Involving conversion between qB / rB and xB / yB encoded bit stream, multiplexing the primary bit stream of the additional bit stream

本出願は、２００２年２月２８日出願の、米国特許仮出願番号第６０／３６０，８２７号の恩典を資格付けられた、２００２年９月１７日出願の、米国特許出願番号第１０／２４５，８５４号の、一部継続出願である。
本発明は、ディジタルコミュニケーションネットワークにおける、ビットストリームの多重化に関し、また、特に、一次ビットストリームが、最初はｑ−ビット／ｒ−ビット（ｑＢ／ｒＢ）符号化ビットストリームに符号化されている、一次ビットストリームとの追加ビットストリームの多重化に関する。

高速デジタルコミュニケーションネットワークは、一般的に１と０とが連続する、デジタルデータを送信する。 今日のネットワークにおいて要求される速度で、デジタルデータが暗号から復号されるために、バランスされた数の１と０および高い遷移密度を有する、デジタルデータストリームを送信することが、好ましい。 バランスされた数の１と０が、高電圧（一般的に１を表わす）および低電圧（一般的に０を表わす）の間の、バランスされた数の電圧遷移を有する電気信号を生成するため、データストリームにおいて、バランスされた数の１と０が望まれる。

バランスされた数の電圧遷移を有する電気信号は、バランスされた直流（ＤＣ）と呼ばれる。 高い遷移密度を有するバランスされた直流信号は、ＤＣ信号をある交番する電流（ＡＣ）媒体と連結する場合に、正確な位相ロックループ（ＰＬＬ）動作を保証し、かつトランスコアの飽和を防止するために、重要である。

イーサネットは、デジタルコミュニケーションを実行するために幅広く用いられるプロトコルの一つの例である。 より高速度な世代のイーサネットのいくつかは、高い遷移密度を有する、ＤＣバランスビットストリームを必要とする。 特に、１ギガビット毎秒のイーサネット（ＧｂＥ）は、高い遷移密度を有する、ＤＣバランスビットストリームを必要とする世代のイーサネットである。 バランスされたＤＣと高い遷移密度を達成するために、ＧｂＥはＩＥＥＥの８０２．３規格（３６節、物理コーディングサブレイヤ（ＰＣＳ）および物理媒体アタッチメント（ＰＭＡ）サブレイヤ、型式１０００ＢＡＳＥ−Ｘ）でＩＥＥＥにより定義された、８−ビットから１０−ビットへ（８Ｂ／１０Ｂ）の符号化スキームを用いている。 この８Ｂ／１０Ｂ符号化スキームを使用すると、２５６（２ ^８ ）の８Ｂワードを表わすために、利用可能な１０２４（２ ^１０ ）の１０Ｂコード−ワードが存在する。

１０２４の利用可能な１０Ｂコード−ワードから、各々の８Ｂワードを表わすために、二つの１０Ｂコード−ワードが選択される。 各々の８Ｂワードを表わすために選択される１０Ｂコード−ワードは、１と０の数に関してバランスされた１０Ｂコード−ワードである（即ち、各々の１０Ｂコード−ワードは、同じ数の１と０を有する）か、または１と０の数に関して殆どバランスされたコード−ワードである（即ち、各々の１０Ｂコード−ワードは、６つの１と４つの０、または４つの１と６つの０を有する）。 この選択された１０Ｂコード−ワードは次に、正のＤＣバランス（即ち、０よりも多い１を有する傾向がある１０Ｂコード−ワード）を示す傾向があるカテゴリと、負のＤＣバランス（即ち、１よりも多い０を有する傾向がある１０Ｂコード−ワード）を示す傾向がある他のカテゴリとの、二つのカテゴリに分割される。 １０Ｂコード−ワードの、この二つのカテゴリ内の特定の１０Ｂコード−ワードは、以上に特定されたイーサネット規格の３６節で特定されている。

ＧｂＥリンクを通して一連の１０コード−ワードを送信するに際しては、そのコードのパターンが、１が多すぎる（ＲＤ＋または正の不均衡）方向に行く傾向があるか、または、０が多すぎる（ＲＤ−または負の不均衡）方向に行く傾向があるかどうかに関する、記録が保持される。 この記録は、ランニングディスパリティまたはＲＤとして、一般的に言及される。 ＲＤは、そのカテゴリから次の１０Ｂコード−ワードが、各々の引き続く８Ｂワードを表わすために選択されるべきである、カテゴリを決定するために用いられる。 例えば、ＲＤが正である場合は、ビットストリーム中の次の８Ｂワードを表わすために、１よりも０を多く示す傾向があるカテゴリから、ある１０Ｂコード−ワードが選択され、ＲＤが負である場合は、ビットストリーム中の次の８Ｂワードを表わすために、０よりも１を多く示す傾向があるカテゴリから、ある１０Ｂコード−ワードが選択される。

図１は、一連の８Ｂワードにより表わされる、あるデータストリームの実施例に対する、コードの選択ロジックを示す表である。 図１を参照すると、列Ａは８Ｂワードのシーケンスナンバーを特定し、列Ｂは８Ｂワードの一次ビットストリームを特定し、列Ｃはそれぞれの８Ｂワードに対する１０Ｂコードネームを特定し、列Ｄは正のＤＣバランスを示す傾向がある、コード−ワードのカテゴリからの、それぞれの１０Ｂコード−ワードを特定し、列Ｅは負のＤＣバランスを示す傾向がある、コード−ワードのカテゴリからの、それぞれの１０Ｂコード−ワードを特定し、列Ｆはそれぞれの８Ｂワードを表わすためのコード−ワードの二つのカテゴリにおける、１０Ｂコード−ワードの一つの選択に適用される、コードの選択ロジックを特定する。

図１の列Ｆに示されているように、ビットストリームのＲＤをバランスさせるように、ビットストリーム中の１０Ｂコード−ワードのそれぞれは、コード−ワードの二つのカテゴリから選択される。 二つのカテゴリの間で、１０Ｂコード−ワードの選択を操作することにより、送信されるコード−ワードのＲＤは厳密に制御され、従ってＤＣバランスされた信号を保証する。

８Ｂ／１０Ｂ符号化はＤＣバランスされた信号を保証するためによく動作するにもかかわらず、８Ｂ／１０Ｂ符号化の一つの欠点は、所望のデータ転送速度を達成するために、ビットが伝送されなければならない実際の速度を、それが増加させることである。 例えば、各々の８ビットデータに対して１０ビットの符号が伝送されなければならないので、１Ｇｂｐｓの実効データ通信速度を達成するためには、１．２５Ｇビット毎秒（Ｇｂｐｓ）のライン速度でビットが伝送されなければならない。 この８Ｂ／１０Ｂ符号化スキームを用いることにより、ＧｂＥの伝送効率は約８０％（１Ｇｂｐｓ／１．２５Ｇｂｐｓ）である。

他のイーサネットの欠点は、イーサネットがパケットバーストでトラヒックを伝送する、非同期のネットワークプロトコルであることである。 最先端のデジタル通信ネットワークでは、デジタルの音声とデータを同じネットワークを通して搬送できることが望ましい。 非同期のネットワーク内をバーストでトラヒックを伝送することは、時間遅延やジッタに感度の高いデジタルの音声トラヒックのような一定のビットレートのトラヒックに対しては、不自然で適してはいない。

以上に述べたｘＢ／ｙＢ符号化スキーム、および特にＧｂＥに対する８Ｂ／１０Ｂ符号化の欠点を考慮すると、必要なことは、ｘＢ／ｙＢ符号化の効率を増加し、一定のビットレートのトラヒックに対して充分適して、ＧｂＥ規格のようなｘＢ／ｙＢ符号化標準を広く受け入れて互換可能な技術であること。 さらにその技術は、他の符号化されたビットストリームと互換可能とすべきことである。

一次ビットストリームの管理のための技術は、ｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームをｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに変換すること、および追加ビットストリームをリンクの送信側でｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームと多重化することを伴うものである。 追加ビットストリームは次に、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームから多重分離化され、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームはリンクの受信側でｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームに戻る変換を受ける。 ｘＢ／ｙＢ多重化システムと互換可能な、多重化／多重分離化システムを使用して、追加ビットストリームがｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームと多重化されることができるように、ｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームは、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームからおよびそれへ、変換される。

ある特定の用途においては、リンクの送信側で、４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームが８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームに変換され、追加ビットストリームはコード−ワードの操作を使用して、８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームの１０Ｂコード−ワードと多重化される。 リンクの受信側では、追加ビットストリームが８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームの１０Ｂコード−ワードから多重分離化され、次にｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームが、ｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームに戻る変換を受ける。 ４Ｂ／５Ｂと８Ｂ／１０Ｂの間の変換を実行することは、追加ビットストリームを１ＧｂＥリンク上で多重化するために用いられる、単数または複数の同じ特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用して、１００Ｍイーサネットリンク上で、追加ビットストリームを多重化することを可能にする。

