JP6171496B2 - 通信装置、通信システム、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信システム、及びプログラムに関する。

クロック信号の伝達によって通信を同期させる同期通信網の間に、当該クロック信号の伝達を行えないＩＰネットワーク等の非同期通信網の介在を可能とするための機器（以下、「ＩＰ変換器」という。）が存在する。

ＩＰ変換器は、例えば、一方の同期通信網と非同期通信網との間に一台、他方の同期通信網と当該非同期通信網との間に一台設置される。ＩＰ変換器同士の間では、非同期通信網を介して、例えば、ＩＰパケットが伝送される。

ＩＰパケットが伝送される場合、送信側が一定間隔でＩＰパケットを送信しても、受信側で常に一定間隔でＩＰパケットを受信できるとは限らず、ＩＰパケットの到着間隔に揺らぎが生じる可能性が有る。斯かる揺らぎが発生しても同期通信網への同期通信が途切れないように、ＩＰ変換器には、受信バッファが設けられている。受信側のＩＰ変換器は、受信バッファにおけるデータ量（以下、「バッファデータ量」という。）が、所定値に安定するように、受信バッファからのデータの読み出し用のクロック信号の周波数（以下、「クロック周波数」という。）を調整する。具体的には、ＩＰ変換器は、バッファデータ量が所定値より増加した場合、クロック周波数を上昇させ、バッファデータ量が所定値より減少した場合、クロック周波数を下降させる。その結果、一方の同期通信網と、他方の同期通信網とを擬似的に同期させることができる。なお、所定値は、例えば、受信バッファのサイズの半分の値（以下、「センタ値」という。）である。

バッファデータ量が、センタ値を超えている状態は、受信バッファの上限に対して、バッファデータ量との差分が小さくなっているため、受信バッファがオーバーフローする可能性が相対的に高い状態であるといえる。同様に、バッファデータ量が、センタ値を下回っている状態は、受信バッファがアンダーフローする可能性が相対的に高い状態であるといえる。

受信バッファのオーバーフロー又はアンダーフローは、同期通信網における通信エラーを招くため、バッファデータ量がセンタ値から乖離している状態は、早期に解消されるのが望ましい。そこで、バッファデータ量がセンタ値を超えた場合、クロック周波数は、予め設定された最大値に変更され、バッファデータ量がセンタ値を下回った場合、クロック周波数は、予め設定された最小値に変更される。そうすることで、バッファデータ量がセンタ値まで減少する時間又はバッファデータ量がセンタ値まで増加する時間を短縮化することができる。

特開２００８−１９９１５９号公報 特開２０１２−１２９６７７号公報

しかしながら、同期通信網に接続される機器等が実際に許容可能な範囲のクロック周波数の上限又は下限（最大入力許容変動量）を予め把握するのは困難である。したがって、上記最大値及び最小値には、設定作業を行う作業者等の推測に基づいて、おおよその値が設定される。作業者等によって設定される最大値及び最小値は、同期通信網に接続される機器の許容範囲外とならないように、安全サイドに設定される傾向にある。具体的には、設定される最大値は、同期通信網に接続される機器のクロック周波数の許容範囲の上限よりも小さい値となり、設定される最小値は、当該許容範囲の下限よりも大きくなる傾向にある。したがって、バッファデータ量がセンタ値から乖離している状態の期間の短縮化について、すなわち、受信バッファがオーバーフロー又はアンダーフローする可能性の低下について、改善の余地が有ると考えられる。

そこで、一側面では、非同期通信網から受信され同期通信網へ送信されるデータを記憶するためのバッファがオーバーフロー又はアンダーフローする可能性を低下させることを目的とする。

一つの案では、通信装置は、第一の通信網における通信に対して非同期な通信によって第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されたデータを、クロック信号に応じて読み出し、前記第一の通信網に送信する送信部と、前記第一の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部と、前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索する探索部と、前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する変更部とを有する。

一態様によれば、非同期通信網から受信され同期通信網へ送信されるデータを記憶するためのバッファがオーバーフロー又はアンダーフローする可能性を低下させることができる。

