(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーキットエミュレーションデータを輸送する装置であって、
前記サーキットエミュレーションデータをサーキットエミュレーションデータパケット列にパケット化するデータパケット生成手段と、
前記サーキットエミュレーションデータパケット列をデータ転送セル（data transfer cell）に挿入するデータ多重化手段と、
前記データ転送セルをデータ転送セル整形クロックの関数として受信ユニットに輸送する手段とを有し、
前記データパケット生成手段がデータパケット長を前記データ転送セル整形クロックの関数として制御することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記データ多重化手段が、
複数の接続からのデータパケットを、送信優先度スケジュールに従ってデータ転送セルに多重化する手段を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記データパケット生成手段が、
サーキットエミュレーションデータをサーキットエミューレーション接続から受信する入力バッファと、
各サーキットエミュレーションデータパケットの長さを制御する入力バッファクロックとを有し、
前記入力バッファが前記入力バッファクロックに応答することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記入力バッファクロックが、
前記データ転送セル整形クロックからクロック信号を受信する手段と、
前記データ転送セル整形クロック信号の周波数を分割する周波数分割器手段とを有することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記データ転送セルが非同期転送モード（ＡＴＭ）セルであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記サーキットエミュレーションデータが構造化データであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記データパケット生成手段が、
サーキットエミューレーションデータ接続から構造化サーキットエミュレーションデータのブロックを入力する手段と、
データブロック長とデータパケット長に固定の関係が無い場合、構造化データポインタを生成する手段を有することを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記データパケット生成手段が、
サーキットエミューレーションデータ接続からのサーキットエミュレーションデータのブロックを入力する手段と、
データブロック長とデータパケット長との固定の関係を反映したコンフィグレーションコマンドを生成する手段を有することを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項９】
前記サーキットエミュレーションデータが非構造化データであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
サーキットエミュレーションデータを輸送する装置であって、
サーキットエミューレーション接続からのサーキットエミュレーションデータをサービスクロックレートに従って前記装置に転送する入力手段と、
前記サーキットエミュレーションデータをサーキットエミュレーションデータパケット列にパケット化するデータパケット生成手段と、
前記サーキットエミュレーションデータパケット列をデータ転送セル（data transfer cell）に挿入するデータ多重化手段と、
前記データ転送セルを受信ユニットに輸送する手段とを有し、
前記データパケット生成手段がデータパケット長を前記サービスクロックレートの関数として制御することを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記データパケット生成手段が、
前記サーキットエミュレーションデータをサーキットエミューレーション接続から受信する入力バッファと、
各サーキットエミュレーションデータパケットの長さを制御する入力バッファクロックとを有し、
前記入力バッファが前記入力バッファクロックに応答することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記入力バッファクロックが、
前記サービスクロックレートからクロック信号を受信する手段と、
前記サービスクロックレートの周波数を分割する周波数分割器手段を有することを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記データ多重化手段が、
複数の接続からのデータパケットを、送信優先度スケジュールに従ってデータ転送セルに多重化する手段を有することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記データ転送セルが非同期転送モード（ＡＴＭ）セルであることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
通信ネットワークにおいてサーキットエミュレーションデータを輸送するシステムであって、
第１のサーキットエミューレーション接続から前記サーキットエミュレーションデータを受信する入力バッファと、
前記入力バッファに接続され、前記サーキットエミュレーションデータの少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットへの変換を制御するパケット化信号を生成するための入力バッファクロックと、
