JP5051665B2 - Ｇｅｐｏｎシステム、局側装置及び端末側装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＥＰＯＮシステム及びそれに用いられる局側装置及び端末側装置に関する。

従来のＧＥＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）システムは、局側終端装置において、同期用基準クロック信号に同期するクロック信号に同期させて送信信号を生成し、加入者側終端装置において送信信号よりクロック信号を再生し、再生されたクロック信号を所定周波数に変換するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、局側装置のＰＯＮカウンタによりローカルクロックをカウントし、そのカウント値をタイムスタンプとして端末装置へ送信し、端末装置のＰＯＮカウンタのカウント値をタイムスタンプの値で更新することによって、端末装置の時計（ＰＯＮカウンタ）を局側装置の時計（ＰＯＮカウンタ）に正確に同期させるよう構成されたシステムもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２０１８４２号公報 特開２００７−２３５３７１号公報

特許文献１に記載されているような従来のＧＥＰＯＮシステムは、加入者側終端装置において、局側終端装置のクロック信号に同期するクロック信号を再生することができる。しかしながら、このクロック信号は同期用基準クロック信号に比べて著しく高い周波数を有するものであるため、同期用基準クロック信号の基準位相に関する情報が失われている。そのため、加入者側終端装置において再生されたクロック信号の周波数を同期用基準クロック信号の周波数に一致させるようにその周波数を変換したとしても、その処理の開始タイミング毎（例えば、再起動等のトリガー毎）に異なる位相でクロック信号が再生されてしまう。

また、特許文献２に記載されるようなＧＥＰＯＮシステムは、ＰＯＮカウンタの値を一致させることにより、端末装置の時計を局側装置の時計に正確に同期させることができる。しかしながら、この技術は、信号送出のタイミングを正確に制御するためのものであって、ＰＯＮカウントの値とローカルクロックの元になる網基準クロックとの間の関係は一定ではない。つまり、このＧＥＰＯＮシステムにおいても、端末装置側では、ローカルクロックの元になる網基準クロックの基準位相を知ることができない。

本発明は、局側装置の装置クロックを網基準クロックに同期させるとともに、端末側装置において網基準クロックをその基準位相に基づいて再生することができるＧＥＰＯＮシステムを提供しようとするものである。

本発明のＧＥＰＯＮシステムは、網基準クロックを受けて該網基準クロックに同期しかつ異なるクロック周波数を持つ装置クロックを生成する装置クロック生成手段と、前記装置クロックを動作クロックとし、入力データにタイムスタンプ情報を付加して送信データを生成する送信手段と、前記網基準クロックの位相と前記タイムスタンプ情報との間の相関を表す相関情報を生成し、下りデータに多重して前記入力データとして前記送信手段へ出力する相関情報生成手段と、を備える局側装置と、該局側装置から送信された前記送信データに含まれる前記タイムスタンプ情報及び前記相関情報に基づいて、前記網基準クロックを再生する網基準クロック再生手段を備える端末側装置と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、局側装置から端末側装置へタイムスタンプ情報を送信するのみならず、タイムスタンプ情報と網基準クロックとの間の相関を表す相関情報をも送信することにより、端末側装置において網基準クロックを基準位相に基づいて再生することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るＧＥＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 図１のＧＥＰＯＮシステムに含まれる局側装置の詳細な構成を示すブロック図である。 図１のＧＥＰＯＮシステムに含まれる端末側装置の詳細な構成を示すブロック図である。 図１のＧＥＰＯＮシステムの動作を説明するためのタイムチャートである。 図１のＧＥＰＯＮシステムの応用例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＧＥＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 図６のＧＥＰＯＮシステムの動作を説明するためのタイムチャートである。

ＧＥＰＯＮシステムでは、端末側装置から局側装置への上り通信に時間分割多重方式を採用している。これを実現するため、局側装置と端末側装置は、同一形式のタイマーを夫々内蔵し、自己のタイマー時刻をタイムスタンプ情報として相手に送信することで、互いのタイマーの時刻合わせを行う。本発明は、このようなＧＥＰＯＮの既存技術を利用しつつ、簡易な回路を追加することにより、局側装置から端末側装置へ伝送されるタイムスタンプ情報を取り出す。そして、取り出したタイムスタンプ情報と網基準クロックの位相との相関を求め、相関情報を端末側装置へ送信することで、端末側装置において、網基準クロックをその基準位相に基づいて再生することを可能にする。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１に本発明の第１の実施の形態に係るＧＥＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）システムのブロック図を示す。