本発明の実施の形態における通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるＩＰ変換装置のハードウェアの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるＩＰ変換装置の機能構成例を示す図である。 第一のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。 第二のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。 第三のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。 第四のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。 受信側のＩＰ変換装置が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態における通信システムの構成例を示す図である。図１において、レガシー機器１０−１及び１０−２（以下、双方を区別しない場合「レガシー機器１０」という。）は、例えば光ファイバーで構築された同期通信網１１−１又は１１−２を介してデータを同期通信する。本実施の形態において、同期通信とは、例えば、クロック信号によって、データの送信側と受信側とでデータの送信又は受信を同期させる通信をいう。但し、クロック信号以外の手段によって、同期がとられてもよい。レガシー機器１０の一例として、音声、２ＭｂｐｓＭＵＸ、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｖ．２４、Ｘ２１等に関するデータ通信を行う機器が挙げられる。

図１において、同期通信網１１−１及び１１−２の間には、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１８を含む非同期通信網１５が介在している。本実施の形態において、非同期通信とは、同期通信網１１−１又は１１−２に対して非同期な通信をいう。非同期通信の一例として、ＩＰのように、同期通信網１１−１又は１１−２において使用される同期用のクロック信号の伝送を行えない、又はクロック信号に基づく同期が行われない通信が挙げられる。なお、ＩＰ以外の通信プロトコルが、非同期通信網１５において利用されてもよい。

同期通信網１１−１と、非同期通信網１５との間には、ＩＰ変換装置１２−１が設置され、同期通信網１１−２と、非同期通信網１５との間には、ＩＰ変換装置１２−２が設置される。ＩＰ変換装置１２−１及び１２−２（以下、双方を区別しない場合「ＩＰ変換装置１２」という。）は、ＩＰネットワーク１８を介したレガシー機器１０間の通信を仲介するための処理を実行する装置である。

具体的には、各ＩＰ変換装置１２は、同期通信網１１−１又は１１−２の各レガシー機器１０に、レガシーネットワーク１４−１又は１４−２（以下、双方を区別しない場合「レガシーネットワーク１４」という。）を介して接続する。また、各ＩＰ変換装置１２は、ＩＰネットワーク１８を介して、相互に対応するＩＰ変換装置１２と通信可能に接続される。各ＩＰ変換装置１２には、それぞれに固有のＩＰアドレスが設定されている。

なお、本実施の形態において、レガシー機器１０−１は、データの送信側であり、レガシー機器１０−２は、データの受信側であるとする。したがって、ＩＰ変換装置１２−１は、レガシー機器１０−１より送信されるデータを、レガシーネットワーク１４−１を介して受信する。ＩＰ変換装置１２−１は、受信されたデータを、ＩＰパケットの形式に変換して、ＩＰネットワーク１８を介してＩＰ変換装置１２−２に送信する。一方、ＩＰ変換装置１２−２は、ＩＰネットワーク１８よりＩＰパケットを受信する。ＩＰ変換装置１２−２は、受信されたＩＰパケットに含まれているデータを、レガシーネットワーク１４−２を介してレガシー機器１０−２に送信する。

図２は、本発明の実施の形態におけるＩＰ変換装置のハードウェアの構成例を示す図である。図２において、ＩＰ変換装置１２は、それぞれバス４８で相互に接続されている、ＣＰＵ３６、ＲＡＭ５０、ＲＯＭ５２、レガシーインタフェース部２０、ＩＰインタフェース部２２、パケット処理部２４、及び可変クロック部２６等を有する。

ＲＯＭ５２には、例えば、ＩＰ変換装置１２を、図３に示される各部として機能させるプログラム等が記憶されている。ＩＰ変換装置１２が起動されると、ＲＯＭ５２に記憶されているプログラムがＲＡＭ５０に読み出される。ＲＡＭ５０に読み出されたプログラムは、ＣＰＵ３６に、当該プログラムに実装された処理を実行させる。

