(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端ノードと、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の中継ノードと、受信端ノードと、から構成され、
送信端ノードから送信した、パケットと、アイドル符号セットを含むパケット間信号を、Ｍ個の中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する、パケット通信状態と、
送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットを、Ｍ個の中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する、オートネゴシエーション通信状態とを、有する、パケット通信システムの、パケット通信方法において、
少なくとも１個の中継ノードが、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、受信信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、このアイドル符号セットを破棄し、
受信信号にオートネゴシエーション符号セットが含まれるとき、このオートネゴシエーション符号セットを破棄し、
ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にアイドル符号セットを挿入し、受信信号にオートネゴシエーション符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にオートネゴシエーション符号セットを挿入し、下流に送信することを特徴とする、パケット通信方法。
【請求項２】
送信端ノードと、Ｍ個の中継ノードと、受信端ノードと、から構成され、
送信端ノードから送信した、パケットと、アイドル符号セットを含むパケット間信号を、Ｍ個の中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する、パケット通信状態と、
送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットを、Ｍ個の中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する、オートネゴシエーション通信状態とを、有する、パケット通信システムの、パケット通信装置の中継ノード装置において、
少なくとも１個の中継ノードが、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、受信信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、このアイドル符号セットを破棄し、受信信号にオートネゴシエーション符号セットが含まれるとき、このオートネゴシエーション符号セットを破棄し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にアイドル符号セットを挿入し、受信信号にオートネゴシエーション符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にオートネゴシエーション符号セットを挿入し、下流に送信することを特徴とする、中継ノード装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパケット通信装置において、中継ノード(Rep-i)は次の各構成素子を有すること、
受信部、
受信部に接続されたデスタッフ部、
これに続くFIFOバッファ、
ＦＩＦＯバッファに続くスタッフ部、
これに続く送信部と、
ＦＩＦＯバッファに送信クロックを送るように接続された送信クロック発生源、
前記デスタッフ部は、主信号からアイドル符号セットを検知し、デスタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとし、
さらに主信号からオートネゴシエーション符号セットを検知し、デスタッフ要求＝Trueかつオートネゴシエーション符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする機能を有し、
前記スタッフ部は、主信号からアイドル符号セットを検知し、スタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを挿入し、また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとし、
さらに主信号からオートネゴシエーション符号セットを検知し、スタッフ要求＝Trueかつオートネゴシエーション符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にオートネゴシエーション符号セットを挿入し、また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする機能を有し、
前記ＦＩＦＯバッファは書込イネーブル＝Trueのとき受信クロックに同期して入力される主信号をバッファに書き込み、書込イネーブル＝False のときは、バッファへの書込を停止する如く構成し、かつ読出イネーブル＝Trueのとき送信クロックに同期してバッファから主信号の入力された順に読出して出力し、又読出イネーブル＝Falseのときは読み出しを停止し、
このＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、このアイドル符号セットを破棄し、受信信号にオートネゴシエーション符号セットが含まれるとき、このオートネゴシエーション符号セットを破棄し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にアイドル符号セットを挿入し、受信信号にオートネゴシエーション符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にオートネゴシエーション符号セットを挿入し、下流に送信することを特徴とする中継ノード装置。
【請求項４】
送信端ノードと、中継開始ノードと、Ｍ個の中継ノードと、中継終了ノードと、受信端ノードと、から構成され、
送信端ノードから送信した、パケットと、アイドル符号セットを含むパケット間信号を、中継開始ノードとＭ個の中継ノードと中継終了ノードとを中継して、受信端ノードに通信する、パケット通信状態と、
送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットを、中継開始ノードとＭ個の中継ノードと中継終了ノードとを中継して、受信端ノードに通信する、オートネゴシエーション通信状態とを、有する、パケット通信システムの、パケット通信方法において、
中継開始ノードが、オートネゴシエーション通信状態の期間内に受信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットのうち、少なくとも１個のオートネゴシエーション符号セットと、その直後のオートネゴシエーション符号セットとの間に、少なくとも１個のアイドル符号セットを挿入して、下流に送信することを特徴とする、パケット通信方法。
【請求項５】
送信端ノードと、中継開始ノードと、Ｍ個の中継ノードと、中継終了ノードと、受信端ノードと、から構成され、
送信端ノードから送信した、パケットと、アイドル符号セットを含むパケット間信号を、中継開始ノードとＭ個の中継ノードと中継終了ノードとを中継して、受信端ノードに通信する、パケット通信状態と、
送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットを、中継開始ノードとＭ個の中継ノードと中継終了ノードとを中継して、受信端ノードに通信する、オートネゴシエーション通信状態とを、有する、パケット通信システムの、パケット通信装置において、
中継開始ノードが、オートネゴシエーション通信状態の期間内に受信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットのうち、少なくとも１個のオートネゴシエーション符号セットと、その直後のオートネゴシエーション符号セットとの間に、少なくとも１個のアイドル符号セットを挿入して、下流に送信することを特徴とする、パケット通信装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパケット通信装置において、中継開始ノード装置は、受信部、これに続くアイドル符号セット挿入部、さらにこれに続くクロック付替部、その下流の送信部とを有し、
