JP2006109357A

JP2006109357A - 同期クロック情報転送方法および送信装置ならびに通信システム

Info

Publication number: JP2006109357A
Application number: JP2004296612A
Authority: JP
Inventors: Seigo Totani; 清悟戸谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】受信装置ごとに個別に同期クロック情報を含む非同期データパケットを送信することなく、送信装置と受信装置との間でクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとる。
【解決手段】送信装置と複数の受信装置が非同期網を介して接続され、送信装置の同期クロック情報を非同期網を介して送信し、受信装置がこの同期クロック情報に基づいて送信装置に同期をとる同期クロック情報転送方法において、送信装置は、非同期のデータパケットとは別に、送信装置と複数の受信装置のクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとるための同期クロック情報を含むパケットを生成し、非同期網を介して複数の受信装置に一定間隔で同報転送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、非同期網を介して接続される送信装置と複数の受信装置との間でクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとるための同期クロック情報を転送する同期クロック情報転送方法および送信装置ならびに通信システムに関する。

従来技術では、IEEE802.3 で規定されているＬＡＮ等の非同期通信フレームを用いて同期クロック情報を転送しようとする場合、図７に示すように送信装置と受信装置が論理的または物理的に１対１で接続される形態で、同期クロック情報を非同期データパケットに重畳して転送していた（非特許文献１）。このような形態において、複数の受信装置に同期クロック情報を分配する場合、送信装置は受信装置の数だけ同期クロック情報を含む非同期データパケットを生成して送信することになる。

また、１つの受信装置に対して、複数のチャネルで非同期データパケットを転送する場合、従来技術では各チャネルごとに同期クロック情報を含む非同期データパケットを転送することになる。しかし、１つの受信装置に各チャネルで転送される同期クロック情報は、チャネルごとにクロック周波数が異なる場合を除き、通常は同一のものとなるので、同期クロック情報はどれか１チャネルで転送されれば十分である。

さらに図８に示すように、単一のクロック周波数に同期して動作する送信装置と複数の受信装置が媒体を共有している場合、具体的にはＬＡＮの非同期データパケットを複製するリピータハブや、光ファイバ通信で用いられる光スプリッタで非同期データパケットを受動的に複製する場合には、同期クロック情報を含む非同期データパケットが冗長に複製されることがある。

また、同期クロック情報を含まない非同期データパケットと、同期クロック情報を含む非同期データパケットが混在する場合、同期クロック情報を含む非同期データパケットが失われると、送信装置と受信装置間のクロック同期を確立できなくなることがある。このような問題を解決するには、同期クロック情報を含む非同期データパケットを優先的に転送する優先制御（ＱｏＳ）を行う方法がとられる。同期クロック情報を含む非同期データパケットの量が少ないときには、この優先制御により送信装置と受信装置間のクロック同期を安定的に確立することができる。しかし、同期クロック情報を含む非同期データパケットが占有する帯域が伝送路の合計帯域に近づくと優先制御は困難になり、同期クロック情報を含む非同期データパケットが失われることがある。その場合には、送信装置と受信装置間のクロック同期が不安定になり、さらにクロック同期を確立できなくなることがある。
XiPeng Xiao, Danny McPherson, Prayson Pate,"Requirements for Pseudo-Wire Emulation Edge-to-Edge (PWE3)" draft-ietf-pwe3-requirements-08.txt, 2003

送信装置は、上記のように受信装置の数だけ同期クロック情報を含む非同期データパケットを生成する必要があるので、同期クロック情報を含む非同期データパケットの生成量が受信装置の数とともに増加する問題があった。また、同期クロック情報を含む非同期データパケットが複数のチャネルで冗長に転送される場合や、リピータハブ等で冗長に複製される場合には、帯域の有効利用が妨げられることになる。