一次ビットストリームがｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームにコード化される一次ビットストリームに、追加ビットストリームを多重化する技術は、その追加ビットストリームのビットを担持するｙＢコード−ワードを選択することを伴う。 あるｘＢ／ｙＢ符号化スキームでは、一次ビットストリームの各々のｘＢワードは、正のＤＣバランスを示す傾向がある、ｙＢコード−ワードのカテゴリに属する少なくとも一つのｙＢコード−ワードと、負のＤＣバランスを示す傾向がある、ｙＢコード−ワードのカテゴリに属する少なくとも一つのｙＢコード−ワードとを含む、ｙＢコード−ワードの各々のグループを有する、ｙＢコード−ワードの対応するグループからの、一つのｙＢコード−ワードにより表わされることができる。

ある実施形態では、一つのカテゴリのｙＢコード−ワードは、１を表わすために用いられ、他のカテゴリのｙＢコード−ワードは、ゼロを表わすために用いられる。 追加ビットストリームからのビットは、１を伝達する二つのカテゴリの一つからｙＢコード−ワードを選択することにより、および０を伝達する他のカテゴリからｙＢコード−ワードを選択することにより、一次ビットストリームと多重化される。 ある実施形態では、追加ビットストリームのビットを伝達するためにｙＢコード−ワードが選択されない場合には、ｙＢコード−ワードは符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択される。

ある実施形態ではｙＢコード−ワードの選択は、一次ビットストリームへの追加ビットストリームのビットを多重化することと、符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせることとの間で交互に行われる。 追加ビットストリームは、多重化されるｙＢコード−ワードが属する、ｙＢコード−ワードのカテゴリを特定することにより、符号化されたビットストリームから多重分離化される。 例えば、ｙＢコード−ワードの一つのカテゴリに属するｙＢコード−ワードは１（即ち、正のＤＣバランスを示す傾向があるｙＢコード−ワードのカテゴリ）を表わし、ｙＢコード−ワードの他のカテゴリに属するｙＢコード−ワードは０（即ち、負のＤＣバランスを示す傾向があるｙＢコード−ワードのカテゴリ）を表わす。

ビット多重化技術の利点は、符号化されるビットストリームの、全体のＤＣバランスが維持されたままで、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリーム内に、追加のバンド幅が提供されることができる点である。 多重化技術により提供される追加のバンド幅は、一次ビットストリームから盗まれたバンド幅ではなく、その結果として、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームの全体のバンド幅の効率は改善される。
本発明の他の態様と利点は、本発明の原理を例として示す、添付の図面を参照して、以下の詳細な記述から、明らかになるであろう。

一次ビットストリームがあるｘＢ／ｙＢ符号化されたビットストリームにコード化されたものに、追加ビットストリームを多重化するための技術は、その追加ビットストリームを伝達する、ｙＢのコード−ワードの選択を伴う。 あるｘＢ／ｙＢ符号化スキームでは、各々のグループのｙＢコード−ワードが；正のＤＣバランスを示す傾向にあるｙＢコード−ワードのカテゴリに属する、少なくとも一つのｙＢコード−ワードと；負のＤＣバランスを示す傾向にあるｙＢコード−ワードのカテゴリに属する、少なくとも一つのｙＢコード−ワードとを含んで、ある対応するｙＢコード−ワードのグループからの一つのｙＢコード−ワードにより、各々のｘＢワードが表わされることができる。

ある実施形態では、それらのカテゴリの一つからのｙＢコード−ワードは１を表わすために用いられ、他のカテゴリのｙＢコード−ワードは０を表わすために用いられる。 追加ビットストリームからのビットは、１を伝達するための二つのカテゴリの一つからのｙＢコード−ワードの選択と、また０を伝達するための他のカテゴリの一つからのｙＢコード−ワードの選択により、一次ビットストリームと多重化される。 ある実施形態では、追加ビットストリームのビットを伝達するためにｙＢコード−ワードが選択されない場合には、ｙＢコード−ワードは符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択される。

ある実施形態では、ｙＢコード−ワードの選択は、追加ビットのビットを一次ビットストリームと多重化することと、その符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせることの間で、交互に実行される。 多重化されたｙＢコード−ワードがそれに属するｙＢコード−ワードのカテゴリを特定することにより、追加ビットストリームは符号化されたビットストリームから多重分離化される。 例えば、ｙＢコード−ワードの一つのカテゴリに属するｙＢコード−ワードは１を表わし（即ちｙＢコード−ワードのこのカテゴリは、正のＤＣバランスを示す傾向にある）、ｙＢコード−ワードの他のカテゴリに属するｙＢコード−ワードは０を表わしている（即ちｙＢコード−ワードのこのカテゴリは、負のＤＣバランスを示す傾向にある）。

図２は、本発明のある実施形態に従う、８Ｂ／１０Ｂ符号化ＧｂＥビットストリームにおける、一次ビットストリームとの追加ビットストリームの多重化に伴う、コード選択ロジックの実施例を示す。 特に図２は、８Ｂワードのシーケンスとして表わされる一連のビットを有する、一次ビットストリームの一連のビットを表わしている。 図２の実施例では、一次ビットストリームの一連のビットは、図１の例で提供された一連のビットと同じである。 この８Ｂワードは、列Ｂに特定され、各々の８Ｂワードのシーケンスナンバーは列Ａで指定される。 各々の８Ｂワードは、列Ｄおよび列Ｅに特定されるように２つの１０Ｂコード−ワードにより表わされ、この１０Ｂコード−ワードに対応する１０Ｂコードネームは列Ｃに特定される。

図２に示されているように、追加ビットストリームの第１のビット（０）は、第１の８Ｂワード（シーケンスナンバー１）と多重化され、追加ビットストリームの第２のビット（１）は、第３の８Ｂワード（シーケンスナンバー３）と多重化される。 以上に記述したように各々の８Ｂワードは、正のＤＣバランスを示す傾向にある、１０Ｂコード−ワードのカテゴリ（即ち、列Ｄ）からの、少なくとも一つの１０Ｂコード−ワードにより、また、負のＤＣバランスを示す傾向にある、１０Ｂコード−ワードのカテゴリ（即ち、列Ｅ）からの、少なくとも一つの１０Ｂコード−ワードにより、特定されることができる。

追加ビットストリームのビットは、その１０Ｂコード−ワードがそこから選択されたカテゴリを書き取らせることにより、一次ビットストリームと多重化される。 例えば、正のＤＣバランスを示す傾向にある１０Ｂコード−ワードのカテゴリからの１０Ｂコード−ワードは、一次ビットストリームと１（即ち、「高い」ビット）を多重化するために選択され、負のＤＣバランスを示す傾向にある１０Ｂコード−ワードのカテゴリからの１０Ｂコード−ワードは、一次ビットストリームと０（即ち、「低い」ビット）を多重化するために選択される。 ビットが一次ビットストリームと多重化されない場合は、１０Ｂコード−ワードは符号化されるビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択される。

追加ビットストリームのビットは、その１０Ｂコード−ワードがそこから選択されたカテゴリを書き取らせることにより、一次ビットストリームと多重化される。 例えば、正のＤＣバランスを示す傾向にある１０Ｂコード−ワードのカテゴリからの１０Ｂコード−ワードは、一次ビットストリームと１（即ち、「高い」ビット）を多重化するために選択され、負のＤＣバランスを示す傾向にある１０Ｂコード−ワードのカテゴリからの１０Ｂコード−ワードは、一次ビットストリームと０（即ち、「低い」ビット）を多重化するために選択される。 ビットが一次ビットストリームと多重化されない場合は、１０Ｂコード−ワードは符号化されるビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択される。

本発明の実施形態に従えば、各々の８Ｂワードに対する１０Ｂコード−ワードの選択ロジックは、図２の列Ｇに特定されている。 列Ｇを参照すると、第一の１０Ｂコード−ワードが、一次ビットストリームとのあるビット（シーケンスナンバー１を参照）を多重化するために選択され、次の１０Ｂコード−ワードが、符号化されたビットストリームのＲＤ（シーケンスナンバー２を参照）をバランスさせるために選択されるように、追加ビットは交互にこの方法で多重化される。 この処理は、追加ビットストリームを伝達するために必要なだけ、繰り返される。