前記中継開始ノードは、デスタッフ部、これに続くＦＩＦＯバッファと、その下流のスタッフ部とを有しており、
前記デスタッフ部は、主信号からオートネゴシエーション符号セットを検知し、デスタッフ要求＝Trueであり、かつ、オートネゴシエーション符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとし、
前記ＦＩＦＯバッファは、書込イネーブル＝Trueのとき、入力される主信号をバッファに書き込み、書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止し、
読出イネーブル＝Trueのとき、バッファから主信号を入力された順に読み出して出力し、
読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止し、
蓄積量がＲmin以上のときは、デスタッフ要求＝True を出力し、
蓄積量がＲmax以上のときは、スタッフ要求＝False を出力し、
Ｒmin：ＦＩＦＯバッファの標準蓄積ビット数＋オートネゴシエーション符号セット１個のビット数、
Ｒmax：ＦＩＦＯバッファの正常動作を保証するための最小の蓄積ビット数（Ｒminより大きい値）であり、
前記スタッフ部は、主信号からオートネゴシエーション符号セットを検知し、
スタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セット挿入タイマーが時間Ｔｉの経過を示し、かつ、オートネゴシエーション符号セットを検出したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを１個挿入し、挿入期間中は、読出イネーブル＝Falseとし、挿入後、アイドル符号セット挿入タイマーをリセットする如く構成し、
オートネゴシエーション通信状態の期間内に受信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットのうち、少なくとも１個のオートネゴシエーション符号セットと、その直後のオートネゴシエーション符号セットとの間に、少なくとも１個のアイドル符号セットを挿入して、下流に送信することを特徴とする、パケット通信装置。
【請求項７】
請求項４に記載のパケット通信システムの、パケット通信方法において、
中継開始ノードが、オートネゴシエーション通信状態の期間内に受信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットのうち、少なくとも１個のオートネゴシエーション符号セットを、少なくとも１個のアイドル符号セットを置換して、下流に送信することを特徴とする、パケット通信方法。
【請求項８】
請求項５に記載のパケット通信システムの、パケット通信装置において、
中継開始ノードが、アイドル符号セット置換部を有し、オートネゴシエーション通信状態の期間内に受信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットのうち、少なくとも１個のオートネゴシエーション符号セットを、少なくとも１個のアイドル符号セットで置換して、下流に送信することを特徴とする、パケット通信装置。
【請求項９】
請求項４または請求項７に記載の通信システムの、パケット通信方法において、
中継終了ノードが、受信したオートネゴシエーション符号セットと次のオートネゴシエーション符号セットとの間に、連続するｎ個（ｎは自然数）のアイドル符号セットを受信した場合に、これらのアイドル符号セットを除いて、下流に送信することを特徴とするパケット通信方法。
【請求項１０】
請求項５または請求項８に記載の通信システムの、パケット通信装置において、
中継終了ノードが、アイドル符号セット廃棄部を有し、
このアイドル符号セット廃棄部は、デスタッフ部、これに続くＦＩＦＯバッファ、さらにこれに続くスタッフ部を有し、
デスタッフ部は、主信号からオートネゴシエーション符号セットに続くアイドル符号セットを検知し、デスタッフ要求＝Trueであり、かつ、オートネゴシエーション符号セットに続くアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとし、
ＦＩＦＯバッファは、書込イネーブル＝Trueのとき、入力される主信号をバッファに書き込み、書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止し、
読出イネーブル＝Trueのとき、バッファから主信号を入力された順に読み出して出力し、
読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止し、
蓄積量がＴminを下回ったときは、デスタッフ要求＝Falseを出力し、
蓄積量がＴmaxを下回ったときは、スタッフ要求＝True を出力する機能を有し、（Ｔmax：ＦＩＦＯバッファの標準蓄積ビット数−オートネゴシエーション符号セットのビット数、Ｔmin：ＦＩＦＯバッファの正常動作を保証するための最小の蓄積ビット数であり、（Ｔmaxより小さい値））
スタッフ部は、主信号からオートネゴシエーション符号セットを検知し、
スタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セットを検出したとき、検出した符号セットの直後にオートネゴシエーション符号セットを１個挿入し、また、挿入期間中は、読出イネーブル＝Falseとする機能を有し、
受信したオートネゴシエーション符号セットと次のオートネゴシエーション符号セットとの間に、連続するｎ個（ｎは自然数）のアイドル符号セットを受信した場合に、これらのアイドル符号セットを除いて、下流に送信することを特徴とするパケット通信装置。
【請求項１１】
請求項４または請求項７に記載の通信システムの、パケット通信方法において、
中継ノードが、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、受信信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、このアイドル符号セットを破棄し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にアイドル符号セットを挿入し、下流に送信することを特徴とする、パケット通信方法。
【請求項１２】
請求項５または請求項８に記載の通信システムの、パケット通信装置において、
中継ノードが、受信部と、中継処理部と、送信部とを有し、かつ、中継処理部は、クロック付替部を有し、
このクロック付替部は、デスタッフ部、これに続くＦＩＦＯバッファ、さらにこれに続くスタッフ部を有し、
デスタッフ部は、主信号からオートネゴシエーション符号セットを検知し、デスタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする機能を有し、
ＦＩＦＯバッファは、書込イネーブル＝Trueのとき、受信クロックに同期して入力される主信号をバッファに書き込み、書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止し、
読出イネーブル＝Trueのとき、送信クロックに同期してバッファから主信号を入力された順に読み出して出力し、読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止し、
蓄積量がＳmaxを超えたときは、デスタッフ要求＝Trueを出力し、
蓄積量がＳminを下回ったときは、スタッフ要求＝True を出力する機能を有し、
スタッフ部は、主信号からアイドル符号セットまたはオートネゴシエーション符号セットを検知し、
スタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セット又はオートネゴシエーション符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを挿入し、
また、挿入期間中は、読出イネーブル＝Falseとする機能を有し、