図９は、従来の非同期データパケットのフレームフォーマットを示す。ここでは、パッシブ型伝送システム（ＰＯＮ）に適用される宅内装置宛てのフレームフォーマットを示す。パケットの間隔やペイロード内の同期クロック情報ＴＳ１，ＴＳ２，…により、送信装置と受信装置との間でクロック周波数同期をとるようになっている。しかし、クロック同期の要素であるクロックタイミング情報（例えば64kHz のベースクロックに８kHz 間隔でタイミング情報を挿入し、周波数同期でなくタイミング同期をとるための情報）は伝送することはできなかった。

本発明は、同期クロック情報が受信装置ごとに必ずしも異なる必要がない点に着目し、受信装置ごとに個別に同期クロック情報を含む非同期データパケットを送信することなく、送信装置と受信装置との間でクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとることができる同期クロック情報転送方法および送信装置ならびに通信システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、送信装置と複数の受信装置が非同期網を介して接続され、送信装置の同期クロック情報を非同期網を介して送信し、受信装置がこの同期クロック情報に基づいて送信装置に同期をとる同期クロック情報転送方法において、送信装置は、非同期のデータパケットとは別に、送信装置と複数の受信装置のクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとるための同期クロック情報を含むパケットを生成し、非同期網を介して複数の受信装置に一定間隔で同報転送する。

ここで、送信装置と複数の受信装置は、光ファイバと光スプリッタを用いたパッシブ型伝送システムを介して接続され、同期クロック情報を含むパケットを複数の受信装置に一定間隔で同報転送するようにしてもよい（請求項２）。また、送信装置と複数の受信装置は、リピータハブまたはスイッチングハブを用いたハブ型伝送システムを介して接続され、同期クロック情報を含むパケットを複数の受信装置に一定間隔で同報転送するようにしてもよい（請求項３）。さらに、受信装置が送信装置の機能を有し、多段接続された送信装置と受信装置を介して同期クロック情報を含むパケットを一定間隔で同報転送するようにしてもよい（請求項４）。

請求項５に記載の発明は、非同期網を介して接続される複数の受信装置に対して、同期クロック情報を非同期網を介して送信する送信装置において、非同期のデータパケットとは別に、送信装置と複数の受信装置のクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとるための同期クロック情報を含むパケットを生成し、非同期網を介して複数の受信装置に一定間隔で同報転送する手段を備える。

請求項６に記載の発明は、送信装置と複数の受信装置が非同期網を介して接続され、送信装置の同期クロック情報を非同期網を介して送信し、受信装置がこの同期クロック情報に基づいて送信装置に同期をとる通信システムにおいて、送信装置は、非同期のデータパケットとは別に、同期クロック情報を含むパケットを生成し、非同期網を介して複数の受信装置に同報転送する構成であり、受信装置は、同期クロック情報に基づいて送信装置とクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとる構成である。

本発明は、受信装置と同数の同期クロック情報を含むデータパケットを生成してすべての受信装置に転送する従来技術の課題を解決し、同一の同期クロック情報を含むパケットを一定間隔で同報転送することにより、より少ないデータ転送量で送信装置と複数の受信装置との間でクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。ここでは、IEEE802.3ah で規定されているパッシブ型伝送システム（ＧＥ−ＰＯＮ）を例に説明する。

図において、送信装置（局内装置）１１と複数の受信装置（宅内装置）１２−１〜１２−３は、光ファイバ１３および光スプリッタ１４を介して接続される。送信装置１１には、同期クロック源１５から交換機などに供給される同期クロック信号と同一の同期クロック信号が供給される。送信装置１１は、この同期クロック信号に基づいて、交換機などから転送された同期多重信号を処理する。さらに、送信装置１１は、同期クロック信号に基づいて同期クロック情報を含むパケット（以下「クロック同期パケット」という）を生成し、受信装置１２に向けて一定間隔で同報送信する。送信装置１１から送信されたクロック同期パケットは、光スプリッタ１４に接続されるすべての受信装置１２−１〜１２−３に同報される。

