(57)【要約】【課題】本発明は非同期網におけるクロック同期システムに関し、非同期網（例えばＩＰ網）等が介在していても、クロック成分を非同期網を通して伝送することにより、網同期を確立し、同期転送モードを実現することができる非同期網におけるクロック同期システムを提供することを目的としている。【解決手段】第１の伝送装置１ｂと第２の伝送装置１ｄとが非同期網２ｄを介して接続されたデータ伝送システムにおいて、前記第１の伝送装置１ｂと非同期網２ｄ、及び非同期網２ｄと第２の伝送装置１ｄとの間にデータの送受信を行なうためのインターフェイス装置２ｃ，２ｅを設け、該インターフェイス装置内に、データを送信する側にクロック成分を数値化してパケットに挿入して伝送する数値化手段と、データを受信する側に受信したパケットからクロックを抽出生成するクロック生成手段とを設けて構成される。【選択図】図１
2007195036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送装置と第２の伝送装置とが非同期網を介して接続されたデータ伝送システムにおいて、
前記第１の伝送装置と非同期網、及び非同期網と第２の伝送装置との間にデータの送受信を行なうためのインターフェイス装置を設け、
該インターフェイス装置内に、データを送信する側にクロック成分を数値化してパケットに挿入して伝送する数値化手段と、データを受信する側に受信したパケットからクロックを抽出生成するクロック生成手段とを設けたことを特徴とする非同期網におけるクロック同期システム。
【請求項２】
前記数値化手段は、クロック成分として、データを一時的に保持する送信バッファのバッファポインタ値を用いることを特徴とする請求項１記載の非同期網におけるクロック同期システム。
【請求項３】
前記クロック生成手段は、受信したパケットからクロック成分を抽出し、抽出したクロック成分をアナログ信号に変換し、該アナログ信号を受けてアナログ信号に応じた周波数を発生するものであることを特徴とする請求項１記載の非同期網におけるクロック同期システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非同期網におけるクロック同期システムに関する。本発明は、通信事業者の提供する高速デジタル専用線サービスの同期転送モード（ＳＴＭ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）による通信をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網（＝非同期転送網）を介して通信可能とする伝送装置に適用される。また、本発明は、ＳＴＭ伝送とＥＴＨＥＲＮＥＴ（イーサネット：富士ゼロックス株式会社の登録商標）伝送のインターフェイスを変換するＳＴＭ／ＥＴＨＥＲコンバータ（以下、Ｓ／Ｅコンバータと略す）としても適用される。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークでデジタルデータを伝送する場合、通常はデータとクロックとを装置間で送受信し、データとクロックの同期をとるのが普通である。図１０はこの種の従来システムの構成例を示すブロック図で、ＳＴＭによる同期転送モードの例を示す。図において、１ａはクロックを供給するクロック供給装置、１ｂは該クロック供給装置１ａからのクロックを受ける加入者終端装置、１ｃは該加入者終端装置１ｂと接続される高速デジタル専用線網である。１ｄは該高速デジタル専用線網１ｃと接続される回線終端装置、１ｅは該回線終端装置１ｄと接続される端末装置である。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【０００３】
図に示すシステムは、クロック供給装置１ａから端末装置１ｅまで全て同一クロック又は同期クロックにて網同期をとって、双方向の信号伝送を可能にしている。先ず、加入者終端装置１ｂは、通信局舎内にてクロックの供給を受ける。そして、入力されたクロックから搬送クロックを生成し、高速デジタル専用線網１ｃを介して搬送信号（データ信号）に搬送クロックを重畳して伝送する。高速デジタル専用線網の代わりに、光ファイバやメタリックケーブル等が用いられることもある。このようにして、回線終端装置１ｄと加入者終端装置１ｂ間でデータの送受信を行なう。
【０００４】
この時、回線終端装置１ｄは、受信信号からデータとクロック及びフレーム同期信号を抽出し、該クロックに従属同期して動作すると共に、端末装置１ｅに同様に搬送信号にクロック成分を重畳して伝送する。また、端末装置１ｅは、同様にデータとクロック及びフレーム同期信号を抽出することにより従属同期し、全体として網同期が確立し、データの同期転送が可能となる。
