通信装置および通信制御方法
【課題】ＴＤＭ網において伝送されたデータに対応するパケットを、パケット交換網で伝送させる際の揺らぎの発生を抑制する。
【解決手段】実施の１形態の通信装置１２は、第１ＴＤＭ網２００および第２ＴＤＭ網２０５において時分割で伝送されるべき複数のデジタル信号に対応する複数のパケットについて、各パケットの属性に応じて異なる送出期間を定めたタイミング情報を保持する。そして、第１ＴＤＭ網２００において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、タイミング情報にしたがって、各パケットの属性に応じた送出期間内にパケット交換網１８へ送出することにより、各パケットを時分割でパケット交換網１８へ送出する。
【解決手段】実施の１形態の通信装置１２は、第１ＴＤＭ網２００および第２ＴＤＭ網２０５において時分割で伝送されるべき複数のデジタル信号に対応する複数のパケットについて、各パケットの属性に応じて異なる送出期間を定めたタイミング情報を保持する。そして、第１ＴＤＭ網２００において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、タイミング情報にしたがって、各パケットの属性に応じた送出期間内にパケット交換網１８へ送出することにより、各パケットを時分割でパケット交換網１８へ送出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データ通信技術に関し、特に、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）網において伝送されたデータを、パケット交換網で伝送させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音声サービス等のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×Ｎのデータは、１．５Ｍｂｐｓ→６Ｍｂｐｓ→５０Ｍｂｐｓ ＶＣ３（Virtual Container 3）→１５０Ｍｂｐｓ ＳＴＭ１（Synchronous Transport Module level-1）というように、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ網に多重収容され伝送されていた。イーサネット（登録商標）の普及および安価化により、従来のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×Ｎのデータをパケット化し、イーサネットによる中継網を使用して伝送する技術が提案されてきている（例えば、非特許文献１および２を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IETF RFC5086,“Structure-Aware Time Division Multiplexed (TDM) Circuit Emulation Service over Packet Switched Network (CESoPSN)”、[online]、[平成２２年９月２７日検索］、インターネット＜URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc5086.txt＞
【非特許文献２】IETF RFC4842,“Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy (SONET/SDH) Circuit Emulation over Packet (CEP)”、[online]、[平成２２年９月２７日検索］、インターネット＜URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc4842.txt＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×Ｎのユーザデータをそれぞれパケット化、多重化した後、そのパケットを大容量のパケット交換網へ伝送する場合、ユーザ数（すなわちＴＤＭ回線数）の増減による揺らぎが発生し、伝送品質の低下を招くことがあった。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ＴＤＭ網において伝送されたデータに対応するパケットを、パケット交換網で伝送させる際の揺らぎの発生を抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信装置は、デジタル信号の送信元である第１のＴＤＭ（Time Division Multiplexing）網と、そのデジタル信号の送信先である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置であって、第１および第２のＴＤＭ網において時分割で伝送されるべき複数のデジタル信号に対応する複数のパケットについて、各パケットの属性に応じて異なる送出期間を定めた情報を保持するタイミング保持部と、第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じた送出期間内にパケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割でパケット交換網へ送出する送出部と、を備える。
【０００７】
複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれは、各デジタル信号に対してＣＥＰ（Circuit Emulation over Packet）処理を実行した（以下では、「ＣＥＰ化」もしくは「パケット化」とも呼ぶ。）結果としてのパケットであってもよい。本明細書におけるＣＥＰ化は、ＴＤＭ網で伝送されたデジタル信号にＩＰヘッダを付加してＩＰパケットとすることや、ＭＡＣヘッダを付加してイーサネットフレームとすること等を含む。また、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）のラベルが付加されたＩＰパケットやイーサネットフレームとすることも含む。パケットの属性は、そのパケットにより伝送されるデータの送信元であるユーザの情報、ＴＤＭ回線の種類（通信速度等）、またはＣＥＰ化（パケット化）のレイテンシ値のいずれか１つであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
【０００８】
送出部は、互いに属性が異なる複数のパケットそれぞれの送出時間を異ならせることで、各パケットをいわば時分割多重でパケット交換網へ送出してもよい。「いわば時分割多重で送出する」とは、ＴＤＭ網から受け付けられたユーザパケットを、予め定められた周期内の予め定められた時間に送出することでもよい。言い換えれば、複数のユーザパケットのそれぞれに時分割で帯域を割り当てて各ユーザパケットを順次送出することでもよい。
【０００９】
この態様によると、パケット交換網に対してＴＤＭ伝送の概念が取り入れられて各パケットの送出期間が異なるものとなることで、パケット交換網に収容するユーザ数（言い換えればＴＤＭ回線数）に増減が生じても、各パケットの衝突を回避できる。これにより、揺らぎの発生を抑制して、パケット交換網における伝送品質を確保できる。揺らぎの発生を抑制できることで、揺らぎに対応するためのメモリ量の削減が可能になるとともに、揺らぎの発生を考慮した伝送網・通信装置の設計も容易化できる。
【００１０】
なお、この態様の通信装置は、ＴＤＭ網とパケット交換網の境界に設置されて、ＴＤＭデータのパケット化を実行する装置であってもよい。また、パケット交換網の内部に設置されて、ＴＤＭデータに対応するパケットをパケット交換網の内部で中継する装置であってもよい。
【００１１】
第１のＴＤＭ網から、時分割で伝送された複数のデジタル信号を取得する取得部と、取得された複数のデジタル信号をパケット交換網において伝送させるための所定のデータ形式へ変換することにより、複数のデジタル信号に対応する複数のパケットを設定する変換部と、をさらに備えてもよい。
【００１２】
所定のデータ形式は、パケット交換網がレイヤ３網である場合にはＩＰパケットの形式でもよく、パケット交換網がレイヤ２網である場合にはイーサネットフレームの形式でもよく、ＭＰＬＳラベルが付加された形式でもよい。この態様によると、ＴＤＭ網とパケット交換網の境界に設置されて、ＴＤＭデータのパケット化を実行する装置において、複数のパケットを時分割でパケット交換網へ送出することにより、パケットの送出における揺らぎの発生を抑制できる。
【００１３】
タイミング保持部は、パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットの送出期間を、複数のデジタル信号に対応する複数のパケットの送出期間と重複しないように定めた情報を保持し、送出部は、複数のデジタル信号に対応する複数のパケットとは異なるタイミングで、監視もしくは試験するためのパケットをパケット交換網へ送出してもよい。
【００１４】
パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットは、パケット交換網を保守するために予め定められたパケット交換網特有のパケットであってもよい。例えば、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）用途のパケットであってもよく、試験用途のＬＯＮＧパケットであってもよく、インチャネル制御監視用途のパケットであってもよい。
【００１５】
この態様によると、ＴＤＭ網を介して伝送されたユーザデータに対応するパケット、いわゆる主信号とは別に、パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットの伝送期間が確保される。これにより、主信号としてのパケットと保守用途のパケットとの衝突を回避でき、揺らぎの発生を抑制できる。
【００１６】
タイミング保持部は、第１のＴＤＭ網において１つのデジタル信号の伝送に割り当てられた期間を、パケット交換網に対するパケット送信の基準となる期間とし、複数のパケットそれぞれの送出期間として、上記の基準となる期間の異なる一部を割り当てることを定めた情報を保持してもよい。
【００１７】
ＴＤＭ網において１つのデジタル信号の伝送に割り当てられた期間は、１２５マイクロ（μ）秒であってもよく、この場合、ＴＤＭ伝送と親和性の高い１２５μ秒×Ｎのマルチフレーム構成を使用して、パケットデータを送出してもよい。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを含むＴＤＭ伝送では所定期間（例えば１２５μ秒）単位でのフレーム構成であるため、パケット交換網へのパケットの送出周期をその所定期間にあわせて構成することで、装置構成の複雑化を回避できる。
【００１８】
タイミング保持部は、複数のパケットそれぞれの送出期間として、それぞれのパケット化におけるレイテンシ値に応じて、所定の一定期間における異なる送出期間を固定的に割り当てることを定めた情報を保持してもよい。
【００１９】
ＲＦＣ５０８６に記載されているように、ＣＥＰ化処理には複数種のＣＥＰ化レイテンシを選択可能としている。通信帯域の有効利用と、遅延量とのトレードオフを考慮してレイテンシ値は選択されるが、固定的に数種のＣＥＰ化レイテンシ値に対してのパケット伝送領域（伝送期間）を確保することで、複雑なアルゴリズムを要することなく、各パケットに対する領域割り当てが可能になる。
【００２０】
タイミング設定部をさらに備えてもよい。タイミング保持部は、複数のパケットそれぞれに対して割り当て済の送出期間を示す情報を保持し、タイミング設定部は、複数のデジタル信号とは異なる新たなデジタル信号に対応する新たなパケットを送出すべき際、他のパケットに対して未割り当ての送出期間を新たなパケットに対して割り当て、送出部は、新たなパケットに対して割り当てられた送出期間内に新たなパケットをパケット交換網へ送出してもよい。
【００２１】
この態様によると、新たなパケットに対する領域割り当てを管理者・運用者等の手によらず自動化できる。また、様々なＣＥＰ化レイテンシ値に対応する複数のパケットのそれぞれに対して空き領域を柔軟に割り当てることが可能になり、通信帯域を有効に活用できる。例えば、パケットを伝送するための通信帯域を、実際には伝送されないパケットのために固定的に確保することなく、実際に伝送対象となるパケットに必要な分だけを割り当てることができる。
【００２２】
本発明の別の態様は、通信制御方法である。この方法は、デジタル信号の送信側である第１のＴＤＭ網と、そのデジタル信号の受信側である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置により実行される方法であって、第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じて予め定められた送出期間内にパケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割でパケット交換網へ送出するステップを備える。この態様においても、上述したように、複数のパケットを時分割でパケット交換網へ送出することにより、パケットの送出における揺らぎの発生を抑制できる。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ＴＤＭ網において伝送されたデータに対応するパケットを、パケット交換網で伝送させる際の揺らぎの発生を抑制する通信装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態としての通信システムの構成を示す図である。
【図２】ＣＥＰ化の動作を模式的に示す図である。
【図３】従来の通信装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１の方法を示す図である。
【図５】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第２の方法を示す図である。
【図６】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第３の方法を示す図である。
【図７】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１〜第３の方法を具現化した例を示す図である。
【図８】図７に対応するフレーム構成を全６４フレーム分示す図である。
【図９】図１の通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】タイミング制御部の詳細な機能構成を示すブロック図である。
【図１１】タイミング情報の構成を示す図である。
【図１２（ａ）】図１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２（ｂ）】図１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】第１の変形例における通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の変形例の概念を示す図である。
【図１５】第２の変形例におけるタイミング設定部の動作を説明するための図である。
【図１６】第４の変形例における通信システムの構成を示す図である。
【図１７】図１６のパケット中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、実施の形態としての通信システムの構成を示す。通信システム１０では、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４を含む第１ＴＤＭ網２００と、ＴＤＭ回線２０６〜ＴＤＭ回線２０９を含む第２ＴＤＭ網２０５との間で送受される連続信号（ビットストリーム）としてのデジタル信号（以下、「ＴＤＭデータ」とも呼ぶ。）を、レイヤ２網であるパケット交換網１８が中継する。具体的には、パケット交換網１８において、間欠信号であるパケットとしてＴＤＭデータの内容を中継する。
