JP3450222B2 - リングネットワークにおけるクロック切替方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リングネットワー
クにおけるクロック切替方法に関し、特に、網同期構成
が必要となるリングネットワークでの障害発生時のクロ
ック切替方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】網同期構成が必要とされるリングネット
ワークでは、ネットワーク中の各スレーブノードは、マ
スタノードから伝送路を介して供給される同期クロック
を用いて内部処理を行う。ノード間を結ぶ伝送路におい
て障害が発生すると、同期クロックが入力されなくなる
ので、一般に、二重化された伝送路が用いられている。
また、二重系の双方で障害が発生した場合には、ノード
は、内部クロックに同期して処理を行う。内部クロック
は、伝送路から供給されていたクロックに、周波数およ
び位相が同期するように生成されるが、一般に時間経過
とともに周波数および位相がずれていくので、内部クロ
ックを用いた独立同期状態になることは好ましいことで
はない。

【０００３】また、クロック入力パスを切り替える際に
伝送路で伝送される主信号に悪影響を及ぼす可能性があ
るので、クロックパス切替をできるだけ避けることが望
ましい。

【０００４】よって、網同期構成が必要とされるリング
ネットワークにおいて、独立同期状態になることを回避
しつつクロックパス切替をできるだけ避けるための種々
の方式が提案されている。例えば、特開平１０−３２２
３７９号公報には、各入力クロックにあらかじめ優先順
位を設定するとともに、適宜品質レベルを設定し、内部
クロックよりも高品質のクロックで運用が行われている
限り、運用中のクロックよりも高品質の入力クロックが
使用可能になってもそのクロックに切り戻さないクロッ
ク切替方法が開示されている。そのような方法によれ
ば、クロックパス切替の発生を抑制することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのようなク
ロック切替方法では、内部クロックよりも１段階だけ高
い品質のクロックを用いて運用しているときにそのクロ
ックに障害が生ずると、内部クロックを用いる独立同期
状態になってしまう。なお、クロックの障害とは、伝送
路等のクロック搬送媒体に障害が生じてクロックを抽出
できなくなることをいう。

【０００６】独立同期状態になることを極力防止するに
は、現在運用中のクロックよりも高い品質のクロックが
使用可能になると、そのクロックを運用クロックにする
クロック切替を行う必要がある。しかし、そのような方
法では、クロックパス切替の発生をできるだけ抑制する
という効果が薄れてしまう。

【０００７】そこで、本発明は、内部クロックを用いる
独立同期状態に入ることを避けつつ、クロックパス切替
の発生をできるだけ抑制するということを効果的に達成
することができるリングネットワークにおけるクロック
切替方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるリングネッ
トワークにおけるクロック切替方法は、網同期構成が必
要であるリングネットワークの各ノードにおいて複数の
クロックから同期用のクロックを選択するクロック切替
方法であって、選択可能な各クロックに品質レベルを付
与し、使用中のクロックに障害が生ずると、選択可能な
クロックのうち最上位の品質レベルのクロックに切り替
え、クロック切替後、切り替え前に使用していたクロッ
クがより品質の高いクロックであっても、そのクロック
が障害から復旧したときにクロックの切り戻しを実行せ
ず、クロック切替後に使用していたクロックに障害が生
ずると、障害が復旧している上位のクロックまたは選択
可能なクロックのうち最上位の品質レベルのクロックに
切り替えることを特徴とする。

【０００９】そのように構成すれば、障害時のクロック
切替に際して、次にクロック切替が発生したとき以降に
おいて内部クロックに至る可能性をより低くすることが
できる。

