(57)【要約】【課題】時刻同期機能を実現する同期モジュールを着脱するだけで、時刻同期機能を必要または不要とするどちらの用途にも使用可能な通信装置を提供する。【解決手段】クロック生成部２１、同期モジュール監視部２７１を含んだ論理回路部２７、クロック選択部２２、スイッチＬＳＩ２４等からなる主回路部は、同一基板上に一体に形成され、同期モジュール３０は、コネクタ２８，３３を介して前記基板に着脱自在に装着される。コネクタ２８，３３は、同期モジュールが装着されているか否かによって異なった信号レベルとなる搭載判別ピンを備える。同期モジュール監視部２７１は、搭載判別ピンの信号レベルを表す接続信号ＣＮを監視し、同期モジュール３０が装着状態であれば同期クロックＣＫ２、非装着状態であれば内部クロックＣＫ１をクロック選択部２２に選択させる。【選択図】図３
2017163204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部より入力される基準信号に同期した同期クロックを生成する同期モジュールと、
前記同期クロックとは異なる内部クロックを生成するクロック生成部と、
前記同期モジュールの状態を監視する監視部と、
前記監視部での監視結果に従って、前記同期クロックと前記内部クロックのいずれか一方を選択する選択部と、
前記選択部にて選択されたクロックの供給を受けて通信に関わる制御を実行する主回路部と、
を備え、
前記クロック生成部、前記主回路部、前記監視部、前記選択部は、同一基板上に形成され、
前記同期モジュールは、コネクタを介して前記基板に着脱自在に装着され、
前記コネクタは、同期モジュールが装着されているか否かによって異なった信号レベルとなる搭載判別ピンを備え、
前記監視部は、前記搭載判別ピンの信号レベルを監視し、前記同期モジュールが装着状態であれば前記同期クロック、非装着状態であれば前記内部クロックを前記選択部に選択させるように構成されている
通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置において、
前記主回路部には、
イーサネット（登録商標）フレームが入出力される複数のインタフェースを提供するインタフェースモジュールと、
前記インタフェースモジュールを介して入出力されるイーサネットフレームを中継するスイッチ機能を有するスイッチ部と、
が含まれる、通信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の通信装置において、
前記同期モジュールは、前記同期クロックが前記基準信号に同期した状態であるか否かを示す同期信号を出力するように構成され、
前記監視部は、前記同期モジュールが装着状態であり、且つ前記同期信号が同期状態である場合に、前記同期クロックを前記選択部に選択させるように構成されている、通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の通信装置において、
前記基準信号として、標準時の情報を含む放送波から抽出される信号を用いる、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、時刻同期機能を有する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ネットワークを構成する通信装置間で、クロックのタイミングや位相、およびクロックのタイミングで表される時刻を高精度に一致させる時刻同期機能を備えた通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような時刻同期機能は、高精度の時刻同期機能が要求される場合には必要となるが、ある程度の精度が得られればよい場合には、必ずしも必要とされるものではない。
しかしながら、時刻同期機能の要否によって通信装置の機種を作り分けることは、様々な手間が必要となり、コスト高にもつながるという問題があった。
【０００５】
本開示の一局面は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、時刻同期機能を実現する同期モジュールを着脱するだけで、時刻同期機能を必要または不要とするどちらの用途にも使用可能な通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、通信装置であって、同期モジュールと、クロック生成部と、監視部と、選択部と、主回路部とを備える。同期モジュールは、外部より入力される基準信号に同期した同期クロックを生成する。クロック生成部は、同期クロックとは異なる内部クロックを生成する。監視部は、同期モジュールの状態を監視する。選択部は、監視部での監視結果に従って、同期クロックと内部クロックのいずれか一方を選択する。主回路部は、選択部にて選択されたクロックの供給を受けて通信に関わる制御を実行する。なお、クロック生成部、主回路部、監視部、選択部は、同一基板上に形成され、同期モジュールは、コネクタを介して基板に着脱自在に装着される。そして、コネクタは、同期モジュールが装着されているか否かによって異なった信号レベルとなる搭載判別ピンを備える。また、監視部は、搭載判別ピンの信号レベルを監視し、同期モジュールが装着状態であれば同期クロック、非装着状態であれば内部クロックを選択部に選択させるように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
