JPH04247744A - Atmセル同期方式 - Google Patents

Atmセル同期方式

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JPH04247744A
JPH04247744A JP3013104A JP1310491A JPH04247744A JP H04247744 A JPH04247744 A JP H04247744A JP 3013104 A JP3013104 A JP 3013104A JP 1310491 A JP1310491 A JP 1310491A JP H04247744 A JPH04247744 A JP H04247744A
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江崎 裕
Kazuo Iguchi
一雄 井口
Hiroshi Takeo
竹尾 浩
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は広帯域ISDN(Int
egrated Services Digital 
Network)におけるATMセル同期方式に関し、
特に並列展開数を増加させたATMセル同期方式に関す
る。
【0002】広帯域ISDNは、音声、画像、データ等
、すべての情報を一元的に取り扱い、ディジタル信号で
伝送するものである。現在CCITT(国際電信電話諮
問委員会)において議論されているATM(Async
hronousTransfer Mode)は、発生
した情報を短く区切り、ヘッダを付加したセルを送出す
るもので、現在主流のSTM(Synchronous
 Transfer Mode) に代わり、将来の伝
送方式として注目されている。ATMでは、情報が発生
したときのみにセル(パケット)を送出することで、回
線の使用効率が上がり、また、低速から高速まで全ての
速度を一元的に扱うことができる。CCITTの規格に
よるATMのセルは、固定長のセル(パケット)であり
、48オクテットの情報部と、5オクテットのヘッダか
らなる53オクテットの長さを持つ。
【0003】
【従来の技術】このATMのセルを処理する際に非常に
重要なことはセル同期である。セル同期はセルの先頭を
探すことである。交換機の内部では、通常光ファイバな
どのシリアル転送路から送られてきたデータをnパラレ
ルに展開して、1/nに速度を落としてから処理を行う
。パラレル展開は、4、8、16などの2のm乗(mは
正の整数)の幅に展開するのが便利である。ところが、
現在のCCITTの規格のATMのセル長は、53オク
テット(424ビット)であり、この長さでは、424
=2×2×2×53 であるから、2のm乗の幅で最大にとれるパラレル展開
数は8である。
【0004】現在のデバイス技術では、数百Mbps(
Mega bit per second )程度まで
の処理しか行えないため、数Gbps(Giga bi
t per second )や数Gbpsという超高
速のATM転送を行う際には、もっと大きな並列展開数
とする必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、53オクテッ
トのセル長では、8以上のパラレル展開数は、53とな
り、この程度の展開数では、クロックの周波数はf/5
3となり、ディジタル回路でこのような周波数のクロッ
クを元の周波数から求めることは困難である。また、5
3ビットのデータバスではバス幅が大きくなり過ぎて、
かえってハードウェア量が増加する。これを解決するた
めには、装置内部で伝送路の53オクテットに例えば1
オクテットを加えて54オクテット(432ビット)で
処理を行う方法が考えられる。432ビットは、432
=2×2×2×2×3×3×3 であるから、2のm乗の幅で最大にとれるパラレル展開
数は16である。また、それ以上の展開数も2と3の組
み合わせで、比較的自由に選べるので、超高速の伝送路
のデータを処理するには非常に有利である。
【0006】一方、処理すべきデータに例えば1オクテ
ットのデータを追加することで、セル同期が問題になる
。セル同期とは、送られてきたデータ列からセルの先頭
を検出することである。一般にセル同期は、送信側で固