図１のＧＥＰＯＮシステムは、局側装置１０と端末側装置２０とを含む。

局側装置１０は、装置クロック生成部１１、基準位相検出制御部１２、ＰＯＮ−ＯＬＴ（Passive Optical Network-Optical Line Terminal）ブロック１３
、及び電気光変換部１４を有している。

また、端末側装置２０は、光電気変換部２１、ＰＯＮ−ＯＮＵ（Passive Optical Network-Optical Network Unit）ブロック２２、基準位相情報受信制御部２３、及び網基準クロック再生部２４有している。

以下、図１のＧＥＰＯＮシステムの動作について説明する。

局側装置１０には、網基準クロックと下りデータ信号とが入力される。局側装置１０に入力された網基準クロックは、装置クロック生成部１１及び基準位相検出制御部１２に供給される。また、下りデータ信号は、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３に入力信号として供給される。

装置クロック生成部１１は、網基準クロックを受けて、網基準クロックに同期した装置クロックを生成する。装置クロックは例えば、１２５ＭＨｚのクロック周波数を有し、網基準クロックのクロック周波数、例えば８ｋＨｚよりも著しく高い。装置クロック生成部１１により生成された装置クロックは、基準位相検出制御部１２及びＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３に供給される。このように、装置クロック生成部１１は、装置クロック生成手段として機能する。

ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、装置クロック生成部１１からの装置クロックを動作クロックとして、任意の位相で下りデータ信号の送信制御を行う。このとき、下りデータ信号にはタイムスタンプ情報が付加されるとともに、所定のフレームフォーマットに変換される。所定のフレームフォーマットに変換された下りデータ信号（送信信号）は、装置クロックの任意の位相で基準位相検出制御部１２及び電気光変換部１４へ出力される。このように、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、送信手段として機能する。

基準位相検出制御部１２は、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３から出力される下りデータ信号に付加されたタイムスタンプ情報をモニターし、タイムスタンプ情報と網基準クロックの位相との相関を表す相関情報を作成する。具体的には、タイムスタンプ情報を用いて更新されたタイマーのタイマー値を、網基準クロックの立ち上がりのタイミング（基準位相）でサンプリングして相関情報とする。作成された相関情報は、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３に入力される下りデータ信号に多重化される。このように、基準位相検出制御部１２は、相関情報生成部として機能する。

相関情報の送信は、局側装置１０が端末装置２０との間にリンクを確立するときに一度だけ行う。これは、基準位相検出制御部１２において、ＧＥＰＯＮシステムに特有のＭＰＣＰフレームをモニターし、下り信号フレームであるディスカバリ（Discovery）用フレームを検出したときに相関情報を出力するようにすることにより実現できる。このようにすることで、相関情報を送信するのに必要な通信帯域を最小限に抑えることができる。

以上のようにして、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３から出力される下りデータ信号には、相関情報が多重され、タイムスタンプ情報が付加される。電気光変換部１４は、相関情報及びタイムスタンプ情報を伴う下りデータ信号を電気−光変換し、ＧＥＰＯＮ下りデータ信号として端末側装置２０へ送信する。

端末側装置２０では、光電気変換部２１がＧＥＰＯＮ下りデータ信号を光−電気変換し、ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２及び基準位相情報受信制御部２３へ出力する。

ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２は、入力される下りデータ信号を受信し、受信した下りデータ信号を外部へ出力するとともに、基準位相情報受信制御部２３へ供給する。

基準位相情報受信制御部２３は、下りデータ信号から受信クロックを再生するとともに、下りデータ信号のＭＰＣＰフレームをモニターし、ディスカバリ用フレームを検出する。そして、基準位相情報受信制御部２３は、検出したディスカバリ用フレームからタイムスタンプ情報を取り出し、タイムスタンプ情報に基づいて受信クロック基準タイマーのタイマー値を更新する。また、基準位相情報受信制御部２３は、再生した受信クロックと、タイムスタンプ情報と、相関情報とから網基準クロックの再生に必要な再生情報（基準位相）を生成する。生成した再生情報は網基準クロック再生部２４に供給される。

網基準クロック再生部２４は、基準位相情報受信制御部２３からの再生情報に基づいて網同期クロック信号を再生する。再生された網同期クロック信号は、外部（下位装置）へ供給される。このように、網基準クロック再生部２４は、基準位相情報受信制御部２３とともに網基準クロック再生手段として機能する。