中継ノードが、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、受信信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、このアイドル符号セットを破棄し、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるとき、その直前もしくは直後にアイドル符号セットを挿入し、下流に送信することを特徴とする、パケット通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットを通信し多段の中継を行うパケット通信システムにおいて使用され、特に、オートネゴシエーションを行い、中継ノードで、受信信号と送信信号のビットレート差を調整するために、アイドル符号セットを挿抜する、パケット通信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の理解を助けるため、まず従来のパケット通信方式を適用したパケット通信システムの例を説明する。
図４０は従来のパケット通信システムで、送信端ノードと、Ｍ個の従属同期中継ノードと、受信端ノードと、から構成される。従来の通信システムは、パケット通信状態と、オートネゴシエーション通信状態との、どちらかの状態をとる。図４１のパケット通信状態では、送信端ノードから送信した、パケットと、パケットと次のパケットとの間のアイドル符号セットを含むパケット間信号を、Ｍ個の従属同期中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する。オートネゴシエーション通信状態では、送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション通信符号セットを、Ｍ個の従属同期中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する。なお、オートネゴシエーション通信状態は送信端ノードと受信端ノードの間で通信方法等の設定を行うための通信状態である。通信開始時はオートネゴシエーション通信状態にあり、通信方法等の設定を終了した時点で、パケット通信状態に遷移する。
【０００３】
図４２は各々の従属同期中継ノードでは、受信部で受信信号から受信クロックを再生し、送信部で、この受信クロックに同期して受信信号をそのまま下流に送信する状態を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の技術によるパケット通信システムでは、従属同期中継ノードが受信クロックを再生し、その再生したクロックを用いて送信していたため、従属同期中継ノードで発生するクロック品質の劣化が、中継を重ねる度に蓄積される。このため、従来の技術による通信システムでは、中継段数と距離が制約され、広域に亘るパケット通信システムを構築することができなかった。
【０００５】
本発明は、前記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、中継毎にクロック品質が劣化する従属同期方式ではなく、中継ノードがクロック発生源を有し、このクロックを用いて送信する独立同期方式を採用した、大規模なパケット通信システムを実現可能な、パケット通信方式を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
中継ノードが、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、受信信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信する。
【０００７】
パケット通信システムがパケット通信状態の時は、中継ノードにおいて、受信クロックと送信クロックとの周波数差によってＦＩＦＯバッファの蓄積量がそのＦＩＦＯバッファの上限を超えることがないように、また、下限を下回ることがないように、アイドル符号セットの挿抜を行う。すなわち、中継ノードは、ＦＩＦＯバッファの蓄積量が最大容量Ｓmaxを超えた場合、受信信号に含まれたアイドル符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量が最小容量Ｓminを下回った場合、受信信号に含まれたアイドル符号セットの直前もしくは直後にアイドル符号セットを挿入する。
【０００８】
パケット通信システムがオートネゴシエーション通信状態の時は、受信クロックと送信クロックの周波数差によってＦＩＦＯバッファの蓄積量がそのＦＩＦＯバッファの上限を超える（オーバーフロー）か下限を下回ること（アンダーフロー）がないよう、オートネゴシエーション符号セットの挿抜を行う。すなわち、中継ノードは、ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、受信信号に含まれたオートネゴシエーション符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、受信信号に含まれたオートネゴシエーション符号セットの直前もしくは直後にオートネゴシエーション符号セットを挿入する。
【０００９】
または、送信端ノードからの信号を最初に中継する中継開始ノードにおいて、一部もしくは全てのオートネゴシエーション符号セットと次のオートネゴシエーション符号セットとの間に、アイドル符号セットを挿入するか、もしくは、一部のオートネゴシエーション符号セットをアイドル符号セットに置換する。中継開始ノード以後の中継ノードでは、受信クロックと送信クロックの周波数差によってＦＩＦＯバッファの蓄積量がそのＦＩＦＯバッファの上限を超える（オーバーフロー）か下限を下回ること（アンダーフロー）がないよう、アイドル符号セットの挿抜を行う。受信端ノードに信号を送信する中継終了ノードでは、オートネゴシエーション符号セットに挟まれたアイドル符号セットを廃棄する。
【００１０】
本発明のパケット通信方式を適用したパケット通信システムでは、中継ノードにおいて、受信信号から再生された受信クロックを用いて送信するのではなく、中継ノードが送信クロック発生源をもち、このクロックによって送信する、独立同期方式を実現しているため、受信信号から受信クロックを再生するときに生じるクロック品質の劣化が、次段の中継ノードに伝播しない。従来は、蓄積されたクロック品質の劣化が問題とならないよう、中継段数と中継距離が制約されていたが、本発明の適用によって、中継段数と中継距離が大幅に緩和される。さらに、受信信号からの受信クロック再生において、クロック品質劣化に対する許容値が大きくなり、安価なクロック再生回路を適用できる。
【００１１】
オートネゴシエーション通信状態では、受信クロックと送信クロックの周波数差を調整するために必要なアイドル符号セットが通信されない。このため、従来のパケット通信方式では、中継ノードでの独立同期方式を採用した場合、オートネゴシエーション通信状態において、受信クロックと送信クロックの周波数差を調整できないため、ＦＩＦＯバッファのオーバーフローもしくはアンダーフローが生じるという問題があった。本発明を適用することにより、オートネゴシエーション通信状態とパケット通信状態のどちらの状態においても、独立同期方式を実現することが可能となる。
【００１２】
また、アイドル符号セットを保守監視情報を符号化した保守監視情報符号セットに置換することによって、中継ノード間での保守監視情報の通信が可能であるが、本発明の適用により、オートネゴシエーション通信状態においても、パケット通信状態と同様に、保守監視情報の通信が可能となる。
【００１３】
さらに、本発明を適用するパケット通信システムでは、オートネゴシエーション通信状態のとき、受信端ノードが受信する信号は、オートネゴシエーション符号セット間に挟まれていたアイドル符号セットが取り除かれた、従来のオートネゴシエーション通信状態時の信号と同じ信号である。このため、本発明を適用するにあたって、受信端ノードを変更する必要がない。
【００１４】
【実施例】
実施例１
実施例１は請求項１及び２の発明を適用したパケット通信システムの例である。
図１は本発明のパケット通信システムを示す。送信端ノードと、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の中継ノードRep-1〜Rep-Mと、受信端ノードと、から構成される。
【００１５】
図２は実施例１において、送信端ノードが送信する信号形式を示す。
図２において、送信端の信号形式は、パケット通信状態と、オートネゴシェーション通信状態との、どちらかの状態をとる。パケット通信状態では、送信端ノードから送信した、パケットと、そのパケットと次のバケットとの間の少なくとも１個のアイドル符号セットを含むパケット間信号を、Ｍ個の中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する。オートネゴシェーション通信状態では、送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシェーション符号セットを、Ｍ個の中継ノードを中継して、受信端ノードに通信する。