【００２７】
通信装置１２、通信装置１４、通信装置１６のそれぞれは、ＴＤＭ回線に対するインタフェースと、パケット交換網１８に対するインタフェースとの両方を備え、ＴＤＭデータとパケットとを相互に変換するＣＥＰ化処理（およびＤｅＣＥＰ化処理）の実行装置である。これらは、ＣＥＰインタフェース盤ともいえる。
【００２８】
通信装置１２は、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４を介して伝送されたＴＤＭデータを回線毎にＣＥＰ化し、多重化する。そして、回線毎のパケットデータ（以下、「ユーザパケット」とも呼ぶ。）を、ギガビットイーサネット（以下、「ＧｂＥ」と呼ぶ。）を介してパケット交換網１８へ送出する。パケット交換網１８では、パケットスイッチングによりパケット毎にＧｂＥ２１２やＧｂＥ２１３へ伝送される。パケットを受信した通信装置１４または通信装置１６は、ユーザパケットを分離後、ＤｅＣＥＰ化し、ＴＤＭデータに復元してＴＤＭ回線２０６〜ＴＤＭ回線２０９へ送出する。これにより、第１ＴＤＭ網２００から第２ＴＤＭ網２０５に亘るデータ伝送サービスが実現される。
【００２９】
例えば、ＴＤＭ回線２０１のＴＤＭデータが通信装置１２においてＣＥＰ化されると、そのパケットはＧｂＥ２１１〜パケット交換網１８〜ＧｂＥ２１２〜通信装置１４と伝送され、ＤｅＣＥＰ化された結果のＴＤＭデータがＴＤＭ回線２０６へ送出される。また、ＴＤＭ回線２０９のＴＤＭデータが通信装置１６においてＣＥＰ化されると、そのパケットはＧｂＥ２１３〜パケット交換網１８〜ＧｂＥ２１１〜通信装置１２と伝送され、ＤｅＣＥＰ化された結果のＴＤＭデータがＴＤＭ回線２０３へ送出される。本実施の形態におけるＧｂＥ２１１〜ＧｂＥ２１３の通信速度は１Ｇｂｐｓであることとする。
【００３０】
図２は、ＣＥＰ化の動作を模式的に示す。本実施の形態におけるＣＥＰ化とは、ＴＤＭ回線で伝送された連続信号を、パケット交換網１８を介して伝送可能なパケット（すなわち間欠信号）に変換することである。連続信号は所定のＣＥＰ化レイテンシ値にしたがってパケット化される。言い換えれば、連続信号としてのＴＤＭデータ（以下、「ユーザデータ」とも呼ぶ。）をＣＥＰ化レイテンシ値が示す時間単位でパケット化する。図２は、６４ｋｂｐｓ（８ビット／１２５μ秒）の連続信号を、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒・１ミリ（ｍ）秒・８ｍ秒のそれぞれでＣＥＰ化した例を示している。同図ではＣＥＰに必要な情報を簡易に「ＯＨ」と示している。「ＯＨ」は、送信元ＭＡＣアドレスや宛先ＭＡＣアドレスを含むものであってよく、詳細はＲＦＣ５０８６やＲＦＣ４８４２において規定される。
【００３１】
ここで、ＴＤＭデータに対応するパケットをパケット交換網において伝送させる際に揺らぎが発生する状況を説明する。図３は、従来の通信装置２０の構成を模式的に示す。ＣＥＰ化部２２は、ＴＤＭ回線３０１〜ＴＤＭ回線３０４において伝送された複数のＴＤＭデータをそれぞれＣＥＰ化し、その結果である複数のパケットを送出する。
【００３２】
ＯＡＭパケット送出部２４は、ＯＡＭ用途のパケット（以下、「ＯＡＭパケット」とも呼ぶ。）を送出する。このＯＡＭパケットには、パケット交換網１８の任意区間における接続の正常性を調べるためのコンティニュイティチェックメッセージが含まれる。コンティニュイティチェックメッセージの例としては、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｙ．１７３１や、ＩＥＥＥ８０２．１ａｇにより標準化されたイーサネットＯＡＭ（以下、「ＥＴＨ−ＯＡＭ」とも呼ぶ。）がある。試験パケット送出部２６は、試験用途のパケット（以下、「試験パケット」とも呼ぶ。）を送出する。インチャネルパケット送出部２８は、他の通信装置とのインチャネル制御監視用途のパケット（以下、「インチャネルパケット」とも呼ぶ。）を送出する。
【００３３】
図３の通信装置２０では、衝突ポイント３０〜衝突ポイント３６においてパケットの衝突が発生する。具体的には、通信装置２０の内部において複数のパケットが一時に伝送されることによりパケット送出の遅延が生じ、揺らぎを生じる結果となる。以下、衝突ポイント３０〜衝突ポイント３６のそれぞれを具体的に説明する。
【００３４】
１．衝突ポイント３０
ＴＤＭ回線３０１〜ＴＤＭ回線３０４のＴＤＭデータがＣＥＰ化され、一つのラインに合流する際にユーザパケット同士の衝突による揺らぎが発生する。この揺らぎは、ユーザ（ＴＤＭ回線）数の増減により、増減したユーザパケットの送出に要する時間分の揺らぎを、増減にかかわらない他のユーザパケットに与えてしまう。
２．衝突ポイント３２
ユーザパケットが１ラインに合流後、ＯＡＭパケットがさらに合流する際に、ＯＡＭパケットの送出に要する時間分の揺らぎをユーザパケットに与えてしまう。
３．衝突ポイント３４
ユーザパケットが１ラインに合流後、試験パケットがさらに合流する際に、試験パケットの送出に要する時間分の揺らぎをユーザパケットに与えてしまう。試験パケットは、パケット長が比較的長い場合があり、大きな揺らぎの発生要因となりうる。
４．衝突ポイント３６
ユーザパケットが１ラインに合流後、インチャネルパケットがさらに合流する際に、インチャネルパケットの送出に要する時間分の揺らぎをユーザパケットに与えてしまう。
【００３５】
次に図１を参照して、揺らぎが発生した場合の問題点を説明する。ここでは、通信装置１２がＴＤＭデータをＣＥＰ化したユーザパケットをパケット交換網１８へ送出し、通信装置１４がそのパケットをパケット交換網１８から取得してＤｅＣＥＰ化し、ＴＤＭデータを復元する場合を考える。ＴＤＭデータは連続信号であるため、一定時間に一定量の送信データが準備されなくてはならない。言い換えれば、通信装置１４は、一定時間に一定量のパケットをパケット交換網１８から取得しなければならない。ここで、通信装置１２にてパケットの揺らぎが発生すると、通信装置１４へのパケットの到達遅れが発生し、通信装置１４は一定時間に一定量のデータを受信できなくなる。その結果、通信装置１４において、ＴＤＭ回線へ送出する信号にデータエラーが発生してしまう。
【００３６】
このようなエラーの発生を回避するため、これまでは、ＤｅＣＥＰを行う装置（例えば通信装置１４）は、揺らぎを十分に吸収可能なバッファメモリを具備する必要があった。しかし、このような解決方法では、
１．揺らぎ吸収用バッファとしてのメモリ量増加に伴ってハード規模が増大する。
２．ＴＤＭデータの伝送に揺らぎ吸収バッファにおけるデータ保持量相当分の遅延が発生する。最大の揺らぎを想定したバッファを保持する場合には、遅延量も最大となる。
３．揺らぎを考慮に入れた複雑なシステム（回線）の設計や管理が必要となる。
等の問題があった。
【００３７】
すなわち、これまでは、複数のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×ＮのＣＥＰ化データ（例えばイーサネットフレーム等のパケット）をイーサネットへ多重送出する際、多重化に伴う揺らぎの発生、言い換えれば、ＣＥＰ装置側での揺らぎの発生は許容されていた。その代わりに、対向のＤｅＣＥＰ装置で十分な揺らぎ吸収バッファを用意することで、復元したＴＤＭデータを連続信号として送出することを担保していた。しかしこの方式では上記の問題を生じるため、本実施の形態では、ＣＥＰ化・多重化を実施する際、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる仕組み、すなわちＴＤＭの概念を取り入れることで、ＣＥＰ化装置における揺らぎの発生そのものを抑制する技術を提案する。
【００３８】
以下では、本実施の形態のＣＥＰ化装置（例えば通信装置１２）において、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる仕組みを説明し、その後、通信装置の機能構成を詳細に説明する。
【００３９】
図４は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１の方法を示す。第１の方法では、ＧｂＥ２１１の通信帯域（言い換えればパケット送出期間）を予め一定周期Ｔで分割しておく。複数のＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４（ユーザ１〜ユーザｎ）のＴＤＭデータを通信装置１２においてパケット化し、ＧｂＥ２１１を介してパケット交換網１８へ送出する場合、一定周期Ｔの中をユーザ１〜ユーザｎのそれぞれに対して時分割で帯域を割り当てる。すなわち、あるＴＤＭデータに対応するユーザパケットは、予め割り当てられた送出期間内で送出し、その送出期間外では送出しない。これにより、ユーザの増減が発生しても残存するユーザへの影響を排除することができ、ユーザの増減により発生するユーザパケットの揺らぎを抑制できる。
【００４０】
図５は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第２の方法を示す。第２の方法は第１の方法に対してさらに工夫を加えたものであり、ＧｂＥ２１１の通信帯域に関する一定周期Ｔを、１２５μ秒×ｎのマルチフレーム構成とする。そして、それぞれの１２５μ秒区間内においてユーザ１〜ユーザｎというように時分割で帯域を割り当てる。ＴＤＭ（ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを含む）伝送では１２５μ秒単位でのフレーム構成となっているため、パケット送出についても１２５μ秒の周期性で構成することにより、データ処理やメモリ配備等のハードウェア構成をシンプルに実現できる。
【００４１】
なお図５では、一定周期Ｔを８ｍ秒としており、一定周期Ｔを１２５μ秒×６４のマルチフレーム構成に分割している。ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケット長は典型的にはイーサネットフレームの規定により６４バイトである。さらに各フレーム間に２０バイトの間隔（InterFrame Gap：ＩＦＧ）を設ける必要があるため実質的には１ユーザ当り８４バイトとなり、１Ｇｂｐｓの通信帯域においては６７２ナノ（ｎ）秒の送出時間を占有する。したがって、ＧｂＥ２１１における１２５μ秒のフレームには、約１８６ユーザ（ＴＤＭ回線×１８６）を収納できることになる。
【００４２】
図６は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第３の方法を示す。第３の方法は第１または第２の方法に対してさらに工夫を加えたものであり、ユーザパケットの送出期間（図６の主信号用パケット領域）と重複しないように、監視用途もしくは試験用途のパケットの送出期間を別途設ける。すなわち、同図の監視用・試験用パケット領域において、ＯＡＭパケット・試験パケット・インチャネルパケット（以下では、これらのパケットを総称して「保守用パケット」とも呼ぶ。）を送出する。これにより、ユーザパケットと保守用パケットとの衝突を回避してパケット揺らぎを抑制する。
【００４３】
図７は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１〜第３の方法を具現化した例を示す。同図においても図５と同様に、一定周期８ｍ秒の中を１２５μ秒×６４のマルチフレーム構成とする。そして、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のそれぞれについて、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケットへ割り当てるべき送信期間（１２５μ秒レイテンシ領域）、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のパケットへ割り当てるべき送信期間（１ｍ秒レイテンシ領域）、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケットへ割り当てるべき送信期間（８ｍ秒レイテンシ領域）、各種の保守用パケットへ割り当てるべき送信期間（ＯＡＭ領域・試験用領域・インチャネル用領域）を予め固定的に定める。これにより、通信帯域の割り当てにおいて複雑なアルゴリズムが不要となり、帯域割当処理を容易化できる。その結果、帯域割当処理を高速化でき、またハードウェアによる実現も容易となり更なる高速化を実現できる。
【００４４】
図７の例では、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケットは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のそれぞれで送信される必要がある（１マルチまたは非マルチといえる）。したがって、各フレームの４０μ秒に収容可能なユーザ数は、１ユーザ当り６７２ｎ秒を占有するため、５９ユーザとなる。また、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のパケットは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃８で１回、フレーム１２５μ秒＃９〜＃１６で１回、すなわち８フレームごとに送信されればよい（８マルチといえる）。したがって、８フレームの４８０μ秒（６０μ秒×８）に収容可能なユーザ数は、１ユーザ当り６７２ｎ秒を占有するため、７１２ユーザとなる。
【００４５】
また、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケットは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４で１回、すなわち６４フレームごとに送信されればよい。ただし、後述の図１０で示すように、ここでは４８フレームごとに送信されることとする（４８マルチといえる）。したがって、４８フレームの９６０μ秒（２０μ秒×４８）に収容可能なユーザ数は、１ユーザ当り９６０ｎ秒を占有するため、９６０ユーザとなる。このように、ＣＥＰ化レイテンシ値が大きいほど、１パケットにおいて（ＯＨやパディングデータを除いた）ユーザデータが占める割合が大きくなり、効率的なデータ伝送となる。しかし、小さなレイテンシ値（例えば１２５μ秒）のみを許容可能なユーザも存在するため、各レイテンシ値に対する帯域の割当量は、各レイテンシ値を使用するユーザ数等に応じて適宜設計されてよい。
【００４６】
実際には、フレーム１２５μ秒＃１の１ｍ秒レイテンシ領域において模式的に示すように、各レイテンシ領域を、個々のパケットを送信するためのタイムスロットに分割している。例えば、フレーム１２５μ秒＃１の１ｍ秒レイテンシ領域には８９個のタイムスロットが設けられる。ユーザパケットおよび保守用パケットのそれぞれは、予め割り当てられたタイムスロットのいずれかを使用（占有）してパケット交換網へ送出される。
【００４７】
図８は、図７に対応するフレーム構成を全６４フレーム分示す。同図のフレーム番号１〜８は、図７のフレーム１２５μ秒＃１〜＃８に対応する。一部既述したが、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケットは１マルチ（非マルチ）で送出され、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のパケットは８マルチで送出され、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケットは４８マルチで送出される。例えば、フレーム番号１の１ｍ秒領域＃１で送出されたユーザパケットは、次にフレーム番号９の１ｍ秒領域＃１で送出され、さらに次にフレーム番号１７の１ｍ秒領域＃１で送出される。また、ＯＡＭパケット・試験パケット・インチャネルパケットはいずれも８マルチで送出される。
【００４８】
