JP4375219B2 - 試験装置 - Google Patents

Description

本発明は試験装置に係わり、詳しくは、試験対象であるネットワーク伝送装置のエラーフレーム廃棄機能の試験を行うための試験装置に関する。

エラー挿入を試験手段とする試験装置に関連した先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００１−０４４９６０号公報 特開２００２−２４７１４３号公報

特許文献１は、時分割多重（ＴＤＭ）伝送におけるビット列中の１ビットの論理反転によるエラービット挿入後、巡回冗長検査（ＣＲＣ）演算を施しＣＲＣ結果として一時記憶する。しかるにこのＣＲＣ結果を、挿入に伴うエラービット発生率の指標手段として用いる。また８ビット単位でのエラーコード挿入を開示しない。

特許文献２は、時分割多重（ＴＤＭ）伝送におけるＰＮパターンジェネレータが生成するビット列で、任意位置の１ビットを故意に反転させるエラー挿入回路を示す。

一般に、通信ネットワークを構成するレイヤ２スイッチやレイヤ３スイッチ、ルータなどのネットワーク伝送装置では、エラーフレームなどの異常フレームを受信した場合は、転送せずに直ちに破棄しなければならない。ネットワーク中の伝送装置は、異常フレームがネットワークを行き交うことで不用意に通信量を増大させたり、隣り合うネットワーク伝送装置の通信を妨げたりすることの無いことが要求される。

このようなネットワーク伝送装置の、受信異常フレームに対する破棄動作機能の確認や評価には、エラー挿入を行える専用の試験装置が必要である。一般にはネットワーク伝送装置の製造出荷段階やメンテナンス時などに、試験対象のネットワーク伝送装置（以下、ＤＵＴという）と試験装置とを対向させて接続し、ＤＵＴを受信フレームの全折り返し（ループバック）動作の状態下においてから、エラーが挿入された異常フレームを送信して試験を行う。

このため試験装置では、ＤＵＴへ供給する試験用信号にエラーの無い正常フレームと、意図的に挿入した異常フレームとしてのエラーフレームを混在させて送信する。このときＤＵＴでは、試験信号のフレームを返送するときに内部で異常フレームを破棄する結果、帰還信号中には異常フレームが検出されないことを確認する。

図４はこのような測定系の例として、ＩＥＥＥ標準８０２.３のイーサネット（登録商標）対応のネットワーク伝送機器がＤＵＴの場合の、異常フレーム廃棄動作試験を実施する構成例を示している。

図４の試験装置は、フレーム送信部とフレーム受信部とで構成され、以下のようにＤＵＴの受信異常フレーム破棄機能の動作試験を行っている。すなわち試験装置のフレーム送信部が送信する試験信号Ａには、正常フレームａ１、ａ２に混じって意図的に挿入された、エラーｅｒｒを持った異常フレームａ３が含まれている。ＤＵＴは、試験信号Ａを折り返した帰還信号Ｂを送信している。帰還信号Ｂには正常フレームｂ１とｂ２のみが含まれ、ＤＵＴが受信した異常フレームａ３は内部で破棄されたことを示している。試験装置内のフレーム受信部では、送信した正常フレーム数と受信した正常フレーム数の双方の数値が一致し、なおかつ異常フレーム受信が皆無であることを検証する。

図５は図４の測定系における、試験装置の内部構成例を示している。図５の試験装置では、異常フレームとしてエラー伝播コードを挿入したフレームを採用している。制御ＰＣ１４からの操作により、制御インタフェース１６を介して試験開始をＣＰＵ１に通知すると、ＣＰＵ１はこれを受けてタイミング制御部２に測定開始命令１７を発行する。

このとき、測定開始命令１７と同時にエラー伝播コード挿入命令１７Ａを発行すれば該測定開始命令１７に呼応して生成されるデータリンク層フレームにはエラー伝播コードが挿入される。図５では、測定開始命令１７とエラー伝播コード挿入命令１７Ａとが同時に発行された状態を示している。

測定開始命令１７の発行１回につき、対応して１つ以上の同一のデータリンク層フレームが生成される。また、その際にエラー伝播コード挿入命令１７Ａの出力を伴っている場合は、ＣＰＵ１からは更に挿入位置情報２２を同時に出力してエラー伝播コードを挿入するオクテット位置を提示している。ＣＰＵ１は、エラー伝播コード挿入命令１７Ａを伴う測定開始信号１７と、伴わない測定開始信号１７のみとを適宜組み合わせて出力し、試験信号Ａを形成する。

すなわちＣＰＵ１から連続発行されるエラー伝播コード挿入命令１７Ａの出現頻度が、エラー伝播コード挿入命令の有無の比率に相当するため、ＤＵＴに供する試験信号Ａ中の正常フレームとエラー伝播コードが挿入された異常フレームとの構成比をリアルタイムに制御している。

ＣＰＵ１から、測定開始命令１７のみが発行されている場合、フレーム生成部３は指定されたデータリンク層フレームのヘッダ部データ部を生成し、フレームデータ１９として出力する。次いでＦＣＳ演算部４は、入力されたフレームデータ１９を対象に巡回冗長検査の一つであるＦＣＳ演算を施し、演算結果をフレームデータ１９の末尾に付加してデータリンク層フレーム２０として生成する。

