JP4709909B2

JP4709909B2 - 変換装置

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Publication number: JP4709909B2
Application number: JP2009016964A
Authority: JP
Inventors: 宗之鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: US8379669B2; US20100189127A1; JP2010177906A

Description

この発明は、例えば同期通信網と非同期通信網との間でそれぞれの通信網からの伝送信号をそれぞれのプロトコルに応じて変換する変換装置に関する。

従来の通信システムでは、回線交換に使用する伝送装置と、この伝送装置と信号の送受信を行う端末機器とが同期通信網に収容される。この種の通信システムでは、伝送装置と端末機器との間でクロックを同期させ、このクロックに同期したフレームデータを送受信することで、データ通信を行っている。

近年、伝送装置と同期通信網とにより構成される通信システムは、非同期通信網であるインターネットプロトコルネットワーク(ＩＰ網)への変更が望まれている。これは、通信インフラを、特殊な機器しか端末として接続できない同期通信網として使用するよりも、ＩＰ網とすることの方が、接続できる機器が飛躍的に増大し、機器のコストも下がるためである。そこで、同期通信網を非同期通信網であるＩＰ網へ変更するに伴い、既存の同期通信網とＩＰ網との間で通信を行うために通信網間の同期／非同期を変換する変換装置が提案されている。

この変換装置に用いられる技術として、ＣＥＳｏＰＳＮ（Circuit Emulation Service over Packet Switched Network）技術が知られている。ＣＥＳｏＰＳＮ技術では、同期クロックを特殊パケットに変換してＩＰパケットに含めて伝送する。変換装置は、このＩＰパケットを受け取り、特殊パケットのクロックに基づいてＩＰパケットをフレームデータに変換する。

ところで、ＩＰ網においてＩＰパケットは、ベストエフォート型の伝送方式に従って伝送されているため、伝送環境によっては遅延及び欠落することがある。パケットの欠落がある程度以上ある場合、特殊パケットが欠落し、同期通信網とＩＰ網間でクロック同期が維持できなくなる。そこで、変換装置は、ＩＰパケット欠落等の異常が生じた場合、ネットワークの異常を示す警報信号（ＡＩＳ：Alarm Indication Signal）を変換装置と接続する伝送装置へ通知するようにしている（例えば、特許文献１参照）。ここで、ＡＩＳは、その定義上、その回線のクロックにも異常があるとの意味を有している。そのため、同期通信網における伝送装置は、ＡＩＳを受け取ると、変換装置との接続を切断し、同期通信網における独自のクロックに同期を切り替えて動作する。伝送装置は、ＩＰ網が復旧するまで待機し、変換装置からＩＰ網が復旧した旨の通知を受けると、変換装置で特殊パケットに基づいて得られるクロックと同期を取り、変換装置を介した通信を再開する。

上述のように、ＩＰ網で発生した異常により通信が切断され、同期通信網とＩＰ網との間のクロックが非同期となっても、ＩＰ網が復旧すればクロックの同期が取られて通信が再開されるため、クロックが非同期となることは問題視されないことが多い。しかしながら、同期通信網に、例えば、複数の無線端末間の通話を制御する無線基地局が収容されている場合、データ通信が早急に回復することが望まれる。このような場合、ＩＰ網の異常が回復した後に、同期通信網とＩＰ網との間でクロック同期を取り直すのに時間がかかることが問題となる。

特開平５−２４４２０３号公報

以上のように、従来の同期非同期網の変換装置がＡＩＳを同期通信網へ通知すると、ＩＰ網と同期通信網との間のクロックが非同期となるため、通信再開時に通信網間のクロック同期を再度取らなければならず、通信の再開に余分な時間がかかってしまっていた。

