技術参考資料
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LAN型通信網サービスの技術参考資料
(ワイド LAN サービス)
第 1 版
東日本電信電話株式会社
本資料の内容は、装置の機能追加により追加・変更することがあります。まえがき
この資料は、ワイド LAN サービスとこれに接続される自営端末設備とのインタフェース条件について説明したも ので、自営端末設備等を設計、準備する際の参考となる技術的情報を提供するものです。東日本電信電話株式会社 (以下、NTT 東日本と呼びます)は、この資料の内容によって通信の品質を保証するものではありません。 なお、NTT 東日本のワイド LAN サービスに接続する自営端末設備等が必ず適合していなければならない技術的基 準は「端末設備等規則」(昭和 60 年郵政省令第 31 号)に定められています。 今後、本資料は、インタフェース条件等の追加、変更に合わせて、予告なく変更される場合があります。参照規格一覧
・ IETF RFC 791 :INTERNET PROTOCOL , 1981
・ IETF RFC 792 :INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL , 1981
・ IETF RFC 826 :An Ethernet Address Resolution Protocol or Converting Network Protocol Address for Transmission on Ethernet Hardware, 1982
・ IETF RFC 1483 :Mutiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5 , 1993
・ ISO/IEC 8802-3 :Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements - Part 3 :Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications , 1996
・ DIX Ethernet ver.2 :”The Ethernet, A Local Area Network : Data Link and Physical Layer Specifications Version 2.0” , 1982
・ IEEE Std 802.1Q :IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks : Virtual Bridged Local Area Networks,1998
目 次
まえがき 第Ⅰ編 用語の説明 英数字···2 日本語···4 第Ⅱ編 概要 1 ワイドLANサービスの概要···6 1-1 ワイドLANサービスの概要···6 1-2 インタフェースの仕様···6 2 ワイドLANサービスのシステム概要···7 2-1 ワイドLANサービスの網トポロジ···7 2-2 STM帯域共用方式の概要···8 2-3 VLAN変換モード···10 2-4 MAC アドレスの制限···12 3 ワイドLANサービスの基本的な通信形態···13 4 サービス提供速度···14 5 ユーザ・網インタフェース規定点(UNI)···15 6 プロトコルスタック···16 6-1 ユーザ~ワイドLANサービス間(UNI 部分)の各レイヤと機能概要···17 6-2 プロトコルフィルタリング機能···18 第Ⅲ編 ワイドLANサービスのユーザ・網インタフェース仕様 1 ワイドLANサービスのインタフェース仕様···20 2 物理層(第1層)仕様···21 2-1 インタフェース条件···21 2-2 適応ケーブル条件···23 2-3 絶縁特性···23付属資料 1 回線終端装置···42 1-1 外形および重量···42 1-2 使用電源および消費電力···43 1-3 設置環境および電磁波規格···43 1-4 操作部および表示部···44
英数字
10BASE-T : IEC/ISO 8802-3 で規定されている非シールドより対線ケーブルを伝送媒体とする 10Mbit/s の LAN インタフェース仕様。
ARP :Address Resolution Protocol
IP アドレスから MAC アドレスを求めるためのプロトコル。
AUI :Attachment Unit Interface トランシーバ・ケーブル
CRC :Cyclic Redundancy Check
巡回符号を用いた誤り検出及び訂正方式。
IEC :International Electrotechnical Commission
ISO の電気専門部会である国際電気標準会議。
電気の分野における国際的な標準化を担当する機関であり、その内部は各分野に分かれたグ ループにて構成されている。
IETF :Internet Engineering Task Force
インターネットで使用されるプロトコル等の標準化団体でIABの下部組織にあたる。標準仕 様は RFC(request for comments)として発行される。