【０００５】
従来のこの種の技術としては、ＰＣＭ信号の伝送において、非同期のＰＣＭ信号を一時メモリに蓄積し、この記憶された内容を同期化信号のクロックで読み出し、両信号の位相差を比較回路で監視し、位相差がある限度以上ずれた時には、所定の方式に従って読み出しを一時停止して位相調整を行ない、位相変化位置を示す情報を受信側に送出する技術が知られている（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】電子通信学会編「ＰＣＭ通信システム」．昭和５５年．ｐ７６−７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図１０に示す高速デジタル専用線網１ｃが網同期ではない非同期網の例えばＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網であったり、加入者終端装置１ｂ又は回線終端装置１ｄのインターフェイスが非同期であるパケット転送等に対応したイーサネットインターフェイス（ＩＥＥＥ８０２．３）であった場合は、クロック成分を搬送することができないという問題がある。このため、加入者終端装置１ｂと端末装置１ｅ間の搬送信号にエラー又は重大な通信障害が発生する場合がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ＳＴＭ伝送による端末装置間又は端末装置−加入者終端装置（ノード装置）間に非同期網（例えばＩＰ網）等が介在していても、クロック成分を非同期網を通して伝送することにより、網同期を確立し、同期転送モードを実現することができる非同期網におけるクロック同期システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）請求項１記載の発明は、第１の伝送装置と第２の伝送装置とが非同期網を介して接続されたデータ伝送システムにおいて、前記第１の伝送装置と非同期網、及び非同期網と第２の伝送装置との間にデータの送受信を行なうためのインターフェイス装置を設け、該インターフェイス装置内に、データを送信する側にクロック成分を数値化してパケットに挿入して伝送する数値化手段と、データを受信する側に受信したパケットからクロックを抽出生成するクロック生成手段とを設けたことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記数値化手段は、クロック成分として、データを一時的に保持する送信バッファのバッファポインタ値を用いることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記クロック生成手段は、受信したパケットからクロック成分を抽出し、抽出したクロック成分をアナログ信号に変換し、該アナログ信号を受けてアナログ信号に応じた周波数を発生するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
（１）請求項１記載の発明によれば、クロック成分を数値化してパケットに挿入して非同期網を通過させ、受信側ではこの数値化されたクロック成分を抽出して同期クロックを生成することにより、ネットワークが非同期網であっても、網同期を確立し、同期転送モードを実現することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、送信バッファのポインタ値をクロック成分として用いることで、非同期網間での網同期を確立することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、受信したデジタル信号であるクロック成分をアナログ信号である電圧値に変換し、この電圧値を用いて該電圧値に応じた周波数を発生させ、この周波数からクロックを生成することで、非同期網間で網同期を確立することができる。なお、受信したデジタル信号を加工し、ＤＰＬＬ方式によりクロックを生成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。本発明は、非同期網であるＩＰ網を介してＳＴＭの伝送装置間をクロック同期をとり、データ伝送する方法として、同期網に同期した送信バッファ（ＦＩＦＯ）のバッファポインタ値である周波数制御情報をパケット伝送にてＳＴＭ−イーサネット変換装置間にて情報伝達して、その制御情報により電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、以下ＶＣＸＯと略す）を制御することにより、クロック同期をとり網同期を実現するものである。