【００１６】
図３は実施例１の中継ノード、Rep-iのブロック構成を示す図であり、図中、太線矢印は主信号の流れを示す。図中細線の矢印は、受信クロック及び送信クロックの流れを示す。この矢印の表示は本明細書の各図に対して同じく適用される。
図中の符号を付したブロックは次の如くのものを示す。
１００    受信部
１０２    デスタッフ部
１０４    ＦＩＦＯバッファ
１０６    スタッフ部
１０８    送信部
１１０    送信クロック発生源
【００１７】
これら各部の動作は次の如くである。
デスタッフ部（１０２）
（１）  主信号からアイドル符号セットを検知する。
デスタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
（２）  主信号からＡＮ（オートネゴシエーション）符号セットを検知する。
デスタッフ要求＝TrueかつＡＮ符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファ（１０４）
（１）  書込イネーブル＝Trueのとき、受信クロックに同期して入力される主信号をバッファに書き込む。書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止する。
（２）  読出イネーブル＝Trueのとき、送信クロックに同期してバッファから主信号に入力された順に読み出して出力する。読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止する。
（３）  蓄積量がSmaxを超えたときは、デスタッフ要求＝Trueを出力する。
蓄積量がSminを下回ったときは、スタッフ要求＝Trueを出力する。
スタッフ部（１０６）
（１）  主信号からアイドル符号セットを検知する。
スタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを挿入する。また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
（２）  主信号からＡＮ符号セットを検知する。
スタッフ要求＝TrueかつＡＮ符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にＡＮ符号セットを挿入する。また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
（本明細書中、ＡＮはオートネゴシェーションの略である。）
すなわち、この中継ノードRep-iの動作は、図３に示すように少なくとも１個の中継ノードRep-iが、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、受信信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信する。
【００１８】
図４は実施例１の中継ノードRep-iの動作を示すフローチャートである。図５は実施例１のスタッフ／デスタッフ時の各信号の位置関係を示すタイムチャートである。
図４のフローチャートの説明を行うと概要次のごとくである。
初期化において、
Ｓmin≦蓄積量≦Ｓmax
デスタッフ要求＝False
スタッフ要求＝False
書込イネーブル＝True
読出イネーブル＝True
のとき、
ＦＩＦＯバッファ：ＦＩＦＯの蓄積量＜Ｓminを検知すると
蓄積量＜Ｓmin
デスタッフ要求＝False
スタッフ要求＝True
書込イネーブル＝True
読出イネーブル＝True
へ進む。
スタッフ部：入力信号＝ＡＮ符号セットを検知で
ＡＮ符号セット挿入
デスタッフ要求＝False
スタッフ要求＝True
書込イネーブル＝True
スタッフ部：検知した符号セットの直後にＡＮ符号セットを挿入
スタッフ部：挿入期間中、読出イネーブル＝False
ＦＩＦＯバッファ：挿入期間中出力停止
となり、
スタッフ部：ＡＮ符号セットの挿入終了でＳmin≦蓄積量≦Ｓmaxとする。
また
スタッフ部：入力信号＝アイドル符号セットを検知で
アイドル符号セット挿入
デスタッフ要求＝False
スタッフ要求＝True
書込イネーブル＝True
スタッフ部：検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを挿入
スタッフ部：挿入期間中、読出イネーブル＝False
ＦＩＦＯバッファ：挿入期間中出力停止
では、
スタッフ部：アイドル符号セットの挿入終了でＳmin≦蓄積量≦Ｓmaxとする。
一方、ＦＩＦＯバッファ：ＦＩＦＯの蓄積量＞Ｓmax を検知では
蓄積量＜Ｓmin
デスタッフ要求＝True
スタッフ要求＝False
書込イネーブル＝True
読出イネーブル＝True
となり、
デスタッフ部：入力信号＝ＡＮ符号セットを検知では
ＡＮ符号セット廃棄
デスタッフ要求＝True
スタッフ要求＝True
読出イネーブル＝True
デスタッフ部：検知した符号セットを出力期間中、書込イネーブル＝False
ＦＩＦＯバッファ：廃棄期間中入力停止
とする。
デスタッフ部：ＡＮ符号セットの廃棄終了で、Ｓmin≦蓄積量≦Ｓmaxとなり、
又、デスタッフ部：入力信号＝アイドル符号セットを検知では
アイドル符号セット廃棄
デスタッフ要求＝True
スタッフ要求＝True
読出イネーブル＝True
デスタッフ部：検知した符号セットを出力期間中、書込イネーブル＝False
ＦＩＦＯバッファ：廃棄期間中入力停止
となり、
デスタッフ部：アイドル符号セットの廃棄終了で、Ｓmin≦蓄積量≦Ｓmaxへ戻る。
以下各フローチャートもほぼ同様に動作を説明するものと解されたい。
【００１９】
各中継ノードRep-iの動作を更に要約すると次の如くである。図４及び図５に示すように、
ＦＩＦＯバッファの蓄積量が最大記憶容量Smaxを超えた場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるときは、このアイドル符号セットを破棄する。受信信号にオートネゴシェーション符号セット（ＡＮ）が含まれるときは、このオートネゴシェーション符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量が最小記憶容量Sminを下回った場合、受信信号にアイドル符号セットが含まれるときは、その直後にアイドル符号セットを挿入する。受信信号にオートネゴシェーション符号セットが含まれるときは、その直後にオートネゴシェーション符号セットを挿入する。
【００２０】
中継ノードRep-iは、受信信号から再生した受信クロックとは独立の、送信クロックに同期した送信を行うため、下流の中継ノードでは、中継ノードRep-iより上流で蓄積されたクロック品質劣化が伝播されない。パケット通信状態では、FIFOバッファ蓄積量の調整を、アイドル符号セットの挿抜によって行うため、送信端ノードから送信されたパケットは変化することなく受信端ノードに通信される。また、オートネゴシエーション通信状態では、ＦＩＦＯバッファ蓄積量の調整を、オートネゴシエーション符号セットの挿抜によって行う。このとき、同じ値のオートネゴシエーション符号セットが連続するため、一部オートネゴシエーション符号セットを挿抜しても、通信に問題は生じない。
【００２１】
なお、中継ノード全てを独立同期型（受信クロックを送信クロックに付け替えるクロック付替えを行う方式）とするのではなく、従来の従属同期型の中継ノードと組み合わせ、クロック品質の劣化が大きい場合のみ独立同期型の中継ノードとすることも可能である。
【００２２】
実施例２
実施例２は、一連の中継ノードの前後に、中継開始ノードと中継終了ノードを設けたパケット通信システムの例である。
この実施例のパケット通信システムは、図６に示す如く、送信端ノードと、中継開始ノードと、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の中継ノードをRep-１〜Rep-Mと、中継終了ノードと、受信端ノードと、から構成される。
【００２３】