なお、図７および図８では、ＣＥＰ化レイテンシ値として１２５μ秒・１ｍ秒・８ｍ秒の３種類を示したが、ユーザが許容可能な遅延時間に応じて様々な種類のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットが生成・送出されてよい。また、種々のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットに対して送出可能期間が予め固定的に割り当てられてよいことはもちろんである。また、保守用パケットについても、監視もしくは試験の必要に応じた頻度で送出されてよいことはもちろんである。言い換えれば、異なる属性を有する複数種類のパケットについて、各種類のパケットに対する通信帯域の割当量は、通信システム１０に対する要求条件や、通信システム１０を用いた実験等により適宜決定されてよい。以下、図７および図８の方式を実現するための通信装置の構成を説明する。
【００４９】
図９は、図１の通信装置１２の機能構成を示すブロック図である。通信装置１２は、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０で総称されるＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ａ、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ｂ、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ｃ、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ｄと、パケットＩ／Ｆ終端部５２と、変換部５４と、監視・試験実行部６０と、パケット多重部６２と、パケット分離部６４と、タイミング制御部６６とを備える。変換部５４は、ＣＥＰ処理部５６で総称されるＣＥＰ処理部５６ａ、ＣＥＰ処理部５６ｂ、ＣＥＰ処理部５６ｃ、ＣＥＰ処理部５６ｄと、ＤｅＣＥＰ処理部５８で総称されるＤｅＣＥＰ処理部５８ａ、ＤｅＣＥＰ処理部５８ｂ、ＤｅＣＥＰ処理部５８ｃ、ＤｅＣＥＰ処理部５８ｄとを含む。通信装置１４および通信装置１６についても同様の機能構成となる。
【００５０】
本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリ、ＨＤＤをはじめとする素子や電子回路、機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ブロック図においては、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５１】
ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４のそれぞれを終端して、各ＴＤＭ回線からユーザデータを取得（受信）し、また、各ＴＤＭ回線へユーザデータを送出する。パケットＩ／Ｆ終端部５２は、ＧｂＥ２１１を終端して、ＧｂＥ２１１へユーザパケットを送出し、また、ＧｂＥ２１１からユーザパケットを取得（受信）する。
【００５２】
ＣＥＰ処理部５６は、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０からユーザデータを取得して一時的にバッファする。ＣＥＰ処理部５６は、ＣＥＰ化処理の実行タイミングである旨がタイミング制御部６６から通知された際、ユーザデータを予め定められたＣＥＰ化レイテンシ値に応じてパケット化することによりユーザパケットへ変換する。そして、ユーザパケットをパケット多重部６２へ送出する。
【００５３】
ＤｅＣＥＰ処理部５８は、パケット分離部６４からユーザパケットを取得すると、そのユーザパケットを揺らぎ吸収バッファに格納することなく、そのユーザパケットからユーザデータを抽出することによりユーザデータ（ＴＤＭデータ）を復元する。そして、ユーザデータを即時にＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０へ送出する。
【００５４】
監視・試験実行部６０は、通信装置１２およびパケット交換網１８に対する所定の監視処理および試験処理を実行する。監視・試験実行部６０は、ＯＡＭパケット・試験パケット・インチャネルパケットのそれぞれの送出タイミングである旨がタイミング制御部６６から通知された際、これらのパケットを生成してパケット多重部６２へ送出する。また、他の装置から送信された保守用パケットを、パケット分離部６４を介して受け付け、通信装置１２およびパケット交換網１８の正常性や、試験結果を判定する。
【００５５】
パケット多重部６２は、ＣＥＰ処理部５６ａ〜ＣＥＰ処理部５６ｄから送出されたユーザパケットと、監視・試験実行部６０から送出された各種の保守用パケットとを一括して受け付けてパケットＩ／Ｆ終端部５２へ送出する。パケット分離部６４は、各ユーザのユーザパケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２から一括して取得し、ユーザパケットの属性に対応するＤｅＣＥＰ処理部５８へユーザパケットを送出（分配）する。また、保守用パケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２から取得して監視・試験実行部６０へ送出する。
【００５６】
タイミング制御部６６は、ユーザデータをＣＥＰ化すべきタイミングを検出して、その旨を示す情報をＣＥＰ処理部５６ａ〜ＣＥＰ処理部５６ｄへ逐次通知する。また、保守用パケットを送出すべきタイミングを検出して、その旨を示す情報を監視・試験実行部６０へ逐次通知する。
【００５７】
図１０は、タイミング制御部６６の詳細な機能構成を示すブロック図である。タイミング制御部６６は、タイマ部７０と、タイミング検出部７８と、タイミングテーブル８０と、タイミング信号送出部８２と、タイミング設定部８４とを含む。タイマ部７０は、マルチフレームタイマ７２と、フレームタイマ７４と、カウンタ７６とを含む。
【００５８】
カウンタ７６は、８ｎ秒の経過毎にカウントアップするカウンタであり、そのカウンタ値は一定周期８ｍ秒を上限として、０〜９９９９９９の範囲となる。なお、９９９９９９の次は０に戻る、すなわち一定周期８ｍ秒の経過で０に戻る。フレームタイマ７４は、個々のフレーム時間すなわち１２５μ秒の経過を監視するタイマであり、カウンタ７６のカウンタ値が１５６２５の倍数になるたびに１２５μ秒の経過を検出してフレーム番号（１〜６４）をカウントアップする。マルチフレームタイマ７２は、マルチフレーム時間すなわち一定周期８ｍ秒の経過を監視するタイマであり、カウンタ７６のカウンタ値が０に戻るたびに一定周期Ｔの経過として検出する。
【００５９】
タイミングテーブル８０は、ユーザパケットおよび保守用パケット（以下、総称する場合、単に「パケット」とも呼ぶ。）の送出タイミングの定義情報（以下、「タイミング情報」とも呼ぶ。）を保持する。
【００６０】
図１１は、タイミング情報の構成を示す。同図のユーザパケット定義テーブル９０にはユーザパケットの送出タイミングが記録され、ＯＡＭパケット定義テーブル９２にはＯＡＭパケットの送出タイミングが記録される。また、インチャネルパケット定義テーブル９４にはインチャネルパケットの送出タイミングが記録され、試験パケット定義テーブル９６には試験パケットの送出タイミングが記録される。同図のユーザ番号フィールドにはユーザデータの識別情報（ユーザのＩＤやＴＤＭ回線のＩＤ等）が格納される。ＯＡＭ番号フィールドにはＯＡＭパケットの識別情報が格納される。インチャネル番号フィールドおよび試験番号フィールドについても同様である。
【００６１】
パケット送出タイミングフィールドには、一定周期Ｔ（８ｍ秒）においてパケットを送出すべきタイミングが格納される。例えば、ユーザ番号ｘのユーザデータに対応するユーザパケットは、一定周期８ｍ秒において１２５μ秒経過のたびに（８ｍ秒に亘り合計６４回）送出される必要がある。したがって、一定周期８ｍ秒における最初のフレーム（図７のフレーム１２５μ秒＃１）における１２５μ秒レイテンシ領域のタイムスロットの１つである「ｅ」が１回目の送出タイミングとして設定される。２回目以降の送出タイミングとしては、８ｎ秒カウンタのカウンタ値「１５６２５」（すなわち１２５μ秒）の倍数を「ｅ」に加算した値が設定される。
【００６２】
また、ユーザ番号１のユーザデータに対応するユーザパケットは、一定周期８ｍ秒において１ｍ秒経過のたびに（８ｍ秒に亘り合計８回）送出される必要がある。したがって、フレーム１２５μ秒＃１〜＃８のいずれかにおける１ｍ秒レイテンシ領域のタイムスロットの１つである「ａ」が１回目の送出タイミングとして設定される。２回目以降の送出タイミングとしては、カウンタ７６におけるカウンタ値「１２５０００」（すなわち１ｍ秒）の倍数を「ａ」に加算した値が設定される。ユーザ番号２および４のパケットについても同様である。
【００６３】
また、ユーザ番号３のユーザデータに対応するユーザパケットは、一定周期８ｍ秒に亘り１回送出される必要がある。したがって、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のいずれかにおける８ｍ秒レイテンシ領域のタイムスロットの１つである「ｃ」がその送出タイミングとして設定される。なお、ＯＡＭパケット・インチャネルパケット・試験パケットに対しても、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４に予め用意された保守用パケットのためのタイムスロットが設定される。
【００６４】
図１０に戻り、タイミング検出部７８は、マルチフレームタイマ７２から一定周期８ｍ秒の経過を示す通知、フレームタイマ７４からフレーム時間である１２５μ秒の経過を示す通知、カウンタ７６から現在のカウンタ値を逐次受け付ける。そして、タイミングテーブル８０のタイミング情報を参照して、各パケットの送出タイミングとなったか否かを判定する。
【００６５】
タイミング検出部７８は、いずれかのユーザパケットの送出タイミングに至ったことを検出すると、そのユーザパケットの送出元（ＣＥＰ処理部５６ａ〜ＣＥＰ処理部５６ｄのいずれか）に対して、ＣＥＰ化処理の開始およびユーザパケットの送出を指示するための所定の信号（以下、「タイミング信号」とも呼ぶ。）をタイミング信号送出部８２から送信させる。また、タイミング検出部７８は、いずれかの保守用パケットの送出タイミングに至ったことを検出すると、監視・試験実行部６０に対して、その保守用パケットの送出を指示するためのタイミング信号をタイミング信号送出部８２から送信させる。
【００６６】
タイミング設定部８４は、ユーザパケットおよび保守用パケットの送出タイミングをタイミングテーブル８０へ格納する。具体的には、まず、タイミング情報において送出タイミングが定義されていない新規のユーザデータがＣＥＰ処理部５６において受け付けられたことを検出する。例えば、新規のユーザパケットの送出要求をＣＥＰ処理部５６から受け付ける。そのときタイミング設定部８４は、そのユーザパケットのレイテンシ値に応じたパケット送出タイミングをタイミング情報へ設定する。
【００６７】
図１１の例では、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のユーザパケットを送出することが可能な最初のタイムスロットとして、複数のタイムスロット「ａ」・「ｂ」・「ｄ」等が予め定められている。タイミング設定部８４は、これら複数のタイムスロットのうち、既存のユーザパケットにより使用されていない（タイミング情報に未登録の）タイムスロットを新規のユーザパケット（ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒）へ割り当てる。２回目以降の送出タイミングとしては、ＣＥＰ化レイテンシ値に応じた固定値、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒の場合は１５６２５の倍数値、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒の場合は１２５０００の倍数値を、最初のタイムスロットの値に加算することにより設定する。
【００６８】
また、タイミング設定部８４は、送出タイミングがタイミング情報に定義されていない新規の保守用パケットの送出要求を監視・試験実行部６０から受け付け、その保守用パケットの送出タイミングをタイミング情報へ設定する。この場合もユーザパケットの時と同様に、保守用パケットを送出可能な複数のタイムスロットが予め定められており、タイミング設定部８４は、これら複数のタイムスロットのうち、既存の保守用パケットにより使用されていないタイムスロットを新規の保守用パケットへ割り当てる。
【００６９】
変形例として、タイミング情報の設定内容は通信システム１０の管理者や運用者により決定されてもよい。この場合、タイミング設定部８４は、タイミング情報の更新内容（新規ユーザデータの追加情報等）を外部の保守端末から受け付けてもよく、その更新内容にしたがってタイミング情報を更新してもよい。
【００７０】
以上の構成による動作を以下説明する。図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、図１の通信装置１２の動作を示すフローチャートである。図１２（ａ）はＴＤＭ網からパケット網へのデータ中継処理の動作を示しており、図１２（ｂ）はパケット網からＴＤＭ網へのデータ中継処理の動作を示している。図１の通信装置１４および通信装置１６における動作も同様である。
【００７１】
まず図１２（ａ）を説明する。ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、接続されたＴＤＭ回線から、そのＴＤＭ回線において時分割で伝送されたユーザデータを取得する。ユーザデータが取得されると（Ｓ１０のＹ）、ＣＥＰ処理部５６は、そのユーザデータを所定のバッファへ一時的に格納する（Ｓ１２）。新規のユーザデータである場合（Ｓ１４のＹ）、ＣＥＰ処理部５６は新規のユーザデータを受け付けた旨をタイミング制御部６６へ通知し、タイミング制御部６６は他のパケットの送出期間として未割当の期間を新規のユーザデータの送出タイミングとして決定する（Ｓ１６）。既存のユーザデータである場合は（Ｓ１４のＮ）、Ｓ１６はスキップされる。ユーザデータを未取得であれば（Ｓ１０のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ１６はスキップされる。
【００７２】
タイミング制御部６６は、いずれかのパケットの送出タイミングに至ったことを検出すると（Ｓ１８のＹ）、ＣＥＰ化および／またはパケットの送出を指示するためのタイミング信号を、送出タイミングを迎えたパケットの送出元であるＣＥＰ処理部５６もしくは監視・試験実行部６０へ通知する（Ｓ２０）。タイミング信号を受け付けたＣＥＰ処理部５６は、所定のバッファへ格納していたユーザデータをパケット化（ＣＥＰ化）し（Ｓ２２）、ユーザパケットをパケット多重部６２へ送出する。またタイミング信号を受け付けた監視・試験実行部６０は、保守用パケットをパケット多重部６２へ送出する。パケット多重部６２は、受け付けたユーザパケットもしくは保守用パケットを、受付順にパケットＩ／Ｆ終端部５２へ順次送出する。パケットＩ／Ｆ終端部５２は、それらのパケットを受付順にＧｂＥ２１１を介してパケット交換網１８へ順次送出する（Ｓ２４）。パケットの送出タイミングでなければ（Ｓ１８のＮ）、Ｓ２０〜Ｓ２４はスキップされる。
【００７３】
次に図１２（ｂ）を説明する。パケットＩ／Ｆ終端部５２は、ＧｂＥ２１１を介して、パケット交換網１８からユーザパケットを取得する。ユーザパケットが取得されると（Ｓ３０のＹ）、パケット分離部６４は、ユーザパケットに含まれる属性情報に応じて、ユーザパケットに対応するユーザデータを復元すべきＤｅＣＥＰ処理部５８へユーザパケットを提供する。ユーザパケットを受け付けたＤｅＣＥＰ処理部５８は、そのユーザパケットを揺らぎ吸収バッファに格納して遅延させることなく、そのユーザパケットを即時にＤｅＣＥＰ化してＴＤＭデータを復元し、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０へ送出する（Ｓ３２）。ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、ＴＤＭデータをＴＤＭ回線へ送出する（Ｓ３４）。なお、パケットＩ／Ｆ終端部５２において保守用パケットが取得された場合は、パケット分離部６４は、その保守用パケットを監視・試験実行部６０へ提供し、監視・試験実行部６０はその保守用パケットを用いて所定の監視処理もしくは試験処理を実行する。ユーザパケットを未取得であれば（Ｓ３０のＮ）、Ｓ３２およびＳ３４はスキップされる。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７５】