【００１０】そして、そのように構成すれば、独立同期
状態にならないで、クロック切替の発生を抑制すること
ができる。

【００１１】また、各ノードは、使用しているクロック
の品質を示す情報を下流ノードに転送する。

【００１２】マスタノードでは、例えば、ネットワーク
外部から入力した同期用のクロックが最高品質レベルと
される。

【００１３】スレーブノードでは、伝送路を介して受信
した品質を示す情報に従って使用するクロックが選択さ
れる。

【００１４】クロック切替方法が適用されるリングネッ
トワークは、マスタノードが複数存在するリングネット
ワークであってもよい。そのような構成の場合には、選
択可能な入力クロックが多くなり、クロックの切り戻し
をできるだけ行わないようにするという本発明の目的に
より合致する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明によるクロック切
替方法が適用される網同期構成が必要となるリングネッ
トワークの一構成例を示すブロック図である。図１にお
いて、マスタノード１０，３０は、通常状態では、他の
網からの同期用クロック（外部クロック：外部ＣＬＫ）
１，２を入力し、そのうちの一方の外部クロックに同期
して同期ディジタルハイアラーキ（ＳＤＨ）のリングの
二重の光伝送路５０，６０にデータを送信する。

【００１６】スレーブノード２０，４０は、通常状態で
は、二重の光伝送路５０，６０で他ノードに接続され、
光伝送路５０から外部クロックを抽出して、抽出した外
部クロックに同期して内部処理を行うとともに、抽出し
た外部クロックを下流ノードに送信する。

【００１７】よって、この実施の形態では、マスタノー
ド１０，３０とスレーブノード２０，４０とが光伝送路
５０，６０で接続されたネットワークがリングネットワ
ークを構成する。

【００１８】マスタノード１０，３０およびスレーブノ
ード２０，４０は、最適のクロック選択のための優先順
位テーブルと品質管理テーブルを有する。優先順位テー
ブルには、入力される同期用クロックおよび内部クロッ
クの使用優先順位が設定されている。また、品質管理テ
ーブルには、それぞれのクロックの品質順位または障害
を示す品質コードが設定されている。

【００１９】マスタノード１０，３０が有する優先順位
テーブルには、図２（Ａ）に示すように、優先順位１と
して外部クロック１、優先順位２として外部クロック
２、優先順位３として光伝送路５０からのクロック、優
先順位４として光伝送路６０からのクロック、優先順位
５として内部クロック（ＩＮＴ）が設定されている。ま
た、マスタノード１０，３０が有する品質管理テーブル
には、図２（Ｂ）に示すように、外部クロック１，２に
対する品質コードとしてＱ＝２、内部クロックに対する
品質コードとしてＱ＝５、クロック選択の最低位または
障害を示す品質コードとしてＱ＝７が設定されている。
なお、Ｑ＝９は、選択禁止を表すコードとして使用され
る。また、図２（Ｂ）において、括弧付きで表されたも
のは、この実施の形態では使用されないことを示す。

【００２０】スレーブノード２０，４０が有する優先順
位テーブルには、図２（Ｃ）に示すように、優先順位１
として光伝送路５０からのクロック、優先順位２として
光伝送路６０からのクロック、優先順位３として内部ク
ロック（ＩＮＴ）が設定されている。また、スレーブノ
ード２０，４０が有する品質管理テーブルには、内部ク
ロックに対する品質コードとしてＱ＝５、クロック選択
の最低位または障害を示す品質コードとしてＱ＝７が設
定されている。以下、Ｑの値を、品質コードという場合
もあるが、品質レベルという場合もある。

【００２１】なお、図１において、各ノードに入出力す
るラインに付記されているＰの値は、そのラインによる
クロックの優先順位を示す。また、同様に付記されてい
るＱの値は、そのラインで伝送された品質コードを示
す。ただし、マスタノード１０，３０における外部クロ
ック１，２に付記されている括弧付きのＱ＝２は、伝送
されてきたものではなくマスタノード１０，３０におけ
る内部的な設定値（品質レベル）である。また、各ノー
ドに付記されているＩＮＴ，Ｐ＝ｘ，Ｑ＝ｘは、そのノ
ードにおけるＩＮＴの優先順位および品質レベルを示
す。