図7は実施例のパケット通信システムにおいて送信端ノードが送信する信号形式を示す図である。すなわち、このパケット通信システムは、パケット通信状態と、オートネゴシエーション通信状態との、とちらかの状態をとる。パケット通信状態では、送信端ノードから送信した、パケットと、次のパケットとの間の少なくとも１個のアイドル符号セットを、中継開始ノードと、Ｍ個の中継ノードと、中継終了ノードを中継して、受信端ノードに通信する。オートネゴシエーション通信状態では、送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットを、中継開始ノードと、Ｍ個の中継ノードと、中継終了ノードを中継して、受信端ノードに通信する。
【００２４】
図８は本実施例の中継開始ノードのブロック構成を示す。
すなわち、中継開始ノードは、受信部、アイドル符号セット挿入部、クロック付替部、送信部から、構成される。
【００２５】
図９は、実施例２の中継開始ノードのアイドル符号セット挿入部のブロック構成を示し、太線矢印は主信号の流れを示す。
図９に示す本アイドル符号セット挿入部は次の各構成より成り、それぞれ次の如くの機能を有する。
【００２６】
デスタッフ部（２００）
主信号からＡＮ符号セットを検知する。
デスタッフ要求＝Trueであり、かつＡＮ符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファ（２０２）
書込イネーブル＝Trueのとき、入力される主信号をバッファに書き込む。書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止する。
読出イネーブル＝Trueのとき、バッファから主信号を入力された順に読み出して出力する。
読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止する。
蓄積量がＲmin以上のときは、デスタッフ要求＝Trueを出力する。
蓄積量がRmax以上のときは、スタッフ要求＝Falseを出力する。
Ｒmin：ＦＩＦＯバッファの標準蓄積ビット数＋ＡＮ符号セット１個のビット数
Rmax：ＦＩＦＯバッファの正常動作を保証するための最大の蓄積ビット数（Ｒmin より大きい値）
スタッフ部（２０４）
主信号からＡＮ符号セットを検知する。
スタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セット挿入タイマーが時間Ｔｉの経過を示し、かつ、ＡＮ符号セットを検出したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを１個挿入する。挿入期間中は、読出イネーブル＝Falseとする。挿入後、アイドル符号セット挿入タイマーをリセットする。
【００２７】
図１０は、実施例２の中継開始ノードのアイドル符号セット挿入部の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図１１は、実施例２の中継開始ノード−アイドル符号セット挿入部の動作を示す表である。
図９〜１１で示した実施例２の動作を要約すると次の如くである。
受信部で受信された信号を、アイドル符号セット挿入部において、周期Ｔｉで、オートネゴシエーション符号セット間に、１個のアイドル符号セットを挿入する。アイドル符号セット挿入部は、ＦＩＦＯバッファを有し、これに信号を一旦蓄積する。アイドル符号セットの挿入によってＦＩＦＯバッファの蓄積量が増加する。ＦＩＦＯバッファがオートネゴシエーション符号セットのビット数以上を蓄積したとき、オートネゴシエ−ション符号セットを破棄することによって、ＦＩＦＯバッファ蓄積量の調整を行う。クロック付替部は、受信クロックに同期した信号を送信クロックに同期した信号に変える。送信部は、クロック付替部が出力した信号を、下流の中継ノードに送信する。
【００２９】
図１２は、実施例２のクロック付替部のブロック構成を示す図である。
図１２の各構成素子は次の機能を有する。
【００３０】
デスタッフ図（２１０）
主信号からアイドル符号セットを検知する。
デスタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファ（２１２）
書込イネーブル＝Trueのとき、受信クロックに同期して入力される主信号をバッファに書き込む。書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止する。
読出イネーブル＝Trueのとき、送信クロックに同期してバッファから主信号を入力された順に読み出して出力する。読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止する。
蓄積量がＳmaxを超えたときは、デスタッフ要求＝Trueを出力する。
蓄積量がＳminを下回ったときは、スタッフ要求＝Trueを出力する。
スタッフ部（２１４）
主信号からアイドル符号セットまたはＡＮ符号セットを検知する。
スタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットまたはＡＮ符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを挿入する。
また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファに対しては、送信クロック発生源（２１６）より送信クロックを供給する。
【００３１】
図１３は本発明の実施例２のクロック付替部の動作を示すフローチャートである。
【００３２】
図１４は実施例２のスタッフ／デスタッフ時の各信号を示す時間チャートである。
図１２〜１４の説明を要約すると次の如くである。中継開始ノードのクロック付替部は、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、このアイドル符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、その直後にアイドル符号セットを挿入する。
【００３３】
図１５は実施例２の中継ノードRep-iのブロック構成を示す図である。本中継ノードRep-iは、受信部、クロック付替部、送信部、から構成される。受信部で信号を受信し、クロック付替部に出力する。クロック付替部は、受信クロックに同期した信号を送信クロックに同期した信号に変える。送信部は、クロック付替部が出力した信号を、下流の中継ノードに送信する。
【００３４】
中継ノードRep-iのクロック付替部は中継開始ノードのクロック付替部と同じであり、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して送信する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、このアイドル符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、その直後にアイドル符号セットを挿入する。
【００３５】
図１６は実施例２の中継終了ノードのブロック構成を示す。
中継終了ノードは、受信部、クロック付替部、アイドル符号セット廃棄部、送信部、から構成される。受信部で受信された信号を、クロック付替部に出力する。クロック付替部は、受信クロックに同期した信号を送信クロックに同期した信号に変える。
【００３６】
図１７は、実施例２の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部のブロック構成を示す図である。
【００３７】
アイドル符号セット廃棄部は、デスタッフ部（２４０）、ＦＩＦＯバッファ（２４２）、スタッフ部（２４４）よりなり、これら各部の機能は次の如くである。
【００３８】
デスタッフ図（２４０）
主信号からＡＮ符号セットに続くアイドル符号セットを検知する。
デスタッフ要求＝Trueであり、かつ、ＡＮ符号セットに続くアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファ（２４２）
書込イネーブル＝Trueのとき、入力される主信号をバッファに書き込む。書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止する。
読出イネーブル＝Trueのとき、バッファから主信号を入力された順に読み出して出力する。
読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止する。
蓄積量がＴminを下回ったときは、デスタッフ要求＝Falseを出力する。
蓄積量がＴmaxを下回ったときは、スタッフ要求＝Trueを出力する。
Ｔmax：ＦＩＦＯバッファの標準蓄積ビット数−ＡＮ符号セットのビット数
