WO2016067999A1 - パケットデータ送信装置、及びパケットデータ送信方法 - Google Patents

パケットデータ送信装置、及びパケットデータ送信方法 Download PDF

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知久 畔上
達哉 金原
正知 大牧
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興和株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0006—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format

Definitions

  • the present invention relates to a packet data transmitting apparatus and a packet data transmitting method for transmitting a plurality of packet data.
  • Non-Patent Document 1 various data communication standards for industrial digital cameras have been established (for example, see Non-Patent Document 1), and each has characteristics and problems.
  • the “CameraLink (registered trademark) standard” can transfer image data of 2 Gbps, camera control, communication, and power supply with a single cable, but the cost of the cable is high, and the data transmission distance There was a problem that (maximum cable length) was short (about 10 m).
  • the “GigE Vision (registered trademark) standard” realizes a long data transmission distance using a twisted pair cable (about 100 m), but it is vulnerable to electrical noise even if a sealed twisted pair cable is used. There was a problem.
  • the “CoaXPress standard” released in December 2010 enables data transmission of up to 6.25 Gbps data transfer, camera control signal of up to 20.8 Mbps, and 13 W power supply with one coaxial cable.
  • the distance is 100 m or more at 1.25 Gbps, and since the coaxial cable is used, the noise resistance is higher than the twisted pair cable, but the thin cable of about 3 CFB cannot withstand burst noise of about ⁇ 2 kV. was there.
  • the noise is ⁇ 2 kV
  • a thick cable such as 7CFB is used, the error can be suppressed.
  • such a thick cable has a problem that it is expensive and requires labor for laying.
  • USB3.0 standard has a maximum data transfer rate as high as 5 Gbps, but the data transmission distance is as short as about 5 m.
  • the GigE Vision standard and the CoaXPress standard described above have no problem in terms of long-distance transmission, but still have problems in terms of noise resistance.
  • the retransmission mechanism works when the transmitted data is damaged by noise.
  • the data retransmission takes time, as in the above machine vision.
  • the CoaXPress standard does not have such a data re-transmission or correction mechanism itself, and if an error occurs due to noise, it must be re-started from imaging, and for real-time applications. There is a problem that is not suitable.
  • Patent Document 1 An invention for ensuring such real-time properties has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional data broadcast receiving apparatus, and the data broadcast receiving apparatus 100 is configured to receive data composed of a plurality of continuous packets a plurality of times.
  • Reference numeral 101 in the figure denotes a packet error identification circuit that identifies a packet error.
  • Reference numeral 102 denotes packet data that is transmitted a plurality of times when an error is identified in a packet by the packet error identification circuit 101.
  • 1 shows a majority decision circuit that performs majority decision on a packet (a packet in the same position as a packet in which an error is identified).
  • the data broadcast receiving apparatus 100 has a problem that the packet data must be received at least three times.
  • An object of the present invention is to provide a packet data transmission apparatus and a packet data transmission method capable of solving the above-described problems.
  • FIG. 1 A first aspect of the present invention is illustrated in FIG. 1, and in a packet data transmission device (see reference numeral 1 in FIG. 2) that transmits a plurality of packet data, The first packet data (1A,%) And the second packet data (1B, etc Having the same contents as the first packet data (1A, etc, The first packet data (1A,.
  • a data transmission unit (see reference numeral 1a in FIG. 2) for intermittent transmission in the order of two packet data (1B,%) With First and second packet data (1A, ..., 1B, ... ) the length of the L P, the first packet data (1A, ...) second packet data from being transmitted (1B, 7) There the length L I of the idle time to be transmitted (I), noise generated at longer intervals 10 .mu.sec (reference numeral N.
  • low-frequency noise one low frequency noise (N) is without low frequency noise during the period from the generation to the next low-frequency noise (N) is generated time (hereinafter referred to as "noise-free time") and L C
  • the following expressions (1) and (2) are satisfied.
  • the noise free time L C is equal to or less than 200 ⁇ sec than 10 .mu.sec
  • the first and second packet data (1A, ..., 1B, ... ) the rate to be transferred over 1.25Gbps a 6.25 Gbps or less
  • the size of the first and second packet data (1A,..., 1B,...) Is 1 word or more and 560 words or less
  • the length of the idle time (I) is 10 words. More than 100 words.
  • the noise free time L C is of the order of 10 .mu.sec
  • the first and second packet data (1A, ..., 1B, ... ) the rate of transfer is a 1.25Gbps
  • the size of the first and second packet data (1A,..., 1B,...) Is not less than 64 words and not more than 112 words, and the length of the idle time (I) is about 10 words. To do.
  • a fourth aspect of the present invention is characterized in that the first and second packet data (1A,..., 1B,%) Are respectively redundantly encoded.
