JP2009225044A - 非同期同期通信網の変換装置、データ変換方法、データ変換プログラム、及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】重要なデータの授受を行っている通信途中で同期が破綻しない同期非同期通信網の変換装置を、提供する。
【解決手段】クロックスレーブ側のスタートアップ完了監視部３８は、受信バッファ・クロック制御部３７が受信バッファをクリアした事を検出して、その旨を示すパケットをパケット組立部２６から送出させる。クロックマスタ側のスタートアップ完了通知検出部３９は、クロックスレーブ側で受信バッファをクリアした事を検出した旨を示すパケットをパケット分解部３８を通じて検出すると、受信バッファ・クロック制御部３７に受信バッファ部３０のクリアを指示する。クロックマスタ側の受信バッファ・クロック制御部３７は、可変クロック部３２から固定クロックを発生させ、スタートアップ完了通知検出部３９から指示を受けると、受信バッファ部３０をクリアする。
【選択図】図３

Description

本案は、同期通信網のレガシー機器を非同期通信網であるＩＰ通信網に接続してレガシー機器間で通信するための非同期同期通信網の変換装置、方法、プログラム、記録媒体及び通信システムに関する。

従来、レガシー機器と同期通信網により構成される通信設備が存在しており、主に光ファイバーで同期通信網を構築し、多重伝送装置等で音声や２ＭｂｐｓＭＵＸ、ＩＴＵ−Ｔ勧告V．２４，X．２１などのレガシーデータ通信を行っている。

このような同期通信網のレガシー機器にあっては、相手装置の受信データから同期クロックを抽出することで、相互間でクロックに同期したデータ通信を行っている。

しかしながら、従来のレガシー機器と同期通信網により構成される通信設備については、非同期通信網であるインターネットプロトコル通信網（以下「ＩＰ通信網」という）への変更が望まれている。これは光ファイバーによる通信インフラを、製品の製造販売が既に終わっているなどの理由で高額となっている特殊なレガシー機器しか接続できない同期通信網として使用するよりも、ＩＰ通信網とすることの方が、接続可能な安価な機器が飛躍的に増大し、導入コストも下がるためである。しかしながら、レガシー機器の稼動資産を安価なＩＰ端末にリプレースすることは結果的に設備投資が膨らむ可能性がある。従って、ＩＰ通信網にレガシー機器を接続することが可能な変換装置を導入することでインフラのみをＩＰ通信網に移行させることが出来る。

従来のレガシー機器が通信を行うには、対向するレガシー機器が通信網外部で同期が取れている、もしくは受信する伝送データから同期クロックを抽出することで、同期通信を実現している。これに対して、ＩＰ通信網の場合には、これが完全非同期通信網であるためにデータから同期クロックは抽出できないので、レガシー機器同士で、同期通信することができない。

そこで、各レガシー機器とＩＰ通信網との間に、同期通信（データ送出側のレガシー機器が送出するデータの間隔とデータ受信側のレガシー機器が受信するデータの間隔とを合致させること）を可能とするためのアダプタ（ＩＰ変換装置）を設ける、図１０の如き仕組みが実用されている。かかるＩＰ変換装置をＩＰ通信網に接続した状態を、図１０に示す。図１０において、通信を行う両レガシー機器１００，１０１とＩＰ通信網１０４との間にＩＰ変換装置１０２，１０３が夫々介在している。

このうちの一方のＩＰ変換装置１０２は、「クロックマスタ」と呼ばれ、これに接続されているレガシー機器１００から送出されるデータを、インタフェース（レガシーインタフェース）１０７にて受信して、可変クロック１０９から供給される固定のクロックに応じてＩＰネットワーク１０４へ送出する。他方のＩＰ変換装置１０３は、「クロックスレーブ」と呼ばれ、ＩＰ通信網を通じてクロックマスタ１０２から受信したデータを受信バッファ１０５内に一時滞留させるとともに、この受信バッファ１０５からデータを読み出してレガシー機器１０１へ送出するインタフェース（レガシーインタフェース）１０６に対して供給される可変クロックの周期を、受信バッファ１０５に滞留するデータ量がその受信バッファ１０５の容量の丁度中間値に安定するとなるように調整するのである。これにより、ＩＰ通信網１０４は同期通信を行う機能を有していないのにも関わらず、クロッ
クマスタ１０２がレガシー機器１００から取り込む周期に、クロックスレーブ１０３がレガシー機器１０１へデータを送出する周期を同期させることが可能となる。

