(57)【要約】【課題】データの通信経路上にネットワーク中継機器が設けられている場合であっても、当該通信経路を利用する装置同士が同期して処理をおこなうこと。【解決手段】非同期通信網のネットワーク中継機器の同期を制御する同期移送装置であって、ネットワーク中継機器へ入力されるデータからクロックを抽出するクロック抽出部と、ネットワーク中継機器から出力されたデータを、クロック抽出部が抽出したクロックのタイミングに同期させる同期制御部と、同期制御部により同期されたデータを送信するデータ送信部とを備える。【選択図】図３
2010200033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非同期通信網のネットワーク中継機器の同期を制御する同期移送装置であって、
前記ネットワーク中継機器へ入力されるデータからクロックを抽出するクロック抽出部と、
前記ネットワーク中継機器から出力されたデータを、前記クロックのタイミングに同期させる同期制御部と、
前記同期制御部により同期されたデータを送信するデータ送信部と
を備える同期移送装置。
【請求項２】
前記ネットワーク中継機器へ入力されるデータを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部が受信したデータを前記ネットワーク中継機器に入力するデータ透過部と
をさらに備え、
前記クロック抽出部は、前記データ受信部が受信したデータから前記クロックを抽出する
請求項１に記載の同期移送装置。
【請求項３】
前記ネットワーク中継機器から出力されたデータに、前記同期移送装置の同期状態を示す同期状態情報を付与する同期状態情報付与部
をさらに備える請求項１または２に記載の同期移送装置。
【請求項４】
前記同期移送装置の同期状態を示す同期状態情報を、複数の前記ネットワーク中継機器間の接続を制御する接続制御装置に通知する同期状態情報通知部
をさらに備える請求項１または２に記載の同期移送装置。
【請求項５】
前記ネットワーク中継機器の内部クロックより高精度な高精度クロックを取得する高精度クロック取得部と、
前記高精度クロックを用いて、前記クロック抽出部が抽出した前記クロックを評価することにより、前記同期移送装置の同期状態を判断する同期状態判断部と
をさらに備える請求項１から４のいずれかに記載の同期移送装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の同期移送装置と、
複数の前記ネットワーク中継機器間の接続を制御する接続制御装置と
を備え、
前記接続制御装置は、
複数の前記同期移送装置のそれぞれから、前記同期移送装置の同期状態を示す同期状態情報を取得する同期状態情報取得部と、
前記複数の同期移送装置のそれぞれの前記同期状態情報に基づいて、前記複数のネットワーク中継機器間の接続を制御することにより、前記非同期通信網におけるデータの通信経路を制御する経路制御部と
を有する同期制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期移送装置および同期制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子交換機から出力された回線データから網同期用クロック信号を抽出し、抽出した網同期用クロック信号を伝送装置へ供給する網同期システムが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３１８８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記技術では、データを受信した伝送装置が内部クロックを用いてデータを送信するネットワーク中継機器の場合、中継先の装置は、ネットワーク中継機器の内部クロックのタイミングでデータを処理するため、電子交換機とは同期して処理をおこなうことができない。このように、従来技術では、データの通信経路上にネットワーク中継機器が設けられている場合、当該通信経路を利用する装置同士が同期して処理をおこなうことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、非同期通信網のネットワーク中継機器の同期を制御する同期移送装置であって、ネットワーク中継機器へ入力されるデータからクロックを抽出するクロック抽出部と、ネットワーク中継機器から出力されたデータを、クロック抽出部が抽出したクロックのタイミングに同期させる同期制御部と、同期制御部により同期されたデータを送信するデータ送信部とを備える。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００７】
