JP2008028490A - Ｉｐ網ターミナルアダプタ及びそれに用いるクロック制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信側のクロックが受信側のクロックより遅い場合でも、信号再生までに遅延を小さくしてもデータ不足にならないようにして安定したファクシミリ通信を実現可能なＩＰ網ターミナルアダプタを提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ１３はＬＡＮコントローラ１０からの受信ＲＴＰパケットにある送信側のタイムスタンプ情報と自機器のタイムスタンプ情報とからクロック差分検出回路１６にてクロックの差分検出を行い、ＤＳＰ部１７からのファクシミリ信号検出情報を受取ると、クロック差分検出結果によって受信バッファ２０のサイズの拡張をＤＳＰ部１７に指示し、クロック制御回路２３に対してクロック調整を指示する。クロック制御回路２３は、ＤＳＰ部１７のファクシミリトーン検出機能２１の信号情報と、クロック差分検出結果とから、アンダーランが発生しないように周波数を調整したクロック周波数をＤＳＰ部１７へ出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明はＩＰ網ターミナルアダプタ及びそれに用いるクロック制御方法に関し、特にＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網ターミナルアダプタにおける動作クロックの制御方法に関する。

従来、ＩＰ網ターミナルアダプタにおいては、図４に示すような構成となっている。つまり、ＩＰ網ターミナルアダプタ［ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ） ＴＡ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄａｐｔｅｒ）］３はＬＡＮ（ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）コントローラ［例えば、イーサネット（登録商標）コントローラ］３０と、ＣＰＵ（中央処理装置）３３と、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部３７と、アナログ電話インタフェース部（ＳＬＩＣ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）４２と、クロック生成部４３とから構成されている。

ＬＡＮコントローラ３０は送信部３１と、受信部３２とを備え、ＣＰＵ３３はパケット化機能３４と、パケット分解機能３５と、バッファ制御回路３６とを備え、ＤＳＰ部３７は符号化ブロック３８と、復号化ブロック３９と、受信バッファ４０と、ファクシミリトーン検出機能４１とを備えている。尚、ＩＰ網ターミナルアダプタ３は図１に示すようなＩＰ網１００を用いる通信システムにおいて、一般ファクシミリ２−１，２−２（以下、一般ファクシミリ２とする）間をＩＰ網１００にて接続する際に用いられる。

アナログ電話インタフェース部４２は、一般電話機や一般ファクシミリ２からの信号をＤＳＰ部３７との間で送受する。ＤＳＰ部３７は、アナログ電話インタフェース部４２からの信号の符号化処理（符号化ブロック３８による処理）及びファクシミリ信号であるかの検出処理（ファクシミリトーン検出機能４１による処理）、ＬＡＮコントローラ３０からのパケット信号を処理したＣＰＵ３３からのデータを音声データとして受信バッファ４０に格納する処理を行う。

ＬＡＮコントローラ３０は受信部３２でＩＰ網１００からの信号をパケット信号処理するＣＰＵ３３に出力し、送信部３１はＣＰＵ３３からのパケット化された信号をＩＰ網１００へ送出する。ＣＰＵ３３はＤＳＰ部３７からのファクシミリ信号検出情報を受取ると、バッファ制御回路３６から受信バッファ４０のサイズの拡張をＤＳＰ部３７に指示し、ファクシミリモード時に通信相手のクロックに対して、アンダーランが発生しにくいように、大きい容量の受信バッファ４０を確保する（例えば、１００ｍＳであったのを２００ｍＳに拡張）。

この種のＩＰ網によるファクシミリに関しては、以下のような従来技術がある。
特開２００４−２７４１６８号公報 特開２００２−１０１２５６号公報

しかしながら、従来のＩＰ網ターミナルアダプタでは、読出しクロックが装置で固定のため、送信側のクロックが遅いような場合、アンダーランによる受信バッファでのデータ欠落を防止することができないという問題がある。

また、従来のＩＰ網ターミナルアダプタでは、アンダーランの発生を回避するために再生開始のまでのデータを受信バッファに確保しようとすると、遅延時間が大きくなり、ファクシミリ通信のネゴ時間に間に合わず、通信できなくなることがあるという問題がある。

