”，“ＥＳＤ”と“／Ｉ／”とによる合計１２バイトのフレーム間時間を設けるもので、フレーム先頭のプリアンブルに“ＳＳＤ１”，“ＳＳＤ２”を設ける。

又前述の１０００ＢＡＳＥ−Ｔに準拠した伝送媒体と、１０００ＢＡＳＥ−Ｘに準拠した伝送媒体との間のフレーム転送制御を行うメディアコンバータに於いて、前述のメモリ部に相当するＦＩＦＯを設け、又１０００ＢＡＳＥ−Ｔに準拠した伝送媒体側のリンク断の場合に、８Ｂ１０Ｂ符号変換することにより未使用となるコードを、リンク断情報として転送する手段が知られている（例えば、特許文献1参照）。
特開２００３−８７２７６号公報

前述の１０００ＢＡＳＥ−Ｔ／１０００ＢＡＳＥ−Ｘ相互インタフェース変換を行うメディアコンバータに於いて、例えば、図６に示す１０００ＢＡＳＥ−Ｔ物理終端部（図４の物理層終端部５３に相当）と、信号処理部（図４の主信号処理部５１に相当）と、１０００ＢＡＳＥ−Ｘ物理終端部（図４の物理層終端部５４に相当）を含むメディアコンバータに於いて、偶数ｂｙｔｅフレーム長フルレート疎通時として示すように、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側からフレーム間時間１２ｂｙｔｅ ＴＩＭＥとした偶数バイト（例えば、１５１８バイト）のフレームに対して、メディアコンバータは、１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側へ、フレーム間時間１２ｂｙｔｅ ＴＩＭＥとして示す１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側と同一のフレーム間時間を挿入した偶数バイト（１５１８バイト）長のフレームを伝送することができる。この場合、１０００ＢＡＳＥ−Ｘ物理終端部には、送信クロックに同期させる為の僅かな容量のメモリを備えているだけであるが、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側からのフレームを１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側へ転送することができる。即ち、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側の伝送レートと、１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側の伝送レートとは同一となる。

しかし、奇数ｂｙｔｅフレーム長フルレート疎通時として示すように、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側からフレーム間時間１２ｂｙｔｅ ＴＩＭＥとした奇数バイト（例えば、１５１７バイト）のフレームを、１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側へ送出する時、フレーム間時間を１３ｂｙｔｅ ＴＩＭＥとして示すように、奇数バイト長のフレーム間時間を挿入することになる。その為，１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側の伝送レートと、１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側の伝送レートとが相違し、奇数バイトフレームが連続することにより、フレームロスが発生する問題がある。

このような問題を回避する為には、１０００ＢＡＳＥ−Ｘ物理終端部に大容量のバッファメモリを設けることが考えられる。しかし、それによるメディアコンバータの回路規模の増大とコストアップとの問題と、バッファリングによる伝送遅延の問題とが生じることになる。又フレームロス発生時に、上位レイヤによる再送制御によってリカバリを行うことになるが、それによるトラフィックの増大の問題と共に実質的な伝送効率の低下の問題がある。又１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェースを介して送受信する場合の相互のクロック周波数偏差は、規格上、２００ｐｐｍであるが、例えば、１０，０００バイトのフレームを伝送する場合、１０，０００バイトについて２バイト分のクロック差が生じる問題がある。

本発明は、僅かな機能を付加することにより、フレームロスの発生を回避させることを目的とする。

本発明のメディアコンバータは、フレーム伝送に於ける電気信号データと光信号データとの間の変換手段を含むメディアコンバータに於いて、電気信号フレームの伝送側の物理層終端部と、光信号フレームの伝送側の物理層終端部と、それらの間の転送データを処理する主信号処理部とを含み、該主信号処理部は、少なくとも１フレーム分のデータを蓄積するメモリ部と、該メモリ部に対する書込み及び読出しを制御するメモリ制御部と、前記メモリ部に書込むフレームが奇数バイトか偶数バイトかを識別して、フレーム間時間を奇数バイトのフレームに対しては奇数バイト分、偶数バイトのフレームに対しては偶数バイト分とする読出タイミングを生成して前記メモリ制御部に加えるフレーム読出タイミング生成部とを有するものである。

又前記フレーム読出タイミング生成部は、前記メモリ制御部からの前記メモリ部に対する書込アドレスと読出アドレスとにより、前記メモリ部の記憶容量の残量を識別し、該残量が所定値以下となった時に、前記フレーム間時間を短縮するタイミングのフレーム読出タイミングを生成して、前記メモリ制御部に入力する構成とすることができる。

又前記フレーム読出タイミング生成部は、前記フレームが奇数バイトの連続時に、前記偶数バイトのフレームに対するフレーム間時間に対して１バイト分の増加と減少とによる奇数バイト分のフレーム間時間となるフレーム読出タイミングを生成して、前記メモリ制御部に入力する構成とすることができる。