このような構成によれば、同期モジュールが非装着の状態では、主回路部には内部クロックが供給され、同期モジュールが装着された状態では、主回路部には同期クロックが供給される。このため、主回路部の動作クロックを標準信号に同期させる機能が必要な場合は、同期モジュールを装着し、その機能が不要な場合は、同期モジュールを非装着とするだけで、それ以外に特別な操作を行なうことなく、どちらの場合にも簡単に対応することができる。また、上記機能の要否によって機種を異ならせる必要がないため、製造コストを低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】通信装置の斜視図である。
【図２】通信装置内部における部品の配置を示す平面図である。
【図３】通信装置におけるクロックの供給に関わる構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．全体構成］
本実施形態の通信装置１は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）に基づくレイヤ２の中継処理を行う、いわゆるレイヤ２スイッチとして機能するボックス型のスイッチ装置である。なお、ここではボックス型の場合を例にして説明するが、これに限るものではなく、シャーシ型のスイッチ装置であってもよい。また、レイヤ２スイッチとして機能するものに限らず、レイヤ３スイッチとして機能するものであってもよい。
【００１０】
図１および図２に示すように、通信装置１は、直方体形状に形成された筐体１０を備える。筐体１０には、メインボード２０、同期モジュール３０、二つの電源モジュール４０，４０が収容されている。
【００１１】
筐体１０の正面には、フロントパネル１２が設けられ、そのフロントパネル１２には、ローカルエリアネットワーク（即ちＬＡＮ）を構成するケーブルＣＥのコネクタを装着可能な多数の外部ポート１２ａと、マネージメント用ネットワークを構成するケーブルＣＭのコネクタを装着可能なマネージメント用ポート１２ｂと、メモリカードＭＣを装着可能なカード用スロット１２ｃと、同期モジュール３０を装着可能な同期用スロット１２ｄとが設けられている。なお、外部ポート１２ａおよびマネージメント用ポート１２ｂは、ＬＡＮ規格の一つであるイーサネット（登録商標）に従った通信を行なうためのインタフェースを提供する。
【００１２】
筐体１０の背面には、電源モジュール４０，４０を装着するための二つの電源用スロット１４，１４が設けられている。電源モジュール４０は、商用電源を入力とし所定電圧（例えば５Ｖ）の直流電圧に変換して通信装置１の各部に供給する周知のものであり、冗長性を持たせるために同じものが二つ設けられている。
【００１３】
［２．同期モジュール］
同期モジュール３０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１５８８に規定されたネットワークを用いた時刻同期方式を実現するためのモジュールであり、フロントパネル１２の同期用スロット１２ｄに装着して使用される。４ｋストリーミング等、データを分割し送信・伝送するアプリケーションでは、ギガビットイーサネットなどの高速な伝送路を介しデータ伝送され受信側のアプリケーションでデータを復元する。しかし伝送経路の違いにより、例え高速なギガビットイーサネットを用いた場合においても、伝送路毎の遅延ならびに伝送経路上の装置による遅延により、アプリケーション側でデータを復元できないことがある。同期モジュール３０は、この復元の際に必要となる正確な時刻情報を得るために用いられる。この同期モジュール３０が実現する機能を、以下では時刻同期機能という。
【００１４】
同期モジュール３０は、図２および図３に示すように、入出力部３１、同期処理部３２、コネクタ３３を備える。
入出力部３１は、同期用スロット１２ｄに装着されたときに、フロントパネル１２の外部に露出する前面部３０ａに、ＢＮＣコネクタからなる二つの入出力ポート３１ａ，３１ｂと、ＲＪ４５コネクタからなる二つの入出力ポート３１ｃ，３１ｄを備える。これら各入出力ポート３１ａ〜３１ｄは、当該通信装置１と同様の機能を有する複数の通信装置によって構成されたネットワークにおいて、タイミング同期および時刻同期を実現するために必要な各種信号が入出力される。なお、タイミング同期は、各通信装置１間において動作の基準となるクロック信号の周波数や位相を合わせるためのものであり、時刻同期は、そのクロック信号のタイミングで表現される時刻を合わせるためのものである。これらの信号には、例えば、標準時を表す情報が含まれた放送波から抽出されるタイミング信号や時刻情報を用いることができる。より具体的には、このような放送波として、衛星測位システム（例えば、ＧＰＳ）の航法衛星からの送信波や日本標準時を表す標準電波、携帯電話の基地局からの送信波等が考えられる。なお、ＧＰＳは、Global Positioning Systemの略である。