定形式あるいは、決められた規則で変化するパターン、
すなわち、セル同期パターンをセルの一部に挿入して、
データを送信し、受信側でこのセル同期パターンを検出
している。しかし、追加したデータ(以下ダミーデータ
という)が、セル同期パターンの途中に挿入されると、
セル同期パターンを検出することができなくなる。 また、同期がとれ、パラレル展開した後にこのダミーデ
ータをセルから取り除く必要がある。
【0007】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ダミーデータを追加して、並列展開数を増加
させたATMセル同期方式を提供することを目的とする
。本発明の他の目的はセル同期パターン中にダミーデー
タが挿入されても同期をとることのできるATMセル同
期方式を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を示
すブロック図である。小さなqパラレルに変換されたデ
ータDTは、ダミーデータ挿入回路4によって、ダミー
データが挿入されて、中間データDTIとなる。パター
ン検出回路5はダミーデータ挿入回路4に接続され、セ
ル同期パターンを検出して検出パルスSPPと、セル同
期パターンのビット位置とダミーデータの挿入ビット位
置検出信号(X,Y)を出力する。データ整列回路6は
、中間データDTIを検出パルスSPPとビット位置検
出信号(X,Y)によってセル同期をとり、さらに、挿
入パルスDIPとビット位置検出信号(X,Y)によっ
て、ダミーデータのビット位置を認識して、ダミーデー
タを取り除き、中間データDTIを所定の並列展開数m
の整列データDTOに整列するように構成している。
【0009】また、パターン検出回路5は中間データD
TIの全てのビット位置にセル同期パターンがきても検
出できるように、m個の検出器を有する。さらに、セル
同期パターン中のどのビット位置にダミーデータが挿入
されてもよいように、セル同期パターンのビット数に対
応するp個の検出器を設ける。すなわち、m×p個の検
出器から構成される。
【0010】
【作用】ダミーデータ挿入回路4では、ダミーデータを
挿入して、並列展開数を増加させる。これによって、処
理速度を低減して、パターン検出回路5ではセル同期パ
ターンの検出等の処理を低速で行うことができる。さら
に、データ並列回路6ではmビットの並列展開数のデー
タDTOとして出力するので、データDTOの処理速度
を遅くできる。
【0011】ダミーデータ挿入回路4の段階では、セル
同期はとれていないので、挿入されるダミーデータはど
の位置に挿入されるかは分からず任意の位置に挿入され
る。このため、パターン検出回路5では、セル同期パタ
ーンを検出して、検出パルスSPPを出力する。データ
整列回路6は検出パルスSPPとセル同期パターンのビ
ット位置とダミーデータの挿入ビットのビット位置検出
信号(X,Y)によってセル同期をとる。また、データ
整列回路6はダミーデータ挿入回路4からのダミーデー
タの挿入パルスDIPと、パターン検出回路5からのセ
ル同期パターンを検出した検出器番号(X,Y)によっ
て、ダミーデータの挿入されたタイミングとビット位置
を認識し、ダミーデータを取り除く。
【0012】また、パターン検出回路5は中間データD
IPのどの位置にセル同期パターンがきても検出できる
ように、m個の検出器を設けている。さらに、セル同期
パターンのどのビット位置にダミーデータが挿入されて
も検出できるように、各セル同期パターンの検出器はセ
ル同期パターンのビット数(p)に対応して、m×p個
の検出器を有する。これによって、確実にセル同期パタ
ーンを検出できる。
【0013】これによって、データ整列回路6はセル同
期をとり、ダミーデータを取り除き、所要のパラレル展
開数mを有する整列データDTOを得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は本発明の一実施例のブロック図である。 光伝送路1からシリアルな光信号としてデータが送られ
てくる。光伝送路1には光ファイバーが使用され、デー
タ伝送速度は数Gbps(Giga bit per 
second )〜数10Gbpsである。光電気変換
回路2では、光信号を電気信号に変換して、データ信号