図２に示されるコードの選択ロジックが、あるビットを多重化するための１０Ｂコード−ワードの選択と、ＲＤをバランスさせるための１０Ｂコード−ワードの選択の間で、各々の８Ｂで交番するにもかかわらず、従来技術で周知でありかつ図１に示されるコードの選択ロジックは、符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせることのみに焦点をあてている。

図２を参照して記述された実施例が、１０Ｂコード−ワードごとに多重化された、追加ビットを伴っているにもかかわらずビット多重化のインターバルは異ならせることができる。 例えば、全てのｎ番目の１０Ｂコード−ワードは、データの１ビットを多重化するために操作することができるが、ここでｎは２またはそれ以上（ｎ≧２）の整数である。 さらに、一定のインターバル以外の１０Ｂコード−ワードのパターンは、そのパターンが受信側の端末装置により知られている限り、ビットを多重化するために使用されることができる。 多重化されたビットの特定の分配は、その分配が受信側の端末装置により知られている限り、決定的なものではない。

追加ビットが、ｎが２またはそれ以上の整数である（ｎ≧２）、ｎ番目のｙＢコード−ワード毎に、または他の既知のパターンで、多重化されることができるにもかかわらず、追加ビットがある伸長された一連のコード−ワードを超えて、ｙＢコード−ワード毎に多重化されるべきではないのは、それが、符号化されたビットストリームがバランスされたＲＤを示すことを保証する、能力と干渉することがあるためである。

ある伸長された一連のコード−ワード中のどのｙＢコード−ワードも、符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択されないとした場合、符号化されたビットストリームのＲＤは、符号化されたビットストリームのＲＤがバランスされているという保証のないまま、追加ビットストリームの関数として変動する。 ビットがある伸長された一連のコード−ワードを超えて、ｙＢコード−ワード毎に多重化されるべきではないにもかかわらず、連続して多重化されたビットを有する特定の分配が、実施されてもよい。

多重化スキームが、例としての目的のための８Ｂ／１０Ｂ符号化スキームを参照して、以上に記述されたにもかかわらず、この多重化スキームは他のｘＢ／ｙＢ符号化スキーム（即ち、１００Ｍｂｐｓイーサネットのための４Ｂ／５Ｂ符号化）に対して適用可能であるが、ここで、ｘはｙより小さい。 さらに、この多重化スキームがＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格を参照して記述されたにもかかわらず、この多重化スキームは、ｘＢ／ｙＢ符号化を使用する他の伝送技術または伝送規格に、適用することができる。

同じ符号化スキームが、データコードグループおよび／または特別なコードグループ（即ち、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格に定義されているような「Ｄ」コードおよび「Ｋ」コード）と共に、用いられることができる。 例えば、リンクを超えて送信される、バンド内のトラヒック（即ち、Ｄコード）が存在しない場合、アイドルコードのような順序づけられたセットを含む特別なコードが、追加ビットストリームを符号化されたビットストリームと多重化するために、以上に記述されたようなものと同様の方法で、操作されることができる。 ＤコードまたはＫコードを使用する、追加ビットストリームの多重化ビットは、バンド内のトラヒックの伝送パターンに関わりなく一定の速度で、追加ビットストリームのビットが伝達されることができるようにする。

図３は、一次ビットストリームがｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するための方法の、プロセスの流れ図を示す。 ブロック３０２では、一次ビットストリームの第１のｘＢワードが認識される。 決定ブロック３０４では、追加ビットストリームからのあるビットが、それぞれのｘＢワードと多重化されるべきか否かが決定される。

その追加ビットストリームからのあるビットが、それぞれのｘＢワードと多重化されるべきである場合には、次にブロック３０６で、その追加ビットストリームのこのビットが認識される。 ブロック３０８では、その追加ビットストリームのこのビットを表わすためにあるｙＢコード−ワードが選択されるが、ここでこのｙＢコード−ワードは、個々にこのｘＢワードを表わすために用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループから選択される。

この追加ビットストリームからのあるビットが、それぞれのｘＢワードと多重化されない場合は、次にブロック３１０で、符号化されたビットストリームのランニングディパリティＲＤをバランスさせるために、ｙＢコード−ワードが選択されるが、ここでこのｙＢコード−ワードは、個々にこのｘＢワードを表わすために用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループから選択される。 ブロック３０８または３１０での選択が完了した後に、プロセスはブロック３０２に戻る。

ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格の８Ｂ／１０Ｂ符号化スキームによれば、２５６の可能な８Ｂワードのうち７２が、一つの１０Ｂコード−ワードにより表わされることができる。 即ち、１０Ｂコード−ワードの二つのカテゴリ内の１０Ｂコード−ワードは、同一である。 以上に記述された多重化スキームでは、ある選択された１０Ｂコード−ワードが１またはゼロを表わすはずかどうかを、暗号解読することは不可能であるので、本発明のある実施形態では、与えられたＧｂＥ規格の下で、一つの１０Ｂコード−ワードにより特定される８Ｂワードは、互いにユニークな二つの１０Ｂコード−ワードと、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格で用いられる残りの１０Ｂコード−ワードを伴って提供される。

ある実施形態では、この二つのコード−ワードの一つは、正のＤＣバランスを示す傾向にあるコード−ワードのカテゴリに属するものとして、設定され、またこの二つのコード−ワードの他の一つは、負のＤＣバランスを示す傾向にあるコード−ワードのカテゴリに属するものとして、設定される。 例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格を参照すると、８ビットバイトの値Ｄ１（１１０ １０００１）を有するコードグループＤ１７．６は、そのコード−ワードがどのカテゴリから選択されたかとは無関係に、同じ１０Ｂコード−ワード（１０００１１ ０１１０）により特定される。 １および０が、以上に記述された多重化スキームで区別されるために、その８Ｂワードは二つの異なる設定された１０Ｂコード−ワードを有するべきである。

ある実施形態ではコードの翻訳は、予め定められた翻訳テーブルを用いて実行される。 翻訳されるコード−ワードはＩＥＥＥ８０２．３規格に規定されていないが、このコード−ワードは特定システム用のコード−ワード（すなわち、与えられた規格に適合する１０Ｂコード−ワード）および固有のコード−ワードの翻訳されたセット間の翻訳によって８Ｂ／１０Ｂ符号化規格と関連して使用することができる。 コード−ワード翻訳スキームはＧｂＥ環境における８Ｂ／１０Ｂ符号化を参照して記述されているが、このコード−ワード翻訳スキームは他のｘＢ／ｙＢ符号化スキームにも適用されることができる。

ある実施形態では、追加ビットストリームが一次ビットストリームと多重化され、ポイントトゥポイントリンクを通して伝達される。 図４は、以上に記述された、ビットストリーム多重化および多重分離化を実行するための機能要素を含む、ＧｂＥポイント−トゥ−ポイントリンクにおける反対の終端を構成する、機能要素の実施例を示す。

そこでは追加ビットストリームがＧｂＥ一次ビットストリームと多重化される図４の実施例では、各々のＧｂＥの終端は、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）４２０、８Ｂ／１０Ｂエンコーダ４２２、８Ｂ／１０Ｂデコーダ４２４、ビットストリーム多重化装置４２６、ビットストリーム多重分離化装置４２８、並直列変換器４３０、直並列変換器４３２、線路駆動器４３４、および線路受信器４３６を含んでいる。 ポイントトゥポイントリンク内の二つの終端は、光ファイバまたは銅線のような伝送メディアにより、しばしば接続されている。 明細書の記述全体を通して、同様の参照番号は同様の要素を特定するために用いられている。

ＭＡＣ４２０は、二つの終端の間のパケットの伝送のために、フレーミング、フォワーディングおよびアクセスコントロールロジックを提供する。 二つの終端の機能要素は、図４に示されているように、左から右へ、および上方の終端から下方の終端への、伝送の例に対して、以下に簡単に示されている。 ポイント−トゥ−ポイントリンクの送信側の終端（即ち、論理要素の上方のグループ）においては、外へ出ていくパケットがそれぞれのポート上で送信されるべきであるかどうかを、ＭＡＣが決定する。 ポイント−トゥ−ポイントリンクの受信側の終端（即ち、論理要素の下方のグループ）においては、ＭＡＣが到来するフレームのＭＡＣヘッダーを読み、到来するパケットを受信装置内部で回送されるべきであるかどうかを決定する。

ポイント−トゥ−ポイントリンクの送信側の終端では、８Ｂ／１０Ｂエンコーダ４２２が、８Ｂワードを１０Ｂコード−ワードに符号化し、またビットストリーム多重化装置４２６が、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化する。 ビットストリーム多重化装置と多重化プロセスのより詳細な記述は、以下に与えられる。 直並列変換器４３０は、１０Ｂワイドパラレルデータを１Ｂワイドシリアルデータに変換する。 線路駆動器４３４は、１Ｂワイドシリアルデータストリームを、リンク４４０を通って送信されることが出来る信号に変換する。 例えばこの線路駆動器は、光リンクを通した送信のための光信号、または、ワイヤリンクを通した送信のための電気信号を、生成する。

