(57)【要約】【課題】  主たるデータ系列のパケット、フレーム、タイムスロットや輻輳等に影響されず、任意のタイミングで任意の長さだけ挿入／分岐可能なインバンドチャネルを構成可能なデータ伝送装置を提供する。【解決手段】  インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は物理層２の中の符号化ブロック２１の下側に配設されている。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は送信側において、特殊符号を用いたマーク１１３によってインバンド信号１１１をはさみ、その信号を通常のパケット１１２のビット列の任意の位置に挿入する。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は受信側において、マーク１１３ではさまれた部分を通常のパケット１１２のデータのビット列から抜き取り、通常のパケット１１２を挿入のなかった元の状態のデータ列に再生する。【選択図】      図１                                                  
2005033628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロックコーディング方式の符号化を用いる符号化ブロックを物理層の中に含むデータ伝送装置であって、前記符号化ブロックにて符号化を行った際に生じるデータ系列のビット列に予め特殊符号を用いたマーキングを施した可変長の第二のデータ系列を任意のタイミングで挿入／分岐する手段を有することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
前記特殊符号を用いたマーキングは、前記符号化を行った際に生じるデータ系列に現れない符号で前記第二のデータ系列をはさむことで施すことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
【請求項３】
前記第二のデータ系列を挿入／分岐する手段は、複数種類の特殊符号を用いたマーキングを施した複数種類の第二のデータ系列を挿入／分岐することを特徴とする請求項１または請求項２記載のデータ伝送装置。
【請求項４】
前記複数種類の第二のデータ系列の挿入／分岐において、１バイトを少なくとも１／２バイトと１／４バイトと１／８バイトとのいずれかに分割して分け合うことで、前記複数種類の第二のデータ系列が重なる際に任意タイミングで挿入自在としたことを特徴とする請求項３記載のデータ伝送装置。
【請求項５】
前記第二のデータ系列にＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）ネットワークモデルの物理層内で“ｐｉｎｇ”の発信の機能と、“ｐｉｎｇ”を受けた時に折り返して“ｅｃｈｏ”を返す返信の機能とを含み、前記物理層内に実装された“ｐｉｎｇ”及び“ｅｃｈｏ”の往復によって前記物理層におけるデータ伝送遅延時間を測定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のデータ伝送装置。
【請求項６】
前記データ系列に流れるＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）ネットワークモデルのリンク層及びネットワーク層でのそれぞれの“ｐｉｎｇ”並びに“ｐｉｎｇ”を受けた時に折り返される“ｅｃｈｏ”を検知して“ｐｉｎｇ”の発信並びにその返信である“ｅｃｈｏ”の到着を検知する機構と、“ｐｉｎｇ”発信から“ｅｃｈｏ”到着までの時間を測定する機能とを含むことを特徴とする請求項５記載のデータ伝送装置。
【請求項７】
前記物理層の遅延時間と前記リンク層及びネットワーク層の遅延時間との差分によって各層におけるパケット処理にかかる時間を測定することを特徴とする請求項６記載のデータ伝送装置。
【請求項８】
送信側で前記第二のデータ系列に伝送エラー測定用のデータパターンを発信し、受信側で前記伝送エラー測定用のデータパターンを用いてエラー測定を行うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載のデータ伝送装置。
【請求項９】
前記第二のデータ系列を用いてネットワーク制御用データを送受信することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか記載のデータ伝送装置。
【請求項１０】
前記特殊符号として互いにハミング距離が等しい符号群を用いることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか記載のデータ伝送装置。
【請求項１１】
前記データ系列に前記第二のデータ系列を挿入している間、その中断されるデータ系列を一時的保持することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか記載のデータ伝送装置。
【請求項１２】
前記中断されるデータ系列を一時的保持するバッファの残り量を監視し、バッファオーバフローが起きないように上流側にアラームを出力し、パケット送出制限を起動することを特徴とする請求項１１記載のデータ伝送装置。
【請求項１３】
