JP2005277830A - 音声パケット通信システム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 非同期伝送網を用いて複数の音声通信装置であるIP−PBX間における音声パケット通信において、これら複数のIP−PBX間でのシステムクロック同期を可能とする。
【解決手段】 マスタとなる一つのIP−PBX1が、基準発振回路2により基準となるクロックを作成し、そのクロックから基準となる同期パケットを、非同期網19に送り出し、スレーブとなる他のIP−PBX9で同期パケットから基準クロックに同期した成分を,パケットメモリ14を用いて抽出し、これを位相情報監視回路17で監視して、その監視結果に基づき可変周波数発振回路10の周波数制御を行って、VoIPコーデック13やPCM符号化(復号化)部12における音声の変換及び逆変換のタイミングを、マスタIP−PBX1と同期させることで実現する。
【選択図】 図1
【解決手段】 マスタとなる一つのIP−PBX1が、基準発振回路2により基準となるクロックを作成し、そのクロックから基準となる同期パケットを、非同期網19に送り出し、スレーブとなる他のIP−PBX9で同期パケットから基準クロックに同期した成分を,パケットメモリ14を用いて抽出し、これを位相情報監視回路17で監視して、その監視結果に基づき可変周波数発振回路10の周波数制御を行って、VoIPコーデック13やPCM符号化(復号化)部12における音声の変換及び逆変換のタイミングを、マスタIP−PBX1と同期させることで実現する。
【選択図】 図1
Description
本発明は音声パケット通信システム及びその方法に関し、特に音声通信装置間で音声データをパケット化して非同期伝送網を介して送受信するようにした音声パッケト通信方式に関するものである。
PBX(Private Branch Exchange )間をデジタル回線で接続し、音声通信を行う場合には、アナログ音声をPCM符号化及び復号化し、その音声データをパケット化して送受信する過程がある。その際に、送信側で音声データをパケット化するタイミングと、受信側でパケット化されたデータを音声データに変換するタイミングとが同期していれば、発信側で発せられた音声データは、受信側で同じタイミングで音声データに変換されるので、元の音声に近いデータとなる。
しかしながら、発信側の音声信号が含まれたパケットの送信タイミングと、受信側のパケットの取り込みタイミング及びパケットの送受信タイミングとが同期していなければ、パケットロスの原因となり、VoIP(Voice of IP (Internet Protocol ))で重要なリアルタイム性が失われ、音質の劣化やノイズが発生する可能性がある。
そこで、IP−PBX間で、音声パケットデータを、デジタル網を介して送受信する場合におけるシステムクロックの同期化が必要になる。その場合の例を図3を参照して説明する。IP−PBX1と9との間で、デジタル網18を介して音声パケットの送受信をなすものとする。IP−PBX1と9は同一構成であり、PCM符号化部(復号化も含むものとし、以下同じ)4,12と、VoIPコーデック5,13と、IPインターフェース7,15と、デジタルインターフェース3,11と、可変周波数発振回路10,10とが、それぞれに設けられている。
従来のデジタルインターフェース3,11は、同期網に接続されるインターフェースであり、図3に示すように,デジタル同期網18に接続されたIP−PBX1のデジタルインターフェース3及びIP−PBX9のデジタルインターフェース11において、同期網18と同期の取れたクロックを抽出することが出来る。
しかしながら、通信網が同期網の場合は図3の構成で良いが、通信網が非同期網であるIP網の場合には、図3の構成では、システムクロック同期化は不可能となる。特許文献1には、このような非同期網におけるシステムクロック同期化方式が開示されている。
特開平6−30043号公報
上記の特許文献1の技術では、対向する2つの音声通信装置間のみのクロック同期を可能にするものであり、複数台の音声通信装置からなる大規模ネットワークにおいては、この技術は適用できないという問題がある。
本発明の目的は、複数の音声通信装置間でのシステムクロック同期を可能とした非同期伝送網での音声パケット通信システム及びその方法を提供することである。
本発明による音声パケット通信システムは、音声通信装置間で、音声データをパケット化して非同期伝送網を介して送受信するようにした音声パッケト通信システムであって、前記音声通信装置の一つは、基準クロックに同期した所定周期で同期パケットを生成して、前記非同期伝送網へ送出する手段を含み、他の前記音声通信装置は、音声データの符号化/復号化のためのクロックを生成する周波数制御型クロック発振器と、前記非同期伝送網から前記同期パケットを受信して、この同期パケットの周期に基づいて前記周波数制御型クロック発振器の周波数制御をなす制御手段とを含むことを特徴とする。