【００２２】次に、図１および図３〜図１０を参照して
動作について説明する。図１は通常状態での動作を示す
説明図である。各ノードは、ＳＤＨで規定されているオ
ーバヘッド（ＯＨ）の余剰ビット中に、選択中のクロッ
クに対応した品質コードを設定して転送する。通常状態
では、マスタノード１０，３０は、優先順位１の外部ク
ロック１に同期して動作する。従って、光伝送路５０に
送出されるデータも外部クロック１に同期している。そ
して、マスタノード１０，３０は、優先順位１の外部ク
ロック１に同期しているときには、外部クロック１，２
に対応する品質コード；Ｑ＝２をＯＨの余剰ビットに設
定した同期メッセージをスレーブノード２０，４０に転
送する。

【００２３】スレーブノード２０は、通常状態では、優
先順位が最も高い光伝送路５０からのデータからクロッ
クを抽出し、抽出したクロックに同期して動作する。抽
出したクロックは、外部クロック１に相当する。従っ
て、スレーブノード２０は、外部クロック１に同期して
動作する。そして、下流のノード（この例ではマスタノ
ード３０）に対して、外部クロック１で動作しているこ
とを示すために品質コード；Ｑ＝２をＯＨの余剰ビット
で同期メッセージとして転送する。また、ループロック
タイミングの発生を防止するために、マスタノード１０
に対して、最低位の品質を示す品質コード；Ｑ＝７を転
送する。

【００２４】スレーブノード４０も、通常状態では、優
先順位が最も高い光伝送路５０からのデータから外部ク
ロック１に相当するクロックを抽出し、抽出したクロッ
クに同期して動作する。そして、下流のノード（この例
ではマスタノード１０）に対して、外部クロック１で動
作していることを示すために品質コード；Ｑ＝２をＯＨ
の余剰ビットで同期メッセージとして転送する。また、
ループロックタイミングの発生を防止するために、マス
タノード３０に対して、最低位の品質を示す品質コー
ド；Ｑ＝７を転送する。

【００２５】例えば、マスタノード３０において外部ク
ロック１に障害が生じた場合には、マスタノード３０
は、外部クロック１に対して、選択禁止を示す品質コー
ド；Ｑ＝９を割り当てる。この状態では、外部クロック
２が最も品質レベルが高いので（Ｑ＝２）、マスタノー
ド３０は、外部クロック２に同期して動作する。従っ
て、光伝送路５０に送出されるデータも外部クロック２
に同期している。そして、マスタノード３０は、外部ク
ロック２に同期しているときにも、外部クロック１，２
に対応する品質コード；Ｑ＝２をＯＨの余剰ビットに設
定した同期メッセージをスレーブノード２０，４０に転
送する。

【００２６】外部クロック１の障害が回復したときに
は、マスタノード３０において、品質レベルが同じであ
る外部クロック１，２が存在することになる。しかし、
品質レベルが同じものが複数ある場合にはそのときに使
用しているクロックの使用を継続するので、外部クロッ
ク２に同期して運用を継続する。このように、品質レベ
ルが同じクロックが複数ある場合に、優先順位の高いク
ロックが選択可能であっても、そのときに使用している
クロックの使用を継続するように構成すれば、不必要な
クロック切替は行われない。この場合、外部クロック２
から外部クロック１に切り替えても品質は変わらず、そ
のような切替は不必要である。

【００２７】また、この実施の形態では、Ｑ＝２が最高
品質を示すが、それよりも高い品質のクロックがあり、
そのクロックを選択可能であっても、運用クロックをそ
のクロックに切り替える処理を行わない。

【００２８】外部クロック２で運用している状態で、外
部クロック２に障害が生じた場合には、外部クロック１
の障害が回復していれば、以後、外部クロック１に同期
して運用を行う。