この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ＩＰ網に異常が発生した場合であっても、ＩＰ網と同期通信網との間のクロック同期を維持することが可能な変換装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る変換装置は、非同期通信網と接続し、前記非同期通信網で伝送され、第１のクロックが変換された特殊パケットを含むパケット信号を受信する第１のインタフェース部と、前記受信された前記パケット信号を装置内信号に変換する信号変換部と、前記受信された前記パケット信号に欠落があるか否かを判断し、前記パケット信号に欠落がある場合、欠落通知を作成するパケット欠落判断部と、前記装置内信号に含まれる前記特殊パケットに基づき、前記第１のクロックを再現するクロック再現部と、前記第１のクロックと、外部クロック生成装置から供給される外部供給クロックとを受信し、いずれか一方を同期の基準とする基準クロックとして出力するクロック選択部と、前記クロック選択部から出力された前記基準クロックに、同期はずれが生じているか否かを判断し、前記基準クロックに同期はずれがある場合、同期はずれ通知を作成する同期はずれ判断部と、前記欠落通知及び前記同期はずれ通知が作成されない第１の場合、及び、前記外部供給クロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記欠落通知が作成される第２の場合には、アラーム指示を作成せず、前記第１のクロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記欠落通知及び前記同期はずれ通知の少なくともいずれかが作成される第３の場合、及び、前記外部供給クロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記同期はずれ通知が作成される第４の場合には、前記アラーム指示を作成するアラーム制御部と、前記アラーム指示が作成されない場合、前記基準クロックに従って前記装置内信号をフレーム形式のフレーム信号に変換し、前記アラーム指示が作成される場合、通信を切断する旨の警報信号を生成するフレーム生成部と、同期通信網と接続し、前記第１の場合には前記フレーム信号を前記同期通信網へ送出し、前記第２の場合には前記基準クロックに基づく同期信号を前記同期通信網へ送出し、前記第３及び第４の場合には前記警報信号を前記同期通信網へ送出する第２のインタフェース部とを具備する。

上記構成による変換装置では、変換装置は、第１のクロックが基準クロックとして選択されているときにパケット信号の欠落及び基準クロックの同期はずれが発生した場合には警報信号を送出するが、外部供給クロックが基準クロックとして選択されているときにパケット信号の欠落が発生しても、基準クロックに同期はずれが発生していなければ警報信号を送出することはない。これにより、非同期通信網に異常が発生しパケット信号が欠落した場合であっても、外部供給クロックを基準クロックとして選択していれば、非同期通信網と同期通信網との接続が切断されなくなり、両通信網間のクロックが非同期となることはない。

この発明によれば、ＩＰ網に異常が発生した場合であっても、ＩＰ網と同期通信網との間のクロック同期を維持することが可能な変換装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る変換装置を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図１の変換装置の機能構成を示すブロック図である。図２の主制御部により第１のクロックが指定され、ＩＰパケットに異常があった場合の変換装置の処理を示す図である。図２の主制御部により第２のクロック又は外部供給クロックが指定され、ＩＰパケットに欠落があった場合の変換装置の処理を示す図である。図２の主制御部により第２のクロック又は外部供給クロックが指定され、指定されたクロックに同期はずれがあった場合の変換装置の処理を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る変換装置の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る変換装置１０を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図１の通信システムにおいて、同期通信網１００−１と非同期通信網であるＩＰネットワーク２００とは、本発明に係る変換装置１０を介して接続される。本実施形態において変換装置１０は、同期通信網１００−１とＩ４３１回線等の時分割多重回線により接続され、ＩＰネットワーク２００とＬＡＮ回線により接続される。変換装置１０は、ＩＰネットワーク２００からのＩＰパケットを同期通信網１００−１に適応したフレームデータに変換し、同期通信網１００−１からのフレームデータをＩＰネットワーク２００に適応したＩＰパケットに変換する。

また、同期通信網１００−２とＩＰネットワーク２００とは、ＣＥＳｏＰＳＮ技術を用いた従来の変換装置２０を介して接続される。変換装置２０は、同期通信網１００−２とＩ４３１回線により接続され、ＩＰネットワーク２００とＬＡＮ回線により接続される。変換装置２０は、ＩＰネットワーク２００からのＩＰパケットを同期通信網１００−２に適応したフレームデータに変換し、同期通信網１００−２からのフレームデータをＩＰネットワーク２００に適応したＩＰパケットに変換する。同期通信網１００−２には加入者回線を介して電話ネットワーク３００が接続されている。