従来のＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網を使ったファクシミリ通信対応の機器の場合、ファクシミリ信号をみなし音声として扱うことでファクシミリ通信を実現させている。しかしながら、ファクシミリ通信をＶｏＩＰ網で使用する場合、音声通話では多少の信号ロスがあっても聴感上は影響がないが、ファクシミリ通信はデータ通信扱いになるため、信号ロスがデータ欠けとなり、画像欠け等の問題が発生する。

従来の技術では、ファクシミリ信号を検出すると、受信バッファの深さを大きくしてＩＰ網での揺らぎ量とあわせて受信バッファにおいてオーバーラン（バッファ溢れ）やアンダーラン（データ不足）が発生しないように対応している。しかしながら、公衆ＶｏＩＰ網を使用する形態が多くなり、対向する送信側の機器の機種との相対特性によってクロックのずれが大きくなるため、以前より受信バッファのオーバーランやアンダーランが発生しやすくなり、データの一部欠落によって通信が正常にできなくなるという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、送信側のクロックが受信側のクロックより遅い場合でも、信号再生までに遅延を小さくしてもデータ不足にならないようにして安定したファクシミリ通信を実現することができるＩＰ網ターミナルアダプタ及びそれに用いるクロック制御方法を提供することにある。

本発明によるＩＰ網ターミナルアダプタは、ファクシミリ装置をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網に収容して通信させるためのＩＰ網ターミナルアダプタであって、
受信パケットから送信側装置のクロックを推定する手段と、その推定結果に応じて自機器が再生するアナログ信号線側のクロックを調整する手段とを備えている。

本発明によるクロック制御方法は、ファクシミリ装置をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網に収容して通信させるためのＩＰ網ターミナルアダプタに用いるクロック制御方法であって、
前記ＩＰ網ターミナルアダプタが、受信パケットから送信側装置のクロックを推定する処理と、その推定結果に応じて自機器が再生するアナログ信号線側のクロックを調整する処理とを実行している。

すなわち、本発明のＩＰ網ターミナルアダプタは、アナログ電話機やファクシミリ等をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：インタネットプロトコル）網に接続する機器において、ファクシミリ通信をみなし音声で実施する場合のネットワークの揺らぎ（ジッタ）や送信側装置のクロックと受信側装置のクロックとの差分によって受信データのバッファへの書込みと読出しとのクロックずれによるオーバーラン、アンダーランを発生させないようにファクシミリ信号を再生させることで画像情報の欠落を防止することを特徴としている。

より具体的に説明すると、本発明のＩＰ網ターミナルアダプタでは、アナログ電話インタフェース部（ＳＬＩＣ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が、一般電話機や一般ファクシミリからの信号をＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部との間で送受する。

ＤＳＰ部は、アナログ電話インタフェース部からの信号の符号化処理、復号化処理及びファクシミリ信号であるかを検出するファクシミリ信号検出処理、ＣＰＵ（中央処理装置）からの音声フレーム化された信号を受信バッファに音声データとして格納する処理を行う。

ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）コントローラ［例えば、イーサネット（登録商標）コントローラ］は受信部でＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網からの信号を受信し、パケット信号を処理するＤＳＰ部に出力し、送信部はＤＳＰ部からのパケット化された信号をＩＰ網へ送出する。

ＣＰＵはクロック差分検出部（ＣＬＫ−ＤＥＴ）において受信ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットにあるタイムスタンプ情報と自機器のタイムスタンプ情報とからクロックの差分検出を行い、ＤＳＰ部からのファクシミリ信号検出情報（ＦＡＸ−ＤＥＴ）を受取ると、クロック差分検出結果によって受信バッファのサイズの拡張をＤＳＰ部に指示し、クロック制御回路（ＣＬＫ−ＣＴＬ）に対してクロック調整を指示する。

クロック制御回路は、ＤＳＰ部のファクシミリ信号検出回路の信号情報と、クロック差分検出結果から、ファクシミリモード時に通信相手のクロックに対して、アンダーランが発生しないように調整したクロック周波数をＤＳＰ部へ出力する。