かかる同期は、逆方向の通信においてもなされる。即ち、クロックスレーブ１０３は、レガシー機器１０１から送出されたデータを、インタフェース（レガシーインタフェース）１０７にて受信して、インタフェース１０６に供給されるものと同じ間隔の可変クロックに応じてＩＰネットワーク１０４へ送出する。クロックマスタ１０２は、ＩＰ通信網１０４を通じてクロックマスタ１０２から受信したデータを受信バッファ１０５内に一時滞留させるとともに、インタフェース１０７に供給されるのと同じ固定クロックを供給されたインタフェース（レガシーインタフェース）１０６によって読み出されて、レガシー機器１００へ送出される。これにより、クロックスレーブ１０３がレガシー機器１０１から取り込む周期を、クロックマスタ１０２がレガシー機器１００へデータを送出する周期に同期させることが可能となる。

なお、上記両ＩＰ変換装置１０２，１０３は全く同じ構成を有している。即ち、そのＩＰ変換装置１０２，１０３がクロックスレーブとして設定された場合には、受信バッファ１０５に滞留するデータ量（受信バッファ量）を測定するバッファ監視可変クロック制御部１０８が動作し、これによって制御される可変クロック部１０９が、各インタフェース１０６，１０７に対して、バッファ監視可変クロック制御部１０８によって制御された可変クロックを供給する。これに対して、そのＩＰ変換装置１０２，１０３がクロックマスタとして指定された場合には、バッファ監視可変クロック制御部１０８が停止し、これによって制御される可変クロック部１０９が各インタフェース１０６，１０７に対して固定クロックを供給する。

従って、両レガシー機器１００，１０１間での通信開始時点において、両ＩＰ変換装置１０２，１０３の受信バッファ１０５の受信バッファ量が一致しているのであれば、クロックスレーブ１０３において可変クロックの調整がなされて、受信バッファ１０５の受信バッファ量が丁度受信バッファ１０５の容量の中間値で安定するように調整されることにより、クロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量も、受信バッファ１０５の容量の中間値で安定するはずである。
特開平９−２５２２９２号公報 特開２００２−２１７９４５号公報

しかしながら、通信開始時においては、クロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量とクロックスレーブ１０３の受信バッファ１０５の受信バッファ量とは、接続時における夫々の状態（ＩＰ通信網の負荷，通信線路の障害，機器の立ち上がり状態，等）の如何に依り、かなり異なることが多い。例えば、通信開始に以降するタイミングが、クロックマスタ１０２よりもクロックスレーブ１０３よりも早くなった場合に、かかる状況が生じる。

従って、クロックスレーブ１０３において可変クロックの調整がなされて、受信バッファ１０５の受信バッファ量が丁度受信バッファ１０５の容量の中間値で安定するように調整されても、クロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量は、受信バッファ１０５の容量の上限値近傍又は下限値近傍にて安定してしまうことがある。

ところで、受信バッファ量を受信バッファ１０５の容量の中間値で安定させるのは、通信中に不可避的に生じる受信バッファ量のゆらぎを、受信バッファ量が大きくなる方向においても小さくなる方向においても、同程度に吸収することができるからである。

これに対して、上限値近傍において受信バッファ量が安定してしまうと、受信バッファ量が大きくなる方向にわずかなゆらぎが生じただけでオーバーフローして同期を破綻させてしまう。逆に、下限値近傍において受信バッファ量が安定してしまうと、受信バッファ量が小さくなる方向にわずかなゆらぎが生じただけでアンダーフローして同期を破綻させてしまう。

このように同期の破綻が生じた場合、両ＩＰ変換装置１０２，１０３の受信バッファ１０５が一旦クリアされることで、両ＩＰ変換装置１０２，１０３の受信バッファ１０５の受信バッファ量が一致する状態が実現されるので、以後、クロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量も、受信バッファ１０５の容量の中間値で安定するようになる。

図１１は、以上のようにしてクロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量が一旦オーバーフローした事に因ってクリアされた後に中間値で安定する様子を、横軸を時間軸として示すグラフである。即ち、この図１１において、通信開始から受信バッファ１０５の受信バッファ量が増大していき（ａ）、中間値（Ｃ０）前後において、クロックスレーブ１０３における可変クロックの調整が開始されることにより、徐々に変化率が小さくなり（ｂ）、クロックスレーブ１０３の受信バッファ１０５の受信バッファ量が中間値にて安定すると、当該クロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量も、何れかの値にて安定する（ｃ）。但し、上述した理由に因り、その安定した値は、上限値（Ｃｍａｘ）近傍であるとする。すると、その後において受信バッファ量が多少ゆらいだだけで、受信バッファ量が上限値（Ｃｍａｘ）に達してしまう（オーバーフロー）（ｄ）。すると、これが自動的に検出されることによって、両ＩＰ変換装置１０２，１０３において、ともに受信バッファ１０５のクリアがなされる。これにより、両ＩＰ変換装置１０２，１０３の受信バッファ１０５の受信バッファ量が強制的に等しくされるので、以後、再度受信バッファ１０５の受信バッファ量が増大していくと（ｅ）、クロックスレーブ１０３側と同様に、クロックマスタ１０２の受信バッファ１０５の受信バッファ量も、中間値（C０）にて安定するのである。