DTとして出力する。 また、電気信号からクロック信号CLを生成する。ここ
では、クロックの周波数をfとする。光電気変換回路2
はこのクロック信号CL、データ信号DTを直並列変換
回路3に送る。直並列変換回路3はデータ信号DTをq
バイトの並列信号に変換して、ダミーデータ挿入回路4
に送る。従って、ダミーデータ挿入回路4の処理周波数
はf/qとなる。理論的にはダミーデータの挿入後に直
並列変換を行ってもよいが、ダミーデータの挿入処理の
速度を低くできるように、処理周波数をf/qに低減し
ている。ここではqは8とする。
【0015】ダミーデータ挿入回路4は8ビットの並列
データに変換されたデータにダミーデータを挿入する。 ダミーデータの挿入によって、データはパラレル展開数
を増加させることができる。ここでは、セルを53オク
テットとして、1オクテットのダミーデータを挿入する
ことにより、データを54オクテットとし、パラレル展
開数mを16までとるようにする。ダミーデータ挿入回
路4は、データにダミーデータを追加して、中間データ
DTIをデータバス7に出力する。データバス7は(2
m−1+8)ビット、すなわち39ビットである。ここ
で(2m−1)はデータであり、8はダミーデータが挿
入されるためである。また、ダミーデータを挿入したタ
イミングを示す、挿入パルスDIPをデータ整列回路6
に送る。なお、データ信号DTはセル同期はとれていな
いので、ダミーデータはどの位置に挿入されるか決まっ
ていない。すなわち、セル同期パターンの途中に挿入さ
れる場合もある。
【0016】一方、ダミーデータ挿入回路4に接続され
たデータバス7のうちの(2m−1)ビット、すなわち
、31ビットのデータバス7aにパターン検出回路5が
接続される。パターン検出回路5は、パラレル展開数を
増加させるために挿入されたダミーデータがセル同期パ
ターンの途中に挿入されても、セル同期パターンを検出
できるように構成されている。パターン検出回路5の詳
細については後述する。また、パターン検出回路5はセ
ル同期パターンを検出したときに、検出タイミングを示
す検出パルスSPPを出力する。また、データを必要な
パラレル展開数mに整列するときに、どの検出器がセル
同期パターンを検出したかを示すビット位置検出信号(
X,Y)をデータ整列回路6に出力する。
【0017】データ整列回路6は39ビットの中間デー
タDTIをmビットの整列データDTOに整列してデー
タバス8に出力する。このとき、検出パルスSPPによ
ってセル同期パターンのタイミングを認識し、検出器番
号(X,Y)によってセル同期パターンがデータバス7
のどのビット位置にあるかを認識する。これによって、
出力データDTOの同期をとる。すなわち、セルの先頭
をデータバス8のMSB(Most Signific
ant Bit)に合わせる。また、挿入パルスDIP
及び検出器番号(X,Y)によって、ダミーデータの挿
入タイミングとビット位置を認識し、ダミーデータを取
り除く。これによって、パラレル展開数mビット、すな
わち16ビットの整列データDTOを得ることができる
。この結果、出力データDTOの処理の周波数はf/1
6となり、ダミーデータを挿入しない場合に比べて処理
速度を低減することができる。
【0018】次に、パターン検出回路5の構成について
述べる。図3はパターン検出回路5の概略構成図である
。パターン検出回路5はデータバス7aに接続される(
m×8)個の検出器D(1,1)〜D(m,8)と、セ
ル同期パターンを出力するパターン回路12から構成さ
れる。ここで、mは先に述べたようにデータ整列回路6
の出力ビット数である。図3ではセル同期パターンは説
明を簡単にするために固定パターンとする。パターン回
路12にはセル同期パターンPが予め設定されており、
このセル同期パターンPを各検出器に送る。検出器はバ
ス7a(31ビット)のどの位置にセル同期パターンが
現れても検出できるように、m(16)個が設けられる
。バス7aは低速処理のため31(2m−1)のビット
に展開されているが、パターンが繰り返されるために1
6個の検出器、すなわち16ビットのシフトでパターン
が検出できるからである。その詳細は後述の図6に関す
る説明の所で述べる。さらに、各m個のパターンに対し