次いで、データリンク層フレーム２０はエラー伝播コード挿入部５へ入力される。しかし、タイミング制御部２ではエラー伝播コード挿入命令１７Ａを受信しないので、エラー伝播挿入命令２１を発行しない。また、ＣＰＵ１はエラー伝播コード挿入命令１７Ａを出力していないので、挿入位置情報２２にも有効な値を出力していない。

従って、エラー伝播挿入命令２１を受信しなかったエラー伝播部コード挿入部５では、挿入位置情報２２は参照せず入力されるデータリンク層フレーム２０に対しては、エラー伝播コード挿入は実行されない。エラー伝播コード挿入部５では、入力されたデータリンク層フレーム２０の直前と直後に開始オクテットと終端オクテット等のヘッダやテイラを付加し、下位層へのエンカプセレーションの前段階処理のみを行う。

また合わせて制御ビットの付加も行い、結果を制御ビット信号２３Ａとして後段のレイヤ間インタフェース送信部６へと入力する。レイヤ間インタフェース送信部６では入力された、変換中フレーム２３と制御ビット信号２３Ａとを用いてレイヤ間インタフェース用フレーム２４へエンカプセレーションする。

物理信号変換部７ではレイヤ間インタフェース送信部６から受信した、レイヤ間インタフェース用フレーム２４を物理信号２５へと変換する。デジタル情報の物理信号２５は、トランシーバ８によって伝送媒体に適合するアナログ情報の信号波形に変換される。この結果、正常フレームを含んだ試験信号ＡとしてＤＵＴへと送信される。

測定開始命令１７に加えエラー伝播コード挿入命令１７Ａが同時に発行された場合は、タイミング制御部２は、エラー伝播挿入命令２１をエラー伝播コード挿入部５に対し出力する。また並行して上述した正常フレーム送信動作と同様にして、指示信号１８を介してフレーム生成部３へフレーム生成指示を行う。

フレーム生成部３で生成されたフレームデータ１９がＦＣＳ演算部４を経てＦＣＳ部を付加されたデータリンク層フレーム２０として入力されると、エラー伝播コード挿入部５は、タイミング制御部２からエラー伝播挿入命令２１を受けたので、予めＣＰＵ１経由で通知されている挿入位置情報２２を参照して、データリンク層フレーム２０に対してエラー伝播コードの挿入を実行する。

データリンク層フレーム２０はエラー伝播コード挿入部５を通過すると、エラー伝播コードが挿入された変換中フレーム２３としてレイヤ間インタフェース送信部６へ入力される。以下の処理は前述した正常フレーム送出動作と同様に、トランシーバ８を介して伝送媒体に適合したアナログの信号波形に変換され、今度は異常フレームを含んだ試験信号ＡとしてＤＵＴへ送信される。

以上のタイミング制御部２、フレーム生成部３、ＦＣＳ演算部４、エラー伝播コード挿入部５、レイヤ間インタフェース送信部６、物理信号変換部７、およびトランシーバ８とでフレーム送信部を構成している。

一方で、ＤＵＴが送信している帰還信号Ｂは、トランシーバ８によって伝送媒体に適合したアナログの信号波形からデジタルの物理信号２６へ変換される。物理信号変換部７では物理信号２６をレイヤ間インタフェース用フレーム２７へと変換する。

レイヤ間インタフェース受信部９は、受信したレイヤ間インタフェース用フレーム２７から、ヘッダ部とテイラ部に相当する開始オクテットと終端オクテットを除去することでデータリンク層フレーム２８をデカプセレーションし、該データリンク層フレーム２８をエラー伝播コード検出部１１とＦＣＳ演算部１０とにそれぞれ入力する。

エラー伝播コード検出部１１では、データリンク層フレーム２８に含まれているエラー伝播コードの有無を検出し、検出結果はエラー伝播コード検出信号２９を介してフレーム判定部１２へと通知される。ＦＣＳ演算部１０では、ＦＣＳエラーの有無を検出するためデータリンク層フレーム２８についてＦＣＳ演算を施し受信されたＦＣＳ部と照合する。ＦＣＳエラー有無の照合結果は、ＦＣＳエラー検出信号３０を介してフレーム判定部１２へと通知する。

フレーム判定部１２では、エラー伝播コード検出信号２９またはＦＣＳエラー検出信号３０を受信すると、統計カウンタ部１３に対してエラー伝播コード数ＵＰ信号３１またはＦＣＳエラー数ＵＰ信号３２を出力する。また、エラー伝播コードもＦＣＳエラーの何れもが検出されないデータリンク層フレーム２８を受信した場合、正常フレーム数ＵＰ信号（図示しない）を統計カウンタ部１３へ出力する。

このようにして統計カウンタ部１３では、記帰還信号Ｂに含まれる受信データリンク層フレームについて、ＦＣＳエラーフレーム数、正常フレーム数、及びエラー伝播コード数をそれぞれ集計している。

ＣＰＵ１は、統計カウンタ部１３へカウント値読み出し信号３３を入力すると、ＦＣＳエラーフレーム数、正常フレーム数、およびエラー伝播コード数のカウンタの現行の積算値を、統計カウント結果信号３４を介して入手できる。

これらのカウンタの積算値は、ＣＰＵ１により制御インタフェース１６を介し制御ＰＣ１４へ送られると、試験結果として制御ＰＣ１４のディスプレイ画面など（図示しない）に表示される。

このようにして図５の試験装置は、試験成績について評価する手段としてＦＣＳエラーフレーム数、正常フレーム数、およびエラー伝播コード数の積算値について集計を行っている。

