JP3516829B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＡＴＭ（Asyncr
onous Transfer Mode ）ネットワークを介して通信を行
う通信装置に係わり、特にネットワーククロックとソー
スクロックが送信側で非同期である場合に、受信側にお
いて送信側のソースクロック周波数を再生する必要のあ
る通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の通信装置を用いたＳＴＭ
（Synchronous Transfer Mode ）網における電話サービ
スを実現するシステム構成図であり、図において、１７
は音声情報、即ち一種のデータをＳＴＭ網１９へ一定速
度で送信する送信側装置群、１８はＳＴＭ網１９から一
定速度で送られてくるデータを受信する受信側装置群、
１９は同期転送モードで通信を行うＳＴＭ網、２０はＳ
ＴＭ網１９内の発振器から出力されるネットワーククロ
ックである。

【０００３】２１ａ，２１ｂはＩＳＤＮ（Integrated S
ervices Didital Network ）電話機に該当する電話機、
２２ａ，２２ｂはＰＢＸ(Private Branch Exchange：構
内電話交換機）、２３はＰＢＸ２２ａ内の発振器から出
力されるソースクロック、２４はＰＢＸ２２ｂ内の発振
器から出力されるローカルクロックである。

【０００４】次に動作について説明する。このような構
成のＳＴＭシステムにおいては、送信側装置群１７内の
電話機２１ａにおいて入力された音声情報、すなわち一
種のデータが、ＰＢＸ２２ａを介してＳＴＭ網１９に一
定速度で送信される。さらに、ＳＴＭ網１９から受信側
装置群１８へ一定速度で送信され、受信側装置群１８内
のＰＢＸ２２ｂで受信され、その後、電話機２１ｂで受
信される。

【０００５】ＳＴＭシステムにおいては全ての装置群は
基本的に全て周波数同期したクロックにより動作するよ
うになっており、ＳＴＭ網１９内のネットワーククロッ
ク２０に、ＰＢＸ２２ａ内のソースクロック２３やＰＢ
Ｘ２２ｂ内のローカルクロック２４が従属同期してい
る。

【０００６】また、ＰＢＸ２２ａから出力されるデータ
は、ＰＢＸ２２ａ内のソースクロック２３を基準とした
一定速度（例えば１．５４４Ｍｂ／ｓ一定）で送出され
る。なお、このような一定レートでのデータの送信状態
をＣＢＲ（Constant Bit Rate ）という。

【０００７】受信側装置群１８内のＰＢＸ２２ｂでは、
一定速度で送られてくるデータを、ローカルクロック２
４を基に受信する。ここで、前記したようにソースクロ
ック２３およびローカルクロック２４は共にネットワー
ククロック２０に従属同期しているため、その結果とし
て、ソースクロック２３とローカルクロック２４は同一
周波数となる。

【０００８】よって、ＰＢＸ２２ｂにおいては、送信側
装置群１７内のＰＢＸ２２ａからのＣＢＲデータを、Ｐ
ＢＸ２２ｂ内のバッファをオーバフローあるいはアンダ
フローさせることなく、正常に受信することができる。

【０００９】このような従来のＳＴＭ網による回線交換
網や専用線で実現されてきた電話等のサービスをＡＴＭ
網上で実現するためには、端末機に対してＡＴＭ網があ
たかも回線交換網であるかのように見せかけるサービ
ス、いわゆる回線エミユレーションサービスが必要にな
る。

【００１０】このようなサービスを行うＡＴＭシステム
の従来例を図６を参照して説明する。図６は従来の通信
装置を用いたＡＴＭ網における電話サービスを実現する
システム構成図であり、例えば特開平２−１７９０４５
号公報に示される種類の図８及び図９に示すＡＡＬ(ATM
Adaptation Layer)処理部を有するものである。但し、
この図６において図５の各部に相当する部分には同一符
号を付す。

【００１１】図６において、１７は音声情報、すなわち
一種のデータをセル型式（ＡＴＭセル）でＡＴＭ網２５
へ一定速度で送信する送信側装置群、１８はＡＴＭ網２
５から一定速度で送られてくるＡＴＭセルを受信する受
信側装置群、２０ａ，２０ｂはＡＴＭ網２５内の発振器
から出力されるネットワーククロック、２１ａ，２１ｂ
はＩＳＤＮ電話機に該当する電話機である。

【００１２】２２ａ，２２ｂはＰＢＸ、２３はＰＢＸ２
２ａ内の発振器から出力されるソースクロック、２４は
ＰＢＸ２２ｂ内の発振器から出力されるローカルクロッ
ク、２５は非同期転送モードで通信を行うＡＴＭ網、２
６は通常のデータをＡＴＭセルに変換する送信ＣＬＡＤ
（Cell assembly And Disassembly ：セル組立分解装
置）、２７はＡＴＭセルを通常のデータに変換する受信
ＣＬＡＤである。

【００１３】即ち、送信側装置群１７内の電話機２１ａ
から出力されるデータをＰＢＸ２２ａを介して送信ＣＬ
ＡＤ２６に入力し、ここで、ＡＴＭセルに変換した後、
一定速度でＡＴＭ網２５へ送信し、さらに、ＡＴＭ網２
５から一定速度で受信側装置群１８内の受信ＣＬＡＤ２
７で受信し、ここで、ＡＴＭセルから通常のデータに戻
し、ＰＢＸ２２ｂを介して電話機２１ｂへ送信するよう
に構成されている。

【００１４】このような構成のＡＴＭシステムでは、Ｓ
ＴＭシステムとは異なり、ＡＴＭ網２５内の装置を含む
すべての装置群のクロックが周波数同期しているとは限
らない。即ち、２つのＰＢＸ（ＰＢＸ２２ａとＰＢＸ２
２ｂ）間では、同一周波数のクロックで規定された一定
速度でデータを送受信する必要があるが、ＡＴＭ網２５
は全ての装置で共通的に用いられるような、唯一のクロ
ックを提供するとは限らない。