しかしながら、オーバーフローが一旦生じて同期が破綻すると、それ以後の同期は保証されるものの、このオーバーフローはネットワークのゆらぎによって発生してしまうため、いつ発生するか、想定できず、かつオーバーフローが実際に重要なデータの授受を行っている通信中に生じてしまうと、かかる重要な情報が失われてしまう問題がある。

そこで、本案は、両ＩＰ交換機の受信バッファをクリアする処理（スタートアップ処理）を通信開始直後自動的に実行することにより、重要なデータの授受を行っている通信途中で同期が破綻しない非同期同期通信網の変換装置、データ変換方法、データ変換プログラム、及び通信システムの提供を、課題とする。

上記課題を達成するために構成された本案による非同期同期通信網の変換装置、データ変換方法、データ変換プログラム、及び通信システムを用いると、夫々クロック信号に同期してデータを転送する同期通信網の同期通信装置に接続されるとともに非同期にデータを転送する機器で構成された非同期通信網に接続される一対の変換装置（コンピュータ）は、夫々、指示された間隔にてクロックを出力するクロック部と、前記同期通信装置から受信した同期通信データを受信して、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で送出する同期通信データ受信部と、当該同期通信データ受信部から送出された同期通信データをパケット化して前記非同期通信網へ送信する送信変換部と、バッファと、前記非同期通信網から受信したパケットから同期通信データを抽出して前記バッファに蓄積す
る受信変換部と、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で前記バッファから読み出した同期通信データを前記同期通信装置へ送信する同期通信データ送信部とを有することになる。更に、一方の前記変換装置は、前記バッファ中のデータ量を監視し、通信開始後の所定タイミングにて前記バッファをクリアするスタートアップ処理を実行し、その後、前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させるバッファ・クロック制御部と、前記バッファ・クロック制御部が前記スタートアップ処理を実行したことを検出すると、スタートアップ完了通知を含むパケットを前記送信変換部から送出させるスタートアップ監視部とを備えることとなり、他方の前記変換装置は、所定の固定間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、スタートアップ指示に応じて前記スタートアップ処理を実行するバッファ・クロック制御部と、前記受信変換部によって受信されたパケット中に前記スタートアップ完了通知を含むパケットを検出すると、前記バッファ・クロック制御部に対して前記スタートアップ指示を行うスタートアップ完了通知検出部とを備えることとなる。

その結果、一方の変換装置のバッファ・クロック制御部が通信開始後の所定タイミングにてスタートアップ処理を実行すると、スタートアップ監視部がスタートアップ完了通知を含むパケットを送信変換部から他方の変換装置へ向けて送出される。このパケットは、他方の変換装置におけるスタートアップ完了通知検出部によって検出され、それに応じて他方の変換装置におけるバッファ・クロック制御部がスタートアップ処理を実行する。その結果、両変換装置のバッファが、ほぼ同時にクリアされる。よって、その後、一方の変換装置のバッファ・クロック制御部が、バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にてクロック部から同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させる制御を実行すると、他方の変換装置のバッファ中のデータ両も、所定値に安定するようになる。そのため、多少のデータ量のゆらぎが生じても、バッファがオーバーフロー又はアンダーフローして同期が破綻することを防止することができる。

以上のように構成された本案によれば、重要なデータの授受を行っている通信途中で意図せず通信が破綻することを防止することができる。

図１は、本発明による同期非同期通信網の変換装置を用いた通信システムの説明図である。図１において、同期通信網の同期通信装置としてのレガシー機器１０−１，１０−２は、例えば光ファイバーで構築された同期通信網１１−１を使用してデータを同期通信する同期通信装置であり、例えば音声、２ＭｂｐｓＭＵＸ、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｖ．２４，Ｘ２１などの多重伝送装置などの、レガシーデータ通信を行う機器が含まれる。

このレガシー機器１０−１，１０−２を備えた同期通信網１１−１，１１−２を、非同期通信網１５であるルータやスイッチで構成されたＩＰネットワーク１８に接続するため、本発明の同期非同期通信網の変換装置であるＩＰ変換装置１２−１，１２−２が、レガシー機器１０−１．１０−２とＩＰネットワーク１８の間に挿入接続される。