第１の変形例を説明する。
上記実施の形態の通信装置１２は、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４のそれぞれから、ユーザ１のデータ〜ユーザ４のデータを受け付けた。変形例としての通信装置１２は、１つのＴＤＭ回線において時分割で伝送された複数のユーザそれぞれのデータを取得してもよい。図１３は、第１の変形例における通信装置１２の機能構成を示すブロック図である。通信装置１２は、１つのＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０とＴＤＭ多重・分離部６８を備える。ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、１つのＴＤＭ回線２０９からユーザ１〜ユーザ４のＴＤＭデータを取得する。ＴＤＭ多重・分離部６８は、各ユーザのＴＤＭデータを、各ユーザの属性に応じたＣＥＰ処理を実行するＣＥＰ処理部５６ａ〜５６ｄのいずれかへ提供する。第１の変形例においても、タイミング制御部６６がＣＥＰ化のタイミングを制御することによりパケット揺らぎを抑制できる。
【００７６】
第２の変形例を説明する。
上記実施の形態では、図７および図８で示したように、一定周期８ｍ秒におけるフレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のそれぞれに対して、各ＣＥＰ化レイテンシ値のユーザパケットおよび保守用パケットの送出可能期間が予め固定的に割り当てられることとした。変形例では、各ＣＥＰ化レイテンシ値のユーザパケットおよび保守用パケットの送出可能期間は、ＣＥＰ化レイテンシ値にかかわらず、割当時点における１２５μ秒全体での空き領域から動的に割り当てられてもよい。
【００７７】
図１４は、第２の変形例の概念を示す。１．開始時においては、ＣＥＰ化レイテンシ値がともに１ｍ秒であるパケット１０１とパケット１０２とを送出している。このパケット１０１とパケット１０２は８フレーム毎に送出される。パケットにより占有された送出期間を示す占有領域情報には、割当済領域１１１と割当済領域１１２とが記録されている。割当済領域１１１と割当済領域１１２もまた８フレームごとに記録される。
【００７８】
２．ユーザパケット追加時には、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケット１０３の送出が追加される。このパケット１０３は、一定周期８ｍ秒においてフレーム１２５μ秒＃６４でのみ送出される。ここでは、フレーム１２５μ秒＃６４にパケット１０３のデータ長を送出可能な空き領域が存在したため、フレーム１２５μ秒＃６４にパケット１０３の送出期間が設定されたこととしている。そして、フレーム１２５μ秒＃６４に対する占有領域情報に、割当済領域１１３が記録される。
【００７９】
３．ユーザパケット追加時には、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケット１０４の送出が追加される。このパケット１０４は、一定周期８ｍ秒の毎フレームで送出される。ここでは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４における同一のタイムスロットにパケット１０４のデータ長を送出可能な空き領域が存在したため、各フレームにパケット１０３の送出期間が設定されたこととしている。そして、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４に対する占有領域情報に、割当済領域１１４が記録される。なお、図１４の占有領域情報はタイミングテーブル８０に保持される。すなわち、タイミングテーブル８０は、タイミング情報に加えて、既存のパケットに対して割当済の通信帯域を示す情報を保持し、言い換えれば既存のパケットに対して未割当の空き帯域を示す情報を保持する。
【００８０】
図１５は、第２の変形例におけるタイミング設定部８４の動作を説明するための図である。タイミング設定部８４は、パケット交換網１８への新たなデータの送出が要求されたことを検出すると、そのデータのサービス速度およびＣＥＰ化レイテンシ値にもとづき新たなパケット（ユーザパケット・保守用パケット）のデータ長を算出する。そして、そのデータ長とＧｂＥ２１１の通信帯域（通信速度）にもとづき新たなパケットの送出に要する時間を算出する。タイミング設定部８４は、タイミングテーブル８０に保持された占有領域情報を参照して、新たなパケットの送出タイミング（例えば、図１５のａ〜ｅ等）を決定し、その送出タイミングをタイミング情報へ記録する。
【００８１】
第２の変形例によれば、現在のパケット占有領域と追加するパケット長から時分割周期内における追加パケットの挿入位置を柔軟に決定することができる。これにより、ＣＥＰ化レイテンシ値および各レイテンシ値のパケット数に自由度を持たせることができる。
【００８２】
なお、特定のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットを固定領域に割り当てる実施の形態の方式と、各パケットを空き領域に柔軟に割り当てる第２の変形例の方式とを組み合わせてもよい。例えば、基本的には、特定のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットを固定領域に割り当ててもよい。その一方、いずれかのレイテンシ値の割当領域に対するパケットの割当数が上限に達した場合、そのレイテンシ値のパケットの送出タイミングを、本来は他のレイテンシ値のパケットのための割当領域における空き領域に割り当ててもよい。これにより、パケットに対して通信帯域を割り当てる際の効率性を維持しつつ、通信帯域を有効利用できる。
【００８３】
第３の変形例を説明する。
上記実施の形態においては、通信装置１２のタイミング制御部６６は、ＣＥＰ処理部５６および監視・試験実行部６０に対してタイミング信号を通知した。変形例では、パケット多重部６２に対して各パケットに関するタイミング信号を通知してもよい。この場合、ＣＥＰ処理部５６はＴＤＭデータを受け付けると即時にＣＥＰ化し、ユーザパケットをパケット多重部６２へ送出する。監視・試験実行部６０もまた監視および試験の必要に応じて保守用パケットを即時にパケット多重部６２へ送出する。パケット多重部６２は、ＣＥＰ処理部５６から受け付けたユーザパケットと、監視・試験実行部６０から受け付けた保守用パケットを所定のバッファへ一時的に格納する。そして、タイミング信号を受け付けた際、そのタイミング信号で指定されたパケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２へ送出する。第３の変形例によれば、タイミング制御部６６がパケット送出のタイミングを制御することにより、実施の形態と同様にパケット揺らぎを抑制できる。
【００８４】
第４の変形例を説明する。
上記実施の形態では、ＴＤＭ網とパケット交換網との間のＣＥＰ化処理（ＤｅＣＥＰ化処理）を実行する通信装置においてパケット送出のタイミングを制御する技術を説明した。この技術思想は、パケット交換網内部でパケットを中継する通信装置へも適用可能であり、以下ではこの例を説明する。
【００８５】
図１６は、第４の変形例における通信システム１０の構成を示す。パケット交換網１８には、パケット中継装置１２０で総称されるパケット中継装置１２０ａ、パケット中継装置１２０ｂ、パケット中継装置１２０ｃ、パケット中継装置１２０ｄが含まれる。これらの装置はＧｂＥ等のパケット伝送路により接続されており、相互にパケットを交換することによって、通信装置１２〜通信装置１４間、通信装置１２〜通信装置１６間、通信装置１４〜通信装置１６間に亘りパケットが伝送される。なおパケット中継装置１２０は、典型的には、レイヤ２スイッチもしくはレイヤ３スイッチである。
【００８６】
図１７は、図１６のパケット中継装置１２０の機能構成を示すブロック図である。パケット中継装置１２０は、実施の形態で既述したパケットＩ／Ｆ終端部５２に対応するパケットＩ／Ｆ終端部５２ａ〜パケットＩ／Ｆ終端部５２ｄと、実施の形態と同様の監視・試験実行部６０と、実施の形態で既述したタイミング制御部６６に対応するタイミング制御部６６ａ〜タイミング制御部６６ｄとを備える。パケット中継装置１２０はさらに、パケットスイッチ部１２２と、パケット送出部１２４で総称されるパケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄとを備える。以下、実施の形態で既述した構成については適宜記載を省略する。
【００８７】
パケットＩ／Ｆ終端部５２ａ〜パケットＩ／Ｆ終端部５２ｄは、パケット伝送路にて伝送されたパケットを受け付けてパケットスイッチ部１２２へ送出し、パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄから受け付けたパケットをパケット伝送路へ送出する。パケットスイッチ部１２２は、パケットに設定されたアドレス（例えばＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレス、ＭＰＬＳのラベル値）に応じて転送先を決定し、その転送先のパケット送出部１２４に対してパケットを送出する。
【００８８】
パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄは、複数の方路のそれぞれから入力されてパケットスイッチ部１２２により中継されたパケットを一括して受け付けて所定のバッファへ格納する。そして、タイミング制御部６６ａ〜タイミング制御部６６ｄからタイミング信号を受け付けた際に、バッファに格納しておいたパケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２ａ〜パケットＩ／Ｆ終端部５２ｄへ送出する。
【００８９】
タイミング制御部６６ａ〜タイミング制御部６６ｄは、パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄそれぞれで送出されるべきパケットの送出タイミングを定めたタイミング情報を保持する。このタイミング情報も、実施の形態のタイミング情報と同様に、パケットの属性、例えば送信元のユーザやＴＤＭ回線のＩＤ毎に異なる送出タイミングが定められている。そして、送出タイミングを迎えたパケットの送出を指示するタイミング信号をパケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄへ送出する。これにより、パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄのそれぞれに、パケット伝送路へ送出すべき複数のパケットを異なるタイムスロットにて送出させる。
【００９０】
パケット中継装置１２０においても、ＣＥＰ化装置（通信装置１２等）と同様に、パケットの衝突が発生することがある。例えば、パケットスイッチ部１２２におけるパケット転送後のパケット送出処理において、複数の方路から入力された複数のユーザパケットの衝突や、ユーザパケットと保守用パケットの衝突が発生することがあり、その結果、揺らぎを生じることがある。本変形例のパケット中継装置１２０によれば、パケット中継装置１２０からパケット伝送路に対するパケットを時分割で送出することにより、パケットの送出処理におけるパケット同士の衝突を回避して、揺らぎの発生を抑制できる。
【００９１】
上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【００９２】
請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連係によって実現されることも当業者には理解されるところである。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 通信システム、 １２，１４，１６ 通信装置、 ５０ ＴＤＭＩ／Ｆ終端部、 ５２ パケットＩ／Ｆ終端部、 ５４ 変換部、 ５６ ＣＥＰ処理部、 ５８ ＤｅＣＥＰ処理部、 ６０ 監視・試験実行部、 ６２ パケット多重部、 ６４ パケット分離部、 ６６ タイミング制御部、 ８４ タイミング設定部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データ通信技術に関し、特に、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）網において伝送されたデータを、パケット交換網で伝送させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音声サービス等のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×Ｎのデータは、１．５Ｍｂｐｓ→６Ｍｂｐｓ→５０Ｍｂｐｓ ＶＣ３（Virtual Container 3）→１５０Ｍｂｐｓ ＳＴＭ１（Synchronous Transport Module level-1）というように、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ網に多重収容され伝送されていた。イーサネット（登録商標）の普及および安価化により、従来のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×Ｎのデータをパケット化し、イーサネットによる中継網を使用して伝送する技術が提案されてきている（例えば、非特許文献１および２を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IETF RFC5086,“Structure-Aware Time Division Multiplexed (TDM) Circuit Emulation Service over Packet Switched Network (CESoPSN)”、[online]、[平成２２年９月２７日検索］、インターネット＜URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc5086.txt＞
【非特許文献２】IETF RFC4842,“Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy (SONET/SDH) Circuit Emulation over Packet (CEP)”、[online]、[平成２２年９月２７日検索］、インターネット＜URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc4842.txt＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×Ｎのユーザデータをそれぞれパケット化、多重化した後、そのパケットを大容量のパケット交換網へ伝送する場合、ユーザ数（すなわちＴＤＭ回線数）の増減による揺らぎが発生し、伝送品質の低下を招くことがあった。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ＴＤＭ網において伝送されたデータに対応するパケットを、パケット交換網で伝送させる際の揺らぎの発生を抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信装置は、デジタル信号の送信元である第１のＴＤＭ（Time Division Multiplexing）網と、そのデジタル信号の送信先である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置であって、第１および第２のＴＤＭ網において時分割で伝送されるべき複数のデジタル信号に対応する複数のパケットについて、各パケットの属性に応じて異なる送出期間を定めた情報を保持するタイミング保持部と、第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じた送出期間内にパケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割でパケット交換網へ送出する送出部と、を備える。