【００１５】図６において、ＡＴＭ網２５内に２つのネ
ットワーククロック２０ａと２０ｂがあるのは、上記を
意味しており、ここでは、ネットワーククロック２０ａ
と２０ｂは周波数同期していない。

【００１６】よって、何らかの手段により、ＰＢＸ２２
ａ内のソースクロック２３の周波数をＰＢＸ２２ｂに通
知して、前記ソースクロック２３とＰＢＸ２２ｂ内のロ
ーカルクロック２４の周波数を一致させることが必要と
なる。

【００１７】ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunic
ation Union Telecommunication Standardization Sect
or）では、ＩＴＵ−Ｔ勧告I.363.1 B-ISDN ATM Adaptat
ionLayer(aal)specification,types 1and2 において、
上記したような、ＡＴＭ網を介して接続される送信ユー
ザと受信ユーザ間で何らかの手段を用いて、送信ユーザ
側のソースクロック周波数を受信ユーザ側で再生する機
能を、ソースクロック周波数再生機能と定義している。

【００１８】また、前記ソースクロック周波数再生法と
して、適応クロック法(Adaptive Clock Method)を規定
している。

【００１９】ここで、図７を参照して適応クロック法の
説明を行う。図７は適応クロック法の動作イメージを示
す図であり、３はＡＡＬ処理部１内のソースクロック再
生バッファ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃは受信セルデー
タ、２４はローカルクロックである。

【００２０】適応クロック法は、情報転送速度が一定
（ＣＢＲ）であることと、その転送速度が送受信側で既
知であることを前提条件に用いられ、適応クロック法の
ためのメカニズムは受信側のみにインプリメントされ
る。即ち、送信側には何も必要なく、送受信間でやり取
りされる制御情報は存在しない。

【００２１】但し、上記した転送速度が送受信側で既知
であるとは、例えば、転送速度が１．５４４Ｍｂ／ｓ±
１００ｐｐｍであることを送受信側で知っているという
ことを意味している。そして、送信側の転送速度、即ち
転送速度の基になるソースクロック周波数が±１００ｐ
ｐｍ内のどの値であるかを、本適応クロック法で算出す
るものである。

【００２２】適応クロック法では、受信側で受信した受
信セルデータ１６ａ，１６ｂ，１６ｃをソースクロック
再生バッファ３に書き込み、ソースクロック再生バッフ
ァ３の容量の中心値である、読出し開始閾値ＴＨまでバ
ッファリングした後、受信セルデータ１６ａ，１６ｂ，
１６ｃをローカルクロック２４で読み出す。そのローカ
ルクロック２４の周波数を制御するために、ソースクロ
ック再生バッファ３のバッファ残量を用いる。

【００２３】例えば、バッファ残量が増加傾向にある場
合は、ソースクロック２３よりもローカルクロック２４
の方が周波数が低いと想定されるため、ローカルクロッ
ク２４の周波数を上げるように制御する。一方、バッフ
ァ残量が減少傾向にある場合は、逆の制御を行う。

【００２４】なお、ＩＴＵ−Ｔ勧告には、適応クロック
法について、上記のような動作概念が示されているだけ
であり、詳細な仕様についてはほとんど記述されていな
い。以上が、ソースクロック周波数再生機能を有する通
信装置に関する背景、前提となるシステム、適応クロッ
ク法等に関する説明である。

【００２５】次に、図６に戻って従来の通信装置の説明
を続ける。図６に示すソースクロック周波数再生機能を
有する受信ＣＬＡＤ２７は、図８の機能ブロック図に示
す構成となっている。図８において、２８はＡＴＭにお
ける物理レイヤ処理を行う物理レイヤ処理部、２９はＡ
ＴＭにおけるＡＴＭレイヤ処理を行うＡＴＭレイヤ処理
部、１はＡＴＭにおけるＡＡＬ処理を行うＡＡＬ処理
部、３０はＳＴＭにおけるＳＴＭインタフェース終端処
理を行うＳＴＭ処理部、３１は受信ＣＬＡＤ２７全体の
装置管理を行う装置管理部である。

【００２６】また、ＡＡＬ処理部１は、前述したように
例えば特開平２−１７９０４５号に示されるような種の
ものであり、図９の機能ブロック図に示す構成となって
いる。

【００２７】図９において、３はバッファ残量によりソ
ースクロック周波数を再生するためのソースクロック再
生バッファ、４はソースクロック再生部、５はソースク
ロック再生バッファ３の読出し制御を行うバッファ制御
部、６はソースクロック再生バッファ３への書込み信号
と読出し信号とからバッファ残量を求め、それを監視す
るバッファ残量監視部、７はバッファ残量監視部６から
のバッファ残量値等から、後述する電圧制御水晶発振器
８への制御電圧を算出する制御電圧算出部、８は制御電
圧算出部７からの制御電圧を基に周波数を変更する電圧
制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）である。

【００２８】また、制御電圧算出部７は図１０の機能ブ
ロック図に示す構成となっている。図１０において、９
はバッファ残量／制御電圧変換部、１０はバッファ残量
監視部６から出力されるバッファ残量値から制御値を演
算するための演算部、１１はデジタル値をアナログ値に
変換するＤ／Ａコンバータ、１２は演算部１０に一定周
期毎に演算を行う指示をするためのタイマである。

【００２９】さらに、図３にＡＴＭレイヤ処理部２９か
らＡＡＬ処理部１への受信セルデータの転送状態を示
す。この図３において１６ａ，１６ｂ，１６ｃは受信セ
ルデータである。

【００３０】但し、装置管理部３１は、受信ＣＬＡＤ２
７全体の装置管理を行っており、各部に対して、各種設
定、ステータス収集を行う。このために、装置管理部３
１と各部は、制御バスで接続されている。