これにより、ＳＴＭのクロック周波数を生成することにより、ＳＴＭの同期転送モードを可能としている。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態例を示すブロック図である。図１０と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１ａはクロックを供給するクロック供給装置、１ｂは該クロック供給装置１ａからのクロックを受ける第１の伝送装置としての加入者終端装置、２ｃは該加入者終端装置１ｂと接続され、ＳＴＭとイーサネット間の相互変換を行なうインターフェイス装置としてのＳ／Ｅコンバータ、２ｄは該Ｓ／Ｅコンバータ２ｃと接続される非同期網である。該非同期網２ｄとしては、ここではＩＰ網が用いられているが、その他の非同期網であってもよい。Ｓ／Ｅコンバータ２ｃは、加入者終端装置１ｂと接続されるＳＴＭブロックと、ＩＰ網２ｄと接続されるイーサネットブロックとで構成され、ＳＴＭ／イーサネット変換を行なう。それと同時に、同期クロック成分を数値化してパケットとしてＩＰ網２ｄ側に伝送する。
【００１２】
２ｅはＩＰ網２ｄと接続され、ＳＴＭとイーサネット間の相互変換を行なうインターフェイス装置としてのＳ／Ｅコンバータである。１ｄはＳ／Ｅコンバータ２ｅと接続される第２伝送装置としての回線終端装置、１ｅは該回線終端装置１ｄと接続される端末装置である。Ｓ／Ｅコンバータ２ｅは、ＩＰ網２ｄと接続されるイーサネットブロックと、回線終端装置１ｄと接続されるＳＴＭブロックより構成され、ＳＴＭ／イーサネット変換を行なう。それと同時に、Ｓ／Ｅコンバータ２ｃ側から転送された同期クロック成分を数値化したパケットを受信して、その数値を加工してクロック成分を抽出して回線終端装置１ｄ側への同期クロックを生成する。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１３】
図２はＳ／Ｅコンバータ２ｃにおける加入者終端装置１ｂ側への送信制御部の中の送信バッファの動作説明図である。この送信バッファは、加入者終端装置１ｂ及び回線終端装置１ｄの双方に設けられている。加入者終端装置１ｂと回線終端装置１ｄ間は相互にデータ送受信を行なっている。ここでは送信バッファとしてＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）を用いている。送信バッファ３ａ側からはイーサネットインターフェイスの非同期データがバースト的に送信バッファ３ｂに書き込まれる。即ち、パケットデータを書き込みクロックでタイミングをとって送信バッファ３ｂ内に書き込む。これに対して、３ｃ側はＳＴＭの同期網のインターフェイスにより周期的に読み出しが実行される。即ち、送信バッファ３ｂからはクロック生成した読み出しクロックに同期して読み出しが行われる。
【００１４】
このようなバッファ３ｂへの書き込みと読み出しに応じて、バッファ３ｂに蓄積されたデータ量を示すバッファポインタ値は変化する。バッファポインタ値は、バッファ３ｂの蓄積されたデータ量を示すものであるが、書き込み又は読み出されるバッファのアドレスを示す指標でもある。３ａからのデータが多い場合にはバッファポインタ値が増加し、３ｃの読み出しが多い場合にはバッファポインタ値が減少する。
【００１５】
従って、この情報をＩＰ網２ｄを介しての通信手段であるパケット伝送により、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅに情報伝達して、該Ｓ／Ｅコンバータ２ｅ側にてクロック周波数を制御することにより、加入者終端装置１ｂ側のＳＴＭ同期網と同期をとることができる。なお、入力断、リンク断やＳＴＭの同期外れ等の重大回線障害が発生した場合は、バッファ３ｂをリセットして復旧時にデフォルト（初期値）ポインタから動作を開始させることができる。
【００１６】
図３はＳ／Ｅコンバータの送信制御部で求められたクロック成分（バッファポインタ値）転送方式の説明図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。バッファポインタ値３ｄ（図２参照）は、１８ビットのデータ（詳細後述）で構成される。この１８ビットのデータを、パケット転送における最小パケット長である６４バイトに３バイト分を埋め込み、ポインタパケットとして転送する。この時、ポインタパケットとして識別できるように識別データも付与する。
【００１７】