ブロックコーディング方式の符号化を用いる符号化ブロックを物理層の中に含むデータ伝送装置のデータ伝送方法であって、前記データ伝送装置側に、前記符号化ブロックにて符号化を行った際に生じるデータ系列のビット列に予め特殊符号を用いたマーキングを施した可変長の第二のデータ系列を任意のタイミングで挿入／分岐するステップを有することを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１４】
前記特殊符号を用いたマーキングは、前記符号化を行った際に生じるデータ系列に現れない符号で前記第二のデータ系列をはさむことで施すことを特徴とする請求項１３記載のデータ伝送方法。
【請求項１５】
前記第二のデータ系列を挿入／分岐するステップは、複数種類の特殊符号を用いたマーキングを施した複数種類の第二のデータ系列を挿入／分岐することを特徴とする請求項１３または請求項１４記載のデータ伝送方法。
【請求項１６】
前記複数種類の第二のデータ系列の挿入／分岐において、１バイトを少なくとも１／２バイトと１／４バイトと１／８バイトとのいずれかに分割して分け合うことで、前記複数種類の第二のデータ系列が重なる際に任意タイミングで挿入自在としたことを特徴とする請求項１５記載のデータ伝送方法。
【請求項１７】
前記第二のデータ系列にＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）ネットワークモデルの物理層内で“ｐｉｎｇ”の発信の機能と、“ｐｉｎｇ”を受けた時に折り返して“ｅｃｈｏ”を返す返信の機能とを含み、前記物理層内に実装された“ｐｉｎｇ”及び“ｅｃｈｏ”の往復によって前記物理層におけるデータ伝送遅延時間を測定することを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれか記載のデータ伝送方法。
【請求項１８】
前記データ系列に流れるＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）ネットワークモデルのリンク層及びネットワーク層でのそれぞれの“ｐｉｎｇ”並びに“ｐｉｎｇ”を受けた時に折り返される“ｅｃｈｏ”を検知して“ｐｉｎｇ”の発信並びにその返信である“ｅｃｈｏ”の到着を検知する機構と、“ｐｉｎｇ”発信から“ｅｃｈｏ”到着までの時間を測定する機能とを含むことを特徴とする請求項１６または請求項１７記載のデータ伝送方法。
【請求項１９】
前記物理層の遅延時間と前記リンク層及びネットワーク層の遅延時間との差分によって各層におけるパケット処理にかかる時間を測定することを特徴とする請求項１８記載のデータ伝送方法。
【請求項２０】
送信側で前記第二のデータ系列に伝送エラー測定用のデータパターンを発信し、受信側で前記伝送エラー測定用のデータパターンを用いてエラー測定を行うことを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれか記載のデータ伝送方法。
【請求項２１】
前記第二のデータ系列を用いてネットワーク制御用データを送受信することを特徴とする請求項１３から請求項２０のいずれか記載のデータ伝送方法。
【請求項２２】
前記特殊符号として互いにハミング距離が等しい符号群を用いることを特徴とする請求項１３から請求項２１のいずれか記載のデータ伝送方法。
【請求項２３】
前記データ系列に前記第二のデータ系列を挿入している間、その中断されるデータ系列を一時的保持することを特徴とする請求項１３から請求項２２のいずれか記載のデータ伝送方法。
【請求項２４】
前記中断されるデータ系列を一時的保持するバッファの残り量を監視し、バッファオーバフローが起きないように上流側にアラームを出力し、パケット送出制限を起動することを特徴とする請求項２３記載のデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ伝送装置及びそれに用いるデータ伝送方法に関し、特にギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）等のブロックコーディングを用いるデータ伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークを流れるデータには、送られるデータそのもの以外にも様々なものがある。例えば、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）から出されるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ）等のルーティングプロトコルスタック用のデータや、ＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のシグナリング用のデータがある。
【０００３】
その他、ネットワーク機器のリモート管理情報がＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）形式や装置ベンダの独自方式で送られている。
【０００４】
これらの主たるデータ系列以外の第二のデータ系列を送受信するのに、別のリンクを使って送る方式をアウトオブバンドの伝送方式、同じリンクを使って送る場合をインバンドの伝送方式という。
【０００５】