IP :Internet Protocol
ネットワークレイヤにおけるインターネットプロトコルで、IP データグラムの道筋を決める ルート決定等を行う。
ISO :International Organization for Standardization 国際標準化機構
MAC アドレス :MAC Address
MAC 層のアドレス。イーサカードの ROM に書き込まれた固有のアドレス。
MAU :Medium Attachment Unit トランシーバ
RFC :Request For Comments
インターネットに関連するプロトコルやオペレーションの手順などを定めた標準勧告文書。 IAB(Internet Activities Board)の下部組織である IETF(Internet Engineering Task Force)が管理、
発行している。
RJ-45 :ISO8877 で規定される 8 ピンモジュラージャック仕様。
STM :Synchronous Transfer Mode
同期転送モード
TE :Terminal Equipment
回線終端装置に接続し、データの送受信を行う装置。
UNI :User Network Interface
ユーザ・網インタフェース 自営端末設備との接続条件。
UTP :Unshielded Twisted Pair 非シールドより対線
日本語
イーサフレーム :CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)メディアアクセス方式に従っ た信号の送受を行う為に用意されたフレーム 協定事業者 :当社と相互接続協定を締結している第 1 種電気通信事業者又は第 2 種電気通信事業者 自営端末設備 :契約者が設置する端末設備。 ジッタ :パルス列において識別時点が正規の位置から時間的に前後にずれること。熱雑音や外部雑音 に起因するランダムジッタとパルスパターンの変化タイミング回路の離調等に起因するパタ ーンジッタがある。 端末設備 :契約者回線等の終端において、1の部分の設置の場所が他の部分の設置の場所と同一の構内 (これに準ずる区域内を含みます。)又は同一の建物内であるもの。 電気通信設備 :電気通信を行うための機械、器具、線路、その他の電気的設備。 分界点 :電気通信設備の終端と端末設備との接続点。 より対線ケーブル :絶縁された2本の電線をねじりあわせたケーブル。 レイヤ2 :OSI 参照モデルの第2層に相当、隣接する通信ノード間で誤りなくデータを転送する役割を 担う。
1 ワイドLANサービスの概要
1-1 ワイドLANサービスの概要 ワイドLANサービスの概要を図 1-1 により説明します。自営端末設備とのインタフェースはイーサネット (10BASE-T)であり、データグラムはイーサフレームでカプセリングされます。NTT 東日本網では、回線終端装置 (ONU)で受けたイーサフレームのうち他の回線終端装置向けフレームを、その送信先MACアドレスに従いレイ ヤ2レベルでスイッチング処理を行い、目的の回線終端装置へと転送し、自営端末設備側へ送信します。 本サービスは、こうしたイーサネットフレームをそのまま伝送交換することにより、広域でのイーサネット環境を 提供できることから、企業内イントラネットなどに適したサービスであると言えます。NTT 東日本網
レイヤ2 スイッチング網 回線終端 装 置 加入者線 10BASE-T 回線終端 装 置 自営端末設備 回線終端 装 置 イーサフレーム 図 1-1 ワイドLANサービスの概要 1-2 インタフェース仕様 ワイドLANサービスのユーザ・網インタフェースはイーサネット(10BASE-T)です。詳細なレイヤ構造やフレ2
ワイドLANサービスのシステム概要
2-1 ワイドLANサービスのシステム構成 ワイドLANサービスは、図 2-1 に示す通り、NTT東日本の収容局と中継局の各交換ノードによりサービスを提 供します。アクセス区間については、STM帯域共用方式により最大10Mbit/s のベストエフォート型サービスを提 供します。STM帯域共用方式については、第Ⅱ編 2-2 を参照して下さい。 ワイドLANサービス 光ファイバ ケーブル 収容局 加入者宅 回線終端 装置 回線終端 装置 光ファイバ ケーブル 収容局 中継局 中継回線網 局内 装置 局内 装置 中継 装置 加入者宅 中継区間 アクセス区間 図 2-1 ワイドLANサービスの一般的なシステム構成2-2 STM帯域共用方式の概要 ワイドLANサービスでは、アクセス区間に、STM帯域共用方式を用います。STM帯域共用方式では、表 2-1 に示すように、上り転送(回線終端装置から局内装置への転送)ではポーリング方式、下り転送(局内装置から回線 終端装置への転送)では放送方式を用いています。 表 2-1 STM帯域共用方式における通信方式 上り共用方式 下り共用方式 共用帯域の容量 160B (B=64kbit/s) 回線終端 装置 回線終端 装置 回線終端 装置 ポーリング方式 局内 装置 要求のあがってい る回線終端装置に対 してポーリングによ り割り当てる 回線終端 装置 回線終端 装置 回線終端 装置 放送方式 局内 装置 回 線 終 端 装 置 で は、自分宛てのパケッ トのみ自営端末設備 側に転送