即ち本実施形態のＩＰ変換装置１２−１．１２−２は、同期通信網１１−１，１１−２のレガシー機器１０−１，１０−２をレガシーネットワーク１４−１，１４−２を介して接続すると共に、非同期通信網１５であるＩＰネットワーク１８に、ＬＡＮ１６−１．１６−２により接続している。またＩＰ変換装置１２−１，１２−２には固有のＩＰアドレスが設定されている。

ここで本実施形態のＩＰ変換装置１２−１，１２−２は、そのいずれか一方が予めクロックマスタに設定され、他方がクロックスレーブに設定される。図１の場合には、ＩＰ変換装置１２−１がクロックマスタに設定され、ＩＰ変換装置１２−２がクロックスレーブに設定されている。但し、両ＩＰ変換装置１２−１，１２−２の構成は全く同じである。

即ち、図２は、本実施形態によるＩＰ変換装置１２をコンピュータをベースに構成した場合におけるハードウェアを構成を示すブロック図である。この図２において、ＩＰ変換装置１２を構成するコンピュータは、相互にバス４８を通じて接続されたＣＰＵ３６，ＲＡＭ５０、ＲＯＭ５２、レガシーインタフェース部２０及びＩＰインタフエース部２２から、構成されている。

ＲＯＭ５２には、ＢＩＯＳ、ＯＳに加え、本実施形態の変換プログラムが格納されている。コンピュータを起動すると、ＲＡＭ５０のＢＩＯＳの実行により、ＯＳがＲＡＭ５２に読出し配置された後、ＯＳの処理でＲＯＭ５２から本発明の変換プログラムがＲＡＭ５０に読出され、ＣＰＵ４６により実行されることになる。

図３は、図２に示すＣＰＵ４６が変換プログラムを実行した場合に各インタフェース部２０，２０やＲＡＭ５０とともに実現される当該ＩＰ変換装置１２の各機能の相関を示すブロック図である。なお、このＩＰ変換装置１２は、シーケンサーや論理回路により、図３に示す回路構成を有するものとして構成することも可能である。

図３において、本実施形態のＩＰ変換装置１２は、レガシーインタフェース部２０、パケット組立部２６、ＩＰインタフェース部２２、パケット分解部２８、受信バッファ３０、可変クロック部３２及びコントロール部３４を備えている。

コントロール部３４はＣＰＵによるプログラムの実行により実現される機能であり、マスター／スレーブ設定部３６，受信バッファ・クロック制御部３７，スタートアップ完了監視部３８及びスタートアップ完了検知部３９の各機能を含んでいる。

コントロール部３４に含まれるマスタスレーブ設定部３６は、図１の通信システムに示したように、ＩＰ変換装置１２−１についてはクロックマスタとして機能すべきことを予め設定し、またＩＰ変換装置１２−２についてはクロックスレーブとして機能すべきことを予め設定している。なお、どのＩＰ変換装置がクロックマスタ及びクロックスレーブの何れに設定されるかは、相互に通信相手となったＩＰ変換装置１２，１２同士の間において、通信の都度決定される。

マスタスレーブ設定部３６によりクロックマスタとして機能すべきことが設定されると、スタートアップ完了監視部３８の機能が無効とされるとともにスタートアップ完了通知検出部３９の機能が有効とされる。またマスタスレーブ設定部３６によりクロックスレーブとして機能すべきことが設定されると、スタートアップ完了監視部３８の機能が有効とされるとともにスタートアップ完了通知検出部３９の機能が無効とされる。

ＬＡＮインタフェース部２２は、パケット組み立て部２６から受け取ったパケットをＩＰ通信網１８に繋がるＬＡＮへ送出するとともに、ＬＡＮから受信したパケットをパケット分解部２８へ渡すインタフェースである。

パケット組立部２６は、レガシーインタフェース２０から受け取ったデータに、ＵＤＰ／ＩＰ／ＭＡＣ等のヘッダを付加することによってパケットを組み立て、ＬＡＮインタフェース部２２に渡す機能である。これらＬＡＮインタフェース部２２及びパケット組立部
２６が、送信変換部に相当する。

パケット分解部２８は、ＬＡＮインタフェー部２２から受け取ったパケットから、ＵＤＰ／ＩＰ／ＭＡＣ等のヘッダを削除して、残りのデータを受信バッファ部３０へ渡す機能である。これらＬＡＮインタフェース部２２及びパケット分解部２８が、受信変換部に相当する。