アウトオブバンドの伝送方式は、物理的に完全に分離された別の線を用いるため、主たるデータ系列との間でお互いに干渉が発生しない利点がある。しかしながら、アウトオブバンドの伝送方式は全く別の線、ネットワークを敷設する必要があるため、コストが高いという欠点もある。
【０００６】
一般に、主たるデータ系列の伝送容量に比較して、上記のような制御管理用データ等が必要とする帯域は１／１０以下であることが多く、そのために別の物理リンクを敷設するのは効率が悪い。
【０００７】
これに対し、インバンド伝送方式としては、図８に示すように、インバンド信号送信回路６２、インバンド信号受信回路６３と、主たるデータ線とをスイッチ（セレクタ）回路６１で切替えることで、データ系列にインバンド信号の挿入及び分岐を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図８において、スイッチ回路６１、インバンド信号送信回路６２、インバンド信号受信回路６３は制御装置６４とともにディジタルインバンド制御装置６を構成しており、ディジタルトランク５−１〜５−ｎに接続されるとともに、時分割スイッチ７を介して中央処理装置８に接続されている。
【０００９】
物理的な回線や回線網は主たるデータ系列と共用するため、別個に敷設する必要がないという利点がある。しかしながら、インバンド伝送方式では、主たるパケットデータとインバンド信号との間で干渉が生じるという欠点もある。すなわち、主たるデータ系列に寄生する形でインバンド信号が挿入されるため、そのデータの送受信状態に影響を受けてしまう。逆に、ネットワーク障害時のアラーム通知パケットの大量発生によって、インバンド信号の方が主たるデータ系列の伝送をじゃますることもある。
【００１０】
インバンド信号の挿入／分岐にはいくつかの方法がある。最も簡単な方法は、主たるデータ系列と同じパケットフォーマットを用いて送信する方法である。上記のルーティング、シグナリング用データやＳＮＭＰのデータはこの方法で送られる。この場合、インバンド信号の挿入／分岐の実装はプロトコルスタックだけですみ、非常に簡単である。
【００１１】
しかしながら、上記の送信方法では、主たるデータ系列とインバンド信号との伝送が互いに干渉するという問題がある。例えば、主たるパケットデータと同じ処理系を通るため、データトラフィックが多く、ネットワークが輻輳した時に、インバンド信号も同時に輻輳の影響で届かなくなってしまう。すると、ネットワーク機器に障害が発生した時に、その管理制御データを速やかに伝送して回復しなくてはならないはずが、障害によって発生する輻輳に管理制御用パケット自身がのみこまれてしまい、有効な管理制御を行うことができなくなってしまう恐れがある。
【００１２】
また、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）方式では、フレームのオーバヘッドを用いたインバンド信号伝送が行われている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１３】
ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ方式では１２５μｓｅｃに１フレームの等間隔でフレームが送信される。フレームは、図９（ａ）に示すように、ペイロード（データ）ＢとオーバヘッドＣとで形成されている。このオーバヘッドＣの一部にインバンド信号用のデータを埋め込むことができる。
【００１４】
例えば、図９（ｂ）に示すように、ＳＴＭ−１（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｍｏｄｕｌｅ−１）では、インバンド信号としてＤ１〜Ｄ３の３バイトがＤＣＣ（Ｄａｔａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）に割り当てられている。ＤＣＣは中継装置監視制御情報の転送用データリンクである。この場合、主たるデータデータ系列とインバンド信号とは分離されており、お互いに干渉しない。
【００１５】
しかしながら、このＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ方式では、インバンド信号に割り当てられている帯域が固定であるため、送信データがない場合にも一定の帯域をとってしまう。また、オーバヘッドＣはもともとペイロード（データ）Ｂに比べて短いうえ、さらにその一部を使っているだけなので、インバンド信号が使える帯域が小さい。
【００１６】
さらに、インバンド信号を挿入することができるタイミングは１フレームに１回、すなわち１２５μｓｅｃに１回と限られているため、インバンド信号を伝送する必要が生じても、最悪の場合には１２５μｓｅｃの待ち時間が生じてしまう。
【００１７】
１０Ｇ−Ｆｉｂｒｅ  Ｃｈａｎｎｅｌでは、図１０に示すように、データフレームＤ間のインタフレームギャップ（ＩＦＧ：Ｉｎｔｅｒ  Ｆｌａｍｅ  Ｇａｐ）Ｇを用いて、リンク（Ｌｉｎｋ）障害通知等の簡単なインバンド信号伝送を行っている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１８】