ポイント−トゥ−ポイントリンクの受信側の終端では、線路受信器４３６が受信した信号を、引き続く論理要素により利用されることが出来るある電気信号のフォーマットに変換して、１Ｂワイドシリアルデータを出力する。 直並列変換器４３２は、この１Ｂワイドシリアルデータを１０Ｂワイドパラレルデータに戻す変換をし、またビットストリーム多重分離化装置４２８は、一次ビットストリームから追加ビットストリームを多重分離化する。 ビットストリーム多重分離化装置と多重分離化プロセスのより詳細な記述は、以下に与えられる。 ８Ｂ／１０Ｂデコーダ４２４は、１０Ｂコード−ワードを元の８Ｂワードに戻す復号をし、その８ＢワードをＭＡＣ４２０の受信側の端部にパスする。

図５は、図４に示されるビットストリーム多重化装置の一つの、拡大図を示す。 図５に示されるビットストリーム多重化装置は、以下の機能要素：コードマニピュレータ５４４、追加ビットストリームコードセレクタ５４６，コード翻訳機５４８、ランニングディスパリティバランスコードセレクタ５５０、およびランニングディスパリティモニター５２２を含んでいる。 一般的にビットストリーム多重化装置は、多重化のために元の１０Ｂコード−ワードと追加ビットストリームを受信し、多重化された追加ビットストリームを含む１０Ｂコード−ワードを出力する。 ビットストリーム多重化装置の各々の機能要素は、以下でより詳細に記述される。

コードマニピュレータ５４４は、元の１０Ｂコード−ワード（即ち、８Ｂ／１０Ｂエンコーダからの原初の１０Ｂコード−ワード）を受信し、この１０Ｂコード−ワードが、追加ビットストリームコードセレクタ５４６またはランニングディスパリティバランスコードセレクタ５５０を経由して、処理されるかどうかを決定する。

ある実施形態では、その元の１０Ｂコード−ワードは、それぞれの８Ｂワードを表わすために、与えられた規格に従ってその８Ｂ／１０Ｂエンコーダがその１０Ｂコード−ワードを選択して、８Ｂ／１０Ｂエンコーダ５２２から受信される。 追加ビットストリームのビットを伝達するために用いられる１０Ｂコード−ワードは、追加ビットストリームコードセレクタにより処理され、またＲＤをバランスさせるために用いられる１０Ｂコード−ワードは、ランニングディスパリティバランスコードセレクタにより処理される。

ある実施形態では１０Ｂコード−ワードは、ある１０Ｂコード−ワードのインターバル毎に二つの機能要素により処理されるが、しかしながら以上に記載したように、他の多重化インターバルまたはパターンが可能である。 追加ビットストリームコードセレクタまたはランニングディスパリティバランスコードセレクタのどちらかにより、一度ある１０Ｂコード−ワードが選択されると、出力されたコード−ワードがその選択されたコード−ワードを反映することを、コードマニピュレータは保証する。

ある実施形態ではコードマニピュレータは、コードマニピュレータが８Ｂワードストリームを受信して、選択された１０Ｂコード−ワードを出力するような、８Ｂ／１０Ｂ符号化機能を含んでもよい。

追加ビットストリーム内の次のビットのビット値に応じて、それぞれの８Ｂワードを表わすために個々に用いられる、利用可能なコード−ワードのグループから、追加ビットストリームコードセレクタ５４６は１０Ｂコード−ワードを選択する。 即ち、一次ビットストリームと多重化される追加ビットストリームは、それぞれの８Ｂワードを表わすために、どの１０Ｂコード−ワードが選択されるかを記述する。

ある実施形態では、この１０Ｂコード−ワードは、正のＤＣバランスを示す傾向がある、コード−ワードのカテゴリから、または負のＤＣバランスを示す傾向がある、コード−ワードのカテゴリから、選択される。

ある実施形態では、正のＤＣバランスを示す傾向がある、カテゴリ内のコード−ワードは、追加ビットストリームの１を表わすために選択され、負のＤＣバランスを示す傾向がある、カテゴリ内のコード−ワードは、追加ビットストリームの０を表わすために選択される。 選択されたコード−ワードの表示は、追加ビットストリームコードセレクタから、コードマニピュレータ５４４に連絡される。

コード翻訳機５４８は、単一の１０Ｂコード−ワードにより表わされる８Ｂワードの場合に、１０Ｂコード−ワードの翻訳を管理する。 以上に記述したように、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格によれば、２５６の可能な８Ｂワードのうち７２が、単一の１０Ｂコード−ワードにより表わされる。 ある８Ｂワードが単一の１０Ｂコード−ワードにより表わされる場合には、一つの１０Ｂコード−ワードが正のＤＣバランスを示す傾向がある、１０Ｂコード−ワードのカテゴリに属するものであり、一つのコード−ワードが負のＤＣバランスを示す傾向がある、１０Ｂコード−ワードのカテゴリに属するコード−ワードである、少なくとも二つの異なる１０Ｂコード−ワードにより、その８Ｂワードを表わすための準備がなされる。

図５の実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格に従って単一の１０Ｂコード−ワードにより表わされる、８Ｂワードに対するコード−ワードの翻訳の全てを、コード翻訳機は含んでいる。 ７２の単一コード−ワードの一つである、元の１０Ｂコード−ワードに遭遇すると、追加ビットストリームからのそれぞれのビットを表わすために、どの翻訳されたコード−ワードが選択されるべきであるかを決定するために、追加ビットストリームコードセレクタ５４６はコード翻訳機を参照する。

ある実施形態では、単一の１０Ｂコード−ワードにより表わされる、７２の８Ｂワードの全てに対する翻訳規則を含んでいる、コード翻訳テーブルにアクセスすることにより、選択されるコード−ワードが特定される。 選択されたコード−ワードの表示はコードマニピュレータ５４４に供給され、その選択された１０Ｂコード−ワードはビットストリームマニピュレータ５２６から出力される。 選択された１０Ｂコード−ワードは、追加ビットストリームからの一つのビットを伝達する。

ランニングディスパリティバランスコードセレクタ５５０は、現在のＲＤに応じてそれぞれの８Ｂワードを表わすために、個々に用いられている利用可能なコード−ワードのグループから、１０Ｂコード−ワードを選択する。 ある実施形態では１０Ｂコード−ワードは、符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択される。 業界では知られているように、現在のＲＤが負である場合には、正のＤＣバランスを示す傾向があるコード−ワードのカテゴリから、それぞれの８Ｂワードを表わすために、１０Ｂコード−ワードが選択され、現在のＲＤが正である場合には、負のＤＣバランスを示す傾向があるコード−ワードのカテゴリから、それぞれの８Ｂワードを表わすために、１０Ｂコード−ワードが選択される。 ＧｂＥに対するＲＤのバランス化の規則は、以上に言及された文書の「３６節」に記載されている。

図５の実施例では、ランニングディスパリティバランスコードセレクタ５５０は、ランニングディスパリティモニター５５２から、符号化されたビットストリームの現在のＲＤの表示を受信する。 ある実施形態では、ランニングディスパリティモニターは、符号化されたビットストリームが、１が多すぎる方向（正のディスパリティまたはＲＤ＋）に向かうのか、０が多すぎる方向（負のディスパリティまたはＲＤ−）に向かうのか、どうかを表わす１ビットの情報を含んでいる。

コードマニピュレータ５４４が、それぞれの元の１０Ｂコード−ワードに対して選択された、１０Ｂコード−ワードの表示を一度受領すると、出力された１０Ｂコード−ワードがその選択された１０Ｂコード−ワードを反映することを、コードマニピュレータは保証する。 選択された１０Ｂコード−ワードが、元のコード−ワードから不変にとどまる場合には、この１０Ｂコード−ワードはそのままで、ビットストリーム多重化装置５２６から回送される。 選択された１０Ｂコード−ワードが、元のコード−ワードとは異なる場合には、この１０Ｂコード−ワードは生成されて、ビットストリーム多重化装置から出力される。

ある実施形態では、選択される１０Ｂコード−ワードは、元の１０Ｂコード−ワードを操作することにより、生成される。 例えば、元の１０Ｂコード−ワードを、あるカテゴリから他のカテゴリに変更することは、その１０Ｂコード−ワードのビットを反転することを含んでいる。 選択された１０Ｂコード−ワードは、ビットストリーム多重化装置から、並直列変換器のような引き続く機能ユニットに出力される。