次に、図２を参照して、図１のＧＥＰＯＮシステムに含まれる局側装置１０について詳細に説明する。

図２に示すように、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、ＰＯＮ通信制御用タイマー１３１とＰＯＮ送信制御部１３２とを有している。

また、基準位相検出制御部１２は、シリアルパラレル変換部１２１、ＭＰＣＰフレーム識別部１２２、タイムスタンプ情報検出部１２３、網基準位相情報生成部１２４、装置クロック基準タイマー１２５、及びタイマー値検出部１２６を有している。

ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、既存のＯＬＴ用ＬＳＩを用いることができる。即ち、本実施の形態に係る局側装置１０は、既存のＯＬＴ用ＬＳＩに改変を加えることなく実現することができる。

ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、装置クロック生成部１１で生成された、網基準クロックに同期する装置クロックを動作クロックとしてＰＯＮ通信制御用タイマー１３１を動作させる。そして、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、ＰＯＮ通信制御用タイマー１３１のタイマー値をタイムスタンプ情報として利用し、任意の位相で端末装置２０との通信動作を開始する。これらの動作は、ＩＥＥＥ８０２．３の規定に基づくものである。

ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３から出力される下りデータ信号に付加されたタイムスタンプ情報を抜き出すため、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３の出力は、電気信号の状態で二分岐される。分岐された出力の一方は、電気光変換部１４を介して端末側装置２０へ送信され、他方は、基準位相検出制御部１２へ供給される。

基準位相検出制御部１２では、分岐入力された下りデータ信号がシリアルパラレル変換部１２１に入力される。シリアルパラレル変換部１２１は、入力された下りデータ信号のタイミング抽出を行うとともに、シリアル−パラレル変換を行う。この動作は、ＳＥＲＤＥＳ（SERializer/DESerializer）の受信側の動作としてよく知られているので、その詳細は省略する。

シリアル−パラレル変換された下りデータ信号は、ＭＰＣＰフレーム識別部１２２及びタイムスタンプ情報検出部１２３に供給される。

ＭＰＣＰフレーム識別部１２２は、入力されたパラレルデータに対してＭＰＣＰフレーム識別を行う。ここで、ＭＰＣＰフレームとは、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＧＥＰＯＮ技術の中で、１対多の上り側通信を時間分割多重方式を利用して実現するために規定されているフレームである。下り側のＭＰＣＰフレームは、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３において生成される。ＭＰＣＰフレームの生成時のＰＯＮ通信制御用タイマー１３１のタイマー値が、タイムスタンプ値として作成したＭＰＣＰフレームに挿入される。

なお、ＩＥＥＥ８０２．３の規定により、タイムスタンプ値（タイマー値）は、１６ｎｓ単位の３２ビットの値と決まっている。また、端末側装置２０でも、同じ構成の受信側タイマーを持つことになっている。端末側装置２０の受信側タイマーは、局装置側から送られるタイムスタンプ値により更新され、ＰＯＮ通信制御用タイマー１３１と同じ値を持つ。その結果、複数の端末側装置２０が、略一致した時刻基準をそれぞれの受信側タイマーから得ることができ、１対多の上り側通信を時間分割多重方式で実現することができる。

図２に戻ると、ＭＰＣＰフレーム識別部１２２は、ＭＰＣＰフレームの内のディスカバリ用フレームを検出する。そして、ＭＰＣＰフレーム識別部１２２は、ディスカバリ用フレームを検出したことをタイムスタンプ情報検出部１２３及び網基準位相情報生成部１２４に通知する。

タイムスタンプ情報検出部１２３は、ＭＰＣＰフレーム識別部からの通知に応じて、ディスカバリ用フレームからタイムスタンプ情報を抜き出し、装置クロック基準タイマー１２５へ供給する。

装置クロック基準タイマー１２５は、自身のタイマー値とタイムスタンプ情報検出部１２３からのタイムスタンプ情報が表すタイマー値とを一致させるべく、自身のタイマー値を更新する。この結果、装置クロック基準タイマー１２５のタイマー値とＰＯＮ通信制御用タイマー１３１のタイマー値とは等しくなり、これらを時刻同期させることができる。この同期動作は、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３が動作した後、一度だけ行えばよい。装置クロック基準タイマー１２５とＰＯＮ通信制御用タイマー１３１とは、同じ装置クロックに従って動作するので、一度同期させれば、その後は一定の精度で、同期させ続けることができるからである。