Ｆｉｂｒｅ  Ｃｈａｎｎｅｌではオーダセットと呼ばれるいくつかの特別の意味をもつバイトが使われる。例えば、データフレームがない場合、ＩＤＬＥと呼ばれるオーダセットが使われる。リンクが切れた場合にはこのＩＤＬＥ用オーダーセットＥをＬｉｎｋ  Ｆａｕｌｔを表すオーダセットに置き換えて送ることで、インバンドの通信を実現している。この方法でも、データとインバンド信号とは分離されている。
【００１９】
しかしながら、インバンド信号挿入はフレームの切れ目のＩＦＧまで待たされる。さらに、送れるインバンド信号は予めオーダセットとして定められたごくわずかな事象だけである。
【００２０】
他の方法としては、特開平５−９５４１０号公報に示されるように、時分割スイッチの空きスロットをインバンド信号伝送に割り当ててしまう方式もある。しかしながら、この方法では、主たるデータと同じ帯域を使ってしまうとともに、空いてるタイムスロットが常に存在するとは限らないという問題がある。また、この方法では、割り当てられたタイムスロットが来るまでインバンドデータの挿入が待たされる。
【００２１】
次に、インバンドの伝送を用いた遅延測定について述べる。ネットワークの遅延測定としては、ＩＣＭＰ［ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＰｉｎｇが知られている。これは送信元から宛先に向けてタイムスタンプをおしたｐｉｎｇパケットを投げ、これが宛先で折り返されてｅｃｈｏとして戻ってくることで、ネットワーク（ＮＷ）内の往復遅延時間を知るものである。
【００２２】
ＩＣＭＰのＰｉｎｇでは、わかる情報がＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）ネットワークモデルのレイヤ（Ｌａｙｅｒ）３の情報である。すなわち、物理的な遅延、リンク層（レイヤ２）の処理遅延、及びレイヤ３の処理の遅延をすべて含んだ値である。また、遅延測定の単位はＯＳの使える時間単位になるため、通常ｍｓｅｃであり、解像度が低い。
【００２３】
一方、他の遅延測定方法としては、ＳＤＨノード間距離測定を、ＳＤＨフレームのオーバヘッドを用いて行う方法がある（例えば、特許文献２参照）。この方法では、オーバヘッド内に特定バイトを埋め込んで送信し、受信側でその特定バイトを検出すると、折り返して返信する。
【００２４】
この場合には送信から返信が戻ってくるまでの時間をカウンタで数えることで、往復時間遅延を測定している。その際、この方法ではカウンタを用いて遅延を数えているので、遅延測定の解像度（最小単位）を上げることができる。
【００２５】
しかしながら、返信の際にフレームのオーバヘッドを待ってからしか返信することができない。すなわち、ＳＤＨでは最悪の場合、ｐｉｎｇの到着からｅｃｈｏの返信まで１２５μｓｅｃ待たされる。また、上記の特許文献２の技術では時分割スイッチの場合、予め空きスロットを用意し、その空きスロットを用いてインバンドの診断用データとその折り返しとを行うことで往復時間を測定している。この場合にはフレーム送信だけでなく、空きスロットを待つため、遅延測定の解像度がさらに落ちる。
【００２６】
【特許文献１】特開平１−２１８１９８号公報
【特許文献２】特開２０００−３３２７１５号公報
【非特許文献１】オーム社、わかりやすいＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ伝送方式、河西宏之他、ＩＳＢＮ４−２７４−０３５５１−４、５４〜６４ページ
【非特許文献２】ＩＤＧジャパン社、１０ギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）教科書、石田修他、ＩＳＢＮ４−８７２８０−４６０−０、２１８〜２２０ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述した従来の技術では、インバンド伝送データについて、主たるデータ系列のフレーム、パケットをそのまま用いる場合、主たるデータとインバンドデータとがほぼ同じ処理を受けるため、輻輳やパケット廃棄が多いと、届きにくいという問題がある。
【００２８】
一方、主たるデータ系列のパケットやフレームのオーバヘッドやインタフレームギャップ等を用いる場合には、帯域が固定されており、かつその帯域が小さいという問題がある。
【００２９】
また、上記の技術では、インバンドデータ挿入までフレームや空きスロットを待つために、遅延が生じるという問題がある。さらに、上記の技術では、この待ち時間がパケット送信の状態、すなわちパケット送信中か、空いている（ＩＦＧ送信中）かによってばらつく。
【００３０】
受信側の到着時間については、これにパケット輻輳や何らかの原因でパケットの処理時間がかかる等の事象が加わり、送信側よりさらに遅延が大きくなり、ばらつくという問題が顕著で、最悪の場合、廃棄されてしまうという問題がある。
【００３１】
このようなインバンド伝送を用いた遅延測定では、これらの遅延ゆらぎのために、測定した時によって値が大きくばらつき、かつその絶対値も処理待ちの時間が加わった正確なものではないという問題がある。