【０００７】
複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれは、各デジタル信号に対してＣＥＰ（Circuit Emulation over Packet）処理を実行した（以下では、「ＣＥＰ化」もしくは「パケット化」とも呼ぶ。）結果としてのパケットであってもよい。本明細書におけるＣＥＰ化は、ＴＤＭ網で伝送されたデジタル信号にＩＰヘッダを付加してＩＰパケットとすることや、ＭＡＣヘッダを付加してイーサネットフレームとすること等を含む。また、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）のラベルが付加されたＩＰパケットやイーサネットフレームとすることも含む。パケットの属性は、そのパケットにより伝送されるデータの送信元であるユーザの情報、ＴＤＭ回線の種類（通信速度等）、またはＣＥＰ化（パケット化）のレイテンシ値のいずれか１つであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
【０００８】
送出部は、互いに属性が異なる複数のパケットそれぞれの送出時間を異ならせることで、各パケットをいわば時分割多重でパケット交換網へ送出してもよい。「いわば時分割多重で送出する」とは、ＴＤＭ網から受け付けられたユーザパケットを、予め定められた周期内の予め定められた時間に送出することでもよい。言い換えれば、複数のユーザパケットのそれぞれに時分割で帯域を割り当てて各ユーザパケットを順次送出することでもよい。
【０００９】
この態様によると、パケット交換網に対してＴＤＭ伝送の概念が取り入れられて各パケットの送出期間が異なるものとなることで、パケット交換網に収容するユーザ数（言い換えればＴＤＭ回線数）に増減が生じても、各パケットの衝突を回避できる。これにより、揺らぎの発生を抑制して、パケット交換網における伝送品質を確保できる。揺らぎの発生を抑制できることで、揺らぎに対応するためのメモリ量の削減が可能になるとともに、揺らぎの発生を考慮した伝送網・通信装置の設計も容易化できる。
【００１０】
なお、この態様の通信装置は、ＴＤＭ網とパケット交換網の境界に設置されて、ＴＤＭデータのパケット化を実行する装置であってもよい。また、パケット交換網の内部に設置されて、ＴＤＭデータに対応するパケットをパケット交換網の内部で中継する装置であってもよい。
【００１１】
第１のＴＤＭ網から、時分割で伝送された複数のデジタル信号を取得する取得部と、取得された複数のデジタル信号をパケット交換網において伝送させるための所定のデータ形式へ変換することにより、複数のデジタル信号に対応する複数のパケットを設定する変換部と、をさらに備えてもよい。
【００１２】
所定のデータ形式は、パケット交換網がレイヤ３網である場合にはＩＰパケットの形式でもよく、パケット交換網がレイヤ２網である場合にはイーサネットフレームの形式でもよく、ＭＰＬＳラベルが付加された形式でもよい。この態様によると、ＴＤＭ網とパケット交換網の境界に設置されて、ＴＤＭデータのパケット化を実行する装置において、複数のパケットを時分割でパケット交換網へ送出することにより、パケットの送出における揺らぎの発生を抑制できる。
【００１３】
タイミング保持部は、パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットの送出期間を、複数のデジタル信号に対応する複数のパケットの送出期間と重複しないように定めた情報を保持し、送出部は、複数のデジタル信号に対応する複数のパケットとは異なるタイミングで、監視もしくは試験するためのパケットをパケット交換網へ送出してもよい。
【００１４】
パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットは、パケット交換網を保守するために予め定められたパケット交換網特有のパケットであってもよい。例えば、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）用途のパケットであってもよく、試験用途のＬＯＮＧパケットであってもよく、インチャネル制御監視用途のパケットであってもよい。
【００１５】
この態様によると、ＴＤＭ網を介して伝送されたユーザデータに対応するパケット、いわゆる主信号とは別に、パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットの伝送期間が確保される。これにより、主信号としてのパケットと保守用途のパケットとの衝突を回避でき、揺らぎの発生を抑制できる。
【００１６】
タイミング保持部は、第１のＴＤＭ網において１つのデジタル信号の伝送に割り当てられた期間を、パケット交換網に対するパケット送信の基準となる期間とし、複数のパケットそれぞれの送出期間として、上記の基準となる期間の異なる一部を割り当てることを定めた情報を保持してもよい。
【００１７】
ＴＤＭ網において１つのデジタル信号の伝送に割り当てられた期間は、１２５マイクロ（μ）秒であってもよく、この場合、ＴＤＭ伝送と親和性の高い１２５μ秒×Ｎのマルチフレーム構成を使用して、パケットデータを送出してもよい。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを含むＴＤＭ伝送では所定期間（例えば１２５μ秒）単位でのフレーム構成であるため、パケット交換網へのパケットの送出周期をその所定期間にあわせて構成することで、装置構成の複雑化を回避できる。
【００１８】
タイミング保持部は、複数のパケットそれぞれの送出期間として、それぞれのパケット化におけるレイテンシ値に応じて、所定の一定期間における異なる送出期間を固定的に割り当てることを定めた情報を保持してもよい。
【００１９】
ＲＦＣ５０８６に記載されているように、ＣＥＰ化処理には複数種のＣＥＰ化レイテンシを選択可能としている。通信帯域の有効利用と、遅延量とのトレードオフを考慮してレイテンシ値は選択されるが、固定的に数種のＣＥＰ化レイテンシ値に対してのパケット伝送領域（伝送期間）を確保することで、複雑なアルゴリズムを要することなく、各パケットに対する領域割り当てが可能になる。
【００２０】
タイミング設定部をさらに備えてもよい。タイミング保持部は、複数のパケットそれぞれに対して割り当て済の送出期間を示す情報を保持し、タイミング設定部は、複数のデジタル信号とは異なる新たなデジタル信号に対応する新たなパケットを送出すべき際、他のパケットに対して未割り当ての送出期間を新たなパケットに対して割り当て、送出部は、新たなパケットに対して割り当てられた送出期間内に新たなパケットをパケット交換網へ送出してもよい。
【００２１】
この態様によると、新たなパケットに対する領域割り当てを管理者・運用者等の手によらず自動化できる。また、様々なＣＥＰ化レイテンシ値に対応する複数のパケットのそれぞれに対して空き領域を柔軟に割り当てることが可能になり、通信帯域を有効に活用できる。例えば、パケットを伝送するための通信帯域を、実際には伝送されないパケットのために固定的に確保することなく、実際に伝送対象となるパケットに必要な分だけを割り当てることができる。
【００２２】
本発明の別の態様は、通信制御方法である。この方法は、デジタル信号の送信側である第１のＴＤＭ網と、そのデジタル信号の受信側である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置により実行される方法であって、第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じて予め定められた送出期間内にパケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割でパケット交換網へ送出するステップを備える。この態様においても、上述したように、複数のパケットを時分割でパケット交換網へ送出することにより、パケットの送出における揺らぎの発生を抑制できる。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ＴＤＭ網において伝送されたデータに対応するパケットを、パケット交換網で伝送させる際の揺らぎの発生を抑制する通信装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態としての通信システムの構成を示す図である。
【図２】ＣＥＰ化の動作を模式的に示す図である。
【図３】従来の通信装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１の方法を示す図である。
【図５】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第２の方法を示す図である。
【図６】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第３の方法を示す図である。
【図７】各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１〜第３の方法を具現化した例を示す図である。
【図８】図７に対応するフレーム構成を全６４フレーム分示す図である。
【図９】図１の通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】タイミング制御部の詳細な機能構成を示すブロック図である。
【図１１】タイミング情報の構成を示す図である。
【図１２（ａ）】図１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２（ｂ）】図１の通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】第１の変形例における通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の変形例の概念を示す図である。
【図１５】第２の変形例におけるタイミング設定部の動作を説明するための図である。
【図１６】第４の変形例における通信システムの構成を示す図である。
【図１７】図１６のパケット中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、実施の形態としての通信システムの構成を示す。通信システム１０では、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４を含む第１ＴＤＭ網２００と、ＴＤＭ回線２０６〜ＴＤＭ回線２０９を含む第２ＴＤＭ網２０５との間で送受される連続信号（ビットストリーム）としてのデジタル信号（以下、「ＴＤＭデータ」とも呼ぶ。）を、レイヤ２網であるパケット交換網１８が中継する。具体的には、パケット交換網１８において、間欠信号であるパケットとしてＴＤＭデータの内容を中継する。
【００２７】
通信装置１２、通信装置１４、通信装置１６のそれぞれは、ＴＤＭ回線に対するインタフェースと、パケット交換網１８に対するインタフェースとの両方を備え、ＴＤＭデータとパケットとを相互に変換するＣＥＰ化処理（およびＤｅＣＥＰ化処理）の実行装置である。これらは、ＣＥＰインタフェース盤ともいえる。
【００２８】
通信装置１２は、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４を介して伝送されたＴＤＭデータを回線毎にＣＥＰ化し、多重化する。そして、回線毎のパケットデータ（以下、「ユーザパケット」とも呼ぶ。）を、ギガビットイーサネット（以下、「ＧｂＥ」と呼ぶ。）を介してパケット交換網１８へ送出する。パケット交換網１８では、パケットスイッチングによりパケット毎にＧｂＥ２１２やＧｂＥ２１３へ伝送される。パケットを受信した通信装置１４または通信装置１６は、ユーザパケットを分離後、ＤｅＣＥＰ化し、ＴＤＭデータに復元してＴＤＭ回線２０６〜ＴＤＭ回線２０９へ送出する。これにより、第１ＴＤＭ網２００から第２ＴＤＭ網２０５に亘るデータ伝送サービスが実現される。
【００２９】
例えば、ＴＤＭ回線２０１のＴＤＭデータが通信装置１２においてＣＥＰ化されると、そのパケットはＧｂＥ２１１〜パケット交換網１８〜ＧｂＥ２１２〜通信装置１４と伝送され、ＤｅＣＥＰ化された結果のＴＤＭデータがＴＤＭ回線２０６へ送出される。また、ＴＤＭ回線２０９のＴＤＭデータが通信装置１６においてＣＥＰ化されると、そのパケットはＧｂＥ２１３〜パケット交換網１８〜ＧｂＥ２１１〜通信装置１２と伝送され、ＤｅＣＥＰ化された結果のＴＤＭデータがＴＤＭ回線２０３へ送出される。本実施の形態におけるＧｂＥ２１１〜ＧｂＥ２１３の通信速度は１Ｇｂｐｓであることとする。
【００３０】
図２は、ＣＥＰ化の動作を模式的に示す。本実施の形態におけるＣＥＰ化とは、ＴＤＭ回線で伝送された連続信号を、パケット交換網１８を介して伝送可能なパケット（すなわち間欠信号）に変換することである。連続信号は所定のＣＥＰ化レイテンシ値にしたがってパケット化される。言い換えれば、連続信号としてのＴＤＭデータ（以下、「ユーザデータ」とも呼ぶ。）をＣＥＰ化レイテンシ値が示す時間単位でパケット化する。図２は、６４ｋｂｐｓ（８ビット／１２５μ秒）の連続信号を、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒・１ミリ（ｍ）秒・８ｍ秒のそれぞれでＣＥＰ化した例を示している。同図ではＣＥＰに必要な情報を簡易に「ＯＨ」と示している。「ＯＨ」は、送信元ＭＡＣアドレスや宛先ＭＡＣアドレスを含むものであってよく、詳細はＲＦＣ５０８６やＲＦＣ４８４２において規定される。
【００３１】
ここで、ＴＤＭデータに対応するパケットをパケット交換網において伝送させる際に揺らぎが発生する状況を説明する。図３は、従来の通信装置２０の構成を模式的に示す。ＣＥＰ化部２２は、ＴＤＭ回線３０１〜ＴＤＭ回線３０４において伝送された複数のＴＤＭデータをそれぞれＣＥＰ化し、その結果である複数のパケットを送出する。
【００３２】
ＯＡＭパケット送出部２４は、ＯＡＭ用途のパケット（以下、「ＯＡＭパケット」とも呼ぶ。）を送出する。このＯＡＭパケットには、パケット交換網１８の任意区間における接続の正常性を調べるためのコンティニュイティチェックメッセージが含まれる。コンティニュイティチェックメッセージの例としては、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｙ．１７３１や、ＩＥＥＥ８０２．１ａｇにより標準化されたイーサネットＯＡＭ（以下、「ＥＴＨ−ＯＡＭ」とも呼ぶ。）がある。試験パケット送出部２６は、試験用途のパケット（以下、「試験パケット」とも呼ぶ。）を送出する。インチャネルパケット送出部２８は、他の通信装置とのインチャネル制御監視用途のパケット（以下、「インチャネルパケット」とも呼ぶ。）を送出する。
【００３３】
図３の通信装置２０では、衝突ポイント３０〜衝突ポイント３６においてパケットの衝突が発生する。具体的には、通信装置２０の内部において複数のパケットが一時に伝送されることによりパケット送出の遅延が生じ、揺らぎを生じる結果となる。以下、衝突ポイント３０〜衝突ポイント３６のそれぞれを具体的に説明する。
【００３４】
１．衝突ポイント３０
ＴＤＭ回線３０１〜ＴＤＭ回線３０４のＴＤＭデータがＣＥＰ化され、一つのラインに合流する際にユーザパケット同士の衝突による揺らぎが発生する。この揺らぎは、ユーザ（ＴＤＭ回線）数の増減により、増減したユーザパケットの送出に要する時間分の揺らぎを、増減にかかわらない他のユーザパケットに与えてしまう。