Ｔmin：ＦＩＦＯバッファの正常動作を保証するための最小の蓄積ビット数（Ｔmax より小さい値）
スタッフ部（２４４）
主信号からＡＮ符号セットを検知する。
スタッフ要求＝Trueであり、かつ、ＡＮ符号セットを検出したとき、検出した符号セットの直後にＡＮ符号セットを１個挿入する。
また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
【００３９】
図１８は実施例２の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示すフローチャートである。
【００４０】
図１９は実施例２の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示す時間チャートである。
【００４１】
図１７〜図１９に示したアイドル符号セット廃棄部は、オートネゴシエーション符号セット間に挿入されたアイドル符号セットを廃棄する。アイドル符号セット廃棄部は、ＦＩＦＯバッファを有し、これに信号を一旦蓄積する。アイドル符号セットの挿入によってＦＩＦＯバッファの蓄積量が減少する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がオートネゴシエーション符号セットのビット数以上に減少したとき、オートネゴシエーション符号セットを挿入することによって、ＦＩＦＯバッファ蓄積量の調整を行う。送信部は、アイドル符号セット廃棄部が出力した信号を、受信端ノードに送信する。
【００４２】
中継終了ノードのクロック付替部は中継開始ノードのクロツク付替部と同じであり、ＦＩＦＯバッファと送信クロック発生源を有し、信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、このアイドル符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回った場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、その直後にアイドル符号セットを挿入する。
【００４３】
このように、本発明によるとギガビットイーサネット通信システムにおいて、独立同期方式の中継が可能となる。また、中継開始ノードが、オートネゴシエーション通信状態においてアイドル符号セットを挿入しているため、各中継ノードでは、オートネゴシエーション通信状態のときオートネゴシエーション符号セットの挿抜を行わなくとも、パケット通信状態と共通の処理（アイドル符号セットの挿抜）によって、クロック付替えが可能となる。これにより、実施例１と比較して、中継ノードが簡易化される。また、中継終了ノードにおいて、オートネゴシエーション通信状態時に挿入したアイドル符号セットを全て取り除き、元のオートネゴシエーション通信状態の信号に戻すため、受信端ノードにおいて信号形式の不一致による障害を防止する。
【００４４】
なお、中継開始ノードにおいて、オートネゴシエーション通信状態時のアイドル符号セット挿入によって送信信号のビットレートを増加することを防ぐため、一部のオートネゴシエーション符号セットを廃棄した。しかし、中継開始ノードから中継終了ノードまでの区間において、通信される信号のビットレートの増加が許容される場合には、中継開始ノードにおいて、オートネゴシエーション通信状態時のオートネゴシエーション符号セット廃棄は不要である。また、中継開始ノードから中継終了ノードの全てのノードを独立同期型とするのではなく、従来の従属同期型の中継ノードと組み合わせ、クロック品質の劣化が大きい場合のみ独立同期型の中継ノードとすることも可能である。
【００４５】
実施例３
実施例３は、ギガビットイーサネットへの適用例である。
図２０はこの発明を適用したギガビットイーサネット通信システムの例である。
図２０に示す実施例のギガビットイーサネット通信システムは、送信端ノードと、中継開始ノードと、Ｍ個（Ｍは１以上）の中継ノードRep1〜Rep−Ｍと、中継ノードと、受信端ノードと、から構成される。
【００４６】
図２１に示すギガビットイーサネット通信システムは、パケット通信状態と、オートネゴシエーション通信状態との、どちらかの状態をとる。パケット通信状態では、送信端ノードから送信した、イーサネットフレームと、イーサネットフレームと次のイーサネットフレームとの間の少なくとも１個のアイドル符号セットを、中継開始ノードと、Ｍ個の中継ノードと、中継終了ノードを中継して、受信端ノードに通信する。オートネゴシエーション通信状態では、送信端ノードから送信した、連続して繰り返されるオートネゴシエーション符号セットを、中継開始ノードと、Ｍ個の中継ノードと、中継終了ノードを中継して、受信端ノードに通信する。
【００４７】
なお、この図２１はこの実施例３のギガビットイーサネット通信システムにおいて、送信端ノードが送信する信号形式を示す図である。
図には初めオートネゴシエーション（ＡＮ）通信状態があり、これに続いてパケット通信状態となる様子を示している。
オートネゴシエーション（ＡＮ）符号セットの一例は、
/-K28.5+/D21.5/A1/B1/K28.5/D2.2/A2/B2/+K28.5-/D21.5/A3/B3/K28.5/D2.2/A4/B4/ の如く、一部が反復する符号である。
アイドル符号セットは、
/-K28.5+/+D16.2-/
/-K28.5+/ : 0011111010
/+K28.5-/ : 1100000101
/D21.5/ :  1010101010
/D2.2/ :   1011010101 または 0100100101
/A1/, /A2/, A3/, A4/, B1/, /B2/, B3/, B4/ は、10ビット長のデータ符号であり、これらの組合せで、
/+D16.2-/ : 1001000101 の如くの値となる。
【００４８】
図２２は実施例３の中継開始ノードのブロック構成を示す図である。
図２２の中継開始ノードは、受信部、通信状態判定部、アイドル符号セット挿入部、中継処理部、送信部から構成される。受信部で受信された信号を、受信状態判定部において、パケット通信状態であるか、オートネゴシエーション通信状態であるかを、判定する。
【００４９】
図２３は実施例３の中継ノードの通信状態判定部の動作を示すフローチャートである。
【００５０】
図２４は実施例３の中継開始ノードのアイドル符号セット挿入部の動作を示す時間図表である。
【００５１】
図２３及び図２４に示す如く、オートビットネゴシエーション符号セットが、前回のオートネゴシエーション符号セットの検出から期間Ｔａ以内に検出された場合、オートネゴシエーション通信状態であると判定し、この条件を満たさない場合は、パケット通信状態と判定する。オートネゴシエーション通信状態と判定された場合には、アイドル符号セット挿入部において、周期Ｔｉで、オートネゴシエーション符号セットを８個のアイドル符号セットに置換する。オートネゴシエーション通信状態で入力された主信号はＡＮ符号セットを有する。
ＡＮ符号は例えば、/-K28.5+/D21.5/A1/B1/...に、/-K28.5+/D21.5/A2/B2/...が続き、
/-K28.5+/D21.5/A1′/B1′/...に、/-K28.5+/D21.5/A2′/B2′/...が続く如く
周期Ｔｉで、２個連続して同じパターンのａＡＮ符号セットを検出し(/Ai/＝/Ai′/かつ/Bi/＝/Bi′/)、２個めのＡＮ符号セットを、８個のアイドル符号セットに置換する。
出力された主信号は /-K28.5+/D21.5/A1/B1/...となる。
中継処理部は、受信クロックに同期した信号を送信クロックに同期した信号に変え、一部のアイドル符号セットを保守監視情報を符号化した保守監視情報符号セットに置換する。送信部は、中継処理部が出力した信号を、下流の中継ノードに送信する。
【００５２】
図２５は、実施例３の中継ノードの中継処理部のブロック構成を示す。
図２５の中継ノードの中継処理部は、クロック付替部（３０２）と、保守監視部情報送信部（３０４）と、保守監視部（３０６）と、を有する。
保守監視部（３０６）は次の如くの保守監視機能を有している。
・保守監視情報としてパリティを通信することにより、ビットエラーレートを監視する。
・保守監視情報としてトレース情報を通信することにより、誤接続を監視する。
・保守監視情報として経路切替情報を通信することにより、故障時の経路切替を行う。
【００５３】
図２６は、実施例３のクロック付替部（３０２）のブロック構成を示すブロック図である。