【００３２】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、主たるデータ系列のパケット、フレーム、タイムスロットや輻輳等に影響されず、任意のタイミングで任意の長さだけ挿入／分岐可能なインバンドチャネルを構成することができるデータ伝送装置及びそれに用いるデータ伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明によるデータ伝送装置は、ブロックコーディング方式の符号化を用いる符号化ブロックを物理層の中に含むデータ伝送装置であって、前記符号化ブロックにて符号化を行った際に生じるデータ系列のビット列に予め特殊符号を用いたマーキングを施した可変長の第二のデータ系列を任意のタイミングで挿入／分岐する手段を備えている。
【００３４】
本発明によるデータ伝送方法は、ブロックコーディング方式の符号化を用いる符号化ブロックを物理層の中に含むデータ伝送装置のデータ伝送方法であって、前記データ伝送装置側に、前記符号化ブロックにて符号化を行った際に生じるデータ系列のビット列に予め特殊符号を用いたマーキングを施した可変長の第二のデータ系列を任意のタイミングで挿入／分岐するステップを備えている。
【００３５】
すなわち、本発明のデータ伝送装置は、パケット伝送物理層における物理コーディング層の部分にインバンド信号挿入／分岐ブロックを設けたことを特徴としている。このインバンド信号挿入／分岐ブロックは、コーディング層における特殊符号をマークに用いている。
【００３６】
つまり、本発明のデータ伝送装置では、このマークで前後を挟んだインバンド信号を任意のタイミングで主たるパケット伝送中に挿入／分岐するという動作（作用）を実行するので、インバンド信号の挿入／分岐を任意のタイミングで行うことが可能となる。
【００３７】
よって、本発明のデータ伝送装置では、このインバンド信号挿入を任意のタイミングで行えるため、遅延測定用信号の折り返しがパケット、フレーム、タイムスロットを待たずに行われ、正確な遅延が測定可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、物理層内の符号化ブロックの下に設けたインバンド信号パケット伝送において、インバンド信号をパケット送信状態によらず、任意のタイミングで任意の長さで挿入することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態によるデータ伝送装置の動作を示す図である。図１においては、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）ネットワークモデルの第２層［レイヤ（Ｌａｙｅｒ）２］であるリンク層と第１層（レイヤ１）である物理層（ＰＨＹ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）とを持つパケット伝送装置について示している。
【００４０】
本発明の実施の形態によるパケット伝送装置は、物理層２の中の符号化ブロック２１の下側に、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２を配設している。主たるデータである通常のパケット１１２は上位層、ここではＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層１から物理層２におりてきて、インバンド信号挿入ブロック２２に達する。
【００４１】
本発明の実施の形態では、主たるデータである通常のパケット１１２がギガビットイーサネット（Ｒ）である。一方、インバンド信号１１１は別の口から、すなわちＦＥ［Ｆａｓｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）］４のインタフェースからインバンド信号挿入ブロック２２に達する。
【００４２】
このインバンド信号１１１の挿入には、符号化ブロック２１で生成される符号のうち、通常のデータ系列にはあらわれない特殊符号を用いる。例えば、１０００ＢＡＳＥ−Ｘ規格では符号化方式が８Ｂ１０Ｂ符号化と呼ばれるものである。その場合、特殊符号としては、Ｋキャラクタと呼ばれる１２個の符号があり、これら、あるいはこれらと通常符号（Ｄキャラクタ）との組み合わせをインバンド信号１１１のマーク１１３として使用する。
【００４３】
具体的なインバンド信号１１１の挿入／分岐について述べる。送信側で上記の特殊符号を用いたマーク１１３によってインバンド信号１１１をはさむ。その信号を主たる通常のパケット１１２のデータのビット列の任意の位置に挿入する。受信側ではマーク１１３ではさまれた部分を主たる通常のパケット１１２のデータのビット列から抜き取る。抜き取った後、主たる通常のパケット１１２側は挿入のなかった元の状態のデータ列に再生される。
【００４４】
インバンド信号１１１の挿入と分岐は物理媒体３を流れるパケットのように、主たる通常のパケット１１２のデータのフレームやパケットの切れ目、タイムスロット等を待たずに任意のタイミングで行われるため、結果として通常のパケット１１２を分割した中に挿入される場合もある。
【００４５】
これを主たるデータである通常のパケット１１２側からみると、インバンド信号１１１が通常のパケット１１２の送信中に挿入をはじめると、通常のパケット１１２の送信が止まり、通常のパケット１１２の残りの送信はインバンド信号１１１の送信が終わるまで待たされる。
【００４６】
インバンド信号１１１の挿入が終わり次第、通常のパケット１１２は中断したところからそのまま、続きが送信される。これによって、通常のパケット１１２にインバンド信号１１１がはさまれた形になる。