２．衝突ポイント３２
ユーザパケットが１ラインに合流後、ＯＡＭパケットがさらに合流する際に、ＯＡＭパケットの送出に要する時間分の揺らぎをユーザパケットに与えてしまう。
３．衝突ポイント３４
ユーザパケットが１ラインに合流後、試験パケットがさらに合流する際に、試験パケットの送出に要する時間分の揺らぎをユーザパケットに与えてしまう。試験パケットは、パケット長が比較的長い場合があり、大きな揺らぎの発生要因となりうる。
４．衝突ポイント３６
ユーザパケットが１ラインに合流後、インチャネルパケットがさらに合流する際に、インチャネルパケットの送出に要する時間分の揺らぎをユーザパケットに与えてしまう。
【００３５】
次に図１を参照して、揺らぎが発生した場合の問題点を説明する。ここでは、通信装置１２がＴＤＭデータをＣＥＰ化したユーザパケットをパケット交換網１８へ送出し、通信装置１４がそのパケットをパケット交換網１８から取得してＤｅＣＥＰ化し、ＴＤＭデータを復元する場合を考える。ＴＤＭデータは連続信号であるため、一定時間に一定量の送信データが準備されなくてはならない。言い換えれば、通信装置１４は、一定時間に一定量のパケットをパケット交換網１８から取得しなければならない。ここで、通信装置１２にてパケットの揺らぎが発生すると、通信装置１４へのパケットの到達遅れが発生し、通信装置１４は一定時間に一定量のデータを受信できなくなる。その結果、通信装置１４において、ＴＤＭ回線へ送出する信号にデータエラーが発生してしまう。
【００３６】
このようなエラーの発生を回避するため、これまでは、ＤｅＣＥＰを行う装置（例えば通信装置１４）は、揺らぎを十分に吸収可能なバッファメモリを具備する必要があった。しかし、このような解決方法では、
１．揺らぎ吸収用バッファとしてのメモリ量増加に伴ってハード規模が増大する。
２．ＴＤＭデータの伝送に揺らぎ吸収バッファにおけるデータ保持量相当分の遅延が発生する。最大の揺らぎを想定したバッファを保持する場合には、遅延量も最大となる。
３．揺らぎを考慮に入れた複雑なシステム（回線）の設計や管理が必要となる。
等の問題があった。
【００３７】
すなわち、これまでは、複数のＴＤＭ６４ｋｂｐｓ×ＮのＣＥＰ化データ（例えばイーサネットフレーム等のパケット）をイーサネットへ多重送出する際、多重化に伴う揺らぎの発生、言い換えれば、ＣＥＰ装置側での揺らぎの発生は許容されていた。その代わりに、対向のＤｅＣＥＰ装置で十分な揺らぎ吸収バッファを用意することで、復元したＴＤＭデータを連続信号として送出することを担保していた。しかしこの方式では上記の問題を生じるため、本実施の形態では、ＣＥＰ化・多重化を実施する際、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる仕組み、すなわちＴＤＭの概念を取り入れることで、ＣＥＰ化装置における揺らぎの発生そのものを抑制する技術を提案する。
【００３８】
以下では、本実施の形態のＣＥＰ化装置（例えば通信装置１２）において、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる仕組みを説明し、その後、通信装置の機能構成を詳細に説明する。
【００３９】
図４は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１の方法を示す。第１の方法では、ＧｂＥ２１１の通信帯域（言い換えればパケット送出期間）を予め一定周期Ｔで分割しておく。複数のＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４（ユーザ１〜ユーザｎ）のＴＤＭデータを通信装置１２においてパケット化し、ＧｂＥ２１１を介してパケット交換網１８へ送出する場合、一定周期Ｔの中をユーザ１〜ユーザｎのそれぞれに対して時分割で帯域を割り当てる。すなわち、あるＴＤＭデータに対応するユーザパケットは、予め割り当てられた送出期間内で送出し、その送出期間外では送出しない。これにより、ユーザの増減が発生しても残存するユーザへの影響を排除することができ、ユーザの増減により発生するユーザパケットの揺らぎを抑制できる。
【００４０】
図５は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第２の方法を示す。第２の方法は第１の方法に対してさらに工夫を加えたものであり、ＧｂＥ２１１の通信帯域に関する一定周期Ｔを、１２５μ秒×ｎのマルチフレーム構成とする。そして、それぞれの１２５μ秒区間内においてユーザ１〜ユーザｎというように時分割で帯域を割り当てる。ＴＤＭ（ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを含む）伝送では１２５μ秒単位でのフレーム構成となっているため、パケット送出についても１２５μ秒の周期性で構成することにより、データ処理やメモリ配備等のハードウェア構成をシンプルに実現できる。
【００４１】
なお図５では、一定周期Ｔを８ｍ秒としており、一定周期Ｔを１２５μ秒×６４のマルチフレーム構成に分割している。ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケット長は典型的にはイーサネットフレームの規定により６４バイトである。さらに各フレーム間に２０バイトの間隔（InterFrame Gap：ＩＦＧ）を設ける必要があるため実質的には１ユーザ当り８４バイトとなり、１Ｇｂｐｓの通信帯域においては６７２ナノ（ｎ）秒の送出時間を占有する。したがって、ＧｂＥ２１１における１２５μ秒のフレームには、約１８６ユーザ（ＴＤＭ回線×１８６）を収納できることになる。
【００４２】
図６は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第３の方法を示す。第３の方法は第１または第２の方法に対してさらに工夫を加えたものであり、ユーザパケットの送出期間（図６の主信号用パケット領域）と重複しないように、監視用途もしくは試験用途のパケットの送出期間を別途設ける。すなわち、同図の監視用・試験用パケット領域において、ＯＡＭパケット・試験パケット・インチャネルパケット（以下では、これらのパケットを総称して「保守用パケット」とも呼ぶ。）を送出する。これにより、ユーザパケットと保守用パケットとの衝突を回避してパケット揺らぎを抑制する。
【００４３】
図７は、各パケットに対して時分割で帯域を割り当てる第１〜第３の方法を具現化した例を示す。同図においても図５と同様に、一定周期８ｍ秒の中を１２５μ秒×６４のマルチフレーム構成とする。そして、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のそれぞれについて、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケットへ割り当てるべき送信期間（１２５μ秒レイテンシ領域）、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のパケットへ割り当てるべき送信期間（１ｍ秒レイテンシ領域）、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケットへ割り当てるべき送信期間（８ｍ秒レイテンシ領域）、各種の保守用パケットへ割り当てるべき送信期間（ＯＡＭ領域・試験用領域・インチャネル用領域）を予め固定的に定める。これにより、通信帯域の割り当てにおいて複雑なアルゴリズムが不要となり、帯域割当処理を容易化できる。その結果、帯域割当処理を高速化でき、またハードウェアによる実現も容易となり更なる高速化を実現できる。
【００４４】
図７の例では、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケットは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のそれぞれで送信される必要がある（１マルチまたは非マルチといえる）。したがって、各フレームの４０μ秒に収容可能なユーザ数は、１ユーザ当り６７２ｎ秒を占有するため、５９ユーザとなる。また、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のパケットは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃８で１回、フレーム１２５μ秒＃９〜＃１６で１回、すなわち８フレームごとに送信されればよい（８マルチといえる）。したがって、８フレームの４８０μ秒（６０μ秒×８）に収容可能なユーザ数は、１ユーザ当り６７２ｎ秒を占有するため、７１２ユーザとなる。
【００４５】
また、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケットは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４で１回、すなわち６４フレームごとに送信されればよい。ただし、後述の図１０で示すように、ここでは４８フレームごとに送信されることとする（４８マルチといえる）。したがって、４８フレームの９６０μ秒（２０μ秒×４８）に収容可能なユーザ数は、１ユーザ当り９６０ｎ秒を占有するため、９６０ユーザとなる。このように、ＣＥＰ化レイテンシ値が大きいほど、１パケットにおいて（ＯＨやパディングデータを除いた）ユーザデータが占める割合が大きくなり、効率的なデータ伝送となる。しかし、小さなレイテンシ値（例えば１２５μ秒）のみを許容可能なユーザも存在するため、各レイテンシ値に対する帯域の割当量は、各レイテンシ値を使用するユーザ数等に応じて適宜設計されてよい。
【００４６】
実際には、フレーム１２５μ秒＃１の１ｍ秒レイテンシ領域において模式的に示すように、各レイテンシ領域を、個々のパケットを送信するためのタイムスロットに分割している。例えば、フレーム１２５μ秒＃１の１ｍ秒レイテンシ領域には８９個のタイムスロットが設けられる。ユーザパケットおよび保守用パケットのそれぞれは、予め割り当てられたタイムスロットのいずれかを使用（占有）してパケット交換網へ送出される。
【００４７】
図８は、図７に対応するフレーム構成を全６４フレーム分示す。同図のフレーム番号１〜８は、図７のフレーム１２５μ秒＃１〜＃８に対応する。一部既述したが、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケットは１マルチ（非マルチ）で送出され、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のパケットは８マルチで送出され、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケットは４８マルチで送出される。例えば、フレーム番号１の１ｍ秒領域＃１で送出されたユーザパケットは、次にフレーム番号９の１ｍ秒領域＃１で送出され、さらに次にフレーム番号１７の１ｍ秒領域＃１で送出される。また、ＯＡＭパケット・試験パケット・インチャネルパケットはいずれも８マルチで送出される。
【００４８】
なお、図７および図８では、ＣＥＰ化レイテンシ値として１２５μ秒・１ｍ秒・８ｍ秒の３種類を示したが、ユーザが許容可能な遅延時間に応じて様々な種類のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットが生成・送出されてよい。また、種々のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットに対して送出可能期間が予め固定的に割り当てられてよいことはもちろんである。また、保守用パケットについても、監視もしくは試験の必要に応じた頻度で送出されてよいことはもちろんである。言い換えれば、異なる属性を有する複数種類のパケットについて、各種類のパケットに対する通信帯域の割当量は、通信システム１０に対する要求条件や、通信システム１０を用いた実験等により適宜決定されてよい。以下、図７および図８の方式を実現するための通信装置の構成を説明する。
【００４９】
図９は、図１の通信装置１２の機能構成を示すブロック図である。通信装置１２は、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０で総称されるＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ａ、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ｂ、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ｃ、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０ｄと、パケットＩ／Ｆ終端部５２と、変換部５４と、監視・試験実行部６０と、パケット多重部６２と、パケット分離部６４と、タイミング制御部６６とを備える。変換部５４は、ＣＥＰ処理部５６で総称されるＣＥＰ処理部５６ａ、ＣＥＰ処理部５６ｂ、ＣＥＰ処理部５６ｃ、ＣＥＰ処理部５６ｄと、ＤｅＣＥＰ処理部５８で総称されるＤｅＣＥＰ処理部５８ａ、ＤｅＣＥＰ処理部５８ｂ、ＤｅＣＥＰ処理部５８ｃ、ＤｅＣＥＰ処理部５８ｄとを含む。通信装置１４および通信装置１６についても同様の機能構成となる。
【００５０】
本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリ、ＨＤＤをはじめとする素子や電子回路、機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ブロック図においては、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５１】
ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４のそれぞれを終端して、各ＴＤＭ回線からユーザデータを取得（受信）し、また、各ＴＤＭ回線へユーザデータを送出する。パケットＩ／Ｆ終端部５２は、ＧｂＥ２１１を終端して、ＧｂＥ２１１へユーザパケットを送出し、また、ＧｂＥ２１１からユーザパケットを取得（受信）する。
【００５２】
ＣＥＰ処理部５６は、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０からユーザデータを取得して一時的にバッファする。ＣＥＰ処理部５６は、ＣＥＰ化処理の実行タイミングである旨がタイミング制御部６６から通知された際、ユーザデータを予め定められたＣＥＰ化レイテンシ値に応じてパケット化することによりユーザパケットへ変換する。そして、ユーザパケットをパケット多重部６２へ送出する。
【００５３】
ＤｅＣＥＰ処理部５８は、パケット分離部６４からユーザパケットを取得すると、そのユーザパケットを揺らぎ吸収バッファに格納することなく、そのユーザパケットからユーザデータを抽出することによりユーザデータ（ＴＤＭデータ）を復元する。そして、ユーザデータを即時にＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０へ送出する。
【００５４】
監視・試験実行部６０は、通信装置１２およびパケット交換網１８に対する所定の監視処理および試験処理を実行する。監視・試験実行部６０は、ＯＡＭパケット・試験パケット・インチャネルパケットのそれぞれの送出タイミングである旨がタイミング制御部６６から通知された際、これらのパケットを生成してパケット多重部６２へ送出する。また、他の装置から送信された保守用パケットを、パケット分離部６４を介して受け付け、通信装置１２およびパケット交換網１８の正常性や、試験結果を判定する。
【００５５】
パケット多重部６２は、ＣＥＰ処理部５６ａ〜ＣＥＰ処理部５６ｄから送出されたユーザパケットと、監視・試験実行部６０から送出された各種の保守用パケットとを一括して受け付けてパケットＩ／Ｆ終端部５２へ送出する。パケット分離部６４は、各ユーザのユーザパケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２から一括して取得し、ユーザパケットの属性に対応するＤｅＣＥＰ処理部５８へユーザパケットを送出（分配）する。また、保守用パケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２から取得して監視・試験実行部６０へ送出する。