前記少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットを、少なくとも１つの他の接続に関連するデータパケットを有するデータパケットストリームに多重化するデータパケット多重化器と、
前記データパケットストリームからのデータ転送セルペイロード抽出を制御するデータ転送セル整形クロック信号を生成する整形クロックと、
前記データ転送セルペイロードを受信ユニットに輸送するデータ送信手段とを有し、
前記入力バッファクロックが、前記パケット化信号を生成し、サーキットエミュレーションデータパケット長をデータ転送セル整形クロックの関数として制御することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
前記入力バッファクロックが、
前記データ転送セル整形クロック信号に応答する周波数分割器を有することを特徴とする請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記周波数分割器が前記データ転送セル整形クロック信号を管理者が調整可能な機能である、変数因子Ｋによって分割することを特徴とする請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記パケット多重化器が、少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットを、送信優先度スケジュールに従ってデータパケットストリームに多重化することを特徴とする請求項１５のシステム。
【請求項１９】
前記データ転送セルペイロードが非同期転送モード（ＡＴＭ）セルの一部であることを特徴とする請求項１５のシステム。
【請求項２０】
前記サーキットエミュレーションデータが構造化データであることを特徴とする請求項１５のシステム。
【請求項２１】
サーキットエミュレーションデータ接続から構造化サーキットエミュレーションデータのブロックを入力する手段と、
データブロック長とデータパケット長に固定の関係が無い場合、構造化データポインタを生成する手段をさらに有することを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
サーキットエミューレーションデータ接続からサーキットエミュレーションデータのブロックを入力する手段と、
データブロック長とデータパケット長との固定の関係を反映したコンフィグレーションコマンドを生成する手段を有することを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記サーキットエミュレーションデータが非構造化データであることを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項２４】
さらに、
前記データ転送セルペイロードを受信する入力手段と、
前記入力手段に接続され、少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットを抽出する多重分離手段と、
少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットからサーキットエミュレーションデータを抽出し、前記サーキットエミュレーションデータを第２のサーキットエミューレーション接続にサーキットエミュレーションデータ転送レートの関数として転送する出力バッファと、
前記出力バッファに接続され、データ転送セル到着レートに基づき前記サーキットエミュレーションデータ転送レートを得るクロック復元手段とを有することを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項２５】
前記データ転送セル到着レートが前記データ転送セル整形クロック信号の関数であることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記クロック復元手段が、
データ転送セル到着レート分布を測定する手段と、
前記サーキットエミュレーションデータ転送レートを前記データ転送セル到着レート分布と管理者が調整可能な変数Ｋの関数として確立する手段とを有することを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２７】
前記データ転送セルペイロードが非同期転送モード（ＡＴＭ）セルの一部であることを特徴とする請求項２４のシステム。
【請求項２８】
前記データ送信手段が、
複数のトラフィックサービスカテゴリをサポートする手段を有することを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項２９】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは固定ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは可変ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３１】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは有効ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３２】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは不特定ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３３】
サーキットエミューレーション接続からサーキットエミュレーションデータを輸送する方法であって、
