(57)【要約】【課題】  低優先フレームの転送途中でも、高優先フレームを即時に転送し得るフレーム転送装置及びフレーム転送システムを提供する。【解決手段】    少なくとも２以上の優先順位からなるフレームを第１の通信回線から第２の通信回線に転送するフレーム転送装置において、  第１の通信回線から入力されたフレームをパケット単位に分割する動作を制御するフレーム分割管理部を備え、  前記フレーム分割制御部の指示により分割された低優先パケットを第２の通信回線に転送する際に、第１の通信回線から高優先フレームが入力されると低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて転送する。【選択図】                    図１
2006128859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２以上の優先順位からなるフレームを第１の通信回線から第２の通信回線に転送するフレーム転送装置において、
第１の通信回線から入力されたフレームをパケット単位に分割する動作を制御するフレーム分割管理部を備え、
前記フレーム分割制御部の指示により分割された低優先パケットを第２の通信回線に転送する際に、第１の通信回線から高優先フレームが入力されると低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて転送することを特徴とするフレーム転送装置。
【請求項２】
前記フレーム分割管理部でパケット単位に分割されたフレームにチェック情報を付加するフレームチェック演算部を備えたことを特徴とする請求項１記載のフレーム転送装置。
【請求項３】
少なくとも２以上の優先順位からなるフレームが入力され、これらのフレームの優先順位を検出する検出部と、前記検出部が検出した優先順位ごとに前記フレームを蓄積する複数のバッファを備えるバッファ部とを備える第１の通信装置と、前記第１の通信装置と通信回線を介して接続され、前記フレームを前記通信回線を介して受信する第２の通信装置とを備えるフレーム転送システムにおいて、
前記第１の通信装置は、
前記フレームをパケット単位に分割する動作を制御するとともに、低優先パケットの転送中に高優先フレームが入力されると、低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて前記通信回線に出力する動作を制御するフレーム分割管理部と、
前記パケットに位置情報と優先順位情報を付加するパケット生成部とを備え、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から通信回線を介して入力されたパケットの位置情報と優先順位情報を検出するパケット分解部と、
前記パケット分解部が検出した優先順位ごとに前記位置情報の順序で前記パケットをフレーム単位に結合するフレーム生成部と
を備えることを特徴とするフレーム転送システム。
【請求項４】
前記パケット生成部は、前記バッファ部から出力されたパケットにチェック情報を付加する第１のフレームチェック演算部を備えることを特徴とする請求項３記載のフレーム転送システム。
【請求項５】
前記パケット分解部は、前記第１のフレームチェック演算部で付加されたチェック情報に基づいて通信回線を介して入力されたフレームに誤りが無いかチェックする第２のフレームチェック演算部を備えることを特徴とする請求項３記載のフレーム転送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＷＡＮ（Wide  Area  Network）等の通信網とユーザ側のＬＡＮ（Local Area Network）を接続するフレーム転送装置及びフレーム転送システムに関し、特に低優先フレームの転送途中でも、高優先フレームを即時に転送し得るフレーム転送装置及びフレーム転送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、イーサネット（登録商標）伝送は通常のベストエフォート型からＱｏＳ（Quality of Service）を伴った優先処理伝送に変化しつつありトレンドとなっている。また、このＱｏＳは２種類以上の優先度の異なるトラフィックを単一ネットワーク上に送出するＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）網を使用したインタフェースコンバータに使用される。
【０００３】
特に、専用線を網側(ＷＡＮ側)にもつインタフェースコンバータの場合、端末側(ＬＡＮ側)に比べて専用線網側の伝送速度は極めて遅い場合が多いので、ＶｏＩＰ（Voice  Over  Internet  Protocol）等のリアルタイム性が要求される優先度の高いフレームは優先的に専用線網側に転送する必要がある。
【０００４】