又前記フレーム読出タイミング生成部は、前記メモリ制御部からの前記メモリ部に対する書込アドレスにより、前記メモリ部に書込んだフレームのバイト数を識別し、該バイト数が所定値を超えるフレームに対して、クロック周波数差に対応してフレーム間時間を短縮するタイミングのフレーム読出タイミングを生成して、前記メモリ制御部に入力する構成とすることができる。

主信号処理部は、少なくとも１フレーム分のデータを蓄積できる記憶容量のメモリ部を備え、このメモリ部の読出しのタイミングにより、フレーム間時間を選択できるから、フレーム読出タイミング生成部により、フレームのバイト数が奇数であるか偶数であるかを識別して、フレーム間時間を奇数バイト分とするか偶数バイト分とするかを判定して、フレーム読出タイミングを生成して、メモリ制御部に入力するもので、物理層終端部は、従来と同様の構成、即ち、大容量のバッファメモリを設けることなく、且つフレームロスが発生することなく、光信号フレームを伝送することができる。

本発明のメディアコンバータは、図１を参照すると、フレーム伝送に於ける電気信号データと光信号データとの間の変換手段を含むメディアコンバータであって、電気信号フレームの伝送側の物理層終端部３と、光信号フレームの伝送側の物理層終端部４と、それらの間の転送データを処理する主信号処理部１，２とを含み、主信号処理部１，２は、少なくとも１フレーム分のデータを蓄積するメモリ部７と、このメモリ部７に対する書込み及び読出しを制御するメモリ制御部８と、メモリ部７に書込むフレームが奇数バイトか偶数バイトかを識別して、フレーム間時間を奇数バイトのフレームに対しては奇数バイト分、偶数バイトのフレームに対しては偶数バイト分とする読出タイミングを生成して、メモリ制御部８に加えるフレーム読出タイミング生成部９とを備えている。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１，２は主信号処理部、３，４は物理層終端部、５，６は内部インタフェース変換部、７はメモリ部、８はメモリ制御部、９はフレーム読出タイミング生成部を示す。このフレーム読出タイミング生成部９は、メモリ部７に加える書込アドレス（書込ＡＤ）と読出アドレス（読出ＡＤ）とを基に、フレーム読出タイミングを生成して、メモリ制御部８に入力する機能を含むものである。

又主信号処理部１，２は、それぞれ伝送方向が反対となるだけで、ほぼ同様な構成を有するものであり、主信号処理部１，２と物理層終端部３，４との間は、従来例と同様なメディア非依存性インタフェースを構成している。又物理層終端部３を１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側、即ち、電気信号の伝送側とし、物理層終端部４を１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側、即ち、光信号の伝送側とすると、物理層終端部３は、主信号処理部１からの電気信号を光信号に変換して伝送路に送出し、伝送路から受信した光信号を電気信号に変換して主信号処理部２に入力する構成を備えている。

メモリ制御部８は、メモリ部７に対する書込アドレス（書込ＡＤ）と読出アドレス（読出ＡＤ）とを加えて、内部インタフェース変換部５を介したフレームを書込データ（書込ＤＡＴ）としてメモリ部７に書込む制御を行い、フレーム単位のデータのフレーム・チェック・シーケンスＦＣＳの生成等を行い、フレーム読出タイミング生成部９からのフレーム読出タイミング信号に従ったタイミングで、読出アドレス（読出ＡＤ）をメモリ部７に加えて、フレームデータの読出しを開始する。

主信号処理部１に於いては、メモリ部７からの読出データ（読出ＤＡＴ）を、内部インタフェース変換部６を介して１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側の物理層終端部４に転送する。その場合に、フレーム読出タイミング生成部９は、メモリ部７に対する書込アドレス（書込ＡＤ）により、偶数バイトフレームか奇数バイトフレームかを判定し、偶数バイトフレームの場合は、フレーム間時間を偶数バイト分、例えば、１２バイトとなるように、フレーム読出タイミングを生成してメモリ制御部８に加え、奇数バイトフレームの場合は、フレーム間時間が奇数バイト分、例えば、１３バイトとなるように、フレーム読出タイミングを生成してメモリ制御部８に加える。

又書込アドレス（書込ＡＤ）と読出アドレス（読出ＡＤ）とにより、メモリ部７の記憶容量の残量を判定し、残量が所定値以下となると、オーバフローする前に、フレーム間時間を１乃至数バイト分短くするフレーム読出タイミングを生成する。即ち、所定のフレーム間時間を形成する為のメモリ部７からの読出しのタイミングより、１乃至数バイト分早くすることにより、メモリ部７のオーバフローを防止する。又フレーム間時間ＩＦＧを利用したＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）機能を用いる場合には、数フレーム毎に１回、１２バイト以上のフレーム間時間ＩＦＧを挿入するように、フレーム読出タイミングを制御することができる。