前記サーキットエミュレーションデータを第１のサーキットエミューレーション接続から入力バッファにシフトするステップと、
パケット化クロック信号に従って、前記サーキットエミュレーションデータを少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットにパケット化するステップと、
前記少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットをデータ転送セルに多重化するステップとを有し、
前記パケット化クロック信号がデータ転送整形クロックから得られることを特徴とする方法。
【請求項３４】
前記方法がさらに、
少なくとも１つのデータパケットを前記サーキットエミューレーション接続以外の接続から前記データ転送セルに多重化するステップを有することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記方法がさらに、
各接続に対してデータ送信優先度を確立するステップと、
他の接続からの少なくとも１つのデータパケットと、サーキットエミューレーション接続からの少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットを、前記データ送信優先度に従って多重化するステップとを有することを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記方法がさらに、
前記データ転送整形クロックを変数Ｋで周波数分割し、前記パケットクロック信号を得るステップを有することを特徴とする請求項３３の方法。
【請求項３７】
前記データ転送セルを受信ユニットに輸送するステップが、
複数のトラフィックサービスカテゴリを輸送するステップを有することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは固定ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは可変ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４０】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは有効ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４１】
前記複数のトラフィックサービスカテゴリは不特定ビットレートサービスを含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４２】
前記データ転送セルが非同期転送モード（ＡＴＭ）セルであることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項４３】
前記サーキットエミュレーションデータが構造化データであることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項４４】
前記サーキットエミュレーションデータが非構造化データであることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項４５】
通信ネットワークにおいて、第１のサーキットエミューレーション接続からのサーキットエミュレーションデータブロックを第２のサーキットエミューレーション接続に輸送する方法であって、
前記サーキットエミュレーションデータをサービスクロックレートの関数として入力バッファにシフトするステップと、
前記サーキットエミュレーションデータを、パケット化クロック信号によって決定された長さを有する少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットにパケット化するステップと、
前記少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットをデータ転送セルに多重化するステップと、
前記データ転送セルをデータ転送セル整形クロックレートに従って輸送するステップとを有し、また前記パケット化クロック信号が前記データ転送セル整形クロックレートから得られるものであり、
前記データ転送セルを前記受信ユニットにおいて受信するステップと、
前記少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットを前記転送セルから抽出するステップと、
前記サービスクロックレートを受信するステップと、
前記少なくとも１つのサーキットエミュレーションデータパケットを含む前記サーキットエミュレーションデータを、前記復元されたサービスクロックレートに従って前記第２のサーキットエミューレーションデータ接続に転送するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項４６】
前記サービスクロックレート復元ステップが、
前記サービスクロックレートをデータ転送セル到着レート分布に基づいて復元するステップを有し、
前記データ転送セル到着レート分布が前記データ転送セル整形クロックの関数であることを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
前記サービスクロックレート復元ステップが、
前記データ転送セル到着レート分布を測定するステップと、
前記サービスクロックレートを前記測定されたデータ転送セル到着レート分布及び管理者が調整可能な変数Ｋの関数として復元することを特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