本発明による音声パケット通信方法は、音声通信装置間で、音声データをパケット化して非同期伝送網を介して送受信するようにした音声パケット通信方法であって、前記音声通信装置の一つにおいて、基準クロックに同期した所定周期で同期パケットを生成して、前記非同期伝送網へ送出するステップを含み、他の前記音声通信装置において、前記非同期伝送網から前記同期パケットを受信して、この同期パケットの周期に基づいて、音声データの符号化/復号化のためのクロックを生成する周波数制御型クロック発振器の周波数制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする。
本発明の作用を述べる。マスタとなる一つのIP−PBXが基準となるクロックを作成し、そのクロックから基準となる同期パケットを、非同期網に送り出し、スレーブとなる他のIP−PBXで同期パケットから基準クロックに同期した成分を抽出し、音声の変換及び逆変換のタイミングをマスタIP−PBXと同期させることで実現する。
本発明によれば、音声の符号化/復号化を行う際の基準となるクロック同期を同期パケットを用いて行い、音声のパケット化タイミングとパケットの音声への変換タイミングとを同期するという構成に基づき、クロック同期をした音声通信装置(IP−PBX)によるVoIPネットワークが提供され、音声通信装置間の音質の劣化を防止するという効果が得られる。
本発明の上記および他の目的、特徴および効果を明確にすべく、以下に添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態につい詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態を示すシステムブロック図であり、図3と同等部分は同一符号により示している。
図1において、VoIP機能を持つIP−PBX1,9は、アナログ電話機またはデジタル電話機8,16の受話器からの音声をPCM符号化/復号化するPCM符号化部4,12を有している。IP−PBX1はシステムの基準となるクロックを生成する基準発振回路2を有し、PCM符号化(復号化も含む)4と、PCM信号をパケット化するVoIPコーデック(圧縮/パケット化)5と、同期パケットを作成する同期パケット送信部6と、IPインターフェース7とに、基準となるクロックをそれぞれ分配する。
IPインターフェース7はVoIPコーデック部5からのパケット化した音声データ及び同期パケット送信部6からの同期パケットを、対向局のIP−PBX9へ、非同期伝送網であるIPネットワーク19を通して送信する。対向局IP−PBX9は、受信したパケットを時系列で保持するパケットメモリ14と、このパケットメモリ14から同期パケットにより位相情報を生成する位相情報監視回路17と、その位相情報に基づいて制御される可変周波数発振回路10と有し、IP−PBX9のクロックがIP−PBX1のクロックと同期するように制御されるようになっている。
このIP−PBX1と同期しているクロック信号は、PCM符号化部(復号化も含む)12、VoIPコーデック(圧縮/パケット化)13にそれぞれ分配され、パケット化されたデータが復号化されて音声となる。
図1のIP−PBX1,9と、それぞれの非同期伝送網19に対するIPインターフェース7,15と、VoIPコーデック5,13と、PCM符号化部(復号化を含む)4,12とは、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
以下、本実施の形態の動作につき説明する。まず、同期パケットによりクロックを抽出する場合のIP−PBXのクロック同期の動作及び音声データの送受信パケット変換及び逆変換タイミングの同期について説明する。
クロックの基準となるIP−PBX1の基準発振回路2から同期パケット送信6へ基準クロックが入力される。そのクロックを基に、一定周期で同期パケット送信6から同期パケットがIPインターフェース7へ送られる。また、そのクロックはPCM符号化部4、VoIPコーデック5など、システム内に分配される。PCM符号化部4では、同期したクロックにより音声データをPCM符号化、またはその逆のPCMデータの音声への復号化が行われる。また、VoIPコーデック5では、同期されたタイミングで、PCMデータへの変換がなされる。
次に、同期パケットは、IPインターフェース7からVoIPコーデック5が作成した音声パケットと共に、IPネットワーク網19を経由して、対向局であるIP−PBX9へ送出される。そのパケットはVoIPコーデック13、PCM符号化部12を経由して、元の音声に復元される。
一方、IP−PBX1との同期を取るために、IPインターフェース15に入力されたパケットは、パケットメモリ14に蓄積される。それを蓄積するタイミングはIP−PBX9の可変周波数発振回路10により行われる。そのパケットメモリの状態を位相情報監視回路17が監視している。
パケットメモリ14において、IP−PBX1での同期パケット生成と同じ周期にて、同期パケットのあるアドレスをスキャンする状態が、同期パケットのあるアドレスが変化しない場合、即ち同期が取れている図2(A)に示すのパケットメモリの状態であれば、位相情報監視回路17から可変周波数発振回路10へ周波数変更の制御は行われない。