これらのカウンタ群（図示しない）の統計情報から、ＤＵＴがエラー伝播コードの挿入が為されている異常フレーム受信に対し、どのように振舞うかを検証することができる。すなわち、故意にエラー伝播コードを挿入されたデータリンク層フレームが混入された試験信号ＡをＤＵＴに入力させたとき、該ＤＵＴから折り返しされた帰還信号Ｂにはエラー伝播コードを含むフレーム検出が皆無であることを検証する。

試験装置では帰還信号Ｂの受信期間中、ＦＣＳエラーフレーム数カウンタのカウンタ値と、エラー伝播コード数カウンタのカウンタ値の双方を監視して、共にカウントＵＰ動作が為されないことをもって試験成績良とする。

以上のトランシーバ８、物理信号変換部７、レイヤ間インタフェース受信部９、ＦＣＳ演算部１０、エラー伝播コード検出部１１、フレーム判定部１２、統計カウンタ部１３とでフレーム受信部が構成されている。

図５のフレーム送信部内のエラー伝播コード挿入部５は、データリンク層の下位に当たるレイヤ間インタフェース用フレームに対しエラー伝播コードを挿入して送信している。

しかしながらエラー伝播コード挿入操作により、結果としてエラー挿入の意図が無い、上位層に相当するデータリンク層フレームのＦＣＳ部への影響が免れない。すなわち挿入される該エラー伝播コードのオクテット位置にある挿入前データが、エラー伝播コード値と一致する特異な例外を除き、確実に該データリンク層フレームのオリジナルＦＣＳ部データとの不一致を誘発する。

これは、図５の試験装置では、エラーを挿入していない正常なデータリンク層フレームをエンカプセレーションした後で、レイヤ間インタフェース用フレームにエラー伝播コードを挿入した為であって、該レイヤ間インタフェース用フレームにエンカプセレーションされている、正常なデータリンク層フレームのＦＣＳ部が巻き添えを受けた結果である。

レイヤ間インタフェース用フレーム２４は、例えば１０ギガビットのイーサネット（登録商標）のネットワーク機器においては、ＩＥＥＥ標準８０２．３ａｅ規格体系に属する１０ギガビット媒体非依存インタフェース（ＸＧＭＩＩ：１０ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の伝送形式に相当する。

このＸＧＭＩＩは１０ギガビットのイーサネット（登録商標）のネットワーク機器内部では、一般的にデータリンク層に相当するＭＡＣ（メディアアクセス制御：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）副層の処理ＬＳＩから、物理層に相当するＰＨＹ（物理）処理ＬＳＩ間の、内部通信用の標準インタフェースとして用いられている。

ＸＧＭＩＩは物理層の伝送物理媒体に依存しない機器内部の共通インタフェース仕様であるため、ＸＧＭＩＩ対応の切り口を備えた各種の物理インタフェースユニットを別に用意すれば、該１０ギガビットのイーサネット（登録商標）のネットワーク機器では、必要に応じて物理インタフェースユニット部分のみを交換できる。

このためＸＧＭＩＩを介して接続する物理インタフェース部の交換により、容易に異なる物理インタフェース仕様をもつ１０ギガビットのイーサネット（登録商標）に対応できる。

また、ＯＳＩ参照モデル（開放型システム間相互接続モデル：Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌ）ではデータリンク層の最下位（サブレイヤ）と接すると共に、更に下位に位置する物理層に対する相互接続箇所として作用する。この層間の相互接続箇所を、本発明ではレイヤ間インタフェースと呼称しており、データリンク層内の最下位で、前記レイヤ間インタフェースを終端している送受信部が、ＲＳ（Ｒｅｃｏｎｃｉｌｉａｔｉｏｎ Ｓｕｂｌａｙｅｒ）層に相当する。

近年、１０ギガビットのイーサネット（登録商標）に対応したネットワーク機器では、ＸＧＭＩＩを、物理層とデータリンク層の境界面として、多種物理層とのインタフェース仕様を構成する標準の切り口として、或いは各種の外部ユニットが接続可能な共通ポートとして、その信頼性と動作検証について着目し、ＸＧＭＩＩを終端するＲＳ層のみを試験対象としたＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）評価や診断の需要が増している。

しかし、図５を参照して既に説明してきたように、従来のエラーフレーム廃棄機能の試験装置では、レイヤ間インタフェース用フレームに相当するＸＧＭＩＩ信号のみを対象としたエラー付加を行うことが出来なかった。すなわちレイヤ間インタフェース信号に相当する、ＸＧＭＩＩ伝送フォーマット中にエラー伝播コードを挿入すれば、エラー挿入の意図が無いにも関わらずＲＳ層より上位層の、対応するイーサネット（登録商標）フレームまたはＭＡＣフレームのＦＣＳ部にも影響が波及する。

このようなフレームを受信したＤＵＴでは、結果として該フレームの廃棄動作が実行されたとしても、ＲＳ層でレイヤ間インタフェース用フレーム内でのエラー検出に成功したために廃棄動作をしたのか、それともレイヤ間インタフェース用フレーム内でのエラーが見逃され、上位層のデカプセレーションまで処理が進んだ段階で、復元したデータリンク層フレームのＦＣＳエラー検出によって漸く該フレームの廃棄動作へ至ったのかについて見分けることが不可能であった。