【００１５】
同期処理部３２は、デジタルＰＬＬ回路等によって構成され、入出力ポート３１ａ〜３１ｄから入力される信号や情報に基づいて、タイミング同期を行なったクロックである同期クロックＣＫ２およびタイミング同期が確立されているか否かの状態を表す同期信号ＳＹを生成し、コネクタ３３を介してメインボード２０に出力するように構成されている。
【００１６】
コネクタ３３は、メインボード２０に設けられた後述する同期モジュール用コネクタ２８に着脱され、同期クロックＣＫ２および同期信号ＳＹを出力するピンと、コネクタ３３，２８間の装着状態の判定に用いる装着判定ピンを少なくとも有する。なお、装着判定ピンは接地されている。
【００１７】
［３．メインボード］
メインボード２０は、図１〜図３に示すように、両面にプリント配線が形成された矩形状の基板２０ａを備える。基板２０ａの一方の面である部品面には、２個のインタフェースモジュール（以下、ＩＦモジュール）４１，４１、マネージメント用ＩＦモジュール４２、メモリ用ＩＦモジュール４３、クロック生成部２１、クロック選択部２２、接続状態監視部２３、スイッチＬＳＩ２４、ＣＰＵボード２５、保守管理ＬＳＩ２６、論理回路部２７、同期モジュール用コネクタ２８、電源モジュール用コネクタ２９，２９等が配置されている。
【００１８】
ＩＦモジュール４１，４１は、いずれもＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した１Ｇｂｐｓまたは１０Ｇｂｐｓのイーサネットインタフェースを１２ポート分ずつ提供するトランシーバである。このインタフェースは、フロントパネル１２に形成された外部ポート１２ａを介して提供される。
【００１９】
マネージメント用ＩＦモジュール４２は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した１０Ｍｂｐｓ，１００Ｍｂｐｓ，１Ｇｂｐｓのうちいずれかのイーサネットインタフェースを２ポート分提供するトランシーバである。このインタフェースは、フロントパネル１２に形成されたマネージメント用ポート１２ｂを介して提供される。搭載される各モジュール４１〜４３の数は、本実施形態にて示している数に限定されるものではなく、任意の数を採用することができる。
【００２０】
メモリ用ＩＦモジュール４３は、カード用スロット１２ｃに装着されるメモリカードＭＣに対するリード／ライトを制御する装置である。
電源モジュール用コネクタ２９，２９は、基板２０ａ上に設けられ、電源用スロット１４に装着された電源モジュール４０，４０と基板２０ａとを電気的に接続するコネクタである。
【００２１】
同期モジュール用コネクタ２８は、基板２０ａ上に設けられ、同期用スロット１２ｄに装着された同期モジュール３０と基板２０ａとを電気的に接続するコネクタである。具体的には、同期モジュール３０が有するコネクタ３３に着脱され、コネクタ３３に対応して、同期クロックＣＫ２および同期信号ＳＹを入力するピンと、コネクタ２８，３３間の装着状態の判定に用いる装着判定ピンを少なくとも有する。
【００２２】
クロック生成部２１は、水晶発振子等を用いて構成され、予め設定された周波数のクロック信号である内部クロックＣＫ１を、同期モジュール３０が生成する同期クロックＣＫ２とは独立に生成する。
【００２３】
クロック選択部２２は、論理回路部２７が出力する選択信号ＳＬに従って、クロック生成部２１にて生成された内部クロックＣＫ１およびコネクタ２８を介して供給される同期クロックＣＫ２のいずれかを選択してスイッチＬＳＩ２４等、通信に関する制御を実行する主回路部に供給する。なお、主回路部には、ＩＦモジュール４１等が含まれていてもよい。
【００２４】
接続状態監視部２３は、コネクタ２８を構成するピンの一つである搭載判別ピンを、電源電圧ＶＤにプルアップする抵抗Ｒｐにより構成されている。そして、この抵抗Ｒｐの搭載判別ピン側端の信号レベルが接続信号ＣＮとして論理回路部２７に供給されるように接続されている。つまり、接続信号ＣＮは、コネクタ２８，３３が接続されていなければ、即ち同期モジュール３０が非装着状態であればハイレベル、接続されていれば、即ち同期モジュール３０が装着状態であればロウレベルとなる。
【００２５】
スイッチＬＳＩ２４は、ＩＦモジュール４１，４１を介して送受信されるイーサネットフレームを中継するスイッチ機能を実現する半導体集積回路である。
ＣＰＵボード２５は、通信装置１を構成する各デバイスの設定や監視等に関する各種制御を実行するＣＰＵ２５１を備え、基板２０ａ上に設けられた図示しないコネクタに接続される。ＣＰＵ２５１は、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）等により構成された制御用の通信網を介して通信装置１を構成する各デバイスとの通信を行うことによって上記制御を実現する。