【００２９】図３は、マスタノード３０において、外部
クロック１，２ともに障害が生じている状態を示す。マ
スタノード３０は、外部クロック１，２に対して、選択
禁止を示す品質コード；Ｑ＝９を割り当てる。この状態
では、品質レベルが最も高いクロックは、優先順位３の
光伝送路５０からのクロックである。よって、マスタノ
ード３０は、光伝送路５０からのデータから抽出したク
ロックで動作する。また、下流のノード（スレーブノー
ド４０）に対して、光伝送路５０から受信した品質コー
ド；Ｑ＝２を転送する。また、ループロックタイミング
の発生を防止するために、スレーブノード２０に対し
て、最低位の品質を示す品質コード；Ｑ＝７を転送す
る。

【００３０】この状態で、外部クロック１，２が障害か
ら復旧しても、マスタノード３０は、図４に示すよう
に、外部クロック１，２に対する選択禁止を示す品質コ
ード；Ｑ＝９の割り当てを解除しない。すなわち、外部
クロック１，２のいずれかまたは双方が復旧しても、品
質コード；Ｑ＝９の割り当てを継続する。つまり、外部
クロック１，２のいずれかまたは双方が復旧しても、外
部クロック１，２への切り戻しを実行しないようにす
る。

【００３１】図５は、光伝送路５０からのクロックに障
害が生じたときに、外部クロック１，２が障害から復旧
していた状態を示す説明図である。そのときに初めて、
マスタノード３０は、外部クロック１，２に対する品質
コード；Ｑ＝９の割り当てを解除し、元のＱ＝２を割り
当てる。すると、最も高い品質レベルのクロックが２系
統存在するが、マスタノード３０は、優先順位の高い外
部クロック１で運用を行う。

【００３２】図６〜図８は、外部クロック１，２に障害
が生じているときに、さらに光伝送路５０において障害
が生じた場合を示すブロック図である。光伝送路５０に
おいて障害が生ずると、マスタノード３０は、光伝送路
５０からのクロックについて、品質コードを選択禁止を
示すＱ＝９に設定する。この状態で優先順位が最も高い
クロックは、優先順位４の光伝送路６０からのクロック
である。しかし、品質レベルは、ＩＮＴの方が高い（Ｑ
＝５）。

【００３３】そこで、マスタノード３０は、同期クロッ
クとして一時的にＩＮＴを使用する。すなわち、品質レ
ベルＱ＝７（最低位）の入力クロックがある場合には、
実はそれよりも品質レベルの高いクロックが供給される
可能性があるので、一時的にＩＮＴを使用する。そし
て、図６に示すように、マスタノード３０は、スレーブ
ノード４０に対して、品質コードをＱ＝２からＱ＝５に
変えて同期メッセージを転送する。

【００３４】この段階で、スレーブノード４０におい
て、最も品質レベルが高いのは品質コード；Ｑ＝２の光
伝送路６０からのクロックとなる。よって、スレーブノ
ード４０は、クロックパスを光伝送路６０からのクロッ
クに切り替えることにする。すなわち、光伝送路６０か
らのクロックで同期動作するとともに、図７に示すよう
に、下流側への同期メッセージにおいて品質コードをＱ
＝７からＱ＝２に変える。また、マスタノード１０に対
して、ループロックタイミングの発生を防止するため
に、最低位の品質を示す品質コード；Ｑ＝７を転送す
る。

【００３５】マスタノード３０が、光伝送路６０を介し
て品質コード；Ｑ＝２の同期メッセージを受信すると、
マスタノード３０において最も品質レベルが高いのは品
質コード；Ｑ＝２の光伝送路６０からのクロックとな
る。そこで、マスタノード３０は、光伝送路６０からの
クロックでの運用に切り替える。同時に、図７に示すよ
うに、ループロックタイミングの発生を防止するため
に、スレーブノード４０に対して、最低位の品質を示す
品質コード；Ｑ＝７を転送する。