  • a packet data transmission method for transmitting a plurality of packet data The first packet data (1A,%) And the second packet data (1B,...) Having the same contents as the first packet data (1A,%), The first packet data (1A,.
  • low-frequency noise one low frequency noise (N) is without low frequency noise during the period from the generation to the next low-frequency noise (N) is generated time (hereinafter referred to as "noise-free time") and L C
  • the following expressions (3) and (4) are satisfied.
  • the noise free time L C is equal to or less than 200 ⁇ sec than 10 .mu.sec
  • the first and second packet data (1A, ..., 1B, ... ) the rate to be transferred over 1.25Gbps a 6.25 Gbps or less
  • the size of the first and second packet data (1A,..., 1B,...) Is 1 word or more and 560 words or less
  • the length of the idle time (I) is 10 words. More than 100 words.
  • the noise free time L C is of the order of 10 .mu.sec
  • the first and second packet data (1A, ..., 1B, ... ) the rate of transfer is a 1.25Gbps
  • the size (1A,..., 1B,...) Of the first and second packet data is 64 words or more and 112 words or less, and the length of the idle time (I) is about 10 words. To do.
  • the eighth aspect of the present invention is characterized in that the first and second packet data (1A,..., 1B,%) Are each redundantly encoded.
  • At least one packet data of two packet data (that is, the first packet data and the second packet data) sequentially transmitted with the same content is low frequency noise generated at an interval of about 10 ⁇ sec. It is received by the packet data receiving apparatus without being affected. Therefore, the packet data transmission apparatus according to the present invention can be used even in the environment where a lot of low-frequency noise due to the power source or the like is generated even if the transmission cable is as thin as 3CFB.
  • Machine vision can be configured by attaching industrial digital cameras to various inspection devices.
  • the packet data transmitting device does not have to retransmit the packet data, and the packet data
  • the data receiving apparatus can acquire normal packet data. Therefore, the delay associated with retransmission of the packet data does not occur, and it is effective against random noise that occurs sporadically.
  • FIG. 1 is a data structure diagram for explaining packet data and the like transmitted by the packet data transmitting apparatus and the packet data transmitting method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration and usage state of the packet data transmitting apparatus according to the present invention.
  • 3A and 3B are data structure diagrams for explaining the effect of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional data broadcast receiving apparatus.
  • the packet data transmitting apparatus transmits a plurality of packet data.
  • two packet data having the same contents for example, two packets indicated by reference numerals 1A and 1B
  • a data transmission unit (see reference numeral 1a in FIG. 2) that intermittently transmits data and two packet data indicated by reference numerals 2A and 2B) is provided.
  • intermittently means that the idle time I is separated.
  • packet data 1A, 2A, 3A,... Transmitted earlier among two packet data having the same contents are referred to as “first packet data”, and the first packet data 1A,.
  • the first packet data “3A” and the second packet data “3B” in the third set are the same content, and so on.
  • the first and second packet data 1A, ..., 1B, and ... of the lengths L P, the first packet data 1A, ... are transmitted said from 2 packet data 1B, ... are transmitted idle length of time I to the L I, noise generated at longer intervals 10 ⁇ sec ( ⁇ 2 ⁇ 3kV about a high burst noise of about ⁇ 4 kV at maximum, hereinafter referred to as "low-frequency noise")
  • the time width of N is L N, and the time period from when one low frequency noise N is generated until the next low frequency noise N is generated (hereinafter referred to as “no noise time”).
  • the packet data transmitting apparatus 1 is configured to satisfy the following formula (5) (6).
  • the first and second packet data 1A and 1B may be affected by the same low-frequency noise N, as illustrated by the hatched portion in FIG. There is also a possibility. If the expression (6) is not satisfied, the first and second packet data 1A and 1B are too long, and the influence of separate low-frequency noises, as illustrated by the hatched portion in FIG. There is also a risk of receiving it. However, according to the present invention, these situations can be avoided.
  • the so said noise free time L C of the low-frequency noise N is about 10 .mu.sec
  • the transfer rate of the first and second packet data 1A, ..., 1B, ... is 1.25 Gbps
  • the size of one packet data 1A, ..., 1B, ... is 64 words or more and 112 words or less.
  • the idle time length L I is preferably about 10 words.
  • the length was about 36 bytes at the maximum. This length varies depending on the transfer speed, cable length, cable thickness, and noise voltage.
  • the noise-free time L C is equal to or less than 200 ⁇ sec than 10 .mu.sec
  • the first and second packet data 1A, ..., 1B, ... speed to be transferred is less than or equal 6.25Gbps least 1.25Gbps
  • the length of the idle time I is 10 words or more and 100 words or less.