タイマー値検出部１２６は、装置クロック基準タイマー１２５のタイマー値を、網基準クロックの位相でサンプリングし、網基準クロックの位相に対する相関情報とする。こうして得られた相関情報は網基準位相情報生成部１２４へ供給される。

網基準位相情報生成部１２４は、入力される相関情報をイーサネット（登録商標）用のパケットデータに変換する。これは、相関情報を、ＧＥＰＯＮシステム上のデータ通信経路を利用して、局側装置１０から端末側装置２０へ送信できるようにするためである。

網基準位相情報生成部１２４は、また、ＭＰＣＰフレーム識別部１２２からの通知に基づき、端末側装置２０のリンクタイミングで作成したパケットデータを下りデータ信号に多重させるべく、網基準位相情報として、出力する。多重化は、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３で行うようにしてもよいし、それ以前に行うようにしてもよい。

ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、入力される多重化された下りデータ信号を所定のフレームフォーマットに変換し、電気光変換部１４へ出力する。

電気光変換部１４は、入力された下りデータ信号を電気−光変換し、下り光伝送路を介して端末側装置２０へ送信する。

なお、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＧＥＰＯＮ技術のリンク確立部分や、イーサネット技術によるパケットデータ多重については規格化されているので詳細説明を省略する。

次に、図３を参照して、図１のＧＥＰＯＮシステムに含まれる端末側装置２０について詳細に説明する。

図３に示すように、ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２は、ＰＯＮ受信制御部２２１を有している。

また、基準位相情報受信制御部２３は、シリアルパラレル変換部２３１、ＭＰＣＰフレーム識別部２３２、タイムスタンプ情報検出部２３３、受信クロック基準タイマー２３４、網基準位相情報検出部２３５、及び網基準位相情報再生部２３６とを有している。

ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２は、既存のＯＮＵ用ＬＳＩを用いることができる。即ち、本実施の形態に係る端末側装置２０は、既存のＯＬＴ用ＬＳＩに改変を加えることなく実現することができる。

光電気変換部２１は、局側装置１０から送られてくるＧＥＰＯＮ下り信号を光電気変換し、ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２と基準位相情報受信制御部２３とに供給する。

基準位相情報受信制御部２３では、シリアルパラレル変換部２３１が電気信号に変換された下り信号のタイミング抽出を行い、下り信号をパラレルデータに変換する。シリアルパラレル変換部２３１の動作は、局側装置１０のシリアルパラレル変換部１２１の動作と同様である。ただし、シリアルパラレル変換部２３１は、タイミング抽出の結果に基づいて受信クロックを再生し、受信クロック基準タイマー２３４と網基準位相情報再生部２３６とに供給する。

ＭＰＣＰフレーム識別部２３２、タイムスタンプ情報検出部２３３及び受信クロック基準タイマー２３４は、それぞれ、送信側装置のＭＰＣＰフレーム識別部１２２、タイムスタンプ情報検出部１２３及び装置クロック基準タイマー１２５と同様に動作する。

即ち、ＭＰＣＰフレーム識別部２３２は、入力されるパラレルデータからディスカバリ用フレーム（ＭＰＣＰフレーム）の識別を行う。タイムスタンプ情報検出部２３２は、ＭＰＣＰフレーム識別部２３２により検出されたディスカバリ用フレームからタイムスタンプ情報を抜き出し、受信クロック基準タイマー２３４に供給する。

受信クロック基準タイマー２３４は、局側装置１０のＰＯＮ通信制御用タイマー１３１及び装置クロック基準タイマー１２５と同一構成を有している。受信クロック基準タイマー２３４は、自身のタイマー値を、タイムスタンプ情報検出部２３２からのタイムスタンプ情報が示すタイムスタンプ値に一致させるように更新する。これにより、受信クロック基準タイマー２３４は、局側装置１０のＰＯＮ通信制御用タイマー１３１及び装置クロック基準タイマー１２５と時刻同期する。

この同期動作は、ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２においてＰＯＮ通信区間がリンクアップしてから一度だけ行う。受信クロック基準タイマー２３４は、局側装置１０のＰＯＮ通信制御用タイマー１３１及び装置クロック基準タイマー１２５と同様に、網基準クロックに同期したクロック（再生した装置クロック）で動作するため、一度、時刻同期させれば、ＰＯＮ通信区間がリンク断等しない限り、一定の精度で時刻同期を維持することができる。