【００３６】この状態で、各ノードは、マスタノード１
０に入力される外部クロック１で同期している。そし
て、マスタノード３０において各クロックが復旧して
も、マスタノード３０は、図８に示すように、外部クロ
ック１，２および光伝送路５０からのクロックに対する
選択禁止を示す品質コード；Ｑ＝９の割り当てを解除し
ない。すなわち、それらのクロックが復旧しても、品質
コード；Ｑ＝９の割り当てを継続する。つまり、それら
のクロックが復旧しても、外部クロック１，２への切り
戻しを実行しないようにする。

【００３７】次に、マスタノード３０への光伝送路６０
において障害が生じた場合について図９および図１０を
参照して説明する。光伝送路６０において障害が生ずる
と、マスタノード３０は、光伝送路６０からのクロック
について、品質コードを選択禁止を示すＱ＝９に設定す
る。

【００３８】この状態で、外部クロック１，２または光
伝送路５０からのクロックが復旧していれば、図９に示
すように、それらに関する品質コード；Ｑ＝９を解除し
て元の状態（Ｑ＝２）に戻す。つまり、ＩＮＴよりも１
段階だけ品質レベルの高いクロックを使用している状態
で、そのクロックに障害が生じた場合には、より品質の
高いクロックが選択可能であれば、クロックへの切り戻
しを行う制御を行う。その際、そのときに選択しうる最
高品質のクロックに切り替える。ただし、この例では、
ＩＮＴよりも高品質はＱ＝２の１種類しかないので、よ
り品質の高いクロックもＱ＝２のクロックとなってい
る。

【００３９】図８および図９に例示した状態では、外部
クロック１，２および光伝送路５０からのクロックが復
旧しているので、品質レベルＱ＝２のクロックが複数存
在する。そのような場合には、最も優先順位が高いクロ
ック、すなわち外部クロック１を使用する。

【００４０】よって、マスタノード３０は、優先順位１
の外部クロック１に同期して動作する。従って、光伝送
路５０，６０に送出されるデータも外部クロック１に同
期している。そして、マスタノード３０は、外部クロッ
ク１に対応する品質コード；Ｑ＝２をＯＨの余剰ビット
に設定した同期メッセージをスレーブノード２０，４０
に転送する。

【００４１】なお、図１０に示すように、光伝送路６０
からのクロックが障害から回復しても、マスタノード３
０は、そのクロックについての品質コード；Ｑ＝９を変
更しない。

【００４２】以上のように、この実施の形態では、各ノ
ードにおいて、まず、最も品質レベルが高いクロックを
用いて同期動作を行う。最も品質レベルが高いクロック
が複数ある場合には、優先順位が最も高いクロックを使
用する。

【００４３】そして、使用しているクロックに障害が発
生してクロックパス切替を行った後に、障害クロックが
回復した場合でも切り戻しを行わない。障害が生じた場
合には、その時点で、より高い品質レベルであって最高
品質である選択可能なクロックに切り戻しを行う。

【００４４】このような切替方法を用いても、複数のク
ロックに障害が発生した場合でも選択可能なクロックの
うちのいずれかが復旧していれば、ＩＮＴを使用する独
立同期状態とはならず、信頼性の高いリングネットワー
クを構築することができる。

【００４５】この実施の形態では、ＩＮＴよりも高い品
質レベルはＱ＝２の１種類であったが、ＩＮＴよりも高
い品質レベルが複数種類ある場合に、運用中に障害が発
生すると、複数の選択可能なクロックのうちの最上位品
質レベルのクロックに切り戻す。

【００４６】従って、ＩＮＴ使用の独立同期状態になる
ことを防止するために最上位品質レベルのクロックに切
り戻しておかなくても、独立同期状態になることを防止
することができる。しかも、不要なクロック切り戻しに
起因する主信号の瞬断等の事態を避けることができる。
なお、この実施の形態は、ＩＮＴを除く最下位品質レベ
ルがＱ＝２であり、最上位品質レベルもＱ＝２である場
合に相当する。