同期通信網１００−１は、無線基地局主装置１０１、無線基地局１０２−１〜１０２−ｎ及び無線端末１０３を収容する。無線基地局主装置１０１は、変換装置１０からのフレームデータを、変換装置１０の基準クロックに同期して受け取る。無線基地局主装置１０１は、このフレームデータを無線基地局１０２−１〜１０２−ｎを介して無線端末１０３へ伝送する。

同期通信網１００−２は、構内交換機１０４及び内線電話１０５−１〜１０５−ｍを収容する。構内交換機１０４は、変換装置２０からのフレームデータを変換装置２０のクロックに同期して受け取り、内線電話１０５−１〜１０５−ｍ又は加入者回線を介して電話ネットワーク３００へ伝送する。電話ネットワーク３００には、固定電話３０１が接続されている。

上記変換装置１０は、ＣＥＳｏＰＳＮ技術を利用し、非同期通信網と同期通信網との間でデータの相互通信を行う。変換装置１０には、外部クロック生成装置３０が接続されている。変換装置１０は、この外部クロック生成装置３０から供給される外部供給クロックを受信し、外部供給クロックを変換装置１０内の基準クロックとして同期する。しかし、図１に示す通信システムの場合、変換装置１０は、外部供給クロックの他にも、基準クロックになり得るクロックを受信することができる。まず一つは、時分割多重回線を利用して同期通信網１００−１から送出されるクロック（後述する第２のクロック）であり、これを受信して基準クロックとすることができる。ここで、この第２のクロックと上述した外部供給クロックを外部クロックとする。次に、ＬＡＮ回線を利用してＩＰネットワーク２００からＩＰパケットとして送出されるクロック（後述する第１のクロック）が挙げられる。このクロックを受信して基準クロックとすることができる。なお、時分割多重回線を利用した通信では、ＬＡＮ回線を利用した通信と比較して、クロックの欠落が発生し難いという特徴がある。本実施形態では、これらの３種類のクロックと変換装置１０の各部が行う処理との関係について、図２を参照して説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る変換装置１０の機能構成を示すブロック図である。

ＩＰインタフェース部（第１のインタフェース部）１１は、ＩＰネットワーク２００からＩＰパケットを受信する。ここで受信するＩＰパケットには、同期クロックが変換された特殊パケットが含まれる。ＩＰインタフェース部１１で受信されたＩＰパケットは、データ変換部（信号変換部）１２でビット列のデータに変換される。ビット列に変換されたデータは、フレーム生成部１３及びクロック生成部１４へ供給される。

監視部（パケット欠落判断部）１５は、ＩＰインタフェース部１１で受信されてデータ変換部１２へ供給されるＩＰパケットを監視し、受信したＩＰパケットに欠落があるか否かを判断する。本実施形態では、監視部１５は、一定期間の間にＩＰパケットが一パケットも受信されない場合、ＩＰパケットに欠落があると判断する。監視部１５は、ＩＰパケットに欠落があると判断した場合、その旨をアラーム制御部１６へ通知する。

クロック生成部（クロック再現部）１４は、データ変換部で変換されたビット列のデータのうち特殊パケットに対応するデータに基づいて、第１のクロックを再現する。再現された第１のクロックは、クロック選択部１７へ供給される。この第１のクロックは、前述したＬＡＮ回線を利用してＩＰネットワーク２００からＩＰパケットとして送出されるクロックに相当するものである。

クロック選択部（クロック信号出力手段）１７には、クロック生成部１４からの第１のクロック、後述する同期回線インタフェース部１８が受信した同期通信網１００−１から送られてくる第２のクロック及び外部クロック生成装置３０からの外部供給クロックが入力される。クロック選択部１７は、主制御部１９の指示により、入力されたクロックのうちいずれか１つを基準クロックとして選択的にクロック分配部１１０へ出力する。この主制御部１９の指示は、外部から入力される指示に基づくものであり、クロック選択部１７に入力されるクロックのうちいずれかを指定するものである。また、主制御部１９は、いずれのクロックを指定したのかをアラーム制御部１６へ通知する。