  • the packet data transmitting apparatus 1 can be used even in the environment where a lot of low frequency noise N caused by a power source or the like is generated even if the transmission cable is as thin as 3CFB.
  • Machine vision can be configured by attaching industrial digital cameras to robots and various inspection devices.
  • the low frequency noise N described above may be noise that does not occur periodically, but may be noise that occurs periodically.
  • the present invention can be applied to the CoaXPress standard, and can be applied to a packet that transmits data in a packet other than the CoaXPress standard (for example, a device that transmits data using an Ethernet (registered trademark) cable or USB). it can.
  • a packet other than the CoaXPress standard for example, a device that transmits data using an Ethernet (registered trademark) cable or USB.
  • the CoaXPress standard has a bandwidth from 1.25 Gbps to 6.125 Gbps, so the target is 200 Mbps. Can be achieved sufficiently.
  • the packetized data has a CRC (Cyclic Redundancy Check Cyclic Redundancy Check: data error can be detected but cannot be restored) code.
  • the packet data 1A, 1B,... are each redundantly encoded (redundant encoding by Reed-Solomon), and the packet data affected by noise is added to the packet data receiving apparatus 2's. It is recommended to perform FEC (Forward Error Correction) on the side. For example, 256-byte data is redundantly encoded and expanded to 272 bytes, so that an error of up to 8 bytes can be corrected.
  • FEC Forward Error Correction
  • the present invention avoids the influence of low-frequency noise N that causes data corruption continuously at a low frequency by transmitting packet data 1A, 1B,... Having the same contents as shown in FIG.
  • the influence of high-frequency noise (random noise) that occurs sporadically at a frequency higher than low-frequency noise (burst noise) N is avoided by the FEC. If tolerance to burst noise and random noise can be realized in the CoaXPress standard, it is most ideal as an interface for a digital camera attached to an industrial robot or the like.
  • the packet data transmission method transmits a plurality of packet data, First packet data 1A, ... A second packet data 1B having the same contents as the first packet data 1A,. First packet data 1A and second packet data 1B Next next packet data 2A and second packet data 2B ... The process of transmitting in order.
  • the first packet data 1A and the second packet data 1B, the next first packet data 2A and the second packet data 2B, etc. are transmitted intermittently.
  • the first and second packet data 1A, ..., 1B, and ... of the lengths L P, the first packet data 1A, ... are transmitted said from 2 packet data 1B, ... are transmitted
  • the length of the idle time up to LI is set to L I
  • the time width of the low frequency noise N is set to L N
  • the time without noise is set to L C
  • the following expressions (7) and (8) are satisfied. Yes. L I > L N ......... (7) 2 ⁇ L P + L I ⁇ L C (8)
  • the low frequency noise N ( ⁇ 2 ⁇ 3kV about, up to a high burst noise of about ⁇ 4 kV) so the noise free time L C is about 10 .mu.sec, 1 single packet data 1A, ... is the length L P of The length may be shorter than “5 ⁇ sec-L I / 2”.
  • the transfer rate of the first and second packet data 1A, ..., 1B, ... is 1.25 Gbps
  • the size of one packet data 1A, ..., 1B, ... should be 64 words or more and 112 words or less.
  • the idle time length L I is preferably about 10 words.
  • the noise-free time L C is equal to or less than 200 ⁇ sec than 10 .mu.sec
  • the first and second packet data 1A, ..., 1B, ... speed to be transferred is less than or equal 6.25Gbps least 1.25Gbps
  • the length of the idle time I is 10 words or more and 100 words or less.
  • the packet data 1A,..., 1B,... are each redundantly encoded (redundant encoding by Reed-Solomon), and the packet data receiving device receives the packet data affected by noise. It is preferable to perform FEC (Forward Error Correction forward error correction) on the second side.