このようにして、本発明のＩＰ網ターミナルアダプタでは、ファクシミリ信号を検出すると、受信バッファのサイズの変更と受信ＲＴＰパケットとから算出したクロック差分を検出し、ＤＳＰ部のクロックを調整し、受信データのアンダーラン（欠落）を防止しているので、ファクシミリ通信時のアナログ信号の歪みをなくすことが可能となる。

つまり、本発明のＩＰ網ターミナルアダプタでは、受信側の再生クロックを送信側のクロックと等しいか、わずかに低くすることで、再生用のデータの欠落を防止しているので、歪みの無いファクシミリ信号をファクシミリに送信することが可能となる。よって、本発明のＩＰ網ターミナルアダプタでは、送信側のクロックが受信側のクロックより遅い場合でも、信号再生までに遅延を小さくしてもデータ不足にならないようにして安定したファクシミリ通信を実現することが可能となる。

また、本発明のＩＰ網ターミナルアダプタでは、ファクシミリ信号を受信した時に、受信バッファを確保する際、再生側のクロックを調整することで、アンダーフローの発生防止用のデータを溜め込む量が少ないため、遅延時間を短くすることが可能となる。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、送信側のクロックが受信側のクロックより遅い場合でも、信号再生までに遅延を小さくしてもデータ不足にならないようにして安定したファクシミリ通信を実現することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による通信システムの構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による通信システムは、ファクシミリ２−１，２−２を、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網ターミナルアダプタ［ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ） ＴＡ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄａｐｔｅｒ）］１−１，１−２を介してＩＰ網１００に接続して構成されている。

図２は本発明の一実施例によるＩＰ網ターミナルアダプタの構成例を示すブロック図である。尚、上記の図１に示すＩＰ網ターミナルアダプタ１−１，１−２はこの図２に示すＩＰ網ターミナルアダプタ１と同様の構成及び動作となっている。

図２において、ＩＰ網ターミナルアダプタ１はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）コントローラ［例えば、イーサネット（登録商標）コントローラ］１０と、ＣＰＵ（中央処理装置）１３と、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部１７と、アナログ電話インタフェース部（ＳＬＩＣ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２２と、クロック制御回路（ＣＬＫ−ＣＴＬ）２３と、クロック生成部２４とから構成されている。

ＬＡＮコントローラ１０は送信部１１と、受信部１２とを備え、ＣＰＵ１３はパケット化機能１４と、パケット分解機能１５と、クロック差分検出機能（ＣＬＫ−ＤＥＴ）１６とを備え、ＤＳＰ部１７は符号化ブロック１８と、復号化ブロック１９と、受信バッファ２０と、ファクシミリトーン検出機能（ＦＡＸ−ＤＥＴ）２１とを備えている。

アナログ電話インタフェース部２２は、一般電話機やファクシミリ２−１，２−２からの信号をＤＳＰ部１７との間で送受する。ＤＳＰ部１７は、アナログ電話インタフェース部２２からの信号の符号化処理（符号化ブロック１８による処理）、復号化処理（復号化ブロック１９による処理）、及び音声信号かファクシミリ信号であるかを検出するファクシミリ信号検出処理（ファクシミリトーン検出機能２１による検出処理）、ＣＰＵ１３からの音声信号を受信バッファ２０に音声データとして格納する処理を行う。

ファクシミリトーン検出機能２１は、一般的によく知られている着信のファクシミリ２−１，２−２から送出される２１００Ｈｚの着信応答信号にて検出を行うので、その詳細な説明については省略する。

ＬＡＮコントローラ１０は受信部１２でＩＰ網１００からの信号を受信し、その受信信号を、パケット信号を処理するＣＰＵ１３に出力し、送信部１１でＣＰＵ１３からのパケット化された信号をＩＰ網１００へ送出する。

ＣＰＵ１３は、ＬＡＮコントローラ１０から出力の受信ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットにある送信側のタイムスタンプ情報と自機器のタイムスタンプ情報とからクロック差分検出回路１６にてクロックの差分検出を行い、ＤＳＰ部１７からのファクシミリ信号検出情報を受取ると、クロック差分検出結果によって受信バッファ２０のサイズの拡張をＤＳＰ部１７に指示し、クロック制御回路２３に対してクロック調整を指示する。