クロック分配部（同期はずれ判断部）１１０は、クロック選択部から出力された基準クロックを入力され、２系統に分配して一方をフレーム生成部１３へ供給し、他方を同期回線インタフェース部１８へ供給する。また、クロック分配部１１０は、入力された基準クロックにおいて同期はずれが生じているか否かを検出し、同期はずれが検出された場合、アラーム制御部１６へ同期はずれが生じた旨を通知する。

アラーム制御部１６は、主制御部１９、クロック分配部１１０、及び監視部１５から入力される通知を基に、ＡＩＳを無線基地局主装置１０１へ送出する旨の指示を、フレーム生成部１３に出力するか否かを制御するものである。この制御の仕方として、主制御部１９により第１のクロックが指定されていることをアラーム制御部１６に通知され、かつ、監視部１５からＩＰパケットに欠落がある旨の通知がアラーム制御部１６に通知された場合、アラーム制御部１６は、ＡＩＳ（Aram Indication Signal）を送出するようにフレーム生成部１３に対して指示を出力する。また、主制御部１９により第１のクロックが指定されていることをアラーム制御部１６に通知され、かつ、クロック分配部１１からこの第１のクロックに同期はずれが生じた旨の通知がアラーム制御部１６に通知された場合、アラーム制御部１６は、ＡＩＳを送出するようにフレーム生成部１３に対して指示を出力する。

また、主制御部１９により第２のクロック又は外部供給クロックが指定されていることをアラーム制御部１６に通知された場合、監視部１５からＩＰパケットに欠落がある旨の通知がアラーム制御部１６に通知された場合であっても、アラーム制御部１６は、フレーム生成部１３へＡＩＳを送出する旨の指示を出力しない。また、主制御部１９により第２のクロック又は外部供給クロックが指定されていることをアラーム制御部１６に通知され、かつ、基準クロックに同期はずれが生じた旨の通知を受けた場合、アラーム制御部１６は、ＡＩＳを送出するようにフレーム生成部１３に対して指示を出力する。

フレーム生成部１３は、データ変換部１２からビット列のデータを受け取り、このデータをクロック分配部１１０から供給される基準クロックに従ってＪＴＩ４３１で決められた時分割多重のフレームデータに変換する。時分割多重形式のフレームデータは、同期回線インタフェース部１８へ出力される。また、フレーム生成部１３は、アラーム制御部１６からＡＩＳを送出する旨の指示を受け取った場合、時分割多重フレームデータに代えて、フレーム同期信号を含む全てのデータを論理レベル１に置き換えた、いわゆるＡＩＳを生成し、同期回線インタフェース部１８へ出力する。

同期回線インタフェース部（第２のインタフェース部）１８は、フレーム生成部１３から出力されるフレームデータ又はＡＩＳを、規格で定められた電気信号に変換して無線基地局主装置１０１へ向けて送出する。フレーム生成部１３は、基準クロックが第２のクロック又は外部供給クロックである際にＩＰパケットが欠落した場合は、フレーム同期信号を除く全てのデータ領域を論理レベル１に置き換えて同期回線インタフェース部１８へ出力するようになっている。出力された電気信号は、同期回線インタフェース部１８から送出され、Ｉ４３１回線により、無線基地局主装置１０１へ伝送される。