すなわちネットワーク機器が内部に備えるレイヤ間インタフェース用フレーム処理部のみを対象にしたエラーに伴う廃棄機能を検証できる手段は存在しなかった。より具体的には、１０ギガビットのイーサネット（登録商標）のネットワーク機器がＤＵＴの場合に、該ネットワーク機器が一般に備えるレイヤ間インタフェースであるＸＧＭＩＩを終端するＲＳ層のみを試験対象にしたエラー伝播コード検出に基づく廃棄動作を検証できる手段は存在しなかった。

本発明が解決しようとする課題は、１０ギガビットのイーサネット（登録商標）インタフェースのネットワーク機器のように、レイヤ間インタフェース用フレームに相当する標準インタフェース信号として、例えばＸＧＭＩＩを内部に採用しているＤＵＴを対象としたエラーフレーム廃棄機能の評価試験において、フレーム送信部において送信ＸＧＭＩＩにエラー伝播コードを挿入しても、ＤＵＴにおいてＦＣＳエラーを誘発しない手段を提供することである。

上記の課題を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、試験対象ネットワーク伝送装置（ＤＵＴ）に試験用フレームを送信するフレーム送信部と、試験用フレームを受信した前記ＤＵＴから送信されるフレームを受信するフレーム受信部とを備えた試験装置において、前記フレーム送信部は、フレーム生成部とＦＣＳ演算部の間にエラーパターン挿入部を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エラーパターン挿入部は、ＣＰＵからの挿入位置情報を第１の入力とし、タイミング制御部からのエラー伝播挿入命令を第２の入力として、フレーム生成部のフレームデータに基づいてエラーパターンとし、前記ＦＣＳ演算部にエラーパターンを出力する。

請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、エラーパターン挿入部は、前記ＤＵＴにおいてフレームの変換が行われる場合、エラー伝播コードを含む２カラムのデータをエラー伝播コードに置換する。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記エラー伝播コードに置換されるデータは、エラー伝播コードを含むカラムと、その前後の１カラムのフレームデータである。

請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、前記ＤＵＴによるフレーム変換は、データを６４Ｂ／６６Ｂで符号化する。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の発明において、前記エラー伝播コード挿入部は、フレームの任意の位置にエラー伝播コードを挿入する。

請求項７の発明は請求項１乃至３に記載の発明において、前記エラーパターンは任意の８ビットコードである。

請求項８の発明は、請求項７に記載の発明において、前記８ビットコードは、１０ギガビット媒体非依存インタフェースの伝送形式に定める、エラー伝播コード値の"ＦＥｈ"である。

本発明による試験装置によれば、以下の効果を得られる。

第一の効果として、ＤＵＴである１０ギガビットのイーサネット（登録商標）インタフェース機器の、ＸＧＭＩＩ処理部のみが検出し得るエラーフレームを生成することができる。すなわち上位層のデータリンク層に属する例えばＭＡＣ副層でのＦＣＳエラーを抑制しつつ、エラーが発生するプロトコルスタックをＲＳ層のみに限定させた診断用フレームを提供できる。

このため、ＤＵＴのＭＡＣ副層と物理層間を接続するＸＧＭＩＩ上でのエラー検出機能のみに絞り込んで診断が可能となり、例えばＤＵＴの機能障害の箇所がＭＡＣ副層のデータリンク層以上に及ぶのか、或いはＲＳ層／ＸＧＭＩＩに限定された障害なのかを即座に診断できる。

例えば、ＸＧＭＩＩ部からの着脱が可能なように設計された外部インタフェースユニットを備えた１０ギガビットのイーサネット（登録商標）対応のネットワーク機器がＤＵＴの場合は、物理媒体の変更等の理由で当該ＤＵＴのインタフェースユニットを交換した場合、試験対象範囲についてＲＳ層より上位のデータリンク層以上は切り離して診断できる。このため交換した当該インタフェースユニットの良否判定が効率よく行える。

第二の効果として、データリンク層フレームのＦＣＳ演算結果に全く影響を及ぼすこと無しに、ＸＧＭＩＩを構成する４本のパラレルバス信号の各レーンの内、ＦＣＳ部を除いた任意レーンの任意カラムにエラー伝播コードの挿入ができる。

すなわち、エラーを付加する対象範囲をＤＵＴのプロトコルスタック上でＲＳ層のみに限定し、更にエラー挿入する位置をＸＧＭＩＩ上でオクテット単位に限定した異常フレームが提供できる。

従って、１０ギガビットのイーサネット（登録商標）のネットワーク機器が内部に一般に備える、標準インタフェース部のＸＧＭＩＩのみに限定したエラーフレーム廃棄機能の検証手段を提供することで、ＲＳ層のみを対象とするＱｏＳ評価や動作確認が効率良く行える。

また、ＤＵＴでエラー伝播コードの拡張が行われても、エラー伝播コードを含むカラムとその前後の１カラムのフレームデータをエラー伝播コードのパターンと同じに置換しているので、ＦＣＳは変わらず、ＤＵＴにてＦＣＳエラーフレームとして破棄されることないため、例えば１０ギガビットイーサネット（登録商標）のネットワーク機器が一般に備える、標準インタフェース部のＸＧＭＩＩに限定した異常フレーム廃棄機能の検証手段を提供でき、ＲＳ層を対象としたＱｏＳ評価や動作確認が効果的に行える。

以下、本発明を図面によって詳細に説明する。図１は本発明に係るエラーフレーム廃棄機能の試験装置の一実施例の構成を示している。

図１の構成例において使用している符号で、前述した図５でも使用している同一符号は
、同一機能を備えた部分であるから詳細説明は省略する。
図１の試験装置では、図５に示した試験装置のフレーム送信部において新たにエラーパタ
ーン挿入部１５を、フレーム生成部３とＦＣＳ演算部４の間に設けている。