【００３１】また、詳細ブロック図が煩雑とならないよ
うに、制御バスは図８にしか記述されていないが、上記
各種設定、ステータス収集のため、各処理部内の全ブロ
ック、例えばＡＡＬ処理部１内の各ブロックにも接続さ
れている。

【００３２】さらに、ＡＴＭインタフェースとＳＴＭイ
ンタフェースにおけるデータバス幅はシリアルである
が、各処理部内においては、通常データは８ビット幅で
やり取りされている。

【００３３】さらに、ＡＴＭインタフェース速度が１５
５．５２ＭＨｚ、ＳＴＭインタフェース速度が１．５４
４ＭＨｚ、即ちソースクロック周波数が１．５４４ＭＨ
ｚであり、且つその変動幅が±１００ｐｐｍであるとす
る。また、受信ＣＬＡＤ２７内部は上記のように８ビッ
ト幅でインタフェースされ、且つ殆どがＡＴＭインタフ
ェース系のクロックで動作するため、内部の基本クロッ
クは１９．４４ＭＨｚ（＝１５５．５２ＭＨｚ／８ｂｉ
ｔ）となっているものとする。

【００３４】次に動作について説明する。図６におい
て、送信側装置群１７内の電話機２１ａから出力される
データがＰＢＸ２２ａを介して送信ＣＬＡＤ２６に入力
され、ここで、ＡＴＭセルに変換された後、一定速度で
ＡＴＭ網２５へ送信される。さらに、ＡＴＭ網２５から
一定速度で受信側装置群１８へ送信される。

【００３５】このＡＴＭ網２５から受信側装置群１８に
送られてきたＡＴＭセルは、受信ＣＬＡＤ２７で受信さ
れる。即ち、図８に示すようにＡＴＭインタフェースを
介して物理レイヤ処理部２８に入力される。ここで、Ｓ
ＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy)／ＳＯＮＥＴ(Sy
nchronous Optical Network)、セル同期等の物理レイヤ
処理、シリアル／パラレル（８ビット）変換が行われ
る。

【００３６】その後、ＡＴＭレイヤ処理部２９に送出さ
れ、ＶＰＩ(Virtual Path Identifier)／ＶＣＩ(Virtua
l Channel Identifier )によるフィルタリング等のＡＴ
Ｍレイヤ処理が行われ、ＡＡＬ処理部１に渡される。

【００３７】一般にＣＢＲデータは、ＡＡＬタイプ１で
伝送されるため、ＡＡＬ処理部１では、シーケンス番号
によるセル廃棄／誤挿入チェック処理、ゆらぎ吸収処
理、そしてソースクロック周波数再生処理等のＡＡＬタ
イプ１処理が行われる。ここでＳＴＭインタフェースク
ロックであるソースクロック２３の周波数が再生され
る。

【００３８】続いてＳＴＭ処理部３０へ送出され、ここ
でＳＴＭフレームの生成等のＳＴＭインタフェース終端
処理、パラレル（８ビット）／シリアル変換が行われ、
この後、ＳＴＭインタフェースを介して、ＰＢＸ２２ｂ
へ送信される。

【００３９】次に、ソースクロック周波数再生動作の詳
細を説明する。まず、図９に示すＡＡＬ処理部１内にお
いて、ＡＴＭレイヤ処理部２９からの受信セルデータ１
６ａ，１６ｂ，１６ｃが入力され、書込み信号に応じて
ソースクロック再生バッファ３に書き込まれる。このと
きの受信セルデータ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの様子は、
１．５４４Ｍｂ／ｓのデータが実質１５５．５２Ｍｂ／
ｓの情報速度で転送されるため、図３に示すようにセル
単位のバースト状になる。

【００４０】バッファ残量監視部６は、ＡＴＭレイヤ処
理部２９からの書込み信号を監視し、ソースクロック再
生バッファ３の容量の中心値に設定された読出し開始閾
値ＴＨまでデータがバッファリングされることを監視す
る。

【００４１】ここで、バッファ残量監視部６は、タイマ
１２から演算指示があると、ソースクロック再生バッフ
ァ３への書込み信号と読出し信号からバッファ残量を求
め、バッファ残量値を制御電圧算出部７に通知する。

【００４２】制御電圧算出部７では、バッファ残量値が
増加傾向にある場合は、ソースクロック２３よりもロー
カルクロック２４の方が周波数が低いと見なし、ローカ
ルクロック２４の周波数を上げるように制御する。一
方、バッファ残量が減少傾向にある場合は、逆の制御を
行う。

【００４３】制御電圧算出部７内では、図１０に示すよ
うに、タイマ１２からの演算指示に応じて演算部１０
が、バッファ残量値から制御値を演算する。例えば、制
御値を求める演算式は次のようになる。 制御値＝（バッファ残量−中心値）＋オフセット

【００４４】ここで、オフセットとは電圧制御水晶発振
器８が基準周波数を出力するための値であり、例えば、
１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍの周波数を出力可能な
場合、その中心値である１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍの
ことである。中心値とはソースクロック再生バッファ３
のバッファ容量の中心値であり、これは読出し開始閾値
ＴＨと同一である。

【００４５】但し、上記式における「バッファ残量」と
は、具体的なバイトあるいはビットで表示されたバッフ
ァ残量の場合だけでなく、４８バイト、６４バイト等の
任意の単位で表示された値であってもよい。例えば６４
バイトを最小単位としてもよい。このように、演算され
たデジタル値である制御値は、Ｄ／Ａコンバータ１１に
よりアナログ値の制御電圧に変換され、この制御電圧に
より、上記したように電圧制御水晶発振器８がローカル
クロック２４の周波数を上下させる動作を行う。