  • FEC Forward Error Correction forward error correction

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Abstract

課題：同じ内容の２つのパケットデータの内のどちらか一方はノイズの影響を受けないようにする。 解決手段：パケットデータ送信装置（不図示）は、同じ内容の第１パケットデータ１Ａ，…と第２パケットデータ１Ｂ，…と、をアイドル時間Ｉを挟んで間欠的に送信する。いま、該第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…の長さをＬＰとし、アイドル時間Ｉの長さをＬＩとし、低周波ノイズＮの時間幅をＬＮとし、１つの低周波ノイズＮが発生してから次の低周波ノイズＮが発生するまでの間の低周波ノイズ無しの時間をＬＣとした場合に下式（１）（２）を満足するようにする。これにより、第１パケットデータ及び第２パケットデータの内のどちらか一方はノイズの影響を受けずに受信装置まで伝送されることとなる。　ＬＩ＞ＬＮ　………　（１）　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　………　（２）

Description

パケットデータ送信装置、及びパケットデータ送信方法
　本発明は、複数のパケットデータを送信するパケットデータ送信装置、及びパケットデータ送信方法に関する。
　従来、産業用デジタルカメラのデータ通信規格としては種々のものが制定されており（例えば、非特許文献１参照）、それぞれに特徴や問題を有している。
　例えば、「ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ（登録商標）規格」は２Ｇｂｐｓの画像データ転送やカメラ制御や通信や電源の供給までがケーブル１本で可能であるが、そのケーブルのコストが高く、しかも、データの伝送可能距離（最大ケーブル長）が短い（１０ｍ程度）という問題があった。
　また、「ＧｉｇＥ　Ｖｉｓｉｏｎ（登録商標）規格」は、ツイストペアケーブルを使用して長いデータ伝送可能距離を実現している（１００ｍ程度）が、シールテッドツイストペアケーブルを使用したとしても電気ノイズには弱いという問題があった。
　さらに、２０１０年１２月にリリースされた「ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格」は１本の同軸ケーブルで最大６．２５Ｇｂｐｓのデータ転送、最大２０．８Ｍｂｐｓのカメラ制御信号、１３Ｗの電源供給が可能で、データの伝送可能距離は１．２５Ｇｂｐｓにおいて１００ｍ以上というものであり、同軸ケーブルを使用するためツイストペアケーブルに比べてノイズ耐性も高いが、３ＣＦＢ程度の細いケーブルでは±２ｋＶ程度のバーストノイズには耐えることができないという問題があった。ただし±２ｋＶのノイズであっても、７ＣＦＢのような太いケーブルを使用するとエラーが抑えられるが、そのような太いケーブルはコストが高く、また敷設の労力も必要であるという問題もあった。
　またさらに、汎用的なデータインターフェース規格である「ＵＳＢ３．０規格」では最大データ転送速度が５Ｇｂｐｓと高速であるが、データの伝送可能距離は５ｍ程度と短い。
特開平７－１５４１２号公報
"マシンビジョン用インターフェース標準規格"、平成２６年１月発行、日本インダストリアルイメージング協会、［平成２６年１０月１５日検索］、インターネット〈ｈｔｔｐ：／／ｊｉｉａ．ｏｒｇ／ｗｐ－ｃｏｎｔｅｎｔ／ｔｈｅｍｅｓ／ｊｉｉａ／ｐｄｆ／ｆｓｆ．ｐｄｆ〉
　ところで、産業用デジタルカメラのデータ伝送を長距離行なわなければならない場合もある。例えば、産業用ロボットや様々な検査機器などに産業用デジタルカメラを取り付けてマシンビジョンを構成するような場合は、工場の生産ラインから長距離の伝送を行う必要がある。そのような場合においては、伝送距離の短い上述のＵＳＢ３．０規格やＣａｍｅｒａＬｉｎｋ規格は使用できない。
　これに対し、上述のＧｉｇＥ　Ｖｉｓｉｏｎ規格やＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格は長距離伝送の点では問題は無いものの、ノイズ耐性の点からは問題が残る。なお、該ＧｉｇＥ　Ｖｉｓｉｏｎ規格では、送信されるデータがノイズで破損した場合には再送メカニズムが機能するようになっているが、そのデータ再送に時間が掛かってしまうので、上述のマシンビジョンのようにリアルタイム性が求められる用途には適さないという問題がある。また、前記ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格では、そのようなデータの再送や訂正のメカニズム自体を有しておらず、ノイズによってエラーが発生した場合には撮像からやり直さなければならず、やはりリアルタイム性が求められる用途には適さないという問題がある。
　一方、このようなリアルタイム性を確保するための発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　図４は、従来のデータ放送受信装置の構成の一例を示すブロック図であり、該データ放送受信装置１００は、連続する複数のパケットで構成されるデータを複数回受信するように構成されている。そして、図中の符号１０１は、パケットのエラーを識別するパケットエラー識別回路を示し、符号１０２は、あるパケットに該パケットエラー識別回路１０１でエラーが識別されたときには複数回送信されるパケットデータ中のパケット（エラーが識別されたパケットと同一位置にあるパケット）に対して多数決判定を行う多数決判定回路を示している。しかし、かかるデータ放送受信装置１００においては、パケットデータを少なくとも３回受信しなければならないという問題があった。
　つまり、ノイズ環境が悪くデータの長距離伝送が必要で、かつリアルタイム性が求められるような条件にも使用できる通信規格で適切なものは提案されていなかった。
　本発明は、上述の問題を解消することのできるパケットデータ送信装置及びパケットデータ送信方法を提供することを目的とするものである。