受信バッファ部３０は、パケット分解部２８から受信したデータを一時蓄積するバッファである。なお、この受信バッファ部３０の受信バッファ量は、コントロール部３４に含まれる受信バッファ・クロック制御部３７の機能によって検知される。

可変クロック部（クロック部）３２は、ＶＣＸＯ等のクロック調整機構を持ち、コントロール部３４に含まれる受信バッファ・クロック制御部３７の機能に従い、当該ＩＰ変換装置１２がクロックマスタとして機能すべきことが設定されるていると、規格に従った一定間隔のクロックを発生してレガシーインタフェース部２０に供給し、当該ＩＰ変換装置１２がクロックスレーブとして機能すべきことが設定されるていると、受信バッファ・クロック制御部３７によって指定された間隔のクロックを発生してレガシーインタフェース部２０に供給する。

レガシーインタフェース部２０は、可変クロック部３２から供給されたクロックに同期した周期で、受信バッファ部３０からデータを読み出して、レガシー機器へ向けて送出する（同期通信データ送信部に相当）。また、レガシーインタフェース部２０は、レガシー機器から受信したデータ（同期通信データ）を、可変クロック部３２から供給されたクロックに同期した周期で、パケット組立部２６へ渡す（同期通信データ受信部に相当）。

コントロール部（制御部）３４に含まれる受信バッファ・クロック制御部（バッファ・クロック制御部）３７は、当該ＩＰ変換装置１２がクロックマスタとして機能すべきことが設定されていると、可変クロック部３２に対して上記一定間隔にてクロックをレガシーインタフェース２０に供給させ、よって、レガシー機器１０から受信した同期通信データを、ＩＰインタフェース部２２により上記一定間隔でパケット組立部２６へ転送させ、パケット組立部２６にて組み立てられたパケットをＩＰネットワーク１８へ送出させるとともに、ＩＰネットワーク１８から受信した非同期通信データであるパケットをパケット分解部２８で分解させて抽出されたデータを受信バッファ３０に蓄積させ、上記一定間隔でレガシーインタフェース部２０からレガシー機器１０へ送出させる。

また、コントロール部３４に含まれる受信バッファ・クロック制御部３７は、当該ＩＰ変換装置１２がクロックスレーブとして機能すべきことが設定されている場合、通信開始から上記受信バッファ部３０の受信バッファ量が当該受信バッファ部３０の容量の中間値（Ｃ０）に達するまでは、可変クロック部３２に対してクロックの出力を停止させ、中間値（Ｃ０）に達すると、所定の中心周波数ｆ０にて可変クロックを出力させ、レガシーインタフェース部２０へ供給させる。但し、パケット分解部２８から受信バッファ部３０へ書き込まれる間隔と上記中心周波数ｆ０がずれていると、受信バッファ量は、漸次増大するか減少する。そこで、受信バッファ・クロック制御部３７は、受信バッファ部３０の受信バッファ量を検知し、可変クロック部３２に対して上記受信バッファ量に対して可変クロックの間隔を調整する。

即ち、図４に示すように、受信バッファ量が漸次上昇する場合、上限値（Ｃｍａｘ）に達すると、受信バッファ量が中間値に戻るまで可変クロックの間隔（以下、クロック周波数という）を最大値（ｆｍａｘ）とし、これにより受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に戻ると、直前に受信バッファ量が上限値に達するまでに設定していたクロック周波数よりも
若干量αだけ大きいクロック周波数に変更するというサイクルを、受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に安定するまで行う。

これに対して、図５に示すように、受信バッファ量が漸次減少する場合、下限値（Ｃｍｉｎ）に達すると、受信バッファ量が中間値に戻るまで可変クロックの間隔（以下、クロック周波数という）を最小値（ｆｍｉｎ）とし、これにより受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に戻ると、直前に受信バッファ量が下限値に達するまでに設定していたクロック周波数よりも若干量αだけ小さいクロック周波数に変更するというサイクルを、受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に安定するまで行う。

そして、受信バッファ・クロック制御部３７は、このようにして可変クロックを可変クロック部３２からレガシーインターフェース部２０へ供給させ、よって、ＩＰネットワーク１８から受信した非同期通信データであるＩＰパケットがパケット分解部２８によって分解されてなり、受信バッファ３０に蓄積されたデータを、上記可変クロックの間隔でレガシーインタフェース部２０からレガシー機器１０へ送出させるとともに、レガシー機器１０から受信した同期通信データを、ＩＰインタフェース部２２により上記可変クロックの間隔でパケット組立部２６へ転送させ、パケット組立部２６にて組み立てられたパケットをＩＰネットワーク１８へ送出させる。