前記サービスクロックレート復元ステップが、
外部ネットワーククロックから前記サービスクロックを復元することを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項４９】
前記サービスクロックレート復元ステップが、
適応クロック復元方法によって前記サービスクロックレートを復元することを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項５０】
前記サービスクロックレート復元ステップが、
同期誤差タイムスタンプ法（Synchronous Residual Time Stamp method）によって前記サービスクロックレートを復元することを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項５１】
前記サーキットエミュレーションデータが構造化データであって、かつブロック長とデータパケット長途に固定の関係がない場合に、構造化データポインタを生成するステップをさらに有することを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項５２】
サーキットエミュレーションデータが構造化データである場合、ブロック長及びデータパケット長との固定の関係を反映したコンフィグレーションコマンドを生成するステップをさらに有することを特徴とする請求項４５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
背景技術
本発明は他の形式のデータ、例えばビデオ及び制御データだけでなく、音声形式データの輸送に非同期転送モード（ＡＴＭ）を用いる通信システムに関する。特に本発明は１つかそれ以上のサーキットエミュレーション接続（circuit emulation connections）（すなわち、サーキットエミュレーションデータソース）からの、低ビットレートのサーキットエミュレーションデータ（すなわち同期データ）の輸送にＡＴＭを用いる通信システムに関する。
ＡＴＭは１つかそれ以上の用途のための通信システムにおいて、非同期通信データの送信に一般に用いられている標準プロトコルである。ＡＴＭはＡＴＭセルとして知られる固定サイズデータパケットによるデータ転送に基づく。各ＡＴＭセルのプロトコルは同一で、各ＡＴＭセルは４８オクテットのペイロード及び５オクテットのヘッダを有する。一般に、当該技術分野においてＡＴＭはよく知られている。
各アプリケーションに関連する通信データは、最初はアプリケーションに特定のデータ転送フォーマットを有する。もしそのデータの輸送にＡＴＭを使う場合には、アプリケーションに特定のデータフォーマットをＡＴＭプロトコルと互換性を有するように適合させられる。これは図１に示すＡＴＭ適合レイヤ（ＡＡＬ）１０１によって達成される。図１を参照して、アプリケーションレイヤ１０２は特定の通信データアプリケーションからの通信データを表す。上述したように、ＡＡＬの仕事はデータをＡＴＭプロトコルと互換性を有するように再フォーマットすることである。再フォーマットされれば、ＡＴＭレイヤ１０３はデータを所望の受信ユニットへ輸送することができる。
さらに一般的なＡＡＬはＡＡＬ１である。ＡＡＬ１は一般に、同期データ（すなわちサーキットエミュレーションデータ）の規格データパケットへのパケット化に使用される。規格データパケットは、順番に構造化されていても構造化されていなくても良い。構造化されたデータは、データブロックの構造化データポインタ（ＳＤＰ）で各データブロックの境界が規定される。具体的にはＳＤＰは受信ユニットにおいてデータのアライメント（すなわち、データのリカバリ）に用いられる。非構造化データはフレーム情報を持たない生データを指す。
図１に示されるように、ＡＡＬ１は２つの基本機能サブレイヤに分割される。セル分割組立（ＳＡＲ）サブレイヤ１０４及びコンバージェンスサブレイヤ１０５である。ＳＡＲサブレイヤ１０４は入力されるデータを４７バイト長のデータブロックにパケット化する。ＳＡＲサブレイヤ１０４はそれから１バイトの順序番号と（入力されるデータを構造化データ又は非構造化データとして識別するための）１ビットのデータ形式識別子を付加する。例えば、もしデータ形式識別子ビットがセットされているならば、ブロックの第１バイトはＳＤＰを含むであろう。コンバージェンスサブレイヤ１０５はデータパケット化、クロック復元、セル遅延変動補償及び送信エラー訂正をサポートする。
ＡＡＬ１には多数の生来的な問題がある。一番大きなものは４７バイトデータブロックを準備するためにＡＡＬ１が必要とする時間遅延が非常に長いことである。例えば、サーキットエミュレーションデータのための典型的なサービスレート（すなわち、入力データレート）は６４ｋビット／秒である。ＡＡＬ１において対応する時間遅延は約６ミリ秒であろう（つまり、４７バイト／毎秒８ｋバイト）。さらに、送信ユニットから受信ユニットへのデータ輸送は一般にいくつかのＡＴＭ遷移を伴う。従って、既に過大な遅延は各ＡＴＭ遷移によって一層ひどくなる。加えて、低ビットレートデータを取り扱う際には、各ＡＴＭセルを完全に埋めるには満たないデータ量であることがしばしばである。ＡＴＭセルプロトコルに従って、ＡＡＬ１はパディングビットによって各ＡＴＭセルの残った部分を埋めなくてはならないであろう。これは、帯域幅の非効率な利用という結果に終わる。音声データなど多くの用途はデータ輸送遅延に敏感であり、また帯域幅は非常に高価であるため、低ビットレートデータであるサーキットエミュレーションデータをＡＴＭを用いてもっと効率よく輸送する設計に対する必要性が真に存在する。
発明の概要