レガシーインタフェース部２０は、レガシーネットワーク１４からのデータの受信、又はレガシーネットワーク１４へのデータの送信を行う回路である。ＩＰインタフェース部２２は、ＩＰネットワーク１８からのＩＰパケットの受信、又はＩＰネットワーク１８へのＩＰパケットの送信を行う回路である。パケット処理部２４は、送信又は受信されるＩＰパケットに関する処理を行う回路である。可変クロック部２６は、受信バッファ５０２からのデータの読み出し周期を規定するクロック信号を生成する回路である。データの送信側であるＩＰ変換装置１２−１の可変クロック部２６が生成するクロック信号の周波数（以下、「クロック周波数」という。）は、予め設定される値に固定される。データの受信側であるＩＰ変換装置１２−２の可変クロック部２６のクロック周波数は、受信バッファ５０２に記憶されているデータ量（以下、「バッファデータ量」という。）が、例えば、受信バッファ５０２の容量の半分（以下、「センタ値」という。）に安定するように調整される。具体的には、バッファデータ量がセンタ値を超えた場合、クロック周波数は上昇し、バッファデータ量がセンタ値を下回った場合、クロック周波数は下降する。

図３は、本発明の実施の形態におけるＩＰ変換装置の機能構成例を示す図である。図３中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図３において、ＩＰ変換装置１２は、送信バッファ５０１及び受信バッファ５０２を有する。これら各バッファは、例えば、ＲＡＭ５０を用いて実現可能である。ＩＰ変換装置１２は、また、パケット組立部２４１、パケット分解部２４２、受信バッファ監視部４６１、及びクロック変動量探索部４６２等を有する。パケット組立部２４１及びパケット分解部２４２は、パケット処理部２４を構成するハードウェアである。受信バッファ監視部４６１及びクロック変動量探索部４６２は、プログラムがＣＰＵ４６に実行させる処理により実現される。

送信バッファ５０１は、レガシー機器１０よりレガシーネットワーク１４を介して送信され、レガシーインタフェース部２０によって受信されるデータ（以下、レガシーネットワーク１４において通信されるデータを「同期通信データ」という。）を記憶するバッファである。

パケット組立部２４１は、送信バッファ５０１に記憶されたデータを格納したＩＰパケットを生成する。パケット組立部２４１によって生成されたＩＰパケットは、ＩＰインタフェース部２２によって、ＩＰネットワーク１８に送信される。

パケット分解部２４２は、ＩＰインタフェース部２２によって受信されるＩＰパケットを分解して、当該ＩＰパケットより、レガシー機器１０より送信されたデータを抽出する。受信バッファ５０２は、パケット分解部２４２によって抽出されたデータを記憶する。受信バッファ５０２に記憶されたデータは、レガシーインタフェース部２０によって読み出され、レガシーネットワーク１４を介してレガシー機器１０に送信される。レガシーインタフェース部２０による、受信バッファ５０２からのデータの読み出し処理は、可変クロック部２６によって生成されるクロック信号の周波数に同期する。

受信バッファ監視部４６１は、バッファデータ量が、受信バッファ５０２の上限値、センタ値、又は下限値に到達したか否か等を監視し、バッファデータ量がセンタ値に安定するように、可変クロック部２６のクロック周波数を調整する。但し、送信側のＩＰ変換装置１２−１のクロック周波数は、予め設定された固定値に固定される。

クロック変動量探索部４６２は、レガシーネットワーク１４を介してＩＰ変換装置１２に接続されるレガシー機器１０における、クロック周波数の許容範囲の上限又は下限（最大入力許容変動量）を探索する。当該上限又は下限は、可変クロック部２６によるクロック信号の周波数の最大値又は最小値とされる。

図３において、レガシーインタフェース部２０は、アラーム監視部２０１を含む。アラーム監視部２０１は、レガシーネットワーク１４を介したレガシー機器１０との同期通信における同期外れの発生の有無を監視する。同期外れとは、可変クロック部２６によるクロック周波数が、レガシー機器１０の許容範囲外となることに起因して、レガシー機器１０が、レガシーインタフェース部２０より送信される同期通信データに対して同期をとることができない状態をいう。換言すれば、同期外れが発生しない状態は、可変クロック部２６によるクロック周波数が、レガシー機器１０の許容範囲内である状態であるといえる。

続いて、受信側のＩＰ変換装置１２−２による、可変クロック部２６のクロック周波数の調整処理の概要について説明する。なお、送信側のＩＰ変換装置１２−１については、クロック周波数は、固定であるため、当該調整処理は行われなくてよい。