エラーパターン挿入部１５は、予めＣＰＵ１から出力されている挿入位置情報１５Ｂとフレームデータ１９とを入力とし、フレームデータ１５Ａを出力とする。出力されたフレームデータ１５Ａは、ＦＣＳ演算部４へと入力される。

タイミング制御部２が測定開始命令１７を受信した場合、指示信号１８を出力してフレー
ム生成部３に対してデータリンク層フレームのヘッダ部データ部を生成し、フレームデータ１９としてエラーパターン挿入部１５へ出力する。

この場合、タイミング制御部２ではエラー伝播コード挿入命令１７Ａを受信していないので、エラー伝播コード挿入部５に対するエラー伝播挿入命令２１と、エラーパターン挿入部１５に対するエラー伝播挿入命令１５Ｃを発行しない。さらに、エラー伝播コード挿入命令１７Ａを発行しない場合は、ＣＰＵ１は挿入位置情報１５Ｂにも有効な値を出力しない。

このためエラーパターン挿入部１５では、入力されたフレームデータ１９の内容には何も影響を与えず前期フレームデータ１５Ａとして出力する。ＦＣＳ演算部４では、入力されたフレームデータ１５Ａを対象に巡回冗長検査の一つであるＦＣＳ演算を施し、演算結果をフレームデータ１５Ａの末尾に付加してデータリンク層フレーム２０として完成させる。

データリンク層フレーム２０はエラー伝播コード挿入部５へ入力される。ＣＰＵ１は、挿入位置情報１５Ｂと同様に、挿入位置情報２２にも有効な値を出力していない。また、タイミング制御部２はエラー伝播コード挿入命令１７Ａを受信していないのでエラー伝播挿入命令２１についても同様に発行しない。

従ってエラー伝播挿入命令２１を受信しなかったエラー伝播コード挿入部５は、入力されるデータリンク層フレーム２０の内容を変更すること無しに、変換中フレーム２３として出力され、レイヤ間インタフェース送信部６へと入力される。以下は図５で前述した動作と同様に正常フレームを搬送する試験信号ＡとしてＤＵＴへ送信される。

次に、タイミング制御部２が測定開始命令１７に伴ってエラー伝播コード挿入命令１７Ａを合わせて受信した場合について説明する。この場合、タイミング制御部２は指示信号１８を出力してフレームデータ１９を生成させることと併せて、エラー伝播コード挿入部５に対するエラー伝播挿入命令２１の発行と、エラーパターン挿入部１５に対するエラー伝播挿入命令１５Ｃの発行を行う。

このときタイミング制御部２は、フレームデータ１９の先頭オクテットがエラーパターン挿入部１５に到着するタイミングと同時で、なおかつ１オクテットデータの受信時間に亘り発行されるように、エラー伝播挿入命令１５Ｃを発行する。

ＣＰＵ１は、エラー伝播コード挿入命令１７Ａを出力した場合には挿入位置情報１５Ｂと挿入位置情報２２にそれぞれ有効値を出力している。
ここで挿入位置情報１５Ｂの値は、データリンク層フレームのヘッダ部データ部であるフレームデータ１９内での挿入位置を指示している。すなわち指示内容はフレームデータ１９の先頭オクテット位置を基準として、エラーパターンを挿入する位置がフレームデータ１９の先頭から何オクテット目なのかを表している。

図１の構成例では、制御ＰＣ１４が備える表示手段によってフレームデータ１９の構成オクテット列を表示し、同様に制御ＰＣ１４が備える入力手段によって当該オクテット列の表示を参照してエラー伝播コードの挿入位置を設定できる。設定された挿入位置はフレームデータ１９のオクテット内容と共に制御インタフェース１６を介し測定開始命令１７の発行に先立ってＣＰＵ１に伝えられており、フレームデータ１９に対する挿入位置情報１５Ｂとして使用されている。

エラーパターン挿入部１５では、エラー伝播挿入命令１５Ｃが入力された時点で受信中のフレームデータ１９内のオクテット位置を０として、以降１オクテット受信する毎に加算してオクテット位置を判定している。同時にＣＰＵ１より与えられている、挿入位置情報１５Ｂの値と比較参照し、一致するオクテット位置に達した時点でエラーパターンＥを挿入する。

このとき挿入位置情報１５Ｂは０４Ｈであるので、先頭から５オクテット目に達した時点でエラーパターンＥを挿入している。また、エラーパターンの値は通常、ＦＥｈとしている。

１つのデータリンク層フレームに２箇所以上のエラーパターンを挿入したい場合は、エラーパターン挿入部へ入力する挿入位置情報１５Ｂを２本以上に増設してもよい。

このようにしてエラーパターン挿入部１５を通過してエラー伝播相当コードＥを挿入されたフレームデータ１５Ａ（図２には図示しない）は、ＦＣＳ演算部４において前述したＦＣＳ演算を施された結果、データリンク層フレーム２０として完成する。

このとき付加されたＦＣＳ部には、挿入されたエラーパターンＥを含めた上でＦＣＳ演算が施されている。完成されたデータリンク層フレーム２０は、後段のエラー伝播コード挿入部５へ入力される。