て、8ビットのダミーデータがセル同期パターンの途中
に挿入されても、セル同期パターンが検出できるように
、各m個のパターンに対して8個の検出器を設ける。こ
れは、セル同期パターンが8ビットであるからである。 各検出器の検出ビットの詳細については後述する。すな
わち、合計m×8個の検出器D(1,1)〜D(m,8
)を設ける。ここでは、m=16であるので、128個
の検出器D(1,1)〜D(16,8)が必要になる。 そこで、セル同期パターンがデータバス7aのXビット
目にあり、ダミーデータがセル同期パターンのYビット
目に挿入されたときにセル同期パターンを検出する検出
器をD(X,Y)とする。ただし、X=1〜16、Y=
1〜8である。例えば、検出器D(1,1)はデータバ
ス7aの1ビット目から8ビット目に接続され、ダミー
データがセル同期パターンの途中に挿入されていないと
きにセル同期パターンを検出する。また、検出器D(1
,2)はバス7aの1ビットと、10ビット〜16ビッ
トに接続され、セル同期パターンがバス7aの1ビット
目から現れ、ダミーデータがセル同期パターンの2ビッ
ト目に挿入されたときのセル同期パターンを検出する。 そして、セル同期パターンを検出した検出器はその検出
器番号(X,Y)、すなわちビット位置検出信号を出力
する。このビット位置検出信号(X,Y)によって、セ
ル同期パターンとダミーデータのビット位置が分かる。 また、セル同期パターンの検出タイミングを示す検出パ
ルスSPPを出力する。
【0019】図4は個々の検出器が検出する検出ビット
を示す図である。D(X,Y)は図2と同じように検出
器の検出器番号を示す。またデータバス7aは先に説明
したように31ビットである。各検出器の横線は検出器
が検出するデータバス7a上の検出ビットであり、同時
に各検出器がデータバス7aに接続されるビットでもあ
る。例えば、検出器D(1,1)はデータバス7aの1
ビット目から8ビット目に接続され、セル同期パターン
がデータバス7の第1ビット目から8ビット目までに現
れ、ダミーデータがセル同期パターンの途中に挿入され
ていないときにセル同期パターンを検出する。また、検
出器D(1,2)はデータバス7aの1ビットと、10
ビット〜16ビットに接続され、セル同期パターンがバ
ス7aの1ビット目から現れ、ダミーデータがセル同期
パターンの2ビット目に挿入されたときのセル同期パタ
ーンを検出する。検出器がセル同期パターンを検出して
も、たまたまデータが一致したかもしれないため、1セ
ルの整数倍の時間待って、再びセル同期パターンが存在
するか確認する。ここで、再びセル同期パターンが検出
されたら、正しいセル同期がとれたものと判断して同期
確立信号を出力する。これを同期保護と称する。
【0020】上記の説明では、セル同期パターンは固定
パターンとしたが、その他の規則的に変化するパターン
を使用することもできる。図5はCCITTで規定され
ているセルの構成を示す図である。セルは5オクテット
のヘッダ21と48オクテットの情報23から構成され
ている。ヘッダ21の第5オクテットに1オクテットか
ら4オクテットまでの誤り検出用のCRC(Cycli
c Redundacy Check)データ22があ
る。このCRCデータ22をセル同期パターンとして使
用することもできる。すなわち、それぞれの検出器にお
いてCRC演算を行なうことにより、CRCデータをセ
ル同期パターンとして使用することもできる。
【0021】次に、データ整列回路6の動作の詳細につ
いて説明する。データ整列回路6はバレルシフタ回路等
の専用ハードウェア回路として構成され、2つの機能を
有する。第1の機能はセル同期パターンを検出して、セ
ルの先頭をデータバス8のMSB(Most Sign
ificant bit)またはLSB(Least 
Significant Bit) に合わせる機能で
ある。ここでは、セルの先頭をMSBに合わせる。 第2の機能は挿入されたダミーデータ(8ビット)を除
去する機能である。セル同期が確立したとき、すなわち
パターン検出回路5がセル同期パターンを検出すると、
検出したクロックタイミングを示す検出パルスSPPを
出力する。この検出パルスSPPによって、データ整列
回路6はセルの先頭のタイミングを認識できる。さらに