図４は、第一のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。図４において、（１）のグラフの横軸は時間であり、縦軸はバッファデータ量である。（１）の縦軸において、上限値Ｃｍａｘは、受信バッファ５０２のバッファ変動許容範囲の上限値である。下限値Ｃｍｉｎは、受信バッファ５０２のバッファ許容変動範囲の下限値である。センタ値Ｃｏは、上記におけるセンタ値と同義であり、上限値Ｃｍａｘと下限値Ｃｍｉｎとの中央値である。

一方、（２）のグラフの横軸は時間であり、（１）の横軸に同期している。（２）の縦軸は可変クロック部２６のクロック周波数である。（２）の縦軸において、ｆｏは、基準となる周波数（以下、「基準周波数ｆｏ」という。）である。ｆａは、基準周波数ｆｏに対して＋側のクロック周波数の変動量の上限の初期設定値（以下、「＋側初期設定周波数変動量ｆａ」という。）である。ｆｂは、基準周波数ｆｏに対して−側のクロック周波数の変動量の上限の初期設定値（以下、「−側初期設定周波数変動量ｆｂ」という。）である。例えば、基準周波数ｆｏを基準とした＋側初期設定周波数変動量ｆａの絶対値と、−側初期設定周波数変動量ｆｂの絶対値は同じである。基準周波数ｆｏを基準とした絶対値とは、基準周波数ｆｏからの差分の絶対値をいう。以下、周波数について絶対値というとき、基準周波数ｆｏを基準とした絶対値をいう。なお、＋側初期設定周波数変動量ｆａ、−側初期設定周波数変動量ｆｂ、及び基準周波数ｆｏは、初期設定の段階で、設定値として受信バッファ監視部４６１に設定される値である。

一方、ｆｃ＋は、受信側のレガシー機器１０−２の＋側の最大入力許容変動量（以下、「＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋」という。）である。ｆｃ−は、レガシー機器１０−２の−＋側の最大入力許容変動量（以下、「−側最大入力許容変動量ｆｃ−」という。）である。すなわち、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋及び−側最大入力許容変動量ｆｃ−は、初期設定時には未知の値であり、通信開始後にクロック変動量探索部４６２によって探索される値である。

第一のケースでは、可変クロック部２６のクロック周波数が基準周波数ｆｏに設定されている状態において、バッファデータ量が増加する傾向にある。また、第一のケースでは、＋側初期設定周波数変動量ｆａ及び−側初期設定周波数変動量ｆｂの絶対値が、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋及び−側最大入力許容変動量ｆｃ−の基準周波数ｆｏの絶対値よりも小さく（すなわち、安全サイドに）設定されている。

時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、可変クロック部２６のクロック周波数は、基準周波数ｆｏである。したがって、この期間では、バッファデータ量は増加し、時刻ｔ１において、上限値Ｃｍａｘに達する。バッファデータ量が上限値Ｃｍａｘに達したことは、受信バッファ監視部４６１によって検知される。そこで、受信バッファ監視部４６１は、受信バッファ５０２のオーバーフローを回避するため、クロック周波数を、＋側初期設定周波数変動量ｆａに設定する。その結果、バッファデータ量は減少し始める。

ここで、第一のケースにおいて、＋側初期設定周波数変動量ｆａは、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋より小さい。したがって、クロック周波数が＋側初期設定周波数変動量ｆａに変更された後も、同期外れは発生しない。そこで、クロック変動量探索部４６２は、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋を探索するために、クロック周波数を継続的に上昇させる。例えば、クロック周波数は、一定時間間隔で、αｐｐｍずつ上昇する。

クロック周波数が継続的に上昇する過程において、アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されると、クロック変動量探索部４６２は、同期外れが検知されたとき（時刻ｔ２）のクロック周波数の直前のクロック周波数を、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する。同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数とは、同期外れが検知されたときのクロック周波数から一定幅α分小さいクロック周波数である。すなわち、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数とは、同期外れが検知されるまでの最大のクロック周波数である。なお、アラーム監視部２０１は、例えば、レガシー機器１０−２からの応答等に基づいて、同期外れを検知する。