【００４７】
一方、受信側ではマーク１１３を検出することによって、マーク１１３ではさまれた部分（インバンド信号１１１）をマーク１１３も含めて抜き取って、通常のパケット１１２のすきまを詰める。これによって、主たるデータである通常のパケット１１２はインバンド信号１１１の挿入／分岐の影響を全く残さず、元のデータが再生される。
【００４８】
また、インバンド信号１１１の長さは先頭及び終わりのマーク１１３の間隔で決まるので、任意に可変である。すなわち、最小で０（挿入分岐しない）、最大無限長（連続挿入）である。
【実施例１】
【００４９】
図２は本発明の一実施例によるパケット伝送装置の構成を示すブロック図である。図２において、本発明の一実施例によるパケット伝送装置はＭＡＣ層１と、符号化ブロック２１と、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２と、ＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）／ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）２４と、送受信器２３とからなる物理層（図１の物理層２）とによって構成されている。また、送受信器２３は物理媒体３に接続されている。尚、これらの動作は図１に示す本発明の実施の形態と同様である。
【００５０】
図３は図２のインバンド信号挿入／分岐ブロック２２の構成を示すブロック図である。図３において、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファ２２１と、ＦＩＦＯ制御部２２２と、Ｐｉｎｇ送信部２２３と、折り返し部２２４と、タイマ２２５と、セレクタ２２６とから構成されている。
【００５１】
図４は本発明の一実施例によるパケット伝送装置の送信側の動作を示すフローチャートであり、図５は本発明の一実施例によるパケット伝送装置の受信側の動作を示すフローチャートである。これら図１〜図５を参照して本発明の一実施例によるパケット伝送装置の動作について説明する。
【００５２】
主たるデータである通常のパケット１１２は上位層、ここではＭＡＣ層１から物理層２におりてきて、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２に達する。主たるデータである通常のパケット１１２はギガビットイーサネット（Ｒ）である。一方、インバンド信号１１１は別の口から、すなわちＦＥ４のインタフェースからインバンド信号挿入／分岐ブロック２２に達する。
【００５３】
このインバンド信号１１１の挿入には符号化ブロック２１で生成される符号のうち、通常のデータ系列にはあらわれない特殊符号を用いる。１０００ＢＡＳＥ−Ｘ規格では、符号化方式が８Ｂ１０Ｂ符号化と呼ばれるものである。その場合、特殊符号としてはＫキャラクタと呼ばれる１２個の符号があり、これら、あるいはこれらと通常符号（Ｄキャラクタ）との組み合わせをインバンド信号１１１のマーク１１３として使用する。
【００５４】
具体的なインバンド信号１１１の挿入／分岐について述べる。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は送信側において通常のパケット１１２が送信されている時（図４ステップＳ１）、インバンド信号１１１を挿入するのであれば（図４ステップＳ２）、特殊符号を用いたマーク１１３によってインバンド信号１１１をはさむ（図４ステップＳ３）。
【００５５】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はその信号を主たる通常のパケット１１２のデータのビット列の任意の位置に挿入する（図４ステップＳ４）。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はインバンド信号１１１を通常のパケット１１２の送信中に挿入をはじめると、通常のパケット１１２の送信を停止し（図４ステップＳ５）、通常のパケット１１２の残りの送信をインバンド信号１１１の送信が終わるまで待たせる。
【００５６】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はインバンド信号１１１の挿入が終わり次第（図４ステップＳ６）、通常のパケット１１２を中断したところからそのまま続きを送信する（図４ステップＳ７）。これによって、インバンド信号１１１は通常のパケット１１２にはさまれた形となる。
【００５７】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は受信側において、通常のパケット１１２の受信中に（図５ステップＳ１１）、マーク１１３を検出すると（図５ステップＳ１２）、マーク１１３ではさまれた部分（インバンド信号１１１）をマーク１１３も含めて、主たる通常のパケット１１２のデータのビット列から抜き取る（図５ステップＳ１３）。
【００５８】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はマーク１１３ではさまれた部分（インバンド信号１１１）を抜き取った後、通常のパケット１１２のすきまを詰めて通常のパケット１１２を挿入のなかった元の状態のデータ列に再生する（図５ステップＳ１４）。