Ｓ／Ｅコンバータ２ｅは、識別データによりポインタパケットを受信してバッファポインタ値を抽出する。図４はＳ／Ｅコンバータ２ｅの内部構成例を示すブロック図である。Ｓ／Ｅコンバータ２ｃ側も同じ構成である。受信した８ビットのポインタパケットデータ５ａは、Ｄ／Ａコンバータ５ｂに入力される。ここで、パケットデータには、ポインタパケットとして識別できる識別データが付加されているので、パケットデータを認識することができる。Ｄ／Ａコンバータ５ｂは、入力データをアナログ信号に変換し、ゲインｎのゲインアンプ５ｃに入力する。
【００１８】
この場合において、ポインタパケットデータの送信間隔が大きいとデータの相対的な差が大きくなり、また送信間隔が小さいと相対的な差が小さくなるので、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅで生成される周波数の安定度が変化する。そこで、パケットデータ値の送信間隔が最適となるように、ゲインｎのゲインアンプ５ｃのゲインを調整する。
【００１９】
ゲインアンプ５ｃの出力は、ＶＣＸＯ５ｄに入力される。電圧制御発振器５ｄは入力電圧に応じた周波数を発生して出力する。続くクロック生成部５ｅは、電圧制御発振器５ｄの出力周波数からデータを確定するためのタイミングクロックを生成して出力する。以上より、バッファポインタ値３ｄと、Ｄ／Ａコンバータの入力データ５ａを用いて周波数制御を実行することになる。なお、デジタルデータである５ａを直接にデジタル制御発振器（ＤＣＯ）に入力し周波数を得るＤＰＬＬ方式を用いてもよい。
【００２０】
図５は周波数制御の相対関係を示す図である。バッファポインタ値３ｄが大きくなるということは、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅからのデータ量が多く、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅの周波数が高いことを示している。このような状態の場合、Ｄ／Ａコンバータ５ｂの入力を小さくする。この結果、ＶＣＸＯ５ｄの電圧が下がり、その出力周波数が下がることになる。逆に、バッファポインタ値３ｄが小さくなると、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅからのデータ量が少なく、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅの周波数が低いことを示している。このような状態の場合、Ｄ／Ａコンバータ５ｂの入力を大きくする。この結果、ＶＣＸＯ５ｄの電圧が上がり、その出力周波数が上がることになる。
【００２１】
図６はＤ／Ａコンバータ５ｂへの入力データを示す図であり、バッファポインタ値３ｄからＤ／Ａコンバータ５ｂの入力データ５ａの生成方法及びそれに関連する制御方法を示す。図２の送信バッファ３ｂには、３ａ側からバースト的にデータが書き込まれるので、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅから転送されるパケットの中のデータ長を１０ビット分の１０２３バイトに固定して転送させる。これにより、バッファポインタ値３ｄは（ａ）の１０ビット分がバースト的に増加する。
【００２２】
また、リセット時のデフォルトポインタ及びバッファの深さを１６パケット分とすることにより（ｂ）の１４ビットポイントデータが決定する。本発明によれば、１４ビットをデフォルト値として、ポインタデータは１０ビットから１８ビットまで変化することを示している。つまり、デフォルト値をＫとして、その変動値を±Δとすると、ポインタデータ値はＫ±Δと表される。
【００２３】
以上より、１８ビットのバッファポインタ値３ｄに対してパケットが書き込まれるたびにＤ／Ａコンバータ５ｂの入力データ（８ビットデータ）の変動を最小限に抑えることができ、そのデフォルトポインタ値を中心として入力データ５ａの８ビットデータを決定する。図５に示す通りバッファポインタ値３ｄ及び入力データ５ａとＶＣＸＯ５ｄの入力電圧の関係は反比例となるので、ゲインアンプ５ｃにおいて、ｎ＝１／ｍのゲインを決定する。このようなデフォルトポインタ値の上位８ビットをとって、Ｄ／Ａコンバータ５ｂ（図４参照）の入力データとする。
【００２４】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、クロック成分を数値化してパケットに挿入して非同期網を通過させ、受信側ではこの数値化されたクロック成分を抽出して同期クロックを生成することにより、ネットワークが非同期網であっても、網同期を確立し、同期転送モードを実現することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、送信バッファのポインタ値をクロック成分として用いることで、非同期網間での網同期を確立することができる。更に、受信したクロック成分をアナログ信号に変換し、この電圧値を用いて該電圧値に応じた周波数を発生させ、この周波数からクロックを生成することで、非同期網間で網同期を確立することができる。