別の一般的に使用されるＡＡＬは、時々ＡＡＬｍと呼ばれることのあるＡＡＬ２である。ＡＡＬ２は一般的にセルラー方式の音声データのような、低ビットートで、非同期なデータの変形に用いられる。特に言えば、ＡＡＬ２は低ビットレートデータストリームをしばしばミニセル又はマイクロセルと呼ばれる小さなデータパケットにセグメント化する。特に低いビットレートで、非同期データ源からの小データパケットは、ＡＴＭセルを形成するために他の同様なデータ源からの小パケットと一緒に多重化される。データをさらに小さな可変サイズデータにセグメント化することによって、データ輸送ディレイはさらに削減でき、またバンド幅の利用は改善される。加えて、図２に示すように、小さいデータパケットに隣接するＡＴＭセル間にまたがることを許可することにより、輸送遅延はさらに減らすことができる。
本発明はＡＡＬ２に関連する機能的な能力を用いることによってサーキットエミュレーションデータに対するＡＴＭの性能を改良する。従って、本発明は本質的にはＡＡＬ２の拡張版であり、本発明は本明細書においてサーキットエミュレーション適応レイヤと呼ばれる。図３に示すように、本発明は図１に示したＡＡＬ１をサーキットエミュレーション適応レイヤ３０５及びショートパケット多重レイヤ化３１０によって置き換えることによって達成される。ショートパケット多重化レイヤ３１０は上述のＡＡＬ２と機能的に類似又は同一である。
従って、本発明の目的は、低ビットレートのサーキットエミュレーションデータをＡＴＭ接続によって輸送する前にパケット化することにある。
本発明の別の目的は、サーキットエミュレーションデータをＡＴＭ接続によって輸送する際の帯域利用を改善することにある。
本発明の１つの見地によれば、前述の目的及び他の目的はサーキットエミュレーションデータ輸送装置及び／又は方法によって達成される。これはエミュレーションデータのサーキットエミュレーションデータパケット列への変形及び、サーキットエミュレーションデータパケット列のデータ転送セルへの挿入を伴う。次に、データ転送セルはデータ転送セル整形クロック（cell shaping clock）の関数として受信ユニットに輸送される。さらに、各データパケットの長さはデータ転送セル整形クロック（cell shaping clock）の関数として制御される。
本発明の別の見地によれば、前述の目的及び他の目的はサーキットエミュレーションデータ輸送装置及び／又は方法によって達成される。これはサーキットエミュレーションデータをサーキットエミュレーションデータパケット列への変形及びサーキットエミュレーションデータパケット列のデータ転送セルへの挿入を伴う。そして、データ転送セルは受信ユニットへ輸送される。ここで、データパケット長はサービスレートクロックの関数として制御される。
【図面の簡単な説明】
本発明の目的及び利点は以下の詳細な説明を次の図とともに読むことによって理解される。
図１は従来の非同期転送モード（ＡＴＭ）適応レイヤ（ＡＡＬ）を示す図である。
図２は従来技術によるショートパケットからＡＴＭセルへの多重化を説明する図である。
図３は本発明によるＡＡＬを説明する図である。
図４はヘッダ及びパディングビットを含むショートパケットを示す図である。
図５Ａ及び５Ｂは送信ユニットにおける本発明の機能レイヤを説明する図である。
図６は受信ユニットにおける本発明の機能レイヤを説明する図である。
図７Ａ及び７Ｂは低ビットレートのサーキットエミュレーションデータの輸送処理を示すフローチャートである。
図８は低ビットレートのサーキットエミュレーションデータの受信処理を示すフローチャートである。
詳細な説明
本発明は低ビットレートのサーキットエミュレーション（すなわち、同期）データを送信ユニットから受信ユニットへＡＴＭ接続によってさらに効率的に輸送する。一般に、本発明は入力されたサーキットエミュレーションデータを１つかそれ以上のショートパケット、例えば図４に示すような、ラストデータバイト４１０を含む多くのデータバイトを有するショートパケット４０５へパケット化することによって達成される。各ショートパケットの長さは一般に１つのＡＴＭセルペイロードの長さよりずっと短いため、特定のサーキットエミュレーション接続（すなわち、データ源）からのサーキットエミュレーションデータを含むショートパケットの列は１つのＡＴＭセルペイロードに挿入することができる。特定のサーキットエミューレーション接続によって生成された列の中のいくつかのショートパケットはその時点のＡＴＭセルペイロードを完全には満たさないことが非常によく発生する。バンド幅を最大利用し、データ輸送遅延を削減するために、本発明はＡＡＬ１と異なり、各ショートパケット列が異なるサーキットエミューレーション接続及び／又は異なる形式のトラフィック（例えば、データ制御信号符号化音声）を伴う接続に対応する、いくつかのショートパケット列を同じＡＴＭ接続に多重化する能力を有する。
これは、本発明がパディングビットの完全な回避を意味するわけではない。しかし、もしパディングビットが必要とされる場合、本発明はそれらを、例えば図４に示すショートパケット４０５のラストデータバイト４１０のような、ショートパケットの残りの部分を埋めるためにのみ使用する。さらに、もしパディングビットを用いる場合に、受信ユニットが正しくパディングビットを識別し、廃棄できるよう、パディングカウンタ（ＰＣ）４１５を用いることができることは当業者に容易に理解されるであろう。図示の目的で、ＰＣ４１５はＡ０，Ａ１，Ａ２の３ビットからなる。従って、ＰＣ４１５は８ビットまでのパディングビットを規定することが可能である。