【００５９】
インバンド信号１１１の挿入／分岐は物理媒体３を流れるパケットのように、通常のパケット１１２のデータのフレームやパケットの切れ目、タイムスロット等を受信するのを待たず、任意のタイミングで行われるため、結果として通常のパケット１１２を分割した中に挿入される場合もある。
【００６０】
これによって、本実施例では、主たるデータである通常のパケット１１２にインバンド信号１１１の挿入／分岐の影響を全く残さず、元のデータに再生することができる。
【００６１】
また、インバンド信号１１１の長さは先頭と終わりのマークの間隔で決まるので、任意に可変である。すなわち、最小で０（挿入分岐しない）、最大無限長（連続挿入）である。
【００６２】
図６は本発明の一実施例による伝送遅延測定の一動作例を示すフローチャートである。これら図３及び図６を参照して本発明の一実施例による伝送遅延測定の動作について説明する。
【００６３】
主たるデータである通常のパケット１１２はインバンド信号１１１が挿入されている間、その送信が待たされることになる。そこで、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２では通常のパケット１１２をＦＩＦＯバッファ２２１に一時的に蓄える。
【００６４】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２ではインバンド信号１１１の挿入が多いと、ＦＩＦＯバッファ２２１が溢れてしまう。そこで、ＦＩＦＯ制御部２２２から上位層へバックプレッシャをかけるためのアラーム信号１１４をあげる。これによって、主たる通常のパケット１１２のデータは上位層で、送信帯域に制限が加えられ、ＦＩＦＯバッファ２２１のバッファ溢れを防ぐことができる。
【００６５】
このインバンド信号挿入／分岐ブロック２２では伝送遅延測定のために、伝送遅延測定用信号（Ｌａｙｅｒ１−ｐｉｎｇ）の送信を行うＰｉｎｇ送信部２２３と、Ｌａｙｅｒ１−ｐｉｎｇを受信した時に折り返すための折り返し部２２４とを備えている。したがって、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２ではタイマ２２５でＬａｙｅｒ１−ｐｉｎｇの送信から、リンクの反対側で折り返されて帰ってくるまでの時間をカウントすると、伝送遅延にかかる時間が算出される。
【００６６】
すなわち、インバンド信号挿入／分岐ブロック２２ではＰｉｎｇ送信部２２３が伝送遅延測定用信号（Ｌａｙｅｒ１−ｐｉｎｇ）の送信を行う場合（図６ステップＳ２１）、タイマ２２５を起動する（図６ステップＳ２２）。
【００６７】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は折り返しの伝送遅延測定用信号（Ｌａｙｅｒ１−ｐｉｎｇ）を受信すると（図６ステップＳ２３）、タイマ２２５を停止し（図６ステップＳ２４）、タイマ２２５のカウント値から伝送遅延時間を算出する（図６ステップＳ２５）。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はその算出値を内部レジスタ（図示せず）からネットワーク管理端末（図示せず）に報告する（図６ステップＳ２６）。
【００６８】
上述した従来のインバンド挿入方式では、折り返し時に、主たるパケットデータの切れ目が来るのを待ったり、自分のタイムスロットが来るのを待ったりする必要があり、正確な遅延測定を行うことができない。
【００６９】
本実施例では折り返し時に通常のパケット１１２の送信状態に関係なく、Ｌａｙｅｒ１−ｐｉｎｇの受信と同時に、そのＬａｙｅｒ１−ｐｉｎｇを折り返し部２２４から折り返すことができるため、ネットワークの状態、輻輳等に関わらず、常に正確な遅延時間を測定することができる。
【００７０】
図７は本発明の一実施例による伝送遅延測定の他の動作例を示すフローチャートである。これら図３及び図７を参照して本発明の一実施例による伝送遅延測定の動作について説明する。
【００７１】
遅延時間の測定は上位層についても行うことができる。例えば、図１のＭＡＣ層１側にＬａｙｅｒ２におけるＰｉｎｇの発信とその折り返しであるＥｃｈｏの発信の機能が実装されていたとする。
【００７２】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はこのＬａｙｅｒ−２−ｐｉｎｇの発信を検知した時（図７ステップＳ３１）、タイマ２２５を起動させる（図７ステップＳ３２）。
【００７３】
インバンド信号挿入／分岐ブロック２２は折り返しのＬａｙｅｒ−２−ｅｃｈｏのパケットが帰ってきた事を検知した時（図７ステップＳ３３）、タイマ２２５を停止させ（図７ステップＳ３４）、タイマ２２５のカウント値から往復遅延時間を算出する（図７ステップＳ３５）。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はその算出値を内部レジスタからネットワーク管理端末に報告する（図７ステップＳ３６）。
【００７４】