【００２６】
本発明によれば、他のパラメータとして図７に示すようなパラメータを用いて特性を可変することができ、用途に合わせて柔軟に対応できる。図７は、パラメータの調整の説明図である。図３のＳ／Ｅコンバータ２ｅから２ｃ方向のフレームデータサイズをパラメータとする場合、設定値例としては１０２３バイトが考えられる。フレームデータサイズを小さくすると周波数安定度が増すが、Ｓ／Ｅコンバータ２ｅから２ｃへのトラフィックが増大するという問題がある。
【００２７】
パラメータとして補正間隔（ポインタパケット送信間隔）を用いる場合、設定値例としては１秒が考えられる。補正間隔が小さいと周波数追随が細かくなるが、Ｓ／Ｅコンバータ２ｃから２ｅへのトラフィックが増大するという問題がある。パラメータとしてＶＣＸＯの入力ゲイン調整を用いる場合、ゲインの設定値としては例えば×ｎが用いられる。ゲインが大きいと追随性がよくなるが、周波数安定度が悪くなるという問題がある。パラメータとしてバッファの深さを用いる場合、設定値としては例えば１６パケット分が用いられる。深さが小さいと遅延が小さくなるが、急激な変化に対応できないという問題がある。
【００２８】
次に、本発明の具体的効果について説明する。通信網において、ＳＴＭ網とＩＰ網の２重化されたシステムにおいては、設備投資及び保守管理費は１重化の場合に比較して２倍のコストがかかる。しかしながら、ＳＴＭ網の設備はＩＰ網の設備に置き換わりつつあるが、そのサービスの最後のユーザが撤去されるまで運用を続ける必要がある。
【００２９】
従って、ＳＴＭ系の設備をＩＰ網を介して集約することにより、大幅な設備の償却ができると共に、ＩＰ網に統一することにより、人件費の削減及び保守が一元化されることにより、トラブルシューティング等の時間短縮を実現することができ、トータルなサービス品質の向上が図れる。
【００３０】
図８は従来のネットワーク構成例を示す図である。図において、１ｃはＳＴＭ網（同期網）、２ｄはＩＰ網（非同期網）、１０は局舎である。局舎１０内には、ＳＴＭ設備１１とＩＰ設備１２が設けられている。２０はＳＴＭ設備１１と接続されるＳＴＭ加入者である。このような従来のシステムの場合、局舎１０毎にＳＴＭ設備１１及びＩＰ設備１２が重複し、更にＳＴＭ網１ｃとＩＰ網２ｄが重複して構築されており、複雑なものとなっている。
【００３１】
図９は本発明のネットワーク構成例を示す図である。図８と同一のものは、同一の符号を付して示す。本発明では、ＳＴＭの加入者２０をＩＰ設備１２に収容することにより、設備の一元化を実現することができる。また、空きの出てきたＳＴＭ設備１１を１箇所に集約することにより設備コストが大幅に低減できる。また、ネットワークもＩＰ網（非同期網）に一元化されるため、保守運用コストが低減でき、システムがシンプル化し、これによりトラブルシューティング等の時間短縮につながり、トータルなサービス品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】送信バッファの動作説明図である。
【図３】ＩＰ網を介してのクロック成分転送方式の説明図である。
【図４】Ｓ／Ｅコンバータの内部構成例を示すブロック図である。
【図５】周波数制御の相対関係を示す図である。
【図６】Ｄ／Ａコンバータへの入力データを示す図である。
【図７】パラメータの調整の説明図である。
【図８】従来のネットワーク構成例を示す図である。
【図９】本発明のネットワーク構成例を示す図である。
【図１０】従来システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ  クロック供給装置
１ｂ  加入者終端装置
１ｄ  回線終端装置
１ｅ  端末装置
２ｃ  Ｓ／Ｅコンバータ
２ｄ  ＩＰ網（非同期網）
２ｅ  Ｓ／Ｅコンバータ
【図１】
2007195036.tif 000003
【図２】
2007195036.tif 000004
【図３】
2007195036.tif 000005
【図４】
2007195036.tif 000006
【図５】
2007195036.tif 000007
【図６】
2007195036.tif 000008
【図７】
2007195036.tif 000009
【図８】
2007195036.tif 000010
【図９】
2007195036.tif 000011
【図１０】
2007195036.tif 000012