エラー伝播コード挿入部５では、入力されたデータリンク層フレーム２０に対し、それぞれヘッダとテイラに相当する開始オクテットＳと終端オクテットＴとを前後に付加することで変換中フレーム２３を生成する。

変換中フレーム２３では、レイヤ間インタフェース用フレーム２４へのエンカプセレーションの前処理を実行する。また、併せてデータリンク層フレーム２０の各オクテットに対応する、制御ビット信号２３Ａを付加する機能を持つ。

タイミング制御部２では、データリンク層フレーム２０の先頭オクテットがエラー伝播コード挿入部５へ到着するタイミングと同時となるように、前記エラー伝播コード挿入部５に対するエラー伝播挿入命令２１を発行している。

また、エラー伝播コード挿入命令２１の出力時間は、エラー伝播コード挿入部５がデータリンク層フレーム２０の各１オクテット分データを受信処理する時間幅に合わせている。図２にデータリンク層フレーム２０に対するエラー伝播挿入命令２１の生成タイミング例を示している。即ちエラー伝播コード挿入部５から見て、データリンク層フレーム２０の先頭オクテット到着に合わせてエラー伝播挿入命令２１が受信されるように、タイミング制御部２が制御している。

一方、エラー伝播コード挿入部５では、データリンク層フレーム２０の受信オクテットに制御ビット値として"０"を付加し、制御ビット信号２３Ａを生成している。

また、エラー伝播挿入命令２１の入力があった場合は、その時点で受信しているデータリンク層フレーム２０のオクテットを基準位置０として、以降１オクテット受信する毎に内部で加算処理している。これにより、エラー伝播コード挿入部がエラー伝播コード挿入を実行するオクテット位置の認識手段としている。

エラー伝播挿入命令２１の受信以降は、データリンク層フレーム２０のオクテット受信の毎に、ＣＰＵ１より与えられている挿入位置情報２２の値と比較し、一致しない場合には制御ビット信号２３として前記制御コード値の"０"が付加される。

図２の例では挿入位置情報２２の値を０４Ｈとしているため、エラー伝播挿入命令２１の入力があったオクテット位置から数えて、データリンク層フレーム２０の５番目の受信位置のオクテットにおいて挿入位置情報２２の値と一致する。このときエラー伝播コード挿入部５が付加する制御ビット値は"０"の代わりに"１"が付加される。

この結果、予め挿入済みのエラー挿入コードＥのオクテット位置の制御コード値は"１"に設定され、正式なエラー伝播コードの条件が成立する。また、図２に示すように変換中フレーム２３と同時に生成される制御コード値"０"または"１"は制御ビット信号２３Ａとして、変換中フレーム２３と同時にレイヤ間インタフェース送信部６へ送信される。

このとき開始オクテットＳと終端オクテットＴの制御コード値もエラー伝播コードＥと同様に"１"としている。

仮に、１つのフレーム内で２箇所以上にエラー伝播コードを挿入したい場合は、エラー伝播コード挿入部５へ入力する挿入位置情報２２を２本以上に増設してもよい。

また、ＣＰＵ１が提示している挿入位置情報２２は前述した挿入位置情報１５Ｂの内容に基づき生成している。すなわち挿入位置情報２２は、フレームデータ１５Ａにおけるエラーパターン挿入済みの位置に対応した、データリンク層フレーム２０もしくは変換中フレーム２３上でのオクテット位置を表示している。

図１の構成例では前述したように、エラー伝播コード挿入位置をフレームデータ１９に対し設定しているが、レイヤ間インタフェース用フレーム２４の形式上でエラー伝播コード挿入位置を設定してもよい。この場合は、レイヤ間インタフェース用フレーム２４にエンカプセレーションする前のフレームデータ１９での対応挿入位置をＣＰＵ１によって換算して挿入位置情報１５Ｂを決定する。

エラー伝播コード挿入部５を通過後、エラー伝播コードＥを挿入された変換中フレーム２３と制御ビット信号２３Ａは、レイヤ間インタフェース送信部６でレイヤ間インタフェース用フレーム２４の形式へエンカプセレーションされ、後段の物理信号変換部７へと入力される。以下は前述した正常フレームと同様の処理を行い、結果として今度は異常フレームの試験信号Ａとなって前記ＤＵＴへ送信される。

このようにして送信される異常フレームは、プロトコルスタック上で上位層に位置するデータリンク層フレームのＦＣＳ部に影響を及ぼすこと無く、従ってＦＣＳエラー発生を誘発すること無しにエラー伝播コードＥの挿入が為されている。

図１に示した本発明の実施例を、例えば１０ギガビットのイーサネット（登録商標）のネット−ワーク伝送装置をＤＵＴとして想定したエラー伝播コード廃棄機能の試験装置に適用する場合、図１のレイヤ間インタフェース送信部６はＸＧＭＩＩ送信部でありＲＳ層に相当する。

同様に、図１のレイヤ間インタフェース受信部９はＸＧＭＩＩ受信部であり、ＲＳ層に相当する。また、図１の物理信号変換部７はＸＧＭＩＩ／ＸＡＵＩ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）変換部の機能ブロックに、さらに図１のレイヤ間インタフェース用フレーム２４は前記ＸＧＭＩＩにそれぞれ相当する。

図３に、前記変換中フレーム２３および付加情報としての制御ビット信号２３Ａがエンカプセレーションされた結果としての、ＸＧＭＩＩの状態を示す。図３のＸＧＭＩＩは、図１のレイヤ間インタフェース用フレーム２４の送信内容に相当し、ＸＧＭＩＩ上の各データ部はそれぞれ記号Ｄに相当する。