【００４６】この内容を分かり易く説明すると次に記述
するようになる。 （１）バッファ残量が中心値（読出し開始閾値ＴＨ）の
時は、基準周波数（１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍ）を出
力する。 （２）バッファ残量が中心値より大きいときは、基準周
波数より高い周波数を出力する。 （３）バッファ残量が中心値より大きくなればなるほ
ど、より高い周波数を出力する。 （４）バッファ残量が中心値より小さいときは、基準周
波数より低い周波数を出力する。 （５）バッファ残量が中心値より小さくなればなるほ
ど、より低い周波数を出力する。

【００４７】このような動作によって、電圧制御水晶発
振器８からソースクロック周波数に同期したローカルク
ロック２４が出力される。このローカルクロック２４に
応じてバッファ制御部５が、読出し信号をソースクロッ
ク再生バッファ３へ出力し、これによってソースクロッ
ク再生バッファ３からＡＴＭセルデータが読み出され
る。

【００４８】

【発明が解決しようとする課題】従来の通信装置は以上
のように構成されているので、ソースクロック周波数の
再生を行う場合はソースクロック再生バッファ３のバッ
ファ残量を基に電圧制御水晶発振器８の発振周波数を制
御して行うが、ＡＴＭ網２５からの受信セルデータが到
着した瞬間にバッファ残量が急に変化し、この変化によ
り制御値が急激に変化するため、正確なソースクロック
周波数の再生が不可能であるなどの課題があった。

【００４９】バッファ残量値の表示単位に関して６４バ
イト等のある程度大きなかたまりを最小単位とした場
合、受信セルデータがバースト的にソースクロック再生
バッファ３に書き込まれても発振周波数の制御値は急激
に変化しなくなるが、データの情報速度が低い場合やソ
ースクロック２３とローカルクロック２４との周波数差
が小さい場合は、制御値を求める際の演算式におけるバ
ッファ残量−中心値がなかなか６４バイト以上となら
ず、その結果、発振周波数がソースクロック周波数とな
るまでの収束時間が長くなってしまうなどの課題があっ
た。

【００５０】また、固定された一定間隔毎に制御値を演
算して、バッファ残量からソースクロック周波数を再生
するため、その一定間隔と受信セルデータのゆらぎにな
んらかの相関関係がある場合、再生されたソースクロッ
クの周波数が変動しやすいなどの課題があった。

【００５１】さらに、バッファ残量から電圧制御水晶発
振器８の制御電圧を演算する際の感度、言い換えると、
どの程度のバッファ残量差をどの程度の周波数差に変換
するかの比率が固定であるため、収束時間が長くなった
り、逆に受信セルデータのゆらぎにより、再生されたソ
ースクロックの周波数が変動しやすいなどの課題があっ
た。

【００５２】さらに、現在のバッファ残量を基にソース
クロック周波数を再生するため、受信セルデータのゆら
ぎがバッファ残量に影響を及ぼし、再生されたソースク
ロックの周波数が変動しやすいなどの課題があった。

【００５３】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、到着データのバースト性に起因す
る再生ソースクロックの周波数変動を最小限に抑えるこ
とによって、適用システムに最適なソースクロック周波
数を再生することができる通信装置を得ることを目的と
する。

【００５４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る通信装置は、通信網からソースクロックを基準として
一定速度で送られてきた受信データを保持する第１バッ
ファ手段と、前記第１バッファ手段から前記ソースクロ
ックを基準として一定速度で送られてきた受信データを
保持する第２バッファ手段と、第２バッファ手段のバッ
ファ残量を一定間隔で検出し、この検出バッファ残量に
応じてソースクロックを再生する再生手段とを備えたも
のである。

【００５５】請求項２記載の発明に係る通信装置は、第
１バッファ手段を、通信網におけるゆらぎを吸収できる
容量としたものである。

【００５６】請求項３記載の発明に係る通信装置は、第
１バッファ手段から第２バッファ手段への転送速度を、
ソースクロック周波数の上限値以上の速度としたもので
ある。

【００５７】請求項４記載の発明に係る通信装置は、第
１バッファ手段から第２バッファ手段への転送速度を、
ソースクロック周波数の上限値以上の速度で、且つ通信
網のゆらぎにより第１バッファ手段がオーバフローしな
い速度としたものである。

【００５８】請求項５記載の発明に係る通信装置は、ソ
ースクロック再生手段に、バッファ残量の検出間隔を任
意に設定する第１設定手段を備えたものである。

【００５９】請求項６記載の発明に係る通信装置は、ソ
ースクロック再生手段に、バッファ残量からソースクロ
ック周波数を算出する変換係数を任意に設定する第２設
定手段を備えたものである。

【００６０】請求項７記載の発明に係る通信装置は、ソ
ースクロック再生手段が、バッファ残量の平均値からソ
ースクロック周波数を算出するようにしたものである。

【００６１】請求項８記載の発明に係る通信装置は、バ
ッファ残量の平均値を求めるための平均母数を任意に設
定する第３設定手段を備えたものである。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による通
信装置のＡＡＬ処理部を主体的に示す機能ブロック図で
ある。この図１に示すＡＡＬ処理部１は、従来例で説明
した図６に示す受信側装置群１８の受信ＣＬＡＤ２７内
に従来と同様に図８に示すように設けられたものであ
り、図９に同符号１で示されている従来のＡＡＬ処理部
の各部に対応する部分には同一符号が付してある。

【００６３】図１において、１７は送信側装置群（送信
手段）、２５はＡＴＭ網（通信網）、２９はＡＴＭレイ
ヤ処理部である。１はソースクロック周波数再生機能を
有するＡＡＬ処理部、２はソースクロック再生バッファ
（第２バッファ手段）３の前段に位置し、図８に示すＡ
ＴＭレイヤ処理部２９からの受信セルデータ（ＡＴＭ網
２５からの到着データ）のバースト性を吸収する平滑化
バッファ（第１バッファ手段）である。