図２は、第１の実施形態のクロック同期パケットのフレームフォーマットを示す。ＬＬＩＤは、すべての受信装置１２に同報するためにブロードキャストＬＬＩＤが使用される。宛先アドレスもすべての受信装置１２宛てのブロードキャストアドレスが使用される。ペイロードには、クロック識別子、遅延時間補正値が設定される。受信装置１２は、クロック識別子によりクロック同期パケットであることを識別する。クロック同期が不要な受信装置は、クロック識別子を確認して当該クロック同期パケットを破棄する。なお、クロック識別子の値を分けることにより、複数種類の同期クロック情報を送信することができる。遅延時間補正値は、送信装置１１における装置内遅延であり、受信装置１２はクロック同期パケットの受信時刻から遅延時間補正値を差し引くことにより、正しいクロックタイミング（時刻）を計算し、タイミングを再生する。

送信装置１１は、このようなクロック同期パケットをデータパケットとは別に一定間隔で同報送信することにより、すべての受信装置１２でパケットの平均到着間隔としてクロック周波数同期をとり、さらに遅延時間補正値を用いてクロックタイミング同期をとることができる。各タイミングの関係を図３に示す。

送信装置１１と受信装置１２との間でクロック同期が確立している限り、送信装置１１は交換機などからの同期多重信号を非同期のデータパケットに分割し、受信装置１２を宛先としてユニキャスト送信する。また、受信装置１２は、自装置内の同期多重信号や端末側から入力する同期多重信号を非同期のデータパケットに分割し、送信装置１１を宛先として送信する。光スプリッタ１４に接続された受信装置１２は、同じクロック同期パケットを受信して送信装置１１との間でクロック同期を確立できるため、同期確立後にただちに同期多重信号をパケット化して転送することができる。

なお、受信装置１２が送信装置１１の機能を有し、多段接続された送信装置１１と受信装置１２を介して同期クロック情報を含むパケットを一定間隔で同報転送するようにしてもよい。以下に示す実施形態においても同様である。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態を示す。ここでは、IEEE802.3 で規定されているハブ型伝送システム（ＬＡＮ）を例に説明する。

図において、送信装置（局内装置）１１と複数の受信装置（宅内装置）１２−１〜１２−３は、電気配線１６とリピータハブ１７またはスイッチングハブ（Ｌ２ＳＷ）を介して接続される。送信装置１１には、同期クロック源１５から交換機などに供給される同期クロック信号と同一の同期クロック信号が供給される。送信装置１１は、この同期クロック信号に基づいて、交換機などから転送された同期多重信号を処理する。さらに、送信装置１１は、同期クロック信号に基づいてクロック同期パケットを生成し、受信装置１２に向けて一定間隔で同報送信する。送信装置１１から送信されたクロック同期パケットは、リピータハブ１７で複製され、すべての受信装置１２−１〜１２−３に同報される。

図５は、第２の実施形態のクロック同期パケットのフレームフォーマットを示す。ペイロードには、クロック識別子、遅延時間補正値が設定される。送信装置１１は、このようなクロック同期パケットをデータパケットとは別に一定間隔で同報送信することにより、第１の実施形態と同様に、すべての受信装置１２でパケットの平均到着間隔としてクロック周波数同期をとり、さらに遅延時間補正値を用いてクロックタイミング同期をとることができる。

送信装置１１と受信装置１２との間でクロック同期が確立している限り、送信装置１１は交換機などからの同期多重信号を非同期のデータパケットに分割し、受信装置１２を宛先としてユニキャスト送信する。また、受信装置１２は、自装置内の同期多重信号や端末側から入力する同期多重信号を非同期のデータパケットに分割し、送信装置１１を宛先として送信する。リピータハブ１７やＬ２ＳＷを介してＬＡＮに接続された受信装置１２は、同じクロック同期パケットを受信して送信装置１１との間でクロック同期を確立できるため、同期確立後にただちに同期多重信号をパケット化して転送することができる。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態を示す。本実施形態は、第１の実施形態のＰＯＮの接続形態において、複数の受信装置で複数の同期多重信号を扱う場合を示す。