図１は、実施形態に係る非同期通信網１０の構成の一例を示す。非同期通信網１０は、ＩＰネットワークなどの通信ネットワークであって、複数の基地局１２を相互接続する。非同期通信網１０は、複数のネットワーク中継機器１４を備える。ネットワーク中継機器１４は、非同期通信網１０においてデータを中継する、ゲートウェイ、ルータ、ハブなどの機器である。
【０００８】
ネットワーク中継機器１４は、他の装置から受信したデータのクロックのタイミングで動作する。また、ネットワーク中継機器１４は、クロック発振器を内蔵しており、クロック発振器が発生したクロックのタイミングにデータを同期させて、他の装置へ送信する。
【０００９】
非同期通信網１０においては、複数のネットワーク中継機器１４が同期していない場合であっても、同期の精度を重要視しない非同期アプリケーションは正常にデータを処理することができる。一方、複数の基地局１２間の時刻を同期させるアプリケーションなど、同期の精度を重要視する同期アプリケーションを処理する場合には、複数のネットワーク中継機器１４を高い精度で同期させる必要がある。しかしながら、非同期通信網１０に用いられているネットワーク中継機器１４は、内蔵されているクロック発振器の精度が低いので、複数のネットワーク中継機器１４を同期させることは容易ではない。
【００１０】
たとえば、図１において、基地局１２Ａは、クロックがｆ０のデータを出力する。ネットワーク中継機器１４Ａは、クロックがｆ０のデータを入力するが、内蔵のクロック発振器が発生したクロックｆ１を用いてデータを出力する。同様に、ネットワーク中継機器１４Ｂ−Ｄは、内蔵のクロック発振器が発生したクロックｆ２−ｆ４を用いてデータを出力する。このように、複数のネットワーク中継機器１４から出力されたデータのクロックがそれぞれ異なるので、複数のネットワーク中継機器１４を同期させることは容易ではない。
【００１１】
そこで、本実施形態の非同期通信網１０は、複数のネットワーク中継機器１４の同期を制御する同期制御システムをさらに備える。同期制御システムは、複数の同期移送装置１００を備える。具体的には、非同期通信網１０において、複数のネットワーク中継機器１４のそれぞれに対して、同期移送装置１００が１台ずつ設けられている。
【００１２】
同期移送装置１００は、ネットワーク中継機器１４の同期を制御する。具体的には、同期移送装置１００は、ネットワーク中継機器１４から出力されたデータのクロックタイミングを、ネットワーク中継機器１４に入力されたデータのクロックタイミングに同期させる。同期制御システムは、複数の同期移送装置１００のそれぞれが、ネットワーク中継機器１４から出力されたデータのクロックタイミングを制御することで、複数のネットワーク中継機器１４から出力された複数のデータのクロックタイミングを同期させる。これにより、同期制御システムは、複数のネットワーク中継機器１４を同期させる。
【００１３】
たとえば、図１に示すように、同期移送装置１００Ａは、ネットワーク中継機器１４Ａから出力されたクロックがｆ１のデータを、ネットワーク中継機器１４Ａに入力されたデータのクロックである、クロックｆ０のタイミングに同期させる。同様に、同期移送装置１００Ｂ−Ｄが、ネットワーク中継機器１４Ｂ−Ｄから出力されたデータをクロックｆ０のタイミングに同期させる。これにより、同期制御システムは、ネットワーク中継機器１４Ａ−Ｄを同期させる。
【００１４】
このように、本実施形態の同期制御システムによれば、ネットワーク中継機器１４のクロック発振器の精度が低い場合であっても、複数のネットワーク中継機器１４から出力される複数のデータのクロックタイミングを同期させることにより、複数のネットワーク中継機器１４を高い精度で同期させることができる。また、同期移送装置１００を既存のネットワーク中継機器１４に接続するだけで同期制御システムを構築することができるので、複数のネットワーク中継機器１４を同期させるための同期制御システムを、短期間かつ低コストで構築することができる。