ここで、この優先転送に利用されるのがフレームのＴＯＳ（Type  of  Service）フィールドである。ＴＯＳフィールドには遅延時間、スループット、信頼性の各種パラメータが規定され、ユーザはこれらを組み合わせて種々の設定をすることができる。この様な優先順位方式を用いた通信システムの先行技術文献としては特許文献１のようなものがある。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４５７６３６号公報
【０００６】
以下、図４を参照して従来のフレーム転送装置について説明する。図４は従来のフレーム転送装置の構成図である。図４において、フレーム転送装置１は、優先度検出部２、優先バッファ３、非優先バッファ４を備える。優先度検出部２は、ＬＡＮから入力されたフレームのＴＯＳフィールド等のフィールド情報から優先度を検出し、高優先フレームであれば優先バッファ３に転送し、低優先フレームであれば非優先バッファ４に転送する。優先バッファ３は高優先フレームを蓄積してＷＡＮの回線が空いていれば出力し、非優先バッファ４は低優先フレームを蓄積し、優先バッファ３に高優先フレームが無い場合には低優先フレームをＷＡＮに出力する。
【０００７】
次に、図４の動作を図５を参照して説明する。図５は従来のフレーム転送装置におけるフレーム処理の状態説明図である。ＬＡＮからフレーム転送装置１に入力されたフレームは、優先度検出部２において優先度が検出され、高優先フレームであれば優先バッファ３に入力され、低優先フレームであれば非優先バッファ４に入力される。この際、低優先フレームの転送中に高優先フレームを優先度検出部２が検出しても１フレーム分の低優先フレームが転送されるまで高優先フレームは転送されない。
【０００８】
すなわち、図５の符号ａの時点で高優先フレームがフレーム転送装置に入力されているが、低優先フレームの転送が終了する符号ｂの時点まで高優先フレームはフレーム転送装置１の優先バッファ３に滞留することとなる。そして、低優先フレームの転送が終了した符号ｂの時点から高優先フレームが転送され、最終セルが転送し終わることにより動作が終了する。
【０００９】
なお、図５におけるパケットの送信間隔（符号Ｐ）は、ＡＴＭ速度に応じて決定され、ＡＴＭを使用する場合イーサネット（登録商標）フレームは固定長のパケット化（例えば４８バイト）が行なわれる。また、このフレームのカプセリングを行なうプロトコルには例えばＡＡＬ５が使用される。
【００１０】
この様に、図４における構成では、既に実用化されているプロトコル（ＡＡＬ５）によりＱｏＳに対応した通信装置を提供できるメリットがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、ＶｏＩＰなどの送出周期のジッタに敏感なプロトコルは、装置内の滞留時間がかさむとジッタが大きくなり、音声断などの最悪のケースが発生することも考えられる。
【００１２】
これは、カプセリングのプロトコルにＡＡＬ５タイプ等を使用するために発生する。すなわち、このプロトコルは「フレームの最後のパケットである」という情報を識別する機能しか備えておらず、１フレーム分連続してＷＡＮ等へ送出するものであるため、現在送出中の低優先のフレームを流しきらないと高優先フレームを送出することができないという問題点がある。
【００１３】
このときのパケットの状態を表わしたものが図６である。図６において、（ア）は従来技術のフレーム転送装置におけるパケットの送信例であり、（イ）は（ア）に示すフレーム転送装置から出力されたパケット結合の様子を表す状態説明図である。図６（ア）において明らかなようにＷＡＮにフレームを出力する際は、フレーム単位でパケット化されて出力される。しかし、優先処理の入れ替えはフレーム単位なので、１フレーム分のパケットを全て出力しないと（（ア）において「低」優先のパケットが３つ続けて出力されている。）、たとえ優先順位が高いフレームが入力されても直ちに割り込みができない。従って、（イ）における受信動作も高優先フレームより先に低優先フレーム（「低」優先のパケットが３つ続けて受信される。）が受信される。
【００１４】
また、この様な問題点を回避し得るパケット単位で識別するプロトコルとしてＡＡＬ３／４が存在するが、これらのプロトコルは識別子のヘッダが大きく、パケット単位のチェック機能しか備えておらず、送出するペイロードが小さく、回路規模が大きくなる等の問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
少なくとも２以上の優先順位からなるフレームを第１の通信回線から第２の通信回線に転送するフレーム転送装置において、
第１の通信回線から入力されたフレームをパケット単位に分割する動作を制御するフレーム分割管理部を備え、