STM帯域共用方式では、最大32台の回線終端装置毎に160B(B=64kbit/s)の速度帯域を割り当てること ができます。また、図 2-2 に示すように、その中での各回線終端装置への帯域の割り当てについては、動的に行われ、 回線終端装置毎に帯域が公平になる様、制御されます。尚、1台の局内装置で、最大256台の回線終端装置を収容 することが可能です. 光ファイバ ケーブル 収容局 加入者宅 回線終端 装置 共用帯域 最大32台の回線終端装置で160B を共用 局内 装置 帯 域 (B=64kbit/s) 160B 装置で共用 3台の回線終端 装置で共用 2台の回線終端 装置で共用 6台の回線終端 時間 図 2-2 STM帯域共用方式における回線終端装置毎の公平性
2-3 VLAN 変換モードについて VLAN 変換モードとは、本サービスで提供するサブグループ機能を言います。ワイドLANサービスでは、サブ グループの構築として、2つのモード(基本モード/透過モード)の設定が可能です。ここでは、それぞれの VLAN 変換モードにおける機能について示します。 (1) 基本モード 基本モードでは、回線終端装置毎にサブグループを設定することが可能です。契約者あたり最大15グループを 構築することができます。NTT 東日本網内において、回線終端装置に対しグループ番号を付与することにより、論 理的なサブグループを構成します。図 2-3 には、全ての収容局に対して、基本モードを設定した場合のネットワーク イメージ例を示します。 サブグループ#4 サブグループ#2 サブグループ#3 サブグループ#1 中継局 収容局 収容局 収容局 局内装置 中継装置 局内装置 局内装置 回線終端装置 論理的に組まれたサブグループ 凡例 図 2-3 基本モードによるネットワーク構成例
(2) 透過モード 透過モードは、契約者側で IEEE802.1Q(第Ⅲ編参照 3-1)に準拠した装置を準備することで、1台の回線終端装 置に対して、複数のサブグループを設定することが可能です。契約者あたり最大15グループを構築することが できます。図 2-4 には、全ての収容局に対して、透過モードを設定した場合の論理ネットワークイメージを示し ます。 中継局 図 2-4 透過モードによるネットワーク構成例 尚、透過モードにおいて IEEE802.1Q 対応のフレームを利用する場合、これに対応しないフレームを網側へ転送し た場合、その動作については保証することはできません。 サブグループ#2 サブグループ#3 収容局 収容局 収容局 サブグループ#1 回線終端装置 論理的に組まれたサブグループ 凡例 中継装置 局内装置 局内装置 局内装置 契約者ビル 契約者ビル 契約者ビル 契約者ビル 契約者ビル 契約者ビル 契約者ビル 自営端末(IEEE802.1Q 対応)
2-4 MAC アドレスの制限
本サービスを提供するシステムは、レイヤ2レベルのスイッチングネットワークにより構成されています。 したがって、局内装置において、契約者側より回線終端装置に転送される Ether フレーム(IEEE802.1Q に準拠し た Ether フレームを含む)の送信元 MAC アドレスを学習します。表 2-2 には、各装置における MAC アドレスの 最大学習数を示します。 契約者が過剰な数の自営端末設備を設置し、回線終端装置側に転送される Ether フレームの送信元 MAC アド レスの数が、NTT 網内で許容できる最大学習数を超えると、Ether フレームが相手先に着信しないことがあります。 また、IEEEにより管理されたグローバルな MAC アドレスを利用しなかった場合についても、Ether フレーム が相手先に着信しないことがあります。 表 2-2 最大MACアドレス学習数 単位 回線終端装置毎 契約者毎 最大 MAC アドレス学習数 16 6000
3 ワイドLANサービスの基本的な通信形態
ワイドLANサービスは、自営端末設備(本サービスと接続する自営端末設備を所有する者を以下、ユーザと呼 びます。)間の通信を中継するための回線であります。図3-1に基本的な通信形態を示します。 ユーザ 回線終端 装置 10BASE-T 回線終端 装置 10BASE-T 局内装置 中継装置 局内装置 ワイドLAN サービス 自営端末設備 収容局 中継局 図3-1 ワイドLANサービスの基本的な通信形態4 サービス提供速度
回線終端装置から事業者網への上り方向と事業者網からユーザへの下り方向のそれぞれの速度を表 4-1 に示しま す。 表 4-1 サービス提供速度 上り速度 (回線終端装置→中継局) 下り速度 (回線終端装置←中継局) 最大 10Mbit/s までの伝送速度 最大 10Mbit/s までの伝送速度 (注) 転送速度については、お客様の利用状況(同一契約者内の他の回線終端装置の利用状況)によって異なり、 回線終端装置毎に常に上下対称な速度が割り当てられるとは限りません。また、実効的なスループットにつ いては、お客様の利用するアプリケーションに依存します。5 ユーザ・網インタフェース規定点(UNI)