【００１５】
なお、本実施形態の同期制御システムは、複数のネットワーク中継機器１４間の接続を制御する接続制御装置１１０をさらに備える。接続制御装置１１０は、複数の同期移送装置１００の同期状態に応じて、各種制御処理をおこなう。たとえば、接続制御装置１１０は、複数の同期移送装置１００の同期状態に応じて、データの通信経路を制御する。接続制御装置１１０は、複数の同期移送装置１００が同期している通信経路を利用するようにデータの通信経路を制御してもよい。また、接続制御装置１１０は、複数の同期移送装置１００の同期精度がより高い通信経路を利用するようにデータの通信経路を制御してもよい。
【００１６】
このように、本実施形態の同期制御システムによれば、接続制御装置１１０をさらに備えたことにより、ネットワーク中継機器１４の同期状態の把握を容易化できる。また、複数の同期移送装置１００の同期状態に応じて、非同期通信網１０における通信経路等を自動的に制御することができるので、非同期通信網１０を利用するアプリケーションは、より高い同期精度を継続して得ることができる。
【００１７】
図２は、非同期通信網１０におけるデータの処理タイミングの概念を示す。ここでは、基地局１２Ａからネットワーク中継機器１４を介して基地局１２Ｂへデータを送信する例を説明する。
【００１８】
基地局１２Ａは、データ２０２およびデータ２０４を、当該基地局１２Ａの内部クロック２０６にタイミングを同期させて送信する。ネットワーク中継機器１４は、基地局１２Ａから受信したデータ２０２およびデータ２０４を、当該ネットワーク中継機器１４の内部クロック２１０にタイミングを同期させて送信する。
【００１９】
基地局１２Ｂは、ネットワーク中継機器１４から出力されたデータ２０２およびデータ２０４を直接受信してしまうと、基地局１２Ａの内部クロック２０６と周波数が異なる、ネットワーク中継機器１４の内部クロック２１０のタイミングでデータ２０２およびデータ２０４の処理をおこなってしまう。すなわち、基地局１２Ｂは、基地局１２Ａと同一の周波数のクロックで処理できず、基地局１２Ａに同期して処理できない。
【００２０】
そこで、基地局１２Ｂは、ネットワーク中継機器１４の同期を制御する同期移送装置１００を介して、ネットワーク中継機器１４からデータ２０２およびデータ２０４を受信する。同期移送装置１００は、データ２０２およびデータ２０４をネットワーク中継機器１４から受信する。そして、同期移送装置１００は、データ２０２およびデータ２０４を、基地局１２Ａの内部クロック２０６にタイミングを同期させて送信する。
【００２１】
基地局１２Ｂは、同期移送装置１００から出力されたデータ２０２およびデータ２０４を受信することで、基地局１２Ａの内部クロック２０６のタイミングでデータ２０２およびデータ２０４の処理をおこなう。すなわち、基地局１２Ｂは、基地局１２Ａと同一の周波数のクロックで処理できるので、基地局１２Ａに同期して処理できる。
【００２２】
ここで、基地局１２Ｂにおいては、基地局１２Ａに対して、中間にあるネットワークと中継装置を要因とするデータの到着時間のばらつきが生じる。しかしながら、基地局１２Ｂの処理に用いられるクロックは、基地局１２Ａの処理に用いられるクロックに同期しているので、これを基準として容易にデータのタイミングを再現することが出来る。たとえば、図２に示す例では、基地局１２Ａは、Ｔ０を基準としたタイミングＴ１、Ｔ２の付加情報を付加して、データ２０２およびデータ２０４を送信する。基地局１２Ｂは、ネットワーク伝送遅延とネットワーク中継機遅延の合計分遅延したＴ１´、Ｔ２´のタイミングでデータ２０２およびデータ２０４を受信処理する。これらのタイミングの間隔は送信時と異なるが、基地局１２Ｂは、基地局１２Ａと同期したクロックと、受信したデータ２０２およびデータ２０４に付加されている付加情報とに基づいて、図２の枠２２０内に示すようにタイミングＴ０、Ｔ１、Ｔ２を再現し、再現したタイミングＴ０、Ｔ１、Ｔ２を利用して、容易に送信元のデータおよび出力タイミングを再現することが出来る。