上述したところに加え、本実施形態による受信バッファ・クロック制御部３７は、当該ＩＰ変換装置１２がクロックスレーブとして機能すべきことが設定されている場合には、通信開始後、受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に達した直後に、一旦受信バッファ３０をクリアしてから、改めて、受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に達するまでは可変クロックの出力を停止させ、中間値（Ｃ０）に達すると、可変クロックの出力と上述したクロック周波数調整を開始させる。このように、その直後から受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に達するまでは可変クロックの出力を停止させ、中間値（Ｃ０）に達すると可変クロックの出力を開始させる前提として、一旦受信バッファ３０をクリアする処理を、「スタートアップ」という。

クロックスレーブとして機能すべきＩＰ変換装置１２においてのみ有効とされるスタートアップ完了監視部３８は、上述した如き受信バッファ・クロック制御部３７によるスタートアップの実行を監視し（図６：Ｓ０２）、スタートアップの実行が検出されない間は（図６：Ｓ０２：Ｎｏ）、パケット組立部２６によって組み立てられるパケットの制御データ中の「完了ステータス（図８参照）」に、スタートアップ未了示す値“０”を組み込ませる（図６：Ｓ０４）。他方、スタートアップの実行が検出されると（図６：Ｓ０２：Ｙｅｓ）、パケット組立部２６によって組み立てられるパケットの制御データ中の「完了ステータス（図８参照）」に、スタートアップ完了を示す値“１”を組み込ませる。

クロックマスタとして機能すべきＩＰ変換部１２においてのみ有効とされるスタートアップ完了通知検出部３９は、パケット分解部２８が逐次受信するパケットの制御データ中の「完了ステータス（図８参照）」の値を監視し（図７：Ｓ１１）、「完了ステータス（図８参照）」の値が“１”であるパケットを検出すると（図７：Ｓ１１：Ｙｅｓ）、受信バッファ・クロック制御部３７に対して、スタートアップを指示する（図７：Ｓ１２）。

スタートアップ完了通知検出部３９からスタートアップを指示された受信バッファ・クロック制御部３７は、一旦受信バッファ部３０をクリアし、それ以後、従前と同じく、可変クロック部３２からレガシーインタフェース部２０への固定クロックの供給を継続させる。

以上のように構成された本実施形態によると、クロックスレーブとして機能することを
設定されたＩＰ変換装置１２においては、受信バッファ・クロック制御部３７は、通信開始後受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に達するまでは可変クロックの出力を停止させ、中間値（Ｃ０）に達すると可変クロックの出力と上述したクロック周波数調整を開始させるが、一旦受信バッファ量が中間値（Ｃ０）を超えて可変クロックが出力されるようになると、パケットがクロックマスタ側のＩＰ変換装置側へ送出されるようになるので（それまでは、固定データが出力される）、受信バッファ量が中間値（Ｃ０）を超えた後できるだけ早いタイミングで、スタートアップを行い、その後、通信開始後受信バッファ量が中間値（Ｃ０）に達するまでは可変クロックの出力を停止させ、中間値（Ｃ０）に達すると可変クロックの出力と上述したクロック周波数調整を再開させ、図４及び図５に示すように、受信バッファ量が中間値にて安定するまで可変クロックのクロック周波数調整を行う。

一方クロックマスタとして機能することを設定されたＩＰ変換装置１２においては、通信開始後より、受信バッファ・クロック制御部３７は可変クロック部３２からレガシーインタフェース部２０に固定クロックを供給させるので、受信バッファ部３０の受信バッファ量の変化は、図９のａ，ｂに示すようになる。その間に、スタートアップ通知検出部３９が「完了ステータス（図８参照）」の値が“１”であるパケットを検出すると、受信バッファ・クロック制御部３７が、受信バッファ部３０をクリア（スタートアップ）するので、その受信バッファ量は一旦最小値（Ｃｍｉｎ）になる。その後、受信バッファ・クロック制御部３７が、受信バッファ・クロック制御部３７は可変クロック部３２からレガシーインタフェース部２０に固定クロックを供給させることにより、受信バッファ部３０の受信バッファ量は、クロックスレーブから送信されてくるデータ量（データ送信の間隔）に依存して上昇する（図９のｃ）。しかしながら、両ＩＰ変換装置１２のバッファ部３０は、ほぼ同時にスタートアップされているので、クロックスレーブ側のバッファ部３０が中間値にて安定するようになると、クロックマスタ側のバッファ部３０も中間値にて安定するようになるのである（図９のｄ）。

以上に説明したように、本実施形態によると、意図せず発生するバッファオーバーフローやアンダーフローによる重要データの損失を防ぐことができ、通信の早期安定化が可能となる。