ユーザ・網インタフェース規定点(UNI)は、図 5-1 に示すように、回線終端装置と自営端末設備の接続点がイン タフェース規定点となり、その物理的位置は回線終端装置と接続する自営端末設備の UTP ケーブルのコネクタ部分 (図 5-1 の網かけ部分)となります。また、回線終端装置までが NTT 東日本の施工・保守上の責任範囲となります。 分界点 NTT 東日本の施工・保守上の責任範囲 電 気 通 信 回 線 設 備 自 営 端 末 設 備 10BASE-T コネクタ T E 回 線 終 端 装 置 図 5-1 ユーザ・網インタフェース規定点(UNI)6
プロトコルスタック
ワイドLANサービスのプロトコルスタックを図 6-1 に示します。ユーザと本サービスとの接続においては、 MACレイヤ以下を規定します。 4 上位レイヤ 3 IP レイヤ 2 MAC レイヤ MAC レイヤ 1 物理レイヤ (10BASE-T) 物理レイヤ (10BASE-T) ユーザ UNI ワイドLAN サービス ワイドLANサービス が規定するレイヤ 図 6-1 ワイドLANサービスのプロトコルスタック6-1 ユーザ~ワイドLANサービス間(UNI 部分)の各レイヤと機能概要 ユーザ~ワイドLANサービス間の各レイヤと機能概要について表 6-1 に示します。 表 6-1 ユーザ~ワイドLANサービス間の各レイヤと機能概要 レイヤ 機能概要 MAC レイヤ ・ アドレッシング ・ 物理レイヤの伝送誤り検出 ・ チャンネル割当て ・ コンテンション処理 ・ IEEE802.1Q 準拠 VLAN タグ処理 物理レイヤ ・ 物理媒体 ・ プリアンブルの生成/除去 ・ ビットエンコード/デコード ・ フレーミング (1) 物理レイヤ ワイドLANサービスにおける UNI の物理レイヤは、物理媒体を ISO/IEC8802-3 に準拠した 10BASE-T と規定し、主に電気的信号変換、符号化機能等があります。 (2) MAC レイヤ MAC レイヤは物理レイヤの上位レイヤとして、リンクレベルの通信機能を提供し、フレームの境界の 識別、フレームの組立/分解(フレーミング)、MAC アドレスの処理、伝送誤り検出、CSMA/CD による衝 突回避/処理機能等があります。
6-2 プロトコルフィルタリング ワイドLANサービスでは、回線終端装置において、表 6-2 に基づいて、ユーザから受信したイーサフレームのうちブ ロードキャストフレームとマルチキャストフレームのフィルタリングを行うことができます。フィルタリング種別は、ユ ーザによって選択することが可能です。 表 6-2 において、種別Ⅰについては、本サービスでは常時透過とします。種別Ⅱ~Ⅷについては、個別に透過/非透過 の選択が可能です。ただし、種別Ⅱ~Ⅷを全て透過とすると、この表に示されているプロトコル以外のマルチキャスト/ ブロードキャストフレームを透過します。 表 6-2 マルチキャスト/ブロードキャストフレームのフィルタリング種別
種別 名称 MAC アドレス Ether Type
Ⅰ ARP PPPoE F F - F F - F F - F F - F F - F F 806 8863 Ⅱ IPマルチキャスト 0 1 - 0 0 - 5 E - 0 0 - 0 0 - 0 0 ~ 0 1 - 0 0 - 5 E - F F - F F - F F ― Ⅲ IPv6マルチキャスト 3 3 - 3 3 - 0 0 - 0 0 - 0 0 - 0 0 ~ 3 3 - 3 3 - F F - F F - F F - F F ― IPブロードキャスト F F - F F - F F - F F - F F - F F 800 Ⅳ RARP F F - F F - F F - F F - F F - F F 8035 0 9 - 0 0 - 4 E - 0 0 - 0 0 - 0 2 8137 Ⅴ IPX 0 9 - 0 0 - 1 B - F F - F F - F F 0 9 - 0 0 - 4 E - 0 0 - 0 0 - 0 2 ― Ⅵ NetBEUI 0 3 - 0 0 - 0 0 - 0 0 - 0 0 - 0 1 ― F F - F F - F F - F F - F F - F F 809B 80F3 Ⅶ Appletalk 0 9 - 0 0 - 0 7 - 0 0 - 0 0 - 0 0 ~ 0 9 - 0 0 - 0 7 - F F - F F - F F ―
第Ⅲ編 ワイドLANサービスの
ユーザ・網インタフェース仕様
1 ワイドLANサービスのユーザ・網インタフェース仕様
本編では、ワイドLANサービスのユーザ・網インタフェース仕様(以下、インタフェースと呼びます)について 説明します。 ワイドLANサービスのユーザ・網インタフェース規定点については第Ⅱ編を参照して下さい。 ワイドLANサービスを利用する場合のプロトコル構成を表1-1 に示します。 本資料においてはOSI モデル第2 層 (データリンク層)までの仕様を規定します。 表 1-1 OSI レイヤの関連規格 OSI レイヤ 内容と関連規格 記載箇所 7 アプリケーション層 6 プレゼンテーション層 5 セッション層 4 トランスポート層 3 ネットワーク層 2 データリンク層 MAC [ISO/IEC 8802-3*] 3 章 1 物理層 10BASE-T [ISO/IEC 8802-3] 2 章2 物理層(第1層)仕様