前記フレーム分割制御部の指示により分割された低優先パケットを第２の通信回線に転送する際に、第１の通信回線から高優先フレームが入力されると低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて転送する。
【００１６】
また、請求項２記載の発明は、前記フレーム分割管理部でパケット単位に分割されたフレームにチェック情報を付加するフレームチェック演算部を備える。
【００１７】
また、請求項３記載の発明は、少なくとも２以上の優先順位からなるフレームが入力され、これらのフレームの優先順位を検出する検出部と、前記検出部が検出した優先順位ごとに前記フレームを蓄積する複数のバッファを備えるバッファ部とを備える第１の通信装置と、前記第１の通信装置と通信回線を介して接続され、前記フレームを前記通信回線を介して受信する第２の通信装置とを備えるフレーム転送システムにおいて、
前記第１の通信装置は、
前記フレームをパケット単位に分割する動作を制御するとともに、低優先パケットの転送中に高優先フレームが入力されると、低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて前記通信回線に出力する動作を制御するフレーム分割管理部と、
前記パケットに位置情報と優先順位情報を付加するパケット生成部とを備え、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から通信回線を介して入力されたパケットの位置情報と優先順位情報を検出するパケット分解部と、
前記パケット分解部が検出した優先順位ごとに前記位置情報の順序で前記パケットをフレーム単位に結合するフレーム生成部と
を備える。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記パケット生成部は、前記バッファ部から出力されたパケットにチェック情報を付加する第１のフレームチェック演算部を備える。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記パケット分解部は、前記第１のフレームチェック演算部で付加されたチェック情報に基づいて通信回線を介して入力されたフレームに誤りが無いかチェックする第２のフレームチェック演算部を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、次のような効果がある。
低優先パケットを第２の通信回線に転送する際に、第１の通信回線から高優先フレームが入力されると低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて転送するので、低優先フレームの転送途中でも高優先フレームを即時に転送し得るフレーム転送装置を提供することができる。
【００２１】
また、パケット単位に分割されたフレームにチェック情報を付加するフレームチェック演算部を備えたので、フレーム転送の際に誤りが生じても容易に発見することができる。
【００２２】
また、第１の通信装置はフレームをパケット単位に分割する動作を制御するとともに、低優先パケットの転送中に高優先フレームが入力されると、低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて通信回線に出力する動作を制御するフレーム分割管理部を備えているので、低優先フレームの転送途中でも、高優先フレームを即時に転送し得るフレーム転送システムを提供することができる。
【００２３】
また、パケット生成部は、バッファ部から出力されたパケットにチェック情報を付加する第１のフレームチェック演算部を備えるので、フレーム転送の際に誤りが生じても容易に発見することができる。
【００２４】
さらに、パケット分解部は、第１のフレームチェック演算部で付加されたチェック情報に基づいて、通信回線を介して入力されたフレームに誤りが無いか確認する第２のフレームチェック演算部を備えるので、フレーム転送の際に誤りが生じても容易に発見することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の通信システムの一実施例を示した構成図である。図１において、フレーム転送システム１００は、送信装置２００、受信装置３００を備え、送信装置２００からＷＡＮに出力されたデータは、ＷＡＮを介して（符号Ｑ）受信装置３００に入力される。
【００２６】
送信装置２００は、優先度検出部２１０、優先バッファ２２０、非優先バッファ２３０、パケット生成部２４０、フレーム分割管理部２５０を備える。優先度検出部２１０には、ＬＡＮからフレームが入力される。優先バッファ２２０には優先度検出部２１０で検出された高優先フレームが入力され、蓄積される。非優先バッファ２３０には優先度検出部２１０で検出された低優先フレームが入力され、蓄積される。
【００２７】