図５Ａは通信システム送信ユニットに関する本発明の代表的な実施形態５００における機能レイヤ及び構成要素を示す図である。３つの機能レイヤはＡＴＭレイヤ５０５、ショートパケットレイヤ５１０及びサーキットエミュレーション適応レイヤ５１５を含む。上述したように、本発明はＡＡＬ１０１をショートパケットレイヤ及びサーキットエミュレーション適応レイヤで置き換える。
代表的な実施形態５００は以下のように動作する。特定のサーキットエミューレーション接続５２５からのサーキットエミュレーションデータ５２０は、サービスクロック（ＳＶＣ  ＣＬＫ）５３５に同期して、サーキットエミュレーション適応レイヤ５１５にある入力バッファ５３０に入力される。入力バッファ５３０はシリアルパラレル変換を行う多数のシフトレジスタを有するハードウェア要素である。
ＳＶＣ  ＣＬＫ５３５は特定のクロックレートで動作し、サーキットエミュレーションデータが構造化データの場合には、フレームクロック（図示せず）を伴っても良い。フレームクロックは、各データフレームの始まりを同定することを目的とする。従って、フレームクロック周波数はサービスクロック周波数から派生する。
サーキットエミュレーション適応レイヤ５１５はさらにパケット化クロックを含み、さらに具体的には、パケット化クロック信号５４０を含む。ある実施形態において、パケット化クロック信号５４０はＡＴＭレイヤ５０５が維持するＡＴＭセル整形クロック５５０が生成する信号に周波数分割器５４５を適用することによって得られる。図５Ａに示すように、ＡＴＭセル整形クロック５５０によって生成される信号は管理者が調整できる変数である、値Ｋで分割される。従って、管理者はパケット化クロックの周期を値Ｋの調整により制御できる。ショートパケットの長さはパケット化クロックの関数であるため、管理者は入力バッファ５３０から抽出されるショートパケットの長さを制御することができる。ここで、ショートパケットの長さはサービスクロックレートの関数でもあることに注意されたい。例えば、パケット化クロック周期の増加すると、ショートパケットの長さも増加する。同様に、サービスクロックレートが上昇すると、ショートパケットの長さも増加する。
図５Ｂに示す第２の実施形態において、パケット化クロック信号５４０はＳＶＣ  ＣＬＫ５３５によって生成された信号に因子Ｋを適用して得られる。繰り返すが、管理者はＫの値を調整することによってパケット化クロック信号５４０の周期を制御することができる。
サーキットエミュレーションデータが構造化データである場合、ショートパケット列は入力バッファ５３０からＳＤＰ生成ユニット５５５へ渡される。ＳＤＰ生成ユニットは、前述したように、受信ユニットにおいてデータフレームのアライメント維持に用いられるＳＤＰを生成する。サーキットエミュレーションデータが非構造化データの場合、ショートパケット列は入力バッファ５３０から直接ヘッダ生成ユニット５６０へ渡される。ヘッダ生成ユニットは各ショートパケット４０５のヘッダ４２０を生成する。ヘッダは例えばＳＤＰ（要求された場合）、シーケンスカウンタ、データ形式識別子及びサーキットエミューレーション接続識別子を含むことができる。
次いで、ショートパケットの列はショートパケット多重化器５６５へ送られる。ショートパケット多重化器は、サーキットエミューレーション接続５２５からのサーキットエミュレーションデータを含むショートパケットの列を、サーキットエミューレーション接続及び／又は他の形式のトラフィック（例えば、制御信号及び圧縮音声）を運ぶ接続を含む他の接続（図示せず）からのデータを含むショートパケットとともにＡＴＭセルストリームへ多重化する。ショートパケット多重化器５６５はそれぞれがショートパケットを同時に送信するであろう多くの接続からのショートパケットを多重化するため、ショートパケットを多重化するショートパケット多重化器５６５における順番は、各ショートパケットの相対的な優先度を規定する、プログラムされた優先スケジュールによって決定される。サーキットエミュレーションデータを他の接続からのショートパケットとともに１つのＡＴＭセルに多重化することによって、本発明は全体的な伝送遅延を削減削減し、また帯域利用を増加させる。
ＡＴＭレイヤ５０５がいくつかの異なる種類の帯域割り当て又は固定ビットレート（ＣＢＲ）サービス、可変ビットレート（ＶＢＲ）サービス、有効ビットレート（ＡＢＲ）サービス及び不特定ビットレート（ＵＢＲ）サービスと言ったトラフィックサービスカテゴリをサポート可能なことは、当業者によってよく認識されている。本発明の好適な実施形態によれば、ＡＴＭセルは送信ユニットから送信され、一定なピークセルレート割り当てはＡＴＭセル整形クロック５５０によって制御される。パケット化クロック５４０はＡＴＭセル整形クロック５５０から直接得られるため、ショートパケット生成とＡＴＭセル生成の干渉可能性は低い。
ＡＴＭセル整形クロック５５０が現在のＡＴＭセルが輸送されるべきであることを知らせると、ＡＴＭレイヤ５０５のヘッダ生成ユニット５７０は現在のＡＴＭセルのペイロードに付加される標準ＡＴＭセルヘッダを生成する。そして、ＡＴＭセルヘッダ及びペイロードは適切な受信ユニットに輸送される。ＡＴＭセルが所望の受信エンティティに到着する前に、多数の異なるＡＴＭスイッチを通じて遷移可能であることを、当業者は容易に理解するであろう。これらＡＴＭスイッチの各々は、結果として本発明とは無関係に輸送遅延を発生する。
図６は、受信ユニットに関連する本発明の機能レイヤを、典型的な実施形態６００に従って説明する図である。送信ユニットでの場合と同様、機能レイヤはＡＴＭレイヤ６０５、ショートパケットレイヤ６１０及びサーキットエミュレーション適応レイヤ６１５を含む。繰り返すが、本発明はＡＡＬ１０１をショートパケットレイヤ６１０及びサーキットエミュレーション適応レイヤ６１５で置き換える。