クロック制御回路２３は、ＤＳＰ部１７のファクシミリトーン検出機能２１の信号情報と、クロック差分検出結果とから、ファクシミリモード時に通信相手のクロックに対して、アンダーランが発生しないようにＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）等で周波数を調整したクロック周波数をＤＳＰ部１７へ出力する。

送信側装置のクロックが受信側装置のクロックより相対的に早い場合、受信側での再生スピードが遅いため、受信バッファ２０にデータが蓄積されるので、受信バッファ２０のサイズを大きくとることで、時間が少し遅れるが、再生可能である。しかしながら、送信側のクロックが遅い場合、受信側での再生が早いので受信バッファ２０内の再生データがなくなる（アンダーランの発生）ため、受信データが欠けてしまう。

そのため、音声信号のように、パケットロス補正としての前音再生機能を持った場合でも、ファクシミリの場合には、データのため、不連続性が発生し、結果的に画像の乱れ等が発生する。そこで、本実施例では、受信側のクロックを送信側のクロックよりも僅かに低くする制御を行うことで、受信バッファ２０におけるアンダーランの発生を防止して再生用データが不足することを回避する。

以上、詳細に本実施例の構成について述べたが、図２に示すアナログ電話インタフェース部２２、ＬＡＮコントローラ１０、パケット化機能１４、パケット分解機能１５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、その詳細な構成についての説明は省略する。

尚、本実施例では、ＣＰＵ１３の機能として定義したパケット化機能１４、パケット分解機能１５、クロック差分検出機能１６の各機能を、ＤＳＰ部１７の機能としてもよい。また、ＤＳＰ部１７の機能とした受信バッファ２０の機能は、ＣＰＵ１３で実現してもよい。

図３は本発明の一実施例によるＩＰ網ターミナルアダプタのファクシミリトーン検出後の動作を示すタイムチャートである。これら図１〜図３を参照して本発明の一実施例によるＩＰ網ターミナルアダプタのファクシミリトーン検出後の動作について説明する。以下の説明では、ＩＰ網ターミナルアダプタ１とファクシミリ２との間でファクシミリ信号をやりとりする場合について説明する。

ＩＰ網１００経由で、ＩＰ網ターミナルアダプタ１に収容されているファクシミリ２に着信があると、ファクシミリ２はＩＰ網アダプタ１からの呼び出し信号に応答してループを形成した後、２１００Ｈｚの応答信号を返送する。ＩＰ網ターミナルアダプタ１は、ファクシミリ２からの信号をアナログ電話インタフェース部２２を経由したＤＳＰ部１７の符号化ブロック１８の出力信号からファクシミリトーン検出機能２１で２１００Ｈｚのファクシミリトーンの検出を行う。ここで、ファクシミリトーン検出機能２１がファクシミリトーンを検出した場合に本実施例による動作が開始される。

図３の上段は、送信側のＩＰ網ターミナルアダプタ１の音声データ列を示す。送信時には自機器の持つタイマ（図示せず）によってパケット化する時にタイムスタンプを付加する。

一方、受信側では、ＩＰ網１００からのデータを受信すると、クロック差分検出機能１６が、複数の受信パケットを使って受信パケットのタイムスタンプを基に計算した周期（Ｔ１）と自機器のクロックを使った時間（Ｔ２）とを比較する。時間比較は、自機器のタイムスタンプ時間で相手機器のタイムスタンプ時間を測ることで、時間比較が可能である。その時、計算の結果、クロックが同じであれば、ネットワークでの遅延分がシフトしただけで、受信パケットと送信パケットとの相対時間差は一定の状態で再生される（図３の２段目のデータ）。

もし、受信側のクロックが早い場合、信号の再生周期が短くなり、受信バッファ２０において再生するデータが空になる［図３の３段目のデータ：＃１０と＃１１との間にデータがない領域（不足、音切れ）が発生する］。この時、復号化ブロック１９の出力信号は直前のデータを使用したりして補間するが、アナログ電話インタフェース部２２に送出する音声信号として不連続なため、ファクシミリ２の受信する信号はアナログ信号的には不連続となり、ノイズとなる。

反対に、受信側のクロックが遅い場合（図３の４段目のデータ）、信号の再生周期が長くなり、再生するデータが受信バッファ２０に溜まるようになる。受信バッファ２０のサイズを大きくとれることで、データは切れ目なく送信されるので、アナログ信号は連続性を持っており、ノイズにならない。