パケット生成部２４０は、パケット合成部２４１、フレームチェック演算部２４２、属性情報付加部２４３、位置情報付加部２４４を備える。パケット合成部２４１には、優先バッファ２２０又は非優先バッファ２３０からフレームが入力される。フレームチェック演算部２４２には優先バッファ２２０又は非優先バッファ２３０からフレームが入力され、受信装置３００においてフレーム結合時の正常性を確認するためのチェックサム等のデータを付加し、パケット合成部２４１に出力する。なお、フレームチェック演算部２４２は正常性の確認を行なわない場合には省略しても差し支えない。
【００２８】
属性情報付加部２４３は高優先フレーム、低優先フレームからなる属性情報をフレームに付加し、位置情報付加部２４４は第１番目、第２番目、第３番目、・・・第ｎ番目からなるパケットの位置を示す位置情報を付加する。ここで、属性情報、位置情報は図２の本発明のフレームフォーマットの様に表わされる。図２では、各パケットの先頭２バイトに識別用のヘッダ領域を確保し、この領域に属性情報、位置情報を付加する。
【００２９】
そして、例えばＡＴＭの場合フレーム長は固定長の４８バイトであるため、残りの４６バイトには送信したいデータ等を付加する。そして、固定長である４８バイトに足りない分はＰＡＤ（Padding Bit）、すなわち調整ビットが挿入され、また最終パケットには属性ごとにフレームの正常性をチェックするトレイラ情報（例えば８バイトからなる）が付加される。
【００３０】
フレーム分割管理部２５０はパケット生成部２４０における動作、すなわちフレームチェック演算部２４２、属性情報付加部２４３、位置情報付加部２４４の動作を制御・管理する。
【００３１】
次に、受信装置３００の構成について説明する。受信装置３００は、パケット分解部３１０、フレーム生成部３２０を備える。パケット分解部３１０は、優先度検出部３１１、位置情報検出部３１２、フレームチェック演算部３１３を備える。優先度検出部３１１は、ＷＡＮを介して送信装置２００から入力されたパケットの優先度情報、すなわちパケット生成部２４０の属性情報付加部で加えられた優先度を検出する。
【００３２】
位置情報検出部３１２は、位置情報付加部２４４で付加された位置情報を検出する。フレームチェック演算部３１３は、フレームチェック演算部２４２で付加されたチェックサム等を演算し、フレームの転送に誤りが無いかチェックする。なお、フレームチェック演算部２４２を省略して正常性チェックを行なわない場合には、フレームチェック演算部３１３を省略しても差し支えない。
【００３３】
フレーム生成部３２０は優先フレーム結合部３２１、非優先フレーム結合部３２２を備え、これらで結合されたフレームをＬＡＮに出力する。優先フレーム結合部３２１は優先度検出部３１１で検出された高優先フレームを蓄積するバッファであり、位置情報検出部３１２で検出された位置情報に基づいて高優先フレームからなるパケットを結合する。非優先フレーム結合部３２２は優先度検出部３１１で検出された低優先フレームを蓄積するバッファであり、位置情報検出部３１２で検出された位置情報に基づいて低優先フレームからなるパケットを結合する。
【００３４】
次に、図１の動作を説明する。ＬＡＮから優先度検出部２１０に入力されたデータは、優先度が検出され、優先バッファ２２０には高優先フレームが出力され、非優先バッファ２３０には低優先フレームが出力される。
【００３５】
優先バッファ２２０又は非優先バッファ２３０からパケット合成部２４１に入力されたフレームは、属性情報付加部２４３及び位置情報付加部２４４でそれぞれ属性情報及び位置情報が付加され、パケット単位に分割されてＷＡＮに出力される。なお、フレームチェック演算部２４２に入力されたフレームには、受信装置３００でフレーム結合時の正常性を確認するためのチェックサム等のデータが付加され、パケット合成部２４１に出力されるが、フレームチェック演算部２４２を設けない構成の場合にはこの動作は行なわれない。
【００３６】
ＷＡＮを介して受信装置３００に入力されたパケットは、優先度検出部３１１で優先度が検出され、位置情報検出部３１２で位置情報が検出されてる。そして、これらの情報が検出されたパケットは、高優先フレームであれば優先フレーム結合部３２１に出力され、低優先フレームであれば非優先フレーム結合部３２２に出力される。優先フレーム結合部３２１では、位置情報検出部３１２で検出された位置情報に基づいて高優先パケットを結合してＬＡＮに出力する。非優先フレーム結合部３２２では、位置情報検出部３１２で検出された位置情報に基づいて低優先パケットを結合してＬＡＮに出力する。
【００３７】
次に、図１の送信装置の動作について図３を参照して説明する。図３は、図１の動作を補足するための送信装置２００におけるフレームの状態遷移図である。まず、ＬＡＮから優先順位が低いフレームが入力されると属性情報付加部２４３で属性情報が付加され、位置情報付加部２４４で位置情報が付加される。ここでは、低優先フレームを属性「２」とし、高優先のフレームを属性「１」としているので、最初のパケットは位置情報に「１」が付加され、属性情報として「２」が付加されＷＡＮに出力される。