その後、可変クロック部２６のクロック周波数は、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数に固定される。続いて、時刻ｔ３において、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで減少すると、受信バッファ監視部４６１は、バッファデータ量の更なる減少を回避するため、クロック周波数を、基準周波数ｆｏに下降させる。その結果、バッファデータ量は、再び増加を開始する。

その後、時刻ｔ４において、バッファデータ量が上限値Ｃｍａｘに達すると、受信バッファ監視部４６１は、クロック周波数を、ＲＡＭ５０に記憶されている＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋に設定する。その結果、時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、バッファデータ量は、減少する。ここで、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間のクロック周波数は、レガシー機器１０−２の許容範囲における最大のクロック周波数に近い値である。したがって、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで減少する期間（時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間）を、クロック周波数が＋側初期設定周波数変動量ｆａに設定された場合に比べて、短縮化することができる。

以降、時刻ｔ４及びｔ５における制御と同様の制御が繰り返し行われる。すなわち、バッファデータ量が上限値Ｃｍａｘに到達したら、クロック周波数は、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋に設定される（ｔ６）。その後、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで減少したら、クロック周波数が、基準周波数ｆｏに設定される（ｔ７）。

但し、時刻ｔ５におけるクロック周波数の下降先は、基準周波数ｆｏよりも大きな周波数（例えば、基準周波数ｆｏ＋β）であってもよい。それでもバッファデータ量が増加し、上限値Ｃｍａｘに到達した場合、クロック周波数の下降先は、更に大きな値（例えば、基準周波数ｆｏ＋２β）であってもよい。そのような制御が繰り返された結果、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏ付近に安定した場合、そのときのクロック周波数が以降における基準周波数ｆｏとされてもよい。そうすることにより、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏ付近となる期間を更に長期化することができる。

次に、図５は、第二のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。図５において、（１）及び（２）のグラフの見方は、図４と同じである。

第二のケースでは、可変クロック部２６のクロック周波数が基準周波数ｆｏに設定されている状態において、バッファデータ量が減少する傾向にある。また、第二のケースでは、＋側初期設定周波数変動量ｆａ及び−側初期設定周波数変動量ｆｂの絶対値が、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋及び−側最大入力許容変動量ｆｃ−の絶対値よりも小さく（すなわち、安全サイドに）設定されている。

時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、可変クロック部２６のクロック周波数は、基準周波数ｆｏである。したがって、この期間では、バッファデータ量は減少し、時刻ｔ１において、下限値Ｃｍｉｎに達する。バッファデータ量が下限値Ｃｍｉｎに達したことは、受信バッファ監視部４６１によって検知される。そこで、受信バッファ監視部４６１は、アンダーフローを回避するため、クロック周波数を、−側初期設定周波数変動量ｆｂに設定する。その結果、バッファデータ量は増加し始める。

ここで、第二のケースにおいて、−側初期設定周波数変動量ｆｂは、−側最大入力許容変動量ｆｃ−より大きい。したがって、クロック周波数が−側初期設定周波数変動量ｆｂに変更された後も、同期外れは発生しない。そこで、クロック変動量探索部４６２は、−側最大入力許容変動量ｆｃ−を探索するために、クロック周波数を継続的に下降させる。例えば、クロック周波数は、一定時間間隔で、αｐｐｍずつ下降する。

クロック周波数が継続的に下降する過程において、アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されると、クロック変動量探索部４６２は、同期外れが検知されたとき（時刻ｔ２）のクロック周波数の直前のクロック周波数を、−側最大入力許容変動量ｆｃ−として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する。同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数とは、同期外れが検知されたときのクロック周波数から一定幅α分大きいクロック周波数である。すなわち、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数とは、同期外れが検知されるまでの最小のクロック周波数である。

その後、可変クロック部２６のクロック周波数は、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数に固定される。続いて、時刻ｔ３において、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで増加すると、受信バッファ監視部４６１は、バッファデータ量の更なる増加を回避するため、クロック周波数を、基準周波数ｆｏに上昇させる。その結果、バッファデータ量は、再び減少を開始する。