【００５６】
タイミング制御部６６は、ユーザデータをＣＥＰ化すべきタイミングを検出して、その旨を示す情報をＣＥＰ処理部５６ａ〜ＣＥＰ処理部５６ｄへ逐次通知する。また、保守用パケットを送出すべきタイミングを検出して、その旨を示す情報を監視・試験実行部６０へ逐次通知する。
【００５７】
図１０は、タイミング制御部６６の詳細な機能構成を示すブロック図である。タイミング制御部６６は、タイマ部７０と、タイミング検出部７８と、タイミングテーブル８０と、タイミング信号送出部８２と、タイミング設定部８４とを含む。タイマ部７０は、マルチフレームタイマ７２と、フレームタイマ７４と、カウンタ７６とを含む。
【００５８】
カウンタ７６は、８ｎ秒の経過毎にカウントアップするカウンタであり、そのカウンタ値は一定周期８ｍ秒を上限として、０〜９９９９９９の範囲となる。なお、９９９９９９の次は０に戻る、すなわち一定周期８ｍ秒の経過で０に戻る。フレームタイマ７４は、個々のフレーム時間すなわち１２５μ秒の経過を監視するタイマであり、カウンタ７６のカウンタ値が１５６２５の倍数になるたびに１２５μ秒の経過を検出してフレーム番号（１〜６４）をカウントアップする。マルチフレームタイマ７２は、マルチフレーム時間すなわち一定周期８ｍ秒の経過を監視するタイマであり、カウンタ７６のカウンタ値が０に戻るたびに一定周期Ｔの経過として検出する。
【００５９】
タイミングテーブル８０は、ユーザパケットおよび保守用パケット（以下、総称する場合、単に「パケット」とも呼ぶ。）の送出タイミングの定義情報（以下、「タイミング情報」とも呼ぶ。）を保持する。
【００６０】
図１１は、タイミング情報の構成を示す。同図のユーザパケット定義テーブル９０にはユーザパケットの送出タイミングが記録され、ＯＡＭパケット定義テーブル９２にはＯＡＭパケットの送出タイミングが記録される。また、インチャネルパケット定義テーブル９４にはインチャネルパケットの送出タイミングが記録され、試験パケット定義テーブル９６には試験パケットの送出タイミングが記録される。同図のユーザ番号フィールドにはユーザデータの識別情報（ユーザのＩＤやＴＤＭ回線のＩＤ等）が格納される。ＯＡＭ番号フィールドにはＯＡＭパケットの識別情報が格納される。インチャネル番号フィールドおよび試験番号フィールドについても同様である。
【００６１】
パケット送出タイミングフィールドには、一定周期Ｔ（８ｍ秒）においてパケットを送出すべきタイミングが格納される。例えば、ユーザ番号ｘのユーザデータに対応するユーザパケットは、一定周期８ｍ秒において１２５μ秒経過のたびに（８ｍ秒に亘り合計６４回）送出される必要がある。したがって、一定周期８ｍ秒における最初のフレーム（図７のフレーム１２５μ秒＃１）における１２５μ秒レイテンシ領域のタイムスロットの１つである「ｅ」が１回目の送出タイミングとして設定される。２回目以降の送出タイミングとしては、８ｎ秒カウンタのカウンタ値「１５６２５」（すなわち１２５μ秒）の倍数を「ｅ」に加算した値が設定される。
【００６２】
また、ユーザ番号１のユーザデータに対応するユーザパケットは、一定周期８ｍ秒において１ｍ秒経過のたびに（８ｍ秒に亘り合計８回）送出される必要がある。したがって、フレーム１２５μ秒＃１〜＃８のいずれかにおける１ｍ秒レイテンシ領域のタイムスロットの１つである「ａ」が１回目の送出タイミングとして設定される。２回目以降の送出タイミングとしては、カウンタ７６におけるカウンタ値「１２５０００」（すなわち１ｍ秒）の倍数を「ａ」に加算した値が設定される。ユーザ番号２および４のパケットについても同様である。
【００６３】
また、ユーザ番号３のユーザデータに対応するユーザパケットは、一定周期８ｍ秒に亘り１回送出される必要がある。したがって、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のいずれかにおける８ｍ秒レイテンシ領域のタイムスロットの１つである「ｃ」がその送出タイミングとして設定される。なお、ＯＡＭパケット・インチャネルパケット・試験パケットに対しても、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４に予め用意された保守用パケットのためのタイムスロットが設定される。
【００６４】
図１０に戻り、タイミング検出部７８は、マルチフレームタイマ７２から一定周期８ｍ秒の経過を示す通知、フレームタイマ７４からフレーム時間である１２５μ秒の経過を示す通知、カウンタ７６から現在のカウンタ値を逐次受け付ける。そして、タイミングテーブル８０のタイミング情報を参照して、各パケットの送出タイミングとなったか否かを判定する。
【００６５】
タイミング検出部７８は、いずれかのユーザパケットの送出タイミングに至ったことを検出すると、そのユーザパケットの送出元（ＣＥＰ処理部５６ａ〜ＣＥＰ処理部５６ｄのいずれか）に対して、ＣＥＰ化処理の開始およびユーザパケットの送出を指示するための所定の信号（以下、「タイミング信号」とも呼ぶ。）をタイミング信号送出部８２から送信させる。また、タイミング検出部７８は、いずれかの保守用パケットの送出タイミングに至ったことを検出すると、監視・試験実行部６０に対して、その保守用パケットの送出を指示するためのタイミング信号をタイミング信号送出部８２から送信させる。
【００６６】
タイミング設定部８４は、ユーザパケットおよび保守用パケットの送出タイミングをタイミングテーブル８０へ格納する。具体的には、まず、タイミング情報において送出タイミングが定義されていない新規のユーザデータがＣＥＰ処理部５６において受け付けられたことを検出する。例えば、新規のユーザパケットの送出要求をＣＥＰ処理部５６から受け付ける。そのときタイミング設定部８４は、そのユーザパケットのレイテンシ値に応じたパケット送出タイミングをタイミング情報へ設定する。
【００６７】
図１１の例では、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒のユーザパケットを送出することが可能な最初のタイムスロットとして、複数のタイムスロット「ａ」・「ｂ」・「ｄ」等が予め定められている。タイミング設定部８４は、これら複数のタイムスロットのうち、既存のユーザパケットにより使用されていない（タイミング情報に未登録の）タイムスロットを新規のユーザパケット（ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒）へ割り当てる。２回目以降の送出タイミングとしては、ＣＥＰ化レイテンシ値に応じた固定値、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒の場合は１５６２５の倍数値、ＣＥＰ化レイテンシ値１ｍ秒の場合は１２５０００の倍数値を、最初のタイムスロットの値に加算することにより設定する。
【００６８】
また、タイミング設定部８４は、送出タイミングがタイミング情報に定義されていない新規の保守用パケットの送出要求を監視・試験実行部６０から受け付け、その保守用パケットの送出タイミングをタイミング情報へ設定する。この場合もユーザパケットの時と同様に、保守用パケットを送出可能な複数のタイムスロットが予め定められており、タイミング設定部８４は、これら複数のタイムスロットのうち、既存の保守用パケットにより使用されていないタイムスロットを新規の保守用パケットへ割り当てる。
【００６９】
変形例として、タイミング情報の設定内容は通信システム１０の管理者や運用者により決定されてもよい。この場合、タイミング設定部８４は、タイミング情報の更新内容（新規ユーザデータの追加情報等）を外部の保守端末から受け付けてもよく、その更新内容にしたがってタイミング情報を更新してもよい。
【００７０】
以上の構成による動作を以下説明する。図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、図１の通信装置１２の動作を示すフローチャートである。図１２（ａ）はＴＤＭ網からパケット網へのデータ中継処理の動作を示しており、図１２（ｂ）はパケット網からＴＤＭ網へのデータ中継処理の動作を示している。図１の通信装置１４および通信装置１６における動作も同様である。
【００７１】
まず図１２（ａ）を説明する。ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、接続されたＴＤＭ回線から、そのＴＤＭ回線において時分割で伝送されたユーザデータを取得する。ユーザデータが取得されると（Ｓ１０のＹ）、ＣＥＰ処理部５６は、そのユーザデータを所定のバッファへ一時的に格納する（Ｓ１２）。新規のユーザデータである場合（Ｓ１４のＹ）、ＣＥＰ処理部５６は新規のユーザデータを受け付けた旨をタイミング制御部６６へ通知し、タイミング制御部６６は他のパケットの送出期間として未割当の期間を新規のユーザデータの送出タイミングとして決定する（Ｓ１６）。既存のユーザデータである場合は（Ｓ１４のＮ）、Ｓ１６はスキップされる。ユーザデータを未取得であれば（Ｓ１０のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ１６はスキップされる。
【００７２】
タイミング制御部６６は、いずれかのパケットの送出タイミングに至ったことを検出すると（Ｓ１８のＹ）、ＣＥＰ化および／またはパケットの送出を指示するためのタイミング信号を、送出タイミングを迎えたパケットの送出元であるＣＥＰ処理部５６もしくは監視・試験実行部６０へ通知する（Ｓ２０）。タイミング信号を受け付けたＣＥＰ処理部５６は、所定のバッファへ格納していたユーザデータをパケット化（ＣＥＰ化）し（Ｓ２２）、ユーザパケットをパケット多重部６２へ送出する。またタイミング信号を受け付けた監視・試験実行部６０は、保守用パケットをパケット多重部６２へ送出する。パケット多重部６２は、受け付けたユーザパケットもしくは保守用パケットを、受付順にパケットＩ／Ｆ終端部５２へ順次送出する。パケットＩ／Ｆ終端部５２は、それらのパケットを受付順にＧｂＥ２１１を介してパケット交換網１８へ順次送出する（Ｓ２４）。パケットの送出タイミングでなければ（Ｓ１８のＮ）、Ｓ２０〜Ｓ２４はスキップされる。
【００７３】
次に図１２（ｂ）を説明する。パケットＩ／Ｆ終端部５２は、ＧｂＥ２１１を介して、パケット交換網１８からユーザパケットを取得する。ユーザパケットが取得されると（Ｓ３０のＹ）、パケット分離部６４は、ユーザパケットに含まれる属性情報に応じて、ユーザパケットに対応するユーザデータを復元すべきＤｅＣＥＰ処理部５８へユーザパケットを提供する。ユーザパケットを受け付けたＤｅＣＥＰ処理部５８は、そのユーザパケットを揺らぎ吸収バッファに格納して遅延させることなく、そのユーザパケットを即時にＤｅＣＥＰ化してＴＤＭデータを復元し、ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０へ送出する（Ｓ３２）。ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、ＴＤＭデータをＴＤＭ回線へ送出する（Ｓ３４）。なお、パケットＩ／Ｆ終端部５２において保守用パケットが取得された場合は、パケット分離部６４は、その保守用パケットを監視・試験実行部６０へ提供し、監視・試験実行部６０はその保守用パケットを用いて所定の監視処理もしくは試験処理を実行する。ユーザパケットを未取得であれば（Ｓ３０のＮ）、Ｓ３２およびＳ３４はスキップされる。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７５】
第１の変形例を説明する。
上記実施の形態の通信装置１２は、ＴＤＭ回線２０１〜ＴＤＭ回線２０４のそれぞれから、ユーザ１のデータ〜ユーザ４のデータを受け付けた。変形例としての通信装置１２は、１つのＴＤＭ回線において時分割で伝送された複数のユーザそれぞれのデータを取得してもよい。図１３は、第１の変形例における通信装置１２の機能構成を示すブロック図である。通信装置１２は、１つのＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０とＴＤＭ多重・分離部６８を備える。ＴＤＭＩ／Ｆ終端部５０は、１つのＴＤＭ回線２０９からユーザ１〜ユーザ４のＴＤＭデータを取得する。ＴＤＭ多重・分離部６８は、各ユーザのＴＤＭデータを、各ユーザの属性に応じたＣＥＰ処理を実行するＣＥＰ処理部５６ａ〜５６ｄのいずれかへ提供する。第１の変形例においても、タイミング制御部６６がＣＥＰ化のタイミングを制御することによりパケット揺らぎを抑制できる。
【００７６】
第２の変形例を説明する。
上記実施の形態では、図７および図８で示したように、一定周期８ｍ秒におけるフレーム１２５μ秒＃１〜＃６４のそれぞれに対して、各ＣＥＰ化レイテンシ値のユーザパケットおよび保守用パケットの送出可能期間が予め固定的に割り当てられることとした。変形例では、各ＣＥＰ化レイテンシ値のユーザパケットおよび保守用パケットの送出可能期間は、ＣＥＰ化レイテンシ値にかかわらず、割当時点における１２５μ秒全体での空き領域から動的に割り当てられてもよい。
【００７７】
図１４は、第２の変形例の概念を示す。１．開始時においては、ＣＥＰ化レイテンシ値がともに１ｍ秒であるパケット１０１とパケット１０２とを送出している。このパケット１０１とパケット１０２は８フレーム毎に送出される。パケットにより占有された送出期間を示す占有領域情報には、割当済領域１１１と割当済領域１１２とが記録されている。割当済領域１１１と割当済領域１１２もまた８フレームごとに記録される。
【００７８】
２．ユーザパケット追加時には、ＣＥＰ化レイテンシ値８ｍ秒のパケット１０３の送出が追加される。このパケット１０３は、一定周期８ｍ秒においてフレーム１２５μ秒＃６４でのみ送出される。ここでは、フレーム１２５μ秒＃６４にパケット１０３のデータ長を送出可能な空き領域が存在したため、フレーム１２５μ秒＃６４にパケット１０３の送出期間が設定されたこととしている。そして、フレーム１２５μ秒＃６４に対する占有領域情報に、割当済領域１１３が記録される。
【００７９】
３．ユーザパケット追加時には、ＣＥＰ化レイテンシ１２５μ秒のパケット１０４の送出が追加される。このパケット１０４は、一定周期８ｍ秒の毎フレームで送出される。ここでは、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４における同一のタイムスロットにパケット１０４のデータ長を送出可能な空き領域が存在したため、各フレームにパケット１０３の送出期間が設定されたこととしている。そして、フレーム１２５μ秒＃１〜＃６４に対する占有領域情報に、割当済領域１１４が記録される。なお、図１４の占有領域情報はタイミングテーブル８０に保持される。すなわち、タイミングテーブル８０は、タイミング情報に加えて、既存のパケットに対して割当済の通信帯域を示す情報を保持し、言い換えれば既存のパケットに対して未割当の空き帯域を示す情報を保持する。
【００８０】
図１５は、第２の変形例におけるタイミング設定部８４の動作を説明するための図である。タイミング設定部８４は、パケット交換網１８への新たなデータの送出が要求されたことを検出すると、そのデータのサービス速度およびＣＥＰ化レイテンシ値にもとづき新たなパケット（ユーザパケット・保守用パケット）のデータ長を算出する。そして、そのデータ長とＧｂＥ２１１の通信帯域（通信速度）にもとづき新たなパケットの送出に要する時間を算出する。タイミング設定部８４は、タイミングテーブル８０に保持された占有領域情報を参照して、新たなパケットの送出タイミング（例えば、図１５のａ〜ｅ等）を決定し、その送出タイミングをタイミング情報へ記録する。
【００８１】
第２の変形例によれば、現在のパケット占有領域と追加するパケット長から時分割周期内における追加パケットの挿入位置を柔軟に決定することができる。これにより、ＣＥＰ化レイテンシ値および各レイテンシ値のパケット数に自由度を持たせることができる。