ただし、図３のレイヤ間インタフェース用フレーム２４にエンカプセレーションされている、図２に示すデータリンク層フレーム２０と、このデータリンク層フレーム２０に基づいて生成した図２、図３の変換中フレーム２３は、本実施例の説明のみを目的とした、仮想上のデータリンク層フレームである。このため２バイトのＦＣＳ部を想定している。

図３の例では、データリンク層フレーム２４のヘッダ部はＤ０からＤ５に相当し、Ｄ３の位置にエラー伝播コードＥが挿入されていることを示している。また、エンカプセレーションされているデータリンク層フレーム２４の末尾に相当するＤ１３とＤ１４はＦＣＳ部であり、Ｅを含めた正しいＦＣＳ演算値として格納されている。

従って、図３に表示のＸＧＭＩＩのフレームを試験信号ＡとしてＤＵＴに送信しても、該ＤＵＴ内部においてＦＣＳエラーを誘発すること無しに、ＲＳ層のみが検知し得る異常フレームとして作用させることができる。

図２、図３の変換中フレーム２３及び、これの基である図２のデータリンク層フレーム２０については、例えば４バイトのＦＣＳ部を有するイーサネット（登録商標）フレーム形式またはＭＡＣフレーム形式に対して適用しても全く同様である。

以上説明したように、本発明を実施したエラー伝播コード廃棄機能の試験装置によれば、１０ギガビットのイーサネット（登録商標）インタフェースのネットワーク機器のように、レイヤ間インタフェース用フレームに相当する標準インタフェースとして、ＸＧＭＩＩを内部で採用しているＤＵＴを対象としたエラーフレーム廃棄機能の評価試験において、エラーの付加対象をプロトコルスタックの別層に影響を与えることなくＲＳ層のみに限定できる。

ここで、１０ギガビットのイーサネット（登録商標）インタフェースのネットワーク機器には、６４ビットの情報を６６ビットに変換する６４Ｂ／６６Ｂ符号変換機能を物理層に備えるものがある。

前述のとおり、ＤＵＴは試験信号Ａを折り返し、帰還信号Ｂを送信するものであり、意図的に混在された異常データを破棄する機能動作試験が行われるものであるが、６４Ｂ／６６Ｂ符号変換機能を備えるＤＵＴの場合、意図的に挿入した異常データが、ＤＵＴ内部で、他の正常データにも影響してしまう。以下に、各部におけるフレームの状態を参照して説明する。

図４はＤＵＴ内部でフレームデータがエラー伝播コードに置換される状態説明図であり、図４（ア）は、図１のデータ信号Ａであり、エラー伝播コード挿入され、エンカプセレーションされたフレームである。レーン０のＤ０９の位置に異常データ/ｅ/ が挿入されている。

図４（イ）と図４（ウ）は図示を省略したＤＵＴ内部において、６４Ｂ／６６Ｂ符号変換が行われたフレームの状態図である。図４（イ）で、レーン０のＤ０９の位置にのみ異常データ/ｅ/ が挿入されたにも係わらず、６４Ｂ／６６Ｂ変換が行われた後には、Ｄ０５〜Ｄ１２のデータが異常データに書き変わっている。すなわち、挿入されたエラー伝播コードを含めた前８バイト境界のフレームが、エラー伝播コードに置換されている。

同様に、図４（ウ）で、レーン０のＤ０９の位置にのみ異常データ/ｅ/ が挿入されたにも係わらず、６４Ｂ／６６Ｂ変換が行われた後には、Ｄ０９〜Ｄ１６のデータが異常データに書き変わっている。すなわち、挿入されたエラー伝播コードを含めた後８バイト境界のフレームデータが、エラー伝播コードに置換されている。

このように、６４Ｂ／６６Ｂ変換されることにより、エラー伝播コードを含めた前後８バイト境界のフレームデータがエラー伝播コードに置換されてしまうと、試験装置の送信側で正常データとして求められたＦＣＳ値が、データの置換により異常値となり、ＤＵＴ内でＦＣＳエラーフレームとして破棄されてしまう。

このような状態では、ＤＵＴのエラー伝播フレーム破棄機能を正確に評価することはできない。これに対応するため、ＤＵＴが６４Ｂ／６６Ｂ変換を行う機能を有する場合、エラーパターン挿入部では、上記のようにエラー伝播コードの拡張が行われても、ＦＣＳエラーとならないフレームをあらかじめ作成して送信する。

この動作を図５及び図６を参照して説明する。図５は試験装置の送信部におけるフレームの状態図であり、図６はＤＵＴ内におけるフレームの状態図である。図４（ア）と同様に、レーン０のデータ０９の位置に意図的に異常データ/ｅ/ を挿入する場合、図５（ア）で、エラーパターン挿入部１５によりエラーパターンが挿入され、ＦＣＳ演算部４でＦＣＳ演算される前のフレームデータ１５Ａの状態はデータＤ０９のカラムとその前後のカラムのフレームデータを、エラー伝播コード/ｅ/ に置き換えている。

図５（イ）で、ＦＣＳ演算部４でＦＣＳが演算され、エラー伝播コード挿入部５に入力される前のフレームデータ２０の状態は、演算されたＦＣＳの値が入力されている。

図５（ウ）は、エラー伝播コード挿入部５でエラー伝播コードが挿入され、エンカプセレーション後のフレームの状態図であり、ｃｔｒ１０のデータＤ０９に相当する位置の制御ビットを１としている。