　本発明の第１の観点は、図１に例示するものであって、複数のパケットデータを送信するパケットデータ送信装置（図２の符号１参照）において、
　第１パケットデータ（１Ａ，…）と、該第１パケットデータ（１Ａ，…）と同じ内容の第２パケットデータ（１Ｂ，…）と、を該第１パケットデータ（１Ａ，…）及び該第２パケットデータ（１Ｂ，…）の順序で間欠的に送信するデータ送信部（図２の符号１ａ参照）、
を備え、
　該第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）の長さをＬＰとし、該第１パケットデータ（１Ａ，…）が送信されてから該第２パケットデータ（１Ｂ，…）が送信されるまでのアイドル時間（Ｉ）の長さをＬＩとし、１０μｓｅｃ以上の間隔で発生するノイズ（符号Ｎ参照。以下、“低周波ノイズ”とする。）の時間幅をＬＮとし、１つの低周波ノイズ（Ｎ）が発生してから次の低周波ノイズ（Ｎ）が発生するまでの間の低周波ノイズ無しの時間（以下、“ノイズ無し時間”とする）をＬＣとした場合に下式（１）（２）を満足する、ことを特徴とする。
　ＬＩ＞ＬＮ　　　　　　　　　………　（１）
　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　　　　………　（２）
　本発明の第２の観点は、前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ以上２００μｓｅｃ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）を転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓ以上６．２５Ｇｂｐｓ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）のサイズが１ワード以上５６０ワード以下であって、前記アイドル時間（Ｉ）の長さは１０ワード以上１００ワード以下であることを特徴とする。
　本発明の第３の観点は、前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ程度であって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）を転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓであって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）のサイズが６４ワード以上１１２ワード以下であって、前記アイドル時間（Ｉ）の長さは１０ワード程度であることを特徴とする。
　本発明の第４の観点は、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）がそれぞれ冗長符号化されていることを特徴とする。
　本発明の第５の観点は、複数のパケットデータを送信するパケットデータ送信方法において、
　第１パケットデータ（１Ａ，…）と、該第１パケットデータ（１Ａ，…）と同じ内容の第２パケットデータ（１Ｂ，…）と、を該第１パケットデータ（１Ａ，…）及び該第２パケットデータ（１Ｂ，…）の順序で間欠的に送信する工程、を備え、
　該第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）の長さをＬＰとし、該第１パケットデータ（１Ａ，…）が送信されてから該第２パケットデータ（１Ｂ，…）が送信されるまでのアイドル時間（Ｉ）の長さをＬＩとし、１０μｓｅｃ以上の間隔で発生するノイズ（符号Ｎ参照。以下、“低周波ノイズ”とする。）の時間幅をＬＮとし、１つの低周波ノイズ（Ｎ）が発生してから次の低周波ノイズ（Ｎ）が発生するまでの間の低周波ノイズ無しの時間（以下、“ノイズ無し時間”とする）をＬＣとした場合に下式（３）（４）を満足する、ことを特徴とする。
　ＬＩ＞ＬＮ　　　　　　　　　………　（３）
　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　　　　………　（４）
　本発明の第６の観点は、前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ以上２００μｓｅｃ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）を転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓ以上６．２５Ｇｂｐｓ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）のサイズが１ワード以上５６０ワード以下であって、前記アイドル時間（Ｉ）の長さは１０ワード以上１００ワード以下であることを特徴とする。
　本発明の第７の観点は、前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ程度であって、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）を転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓであって、前記第１及び第２パケットデータのサイズ（１Ａ，…、１Ｂ，…）が６４ワード以上１１２ワード以下であって、前記アイドル時間（Ｉ）の長さは１０ワード程度であることを特徴とする。
　本発明の第８の観点は、前記第１及び第２パケットデータ（１Ａ，…、１Ｂ，…）がそれぞれ冗長符号化されていることを特徴とする。
　なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
　本発明によれば、同じ内容で順次送信される２つのパケットデータ（つまり、前記第１及び第２パケットデータ）の内の少なくとも１つのパケットデータはおよそ１０μｓｅｃ程度の間隔で発生する低周波ノイズの影響を受けずにパケットデータ受信装置に受信されることとなる。したがって、本発明に係るパケットデータ送信装置は、電源などを起因とする低周波ノイズが多く発生する環境下で伝送ケーブルが３ＣＦＢのような細いものであっても使用でき、例えば、産業用ロボットや様々な検査機器などに産業用デジタルカメラを取り付けてマシンビジョンを構成することが可能となる。