受信クロック基準タイマー２３４は、そのタイマー値を受信クロックタイマー値として網基準位相情報再生部２３６へ供給する。

一方、網基準位相情報検出部２３５は、ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２から出力される下りデータ信号から、局側装置１０における網基準クロック位相と装置クロック基準タイマー１２５のタイマー値との相関情報である網基準位相情報を取り出す。この網基準位相情報を取り出す処理も、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたイーサネットにおけるパケットデータ多重技術を利用するものなので、詳細説明は省略する。

網基準位相情報検出部２３５によって取り出された網基準位相情報は、網基準位相情報再生部２３６へ供給される。

網基準位相情報再生部２３６は、取り出された網基準位相情報（相関情報）が示すタイマー値と、受信クロック基準タイマー２３４からのタイマー値とから網基準クロック位相再生情報を生成する。そして、網基準位相情報再生部２３６は、生成した網基準クロック位相再生情報を網基準クロック再生部２４へ供給する。

網基準クロック再生部２４は、網基準クロック位相再生情報に基づいて網基準クロックを再生する。網基準クロック位相再生情報は、受信クロック（例えば、６２．５ＭＨｚ）を元に再生されるため、そのままでは網基準クロック再生のクロックソースとしては利用できない。そこで、網基準クロック再生部２４は、網基準クロックの生成に必要なクロックソース（ＰＬＬ回路）を有し、そのクロックソースの動作を網基準クロック位相再生情報が示す位相に同期させる。これにより、受信クロックとは異なるクロック周波数を持つ網基準クロックの生成に必要な４００Ｈｚ若しくは８ｋＨｚの整数倍（例えば６４ｋＨｚ）のクロックを得ることができる。

こうして網基準クロック再生部２４で生成された網基準クロックは、下位装置へ供給される。

図４は、図２の局側装置１０及び図３の端末側装置２０の動作を説明するためのタイムチャートである。ここでは網基準クロックのクロック周波数が８ｋＨｚ、装置クロックのクロック周波数が１２５ＭＨｚであるとしている。

図４において、局側装置１０では、装置クロック生成部１１が、上記のとおりクロック周波数１２５ＭＨｚの装置クロックを生成している。

ＰＯＮ通信制御用タイマー１３１は、この装置クロック半分の周期のクロックで３２ビットのカウンタを動作させる。ここで、黒塗りされた四角形で示すタイミングで、ＰＯＮ通信制御用タイマー１３１のタイマー値がタイムスタンプ情報として採用されたとする。

タイムスタンプ情報は、ＰＯＮ送信制御部１３２を介して基準位相検出制御部１２へ供給される。ＰＯＮ送信制御部１３２からタイムスタンプ情報が出力されるタイミングは、装置内遅延により、タイムスタンプ情報の採用タイミングよりも遅延する。ここでは、２カウント分（＝４クロック分）遅延した例を示している。

タイムスタンプ情報は、装置クロック基準タイマー１２５の更新に使用される。装置クロック基準タイマー１２５のタイマー値が更新されるタイミングは、内部遅延により、ＰＯＮ送信制御部１３２から出力されるタイミングよりもさらに遅延する。ここでは、２カウント分（＝４クロック分）遅延した例を示している。

タイマー値検出部１２６は、網基準クロックの立ち上がりで装置クロック基準タイマー１２５のタイマー値を検出する。ここでは、装置クロック基準タイマー１２５のタイマー値がタイムスタンプ情報により更新されてから４カウント分の時間経過後に網基準クロックが立ち上がったとする。このタイマー値をタイムスタンプ値と網基準クロックの位相との間の相関を表す相関情報として、端末側装置２０へ送信する。

一方、端末側装置２０では、シリアルパラレル変換部２３１によりクロック周波数１２５ＭＨｚの装置クロックが再生される。

局側装置１０から送られたタイムスタンプ情報は、タイムスタンプ情報検出部２３３により検出される。伝播遅延や装置内遅延により、ＰＯＮ送信制御部１３２から出力されるタイミングより遅延したタイミングで、タイムスタンプ情報検出部２３３により検出される。ここでは、４カウント分遅延したタイミングでタイムスタンプ情報検出部２３３により検出される例を示している。