【００３８】
低優先フレームが入力されている最中に高優先フレームが入力されると（符号ｃ）、パケット生成部２４０はフレーム分割管理部２５０の制御により低優先フレームの転送を中断して高優先のフレームを出力することとなる。すなわち、図２では第２番目に出力されるパケット（符号ｄ）に位置情報「１」が付加され、属性情報として「１」が付加され、パケット合成部２４１からＷＡＮに出力されることとなる。
【００３９】
同様に、第３番目も高優先フレームが優先的に出力されるので、高優先フレームすなわち属性情報が「１」で、位置情報「２」のパケットがＷＡＮに出力される（符号ｅ）。この様にして高優先のパケットが全て出力し終わると（符号ｆ）、高優先フレームが入力されることにより出力が中断されていた低優先フレームがＷＡＮに出力される。すなわち、図３では最終の高優先パケットの出力（符号ｆ）後に位置情報「２」、属性情報として「２」の低優先パケットがＷＡＮに出力され（符号ｇ）、同様にして位置情報が「３」の低優先パケットがＷＡＮに出力される（符号ｈ）。
【００４０】
このように、低優先パケットをＷＡＮに転送する際に、ＬＡＮから高優先フレームが入力されると低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませて転送するので、低優先フレームの転送途中でも高優先フレームを即時に転送し得るフレーム転送装置を提供することができる。
【００４１】
また、パケット単位に分割されたフレームにチェック情報を付加するフレームチェック演算部２４２を備えたので、フレーム転送の際に誤りが生じても容易に発見することができる。
【００４２】
また、送信装置２００はフレームをパケット単位に分割する動作を制御するとともに、低優先パケットの転送中に高優先フレームが入力されると、低優先パケットの転送中でも高優先パケットを割り込ませてＷＡＮに出力する動作を制御するフレーム分割管理部２５０を備えているので、低優先フレームの転送途中でも、高優先フレームを即時に転送し得るフレーム転送システム１００を提供することができる。
【００４３】
また、パケット生成部２４０は、バッファ部から出力されたパケットにチェック情報を付加するフレームチェック演算部２４２を備えるので、フレーム転送の際に誤りが生じても容易に発見することができる。
【００４４】
さらに、パケット分解部３１０は、フレームチェック演算部２４２で付加されたチェック情報に基づいてＷＡＮを介して入力されたフレームに誤りが無いか確認するフレームチェック演算部３１３を備えるので、フレーム転送の際に誤りが生じても容易に発見することができる。
【００４５】
なお、本発明では２種類の優先順位からなるフレームを例に説明したが、３種類以上の優先順位からなるフレームでも差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の通信システムの一実施例を示した構成図である。
【図２】本発明のフレームフォーマットである。
【図３】図１の動作を補足するための送信装置２００におけるフレームの状態遷移図である。
【図４】従来技術のフレーム転送装置の一実施例を示した構成図である。
【図５】図４の動作を補足するフレーム転送装置１のフレームの状態遷移図である。
【図６】（ア）は従来技術のフレーム転送装置におけるパケットの送信例であり、（イ）は（ア）に示すフレーム転送装置から出力されたパケット結合の様子を表す状態説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００          フレーム転送システム
２００          送信装置
２１０          優先度検出部
２２０          優先バッファ
２３０          非優先バッファ
２４０          パケット生成部
２４１          パケット合成部
２４２          フレームチェック演算部
２４３          属性情報付加部
２４４          位置情報付加部
２５０          フレーム分割管理部
３００          受信装置
３１０          パケット分解部
３１１          優先度検出部
３１２          位置情報検出部
３２０          フレーム生成部
３２１          優先フレーム結合部
３２２          非優先フレーム結合部
【図１】
2006128859.tif 000003
【図２】
2006128859.tif 000004
【図３】
2006128859.tif 000005
【図４】
2006128859.tif 000006
【図５】
2006128859.tif 000007
【図６】
2006128859.tif 000008