さらに、装置立ち上げ時以外においても、ＩＰ通信網１８の異常等が発生し、そこから復旧した際においても、ＬＡＮ回線復旧時に両ＩＰ変換装置１２の受信バッファ部３０の受信バッファ量がほぼ一致するようになるので、非常に安定した通信が可能となる。

また、既にデータ通信で使用されているＩＰパケットのヘッダ部分に完了ステータスを挿入することで、帯域を圧迫しない通信が可能となる。

実施形態による通信システムのブロック図 ＩＰ変換装置を構成するコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図 ＩＰ変換装置を動作させる各機能の相関を示すブロック図 立上げ時に受信バッファ量が増加する場合の本実施形態のクロックスレーブ同期制御を示したタイムチャート 立上げ時に受信バッファ量が減少する場合の本実施形態のクロックスレーブ同期制御を示したタイムチャート クロックスレーブ側のコントロール部の動作を示すフローチャート クロックマスタ側のコントロール部の動作を示すフローチャート ＩＰパケットの構造を示す図 実施形態においてクロックマスタ側の受信バッファ量の変化を示すグラフ ＩＰ変換装置を接続した通信システムを示すブロック図 従来のＩＰ変換装置における受信バッファ量の変化を示すグラフ

符号の説明

１０ レガシー機器
１２ ＩＰ変換装置
１８ ＩＰ通信網
２０ レガシーインタフェース
２２ ＩＰインタフェース部
２６ パケット組立部
２８ パケット分解部
３０ 受信バッファ部
３２ 可変クロック部
３４ コントロール部
３７ 受信バッファ・クロック制御部
３８ スタートアップ完了監視部
３９ スタートアップ完了通知検出部
４６ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ

Claims (5)