ビット位置検出信号(X,Y)によって、データバス7
のどのビットにセル同期パターンがあるかを認識できる
。これらによって、セルの先頭をデータバス8のMSB
に合わせることができる。すなわち第1の機能が実現さ
れる。また、ダミーデータ挿入回路4によって、ダミー
データを挿入したときの挿入パルスDIPと、パターン
検出回路5内のセル同期パターンを検出した検出器のビ
ット位置検出信号(X,Y)によって、ダミーデータの
挿入されたタイミングとビット位置を認識でき、ダミー
データを取り除くことができる。
【0022】データ整列回路6は図1に示すように、3
9(2m−1+8=39)ビットのデータバス7からの
中間データDTIを16ビットの出力に整列して整列デ
ータDTOとしてデータバス8に出力する。データ整列
回路6はf/m(bps)で動作する。パターン検出回
路5の検出器D(1,Y)がセル同期パターン、すなわ
ちセルの先頭を検出したときは、入力データの1ビット
目からmビット目を選択する。また、検出器D(2,Y
)がセル先頭を検出したら、データバス7の2ビット目
から(m+1)ビット目を選択する。このようにして、
セル同期をとる。すなわち、データの先頭をデータバス
8の先頭に合わせる。ただし、これはダミーデータがな
い場合である。
【0023】ダミーデータが挿入されたタイミングはダ
ミーデータ挿入回路4からの挿入パルスDIPによって
データ整列回路6に知らされる。従って、ダミーデータ
が挿入されたタイミングでは、(X〜X+Y−2)ビッ
トと、(X+Y−2+8〜X+Y−2+8+m−1)ビ
ットを選択する。ただし、Y=1のときはY=9と置き
換える。さらに、ダミーデータが挿入された以降のタイ
ミングでは、(X+8〜X+8+m−1)ビットを選択
して、データバス8に出力する。勿論、X及びYはパタ
ーン検出回路5からのビット位置検出信号(X,Y)に
よって得られる。
【0024】図6はデータ整列回路6のデータ整列動作
を説明するための図である。ここでは、中間データDT
Iはデータバス7からの入力であり、データバス7のビ
ット数は先に説明したように39(2m−1+8=39
)ビットである。また、整列データDTOはデータバス
8への出力であり、データバス8は16(m=16)ビ
ットである。さらに、中間データDTI及び整列データ
DTOの各数値はセルの先頭からのオクテット(バイト
)番号を示している。すなわち、1はセルの先頭のオク
テット、2は2番目のオクテットである。図5では、セ
ル同期パターンはデータバス7の9ビット目で検出でき
たものとする。このときの検出器D(X,Y)はD(9
,1)であり、このタイミングで検出パルスSPPがパ
ターン検出回路5から、データ整列回路6に送られる。 また、ダミーデータDDは(図5では斜線で示す)、セ
ルの先頭から4クロック目のタイミングで、17〜24
ビット目に挿入されたものとする。
【0025】これらの信号によって、データ整列回路6
は、第1番目クロックから第3番目のクロックのタイミ
ングまでは、データバス7の(X〜X+m−1)、すな
わち9〜24ビット目を整列データDTOとして出力す
る。次に第4クロック目では、ダミーデータの挿入パル
スDIPがあるので、(X〜X+Y−2)ビットと、(
X+Y−2+8〜X+Y−2+8+m−1)ビットを選
択する。すなわち、(9〜16)ビットと、(25〜3
2)ビットを選択する。ただし、先に説明したように、
Y=1であるので、Y=9として計算する。この結果、
第1〜第3クロック目のタイミングではセルのデータ1
、2番目、3、4番目、5、6番目のオクテットが選択
されていく。また、第4クロックでは、セルの7番目の
オクテットが選択され、ダミーデータが無視され、次に
セルの8番目のオクテットが選択される。さらに、第5
クロック以降では、セルの9、10番目のオクテットが
選択される。このようにして、16ビットに整列された
整列データDTOが得られる。また、ダミーデータが取
り除かれ、54オクテット目に置かれる。このように、
ダミーデータを挿入して、パラレル展開数を増加したデ
ータを得ることができ、さらにダミーデータがセル同期
パターン中に挿入されても簡単に取り除くことができる
【0026】上記の説明では、セルは53オクテット、
パラレル展開数は16、ダミーデータは8ビットとした