図６は、図４に示されるビットストリーム多重分離化装置４２８の一つの、拡大図を示す。 図６に示されたビットストリーム多重分離化装置６２８は、以下の機能要素：マニピュレーテッドコード読取器６５６およびコードノルマライザ／翻訳機６５８を含んでいる。 マニピュレーテッドコード読取器は、多重化されたビットを担持する１０Ｂコード−ワードの値を特定することにより、多重化されたビットストリームを読む。 即ち図２に示された実施例では、マニピュレーテッドコード読取器は、操作された１０Ｂコードが１またはゼロを担持しているかどうかを決定するために、１０Ｂコード−ワード毎（即ち、シーケンスナンバー１および３）に読む。

シーケンスナンバー２および４からのコード−ワードは、無視される。 操作された１０Ｂコード−ワードが、１またはゼロを担持しているかどうかの決定は、その１０Ｂコード−ワードがそれに属するカテゴリを決定することに関わっている。 例えば、その１０Ｂコード−ワードが正のＤＣバランスを示す傾向がある、１０Ｂコード−ワードのカテゴリに属する場合は、１０Ｂコード−ワードは「１」を担持し、その１０Ｂコード−ワードが負のＤＣバランスを示す傾向がある、１０Ｂコード−ワードのカテゴリに属する場合は、１０Ｂコード−ワードは「０」を担持する。

ある実施形態では、一次ビットストリームから追加ビットを多重分離化するために、１０Ｂコード−ワードを読んだ後に、この操作された１０Ｂコード−ワードは正規化される。 即ち、元の１０Ｂコード−ワードストリームから変更された全ての１０Ｂコード−ワードは、それらの元の状態に戻される。 さらに、ある固有の１０Ｂコード−ワードに翻訳された任意の１０Ｂコード−ワードは、８Ｂ／１０Ｂ符号化規格により認識される、１０Ｂコード−ワードに戻す翻訳がなされる。 図６の実施形態では正規化および翻訳は、コードノーマライザ／翻訳機６５８により実行される。 次に、この正規化されかつ翻訳された１０Ｂコードストリームは、原初の８Ｂコードストリームに復号するために、８Ｂ／１０Ｂデコーダ６２４に回送される。

図４−図６は、説明の目的のために機能要素を示している。 これらの機能要素が、対応する個別の物理的な装置内で、具体化されても具体化されなくてもよいことが、理解されるべきである。 特に機能要素は、互に別個であってよく、互いに統合されてもよく、またはそれらの任意の組合せであってもよい。 ある実施形態では、以上に記述された機能要素は、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せで具体化されるが、しかしながら機能要素は、第１にハードウェアまたはソフトウェア内で具体化されることが出来る。 ある実施形態では、ビットストリーム多重化装置およびビットストリーム多重分離化装置の多くの機能要素は、点線のボックス４２７で表わされるように、一つまたはそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内で具体化される。

図７は、従来技術に従うＧｂＥビットストリームの符号化と、本発明のある実施形態に従う多重化追加ビットストリームを含むＧｂＥビットストリームの符号化との間の差異を詳述する表を示す。 図７を参照して記述される実施例は、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格に指定される、８Ｂ／１０Ｂ符号化スキームに従って符号化されたＧｂＥ環境における一次ビットストリームに関係している。

この実施例では、列Ａはある一次ビットストリームの８Ｂワードのシーケンスナンバーを特定し、列Ｂは実施例のＧｂＥビットストリームの８Ｂワードのシーケンスを特定する。 列Ｃはそれぞれの８Ｂワードのバイトの値を特定し、また列Ｄはそれぞれの８Ｂワードに対するコードグループの名（ＩＥＥＥ８０２．３規格、３６節、物理符号化サブレイヤ（ＰＣＳ）および物理媒体アタッチメント（ＰＭＡ）サブレイヤ、型式１０００ＢＡＳＥ−Ｘによって規定されたように）を特定する。

列ＥおよびＦは、列Ｂに与えられた、それぞれの８Ｂワードに対する、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格に従う二つの１０Ｂコード−ワードを表わしている。 列Ｅの１０Ｂコード−ワードは、正のＤＣバランス（バイアス）を示す傾向があるコード−ワードのカテゴリに属するので、それらはここでは（＋）として特定され、列Ｆの１０Ｂコード−ワードは、負のＤＣバランス（バイアス）を示す傾向があるコード−ワードのカテゴリに属するので、それらはここでは（−）として特定される。 等しい数の１と０を有する１０Ｂコード−ワードは、実際に中立のバイアスを有することが、留意されるべきである。

列Ｇは、それぞれの８Ｂワードを表わす１０Ｂコード−ワードが、ある符号化されたビットストリームのＲＤを同じに留めさせる（「Ｓ」により表わされるように）か、または反転させる（「Ｆ」により表わされるように）かどうかを特定する。 ある１０Ｂコード−ワード中の０と１の数がバランスされている場合には、その１０Ｂコード−ワードは、ある符号化されたビットストリームのＲＤを同じに留めさせ、ある１０Ｂコード−ワード中の０と１の数がバランスされていない場合には、その１０Ｂコード−ワードは、ある符号化されたビットストリームのＲＤを反転させる。

列Ｈは、列Ｂの実施例の一次ビットストリームからの結果となる、現在のＲＤの例を特定する。 列Ｈの実施例では、ＲＤは正（＋）または負（−）のどちらかであり、かつ例としての目的では、初期のＲＤは負（即ち、ＲＤ−）であることが仮定されている。

列Ｉは、１０Ｂコード−ワードが単にＲＤをバランスさせるために選択される、従来技術で周知であるような、列Ｂ（初期に負のＲＤを仮定している）のそれぞれの８Ｂワードを表わすために選択される、１０Ｂコード−ワードを特定する。 従来技術に従えば、各々の８Ｂワードに対する１０Ｂコード−ワードは、列Ｈに示される現在のＲＤに応じて、二つの可能なコード−ワードから選択される。 即ち、列Ｈの現在のＲＤが負（−）の場合には、列Ｅ（「＋」コード−ワード）からの１０Ｂコード−ワードが、８Ｂワードを表わすために選択され、同様に現在のＲＤが正（＋）の場合には、列Ｆ（「−」コード）の１０Ｂコード−ワードが、８Ｂワードを表わすために選択される。

列Ｊは、それぞれの１０Ｂコード−ワードの処理からの結果となる、ＲＤを特定する。 図７の例では、一つのシーケンスナンバーに対する結果のＲＤ（即ち、列Ｊ）は、次のシーケンスナンバーに対して現在のＲＤ（即ち、列Ｈ）を繰り越す。 業界では知られているように現在のＲＤは、処理される各々の新しい１０Ｂコード−ワードに応じて、調整される。 特に、処理される１０Ｂコード−ワードが「Ｓ」コード−ワードである場合には、現在のＲＤは１０Ｂコード−ワードの処理に際して同じに留まり、１０Ｂコード−ワードが「Ｆ」コード−ワードである場合には、ＲＤは１０Ｂコード−ワードの処理に際して、正から負へ、または負から正へと反転する。

例えば、列Ｈのシーケンスナンバー１を参照すると、現在のＲＤは負（ＲＤ−）であり、その結果として、列Ｅからの１０Ｂコード−ワードが選択される。 シーケンスナンバー１に対する１０Ｂコード−ワードは、「Ｓ」コード−ワードであり、従って現在のＲＤは、同じに留まる（即ち、ＲＤは負に留まる）。 シーケンスナンバー２を参照すると、現在のＲＤはまだ負（ＲＤ−）であり、その結果として、列Ｅからの１０Ｂコード−ワードが選択される。 シーケン番号１とは対称的に、シーケンスナンバー２に対する１０Ｂコード−ワードは、「Ｆ」コード−ワードであり、従って現在のＲＤは、反転する（即ち、現在のＲＤはＲＤ−からＲＤ＋に反転する）。

列Ｂの一次ビットストリームとの追加ビットストリームの多重化は、列Ｋ、Ｌ、Ｍ、およびＮを参照して記述される。 特に列Ｋは、列Ｂの一次ビットストリームと多重化されるべき、追加ビットストリームの例を表わしている。 この実施例ではデータの１ビットは、列Ｂのビットストリームの８Ｂワード毎に多重化される。 図７の実施例では、一つのデータビットが各々のシーケンスナンバー、１，３，５，７，９，１１，１３で送られる。 列Ｌは、初期の負のＲＤ（ＲＤ−）を仮定した、一次ビットストリームとの追加ビットストリームの多重化からの結果となる、現在のＲＤの例を特定する。