典型的な実施形態６００は以下のように動作する。ＡＴＭレイヤ６０５は送信ユニットからやってくるＡＴＭセルを受信し、ＡＴＭヘッダ除去ユニット６２０はその時点で到来しているＡＴＭセルペイロードからＡＴＭセルヘッダを除去し、その後ペイロードをショートパケットレイヤ６１０に位置するショートパケット多重分離器６２５へ送る。ショートパケット多重分離器６２５はショートパケット列をそれらの対応する接続に従って分離する。この接続は１つかそれ以上のサーキットエミューレーション接続を含んでいても良い。そして、ショートパケットは適切な適応レイヤへ送信される。サーキットエミュレーションデータを含んだショートパケットはサーキットエミュレーション適応レイヤ、例えばサーキットエミュレーション適応レイヤ６１５へ送られる。
サーキットエミュレーション適応レイヤ６１５において、ショートパケットヘッダ除去ユニット６３０は各ショートパケットからヘッダを除去する。ヘッダ除去ユニット６３０はまた、対応するショートパケットの列が構造化データを含む場合、ＳＤＰの抽出に関して責任を負う。そして、ショートパケットヘッダ除去ユニット６３０はショートパケットを（もしショートパケットが構造化データを含む場合にはＳＤＰも）出力バッファ６３５へ送信する。出力バッファ６３５はＳＤＰをデータのブロックのセグメント化及びブロックレートクロックの生成に利用する。例えば、もし標準的なＰＤＨ／ＳＤＨ回線がエミュレートされるとすると、ＳＤＰは０．１２５マイクロ秒のフレーム境界の検出に用いられるであろう。出力バッファ６３５はパラレルからシリアルへのデータ変換を行うシフトレジスタ列を有するハードウエア要素である。
ヘッダ除去ユニット６３０はまた、対応するショートパケットの列が非構造化データを含む場合には、クロック復元開始パルスのクロック復元ユニット６４０への送信に関して責任を負う。ショートパケットの列が構造化データを含むか非構造化データを含むかによって、クロック復元ユニットは出力バッファ６３５からサーキットエミューレーション接続６４５へのデータを送信するレートを制御する。これを達成するため、クロック復元ユニット６４０はサーキットエミュレーションデータが対応するサーキットエミューレーション接続６４５に必要とされるデータレートで送信されるようにサービスクロック５３５のレートを再度生成する（すなわち、復元する）。クロック復元ユニットはサービスクロックレートを多くの異なる方法によって再生成することが可能である。
好ましい実施形態において、クロック復元ユニット６４０はサービスクロックレートをＡＴＭストリームからサービスクロックレートをＡＴＭセル到着レート分散（ATM cell arrival distribution）の関数として抽出することによって復元成する。ＡＴＭセル到着レート分散はＡＴＭセル整形クロック５５０の周波数を直接反映する。よって、クロック復元ユニット６４０はＡＴＭセル到着レート分散及びＫの値を、パケット化クロック（ＰＣＬＫ）信号５４０の周波数決定に用いることができる。クロック復元ユニット６４０はサービスクロックレートを以下の関係に従って決定する。
ＳＶＣCLK＝ＮVAR＊ＰCLK＝ＮVAR＊ＳＨCLK／Ｋ  （１）
ここで、ＳＶＣCLKはサービスクロックレートを、ＰCLKはパケット化クロックレートを、ＳＨCLKは整形クロックレートを、ＮVARはショートパケットサイズをそれぞれ表す。ＮVARはサービスクロック周波数の関数に起因して変動し得るため、サービスクロック推定はローパスフィルタで平滑化され、パケットサイズジッタの減衰を助けている。
構造化データに関して、サービスブロックレートは以下の関係化に従って得られる。
ＳＶＣBLK＝ＮVAR／ＮBLK＊ＰCLK＝ＮVAR／ＮBLK＊ＳＨCLK／Ｋ  （２）
ブロックサイズＮBLKは、上述した、ヘッダ除去ユニット６４０で抽出されたＳＤＰに従って得られる。ブロックレートはまた、ブロックレートクロックを動的に再同期化することなく変化が可能なＰＤＨ／ＳＤＨ回線の標準サーキットエミューレーションのためのタイムスロット数を暗示するブロックサイズとは無関係である。
上述のクロック復元方法は、ショートパケットを多重化することによる遅延変動に既に適応しているＡＴＭレイヤ６０５の特性にのみ依存するため、従来のクロック復元方法よりも有利である。従って、クロック復元ユニット６４０はサービスクロックレートをより正確に計算することが可能である。
それでも、クロック復元ユニット６４０は、サービスクロックを多くの従来技術のうちの任意の技術、特にＡＡＬ１と関連して最も頻繁に用いられる技術によって復元することができる。このようなクロック復元技術の一つに従って、外部ネットワーククロックからサービスクロックが復元される。この方法においては、内部でクロックを復元する必要がない。サービスクロックを復元する別の従来技術は適応クロック復元方法（Adaptive Clock Recovery method）である。この方法は出力バッファの平均フィルレベルを測定し、この測定値をクロック復元ユニット６４０における位相ロックループ（ＰＬＬ）の調整に用いる。クロック復元のためのさらに別の従来技術は同期誤差タイムスタンプ法（Synchronous Residual Time Stamp method）である。この方法は安定なシステムクロックとサービスロックとの差を測定し、その測定値をＰＬＬの調整に用いる。これらの方法は当技術分野でよく知られたものである。
上述の従来技術のそれぞれはクロック復元に使用することが可能であるが、本発明によればこれら従来技術よりも遅延変動が少ない。それは上述の実施形態の少なくとも１つにおいて、パケット化クロック５４０がＡＴＭセル整形クロック５５０から生成されていることに起因する。従って、クロック復元能力はＡＡＬの能力特性よりむしろ主にＡＴＭレイヤ１０３における伝送特性に依存する。