【００６４】３はバッファ残量によりソースクロック周
波数を再生するためのソースクロック再生バッファ、４
はソースクロック再生部（再生手段）、５はＡＴＭレイ
ヤ処理部２９からの書込み信号を基に、平滑化バッファ
２内に１セル分のデータがバッファリングされたかどう
かを監視し、１セル分バッファリングされた後、平滑化
バッファ２からソースクロック再生バッファ３にソース
クロック周波数の上限値から算出される転送速度以上の
速度で転送するバッファ制御部である。

【００６５】６はソースクロック再生バッファ３への書
込み信号と読出し信号とからバッファ残量を求め、それ
を監視するバッファ残量監視部、７はバッファ残量監視
部６からのバッファ残量値等から、後述する電圧制御水
晶発振器８への制御電圧を算出する制御電圧算出部、８
は制御電圧算出部７からの制御電圧を基に周波数を変更
する電圧制御水晶発振器である。

【００６６】但し、前記したソースクロック周波数の上
限値から算出される転送速度以上の速度とは、ソースク
ロック周波数の上限値から算出される転送速度が、ソー
スクロック周波数＝１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍと
規定されている場合は、１．５４４Ｍｂ／ｓ＋１００ｐ
ｐｍの速度なので、この１．５４４Ｍｂ／ｓ＋１００ｐ
ｐｍの速度以上の速度となる。

【００６７】次に動作について説明する。まず、ＡＴＭ
レイヤ処理部２９からの受信セルデータ１６ａ，１６
ｂ，１６ｃが入力され、書込み信号によって一旦平滑化
バッファ２に書き込まれる。この書き込み時の受信セル
データ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの様子は、図３に示すよ
うに、セル単位のバースト状になっている。

【００６８】バッファ制御部５は、ＡＴＭレイヤ処理部
２９からの書込み信号を基に、平滑化バッファ２内に１
セル分のデータがバッファリングされたかどうかを監視
しており、１セル分バッファリングされた後、読出し信
号により平滑化バッファ２から１セル分のデータを読み
出し、さらに書込み信号によってソースクロック再生バ
ッファ３に書き込む。

【００６９】この時の平滑化バッファ２からソースクロ
ック再生バッファ３への転送速度は、ソースクロック２
３の周波数の上限値から算出される転送速度以上の速度
であり、例えば１．５４４Ｍｂ／ｓ＋１００ｐｐｍであ
る。この転送時の受信セルデータ１６ａ，１６ｂ，１６
ｃの様子は、図４に示すように、ほぼ連続したデータ列
となる。

【００７０】ここで、図３と図４に示す受信セルデータ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃは同じデータサイズであるが、
セルの長さが異なっているのは、それぞれの転送速度が
異なっているためである。

【００７１】即ち、図３に示す受信セルデータは、ＡＴ
Ｍインタフェース系のクロック周波数の１５５．５２Ｍ
ｂ／ｓ（１９．４４ＭＨｚ×８ビット幅）で転送してい
るため瞬時に転送され、このためバースト状となるが、
図４に示す受信セルデータは約１．５４４Ｍｂ／ｓ（約
１９３ＫＨｚ×８ビット幅）で転送しているため、ほぼ
連続的に転送されることになる。

【００７２】この場合、平滑化バッファ２の容量はネッ
トワークにおけるゆらぎを吸収できる大きさ以上となっ
ている。具体的には、ＡＴＭ網２５におけるゆらぎが±
１ｍｓであれば、平滑化バッファ２は、３８６バイト
（＝１ｍｓ×１．５４４Ｍｂ／ｓ×２／８ビット）程度
の容量が必要になる。

【００７３】バッファ残量監視部６は、ソースクロック
再生バッファ３への書込み信号と読出し信号からバッフ
ァ残量を求め、バッファ残量値を制御電圧算出部７に通
知する。

【００７４】制御電圧算出部７は、バッファ残量値が増
加傾向にある場合は、ソースクロック２３よりもローカ
ルクロック２４の方が周波数が低いと見なし、ローカル
クロック２４の周波数を上げるための制御電圧を電圧制
御水晶発振器８へ出力する一方、バッファ残量が減少傾
向にある場合は、逆の制御を行う制御電圧を電圧制御水
晶発振器８へ出力する。

【００７５】電圧制御水晶発振器８は、制御電圧算出部
７からの制御電圧に応じて発振周波数を可変させ、ロー
カルクロック２４としてバッファ制御部５へ出力する。
バッファ制御部５は、電圧制御水晶発振器８からのロー
カルクロック２４を基に読出し信号をソースクロック再
生バッファ３へ出力することによってソースクロック再
生バッファ３からデータを読み出す。

【００７６】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、ソースクロック再生バッファ３の前段に平滑化バッ
ファ２を備え、ソースクロック再生バッファ３に受信セ
ルデータがほぼ連続して書き込まれるようにしたので、
ソースクロック再生バッファ３のバッファ残量が急に変
化することが無くなり、これによって受信セルデータの
バースト性に起因する再生ソースクロックの周波数変動
を最小限に抑えることができるという効果が得られる。

【００７７】実施の形態２．実施の形態２の構成が実施
の形態１と異なる点は、平滑化バッファ２からの読み出
し速度と、平滑化バッファ２の容量とが異なる点であ
る。

【００７８】この場合の、平滑化バッファ２からの読み
出し速度とは、ソースクロック周波数の上限値から算出
される転送速度に加えて、ネットワークにおけるゆらぎ
により平滑化バッファ２がオーバフローしないための最
低限の転送速度を加えた転送速度以上の速度である。

【００７９】また、平滑化バッファ２の容量について説
明する。例えば、ＡＴＭ網２５のゆらぎが±１ｍｓであ
れば、実施の形態１で説明したように平滑化バッファ２
の容量が約３８６バイト必要になる。