本発明の実施形態に従えば、列Ｍは、列Ｂの一次ビットストリームと、列Ｋの追加ビットストリームを多重化するために、列Ｅおよび列Ｆから選択された１０Ｂコード−ワードを表わしている。 列Ｎは、列Ｍで選択された１０Ｂコード−ワードを与える、符号化されたビットストリームのＲＤを表わしている。 図７の実施例では、一つのシーケンスナンバーに対する結果となるＲＤ（即ち、列Ｎ）は、次のシーケンスナンバーに対する現在のＲＤ（即ち、列Ｌ）に繰り越される。

図７の実施例では、これは実施における特例であるけれども（即ち、反対の取り決めも用いられることが出来る）、列Ｅからの１０Ｂコード−ワードは、１を表わすために用いられ、また列Ｆからの１０Ｂコード−ワードは、０を表わすために用いられる。 列Ｋおよび列Ｍのシーケンスナンバー１を参照すると、列Ｂの一次ビットストリームと、あるゼロビット（ある「低い」ビット）を多重化することが望ましく、従って、列Ｆ（負のＤＣバランスを示す傾向がある、コード−ワードのカテゴリ）からの１０Ｂコード−ワードが、それぞれの８Ｂワードを表わすために用いられる、１０Ｂコード−ワードとして選択される。

即ち、列Ｆからの１０Ｂコード−ワードが、列Ｂの一次ビットストリームと多重化される、列Ｋからの所望のビットを表わすために、二つのコード−ワード（列Ｅおよび列Ｆ）から、（列Ｅからの１０Ｂコード−ワードの代わりに）選択される。 この実施例では、シーケンスナンバー１の８Ｂワードに対する１０Ｂコード−ワードは、「Ｓ」コード−ワードであり、従ってＲＤは同じに留まる（初期の負のＲＤを仮定しているので、ＲＤはコード選択の後も負に留まる）。

ここで列Ｋおよび列Ｍのシーケンスナンバー２を参照すると、列Ｂからの８Ｂワードと追加ビットは多重化されず、従って１０Ｂコード−ワードの選択は、追加ビットストリームのビットに応じて行われない。 本発明の実施形態に従えば、シーケンスナンバー２の１０Ｂコード−ワードは、符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせるために選択される。

即ち、追加ビットストリームのビットを担持するために１０Ｂコード−ワードが用いられない場合、それは符号化されたビットストリームのＲＤをバランスさせるために用いられる。 例えば、現在のＲＤが正である場合、列Ｆからの１０Ｂコード−ワードが８Ｂワードを表わすために選択され、現在のＲＤが負である場合、列Ｅからの１０Ｂコード−ワードが８Ｂワードを表わすために選択される。

図７の実施例では、シーケンスナンバー２の現在のＲＤは負であり、従って列Ｅ（「＋」コード−ワード）からの１０Ｂコード−ワードが、それぞれの８Ｂワードの値を表わすために選択される。 この例では、それぞれの８Ｂワードに対する１０Ｂコード−ワードは「Ｆ」コード−ワードであり、従って現在のＲＤは、負（ＲＤ−）から正（ＲＤ＋）へ反転する。 正のＲＤは、列Ｎのシーケンスナンバー２に表わされている。 追加ビットストリームと現在のＲＤを考慮した、１０Ｂコード−ワードの選択のプロセスは、図７の実施例に示されているように継続する。

列Ｉおよび列Ｍに特定される１０Ｂコード−ワードの選択から見ることが出来るように、一次ビットストリームとの追加ビットストリームの多重化は、１０Ｂコード−ワードの選択を、ビットの多重化なしで生成されるコードパターンから、変更させることになる。

図８は、本発明のある実施形態に従う、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するための方法のプロセスの流れ図を示すが、ここでは一次ビットストリームはｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される。 ブロック８０２では、ある一次ビットストリームの第１のｘＢワードが特定される。 ブロック８０４では、追加ビットストリームの第１のビットが特定される。 ブロック８０６では、追加ビットストリームの第１のビットを表わすために、第１のｙＢコード−ワードが選択されるが、ここで、この第１のｙＢコード−ワードは、この第１のｘＢワードを表わすために個々に用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループから選択される。

ブロック８０８では、一次ビットストリームの第２のｘＢワードが特定される。 ブロック８１０では、符号化されたビットストリームのランニングディスパリティをバランスさせるために、ある第２のｙＢコード−ワードが選択されるが、ここではこの第２のｙＢコード−ワードは、この第２のｘＢワードを表わすために個々に用いられるｙＢコード−ワードのあるグループから選択される。 ビットの多重化のインターバルは、点線の戻り線により表わされるように、プロセスが最初のブロック８０２へ戻るか、または中間のブロック８０８に戻るかどうかを決定する。

図９は、本発明のある実施形態に従う、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するための他の方法のプロセスの流れ図を示すが、ここで一次ビットストリームはｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される。 ブロック９０２では、ある一次ビットストリームの第１のｘＢワードに関連する、第１のｙＢコード−ワードが受信される。 ブロック９０４では、追加ビットストリームの第１のビットが受信される。 ブロック９０６では、この第１のｙＢコード−ワードが、追加ビットストリームの第１のビットを表わすために操作されるが、ここでこの第１のｙＢコード−ワードの操作は、この第１のｘＢワードを表わすために個々に用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループからのｙＢコード−ワードの選択を含んでいる。

ブロック９０８では、この一次ビットストリームの第２のｘＢワードに関連する、第２のｙＢコード−ワードが受信される。 ブロック９１０では、符号化されたビットストリームのランニングディスパリティをバランスさせるために、第２のｙＢコード−ワードが操作されるが、ここでこの第２のｙＢコード−ワードの操作は、この第２のｘＢワードを表わすために個々に用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループからのｙＢコード−ワードの選択を含んでいる。 ビットの多重化のインターバルは、点線の戻り線により表わされるように、プロセスが最初のブロック９０２へ戻るか、または中間のブロック９０８に戻るかどうかを決定する。

図１０は、本発明のある実施形態に従う、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するためのまた別の方法のプロセスの流れ図を示すが、ここで一次ビットストリームはｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される。 ブロック１００２では、ある一次ビットストリームのあるｘＢワードを表わす、第１のｙＢコード−ワードが受信される。 ブロック１００４では、追加ビットストリームの第１のビットが受信される。 ブロック１００６では、あるｙＢコード−ワードが、追加ビットストリームからの第１のビットを表わすために選択されるが、ここでこのｙＢコード−ワードは、第１のｙＢコード−ワードが表現するものと同じｘＢワードを表わすために個々に用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループから選択される。

ブロック１００８では、選択されたｙＢコード−ワードが出力される。 ブロック１０１０では、この一次ビットストリームのあるｘＢワードを表わす、第２のｙＢコード−ワードが受信される。 ブロック１０１２では、符号化されたビットストリームのランニングディスパリティをバランスさせるために、あるｙＢコード−ワードが選択されるが、ここでこのｙＢコード−ワードは、この第２のｙＢコード−ワードが表現するものと同じｘＢワードを表わすために個々に用いられる、ｙＢコード−ワードのあるグループから選択される。 ブロック１０１４では、選択されたこのｙＢコード−ワードが出力される。 ビットの多重化のインターバルは、点線の戻り線により表わされるように、プロセスが最初のブロック１００２へ戻るか、または中間のブロック１０１０に戻るかどうかを決定する。

いくつかのネットワーク環境においては、一次ビットストリームは初めに８Ｂ／１０Ｂ以外のいくつかの形式で符号化される。 例えば、１００Ｍイーサネットビットストリームは、４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリーム（ｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームとして言及される）に符号化される。 ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームを有する、追加ビットストリームを多重化するために設計されたハードウェアは、図５に関して以上に記述されたように、ｙＢコード−ワードを見ることを期待するので、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームを有する、追加ビットストリームを多重化するために設計されたハードウェアを使用して、追加ビットストリームはｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームと多重化されることが出来ない。

本発明の実施形態に従って、かつｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームのために用いられるハードウェアと同じものを使用して、ｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームを有する追加ビットストリームの多重化を可能にするために、多重化が始まる前に、ｑＢ／ｒＢ符号化ビットストリームを、あるｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに変換することが望ましい。 次に追加ビットストリームのビットが、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームのｙＢコード−ワードと多重化される。