物理層のインタフェース条件はISO/IEC8802-3 10BASE-T仕様に準拠し、10Mbit/sの伝送速度でベースバンド信号の 転送を行います。 2-1 インタフェース条件 MDI コネクタは ISO 8877 準拠の 8 極モジュラコネクタ RJ-45 です。 コネクタの形状およびピン配置を図2-1に示します。TD(Transmit Data)はTEからワイドLANサービスへの信号を、 RD(Receive Data)はワイド LAN サービスから TE への信号をそれぞれ示します。1 2 3 4 5 6 7 8 信号の方向 名 称 記 号 TE NTT 網 ピン 番号 記 事 TD(+) 1 送 信 TD(-) 2 TE の送信信号 (NTT 東日本網の受信信号) RD(+) 3 受 信 RD(-) 6 TE の受信信号 (NTT 東日本網の送信信号) ※ピン 4、5、7、8 は使用しない 図 2-1 MDI コネクタのピン配置 回線終端装置と TE との接続にはストレートまたはクロス・ケーブルを使用します。いずれのケーブルを使用する
TE(PC 等) ストレートケーブル 回線終端装置 ピン番号 3 6 1 2 内部がストレート ※ TD(+) TD(-) RD(+) RD(-) 2 1 ピン番号 6 3 TD(+) TD(-) RD(+) RD(-) 3 6 1 2 ピン番号 TE(ハブ等) クロスケーブル 回線終端装置 ピン番号 3 6 1 2 内部がクロス ※ 図 2-2 回線終端装置と TE の接続ケーブル形態 ※ 端末のコネクタ付近に次のようなマークが印刷されていることがあります。 X:クロス =:ストレート
2-2 適応ケーブル条件 回線終端装置と TE 間の配線は 2 対の非シールドより対線ケーブル( EIA/TIA-586 標準 UTP ケーブル カテゴリ 3 以上 ) を使用します。ケーブルの最大長は 100m を目安として下さい。 以下に、ケーブルに要求される特性をケーブル長 100m の直径 0.5mm[24AWG]の単方向リンクセグメント(図 2-3 参照)より対線ケーブルを例にして説明します。 差動伝送特性インピーダンス 3m の単方向リンクセグメントケーブルの差動特性インピーダンスが5MHz から10MHz の全周波数範囲で85Ωか ら 111Ωの範囲にあること。または 1MHz から 16MHz の周波数範囲で 100Ω±15Ωであること。または 100Ωで終 端されたケーブルの 5MHz から 10MHz の周波数範囲でのインピーダンスの平均値が 85Ωから 111Ωの範囲にある こと。 挿入損失 5MHz~10MHz の全周波数範囲で11.5dB 以下であること。これはケーブルそのものの損失の他、コネクタの損失、 インピーダンス不整合による反射損も含みます。 伝搬遅延: 伝搬遅延は 5.7ns/m 以下であること。またリンクセグメントの伝搬遅延が 1000ns を越えないこと。 媒体タイミングジッタ 単方向リンクセグメントでの試験信号によって測定したジッタが±5.0ns 以下であること。試験信号はピーク振 幅 3.0V、10%から90%の立ち上/下がり時間が12ns、繰り返し周期が511 ビット以上の疑似ランダムマンチェスタ 符号信号です。 2-3 絶縁特性 信号線と機器間の絶縁特性として以下の電気的絶縁耐性試験のうち少なくとも 1 つを満足する必要があります。 ①50Hz – 60 Hz の 1500Vrms 信号の 60 秒間の印加試験。但し印加方法は IEC Publication 950 5.3.2 節に従うこ と。
2-4 MAU(トランシーバ)機能仕様
以下にワイド LAN サービスへ接続する TE の MAU(トランシーバ)に要求される機能を記載します。MAU は伝 送媒体へのインタフェースとして 10BASE-T を装備し、10Mbit/s の速度でマンチェスタ符号の伝送を行います。MAU の構成については図 2-3 を参照して下さい。 MAU DO TD 単方向リンクセグメント RD- RD+ TD- TD+ DI RD 図 2-3 MAU の構成 (1)送信機能 マンチェスタ符号信号をDO 回路で受信しTD 回路へ送出する機能を有します。TD 回路へマンチェスタ符号信号 を送出しない間は MAU は TD 回路へアイドル信号、TP_IDL を送出する機能を有します。 (2)受信機能 マンチェスタ符号信号を RD 回路で受信し DI 回路へ送出する機能を有します。DI 回路へマンチェスタ符号信号 を送出しない間は MAU は DI 回路へアイドル信号、TP_IDL を送出する機能を有します。 (3)ループバック機能
を有します。 (6)ジャバ機能 異常に長いマンチェスタ符号信号の DO 回路への入力がネットワーク内の転送を妨げることを防止する機能を有 します。そのような状況が発生した場合には送信部よりマンチェスタ符号信号を送出し、ループバック機能を停 止します。 (7)リンク正常性試験機能 RD 回路へ接続した単方向リンクの接続異常からネットワークを保護する機能。そのような異常が存在した場合、 マンチェスタ符号信号を送信部及び受信部から送出しループバック機能を停止します。