【００２６】
保守管理ＬＳＩ２６は、基板２０ａ上のＣＰＵボード２５で覆われた位置に配置されている。保守管理ＬＳＩ２６は、電源投入時やリセット時の起動シーケンスの制御、ＣＰＵ２５１からの指示に従って、通信装置１各部の監視や異常検出時の制御等を実行する機能を有する半導体集積回路である。
【００２７】
論理回路部２７は、通信装置１の保守管理等に必要な様々な機能を論理回路によって実現する半導体集積回路であり、ＦＰＧＡを用いて構成されている。なお、ＦＰＧＡは、Field Programmable Gate Arrayの略である。論理回路部２７は、コネクタ２８を介して入力される同期信号ＳＹ、接続状態監視部２３からの接続信号ＣＮに従って選択信号ＳＬを生成する同期モジュール監視部２７１を少なくとも備えている。同期モジュール監視部２７１は、接続信号ＣＮが同期モジュール接続状態であることを示し、かつ、同期信号ＳＹが同期状態であることを示している場合に、クロック選択部２２に同期クロックＣＫ２を選択させ、それ以外の場合に、クロック選択部２２に内部クロックＣＫ１を選択させるような選択信号ＳＬを生成する。また、同期モジュール監視部２７１は、接続信号ＣＮや同期信号ＳＹの信号レベルを、ＣＰＵ２５１から読み出し可能に保持する機能も有している。
【００２８】
なお、ＣＰＵ２５１は、論理回路部２７から読み出した接続信号ＣＮや同期信号ＳＹの信号レベルに基づき、例えば、フロントパネル１２に設けられた図示しないＬＥＤ等を用いて、同期モジュール３０の状態を表示する制御等を実行する。
【００２９】
［４．動作］
このように構成された通信装置１では、同期モジュール３０が非装着の状態の場合、クロック選択部２２は、内部クロックＣＫ１を選択する。一方、同期モジュール３０が装着された状態の場合、クロック選択部２２は、同期クロックＣＫ２と基準信号との同期が確立していなければ、内部クロックＣＫ１を選択し、同期が確立していれば、同期クロックＣＫ２を選択する。
【００３０】
［５．効果］
以上詳述して実施形態によれば、以下の効果が得られる。
通信装置１では、同期モジュール３０が接続されていない状態、あるいは接続されていても、同期クロックＣＫ２と基準信号との同期が確立していない状態の時には、スイッチＬＳＩ２４は内部クロックＣＫ１に従って動作し、同期クロックＣＫ２と基準信号との同期が確立した状態の時には、スイッチＬＳＩ２４は同期クロックＣＫ２に従って動作することになる。このため、時刻同期機能が必要な場合は、同期モジュール３０を装着するだけで、また、時刻同期機能が不要な場合は、同期モジュール３０を非装着とするだけで、それ以外に特別な操作を行なうことなく、いずれの場合にも対応することができる。また、時刻同期機能の要否によって機種を異ならせる必要がないため、製造コストを低減することができる。
【００３１】
［６．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００３２】
（Ａ）上記実施形態では、論理回路部２７とは別にクロック選択部２２を設けているが、クロック選択部２２は、同期モジュール監視部２７１と同様に論理回路部２７に収容するように構成してもよい。
【００３３】
（Ｂ）上記実施形態では、同期モジュール監視部２７１は、接続信号ＣＮおよび同期信号ＳＹの両信号に基づいて選択信号ＳＬを生成しているが、いずれか一方の信号のみから選択信号ＳＬを生成するように構成してもよい。
【００３４】
（Ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００３５】
（Ｄ）上述した通信装置の他、当該通信装置を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１…通信装置、１０…筐体、１２…フロントパネル、１２ａ…外部ポート、１２ｂ…マネージメント用ポート、１２ｃ…カード用スロット、１２ｄ…同期用スロット、１４…電源用スロット、２０…メインボード、２０ａ…基板、２１…クロック生成部、２２…クロック選択部、２３…接続状態監視部、２４…スイッチＬＳＩ、２５…ＣＰＵボード、２６…保守管理ＬＳＩ、２７…論理回路部、２８…同期モジュール用コネクタ、２９…電源モジュール用コネクタ、３０…同期モジュール、３０ａ…前面部、３１…入出力部、３１ａ〜３１ｄ…入出力ポート、３２…同期処理部、３３…コネクタ、４０…電源モジュール、４１…ＩＦモジュール、４２…マネージメント用ＩＦモジュール、４３…メモリ用ＩＦモジュール、２５１…ＣＰＵ、２７１…同期モジュール監視部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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