図２は、フレーム伝送説明図であり、信号処理部（図１の主信号処理部）と１０００ＢＡＳＥ−Ｔ物理終端部（図１の物理層終端部３）と１０００ＢＡＳＥ−Ｘ物理終端部（図１の物理層終端部４）とについて、奇数バイトのフレーム伝送の場合を示すもので、偶数バイトのフレーム伝送の場合は、従来例と同様に、フレーム間時間は、１２バイト分とすることにより、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側と１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側との伝送レートは同一となり、フレームロスは発生しない。

又図２に示す奇数バイトのフレーム伝送の場合、例えば、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側のフレーム間時間を１２バイト分とした１５１７バイトのフレームが連続的に入力された場合、図１に於けるフレーム読出タイミング生成部９のフレームの奇数バイトか偶数バイトかの判定に従ったフレーム読出タイミングにより、１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側には、１３バイト分と１１バイト分とのフレーム間時間が交互に１５１７バイトのフレーム間に挿入されることになる。従って、伝送レートは、２フレーム分についてみると、１０００ＢＡＳＥ−Ｔインタフェース側と１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側とは同一となり、１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側の物理層終端部４は、従来と同様な構成でも、フレームロスは発生しないことになる。

前述のように、１０，０００バイトのジャンボフレームを伝送する場合、送信側と受信側とのクロック周波数偏差を吸収できるように、フレーム読出タイミング生成部９によるメモリ制御部８に加えるフレーム読出タイミングを、フレーム間時間が２バイト分短縮されるように制御する。即ち、フレーム読出タイミング生成部９は、書込アドレス（書込ＡＤ）により、フレーム長を判定し、ジャンボフレームを連続的に伝送する場合のクロック周波数の偏差を規格内とすることができる。

又１０００ＢＡＳＥ−Ｘインタフェース側の送受信間のＯＡＭ機能は、フレーム間時間を利用するものであるから、その為のフレーム間時間についても、フレーム読出タイミング生成部９の機能により、１２バイト以上のフレーム間時間の挿入制御を行うことができる。

本発明の実施例１の説明図である。 フレーム伝送説明図である。 ネットワークシステムの説明図である。 従来のメディアコンバータの説明図である。 フレーム間時間の説明図である。 フレーム伝送説明図である。

符号の説明

１，２ 主信号処理部
３，４ 物理層終端部
５，６ 内部インタフェース変換部
７ メモリ部
８ メモリ制御部
９ フレーム読出タイミング生成部

Claims (4)

1. フレーム伝送に於ける電気信号データと光信号データとの間の変換手段を含むメディアコンバータに於いて、
   電気信号フレームの伝送側の物理層終端部と、光信号フレームの伝送側の物理層終端部と、それらの間の転送データを処理する主信号処理部とを含み、
   該主信号処理部は、少なくとも１フレーム分のデータを蓄積するメモリ部と、該メモリ部に対する書込み及び読出しを制御するメモリ制御部と、前記メモリ部に書込むフレームが奇数バイトか偶数バイトかを識別して、フレーム間時間を奇数バイトのフレームに対しては奇数バイト分、偶数バイトのフレームに対しては偶数バイト分とする読出タイミングを生成して前記メモリ制御部に加えるフレーム読出タイミング生成部とを有する
   ことを特徴とするメディアコンバータ。
2. 前記フレーム読出タイミング生成部は、前記メモリ制御部からの前記メモリ部に対する書込アドレスと読出アドレスとにより、前記メモリ部の記憶容量の残量を識別し、該残量が所定値以下となった時に、前記フレーム間時間を短縮するタイミングのフレーム読出タイミングを生成して、前記メモリ制御部に入力する構成を有することを特徴とする請求項１記載のメディアコンバータ。
3. 前記フレーム読出タイミング生成部は、前記フレームが奇数バイトの連続時に、前記偶数バイトのフレームに対するフレーム間時間に対して１バイト分の増加と減少とによる奇数バイト分のフレーム間時間となるフレーム読出タイミングを生成して、前記メモリ制御部に入力する構成を有することを特徴とする請求項１記載のメディアコンバータ。
4. 前記フレーム読出タイミング生成部は、前記メモリ制御部からの前記メモリ部に対する書込アドレスにより、前記メモリ部に書込んだフレームのバイト数を識別し、該バイト数が所定値を超えるフレームに対して、クロック周波数差に対応してフレーム間時間を短縮するタイミングのフレーム読出タイミングを生成して、前記メモリ制御部に入力する構成を有することを特徴とする請求項１記載のメディアコンバータ。
   

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