なお、図2(A)において、21は同期パケットが正しいメモリアドレスに格納されている状態、すなわち、可変周波数発振回路10の発振クロックが、IP−PBX1の基準クロックのそれと同期している状態を示す。
可変周波数発振回路10の発振クロックの周波数が、IP−PBX1の基準クロックより低い場合、パケットメモリ14のアドレスをスキャンする周期が長くなるために、スキャン時のパケットメモリ14の状態は、前回のスキャンされた状態が図2(A)の状態であるとすると、図2(B)の状態となる。すなわち、同期パケットの格納アドレスが、図2(A)の21で示す位置から遅れて22で示す位置になる。この場合、位相情報監視回路17は可変周波数発振回路10を制御し、クロックの周波数を高くする。
反対に、可変周波数発振回路10の発振クロックの周波数が、IP−PBX1の基準クロックより高い場合、パケットメモリ14のアドレスをスキャンする周期が短くなるために、スキャン時のパケットメモリ14の状態は、図2(C)の状態となる。すなわち、同期パケットの格納アドレスが、図2(A)の21で示す位置よりも早くなって23で示す位置になる。この場合、位相情報監視回路17は可変周波数発振回路10を制御してクロック周波数を低くする。
このような動作を行うことにより、IP−PBX1,9の同期が可能となり、音質の劣化を防ぐことができ、本発明の目的が達成できることになる。なお、PCM符号化部4、VoIPコーデック5については、それぞれが一体となった場合でも、本発明は適用可能である。
上記実施の形態では、マスターとなるIP−PBX(音声通信装置)1を1台と、スレーブとなるIP−PBX(音声通信装置)9を1台の、2台のPBX間の同期について説明しているが、本発明の他の実施の形態として、スレーブとなるIP−PBXが複数台ある場合でも、同様に同期が可能となることは明白であり、複数のPBXからなる大規模な非同期網に適用できるものである。
1,9 IP−PBX
2 基準発振回路
4,12 PCM符号化(復号化)部
5,13 VoIPコーデック
6 同期パケット送信部
7,15 IPインターフェース
8,16 電話機
10 可変周波数発振回路
14 パケットメモリ
17 位相情報監視回路
19 非同期網
2 基準発振回路
4,12 PCM符号化(復号化)部
5,13 VoIPコーデック
6 同期パケット送信部
7,15 IPインターフェース
8,16 電話機
10 可変周波数発振回路
14 パケットメモリ
17 位相情報監視回路
19 非同期網
Claims (6)
- 音声通信装置間で、音声データをパケット化して非同期伝送網を介して送受信するようにした音声パッケト通信システムであって、
前記音声通信装置の一つは、基準クロックに同期した所定周期で同期パケットを生成して、前記非同期伝送網へ送出する手段を含み、
他の前記音声通信装置は、音声データの符号化/復号化のためのクロックを生成する周波数制御型クロック発振器と、前記非同期伝送網から前記同期パケットを受信して、この同期パケットの周期に基づいて前記周波数制御型クロック発振器の周波数制御をなす制御手段とを含むことを特徴とする音声パケット通信システム。 - 前記制御手段は、前記同期パケットを格納するメモリを有し、前記同期パケットの周期に同期して前記メモリのアドレスを生成して、このアドレスの変化の有無に基づいて前記周波数制御型クロック発振器の周波数制御をなすようにしたことを特徴とする請求項1記載の音声パケット通信システム。
- 他の前記音声通信装置は複数存在することを特徴とする請求項1または2記載の音声パケット通信システム。
- 前記音声通信装置はIP−PBX装置であり、前記非同期網はIP網であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の音声パケット通信システム。
- 音声通信装置間で、音声データをパケット化して非同期伝送網を介して送受信するようにした音声パケット通信方法であって、
前記音声通信装置の一つにおいて、基準クロックに同期した所定周期で同期パケットを生成して、前記非同期伝送網へ送出するステップを含み、
他の前記音声通信装置において、前記非同期伝送網から前記同期パケットを受信して、この同期パケットの周期に基づいて、音声データの符号化/復号化のためのクロックを生成する周波数制御型クロック発振器の周波数制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする音声パケット通信方法。 - 前記制御ステップは、前記同期パケットの周期に同期して、前記同期パケットを格納するメモリのアドレスを生成して、このアドレスの変化の有無に基づいて前記周波数制御型クロック発振器の周波数制御をなすようにしたことを特徴とする請求項5記載の音声パケット通信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004088811A JP2005277830A (ja) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | 音声パケット通信システム及びその方法 |
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