【００８２】
なお、特定のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットを固定領域に割り当てる実施の形態の方式と、各パケットを空き領域に柔軟に割り当てる第２の変形例の方式とを組み合わせてもよい。例えば、基本的には、特定のＣＥＰ化レイテンシ値のパケットを固定領域に割り当ててもよい。その一方、いずれかのレイテンシ値の割当領域に対するパケットの割当数が上限に達した場合、そのレイテンシ値のパケットの送出タイミングを、本来は他のレイテンシ値のパケットのための割当領域における空き領域に割り当ててもよい。これにより、パケットに対して通信帯域を割り当てる際の効率性を維持しつつ、通信帯域を有効利用できる。
【００８３】
第３の変形例を説明する。
上記実施の形態においては、通信装置１２のタイミング制御部６６は、ＣＥＰ処理部５６および監視・試験実行部６０に対してタイミング信号を通知した。変形例では、パケット多重部６２に対して各パケットに関するタイミング信号を通知してもよい。この場合、ＣＥＰ処理部５６はＴＤＭデータを受け付けると即時にＣＥＰ化し、ユーザパケットをパケット多重部６２へ送出する。監視・試験実行部６０もまた監視および試験の必要に応じて保守用パケットを即時にパケット多重部６２へ送出する。パケット多重部６２は、ＣＥＰ処理部５６から受け付けたユーザパケットと、監視・試験実行部６０から受け付けた保守用パケットを所定のバッファへ一時的に格納する。そして、タイミング信号を受け付けた際、そのタイミング信号で指定されたパケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２へ送出する。第３の変形例によれば、タイミング制御部６６がパケット送出のタイミングを制御することにより、実施の形態と同様にパケット揺らぎを抑制できる。
【００８４】
第４の変形例を説明する。
上記実施の形態では、ＴＤＭ網とパケット交換網との間のＣＥＰ化処理（ＤｅＣＥＰ化処理）を実行する通信装置においてパケット送出のタイミングを制御する技術を説明した。この技術思想は、パケット交換網内部でパケットを中継する通信装置へも適用可能であり、以下ではこの例を説明する。
【００８５】
図１６は、第４の変形例における通信システム１０の構成を示す。パケット交換網１８には、パケット中継装置１２０で総称されるパケット中継装置１２０ａ、パケット中継装置１２０ｂ、パケット中継装置１２０ｃ、パケット中継装置１２０ｄが含まれる。これらの装置はＧｂＥ等のパケット伝送路により接続されており、相互にパケットを交換することによって、通信装置１２〜通信装置１４間、通信装置１２〜通信装置１６間、通信装置１４〜通信装置１６間に亘りパケットが伝送される。なおパケット中継装置１２０は、典型的には、レイヤ２スイッチもしくはレイヤ３スイッチである。
【００８６】
図１７は、図１６のパケット中継装置１２０の機能構成を示すブロック図である。パケット中継装置１２０は、実施の形態で既述したパケットＩ／Ｆ終端部５２に対応するパケットＩ／Ｆ終端部５２ａ〜パケットＩ／Ｆ終端部５２ｄと、実施の形態と同様の監視・試験実行部６０と、実施の形態で既述したタイミング制御部６６に対応するタイミング制御部６６ａ〜タイミング制御部６６ｄとを備える。パケット中継装置１２０はさらに、パケットスイッチ部１２２と、パケット送出部１２４で総称されるパケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄとを備える。以下、実施の形態で既述した構成については適宜記載を省略する。
【００８７】
パケットＩ／Ｆ終端部５２ａ〜パケットＩ／Ｆ終端部５２ｄは、パケット伝送路にて伝送されたパケットを受け付けてパケットスイッチ部１２２へ送出し、パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄから受け付けたパケットをパケット伝送路へ送出する。パケットスイッチ部１２２は、パケットに設定されたアドレス（例えばＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレス、ＭＰＬＳのラベル値）に応じて転送先を決定し、その転送先のパケット送出部１２４に対してパケットを送出する。
【００８８】
パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄは、複数の方路のそれぞれから入力されてパケットスイッチ部１２２により中継されたパケットを一括して受け付けて所定のバッファへ格納する。そして、タイミング制御部６６ａ〜タイミング制御部６６ｄからタイミング信号を受け付けた際に、バッファに格納しておいたパケットをパケットＩ／Ｆ終端部５２ａ〜パケットＩ／Ｆ終端部５２ｄへ送出する。
【００８９】
タイミング制御部６６ａ〜タイミング制御部６６ｄは、パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄそれぞれで送出されるべきパケットの送出タイミングを定めたタイミング情報を保持する。このタイミング情報も、実施の形態のタイミング情報と同様に、パケットの属性、例えば送信元のユーザやＴＤＭ回線のＩＤ毎に異なる送出タイミングが定められている。そして、送出タイミングを迎えたパケットの送出を指示するタイミング信号をパケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄへ送出する。これにより、パケット送出部１２４ａ〜パケット送出部１２４ｄのそれぞれに、パケット伝送路へ送出すべき複数のパケットを異なるタイムスロットにて送出させる。
【００９０】
パケット中継装置１２０においても、ＣＥＰ化装置（通信装置１２等）と同様に、パケットの衝突が発生することがある。例えば、パケットスイッチ部１２２におけるパケット転送後のパケット送出処理において、複数の方路から入力された複数のユーザパケットの衝突や、ユーザパケットと保守用パケットの衝突が発生することがあり、その結果、揺らぎを生じることがある。本変形例のパケット中継装置１２０によれば、パケット中継装置１２０からパケット伝送路に対するパケットを時分割で送出することにより、パケットの送出処理におけるパケット同士の衝突を回避して、揺らぎの発生を抑制できる。
【００９１】
上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【００９２】
請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連係によって実現されることも当業者には理解されるところである。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 通信システム、 １２，１４，１６ 通信装置、 ５０ ＴＤＭＩ／Ｆ終端部、 ５２ パケットＩ／Ｆ終端部、 ５４ 変換部、 ５６ ＣＥＰ処理部、 ５８ ＤｅＣＥＰ処理部、 ６０ 監視・試験実行部、 ６２ パケット多重部、 ６４ パケット分離部、 ６６ タイミング制御部、 ８４ タイミング設定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号の送信元である第１のＴＤＭ（Time Division Multiplexing）網と、そのデジタル信号の送信先である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置であって、
前記第１および第２のＴＤＭ網において時分割で伝送されるべき複数のデジタル信号に対応する複数のパケットについて、各パケットの属性に応じて異なる送出期間を定めた情報を保持するタイミング保持部と、
前記第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じた送出期間内に前記パケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割で前記パケット交換網へ送出する送出部と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第１のＴＤＭ網から、時分割で伝送された複数のデジタル信号を取得する取得部と、
取得された複数のデジタル信号を前記パケット交換網において伝送させるための所定のデータ形式へ変換することにより、前記複数のデジタル信号に対応する複数のパケットを設定する変換部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記タイミング保持部は、前記パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットの送出期間を、前記複数のデジタル信号に対応する複数のパケットの送出期間と重複しないように定めた情報を保持し、
前記送出部は、前記複数のデジタル信号に対応する複数のパケットとは異なるタイミングで、前記監視もしくは試験するためのパケットを前記パケット交換網へ送出することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記タイミング保持部は、前記第１のＴＤＭ網において１つのデジタル信号の伝送に割り当てられた期間を、前記パケット交換網に対するパケット送信の基準となる期間とし、前記複数のパケットそれぞれの送出期間として前記基準となる期間の異なる一部を割り当てることを定めた情報を保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記タイミング保持部は、前記複数のパケットそれぞれの送出期間として、それぞれのパケット化におけるレイテンシ値に応じて、所定の一定期間における異なる送出期間を固定的に割り当てることを定めた情報を保持することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
タイミング設定部をさらに備え、
前記タイミング保持部は、前記複数のパケットそれぞれに対して割り当て済の送出期間を示す情報を保持し、
前記タイミング設定部は、前記複数のデジタル信号とは異なる新たなデジタル信号に対応する新たなパケットを送出すべき際、他のパケットに対して未割り当ての送出期間を前記新たなパケットに対して割り当て、
前記送出部は、前記新たなパケットに対して割り当てられた送出期間内に前記新たなパケットを前記パケット交換網へ送出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
デジタル信号の送信側である第１のＴＤＭ網と、そのデジタル信号の受信側である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置により実行される方法であって、
前記第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じて予め定められた送出期間内に前記パケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割で前記パケット交換網へ送出するステップを備えることを特徴とする通信制御方法。
【請求項１】
デジタル信号の送信元である第１のＴＤＭ（Time Division Multiplexing）網と、そのデジタル信号の送信先である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置であって、
前記第１および第２のＴＤＭ網において時分割で伝送されるべき複数のデジタル信号に対応する複数のパケットについて、各パケットの属性に応じて異なる送出期間を定めた情報を保持するタイミング保持部と、
前記第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じた送出期間内に前記パケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割で前記パケット交換網へ送出する送出部と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第１のＴＤＭ網から、時分割で伝送された複数のデジタル信号を取得する取得部と、
取得された複数のデジタル信号を前記パケット交換網において伝送させるための所定のデータ形式へ変換することにより、前記複数のデジタル信号に対応する複数のパケットを設定する変換部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記タイミング保持部は、前記パケット交換網を監視もしくは試験するためのパケットの送出期間を、前記複数のデジタル信号に対応する複数のパケットの送出期間と重複しないように定めた情報を保持し、
前記送出部は、前記複数のデジタル信号に対応する複数のパケットとは異なるタイミングで、前記監視もしくは試験するためのパケットを前記パケット交換網へ送出することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記タイミング保持部は、前記第１のＴＤＭ網において１つのデジタル信号の伝送に割り当てられた期間を、前記パケット交換網に対するパケット送信の基準となる期間とし、前記複数のパケットそれぞれの送出期間として前記基準となる期間の異なる一部を割り当てることを定めた情報を保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記タイミング保持部は、前記複数のパケットそれぞれの送出期間として、それぞれのパケット化におけるレイテンシ値に応じて、所定の一定期間における異なる送出期間を固定的に割り当てることを定めた情報を保持することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
タイミング設定部をさらに備え、
前記タイミング保持部は、前記複数のパケットそれぞれに対して割り当て済の送出期間を示す情報を保持し、
前記タイミング設定部は、前記複数のデジタル信号とは異なる新たなデジタル信号に対応する新たなパケットを送出すべき際、他のパケットに対して未割り当ての送出期間を前記新たなパケットに対して割り当て、
前記送出部は、前記新たなパケットに対して割り当てられた送出期間内に前記新たなパケットを前記パケット交換網へ送出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
デジタル信号の送信側である第１のＴＤＭ網と、そのデジタル信号の受信側である第２のＴＤＭ網とを仲介するパケット交換網に対して、パケットを送出する装置により実行される方法であって、
前記第１のＴＤＭ網において時分割で伝送された複数のデジタル信号に対応する複数のパケットのそれぞれを、各パケットの属性に応じて予め定められた送出期間内に前記パケット交換網へ送出することにより、各パケットを時分割で前記パケット交換網へ送出するステップを備えることを特徴とする通信制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２（ａ）】
【図１２（ｂ）】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２（ａ）】
【図１２（ｂ）】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１１９７６０（Ｐ２０１２−１１９７６０Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５２１６（Ｐ２０１０−２６５２１６）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００２３７６６２）富士通テレコムネットワークス株式会社 (682)
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００２３７６６２）富士通テレコムネットワークス株式会社 (682)
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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