【００８０】しかし、受信セルデータが、ゆらぎにより
短い期間で一気に到着しても、平滑化バッファ２がオー
バフローしないだけの、より速い速度でバッファ２から
読み出せば、平滑化バッファ２の容量は３８６バイトよ
りも小さい値で済むことになる。この実施の形態２での
平滑化バッファ２の容量とは、そのような容量である。

【００８１】次に動作について説明する。ＡＴＭレイヤ
処理部２９からの受信セルデータ１６が入力され、一旦
平滑化バッファ２に書き込まれる。このときの受信セル
データ１６の様子は、図３に示すようにセル単位のバー
スト状になっている。

【００８２】バッファ制御部５は、ＡＴＭレイヤ処理部
２９からの書込み信号を基に、平滑化バッファ２内に１
セル分のデータが１セル分バッファリングされたことを
認識すると、平滑化バッファ２からソースクロック再生
バッファ３に、ソースクロック周波数の上限値から算出
される転送速度に加えて、ネットワークにおけるゆらぎ
により平滑化バッファ２がオーバフローしないための最
低限の転送速度を加えた転送速度以上で転送する。この
転送時の受信セルデータ１６の様子は、図４に示すよう
にほぼ連続したデータ列になっている。

【００８３】以降、実施の形態１で説明したと同様の動
作によって、電圧制御水晶発振器８からのローカルクロ
ック２４の周波数が制御され、バッファ制御部５がその
ローカルクロック２４を基に読出し信号をソースクロッ
ク再生バッファ３へ出力することによってソースクロッ
ク再生バッファ３からデータを読み出す。

【００８４】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、平滑化バッファ２からソースクロック再生バッファ
３へ受信セルデータを転送する際に、ソースクロック周
波数の上限値から算出される転送速度に加えて、ネット
ワークにおけるゆらぎにより平滑化バッファ２がオーバ
フローしないための最低限の転送速度を加えた転送速度
以上の速度で転送するようにしたので、平滑化バッファ
２の容量を実施の形態１よりも小さくできるという効果
が得られる。

【００８５】また、発明の実施の形態１、２では、バッ
ファ制御部５は、ＡＴＭレイヤ処理部２９からの書込み
信号を基に、平滑化バッファ２内に１セル分のデータが
バッファリングされたかどうかを監視し、１セル分バッ
ファリングされた後、平滑化バッファ２からソースクロ
ック再生バッファ３への転送を開始するとしたが、数バ
イトバッファリングされた時点で読出しを開始しても、
同様の効果が得られる。

【００８６】さらに、発明の実施の形態１、２では、各
処理部、各ブロック間におけるデータのインタフェース
幅を８ビットとし、バイト単位にインタフェースした
が、異なるインタフェース幅、異なる転送単位でも、同
様の効果が得られる。

【００８７】さらに、発明の実施の形態１、２では、ソ
ースクロック周波数を１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍ
としたが、異なる周波数あるいは異なる変動幅でもよ
い。

【００８８】さらに、発明の実施の形態１、２では、基
本的な転送単位をＡＴＭセルとしたが、ＡＴＭセル以外
のある単位のパケットであっても、同様の効果が得られ
る。

【００８９】さらに、発明の実施の形態１、２では、具
体例としてＡＴＭ網における、電話ＰＢＸを用いたシス
テムを前提としたが、適応クロック法によりソースクロ
ック周波数を再生する必要のあるシステムであれば、そ
の他のシステムにおいても、同様の効果が得られる。

【００９０】実施の形態３．図２はこの発明の実施の形
態３から６による通信装置の機能ブロック図である。図
において、１３はソースクロック再生処理におけるバッ
ファ残量の観測間隔を任意に設定する観測間隔設定部
（第１設定手段）である。即ち、実施の形態３は、実施
の形態１または２で説明した図１に示す制御電圧算出部
７に、図２に示す観測間隔設定部１３を設けて構成した
ものである。但し、観測間隔とは、ソースクロック再生
バッファ３のバッファ残量を観測するための時間間隔で
ある。

【００９１】次に動作について説明する。基本的な動作
については、実施の形態１または２と同一であるため、
以下に相違点のみを記述する。制御電圧算出部７では、
演算部１０により、バッファ残量値から制御値が算出さ
れる。例えば、演算式は次のような式（１）となる。 制御値＝（バッファ残量−中心値）＋オフセット値 ・・・（１）

【００９２】次に、Ｄ／Ａコンバータ１１により、デジ
タル値である制御値をアナログ値である制御電圧に変換
する。そして、この制御電圧に応じて電圧制御水晶発振
器８がローカルクロック２４の周波数を上下させる。

【００９３】観測間隔設定部１３は、内部の図示せぬデ
ィップスイッチ等で設定された観測間隔をタイマ１２に
出力する。タイマ１２は、その観測間隔で規定された観
測間隔毎に演算部１０へ演算指示を出力し、演算部１０
は、その演算指示に応じて一定間隔毎に制御値を算出す
る。

【００９４】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、観測間隔設定部１３で観測間隔を任意に設定できる
ようにしたので、従来のように、観測間隔が固定されて
いるため、観測間隔と受信セルデータのゆらぎになんら
かの相関関係がある場合、再生されたソースクロックの
周波数が変動しやすいなどといったことが無くなる効果
が得られる。

【００９５】実施の形態４．図２において、１４はソー
スクロック再生処理における、バッファ残量からソース
クロック周波数を算出する際の変換係数を変更するも
の、言い換えると、バッファ残量値をどの程度周波数に
反映させるかを示す係数を任意に設定できる変換係数設
定部（第２設定手段）である。

【００９６】即ち、実施の形態４は、実施の形態１また
は２で説明した図１に示す制御電圧算出部７に、図２に
示す変換係数設定部１４を設けて構成したものである。
但し、変換係数とは、バッファ残量から電圧制御水晶発
振器８の制御電圧を演算する際の感度に相当する係数で
ある。