【００４７】また、この実施の形態では、ネットワーク
中に２つのマスタノード１０，２０が存在していたが、
マスターノードが１つしかない場合でも本発明を適用す
ることができる。その場合、光伝送路５０からのクロッ
クを使用中にそのクロックに障害が生ずると、光伝送路
６０からのクロックに切り替える。光伝送路６０からの
クロックに障害が発生すると、光伝送路５０からのクロ
ックが復旧している場合には運用クロックを光伝送路５
０からのクロックに切り替え、復旧していない場合には
ＩＮＴに切り替える。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、リング
ネットワークにおけるクロック切替方法を、選択可能な
各クロックに品質レベルを付与し、使用中のクロックに
障害が生ずると、選択可能なクロックのうち最上位の品
質レベルのクロックに切り替え、クロック切替後、切り
替え前に使用していたクロックがより品質の高いクロッ
クであっても、そのクロックが障害から復旧したときに
クロックの切り戻しを実行せず、クロック切替後に使用
していたクロックに障害が生ずると、障害が復旧してい
る上位のクロックまたは選択可能なクロックのうち最上
位の品質レベルのクロックに切り替えるように構成した
ので、内部クロックを用いる独立同期状態に入ることを
避けつつ、クロックパス切替の発生をできるだけ抑制す
るということを効果的に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 網同期構成が必要となるリングネットワーク
の一構成例を示すブロック図である。

【図２】 優先順位テーブルおよび品質管理テーブルの
一例を示す説明図である。

【図３】 外部クロック１，２に障害が生じたときの状
態を示すブロック図である。

【図４】 外部クロック１，２が復旧したときの状態を
示すブロック図である。

【図５】 外部クロック１，２が復旧した後伝送路障害
が生じたときの状態を示すブロック図である。

【図６】 外部クロック１，２および伝送路に障害が生
じたときの状態を示すブロック図である。

【図７】 外部クロック１，２および伝送路に障害が生
じクロック切替が行われたたときの状態を示すブロック
図である。

【図８】 外部クロック１，２および伝送路が復旧した
ときの状態を示すブロック図である。

【図９】 外部クロック１，２および伝送路が復旧した
後、他の伝送路に障害が生じたときの状態を示すブロッ
ク図である。

【図１０】 他の伝送路が復旧したときの状態を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０，３０ マスタノード ２０，４０ スレーブノード ５０，６０ 光伝送路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/437 H04L 7/00 H04B 10/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク外部から同期用のクロック
   を導入して伝送路を介してスレーブノードにクロックを
   供給するマスタノードが存在し網同期構成が必要である
   リングネットワークの各ノードで複数のクロックから同
   期用のクロックを選択するリングネットワークにおける
   クロック切替方法であって、 選択可能な各クロックに品質レベルを付与し、 使用中のクロックに障害が生ずると、選択可能なクロッ
   クのうち最上位の品質レベルのクロックに切り替え、 クロック切替後、切り替え前に使用していたクロックが
   より品質の高いクロックであっても、そのクロックが障
   害から復旧したときにクロックの切り戻しを実行せず、 前記クロック切替後に使用していたクロックに障害が生
   ずると、 障害が復旧している上位のクロックまたは選択
   可能なクロックのうち最上位の品質レベルのクロックに
   切り替えることを特徴とするリングネットワークにおけ
   るクロック切替方法。
2. 【請求項２】 各ノードは、使用しているクロックの品
   質を示す情報を下流ノードに転送する請求項１記載のリ
   ングネットワークにおけるクロック切替方法。
3. 【請求項３】 マスタノードではネットワーク外部から
   入力した同期用のクロックを最高品質レベルとする請求
   項１または２記載のリングネットワークにおけるクロッ
   ク切替方法。
4. 【請求項４】 スレーブノードでは伝送路を介して受信
   した品質を示す情報に従ってクロックを選択する請求項
   １、２または３記載のリングネットワークにおけるクロ
   ック切替方法。
5. 【請求項５】 マスタノードが複数存在するリングネッ
   トワークに適用される請求項１、２、３または４記載の
   リングネットワークにおけるクロック切替方法。