図７は本発明の好ましい実施形態に従って、低ビットレートのサーキットエミュレーションデータを送信ユニットから受信ユニットへ輸送するための方法ステップを説明するフローチャートである。ブロック７０５に示されるように、サーキットエミュレーションデータ５２０はまず、サービスクロック５３５によって決定されるレートで、サーキットエミュレーション適応レイヤ５１５にある入力バッファ５３０にシフトされる。そしてサーキットエミュレーションデータ５２０は必要ならセグメント化された後、ブロック７１０に示されるように１つかそれ以上のショートパケットペイロードにパケット化される。上述したように、バイトアライメントを維持するため、必要ならばビットパディングが付加される。従って、セグメントか及びショートパケットペイロードのサイズはＡＴＭレイヤ５０５のＡＴＭセル整形クロック５５０かサービスクロック５３５から得られるパケット化クロック信号５４０によって制御される。
次のステップは、判断ブロック７１５に示されるように、サーキットエミュレーションデータ５２０が構造化データか非構造化データかに依存する。サーキットエミュレーションデータ５２０が構造化データの場合、判断ブロック７１５の外部パス”ＹＥＳ”に従って、ブロック７２０に示されるようにサーキットエミュレーション適応レイヤ５１５がＳＤＰを生成する。ＳＤＰは引き続き受信ユニットにおいてデータブロック及び／又はデータフレームアライメントの維持に用いられる。そして、ブロック７２５に従って、サーキットエミュレーション適応レイヤ５１５は１つかそれ以上のショートパケットのヘッダを生成する。もしサーキットエミュレーションデータ５２０が非構造化データであれば、判断ブロック７１５の外部パス”ＮＯ”に従って、ブロック７２０に示されるように、サーキットエミュレーション適応レイヤ５１５はＳＤＰを生成せずに単純にヘッダを生成する。
ＳＤＰの生成は、サーキットエミュレーションデータ５２０が構造化データか否かに依存する。代わりに、ＳＤＰの生成はデータパケットサイズとブロックサイズとの間に固定の関係があるか否かに依存しても良い。関係がない場合には、上述したように、またさらに図７Ｂ（ブロック７５０及び７６０）に示すようにＳＤＰが生成される。しかし、データパケットサイズとブロックサイズとの間に固定された関係が存在する場合、ＳＤＰの機能は例えば、図７Ｂ（ブロック７５０及び７５５）に示すように、ソフトウエア制御を通じたシステムコンフィグレーションコマンドの設定によって達成される。ＳＤＰの生成及び輸送を行わないことにより、高価な帯域は他の重要なオーバーヘッド情報のために保存される。
１つかそれ以上のショートパケットのためのヘッダが作成されると、このヘッダとパケット化データはショートパケットレイヤ５１０へ送られ、ブロック７３０に示すように、パケット化データの内部で他の接続によって生成されたショートパケットと一緒に多重化される。上述の通り、各接続から到来するショートパケットをＡＴＭストリームに多重化する際の順番は、予め定めた優先順位スケジュールに依存する。そしてＡＴＭセルが、ＡＴＭセル整形クロック５５０の関数として形成及び送信される。
図８は受信ユニットにおいて本発明の好適な実施形態に従って、サーキットエミュレーション接続６４５に適正に送信されるように、ＡＴＭセルを受信し、低ビットレートのサーキットエミュレーションデータを回路シミュレーションデータをショートパケット列から抽出するフローチャートである。
図８に示した方法は以下のように進行する。ブロック８０５に従って、ＡＴＭセルはＡＴＭレイヤ６０５によって受信され、ＡＴＭセルヘッダを除去してＡＴＭセルペイロードをショートパケットレイヤ６１０へ送信する。ブロック８１０として示されるように、ショートパケットは個々のサーキットエミュレーション接続に従ってショートパケット多重分離器６２５によって多重分離される。そして、ショートパケット多重分離器６２５はショートパケットの各列を対応するサーキットエミュレーション適応レイヤ６１５へ送信する。ここでは、各ショートパケットからヘッダが除去される（ブロック８１５）。そして、対応するショートパケットペイロードは出力バッファ６３５に宛てられ（ブロック８２０）、サービスクロックの復元処理（すなわち、サービスクロックレートの再生成）を開始するためにクロック復元トリガ信号が発行される（ブロック８２５）。サービスクロックが一旦復元されると、サーキットエミュレーション適応レイヤ６１５はサーキットエミュレーションデータを出力バッファ６３５からサーキットエミューレーション接続６４５に、適切なサービスレートで転送する（ブロック８３０）。ここで、サービスクロックは上述した多くの異なる方法のどれによっても復元可能であることに注意すべきである。しかしながら、上述の通り好ましい実施形態において、サービスクロックはＡＴＭレイヤ特性の関数として抽出される。
本発明をその好ましい実施形態を参照して説明してきた。しかし、本発明を上述の好ましい実施形態以外の具体的な形で本発明を実施可能であることは、当業者には容易に理解されるであろう。これは、本発明の精神から離れることなく行うことが可能である。上述の好ましい実施形態は、例示であり、いかなる意味においても制限的に見なされるべきものではない。本発明の範囲は上述の説明ではなく以下の請求範囲によって与えられ、請求範囲の範囲に含まれる全ての派生物及び等価物はその範囲に包含されることが意図されている。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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