クロック付替部（３０２）は、ＦＩＦＯバッファ（３２０）と送信クロック発生源（３２２）を有し、信号をＦＩＦＯバッファに入力し、ＦＩＦＯバッファの出力を、送信クロック発生源が出力する送信クロックに同期して、送信する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳmaxを超えた場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、このアイドル符号セットを破棄する。ＦＩＦＯバッファの蓄積量がＳminを下回つた場合、信号にアイドル符号セットが含まれるときは、その直後にアイドル符号セットを挿入する。
【００５４】
更にその動作の詳細は次の如くである。
デスタッフ部（３１０）：
主信号からアイドル符号セットを検知する。
デスタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファ（３２０）：
書込イネーブル＝Trueのとき、受信クロックに同期して入力される主信号をバッファに書き込む。
書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止する。
読出イネーブル＝Trueのとき、送信クロックに同期してバッファから主信号を入力された順に読み出して出力する。読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止する。
蓄積量がSmaxを超えたときは、デスタッフ要求＝Trueを出力する。
蓄積量がSminを下回ったときは、スタッフ要求＝Trueを出力する。
スタッフ部（３２４）：
主信号からアイドル符号セットを検知する。
スタッフ要求＝Trueかつアイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを挿入する。また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
【００５５】
図２７は、実施例３のクロック付替部（３０２）の動作を示すフローチャートである。
【００５６】
図２８は、実施例３のスタッフ／デスタッフ時の各信号の時間関係を示す図である。
【００５７】
図２９は、実施例３の保守監視情報送信部のブロック構成を示す図である。
【００５８】
図３０は実施例３の保守監視情報送信部（３０６）の動作を示す図である。
【００５９】
その動作を要約すると次の如くである。
保守監視情報送信部（３０６）は、保守監視情報符号化部とアイドル符号セット置換部を有する。保守監視部が出力した保守監視情報を、保守監視情報符号セットに符号化して、アイドル符号セット置換部に出力する。アイドル符号セット置換部は、置換イネーブル状態であり、かつ、信号から連続する２個のアイドル符号セットを検出したとき、検出された２個のアイドル符号セットを１個の保守監視情報符号セットに置換する。保守監視部は、パケット通信システムの保守監視を行うために必要な、保守監視情報を生成する。
【００６０】
図３１は、実施例３の中継ノードRep-iのブロック構成を示す図である。
中継ノードRep-iは、受信部、中継処理部、送信部、から構成される。受信部で信号を受信し、中継処理部に出力する。中継処理部は、保守監視情報符号セットを受信信号から取りだし、受信クロックに同期した信号を送信クロックに同期した信号に変え、一部のアイドル符号セットを保守監視情報を符号化した保守監視情報符号セットに置換する。送信部は、中継処理部が出力した信号を、下流の中継ノードに送信する。
【００６１】
図３２は実施例３の中継ノード中継処理部のブロック構成を示す。中継ノードRep-iの中継処理部は、保守監視情報受信部と、クロック付替部と、保守監視情報送信部と、保守監視部と、を有する。
保守監視機能は次の如くである。
・ 保守監視情報としてパリティを通信することにより、ビットエラーレートを監視する。
・ 保守監視情報としてトレース情報を通信することにより、誤接続を監視する。
・ 保守監視情報として経路切替情報を通信することにより、故障時の経路切替を行う。
【００６２】
図３３は、実施例３の保守監視情報受信部のブロック構成を示す図であり、図３４はその動作を示す信号の時間チャートである。
保守監視情報受信部は、保守監視情報読取部と、アイドル符号セット置換部を有する。
【００６３】
保守監視情報読取部の機能は次の如くである。
主信号から保守監視情報符号セットを検知し、これを読み取って、保守監視情報符号セットを保守監視情報に復号化する。
【００６４】
アイドル符号セット置換部の機能は次の如くである。
主信号から保守監視情報符号セットを検知し、これを、２個のアイドル符号セットに置換する。
【００６５】
保守監視情報読取部は、信号から保守監視情報符号セットを読み取って保守監視情報に復号化し、保守監視部に出力する。アイドル符号セット置換部は、信号から保守監視情報符号セットを検出したとき、検出された保守監視情報符号セットを２個のアイドル符号セットに置換する。クロック付替部は、中継開始ノードのクロック付替部と同じである。保守監視情報送信部は、中継開始ノードの保守監視情報送信部と同じである。保守監視部は、受信信号から読み取った保守監視情報の解析と、送信すべき保守監視情報の生成を行う。
【００６６】
図３５は実施例３の中継終了ノードのブロック構成を示す図である。
中継終了ノードは、受信部、中継処理部、通信状態判定部、中継処理用符号セット廃棄部、送信部、から構成される。受信部で受信された信号を、中継処理部に出力する。中継処理部は、保守監視情報符号セットを受信信号から取りだし、受信クロックに同期した信号を送信クロックに同期した信号に変える。受信状態判定部は、中継開始ノードの受信状態判定部と同じである。オートネゴシエーション通信状態と判定された場合には、アイドル符号セット廃棄部において、オートネゴシエーション符号セット間に挿入されたアイドル符号セットを廃棄する。
【００６７】
図３６は実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部のブロック構成を示す図である。本ブロックは、デスタッフ部、これに続くＦＩＦＯバッファと、スタッフ部と従続に接続され、書込イネーブルがデスタッフ部よりＦＩＦＯに送られ、読出イネーブルがスタッフ部よりＦＩＦＯに送られる。
アイドル符号セット廃棄部は、ＦＩＦＯバッファを有し、これに信号を一旦蓄積する。アイドル符号セットの挿入によってＦＩＦＯバッファの蓄積量が減少する。ＦＩＩＦＯバッファの蓄積量がオートネゴシエーション符号セットのビット数以上に減少したとき、１個のオートネゴシエーション符号セットを挿入することによって、ＦＩＦＯバッファ蓄積量の調整を行う。送信部は、中継処理用符号セット廃棄部が出力した信号を、受信端ノードに送信する。
【００６８】
実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部のブロックの各部の機能は次の如くである。
デスタッフ部
主信号からアイドル符号セットを検知する。
受信状態＝ＡＮ通信状態であり、かつ、デスタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セットを検知したとき、検知した符号セットを出力する期間中、書込イネーブル＝Falseとする。
ＦＩＦＯバッファ
・ 書込イネーブル＝Trueのとき、入力される主信号をバッファに書き込む。書込イネーブル＝Falseのときは、バッファへの書き込みを停止する。
・ 読出イネーブル＝Trueのとき、バッファから主信号を入力された順に読み出して出力する。読出イネーブル＝Falseのときは、読み出しを停止する。
・ 蓄積量がＴminを下回ったときは、デスタッフ要求＝False を出力する。蓄積量がＴmaxを下回ったときは、スタッフ要求＝Trueを出力する。
・ Ｔmax:FIFOバッファの標準蓄積ビット数-160ビット(AN符号セットのビット数)
・ Ｔmin: FIFOバッファの正常動作を保証するための最小ビット数(Ｔmaxより小さい値)
スタッフ部
主信号からAN符号セットを検知する。
スタッフ要求＝Trueであり、かつ、2個連続して同じパターンのAN符号セットを検出したとき、検知した2個の符号セットの間にこれと同じパターンのAN符号セットを1個挿入する。また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
主信号からアイドル符号セットを検知する。
通信状態＝パケット通信状態であり、スタッフ要求＝Trueであり、かつ、アイドル符号セットを検出したとき、検知した符号セットの直後にアイドル符号セットを1個挿入する。また、挿入期間中、読出イネーブル＝Falseとする。