　また、本発明によれば、ノイズの発生間隔が１０μｓｅｃよりも短い高周波数ノイズによってパケットデータが影響を受けた場合であっても前記パケットデータ送信装置がパケットデータを再送する必要はなく、前記パケットデータ受信装置は正常なパケットデータを取得できることとなる。したがって、該パケットデータの再送に伴う遅延も発生せず、散発的に発生するランダムなノイズに対しても有効である。
図１は、本発明に係るパケットデータ送信装置及びパケットデータ送信方法により送信されるパケットデータ等を説明するためのデータ構造図である。 図２は、本発明に係るパケットデータ送信装置の構成及び使用状態の一例を示すブロック図である。 図３（ａ）（ｂ）は、本発明の効果を説明するためのデータ構造図である。 図４は、従来のデータ放送受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
　以下、図１乃至図３に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
　本発明に係るパケットデータ送信装置は、複数のパケットデータを送信するものであって、図１に例示するように、同じ内容の２つのパケットデータ（例えば、符号１Ａと符号１Ｂで示す２つのパケットデータや、符号２Ａと符号２Ｂで示す２つのパケットデータ）を間欠的に送信するデータ送信部（図２の符号１ａ参照）を備えている。ここで、“間欠的に”とは、アイドル時間Ｉを隔ててという意味である。
　また、本明細書においては、同じ内容の２つのパケットデータの内の先に送信されるパケットデータ１Ａ，２Ａ，３Ａ，…を“第１パケットデータ”とし、該第１パケットデータ１Ａ，…と同じ内容であって該第１パケットデータ１Ａ，…の後に送信されるパケットデータ１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，…を“第２パケットデータ”とする。つまり、１組目の第１パケットデータ“１Ａ”と第２パケットデータ“１Ｂ”とは同じ内容であり、２組目の第１パケットデータ“２Ａ”と第２パケットデータ“２Ｂ”とは同じ内容であり、３組目の第１パケットデータ“３Ａ”と第２パケットデータ“３Ｂ”とは同じ内容である……というように構成されている。
　いま、該第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…の長さをＬＰとし、該第１パケットデータ１Ａ，…が送信されてから該第２パケットデータ１Ｂ，…が送信されるまでのアイドル時間Ｉの長さをＬＩとし、１０μｓｅｃ以上の間隔で発生するノイズ（±２～３ｋＶ程度、最大で±４ｋＶ程度の高いバーストノイズであり、以下、“低周波ノイズ”とする）Ｎの時間幅をＬＮとし、１つの低周波ノイズＮが発生してから次の低周波ノイズＮが発生するまでの間の低周波ノイズ無しの時間（以下、“ノイズ無し時間”とする）をＬＣとした場合に、前記パケットデータ送信装置１は下式（５）（６）を満足するように構成されている。
　ＬＩ＞ＬＮ　　　　　　　　　………　（５）
　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　　　　………　（６）
　前記（５）式を満足しなければ、図３（ａ）に斜線部で例示するように、第１及び第２パケットデータ１Ａ，１Ｂが１つの同じ低周波ノイズＮの影響を受けてしまうおそれもあり得る。また、前記（６）式を満足しなければ、図３（ｂ）に斜線部で例示するように、前記第１及び第２パケットデータ１Ａ，１Ｂが長すぎて別々の低周波ノイズの影響を受けてしまうおそれもあり得る。しかし、本発明によれば、それらの事態を回避することがで
きる。
　なお、前記低周波ノイズＮの前記ノイズ無し時間ＬＣは１０μｓｅｃ程度となるので、１つのパケットデータ１Ａ，…の長さＬＰは“５μｓｅｃ－ＬＩ／２”より短い長さにすれば良い。例えば、前記第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…の転送速度が１．２５Ｇｂｐｓであれば、１つのパケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…のサイズは６４ワード以上１１２ワード以下にすると良く、アイドル時間の長さＬＩは１０ワード程度にすると良い。なお、本発明においては、１ワード＝４バイト＝３２ビットであるが、１０ｂ／８ｂ変換により、実際の転送長（送信時の長さ）は４０ビットとなる。また、低周波ノイズの影響を実験で確認したところ、上記条件に加えて４０ｍの３ＣＦＢケーブルに±４ｋＶの低周波ノイズを与えた場合、その長さは最大で３６バイト程度であった。なお、この長さは転送速度、ケーブル長さ、ケーブル太さ、ノイズ電圧によって変わる。
　前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ以上２００μｓｅｃ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…を転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓ以上６．２５Ｇｂｐｓ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…のサイズが１ワード以上５６０ワード以下であって、前記アイドル時間Ｉの長さは１０ワード以上１００ワード以下にすると良い。
　本発明によれば、同じ内容で順次送信される２つのパケットデータ（つまり、前記第１及び第２パケットデータ）１Ａ，１Ｂの内の少なくとも１つのパケットデータは低周波ノイズＮの影響を受けずにパケットデータ受信装置（図２の符号２参照）に受信されることとなる。したがって、本発明に係るパケットデータ送信装置１は、電源などを起因とする低周波ノイズＮが多く発生する環境下で伝送ケーブルが３ＣＦＢのような細いものであっても使用でき、例えば、産業用ロボットや様々な検査機器などに産業用デジタルカメラを取り付けてマシンビジョンを構成することが可能となる。なお、上述の低周波ノイズＮは周期的に発生しないノイズであっても良いが、周期的に発生するノイズであっても良い。