2-5 MAU 送信部要求特性 以下に述べる要求特性は特に記述がない場合に 100Ωの負荷を前提とします。 本節のいくつかの試験には単方向リンクセグメントによる信号劣化をモデル化し、図 2-4 に示すより対線ケーブル の等価回路モデルを使用します。図中の各数値は5.0 MHzから15 MHzの周波数範囲で図中の抵抗値±1%、容量値± 5%、インダクタ±10%の誤差範囲を仮定します。 この等価回路モデルは 100Ωの信号源と 100Ωの負荷で測定した場合に 10MHz において 9.70dB~10.45dB、5MHz において 6.50dB~7.05dB の挿入損失に相当します。
Section 1 Section 2 Section 3 Section 4
0.68μH 14 kΩ 82pF 10k Ω 1.0Ω 22.6 kΩ 0.0Ω 82pF 11.8kΩ 133Ω 5.6μH 95.3Ω 95.3Ω 68.1Ω 649Ω 560pF 2.32kΩ 3.83Ω 11.3k Ω 68pF 95.3Ω 95.3Ω 95.3Ω 95.3Ω 95.3Ω 95.3Ω 14.0Ω 1.0Ω 1.0Ω 0.82μH 1.0Ω 0.82μH 図 2-4 より対線ケーブル等価回路
・差動出力電圧特性 TD 回路の差動出力電圧のピーク値は 100Ωで終端した場合にすべてのデータシーケンスに対して 2.2 V から 2.8 V の範囲内になければいけません。また図 2-5 に示す回路によって定義される出力信号 Vo がすべてのデー タ列に対して図2-6 に示すテンプレートに±10%の許容範囲でハッチ部分にある必要があります。表2-1 にテン プレートのポイント A~W の値を示します。試験は繰り返し周期 511bit 以上のマンチェスタ符号疑似ランダム 信号で行います。 Load より対線ケーブル 等価回路 Balun MAU TD + + DO Vo - - 図 2-5 差動モード出力電圧測定系
物理層のインタフェース条件はISO/IEC8802-3 10BASE-T仕様に準拠し、10Mbit/sの伝送速度でベースバンド信号の 転送を行います。 B N 1.0 K J F E D C A 30 20 10 0 V R Q P 110 T U O 100 W 80 L I M H G 0.8 0.6 0.4 0.2 VOLTAGE (V) 0.0 S -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 40 50 60 70 90 TIME (ns) 図 2-6 出力電圧のテンプレート 表 2-1 テンプレートテーブル Reference Time (ns) Voltage (V) External MAU Internal MAU
A B C D E F G H I J K 0 15 15 25 32 42 57 48 67 92 74 0 15 15 25 32 39 57 48 67 89 74 0 1.0 0.4 0.55 0.45 0 -1.0 0.7 0.6 0 -0.55
・T )を表します。これらの要求条件は図 2-8 に示す試験用負荷のいずれに対しても満足する必要がありま す。 図 2-7 TP_IDL 号の開始波形 P_IDL 信号波形 TP_IDL 信号の先頭波形は図 2-7 のハッチをした部分に入る必要があります。ここで BT は 1 タイムスロット周 期(100ns 信 115Ω 76.8Ω 220μH Ls Rs L= Rp Cp Load 1 Lo 2ad L Definition 0 BT 4.5 BT 3.1 V + 50 mV 6.0 BT - 50 mV 585 mV 45.0 BT -3.1 V 4.5 BT 2.5 BT 0.25 BT 2.25 BT 0.5 V/ns 0≦t≦0.25 BT and 2.25≦t≦2.5 BT 585 mVsin(2*π*(t/1BT)) L= 180μH
・リンク試験パルス波形 リンク試験パルスの波形は図 2-9 のハッチ部分に入る必要があります。 0 BT + 50 mV 3.1 V 4.0 BT - 50 mV 585 mV 45.0 BT -3.1 V 2.0 BT 0.85 BT 0.5 BT 585 mVsin(2*π*(t /1BT-.35)) 0.6 BT < t < 0.85 BT 0.6 BT 0.5 V/ns 585 mVsin(2*π*(t /1BT-.25)) 0.25 BT < t < 0.5 BT 200 mV 4.0 BT - 50 mV 0.25 BT + 50 mV 2.0 BT 300 mV 1.3 BT 図 2-9 リンク試験パルスの送信波形
・送信部差動インピーダンス 共通モードの差動モードに対するインピーダンス比は1MHz~20MHz の周波数範囲で29-17log10(f/10) dB 以上 である必要があります。ここで f は MHz 単位の周波数を示します。この値は図 2-10 送信部インピーダンス比、 同相信号除去測定系において 20log10(Ecm/Edif)で定義されます。 Transmitter 143 Ω 147 Ω Edif Ω 147 Ecm PG 図 2-10 送信部インピーダンス比、同相信号除去測定系