【００６９】
図３７は実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示すフローチャートである。
【００７０】
図３８は実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示す図表である。
【００７１】
図３９は、実施例３の中継終了ノードの中継処理部のブロック構成を示す図である。
中継終了ノードの中継処理部は、保守監視情報受信部と、クロック付替部と、保守監視部と、を有する。保守監視情報受信部は、中継ノードRep-iの保守監視情報受信部と同じである。クロック付替部は、中継ノードRep-iのクロック付替部と同じである。保守監視部は、受信信号から読み取った保守監視情報の解析を行う。
【００７２】
保守監視機能：
・ 保守監視情報としてパリティを通信することにより、ビットエラーレートを監視する。
・ 保守監視情報としてトレース情報を通信することにより、誤接続を監視する。
・ 保守監視情報として経路切替情報を通信することにより、故障時の経路切替を行う。
【００７３】
以上説明したように、本発明によると、ギガビットイーサネット通信システムにおいて、独立同期方式の中継が可能となる。また、中継開始ノードが、オートネゴシエーション通信状態において、一部のオートネゴシエーション符号セットをアイドル符号セットに置換しているため、各中継ノードでは、オートネゴシエ−ション通信状態／パケット通信状態の判定をしなくともパケット通信状態と共通の処理（アイドル符号セットの挿抜）によって、クロック付替えが可能である。これにより、実施例１と比較して、中継ノードが簡易化される。さらに、アイドル符号セットの一部を保守監視情報符号セットに置換し、中継ノード間で保守監視情報の通信を行う、パケット通信システムの保守監視機能を実現している。これにより、システムの信頼性を向上させることが可能である。なお、実施例２に対しても、実施例３と同じく、アイドル符号セットの一部を保守監視情報符号セットに置換し、中継ノード間で保守監視情報の通信を行う、パケット通信システムの保守監視機能を実現することも可能である。
【００７４】
なお、送信端ノードと中継開始ノードとが同じ装置内に存在してもよい。また、同様に、中継終了ノードと受信端ノードが同じ装置内に存在してもよい。また、中継開始ノードから中継終了ノードの全てのノードを独立同期型とするのではなく、従来の従属同期型の中継ノードと組み合わせ、クロック品質の劣化が大きい場合のみ独立同期型の中継ノードとすることも可能である。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、パケット通信システムの中継ノードにおいて独立同期方式を実現し、従来のクロック品質が中継段数の増加に伴って劣化するという問題を解決する。これによって、中継段数と中継距離に対する制約が大幅に緩和され、安価な受信クロック再生回路を用いることができるため、大規模で経済的なパケット通信システムを構築することを可能とする。本発明では、オートネゴシエーション通信状態とパケット通信状態のどちらの状態においても、独立同期方式を実現可能である。本発明によって、オートネゴシエーション通信状態時に、独立同期方式を実現するにあたって必要となるアイドル符号セットをオートネゴシエーション符号セットと混在させることによって、これを応用した保守監視情報符号セットの通信が可能となり、システムの保守監視が可能となる。
さらに、本発明では、送信端ノードと受信端ノードは、従来の信号形式で送受信可能であるため、既存のシステムに対して容易に本発明を適用できる。このように、本発明は、大規模なパケット通信システムを経済的かつ容易に実現できる、優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のパケット通信システムを示す図である。
【図２】  本発明の実施例１において、送信端ノードが送信する信号形式を示す図である。
【図３】  本発明の実施例１の中継ノードRep-iのブロック構成を示す図である。
【図４】  本発明の実施例１の中継ノードRep-iの動作を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の実施例１のスタッフ／デスタッフ時の各信号の位置関係を示すタイムチャートである。
【図６】  本発明の実施例２のパケット通信システムを示す図である。
【図７】  本実施例のパケット通信システムにおいて、送信端ノードが送信する信号形式を示す図である。
【図８】  本実施例の中継開始ノードのブロック構成を示す図である。
【図９】  実施例２の中継開始ノードのアイドル符号セット挿入部のブロック構成を示す図である。
【図１０】  実施例２の中継開始ノードのアイドル符号セット挿入部の動作を示すフローチャートである。
【図１１】  実施例２の中継開始ノード−アイドル符号セット挿入部の動作を示す表である。
【図１２】  実施例２のクロック付替部のブロック構成を示す図である。
【図１３】  本発明の実施例２のクロック付替部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】  実施例２のスタッフ／デスタッフ時の各信号を示す時間チャートである。
【図１５】  実施例２の中継ノードRep-iのブロック構成を示す図である。
【図１６】  実施例２の中継ノードのブロック構成を示す図である。
【図１７】  実施例２の中継終了アノードのアイドル符号セット廃棄部のブロック構成を示す図である。
【図１８】  実施例２の中継終了アノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示すフローチャートである。
【図１９】  実施例２の中継終了アノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示す時間チャートである。
【図２０】  本発明を適用したギガビットイーサネット通信システムの例である。
【図２１】  実施例３のギガビットイーサネット通信システムにおいて、送信端ノードが送信する信号形式を示す図である。
【図２２】  実施例３の中継開始ノードのブロック構成を示す図である。
【図２３】  実施例３の中継開始ノードの通信状態判定部の動作を示すフローチャートである。
【図２４】  実施例３の中継開始ノードのアイドル符号セット挿入部の動作を示す時間図表である。
【図２５】  実施例３の中継開始ノードの中継処理部のブロック構成を示す図である。
【図２６】  実施例３のクロック付替部（３０２）のブロック構成を示すブロック図である。
【図２７】  実施例３のクロック付替部（３０２）の動作を示すフローチャートである。
【図２８】  実施例３のスタッフ／デスタッフ時の各信号の時間関係を示す図である。
【図２９】  実施例３の保守監視情報送信部のブッロク構成を示す図である。
【図３０】  実施例３の保守監視情報送信部（３０６）の動作を示す図である。
【図３１】  実施例３の中継ノードRep-iのブロック構成を示す図である。
【図３２】  実施例３の中継ノードの中継処理部のブロック構成を示す図である
【図３３】  実施例３の保守監視情報送信部のブッロク構成を示す図である。
【図３４】  実施例３の保守監視情報送信部の動作を示す信号の時間チャートである。
【図３５】  実施例３の中継終了ノードのブロック構成を示す図である。
【図３６】  実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部のブロック構成を示す図である。
【図３７】  実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示すフローチャートである。
【図３８】  実施例３の中継終了ノードのアイドル符号セット廃棄部の動作を示す図表である。
【図３９】  実施例３の中継終了ノードの中継処理部のブロック構成を示す図である。
【図４０】  従来のパケット通信システムのブロック構成図である。
【図４１】  従来の送信端ノードが送信する信号形式図である。
【図４２】  従来の中継ノードRep-iのブロック構成図である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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