【００９７】次に動作について説明する。基本的な動作
については、実施の形態１または２と同一であるため、
以下に相違点のみを記述する。制御電圧算出部７では、
演算部１０により、バッファ残量値から制御値が算出さ
れる。ここで演算式は以下のような式（２）となる。 制御値＝変換係数×（バッファ残量−中心値）＋オフセット値 ・・・（２）

【００９８】変換係数設定部１４は、内部の図示せぬデ
ィップスイッチ等で設定された変換係数を、演算部１０
に出力する。演算部１０は変換係数により、上記演算を
行う。変換係数を大きくすればソースクロック周波数再
生の際の収束時間を早くすることができる。しかし、逆
にＡＴＭ網２５のゆらぎの影響を受けやすくなる。

【００９９】一般的には、このように収束時間とゆらぎ
耐性は反比例の関係にあるが、収束時間とゆらぎ耐性の
関係を把握し、双方がほぼ適正となるように変換係数を
設定することが可能である。また、ゆらぎが殆ど無いＡ
ＴＭ網では、変換係数の設定で収束時間を早めることが
できる。

【０１００】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、変換係数設定部１４によって変換係数を任意に設定
できるようにしたので、従来のように、その比率が固定
であるため、収束時間が長くなったり、逆に受信セルデ
ータのゆらぎにより、再生されたソースクロック周波数
が変動しやすいなどといったことが無くなる効果が得ら
れる。

【０１０１】実施の形態５．実施の形態５は、実施の形
態１または２で説明した受信ＣＬＡＤ２７の演算部１０
において、バッファ残量値の平均値からソースクロック
周波数を算出するように構成したものである。但し、本
実施の形態５における平均母数は固定である。

【０１０２】次に動作について説明する。基本的な動作
については、発明の実施の形態１または２と同一である
ため、以下に相違点のみを記述する。制御電圧算出部７
では、演算部１０により、バッファ残量値から制御値が
算出される。例えば、演算式は以下のような式（３）と
なる。 制御値＝（バッファ残量の平均値−中心値）＋オフセット値 ・・・（３） ここで、バッファ残量の平均値とは、観測間隔毎にサン
プルしたバッファ残量の平均（算術平均）である。

【０１０３】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、バッファ残量の平均値から制御値を求めるようにし
たので、受信セルデータのゆらぎの影響を少なくして、
より正確にソースクロック周波数を再生することができ
るという効果が得られる。

【０１０４】実施の形態６．図２において、１５はソー
スクロック再生処理におけるバッファ残量値の平均値か
らソースクロック周波数を算出する際の、平均値を得る
ための平均母数を任意に設定する平均母数設定部（第３
設定手段）である。但し、平均母数とは算術平均を取る
ためのサンプル数（観測値の総数）である。即ち、実施
の形態６は、実施の形態５で説明した制御電圧算出部７
に、平均母数設定部１５を設けて構成したものである。

【０１０５】次に動作について説明する。基本的な動作
については、発明の実施の形態５と同一であるため、以
下に相違点のみを記述する。制御電圧算出部７では、演
算部１０により、バッファ残量値から制御値が算出され
る。例えば、演算式は前述した式（３）となる。乎均母
数設定部１５は、内部の図示せぬディップスイッチ等で
設定された平均母数を演算部１０に出力し、演算部１０
は、その平均母数により、上記演算を行う。

【０１０６】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、平均母数を任意に設定した後、バッファ残量の平均
値から制御値を求めるようにしたので、実施の形態５の
構成よりもより適正に、受信セルデータのゆらぎの影響
を少なくして、より正確にソースクロック周波数を再生
することができるという効果が得られる。

【０１０７】また、発明の実施の形態３、４、５および
６による通信装置では、バッファ残量観測間隔や変換係
数、平均値を得るための平均母数を変更できるような構
成としたため、適用システムに最適なソースクロック周
波数の再生を行うことができるという効果があるが、こ
れは具体的には、以下のことを意味する。

【０１０８】適用システムによって、ＡＴＭ網のゆらぎ
や送信されるデータの情報量が異なるが、最も望ましい
ソースクロック周波数再生とは、収東時間が早く、かつ
網のゆらぎによる再生クロックの変動が少ないことであ
る。これを、適用システムに応じて前記したパラメータ
を変更することにより容易に行うことができる。

【０１０９】なお、実施の形態３、４および６では、観
測間隔、変換係数、平均母数の設定を、ディップスイッ
チ設定としたが、装置管理部３１から制御バス経由で設
定してもよい。

【０１１０】発明の実施の形態３、４および６おける、
観測間隔、変換係数、平均母数の設定は、適用システム
に応じた初期設定でもよいし、状況に応じて運用中に設
定を変更してもよい。

【０１１１】実施の形態５、６では、平均として算術平
均を用いたが、その他の平均（幾何平均、調和平均）や
メディアン、モード、ミッドレンジでも同様の効果が得
られる。

【０１１２】実施の形態５、６では、バッファ残量値を
平均したが、バッファ残量を基に演算した結果を平均し
ても、同様の効果が得られる。

【０１１３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、通信網からソースクロックを基準として一定速度
で送られてきた受信データを保持する第１バッファ手段
と、前記第１バッファ手段から前記ソースクロックを基
準として一定速度で送られてきた受信データを保持する
第２バッファ手段と、前記第２バッファ手段のバッファ
残量を一定間隔で検出し、この検出バッファ残量に応じ
て前記ソースクロックを再生する再生手段とを備えるよ
うに構成したので、第２バッファ手段にデータがバース
ト的に入力されなくなるのでバッファ残量が急に変化す
ることが無くなり、これによって受信データのバースト
性に起因する再生ソースクロックの周波数変動を最小限
に抑えることができる効果がある。