また、同期回線インタフェース部１８は、無線基地局主装置１０１から供給されるフレームデータのクロックを抽出し、第２のクロックとしてクロック選択部１７へ出力する。

次に、上記構成における動作を説明する。図３乃至図５は、変換装置１０の処理を示す模式図である。

図３は、主制御部１９により第１のクロックが指定され、ＩＰパケットに異常があった場合の変換装置１０の処理を示す模式図である。主制御部１９が第１のクロックを指定し、ＩＰネットワーク２００からのＩＰパケットに欠落があった場合、アラーム制御部１６はフレーム生成部１３にＡＩＳを生成させる。これにより変換装置１０からは、フレームデータの代わりにＡＩＳが無線基地局主装置１０１へ送出される。また、主制御部１９が第１のクロックを指定し、指定された第１のクロックに同期はずれが検出された場合、アラーム制御部１６はフレーム生成部１３にＡＩＳを生成させる。これにより変換装置１０からは、フレームデータの代わりにＡＩＳが無線基地局主装置１０１へ送出される。無線基地局主装置１０１は、ＡＩＳを受信すると、変換装置１０との接続を切断する。

図４は、主制御部１９により第２のクロック又は外部供給クロックが指定され、ＩＰパケットに欠落があった場合の変換装置１０の処理を示す模式図である。ＩＰネットワーク２００からのＩＰパケットに欠落があると監視部１５からアラーム制御部１６へ通知された場合であっても、主制御部１９により第２のクロック又は外部供給クロックが指定されていれば、アラーム制御部１６は、フレーム生成部１３に対してＡＩＳを生成する旨の指示を出力しないため、変換装置１０から無線基地局主装置１０１へＡＩＳが送出されることはない。このとき、変換装置１０は、フレーム生成部１３によりフレーム同期信号を除く全てのデータ領域を論理レベル１に置き換えた信号を、同期回線インタフェース部１８から無線基地局主装置１０１へ送出するため、クロック同期を維持することができる。

図５は、主制御部１９により第２のクロック又は外部供給クロックが指定され、指定されたクロックに同期はずれがあった場合の変換装置１０の処理を示す模式図である。第２のクロック又は外部供給クロックのうち指定されたクロックに同期はずれが検出された場合、アラーム制御部１６はフレーム生成部１３にＡＩＳを生成させる。なお、図５では、ＩＰパケットの欠落が発生した場合を例に示しているが、このようなパケット欠落の有無に関わらず、第２のクロック又は外部供給クロックのうち指定されたクロックに同期はずれが検出された場合は、アラーム制御部１６はフレーム生成部１３にＡＩＳを生成させるようになっている。これにより変換装置１０からは、フレームデータの代わりにＡＩＳが無線基地局主装置１０１へ送出される。無線基地局主装置１０１は、ＡＩＳを受信すると、変換装置１０との接続を切断する。

以上のように、上記一実施形態では、クロック選択部１７により、特殊パケットに基づく第１のクロック、同期通信網におけるクロックに基づく第２のクロック又は外部供給クロックのうちいずれかのクロックを基準クロックとして選択する。そして、変換装置１０は、選択した基準クロックに従って、ＩＰ網から受信したＩＰパケットをＩ４３１回線等の時分割多重回線に適したフレームデータに変換して、無線基地局主装置１０１へ出力するようにしている。また、変換装置１０は、監視部１５によりＩＰパケットの欠落を監視し、クロック分配部１１０により基準クロックにおける同期はずれを監視する。そして、変換装置１０は、第１のクロックを基準クロックとし、ＩＰパケットの欠落が発生した場合にはＡＩＳを無線基地局主装置１０１へ送出するが、第２のクロック又は外部供給クロックを基準クロックとした場合、ＩＰパケットの欠落が発生しても基準クロックに同期はずれが発生していなければＡＩＳを無線基地局主装置１０１へ送出しないようにしている。

これにより、ＩＰ網に異常等が発生し、ＩＰパケットが欠落した場合であっても、第２のクロック又は外部供給クロックを基準クロックとして選択していれば、ＡＩＳが無線基地局主装置１０１へ送出されず、変換装置１０と無線基地局主装置１０１との接続が切断されることはない。また、ＩＰパケットが欠落していてもフレーム同期信号は同期通信網へ送出されているため、ＩＰ網と同期通信網との間のクロックが非同期となることはない。