1. クロック信号に同期してデータを転送する同期通信網の同期通信装置を非同期にデータを転送する機器で構成された非同期通信網に接続し、前記非同期通信網を経由して同期通信装置間で相互にデータを転送させる非同期同期通信網の変換装置に於いて、
   相手方の変換装置との関係でクロックマスタ又はクロックスレーブのいずれか一方を設定するマスタスレーブ設定部と、
   指示された間隔にてクロックを出力するクロック部と、
   前記同期通信装置から受信した同期通信データを受信して、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で送出する同期通信データ受信部と、
   当該同期通信データ受信部から送出された同期通信データをパケット化して前記非同期通信網へ送信する送信変換部と、
   バッファと、
   前記非同期通信網から受信したパケットから同期通信データを抽出して前記バッファに蓄積する受信変換部と、
   前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で前記バッファから読み出した同期通信データを前記同期通信装置へ送信する同期通信データ送信部と、
   前記マスタスレーブ設定部によってクロックスレーブに設定された場合には、前記バッファ中のデータ量を監視し、通信開始後の所定タイミングにて前記バッファをクリアするスタートアップ処理を実行し、その後、前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、前記マスタスレーブ設定部によってクロックマスタに設定された場合には、所定の固定間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、スタートアップ指示に応じて前記スタートアップ処理を実行するバッファ・クロック制御部と、
   前記マスタスレーブ設定部によってクロックスレーブに設定された場合に有効となり、前記バッファ・クロック制御部が前記スタートアップ処理を実行したことを検出すると、スタートアップ完了通知を含むパケットを前記送信変換部から送出させるスタートアップ監視部と、
   前記マスタスレーブ設定部によってクロックマスタに設定された場合に有効となり、前記受信変換部によって受信されたパケット中に前記スタートアップ完了通知を含むパケットを検出すると、前記バッファ・クロック制御部に対して前記スタートアップ指示を行うスタートアップ完了通知検出部と
   を備えることを特徴とする非同期同期通信網の変換装置。
2. 前記バッファ・クロック制御部は、前記マスタスレーブ設定部によってクロックスレーブに設定された場合には、通信開始から前記バッファ中のデータ量が所定値に達するまでの間は前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部へのクロックの供給を停止させ、前記データ量が所定値に達すると前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、前記スタートアップ処理を実行した後、再度、前記バッファ中のデータ量が所定値に達するまでの間は前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部へのクロックの供給を停止させ、前記データ量が所定値に達すると前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させる
   ことを特徴とする請求項１記載の非同期同期通信網の変換装置。
3. 夫々、クロック信号に同期してデータを転送する同期通信網の同期通信装置に接続されているとともに、非同期にデータを転送する機器で構成された非同期通信網を通じて相互
   に接続されている一対の変換装置からなる通信システムであって、
   前記各変換装置は、夫々、指示された間隔にてクロックを出力するクロック部と、前記同期通信装置から受信した同期通信データを受信して、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で送出する同期通信データ受信部と、当該同期通信データ受信部から送出された同期通信データをパケット化して前記非同期通信網へ送信する送信変換部と、バッファと、前記非同期通信網から受信したパケットから同期通信データを抽出して前記バッファに蓄積する受信変換部と、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で前記バッファから読み出した同期通信データを前記同期通信装置へ送信する同期通信データ送信部とを備え、更に、
   一方の前記変換装置は、前記バッファ中のデータ量を監視し、通信開始後の所定タイミングにて前記バッファをクリアするスタートアップ処理を実行し、その後、前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させるバッファ・クロック制御部と、前記バッファ・クロック制御部が前記スタートアップ処理を実行したことを検出すると、スタートアップ完了通知を含むパケットを前記送信変換部から送出させるスタートアップ監視部とを備え、
   他方の前記変換装置は、所定の固定間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、スタートアップ指示に応じて前記スタートアップ処理を実行するバッファ・クロック制御部と、前記受信変換部によって受信されたパケット中に前記スタートアップ完了通知を含むパケットを検出すると、前記バッファ・クロック制御部に対して前記スタートアップ指示を行うスタートアップ完了通知検出部とを備える
   ことを特徴とする通信システム。
4. 夫々、クロック信号に同期してデータを転送する同期通信網の同期通信装置に接続されており、非同期にデータを転送する機器で構成された非同期通信網を通じて相互に接続されているとともに、夫々、指示された間隔にてクロックを出力するクロック部と、前記同期通信装置から受信した同期通信データを受信して、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で送出する同期通信データ受信部と、当該同期通信データ受信部から送出された同期通信データをパケット化して前記非同期通信網へ送信する送信変換部と、バッファと、前記非同期通信網から受信したパケットから同期通信データを抽出して前記バッファに蓄積する受信変換部と、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で前記バッファから読み出した同期通信データを前記同期通信装置へ送信する同期通信データ送信部と、前記クロック部及び前記バッファを制御する制御部とを備えた一対の変換装置からなる通信システムにおいて、前記非同期通信網を経由して同期通信装置間で相互にデータを転送させるデータ変換方法であって、
   一方の前記変換装置の制御部が、前記バッファ中のデータ量を監視しつつ、通信開始後の所定タイミングにて前記バッファをクリアするスタートアップ処理を実行するとともにスタートアップ完了通知を含むパケットを前記送信変換部から送出させ、その後、前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、
   他方の前記変換装置の制御部が、前記受信変換部によって受信されたパケット中に前記スタートアップ完了通知を含むパケットを検出すると前記スタートアップ処理を実行させ、その後、所定の固定間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させる
   ことを特徴とするデータ変換方法。
5. 指示された間隔にてクロックを出力するクロック部と、前記同期通信装置から受信した同期通信データを受信して、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で送出する同期通信データ受信部と、当該同期通信データ受信部から送出された同期通信データ
   をパケット化して前記非同期通信網へ送信する送信変換部と、バッファと、前記非同期通信網から受信したパケットから同期通信データを抽出して前記バッファに蓄積する受信変換部と、前記クロック部から供給されたクロックに応じた間隔で前記バッファから読み出した同期通信データを前記同期通信装置へ送信する同期通信データ送信部とを有するコンピュータを、
   相手方の変換装置との関係でクロックマスタ又はクロックスレーブのいずれか一方を設定するマスタスレーブ設定部，
   前記マスタスレーブ設定部によってクロックスレーブに設定された場合には、前記バッファ中のデータ量を監視し、通信開始後の所定タイミングにて前記バッファをクリアするスタートアップ処理を実行し、その後、前記バッファ中のデータ量が所定値に安定するように調整した間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、前記マスタスレーブ設定部によってクロックマスタに設定された場合には、所定の固定間隔にて前記クロック部から前記同期通信データ受信部及び前記同期通信データ送信部に対してクロックを供給させ、スタートアップ指示に応じて前記スタートアップ処理を実行するバッファ・クロック制御部，
   前記マスタスレーブ設定部によってクロックスレーブに設定された場合に有効となり、前記バッファ・クロック制御部が前記スタートアップ処理を実行したことを検出すると、スタートアップ完了通知を含むパケットを前記送信変換部から送出させるスタートアップ監視部，及び、
   前記マスタスレーブ設定部によってクロックマスタに設定された場合に有効となり、前記受信変換部によって受信されたパケット中に前記スタートアップ完了通知を含むパケットを検出すると、前記バッファ・クロック制御部に対して前記スタートアップ指示を行うスタートアップ完了通知検出部
   として機能させるデータ変換プログラム。

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