【００２３】
図３は、基地局１２、ネットワーク中継機器１４、および同期移送装置１００の機能構成の一例を示す。
【００２４】
基地局１２は、バッファ３００、内部クロック発生部３０２、およびデータ送信部３０４を備える。バッファ３００は、送信対象のデータを格納する。内部クロック発生部３０２は、クロック発振器によって、内部クロックを発生する。データ送信部３０４は、バッファ３００に格納されているデータを、内部クロック発生部３０２が発生した内部クロックのタイミングに同期させて送信する。
【００２５】
ネットワーク中継機器１４は、データ入力部３１０、ＰＬＬ回路部３１２、バッファ３１４、内部クロック発生部３１６、およびデータ出力部３１８を備える。データ入力部３１０は、基地局１２から送信されたデータであって、同期移送装置１００が透過したデータを入力する。ＰＬＬ回路部３１２は、ＰＬＬ回路によって、データ入力部３１０が入力したデータを、当該データから抽出したクロックのタイミングに同期させる。バッファ３１４は、データ入力部３１０が入力したデータを格納する。内部クロック発生部３１６は、クロック発振器によって、内部クロックを発生する。データ出力部３１８は、バッファ３１４に格納されているデータを、内部クロック発生部３１６が発生した内部クロックのタイミングに同期させて、同期移送装置１００へ出力する。
【００２６】
同期移送装置１００は、データ受信部３２０、クロック抽出部３２２、データ透過部３２４、データ入力部３２６、ＰＬＬ回路部３２８、バッファ３３０、同期制御部３３２、およびデータ送信部３３４を備える。
【００２７】
データ受信部３２０は、ネットワーク中継機器１４へ入力されるデータを受信する。クロック抽出部３２２は、ネットワーク中継機器１４へ入力されるデータからクロックを抽出する。具体的には、クロック抽出部は、データ受信部３２０が受信したデータからクロックを抽出する。データ透過部３２４は、データ受信部が受信したデータをネットワーク中継機器１４に入力する。
【００２８】
データ入力部３２６は、ネットワーク中継機器１４のデータ出力部３１８が出力したデータを入力する。ＰＬＬ回路部３２８は、ＰＬＬ回路によって、データ入力部３２６が入力したデータを、当該データから抽出したクロックのタイミングに同期させる。バッファ３３０は、データ入力部３２６が入力したデータを格納する。
【００２９】
同期制御部３３２は、ＰＬＬ回路によって、ネットワーク中継機器１４から出力されたデータ、すなわちバッファ３３０に格納されているデータを、クロック抽出部３２２が抽出したクロックのタイミングに同期させる。データ送信部３３４は、同期制御部３３２により同期されたデータを送信する。具体的には、データ送信部３３４は、ネットワーク中継機器１４が本来送信すべき後続の装置へ、上記データを送信する。
【００３０】
同期移送装置１００は、高精度クロック発生部３４０、高精度クロック取得部３４２、同期状態判断部３４４、同期状態情報付与部３４６、および同期状態情報通知部３４８をさらに備える。
【００３１】
高精度クロック発生部３４０は、必要に応じて、ＯＣＸＯ（Ｏｖｅｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）などの高精度クロック発振器により、ネットワーク中継機器１４の内部クロックより高精度な高精度クロックを発生する。たとえば、３Ｇ以降の移動体通信網などでは、高精度クロック発振器には、クロックの誤差が０．０５ｐｐｍ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｌｌｉｏｎ）以下のものを用いることが好ましい。
【００３２】
高精度クロック取得部３４２は、ネットワーク中継機器１４の内部クロックより高精度な高精度クロックを取得する。たとえば、高精度クロック取得部３４２は、高精度クロック発生部３４０が発生した高精度クロックを取得する。高精度クロック取得部３４２は、高精度クロック発振器を備える基地局１２などの外部装置から、高精度クロックを取得してもよい。
【００３３】