したがって、本発明に係る変換装置は、ＩＰ網に異常が発生した場合であっても、ＩＰ網と同期通信網との間のクロック同期を維持することができる。また、本発明に係る変換装置によれば、ＩＰ網に異常が発生した場合であっても同期通信網とＩＰ網との間のクロック同期が維持されているため、同期通信網に収容される無線端末は、ＩＰ網の異常が回復した後にデータ通信を早急に再開することができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、図２に示した変換装置１０に入力されている第２のクロックまたは外部供給クロックのどちらか一方が、変換装置１０に入力されない構成であってもよい。

１０…変換装置
１１…ＩＰインタフェース
１２…データ変換部
１３…フレーム生成部
１４…クロック生成部
１５…監視部
１６…アラーム制御部
１７…クロック選択部
１８…同期回線インタフェース部
１９…主制御部
１１０…クロック分配部
２０…変換装置
３０…外部クロック生成装置
１００−１，１００−２…同期通信網
１０１…無線基地局主装置
１０２−１〜１０２−ｎ…無線基地局
１０３…無線端末
１０４…構内交換機
１０５−１〜１０５−ｍ…内線電話
２００…ＩＰネットワーク
３００…電話ネットワーク
３０１…固定電話

Claims

非同期通信網と接続し、前記非同期通信網で伝送され、第１のクロックが変換された特殊パケットを含むパケット信号を受信する第１のインタフェース部と、
前記受信された前記パケット信号を装置内信号に変換する信号変換部と、
前記受信された前記パケット信号に欠落があるか否かを判断し、前記パケット信号に欠落がある場合、欠落通知を作成するパケット欠落判断部と、
前記装置内信号に含まれる前記特殊パケットに基づき、前記第１のクロックを再現するクロック再現部と、
前記第１のクロックと、外部クロック生成装置から供給される外部供給クロックとを受信し、いずれか一方を同期の基準とする基準クロックとして出力するクロック選択部と、
前記クロック選択部から出力された前記基準クロックに、同期はずれが生じているか否かを判断し、前記基準クロックに同期はずれがある場合、同期はずれ通知を作成する同期はずれ判断部と、
前記欠落通知及び前記同期はずれ通知が作成されない第１の場合、及び、前記外部供給クロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記欠落通知が作成される第２の場合には、アラーム指示を作成せず、
前記第１のクロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記欠落通知及び前記同期はずれ通知の少なくともいずれかが作成される第３の場合、及び、前記外部供給クロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記同期はずれ通知が作成される第４の場合には、前記アラーム指示を作成する
アラーム制御部と、
前記アラーム指示が作成されない場合、前記基準クロックに従って前記装置内信号をフレーム形式のフレーム信号に変換し、前記アラーム指示が作成される場合、通信を切断する旨の警報信号を生成するフレーム生成部と、
同期通信網と接続し、前記第１の場合には前記フレーム信号を前記同期通信網へ送出し、前記第２の場合には前記基準クロックに基づく同期信号を前記同期通信網へ送出し、前記第３及び第４の場合には前記警報信号を前記同期通信網へ送出する第２のインタフェース部と
を具備することを特徴とする変換装置。
前記第２のインタフェース部は、前記同期通信網からのフレーム信号から第２のクロックを抽出し、
前記クロック選択部は、前記第２のクロックをさらに受信し、前記第１及び第２のクロックと、前記外部供給クロックとのうちいずれかを前記基準クロックとして出力し、
前記アラーム制御部は、前記第２のクロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記欠落通知が作成される第５の場合には、アラーム指示を作成せず、前記第２のクロックが前記基準クロックとして選択されているときに前記同期はずれ通知が作成される第６の場合には、前記アラーム指示を作成し、
前記第２のインタフェース部は、前記第５の場合には前記同期信号を前記同期通信網へ送出し、前記第６の場合には前記警報信号を前記同期通信網へ送出することを特徴とする請求項１記載の変換装置。
前記非同期通信網と前記第１のインタフェース部との間はＣＥＳｏＰＳＮ（RFC5086 Structure-Aware Time Division Multiplexed (TDM) Circuit Emulation Service over Packet Switched Network）技術を用いて接続されることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれかに記載の変換装置。