【０１１４】請求項２記載の発明によれば、第１バッフ
ァ手段を、通信網におけるゆらぎを吸収できる容量とし
て構成したので、通信網のゆらぎを吸収することがで
き、ゆらぎによるバッファ残量の変化をなくすことがで
き、これによって再生ソースクロックの周波数変動を少
なくすることができる効果がある。

【０１１５】請求項３記載の発明によれば、第１バッフ
ァ手段から第２バッファ手段への転送速度を、ソースク
ロック周波数の上限値以上の速度とするように構成した
ので、第１バッファ手段でバッファのオーバフローが発
生することなく、バースト的に入力されたデータが平滑
化されるため、バッファ残量が急に変化することが無く
なり、これによって受信データのバースト性に起因する
再生ソースクロックの周波数変動を最小限に抑えること
ができる効果がある。

【０１１６】請求項４記載の発明によれば、第１バッフ
ァ手段から第２バッファ手段への転送速度を、ソースク
ロック周波数の上限値以上の速度で、且つ通信網のゆら
ぎにより第１バッファ手段がオーバフローしない速度と
するように構成したので、第１バッファ手段の容量を小
さくできる効果がある。

【０１１７】請求項５記載の発明によれば、ソースクロ
ック再生手段に、バッファ残量の検出間隔を任意に設定
する第１設定手段を備えるように構成したので、検出間
隔と受信セルデータのゆらぎになんらかの相関関係があ
る場合、検出間隔を変更することによって再生されたソ
ースクロックの周波数が変動することが無くなる効果が
ある。

【０１１８】請求項６記載の発明によれば、ソースクロ
ック再生手段に、バッファ残量からソースクロック周波
数を算出する変換係数を任意に設定する第２設定手段を
備えるように構成したので、従来のように、変換係数が
固定であるため、収束時間が長くなったり、逆に受信セ
ルデータのゆらぎにより、再生されたソースクロック周
波数が変動することが無くなる効果がある。

【０１１９】請求項７記載の発明によれば、ソースクロ
ック再生手段が、バッファ残量の平均値からソースクロ
ック周波数を算出するように構成したので、受信セルデ
ータのゆらぎの影響を少なくして、より正確にソースク
ロック周波数を再生することができる効果がある。

【０１２０】請求項８記載の発明によれば、バッファ残
量の平均値を求めるための平均母数を任意に設定する第
３設定手段を備えるように構成したので、より適正に受
信セルデータのゆらぎの影響を少なくして、より正確に
ソースクロック周波数を再生することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１及び２による通信装
置のＡＡＬ処理部を主体的に示す機能ブロック図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態３、４、５及び６によ
る図１に示す制御電圧算出部の機能ブロック図である。

【図３】 この発明および従来によるＡＴＭレイヤ処理
部からＡＡＬ処理部への受信セルデータの転送状態を示
す図である。

【図４】 この発明の実施の形態１、２による平滑化バ
ッファからソースクロック再生バッファへの受信セルデ
ータの転送状態を示す図である。

【図５】 ＳＴＭ網における電話サービスを実現するシ
ステム構成図である。

【図６】 ＡＴＭ網における電話サービスを実現するシ
ステム構成図である。

【図７】 適応クロック法の動作イメージを示す図であ
る。

【図８】 図６に示す受信ＣＬＡＤの機能ブロック図で
ある。

【図９】 図８に示すＡＡＬ処理部の機能ブロック図で
ある。

【図１０】 図９に示す制御電圧算出部の機能ブロック
図である。

【符号の説明】

２ 平滑化バッファ（第１バッファ手段）、３ ソース
クロック再生バッファ（第２バッファ手段）、４ ソー
スクロック再生部（再生手段）、１３ 観測間隔設定部
（第１設定手段）、１４ 変換係数設定部（第２設定手
段）、１５ 平均母数設定部（第３設定手段）、１７
送信側装置群（送信手段）、２５ ＡＴＭ網（通信
網）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−46257（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−336831（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−251172（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−122673（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−179045（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322532（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−265327（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−224119（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−51314（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 7/00 H04Q 3/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソースクロックを基準としてデータを一
   定速度で通信網へ送信する送信手段と、前記通信網から
   ソースクロックを基準として一定速度で送られてきた受
   信データを保持する第１バッファ手段と、前記第１バッ
   ファ手段から前記ソースクロックを基準として一定速度
   で送られてきた受信データを保持する第２バッファ手段
   と、前記第２バッファ手段のバッファ残量を一定間隔で
   検出し、この検出バッファ残量に応じて前記ソースクロ
   ックを再生する再生手段とを備えた通信装置。
2. 【請求項２】 第１バッファ手段を、通信網におけるゆ
   らぎを吸収できる容量としたことを特徴とする請求項１
   記載の通信装置。
3. 【請求項３】 第１バッファ手段から第２バッファ手段
   への転送速度が、ソースクロック周波数の上限値以上の
   速度であることを特徴とする請求項１または請求項２記
   載の通信装置。
4. 【請求項４】 第１バッファ手段から第２バッファ手段
   への転送速度が、ソースクロック周波数の上限値以上の
   速度で、且つ通信網のゆらぎにより前記第１バッファ手
   段がオーバフローしない速度であることを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の通信装置。
5. 【請求項５】 ソースクロック再生手段に、バッファ残
   量の検出間隔を任意に設定する第１設定手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか
   １項記載の通信装置。
6. 【請求項６】 ソースクロック再生手段に、バッファ残
   量からソースクロック周波数を算出する変換係数を任意
   に設定する第２設定手段を備えたことを特徴とする請求
   項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の通信装
   置。
7. 【請求項７】 ソースクロック再生手段が、バッファ残
   量の平均値からソースクロック周波数を算出することを
   特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項
   記載の通信装置。
8. 【請求項８】 バッファ残量の平均値を求めるための平
   均母数を任意に設定する第３設定手段を備えたことを特
   徴とする請求項７記載の通信装置。