が、これらの数値はCCITT準拠の一例であり、セル
の大きさ、必要とするパラレル展開数に応じてこれらの
数値を選択することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではセルに
ダミーデータを追加して、パラレル展開数を増加させ、
パラレル展開数の大きなデータに簡単に変換することが
でき、より低速の処理装置で超高速のATM通信データ
を処理することができる。特に、ダミーデータがセル同
期パターンの途中に挿入されても、セル同期パターンを
検出できる。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施例のブロック図である。
【図3】パターン検出回路の概略構成図である。
【図4】個々の検出器が検出する検出ビットを示す図で
ある。
【図5】CCITTで規定されているセルの構成を示す
図である。
【図6】データ整列回路のデータ整列動作を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
1    光伝送路 2    光電気変換回路 3    直並列変換回路 4    ダミーデータ挿入回路 5    パターン検出回路 6    データ整列回路 7    データバス 8    データバス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  超高速のATM(Asynchron
    ous transfer Mode) 伝送における
    ATMセル同期方式において、シリアル伝送路から受信
    されたデータを並列展開する際に、ダミーデータを挿入
    した中間データ(DTI)を出力し、かつ前記ダミーデ
    ータの挿入パルス(DIP)を出力するダミーデータ挿
    入回路(4)と、前記ダミーデータ挿入回路に接続され
    、セル同期パターンの挿入タイミングを検出して、検出
    パルス(SPP)を出力し、前記セル同期パターンのビ
    ット位置と、前記ダミーデータの挿入ビット位置のビッ
    ト位置検出信号(X,Y)を出力するパターン検出回路
    (5)と、前記ダミーデータ挿入回路(4)及び前記パ
    ターン検出回路(5)に接続され、前記中間データ(D
    TI)を前記検出パルス(SPP)及び前記ビット位置
    検出信号(X,Y)によってセル同期をとり、前記挿入
    パルス(DIP)及び前記ビット位置検出信号(X,Y
    )によって、ダミーデータを取り除き、前記中間データ
    (DTI)を所定の並列展開数(m)の整列データ(D
    TO)に整列するデータ整列回路(6)と、を有するこ
    とを特徴とするATMセル同期方式。
  2. 【請求項2】  前記パターン検出回路(5)は、前記
    中間データ(DTI)の全てのビット位置に対応する数
    (m)と、さらに前記ビット位置毎に、前記ダミーデー
    タが前記セル同期パターンのどのビット位置(p)に挿
    入されても検出できるように、m×p個の検出器から構
    成されていることを特徴とする請求項1記載のATMセ
    ル同期方式。
  3. 【請求項3】  前記ダミーデータ挿入回路(4)の前
    に、前記データを前記所定の並列展開数(m)より小さ
    い並列展開数(q)に並列展開するための直並列変換回
    路(3)を設けたことを特徴とする請求項1記載のAT
    Mセル同期方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19809190C2 (de) * 1997-03-05 2000-08-17 Nec Corp ATM-Zellsynchronisationsschaltung
US7046673B2 (en) 1995-01-31 2006-05-16 Marconi Intellectual Property (Ringfence), Inc. Method and apparatus for manipulating an ATM cell

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