　本発明は、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格に適用することができ、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格以外でもデータをパケット化して送信するもの（例えば、イーサネット（登録商標）ケーブルやＵＳＢを使ってデータを送信するもの）に適用することができる。なお、上述のように同じ内容のパケットデータ１Ａ，１Ｂを２回送信することで、使用帯域は小さくなるが、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格は１．２５Ｇｂｐｓ～６．１２５Ｇｂｐｓまでの帯域があるので、目標とする２００Ｍｂｐｓを十分達成できる。また、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格では、パケット化されたデータにＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ　巡回冗長検査：データの誤りを検出することができるが、復元することはできないというもの）のコードが付いているので、データ化けが発生するとＣＲＣチェックを行うことでデータ化けを検出することは可能であるから、正しく送信されたパケットデータのほうを選択すればよい。本発明をＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格以外に適用する場合にも、
・　上述のようなＣＲＣコードや、
・　該ＣＲＣコードのようにエラーを検出するためのコード
をパケットデータに付加しておく必要がある。
　一方、本発明においては、前記パケットデータ１Ａ，１Ｂ，…をそれぞれ冗長符号化（リード・ソロモンによる冗長符号化）しておいて、ノイズの影響を受けたパケットデータに前記パケットデータ受信装置２の側でＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ　Ｅｒｒｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）を施すようにすると良い。例えば、２５６バイトのデータを冗長符号化して２７２バイトに拡大することで、最大８バイトまでのエラーを訂正できる。これにより、上述した電源などを起因とする低周波ノイズ以外のノイズ（例えば、ノイズの発生間隔が１０μｓｅｃよりも短い高周波ノイズ）によってパケットデータが影響を受けた場合であっても前記パケットデータ送信装置１がパケットデータを再送する必要はなく、前記パケットデータ受信装置２は正常なパケットデータを取得できることとなる。したがって、該パケットデータの再送に伴う遅延も発生せず、散発的に発生するランダムなノイズに対しても有効である。
　つまり、本発明は、低い周波数で連続してデータ化けが発生する低周波ノイズＮの影響は、同じ内容のパケットデータ１Ａ，１Ｂ，…を図１に示すように送信することで回避し、該低周波ノイズ（バーストノイズ）Ｎよりも高い周波数で散発的に発生する高周波ノイズ（ランダムノイズ）の影響は前記ＦＥＣで回避するようにしたものである。ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格においてバーストノイズやランダムノイズへの耐性が実現できれば、産業用ロボット等に取り付けられるデジタル方式カメラのインターフェースとして最も理想的となる。
　ところで、本発明に係るパケットデータ送信方法は、複数のパケットデータを送信するものであって、
・　第１パケットデータ１Ａ，…と、
・　該第１パケットデータ１Ａ，…と同じ内容の第２パケットデータ１Ｂ，…と、を、
・　第１パケットデータ１Ａ及び第２パケットデータ１Ｂ
・　次の第１パケットデータ２Ａ及び第２パケットデータ２Ｂ……
の順序で送信する工程、を備えている。なお、前記第１パケットデータ１Ａ及び前記第２パケットデータ１Ｂや、次の第１パケットデータ２Ａ及び第２パケットデータ２Ｂなどは、それぞれ間欠的に送信されるようになっている。
　いま、該第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…の長さをＬＰとし、該第１パケットデータ１Ａ，…が送信されてから該第２パケットデータ１Ｂ，…が送信されるまでのアイドル時間の長さをＬＩとし、低周波ノイズＮの時間幅をＬＮとし、ノイズ無し時間をＬＣとした場合に下式（７）（８）を満足するように構成されている。
　ＬＩ＞ＬＮ　　　　　　　　　………　（７）
　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　　　　………　（８）
　なお、低周波ノイズＮ（±２～３ｋＶ程度、最大で±４ｋＶ程度の高いバーストノイズ）の前記ノイズ無し時間ＬＣは１０μｓｅｃ程度となるので、１つのパケットデータ１Ａ，…の長さＬＰは“５μｓｅｃ－ＬＩ／２”より短い長さにすれば良い。例えば、第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…の転送速度が１．２５Ｇｂｐｓであれば、１つのパケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…のサイズは６４ワード以上１１２ワード以下にすると良く、アイドル時間の長さＬＩは１０ワード程度にすると良い。
　前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ以上２００μｓｅｃ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…を転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓ以上６．２５Ｇｂｐｓ以下であって、前記第１及び第２パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…のサイズが１ワード以上５６０ワード以下であって、前記アイドル時間Ｉの長さは１０ワード以上１００ワード以下にすると良い。