これによって、本実施例では、Ｌａｙｅｒ−１での往復遅延の測定と同じく、Ｌａｙｅｒ−２での往復遅延も正確に測定することができる。通常のＬａｙｅｒ−３（ＩＰ層）におけるＰｉｎｇではタイムスタンプを用いて遅延が求められるが、その計測単位はｍｓｅｃである。本実施例ではハードウェアのタイマ２２５でカウントするため、ナノ秒以下の正確な測定も可能である。
【００７５】
本実施例では測定したＬａｙｅｒ−１の往復遅延時間とＬａｙｅｒ−２の往復遅延時間との差分をとることで、ノード（図示せず）におけるＬａｙｅｒ２処理時間を実測値に基づいて算出することができる。また、本実施例では１．５往復の遅延時間から１往復の遅延時間をひくことで、往復だけではなく片道の遅延を導出することができる。
【００７６】
本実施例で得られる遅延の値は物理的に伝送にかかる遅延と、各Ｌａｙｅｒでの処理にかかる遅延とを分別して求めることができる。そこで、ネットワーク管理端末ではこれらの情報をネットワークリソース配置、障害検知、ボトルネック発見等に用いることができる。
【００７７】
セレクタ２２６においてはインバンド信号１１１の前後をマーク１１３ではさむ処理が行われる。このマーク１１３の部分にエラーが起きると、インバンド信号１１１の挿入／分岐がうまく行われず、エラーを増幅してしまう。これを防ぐために、マーク１１３に使う特殊符号の組は互いにハミングディスタンスが一定値をとるようにしておく。
【００７８】
本実施例ではハミング距離が４のもののみを用いている。受信側では各マーク１１３とのハミングディスタンスをマーク１１３の検出に用いることで、エラー回復を行うことができ、エラーの増幅を防いでいる。
【００７９】
さらに、本実施例では複数のマーク１１３を用いて、複数のデータ伝送の挿入を行うことができる。複数の挿入データ同士は時間で区切って足し合わせるか、あるいは挿入するバイトを１／２バイト、１／４バイト、１／８バイトと分割して共有することも可能である。
【００８０】
後者のバイトを分割して複数データを挿入する場合には、十分な（複数データをあわせた帯域以上）インバンド信号用伝送帯域を確保すれば、挿入が複数種のデータであっても、それぞれが待たされることなしに挿入可能である。
【００８１】
挿入するインバンド伝送のデータとしては、ネットワーク及びネットワーク機器の管理用データ、ルーティング、シグナリング用データ、エンドーエンド間のセッション開始、維持用データ、ビットエラーレート測定用データ、Ｌｉｎｋアップ確認用データ（Ｈｅｌｌｏパケット）等がある。
【００８２】
このように、本実施例では、パケット伝送装置の物理層内の符号化の下に設けたインバンド信号パケット伝送において、インバンド信号をパケット送信状態によらず、任意のタイミングで任意の長さで挿入することができるので、パケットの混み具合や処理状態によらないインバンド信号の挿入／分岐を実現することができる。
【００８３】
尚、本発明は上述した実施例の構成や動作に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適宜変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態によるデータ伝送装置の動作を示す図である。
【図２】本発明の一実施例によるパケット伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のインバンド信号挿入／分岐ブロックの構成を示すブロック図である。インバンド信号挿入／分岐ブロック２２はＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファ２２１と、ＦＩＦＯ制御部２２２と、Ｐｉｎｇ送信部２２３と、折り返し部２２４と、タイマ２２５と、セレクタ
【図４】本発明の一実施例によるパケット伝送装置の送信側の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例によるパケット伝送装置の受信側の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例による伝送遅延測定の一動作例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例による伝送遅延測定の他の動作例を示すフローチャートである。
【図８】従来のインバンド伝送方式を示す図である。
【図９】従来のフレームのオーバヘッドを用いたインバンド伝送を示す図である。
【図１０】従来のインタフレームギャップも用いたインバンド伝送を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  ＭＡＣ層
２  物理層
３  物理媒体
４  ＦＥ
２１  符号化ブロック
２２  インバンド信号挿入／分岐ブロック
２３  送受信器
２４  ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ
１１１  インバンド信号
１１２  通常のパケット
１１３  マーク
２２１  ＦＩＦＯバッファ
２２２  ＦＩＦＯ制御部
２２３  Ｐｉｎｇ送信部
２２４  折り返し部
２２５  タイマ
２２６  セレクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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