タイムスタンプ情報検出部２３３で検出されたスタンプ情報は、さらに装置内遅延により遅れたタイミングで、受信クロック基準タイマーの更新に用いられる。ここでは、２カウント分遅延した場合を示している。

網基準位相情報再生部２３６は、受信クロック基準タイマーのタイマー値と相関情報とから網基準クロックの再生情報を生成して網基準クロック再生部２４へ供給する。図４の例では、受信クロック基準タイマー２３４がタイムスタンプ情報により更新されてから、４カウント分遅延したタイミングでクロックが立ち上がるように、網基準クロックの再生情報を生成する。

網基準クロック再生部２４は、網基準位相情報再生部２３６からの網基準クロックの再生情報に基づいて網基準クロックを再生する。

図４の下部に、局側装置１０に入力される網基準クロックと端末側装置２０で再生された網基準クロックとを、時間軸（横軸）を縮小して示す。この図から明らかなとおり、端末側装置２０において、網基準クロックの基準位相に基づく位相を有する網クロックを再生することができる。換言すると、局側装置１０に入力される網基準クロックと位相差が一定（伝送遅延に相当）の網基準クロックを再生することができる。

以上のように、本実施の形態に係るＧＥＰＯＮシステムでは、局側装置１０に入力される網基準クロックと同期した網基準クロックを再生することができるので、図５に示すような同期系のＧＥＰＯＮシステムを構成することが可能になる。

図５に示すＧＥＰＯＮシステムでは、局側装置１０にスプリッタ５０を介して複数の端末側装置２０が接続されている。局側装置１０は網基準クロックに同期した装置クロックを用いて動作し、また端末側装置２０は網基準クロック信号を再生して下位の装置に供給できる。端末側装置２０には、下位装置としてイーサネット系データ通信装置５１を接続することができるだけでなく、網基準クロックを利用するイーサネット系／同期系変換装置５２を接続することができる。イーサネット系／同期系変換装置５２には、同期系通信装置５３を接続でき、結果として同期系システムを組むことができる。

本実施の形態に係るＧＥＰＯＮシステムによれば、以下の効果が得られる。

第１の効果は、局側装置において網基準クロックに同期した装置クロックを利用し、端末側装置で位相同期した網基準クロックを再生することができる。

第２の効果は、端末側装置で再起動等のトリガーが発生した場合でも、局側装置に入力される網基準クロックに位相同期した網基準クロックを再生することができる。

第３の効果は、特定のタイミングでのみタイムスタンプ情報を伝送するようにしたので、同期確立のためのデータ送受信に必要とされる帯域を最小限に抑えることができる。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るＧＥＰＯＮシステムについて説明する。

図６は、本実施の形態に係るＧＥＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。このＧＥＰＯＮシステムは、局側装置１０−１のＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３が有している、ＧＥＰＯＮ特有の端末側装置２０−１との距離情報を利用して、端末側装置２０−１で再生した網基準クロックの位相を、局側装置１０−１の網基準クロックの位相により近づけるように構成されている。

図６のＧＥＯＮシステムの基本構成は、図１のＧＥＰＯＮシステムの構成と同様である。図６のシステムは、さらに局側装置１０−１に、制御用ＣＰＵブロック６１を有している。又、このシステムは、上りデータを送受信するため、局側装置１０−１に光電気変換部６２を、端末側装置２０−１に電気光変換部６３を夫々有している。ただし、光電気変換部６２及び電気光変換部６３は、図１では省略されていたに過ぎないものである。ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、制御用ＣＰＵブロックが接続されているけれども、図１のシステムと同様、既存のＰＯＮ−ＯＬＴ用ＬＳＩを用いることができる。ＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２も、既存のＰＯＮ−ＯＮＵ用ＬＳＩを用いることができる。

以下、図６のＧＥＰＯＮシステムの動作に関し、主に図１のＧＥＰＯＮシステムと異なる点について説明する。

前述したように、ＧＥＰＯＮシステムでは端末側装置から局側装置への上りデータ通信に時間分割多重方式を採用している。これを実現するためには、局側装置が、端末側装置との間の距離を把握する必要がある。そこで、既存のＰＯＮ−ＯＮＵブロックは、ＰＯＮ−ＯＬＴブロックと同様に、送信データ（上りデータ）にタイムスタンプ情報を付加する機能を有している。また、既存のＰＯＮ−ＯＬＴブロックは、上りデータに付加されたタイムスタンプ情報を取り出す機能を有している。これらの機能は、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＧＥＰＯＮ技術であるので、詳細説明は省略する。本実施の形態では、これらの機能を利用して、網基準クロックの位相とタイムスタンプ情報との間の相関情報を補正する。