その後、時刻ｔ４において、バッファデータ量が下限値Ｃｍｉｎに達すると、受信バッファ監視部４６１は、クロック周波数を、ＲＡＭ５０に記憶されている−側最大入力許容変動量ｆｃ−に設定する。その結果、時刻ｔ４〜時刻ｔ５においては、バッファデータ量は、増加する。ここで、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間のクロック周波数は、レガシー機器１０−２の許容範囲における最小のクロック周波数に近い値である。したがって、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで増加する期間（時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間）を、クロック周波数が−側初期設定周波数変動量ｆｂに設定された場合に比べて、短縮化することができる。

以降、時刻ｔ４及びｔ５における制御と同様の制御が繰り返し行われる。すなわち、バッファデータ量が下限値Ｃｍｉｎに到達したら、クロック周波数は、−側最大入力許容変動量ｆｃ−に設定される（ｔ６）。その後、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで増加したら、クロック周波数が、基準周波数ｆｏに設定される（ｔ７）。

但し、時刻ｔ５におけるクロック周波数の上昇先は、基準周波数ｆｏよりも小さな周波数（例えば、基準周波数ｆｏ−β）であってもよい。それでもバッファデータ量が減少し、下限値Ｃｍｉｎに到達した場合、クロック周波数の下降先は、更に小さな値（例えば、基準周波数ｆｏ−２β）であってもよい。そのような制御が繰り返された結果、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏ付近に安定した場合、そのときのクロック周波数が以降における基準周波数ｆｏとされてもよい。そうすることにより、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏ付近となる期間を更に長期化することができる。

ところで、＋側初期設定周波数変動量ｆａ及び−側初期設定周波数変動量ｆｂの絶対値が、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋及び−側最大入力許容変動量ｆｃ−の絶対値よりも大きく設定される可能性も考えられる。そこで、このような可能性を考慮して、以下に、第三のケース及び第四のケースについて説明する。

図６は、第三のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。図６において、（１）及び（２）のグラフの見方は、図４と同じである。

第三のケースでは、可変クロック部２６のクロック周波数が基準周波数ｆｏに設定されている状態において、バッファデータ量が増加する傾向にある。また、第三のケースでは、＋側初期設定周波数変動量ｆａ及び−側初期設定周波数変動量ｆｂの絶対値が、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋及び−側最大入力許容変動量ｆｃ−の絶対値よりも大きく設定されている。

時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、クロック周波数は、基準周波数ｆｏである。したがって、この期間では、バッファデータ量は増加し、時刻ｔ１において、上限値Ｃｍａｘに達する。バッファデータ量が上限値Ｃｍａｘに達したことは、受信バッファ監視部４６１によって検知される。そこで、受信バッファ監視部４６１は、オーバーフローを回避するため、クロック周波数を、＋側初期設定周波数変動量ｆａに設定する。その結果、バッファデータ量は減少し始める。但し、第三のケースにおいて、＋側初期設定周波数変動量ｆａは、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋より大きい。したがって、ＩＰ変換装置１２−２とレガシー機器１０−２との通信において同期外れが発生する。当該同期外れは、アラーム監視部２０１によって検知される。

同期外れが検知されると、クロック変動量探索部４６２は、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋を探索するために、同期外れが検知されなくなるまで、クロック周波数を継続的に下降させる（時刻ｔ１〜ｔ２）。例えば、クロック周波数は、一定時間間隔で、αｐｐｍずつ下降する。

時刻ｔ２において同期外れが検知されなくなると、クロック変動量探索部４６２は、時刻ｔ２におけるクロック周波数を、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する。

その後、時刻ｔ３において、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで減少すると、受信バッファ監視部４６１は、バッファデータ量の更なる減少を回避するため、クロック周波数を、基準周波数ｆｏに下降させる。その結果、バッファデータ量は、再び増加を開始する。

その後、時刻ｔ４において、バッファデータ量が上限値Ｃｍａｘに達すると、受信バッファ監視部４６１は、クロック周波数を、ＲＡＭ５０に記憶されている＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋に設定する。その結果、時刻ｔ４〜時刻ｔ５においては、同期外れを発生させることなく、バッファデータ量を減少させることができる。また、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋は、レガシー機器１０−２の許容範囲における最大のクロック周波数に近い値であるため、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで減少させる期間を、短縮化することができる。