そこで、本実施例のように、もし、通常の音声通話時に受信側のクロックが早い場合でも、クロック制御回路２３にて、ファクシミリ信号を受信した場合に受信側のクロックを送信側クロックと等しいか、少し低くすることで、図３の４段目のデータと同じようになり、データを切れ目なく再生することができるようになるので、みなし音声で通信しているファクシミリ信号に歪が発生しない。

このように、本実施例では、受信側の再生クロックを送信側のクロックと等しいか、わずかに低くすることで、再生用のデータの欠落を防止しているので、歪みの無いファクシミリ信号をファクシミリに送信することができる。

また、本実施例では、ファクシミリ信号を受信した時に、受信バッファ２０を確保する際、再生側のクロックを調整することで、アンダーフローの発生防止用のデータを溜め込む量が少ないため、遅延時間を短くすることができる。

本発明は、従来のファクシミリ機器をＩＰ網に接続するＩＰ網ターミナルアダプタに利用される。

本発明の一実施例による通信システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施例によるＩＰ網ターミナルアダプタの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施例によるＩＰ網ターミナルアダプタのファクシミリトーン検出後の動作を示すタイムチャートである。 従来のＩＰ網ターミナルアダプタの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１，１−１，１−２ ＩＰ網ターミナルアダプタ
２−１，２−２ ファクシミリ
１０ ＬＡＮコントローラ
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ ＣＰＵ
１４ パケット化機能
１５ パケット分解機能
１６ クロック差分検出機能
１７ ＤＳＰ部
１８ 符号化ブロック
１９ 復号化ブロック
２０ 受信バッファ
２１ ファクシミリトーン検出機能
２２ アナログ電話インタフェース部
２３ クロック制御回路
２４ クロック生成部
１００ ＩＰ網

Claims (6)

1. ファクシミリ装置をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網に収容して通信させるためのＩＰ網ターミナルアダプタであって、
   受信パケットから送信側装置のクロックを推定する手段と、その推定結果に応じて自機器が再生するアナログ信号線側のクロックを調整する手段とを有することを特徴とするＩＰ網ターミナルアダプタ。
2. 前記クロックを調整する手段は、ファクシミリ通信をみなし音声で実施する場合のネットワークの揺らぎ、前記送信側装置のクロックと受信側装置のクロックとの差分によって受信データのバッファへの書込みと読出しとのクロックずれによるオーバーラン、アンダーランを発生させないようにファクシミリ信号を再生させることを特徴とする請求項１記載のＩＰ網ターミナルアダプタ。
3. 前記クロックを調整する手段は、前記クロックの差分の検出結果から、ファクシミリモード時に通信相手のクロックに対してアンダーランが発生しないように、前記受信側装置の再生クロックを前記送信側装置のクロックと等しいか、わずかに低くするように調整することを特徴とする請求項２記載のＩＰ網ターミナルアダプタ。
4. ファクシミリ装置をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網に収容して通信させるためのＩＰ網ターミナルアダプタに用いるクロック制御方法であって、
   前記ＩＰ網ターミナルアダプタが、受信パケットから送信側装置のクロックを推定する処理と、その推定結果に応じて自機器が再生するアナログ信号線側のクロックを調整する処理とを実行することを特徴とするクロック制御方法。
5. 前記ＩＰ網ターミナルアダプタが、前記クロックを調整する処理において、ファクシミリ通信をみなし音声で実施する場合のネットワークの揺らぎ、前記送信側装置のクロックと受信側装置のクロックとの差分によって受信データのバッファへの書込みと読出しとのクロックずれによるオーバーラン、アンダーランを発生させないようにファクシミリ信号を再生させることを特徴とする請求項４記載のクロック制御方法。
6. 前記ＩＰ網ターミナルアダプタが、前記クロックを調整する処理において、前記クロックの差分の検出結果から、ファクシミリモード時に通信相手のクロックに対してアンダーランが発生しないように、前記受信側装置の再生クロックを前記送信側装置のクロックと等しいか、わずかに低くするように調整することを特徴とする請求項５記載のクロック制御方法。

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