詳述すると、端末側装置２０−１のＰＯＮ−ＯＮＵブロック２２は上りデータにタイムスタンプ情報を付加する。タイムスタンプ情報が付加された上りデータは、電気光変換部６３で光信号に変換され、局側装置１０−１へ送信される。

局側装置１０−１において、光電気変換部６２は、端末側装置２０−１から送られてきたＧＥＰＯＮ上りデータを光−電気変換する。ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３は、電気信号に変換された上りデータからタイムスタンプ情報を取り出し、取り出したタイムスタンプ情報とＰＯＮ通信制御用タイマー（図２の１３１）のタイマー値とを、制御用ＣＰＵブロック６１へ供給する。

制御用ＣＰＵブロック６１は、ＰＯＮ−ＯＬＴブロック１３からのタイムスタンプ情報が示すタイマー値とＰＯＮ通信制御用タイマー（図２の１３１）のタイマー値との差を求め、局側装置１０−１と端末側装置２０−２との間のＧＥＰＯＮ通信区間における遅延時間とみなす。このとき、必要があれば、内部遅延を考慮する。そして、制御用ＣＰＵブロック６１は、求めた遅延時間を距離情報として基準位相検出制御部１２へ供給する。

基準位相検出制御部１２は、図２と同様に構成されるが、網基準位相情報生成部１２４が制御用ＣＰＵブロック６１からの距離情報を受ける点で異なる。網基準位相情報生成部１２４は、網基準クロックの位相と装置クロック基準タイマーのタイマー値との間の相関を表す相関情報を生成する際に、制御用ＣＰＵブロック６１からの距離情報に応じて補正を行う。即ち、局側装置１０−１と端末側装置２０−２との間の伝送遅延による影響を打ち消すように相関情報の補正を行う。

端末側装置２０−１は、補正された相関情報を利用して、図４と同様に網基準クロックを再生する。タイムスタンプ情報と網基準クロックの位相との間の相関を示す相関情報が、局側装置１０−１と端末側装置２０−２との間の伝送遅延による影響を打ち消すように補正されているので、再生された網基準クロックの位相は、ほぼ元の網基準クロックの位相に等しくなる。

図７に、図６のＧＥＰＯＮシステムの動作を説明するタイムチャートを示す。ここでは、図６の右側に示すように、端末側装置２０−１から局側装置１０−１へ送られるタイムスタンプ情報には、８カウント分の遅延が生じているものとする。また、制御用ＣＰＵブロック６１は、内部遅延を考慮して、伝送遅延は４カウント分であると決定したものとする。

局側装置１０−１のタイムスタンプ情報は、図４に示す場合と同様に、端末側装置２０−１へ送信され、受信クロック基準タイマー（図３の２３４）の更新に用いられる。

基準位相情報受信制御部２３は、更新された受信クロック基準タイマーのタイマー値と、網基準位相情報検出部（図３の２３５）からの網基準位相情報とに基づいて網基準クロック位相の再生情報を生成する。ここで、網基準位相情報（相関情報）は、距離情報に基づいて補正されている。この補正は、受信クロック基準タイマーの補正と見ることもできる。図７の例では、受信クロック基準タイマーを４カウント分進めている。その結果、補正された受信クロック基準タイマーの更新のタイミングから４クロック分送れて立ち上がるように再生された網基準クロックの位相は、図７の下欄に時間軸を変更して示すように、元の網基準クロックの位相とほぼ一致する（位相差を伝送遅延以下にすることができる）。