・共通モード出力電圧 図 2-11 の測定系で測定される共通モード出力電圧 Ecm が 50mV 以下である必要があります。 Ω 49.9 Ω 47.5 Ecm Transmitter 47.5 Ω PG 図 2-11 共通モード出力電圧測定系 ・送信部同相除去特性 図 2-10 における Ecm の印加がすべてのデータシーケンスに対して TD 回路における差動出力電圧 Edif に 100mV 以上の変化を与えないことが必要です。さらにEcm の印加によるエッジジッタが1.0ns 以下であることが必要です。 ただし Ecm は 15V ピークの周波数 10.1MHz の正弦波信号です。
・送信部故障耐力 送信部はTD回路が無限時間短絡した場合、アイドル状態、非アイドル状態に関わらず損傷を受けないことが必 要です。また、短絡が解除した場合に速やかに復旧動作すること。短絡時の回路に流れる電流値は 300mA 以下で あることが必要です。 また、図 2-12 に示す試験系において、また、1000V の共通モードインパルス電圧をそれぞれの極性で印加した 場合にアイドル状態、非アイドル状態いずれにおいても損傷を生じないことが必要です。 Ecm Transmitter 402Ω 110Ω 402Ω PG 図 2-12 送信部故障耐力試験系
2-6 MAU 受信部要求特性 ・受信信号波形 RD 回路において図2-13および図2-14に示す波形のハッチした部分の包絡線を有する信号を受信します。ただ し RD 入力信号の最大のゼロ交差ジッタは±13.5ns 以下となります。DI 回路へ送出する際に付加されるジッタは ±1.5ns 以下である必要があります。また図 2-9 の波形をリンク試験パルスとして認識する必要があります。 3.1V Slope 0.5 V/ns t/PW) π* 585mVsin( 585 mV 0 PW
Observed Pulse Width = PW *jitter ≦50+2 ≦PW * jitter 50-2 図 2-13 受信差動入力電圧-狭帯域パルス 3.1V Slope 0.5 V/ns 585 mV
・受信部差動ノイズ耐力特性 受信部はアイドル状態にある時、以下の信号を RDinput として無視することが必要です。 ① 3dB カットオフ周波数15MHz の 3 極 Butterworth フィルタを透過した後の出力電圧が 300mV 以下である信号 ② 電圧振幅 6.2V 以下、周波数 2MHz 以下のすべての正弦波連続信号 ③ 周波数 2MHz~15MHz、振幅 6.2V 以下の単一周期正弦波信号(位相 0 or π) 但しこの信号の前後の 4BT の時間、3 極Butterworth フィルタを透過した後の出力電圧が300mV 以下であること ・受信部差動入力インピーダンス 受信部差動入力インピーダンスは 5.0MHz から 10MHz の周波数範囲で 15dB 以上である必要があります。 ・受信部同相除去特性 図 2-15 の試験系において Ecm の印加が受信特性に影響を与えないことが必要です。Ecm はピーク-ピーク間電 圧 25V、周波数は 500kHz 以下、20%-80%立ち上がりが 4ns 以下の方形波信号です。 148Ω Edif Ecm 71.5Ω 71.5Ω Es Receiver 148Ω PG 図 2-15 受信部同相除去試験系
・受信部障害耐力
受信部は RD 回路が無限時間短絡した場合、損傷を受けないことが必要です。また、短絡が解除した場合に 速やかに復旧動作する必要があります。さらに図 2-16 の試験系で Eimpulse の印加に耐えられることが必要です。 Eimpulse は 1000V の各極性の信号で波形は IEC Publication 60 で規定されています。
Receiver E impulse 49.9Ω 402Ω 402Ω PG 110Ω 図 2-16 受信部共通モードインパルス試験系
3 データリンク層(第2層)仕様
データリンク層仕様は ISO/IEC8802-3 に準拠します。
3-1 フレーム構造
データリンク層のフレーム構造は ISO/IEC8802-3 仕様と DIX 仕様 Ethernet ver.2 の 2 つのフレームフォーマットをサ ポートします。 ISO / IEC 8802-3 フレームフォーマット プリアンブル SFD 宛先 アドレス 送信元 アドレス LLC データの フレーム長 LLC データ パディング FCS
DIX 仕様 Ethernet ver.2 フレームフォーマット
プリアンブル 宛先 アドレス 送信元 アドレス フレーム タイプ データ パディング FCS
図 3-1 ISO/IEC8802-3 と DIX 仕様 Ethernet ver.2 のフレームフォーマット (基本モード及び透過モードで IEEE802.1Q の装置が接続されていない場合)
プリアンブル:7 オクテット
フレーム同期用のフィールドです。内容は 1,0 の交番信号です。
DIX 仕様 Ethernet ver.2 フレームのプリアンブルは 8 オクテットで内容は 1,0,1,0,1,0,...1,0,1,1 です。