同期状態判断部３４４は、高精度クロック取得部３４２が取得した高精度クロックを用いて、クロック抽出部３２２が抽出したクロックを評価することにより、同期移送装置１００の同期状態を判断する。たとえば、同期状態判断部３４４は、高精度クロックを用いて、クロック抽出部３２２が抽出したクロックの精度を定期的に観測し、観測したクロックの誤差に基づいて、同期移送装置１００が同期しているか否かを判断する。
【００３４】
この場合、同期状態判断部３４４は、観測したクロックの誤差が、予め定められている基準値よりも大きい場合は、同期移送装置１００が同期していないと判断し、予め定められている基準値よりも小さい場合は、同期移送装置１００が同期していると判断してもよい。たとえば、同期状態判断部３４４は、観測したクロックの誤差が、予め定められている基準値である０．１ｐｐｍよりも大きい場合は、同期移送装置１００が同期していないと判断してもよい。
【００３５】
同期状態判断部３４４は、観測したクロックの誤差に基づいて、同期移送装置１００の同期レベルを判断してもよい。同期レベルは、高／中／低など、段階的なものであってもよく、ｐｐｍ単位で示されたクロックの誤差など、数値的なものであってもよい。
【００３６】
同期状態情報付与部３４６は、ネットワーク中継機器１４から出力されたデータ、すなわちバッファ３３０に格納されているデータに、同期移送装置１００の同期状態を示す同期状態情報を付与する。たとえば、同期状態情報付与部３４６は、バッファ３３０に格納されているデータパケットの空き領域に、同時状態情報を付与する。この場合、同期状態情報付与部３４６は、通信に影響を及ぼさない空き領域に同期状態情報を付与することが好ましい。
【００３７】
同期状態情報通知部３４８は、同期移送装置１００の同期状態を示す同期状態情報を、接続制御装置１１０に通知する。たとえば、同期状態情報通知部３４８は、同期状態情報を、定期的に接続制御装置１１０に通知する。同期状態情報付与部３４６が付与する同期状態情報および同期状態情報通知部３４８が通知する同期状態情報は、同期制御部３３２による同期処理が成功したか否かを示すものであってもよく、同期状態判断部３４４による判断結果を示すものであってもよく、単に同期移送装置１００が稼動していることを示すものであってもよい。
【００３８】
図４は、接続制御装置１１０の機能構成の一例を示す。接続制御装置１１０は、同期状態情報取得部４０２、同期状態情報格納部４０４、および経路制御部４０６を備える。
【００３９】
同期状態情報取得部４０２は、複数の同期移送装置１００のそれぞれから、同期移送装置１００の同期状態を示す同期状態情報を取得する。同期状態情報格納部４０４は、同期状態情報取得部４０２が取得した同期状態情報を格納する。たとえば、同期状態情報格納部４０４は、複数の同期移送装置１００のそれぞれから定期的に通知された同期状態情報を同期状態情報取得部４０２が取得するごとに、取得した同期状態情報を用いて当該同期状態情報格納部４０４に格納されている同期状態情報を定期的に更新する。
【００４０】
同期状態情報格納部４０４は、たとえば、同期移送装置１００が同期しているか否かを示す情報を同期状態情報として格納する。同期状態情報格納部４０４は、同期移送装置１００の同期レベルを示す情報を同期状態情報として格納してもよい。また、同期状態情報格納部４０４は、他の同期移送装置１００との同期関係を示す情報を同期状態情報として格納してもよい。また、同期状態情報格納部４０４は、同期移送装置１００が稼動しているか否かを示す情報を同期状態情報として格納してもよい。
【００４１】
経路制御部４０６は、同期状態情報格納部４０４に格納されている複数の同期移送装置１００のそれぞれの同期状態情報に基づいて、複数のネットワーク中継機器１４間の接続を制御することにより、非同期通信網１０におけるデータの通信経路を制御する。たとえば、経路制御部４０６は、複数の同期移送装置１００が同期している通信経路と、複数の同期移送装置１００が同期していない通信経路とが存在する場合、複数の同期移送装置１００が同期している通信経路を利用するように、非同期通信網１０におけるデータの通信経路を制御する。
【００４２】