こうして、本実施の形態では、元の網基準クロックの位相にほぼ一致した移送を持つ網基準クロックを再生することができる。

以上、本発明についていくつかの実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形、変更が可能である。

１０，１０−１ 局側装置
１１ 装置クロック生成部
１２ 基準位相検出制御部
１３ ＰＯＮ−ＯＬＴブロック
１４，６３ 電気光変換部
２１，６２ 光電気変換部
２２ ＰＯＮ−ＯＮＵブロック
２３ 基準位相情報受信制御部
２４ 網基準クロック再生部
５０ スプリッタ
５１ イーサネット系データ通信装置
５２ イーサネット／同期系変換装置
５３ 同期系通信装置
６１ 制御用ＣＰＵブロック
１２１ シリアルパラレル変換部
１２２ ＭＰＣＰフレーム識別部
１２３ タイムスタンプ情報検出部
１２４ 網基準位相情報生成部
１２５ 装置クロック基準タイマー
１２６ タイマー値検出部
１３１ ＰＯＮ通信制御用タイマー
１３２ ＰＯＮ送信制御部
２２１ ＰＯＮ受信制御部
２３１ シリアルパラレル変換部
２３２ ＭＰＣＰフレーム識別部
２３３ タイムスタンプ情報検出部
２３４ 受信クロック基準タイマー
２３５ 網基準位相情報検出部
２３６ 網基準位相情報再生部

Claims (11)

1. 網基準クロックを受けて該網基準クロックに同期しかつ異なるクロック周波数を持つ装置クロックを生成する装置クロック生成手段と、
   前記装置クロックを動作クロックとし、入力データにタイムスタンプ情報を付加して送信データを生成する送信手段と、
   前記網基準クロックの位相と前記タイムスタンプ情報との間の相関を表す相関情報を生成し、下りデータに多重して前記入力データとして前記送信手段へ出力する相関情報生成手段と、を備える局側装置と、
   該局側装置から送信された前記送信データに含まれる前記タイムスタンプ情報及び前記相関情報に基づいて、前記網基準クロックを再生する網基準クロック再生手段を備える端末側装置と、
   を含むことを特徴とするＧＥＰＯＮシステム。
2. 前記相関情報生成手段は、ＭＰＣＰフレームであるディスカバリ用フレームを検出したとき、前記相関情報を下りデータに多重することを特徴とする請求項１に記載されたＧＥＰＯＮシステム。
3. 前記網基準クロック再生手段は、ＭＰＣＰフレームであるディスカバリ用フレームを検出したとき、前記タイムスタンプ情報を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載されたＧＥＰＯＮシステム。
4. 前記網基準クロック再生手段は、再生された前記網基準クロックを外部へ出力することを特徴とする請求項１，２又は３に記載されたＧＥＰＯＮシステム。
5. 前記相関情報生成手段は、前記局側装置と前記端末側装置との間の距離に依存する距離情報に基づいて、前記相関情報を補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載されたＧＥＰＯＮシステム。
6. 網基準クロックを受けて該基準クロックに同期しかつ異なるクロック周波数を持つ装置クロックを生成する装置クロック生成手段と、
   前記装置クロックを動作クロックとし、入力データにタイムスタンプ情報を付加して送信データを生成する送信手段と、
   前記網基準クロックの位相と前記タイムスタンプ情報との間の相関を表す相関情報を生成し、下りデータに多重して前記入力データとして前記送信手段へ出力する相関情報生成手段と、
   を備えることを特徴とするＧＥＰＯＮシステムの局側装置。
7. 前記相関情報生成手段は、ＭＰＣＰフレームであるディスカバリ用フレームを検出したとき、前記相関情報を下りデータに多重することを特徴とする請求項６に記載された局側装置。
8. 前記相関情報生成手段は、当該局側装置と通信相手である端末側装置との間の距離に依存する距離情報に基づいて、前記相関情報を補正することを特徴とする請求項６又は７に記載された局側装置。
9. 網基準クロックを受けて該基準クロックに同期しかつ異なるクロック周波数を持つ装置クロックを生成する装置クロック生成手段と、
   前記装置クロックを動作クロックとし、入力データにタイムスタンプ情報を付加して送信データを生成する送信手段と、
   前記網基準クロックの位相と前記タイムスタンプ情報との間の相関を表す相関情報を生成し、下りデータに多重して前記入力データとして前記送信手段へ出力する相関情報生成手段と、を備える局側装置とともにＧＥＰＯＮシステムを構成する端末側装置であって、
   前記局側装置から送信された前記送信データに含まれる前記タイムスタンプ情報及び前記相関情報に基づいて、前記基準クロックを再生する基準クロック再生手段を備えることを特徴とする端末側装置。
10. 前記基準クロック再生手段は、ＭＰＣＰフレームであるディスカバリ用フレームを検出したとき、前記タイムスタンプ情報を検出することを特徴とする請求項９に記載された端末側装置。
11. 前記基準クロック再生手段は、再生された前記網基準クロックを外部へ出力することを特徴とする請求項９又は１０に記載された端末側装置。

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