以下にその詳細が記述される特定の実施形態では、４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームが８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームに変換され、次に図２−１０に関して以上に記述されたように、追加ビットストリームが８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームの１０Ｂコード−ワードと多重化される。 ある実施形態では、４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームを８Ｂ／１０Ｂ符号化イーサネットストリームに変換することは、受信した５Ｂコード−ワードを元の４Ｂワードに復号し、８Ｂワードを生成するために二つの４Ｂワードを組合せ、次いでその８Ｂワードを１０Ｂコード−ワードに符号化することを伴う。

図１１は、本発明のある実施形態に従う、「メディア変換」技術が適用された、ネットワーク構造を示す。 図１１のネットワーク構造は、レイヤ２（Ｌ２）スイッチ１１６０、第１および第２のメディアコンバータ１１６２および１１６４、またパーソナルコンピュータ１１６６および従来技術の装置１１６８のような、エンドユーザの装置を含んでいる。 Ｌ２スイッチは、Ｌ２ヘッダー情報に基づいてトラヒックを回送する、イーサネットベースのスイッチのような、パケット変換型装置である。

このＬ２スイッチは一般的に、インターネット１１６１のような、単数または複数の他のネットワークに接続される。 このＬ２スイッチをイーサネットベースのＬ２スイッチとして説明したにもかかわらず、このＬ２スイッチがトラヒックを回送するために、イーサネットに加えて、またはその代わりに、プロトコルを使用してもよい。 このＬ２スイッチは、第１のメディアコンバータ（ここでは、プラント側のメディアコンバータとして言及される）に接続されている。

図１１の実施形態では、Ｌ２スイッチは１００Ｍイーサネットリンク１１７０によりメディアコンバータに接続され、データが４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームとして、リンクを通して送信される。 メディアコンバータはまた、一定のビットレート（ＣＢＲ）のトラヒックと交信する、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１１６３のような、通信網と接続されている。 図１１の実施形態では、追加ビットストリームはＰＳＴＮからメディアコンバータに提供される。

図１１は、本発明のある実施形態に従う、「メディア変換」技術が適用された、ネットワーク構造を示す。 図１１のネットワーク構造は、レイヤ２（Ｌ２）スイッチ１１６０、第１および第２のメディアコンバータ１１６２および１１６４、またパーソナルコンピュータ１１６６および従来技術の装置１１６８のような、エンドユーザの装置を含んでいる。 Ｌ２スイッチは、Ｌ２ヘッダー情報に基づいてトラヒックを回送する、イーサネットベースのスイッチのような、パケット変換型装置である。

このＬ２スイッチは一般的に、インターネット１１６１のような、単数または複数の他のネットワークに接続される。 このＬ２スイッチをイーサネットベースのＬ２スイッチとして説明したにもかかわらず、このＬ２スイッチがトラヒックを回送するために、イーサネットに加えて、またはその代わりに、プロトコルを使用してもよい。 このＬ２スイッチは、第１のメディアコンバータ（ここでは、プラント側のメディアコンバータとして言及される）に接続されている。

図１１の実施形態では、Ｌ２スイッチは１００Ｍイーサネットリンク１１７０によりメディアコンバータに接続され、データが４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームとして、リンクを通して送信される。 メディアコンバータはまた、一定のビットレート（ＣＢＲ）のトラヒックと交信する、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１１６３のような、通信網と接続されている。 図１１の実施形態では、追加ビットストリームはＰＳＴＮからメディアコンバータに提供される。

プラント側のメディアコンバータ１１６２は、４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームを８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームに変換する機能、および追加ビットストリームのビットを８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームの１０Ｂコード−ワードと多重化する機能を、実行する。 より詳細なプラント側メディアコンバータの記述は、図１２および図１３を参照して以下に与えられる。

図１２は、図１１のプラント側のメディアコンバータ１１６２の、拡大図を示す。 プラント側のメディアコンバータ１２６２は、プラント側の物理インターフェイスモジュール（ＰＨＹ）１２７８、コンバータ／多重化装置１２８０、およびローカル側のＰＨＹ１２８２を含んでいる。 プラント側のＰＨＹは、Ｌ２スイッチからの４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリーム（例えば、１００Ｍイーサネット）を受信する。 プラント側のＰＨＹは、受信した４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームの信号を、プラント側のメディアコンバータにより操作されることができる信号に変換する。 プラント側のＰＨＹは、５Ｂコード−ワードをコンバータ／多重化装置にパスする。

コンバータ／多重化装置１２８０は、５Ｂコード−ワードを１０Ｂコード−ワードのストリームに変換する機能と、追加ビットストリームを１０Ｂコード−ワードのストリームと多重化する機能を実行する。 図１２に示されているように、５Ｂコード−ワードをプラント側のＰＨＹ１２７８から、および追加ビットストリームを追加ビットストリームの信号源から受信する。 このコンバータ／多重化装置のある実施形態の拡大図は、図１３に示されている。

図１３に示されているこのコンバータ／多重化装置１３８０は、４Ｂ／５Ｂデコーダ１３８４，４Ｂ／８Ｂコンバイナ１３８６，８Ｂ／１０Ｂエンコーダ１３２２，およびビットストリーム多重化装置１３２６を含んでいる。 ４Ｂ／５Ｂデコーダは、４Ｂ／５Ｂ符号化されたビットストリームの５Ｂコード−ワードを受信し、この５Ｂコード−ワードを元の４Ｂワードに復号する。 ある実施形態ではこの５Ｂコード−ワードは、標準的な１００Ｍイーサネット復号技術を使用して復号される。 ４Ｂワードのストリームは、４Ｂ／５Ｂデコーダから出力される。

４Ｂ／８Ｂコンバイナ１３８６は、４Ｂ／５Ｂデコーダ１３８４から４Ｂワードのストリームを受信し、この４Ｂワードを８Ｂワードに組合せる。 ある実施形態ではこの４Ｂ／８Ｂコンバイナは、二つの連続する４Ｂワードを一つの８Ｂワードに組合せる、シフトレジスタとして実装される。 ８Ｂワードのストリームは、４Ｂ／８Ｂコンバイナから出力される。

８Ｂ／１０Ｂエンコーダ１３２２は、４Ｂ／８Ｂコンバイナから８Ｂワードのストリームを受信する。 この８Ｂ／１０Ｂエンコーダは、図４及び図５に関して以上に記述されたように、８Ｂワードを１０Ｂコード−ワードに符号化する。 例えば８Ｂワードは、ＩＥＥＥ８０２．３ＧｂＥ規格の８Ｂ／１０Ｂ符号化スキームを使用して符号化される。 １０Ｂコード−ワードのストリームは、８Ｂ／１０Ｂエンコーダから出力される。

ビットストリーム多重化装置１３２６は、８Ｂ／１０Ｂエンコーダ１３２２から１０Ｂコード−ワードのストリームを、またＰＳＴＮのような追加ビットストリーム源から追加ビットストリームを、受信する。 ビットストリーム多重化装置は、図２−図１０に関して以上に記述した技術を使用して、１０Ｂコード−ワード（即ち、一次ビットストリーム）のストリームに、追加ビットストリームを多重化する。 この追加ビットストリームを担持するために選択された１０Ｂコード−ワードのストリームは、ビットストリーム多重化装置から出力される。 変換および多重化プロセスの後に、コンバータ／多重化装置は１０Ｂコード−ワードをローカル側のＰＨＹ１２８２にパスする。

図１２を参照すると、ローカル側のＰＨＹ１２８２は、コミュニケーションリンク１２７２と互換な信号に、１０Ｂコード−ワードを変換する。 ある実施形態ではローカル側のＰＨＹは、データを１０Ｂコード−ワードで送信する、１００Ｍイーサネットリンクをサポートする。 以上に述べたように、このリンクはその代わりに、１ＧｂＥリンクまたはいくつかの他の型式のリンクであることができる。

図１１を参照すると、１０Ｂコード−ワードのストリームは、リンク１１７２を通して一度送信されると、ローカル側のメディアコンバータ１１６４で受信される。 図１４は、図１１のローカル側のメディアコンバータの実施例の拡大図を示す。 ローカル側のメディアコンバータ１４６４は、プラント側のＰＨＹ１４７８、多重分離化装置／コンバータ１４８１、およびローカル側のＰＨＹ１４８２を含んでいる。 プラント側のＰＨＹは、プラント側のメディアコンバータから、１０Ｂコード−ワードを担持する信号を受信する。 プラント側のＰＨＹは、受信した信号をローカル側のメディアコンバータにより操作されることができる信号に変換する。 プラント側のＰＨＹは、多重分離化装置／コンバータにその１０Ｂコード−ワードをパスする。

