フラグ同期

ビット列中の特定パターンをフレームの開始・終了を示すフラグとして用い、受信側が連続するビットストリームからフレーム境界を検出する同期方式です。HDLC系では$01111110$（16進数の$0x7E$）を代表的なフラグシーケンスとして使います。

■ 試験で押さえるポイント

• 受信側はビットストリームを連続監視し、開始フラグから終了フラグまでを一つのフレームとして取り出します。隣接フレーム間では一つのフラグを前フレームの終了と次フレームの開始で共用できる方式もあります。

• フレーム内のデータにフラグと同じ並びが偶然現れると境界と誤認するため、ビット同期HDLCでは送信側がフラグ以外の部分で1が5個連続するたびに0を挿入するビットスタッフィングを行います。受信側はこの挿入0を除去して元データを復元します。

• フラグ$01111110$には1が6個連続しています。データ中では5個の1の後に0が挿入されるため、正常なスタッフィング後のデータから同じフラグ列が生成されず、境界を一意に検出できます。

• FCSは受信フレームのビット誤りを検出し、フラグは境界を検出します。フラグやスタッフィングは暗号化、認証又は誤り訂正ではなく、それぞれ目的が異なります。

• PPPのHDLC類似フレーミングでも$0x7E$をフラグに使います。非同期のオクテット指向リンクでは$0x7D$などを使うオクテットスタッフィング、ビット同期リンクではビットスタッフィングを用いるため、伝送方式に応じた透過化手順を区別します。

• 文字同期方式はSYN等の制御文字を単位として同期し、フラグ同期方式は任意のビット列を扱いやすい点が異なります。問題では同期を取る対象が文字、ビットパターン、クロック又はフレームのどれかを確認します。

■ 過去問での着眼点

HDLCのフラグ同期では$01111110$でフレーム境界を示し、データ中で1が5個連続した後へ0を挿入するビットスタッフィングで透過性を確保します。受信側は境界フラグを検出し、データ中へ挿入された0だけを除去します。FCSによる誤り検出や暗号化とは役割が異なります。1が5個連続したら0を挿入するため、データをフラグと誤認しません。

例: データに$01111110$が含まれる場合、送信側は5個の1の後へ0を挿入して$011111010$として送り、受信側は挿入された0を除去して$01111110$へ戻します。境界として送る本物のフラグにはこの挿入を行いません。