SFD(Start of Frame Delimiter: フレーム開始デリミタ):1 オクテット フレームの開始位置を示します。内容は 1,0,1,0,1,0,1,1 です。
宛先 MAC アドレス:6 オクテット
フレームタイプ:2 オクテット
データのプロトコルを示す識別子です。(DIX 仕様 Ethernet ver.2 フレームフォーマットのみ) (例)IP : 0x0800 ARP: 0x0806 など データ、LLC データ データの内容を記述します。フィールド長は 46~1500 オクテットです。 パディング データ長は 46 オクテットより短い場合に挿入します。
FCS(Frame Check Sequence): フレームチェックシーケンス:4オクテット 誤り検出のために使用します。 生成多項式は以下の通りです。 G(x) = x 32 + x 26 + x 23 + x 22 + x 16 + x 12 + x 11 + x 10 + x 8 + x 7 + x 5 + x 4 + x 2 + x + 1 受信側で同様のアルゴリズムにより CRC 値を計算し、フレームチェックシーケンス部の値と異なった場合には、回 線終端装置でフレーム誤りとして廃棄します。 ワイドLANサービスでは、お客様にご提供するサービスメニュー(透過モード)により、図 3-2 に示す IEEE802.1Q に対応したフレームを利用することも可能です。これを利用することにより、1台の回線終端装置の配下で、複数の サブグループを設定することが可能です。但し、回線終端装置配下に IEEE802.1Q に対応した装置が必要です。
IEEE802.1Q フレームは、ISO / IEC 8802-3 のフレームに対してはLLC データのフレーム長の直前に、DIX 仕様Ethernet ver.2 フレームに対してはフレームタイプの直前に、4 バイトのタグを付与したものです。 ISO / IEC 8802-3 フレームフォーマット プリアンブル SFD 宛先 アドレス 送信元 アドレス VLAN タグ LLC データの フレーム長 LLC データ パディング FCS
VLANタグ
お客様内で独自に構築されるサブグループ(VLAN)識別番号。詳細は図 3-4 に示す。
TCI:Tag Protocol Information(タグプロトコル情報) TPID:Tag Protocol Identifier(タグプロトコル識別子) TPID(81-00):2 バイト
TCI :2 バイト
TCI
ユーザプライオリティ CFI VID CFI:Canonical Format Indicator(フォーマット形式表示)
VID:VLAN Identifier(VLAN 識別子)
3-2 MAC アドレス MAC アドレスは 48 ビットで構成されるものでローカルアドレスとユニバーサルアドレスの 2 つに区分されていま す。ローカルアドレスについてはワイドLANサービスでは48ビットすべて1で構成されるブロードキャストアドレ スのみを規定します。 ユニバーサルアドレスについては図 3-5 に示す構成です。ベンダーコードはメーカ固有の番号でありインタフェー ス自体に固定で割り当てます。ノード番号はインタフェースを製造したメーカがインタフェースに記録します。 7 6 5 4 3 2 1 0 ベンダーコード (24 ビット) ノード番号 (24 ビット) 48 ビット 図 3-5 MAC アドレスの構成
付属資料
本記載内容は 2002 年 10 月現在のものであり装置の仕様は
変更される場合があります。
1 回線終端装置
・本記載内容は 2002 年 10 月現在のものであり装置の仕様は変更される場合があります。 1-1 外形および重量 表 1-1 に回線終端装置の外形寸法および重量を、図 1-1 に外観図を示します。 表 1-1 回線終端装置の外形寸法および重量 項 目 仕 様 外形寸法 100mm(W) × 35mm(D) × 145mm(H) 重量 約 0.3kg 100mm LINK ACT PWR145mm
1-2 使用電源および消費電力 表 1-2 に回線終端装置の電源仕様および消費電力を示します。 表 1-2 回線終端装置の電源仕様および消費電力 項 目 仕 様 電源 AC 100V 消費電力 12W 以下 1-3 設置環境および電磁波規格 本装置は、温度 0~+40 ℃、湿度 5~85 %(但し、結露していない状態)の条件下で普通室内に設置して使用するも のとします。 また、本装置の電磁波規格は、VCCI クラスBとなります。
1-4 操作部および表示部 図 1-2 に回線終端装置の本体前面各部の名称を示します。また、表 1-3 で本体上面各部の機能を説明します。 上面図及び前面図 ACTランプ LINKランプ PWRランプ 10BASE-T用ポート DCジャック 図 1-5 回線終端装置本体各部の名称 表 1-3 回線終端装置本体上面各部の機能 名 称 機 能 説 明 PWR ランプ(緑色) 電源が入っているときに点灯します。
LINK ランプ(青色) 10BASE-T ポートに HUB またはパソコンが接続されるときに点 灯します。