このような状態で試験信号ＡがＤＵＴに入力されると、ＤＵＴ内で６４Ｂ／６６Ｂ変換された場合、図６（ア）に示すように、エラー伝播コードを含めた前８バイト境界のフレームデータがエラー伝播コードに置換されても、図６（イ））に示すように、エラー伝播コードを含めた後８バイト境界のフレームデータがエラー伝播コードに置換されても、ＦＣＳ値は図５（イ）で演算されたＦＣＳ値と一致し、エラー伝播コードの拡張によるＦＣＳエラーはなくなる。

以上のように、この発明を実施したエラー伝播コード廃棄機能の試験装置では、例えば１０ギガビットイーサネット（登録商標）のネットワーク機器が一般に備える、標準インタフェース部のＸＧＭＩＩに限定した異常フレーム廃棄機能の検証手段を提供でき、ＲＳ層を対象としたＱｏＳ評価や動作確認が効果的に行える。

本発明を実施したエラー伝播コード廃棄試験の試験装置の構成を示す、一実施例である。 図１の本発明を実施したエラー伝播コード廃棄試験の試験装置における、フレーム生成タイミング例である。 図１の本発明を実施したエラー伝播コード廃棄試験の試験装置における、ＸＧＭＩＩと任意のデータリンク層フレームとの対応関係の例である。 ＤＵＴ内部でフレームデータがエラー伝播コードに置換される状態説明図である。 試験装置の送信部におけるフレームの状態図である。 ＤＵＴ内におけるフレームの状態図ある。 ＩＥＥＥ標準８０２.３のイーサネット（登録商標）のネットワーク伝送機器がＤＵＴの場合、異常フレームとしてエラー伝播コードを生成して廃棄動作の試験を実施する場合の構成例である。 従来のエラー伝播コード廃棄試験の試験装置の構成例である。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ タイミング制御部
３ フレーム生成部
４ ＦＣＳ演算部
５ エラー伝播コード挿入部
６ レイヤ間インタフェース送信部
７ 物理信号変換部
８ トランシーバ
９ レイヤ間インタフェース受信部
１０ ＦＣＳ演算部
１１ エラー伝播コード検出部
１２ フレーム判定部
１３ 統計カウンタ部
１４ 制御ＰＣ
１５ エラーパターン挿入部
１５Ａ フレームデータ
１５Ｂ、２２ 挿入位置情報
１５Ｃ エラー伝播挿入命令
１６ 制御インタフェース
１７ 測定開始命令
１７Ａ、２１ エラー伝播コード挿入命令
１８ 指示信号
１９ フレームデータ
２０、２８ データリンク層フレーム
２３ 変換中フレーム
２３Ａ 制御ビット信号
２４、２７ レイヤ間インタフェース用フレーム
２５、２６ 物理信号
２９ エラー伝播コード検出信号
３０ ＦＣＳエラー検出信号
３１ エラー伝播コード数ＵＰ信号
３２ ＦＣＳエラー数ＵＰ信号
３３ カウント値読み出し信号
３４ 統計カウント結果信号
Ａ 試験信号
Ｂ 帰還信号
Ｅ エラー伝播コード
ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２ 正常フレーム
ａ３ 異常フレーム
ｅｒｒ エラー

Claims (9)

1. 試験対象ネットワーク伝送装置（ＤＵＴ）に試験用フレームを送信するフレーム送信部と、試験用フレームを受信した前記ＤＵＴから送信されるフレームを受信するフレーム受信部とを備えた試験装置において、
   前記フレーム送信部は、フレーム生成部とＦＣＳ演算部の間にエラーパターン挿入部を備えることを特徴とする試験装置。
2. エラーパターン挿入部は、ＣＰＵからの挿入位置情報を第１の入力とし、タイミング制御部からのエラー伝播挿入命令を第２の入力として、前記フレーム生成部のフレームデータに基づいてエラーパターンとし、前記ＦＣＳ演算部にエラーパターンを出力する機能を有することを特徴とする請求項１記載の試験装置。
3. エラーパターン挿入部は、ＣＰＵからの挿入位置情報を第１の入力とし、タイミング制御部からのエラー伝播挿入命令を第２の入力として、エラー伝播コードを含む２カラムのデータをエラー伝播コードに置換する機能を有することを特徴とする請求項１記載の試験装置。
4. エラーパターン挿入部は、前記ＤＵＴにおいてフレームの変換が行われる場合に、エラー伝播コードを含む２カラムのデータをエラー伝播コードに置換することを特徴とする請求項１または３記載の試験装置。
5. 前記エラー伝播コードに置換されるデータは、エラー伝播コードを含むカラムと、その前後の１カラムのフレームデータであることを特徴とする請求項３または４記載の試験装置。
6. エラー伝播コード挿入部は、フレームの任意の位置にエラー伝播コードを挿入することを特徴とする請求項１乃至３記載の試験装置。
7. 前記ＤＵＴによるフレームの変換は、データを６４Ｂ／６６Ｂで符号化することを特徴とする請求項４記載の試験装置。
8. 前記エラーパターンは任意の８ビットコードであることを特徴とする請求項１乃至３記載の試験装置。
9. 前記８ビットコードは、１０ギガビット媒体非依存インタフェースの伝送形式に定める、エラー伝播コード値の”ＦＥｈ”であることを特徴とする請求項８に記載の試験装置。
   
   

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