多重分離化装置／コンバータ１４８１は、１０Ｂコード−ワードからの追加ビットストリームを多重分離化する機能と、その１０Ｂコード−ワードを５Ｂコード−ワードに変換する機能を実行する。 図１４に示されているように、多重分離化装置／コンバータは、プラント側のＰＨＹ１４７８から１０Ｂコード−ワードを受信する。 図２−図１０に関して以上に記述したように、１０Ｂコード−ワードは多重化された追加ビットストリームを担持する。 この多重分離化装置／コンバータの実施例の拡大図は、図１５に示されている。

図１５に示される多重分離化装置／コンバータ１５８１は、ビットストリーム多重分離化装置１５２８、８Ｂ／１０Ｂデコーダ１５２４、８Ｂ／４Ｂパーサー１５８８、および４Ｂ／５Ｂエンコーダ１５９０を含んでいる。 ビットストリーム多重分離化装置は、プラント側のＰＨＹ１４７８から１０Ｂコード−ワードを受信する。 ビットストリーム多重分離化装置は、図２−図１０に関して以上に記述した技術を使用して、１０Ｂコード−ワードから追加ビットストリームを多重分離化する。 １０Ｂコード−ワードのストリームおよび追加ビットストリームは、ビットストリーム多重化装置から出力される。 図１５の実施形態ではこの出力された１０Ｂコード−ワードは、図６に関して以上に記述された、正規化された１０Ｂコード−ワードである。

８Ｂ／１０Ｂデコーダ１５２４は、１０Ｂコード−ワードを元の８Ｂワードに復号する。 ８Ｂ／１０Ｂデコーダは、図６に関して以上に記述された、８Ｂ／１０Ｂデコーダ６２４に類似している。 復号の後に、８Ｂワードのストリームは８Ｂ／１０Ｂデコーダから出力される。

８Ｂ／４Ｂパーサー１５８８は、８Ｂ／１０Ｂデコーダから８Ｂワードを受信し、その８Ｂワードを４Ｂワードに分割する。 ある実施形態では８Ｂ／４Ｂの構文解析は、各々の８Ｂワードを二つの４Ｂワードに分割する、シフトレジスタにより達成される。 ４Ｂワードのストリームは、８Ｂ／４Ｂパーサーから出力される。

４Ｂ／５Ｂエンコーダ１５９０は、元の４Ｂワードを５Ｂコード−ワードに符号化する。 図１５の実施形態では、４Ｂ／５Ｂエンコーダは、ＩＥＥＥ８０２．３規格により規定されるような、標準的な１００Ｍイーサネット符号化を使用する。 ５Ｂコード−ワードのストリームは、４Ｂ／５Ｂエンコーダから出力される。 図１４に戻って参照すると、多重分離化と変換のプロセスの後に、多重分離化装置／コンバータ１４８１は、５Ｂコード−ワードをローカル側のＰＨＹ１４８２に、また追加ビットストリームを電話のようなエンドユーザ装置にパスする。

変換および多重化／多重分離化技術が、４Ｂ／５Ｂ符号化ビットストリームおよび８Ｂ／１０Ｂ符号化ビットストリームについて記述されたにもかかわらず、この技術は、他のｑＢ／ｒＢおよびｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームの他の組合せに適用することができる。 変換および多重化／多重分離化技術が、ここでは１方向で記述されたにもかかわらず、このプロセスは、双方向の機能性を生成するために他の方向で実行されることができる。 さらに、図１２−図１５は、個別の機能要素を示すにもかかわらず、これらの機能要素は同じエーシック（ＡＳＩＣ）に集積されることができる。

図１６は、本発明のある実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。 ステップ１６０２では、ｑ−ビット／ｒ−ビット（ｑＢ／ｒＢ）符号化ビットストリームが、ｘ−ビット／ｙ−ビット（ｘＢ／ｙＢ）符号化ビットストリームに変換される。 ステップ１６０４では、追加ビットストリームのビットが、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームのｙＢコード−ワードと多重化される。

図１７は、本発明の他の実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。 ステップ１７０２では、一次ビットストリームのｒ−ビット（ｒＢ）コード−ワードが受信されるが、ここでこの一次ビットストリームはｑ−ビット／ｒ−ビット（ｑＢ／ｒＢ）符号化ビットストリームに符号化される。 ステップ１７０４では一次ビットストリームは、ｒＢコード−ワードから、ｑ−ビット（ｑＢ）ワードに復号される。 ステップ１７０６では、一次ビットストリームのｘ−ビット（ｘＢ）ワードが、ｑＢワードから特定される。 ステップ１７０８では、一次ビットストリームのｘＢワードが、ｘ−ビット／ｙ−ビット（ｘＢ／ｙＢ）符号化ビットストリームを形成するために、ｙ−ビット（ｙＢ）コード−ワードに符号化される。 ステップ１７１０では、このｙＢコード−ワードは、多重化されたビットストリームを形成するために、追加ビットストリームと多重化される。

図１８は、本発明の他の実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。 ステップ１８０２では、ある追加ビットストリームのビットが、ｘ−ビット／ｙ−ビット（ｘＢ／ｙＢ）符号化ビットストリームのｙ−ビット（ｙＢ）コード−ワードから多重分離化される。 ステップ１８０４では、ｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームが、ｑ−ビット／ｒ−ビット（ｑＢ／ｒＢ）符号化ビットストリームに変換される。

図１９は、本発明の他の実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。 ステップ１９０２では、一次ビットストリームのｙ−ビット（ｙＢ）コード−ワードおよび追加ビットストリームのビットを含む、多重化されたビットストリームが受信されるが、ここで一次ビットストリームはｘ−ビット／ｙ−ビット（ｘＢ／ｙＢ）符号化ビットストリームに符号化される。 ステップ１９０４では、この多重化されたビットストリームは、別個のｙＢコード−ワードのストリームと、追加ビットストリームのビットに多重分離化される。 １９０６では、このｙＢコード−ワードは、ｘ−ビット（ｘＢ）ワードに復号される。 ステップ１９０８では、ｑ−ビット（ｑＢ）ワードは、ｘＢワードから特定される。 ステップ１９１０では、ｑ−ビット／ｒ−ビット（ｑＢ／ｒＢ）符号化ビットストリームを形成するために、ｑＢワードはｒ−ビット（ｒＢ）コード−ワードに符号化される。

本発明の特定の実施形態が記述され、かつ図示されたにもかかわらず、本発明はここに記述され、かつ図示された特定の形式または部品の配置に限定されない。 本発明は、請求項のみにより限定される。

図１は、従来技術で知られている、一次ビットストリームからの８ビットワードに対する、コード選択ロジックの例を示す表である。

図２は、本発明のある実施形態に従う、８Ｂ／１０Ｂ符号化ＧｂＥビットストリームにおける、一次ビットストリームとの追加ビットストリームの多重化を伴う、コード選択ロジックの実施例を示す。

図３は、本発明のある実施形態に従う、一次ビットストリームがｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するための方法の、プロセスの流れ図を示す。

図４は、本発明のある実施形態に従う、ビットストリーム多重化および多重分離化を実行するための機能要素を含む、ＧｂＥポイント−トゥ−ポイントリンクにおける反対の終端を構成する、機能要素の実施例を示す。

図５は、図４に示されるビットストリーム多重化装置の一つの、拡大図を示す。

図６は、図４に示されるビットストリーム多重分離化装置の一つの、拡大図を示す。

図７は、従来技術に従うＧｂＥビットストリームの符号化と、本発明のある実施形態に従う多重化追加ビットストリームを含む、ＧｂＥビットストリームの符号化の間の、差異を詳述する表を示す。

図８は、本発明のある実施形態に従う、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するための方法のプロセスの流れ図を示すが、ここでは一次ビットストリームはｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される。

図９は、本発明のある実施形態に従う、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するための他の方法のプロセスの流れ図を示すが、ここで一次ビットストリームはｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される。

図１０は、本発明のある実施形態に従う、追加ビットストリームを一次ビットストリームと多重化するためのまた別の方法のプロセスの流れ図を示すが、ここで一次ビットストリームはｘＢ／ｙＢ符号化ビットストリームに符号化される。

図１１は、本発明のある実施形態に従う、媒体変換が適用された、ネットワーク構造を示す。

図１２は、図１１のプラント側のメディアコンバータの、拡大図を示す。

図１３は、図１２のコンバータ／多重化装置の、拡大図を示す。

図１４は、図１１のローカル側のメディアコンバータの、拡大図を示す。

図１５は、図１４の多重分離化装置／コンバータの、拡大図を示す。

図１６は、本発明のある実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。

図１７は、本発明の他の実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。

図１８は、本発明のある実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。

図１９は、本発明の他の実施形態に従う、一次ビットストリームと追加ビットストリームとを管理するための方法の、プロセスの流れ図である。