図において、送信装置１１には同期多重回線２１を介して交換機２２が接続され、受信装置１２−１〜１２−３にはそれぞれ同期多重回線２３が接続される。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第１の実施形態と同様にクロック同期を確立した後に、送信装置１１は交換機２２からの同期多重信号を非同期のデータパケットに分割し、受信装置１２を宛先としてユニキャスト送信する。また、受信装置１２は、自装置内の同期多重信号や端末側から入力する同期多重信号を非同期のデータパケットに分割し、送信装置１１を宛先として送信する。

本発明の第１の実施形態を説明する図。第１の実施形態のクロック同期パケットのフレームフォーマットの例を示す図。第１の実施形態の各タイミングの関係を示す図。本発明の第２の実施形態を説明する図。第２の実施形態のクロック同期パケットのフレームフォーマットの例を示す図。本発明の第３の実施形態を説明する図。従来の同期クロック情報の転送形態を説明する図。従来の同期クロック情報の転送形態を説明する図。従来の非同期データパケットのフレームフォーマットの例を示す図。

符号の説明

１１送信装置
１２受信装置
１３光ファイバ
１４光スプリッタ
１５同期クロック源
１６電気配線
１７リピータハブ
２１，２３同期多重回線
２２交換機

Claims

送信装置と複数の受信装置が非同期網を介して接続され、送信装置の同期クロック情報を前記非同期網を介して送信し、受信装置がこの同期クロック情報に基づいて送信装置に同期をとる同期クロック情報転送方法において、
前記送信装置は、非同期のデータパケットとは別に、送信装置と複数の受信装置のクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとるための同期クロック情報を含むパケットを生成し、前記非同期網を介して複数の受信装置に一定間隔で同報転送する
ことを特徴とする同期クロック情報転送方法。
請求項１に記載の同期クロック情報転送方法において、
前記送信装置と前記複数の受信装置は、光ファイバと光スプリッタを用いたパッシブ型伝送システムを介して接続され、前記同期クロック情報を含むパケットを前記複数の受信装置に一定間隔で同報転送する
ことを特徴とする同期クロック情報転送方法。
請求項１に記載の同期クロック情報転送方法において、
前記送信装置と前記複数の受信装置は、リピータハブまたはスイッチングハブを用いたハブ型伝送システムを介して接続され、前記同期クロック情報を含むパケットを前記複数の受信装置に一定間隔で同報転送する
ことを特徴とする同期クロック情報転送方法。
請求項２または請求項３に記載の同期クロック情報転送方法において、
前記受信装置が前記送信装置の機能を有し、多段接続された送信装置と受信装置を介して前記同期クロック情報を含むパケットを一定間隔で同報転送する
ことを特徴とする同期クロック情報転送方法。
非同期網を介して接続される複数の受信装置に対して、同期クロック情報を前記非同期網を介して送信する送信装置において、
非同期のデータパケットとは別に、送信装置と複数の受信装置のクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとるための同期クロック情報を含むパケットを生成し、前記非同期網を介して複数の受信装置に一定間隔で同報転送する手段を備えた
ことを特徴とする送信装置。
送信装置と複数の受信装置が非同期網を介して接続され、送信装置の同期クロック情報を前記非同期網を介して送信し、受信装置がこの同期クロック情報に基づいて送信装置に同期をとる通信システムにおいて、
前記送信装置は、非同期のデータパケットとは別に、同期クロック情報を含むパケットを生成し、前記非同期網を介して複数の受信装置に同報転送する構成であり、
前記受信装置は、前記同期クロック情報に基づいて送信装置とクロック周波数同期およびクロックタイミング同期をとる構成である
ことを特徴とする通信システム。