　一方、本発明においては、前記パケットデータ１Ａ，…、１Ｂ，…をそれぞれ冗長符号化（リード・ソロモンによる冗長符号化）しておいて、ノイズの影響を受けたパケットデータに前記パケットデータ受信装置２の側でＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ　Ｅｒｒｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　前方誤り訂正）を施すようにすると良い。
　　１　　　　　　　パケットデータ送信装置
　　１ａ　　　　　　データ送信部
　　１Ａ，…　　　　第１パケットデータ
　　１Ｂ，…　　　　第２パケットデータ
　　ＬＣ　　　　　　　ノイズ無し時間
　　ＬＩ　　　　　　　アイドル時間の長さ
　　ＬＮ　　　　　　　低周波ノイズの時間幅
　　ＬＰ　　　　　　　第１及び第２パケットデータの長さ
　　Ｎ　　　　　　　低周波ノイズ

Claims (8)

  1. 　複数のパケットデータを送信するパケットデータ送信装置において、
    　第１パケットデータと、該第１パケットデータと同じ内容の第２パケットデータと、を該第１パケットデータ及び該第２パケットデータの順序で間欠的に送信するデータ送信部、
    を備え、
    　該第１及び第２パケットデータの長さをＬＰとし、該第１パケットデータが送信されてから該第２パケットデータが送信されるまでのアイドル時間の長さをＬＩとし、１０μｓｅｃ以上の間隔で発生するノイズ（以下、“低周波ノイズ”とする）の時間幅をＬＮとし、１つの低周波ノイズが発生してから次の低周波ノイズが発生するまでの間の低周波ノイズ無しの時間（以下、“ノイズ無し時間”とする）をＬＣとした場合に下式（１）（２）を満足する、
    　ことを特徴とするパケットデータ送信装置。
    　ＬＩ＞ＬＮ　　　　　　　　………　（１）
    　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　　　　………　（２）
  2. 　前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ以上２００μｓｅｃ以下であって、前記第１及び第２パケットデータを転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓ以上６．２５Ｇｂｐｓ以下であって、前記第１及び第２パケットデータのサイズが１ワード以上５６０ワード以下であって、前記アイドル時間の長さは１０ワード以上１００ワード以下である、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のパケットデータ送信装置。
  3. 　前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ程度であって、前記第１及び第２パケットデータを転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓであって、前記第１及び第２パケットデータのサイズが６４ワード以上１１２ワード以下であって、前記アイドル時間の長さは１０ワード程度である、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のパケットデータ送信装置。
  4. 　前記第１及び第２パケットデータはそれぞれ冗長符号化されている、
    　ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のパケットデータ送信装置。
  5. 　複数のパケットデータを送信するパケットデータ送信方法において、
    　第１パケットデータと、該第１パケットデータと同じ内容の第２パケットデータと、を該第１パケットデータ及び該第２パケットデータの順序で間欠的に送信する工程、
    を備え、
    　該第１及び第２パケットデータの長さをＬＰとし、該第１パケットデータが送信されてから該第２パケットデータが送信されるまでのアイドル時間の長さをＬＩとし、１０μｓｅｃ以上の間隔で発生するノイズ（以下、“低周波ノイズ”とする）の時間幅をＬＮとし、１つの低周波ノイズが発生してから次の低周波ノイズが発生するまでの間の低周波ノイズ無しの時間（以下、“ノイズ無し時間”とする）をＬＣとした場合に下式（３）（４）を満足する、
    　ことを特徴とするパケットデータ送信方法。
    　ＬＩ＞ＬＮ　　　　　　　　　………　（３）
    　２×ＬＰ＋ＬＩ＜ＬＣ　　　　………　（４）
  6. 　前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ以上２００μｓｅｃ以下であって、前記第１及び第２パケットデータを転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓ以上６．２５Ｇｂｐｓ以下であって、前記第１及び第２パケットデータのサイズが１ワード以上５６０ワード以下であって、前記アイドル時間の長さは１０ワード以上１００ワード以下である、
    　ことを特徴とする請求項５に記載のパケットデータ送信方法。
  7. 　前記ノイズ無し時間ＬＣが１０μｓｅｃ程度であって、前記第１及び第２パケットデータを転送する速度が１．２５Ｇｂｐｓであって、前記第１及び第２パケットデータのサイズが６４ワード以上１１２ワード以下であって、前記アイドル時間の長さは１０ワード程度である、
    　ことを特徴とする請求項５に記載のパケットデータ送信方法。
  8. 　前記第１及び第２パケットデータはそれぞれ冗長符号化されている、
    　ことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載のパケットデータ送信方法。
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