経路制御部４０６は、稼動していない同期移送装置１００を含む通信経路と、稼動していない同期移送装置１００を含まない通信経路とが存在する場合、稼動していない同期移送装置１００を含まない通信経路を利用するように、非同期通信網１０におけるデータの通信経路を制御してもよい。経路制御部４０６は、複数の同期移送装置１００が同期している通信経路が複数存在する場合、複数の同期移送装置１００がより高い精度で同期している通信経路を利用するように、非同期通信網１０におけるデータの通信経路を制御してもよい。
【００４３】
図５は、同期状態情報格納部４０４に格納されている同期状態情報の一例を示す。同期状態情報格納部４０４には、複数の同期移送装置ＩＤのそれぞれに対して、同期状態情報が対応付けて格納されている。同期状態情報は、項目「稼動状態」、項目「同期状態」、および項目「同期精度」を含む。
【００４４】
項目「稼動状態」には、同期移送装置１００が稼動していることを示す「稼動」、または同期移送装置１００が稼動していないことを示す「非稼動」が設定される。同期状態情報格納部４０４は、稼動していない同期移送装置１００については、同期状態情報を格納しなくてもよい。すなわち、同期状態情報が格納されていることをもって、同期移送装置１００が稼動していることを示してもよい。
【００４５】
項目「同期状態」には、同期移送装置１００が他の同期移送装置１００と同期していることを示す「同期」、または同期移送装置１００が他の同期移送装置１００と同期していないことを示す「非同期」が設定される。項目「同期精度」には、同期移送装置１００の同期レベルが設定される。図５に示す例では、項目「同期精度」には、ｐｐｍ単位でのクロックの誤差が同期レベルとして設定されている。
【００４６】
図５に示す同期状態情報が同期状態情報格納部４０４に格納されている場合、経路制御部４０６は、稼動している同期移送装置１００である、同期移送装置ＩＤ「１」、「２」、および「３」の同期移送装置１００が設けられている通信経路を優先して利用するように、データの通信経路を制御してもよい。また、経路制御部４０６は、同期している同期移送装置１００である、同期移送装置ＩＤ「１」および「２」の同期移送装置１００が設けられている通信経路をより優先して利用するように、データの通信経路を制御してもよい。また、経路制御部４０６は、同期精度がより高い同期移送装置１００である、同期移送装置ＩＤ「１」の同期移送装置１００が設けられている通信経路をより優先して利用するように、データの通信経路を制御してもよい。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係る非同期通信網１０の構成の一例を示す。
【図２】非同期通信網１０におけるデータの処理タイミングの概念を示す。
【図３】基地局１２、ネットワーク中継機器１４、および同期移送装置１００の機能構成の一例を示す。
【図４】接続制御装置１１０の機能構成の一例を示す。
【図５】同期状態情報格納部４０４に格納されている同期状態情報の一例を示す。
【符号の説明】
【００４９】
１０  非同期通信網、１２  基地局、１４  ネットワーク中継機器、１００  同期移送装置、１１０  接続制御装置、２０２  データ、２０４  データ、２０６  内部クロック、２１０  内部クロック、３００  バッファ、３０２  内部クロック発生部、３０４  データ送信部、３１０  データ入力部、３１２  ＰＬＬ回路部、３１４  バッファ、３１６  内部クロック発生部、３１８  データ出力部、３２０  データ受信部、３２２  クロック抽出部、３２４  データ透過部、３２６  データ入力部、３２８  ＰＬＬ回路部、３３０  バッファ、３３２  同期制御部、３３４  データ送信部、３４０  高精度クロック発生部、３４２  高精度クロック取得部、３４４  同期状態判断部、３４６  同期状態情報付与部、３４８  同期状態情報通知部、４０２  同期状態情報取得部、４０４  同期状態情報格納部、４０６  経路制御部
【図１】
2010200033.tif 000003
【図２】
2010200033.tif 000004
【図３】
2010200033.tif 000005
【図４】
2010200033.tif 000006
【図５】
2010200033.tif 000007