以降は、図４と同様でよい。

次に、図７は、第四のケースにおけるクロック周波数の調整処理の概要を説明するための図である。図７において、（１）及び（２）のグラフの意味は、図４と同じである。

第四のケースでは、可変クロック部２６のクロック周波数が基準周波数ｆｏに設定されている状態において、バッファデータ量が減少する傾向にある。また、第四のケースでは、＋側初期設定周波数変動量ｆａ及び−側初期設定周波数変動量ｆｂの絶対値が、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋及び−側最大入力許容変動量ｆｃ−の絶対値よりも大きく設定されている。

時刻ｔ０〜ｔ１の期間では、クロック周波数は、基準周波数ｆｏである。したがって、この期間では、バッファデータ量は減少し、時刻ｔ１において、下限値Ｃｍｉｎに達する。バッファデータ量が下限値Ｃｍｉｎに達したことは、受信バッファ監視部４６１によって検知される。そこで、受信バッファ監視部４６１は、アンダーフローを回避するため、クロック周波数を、−側初期設定周波数変動量ｆｂに設定する。その結果、バッファデータ量は増加し始める。但し、第四のケースにおいて、−側初期設定周波数変動量ｆｂは、−側最大入力許容変動量ｆｃ−より小さい。したがって、ＩＰ変換装置１２−２とレガシー機器１０−２との通信において同期外れが発生する。当該同期外れは、アラーム監視部２０１によって検知される。

同期外れが検知されると、クロック変動量探索部４６２は、−側最大入力許容変動量ｆｃ−を探索するために、同期外れが検知されなくなるまで、クロック周波数を継続的に上昇させる（時刻ｔ１〜ｔ２）。例えば、クロック周波数は、一定時間間隔で、αｐｐｍずつ上昇する。

時刻ｔ２において同期外れが検知されなくなると、クロック変動量探索部４６２は、時刻ｔ２におけるクロック周波数を、−側最大入力許容変動量ｆｃ−として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する。

その後、時刻ｔ３において、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで増加すると、受信バッファ監視部４６１は、バッファデータ量の更なる増加を回避するため、クロック周波数を、基準周波数ｆｏに上昇させる。その結果、バッファデータ量は、再び減少を開始する。

その後、時刻ｔ４において、バッファデータ量が下限値Ｃｍｉｎに達すると、受信バッファ監視部４６１は、クロック周波数を、ＲＡＭ５０に記憶されている−側最大入力許容変動量ｆｃ−に設定する。その結果、時刻ｔ４〜時刻ｔ５においては、同期外れを発生させることなく、バッファデータ量を増加させることができる。また、−側最大入力許容変動量ｆｃ−は、レガシー機器１０−２の許容範囲における最小のクロック周波数に近い値であるため、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏまで増加させる期間を、短縮化することができる。

以降は、図５と同様でよい。

以下、図４〜図７において説明した制御を可能とするために、受信側のＩＰ変換装置１２―２が実行する実行する処理手順について説明する。

図８は、受信側のＩＰ変換装置が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

例えば、ＩＰ変換装置１２−２が起動され、ＩＰパケットの受信が開始されると、レガシーインタフェース部２０は、バッファデータ量が、センタ値Ｃｏに達するまで待機した後、受信バッファ５０２の読み出しを開始する（Ｓ１０１）。以降において、受信バッファ５０２の読み出しは、可変クロック部２６のクロック周波数に同期して（クロック周波数に基づく周期で）行われる。受信バッファ５０２の読み出しの開始時において、クロック周波数は、基準周波数ｆｏである。なお、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏに達するまで待機するのは、受信バッファ５０２のアンダーフローの発生の可能性を低下させるためである。

その後、受信バッファ監視部４６１は、バッファデータ量が上限値Ｃｍａｘ又は下限値Ｃｍｉｎに達したことを検知すると（Ｓ１０２でＹｅｓ）、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋又は−側最大入力許容変動量ｆｃ−が探索済みであるか否かを判定する（Ｓ１０３）。当該判定は、例えば、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋又は−側最大入力許容変動量ｆｃ−が、ＲＡＭ５０に記憶されているか否かによって行われてもよい。

＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋又は−側最大入力許容変動量ｆｃ−が、探索済みでない場合（Ｓ１０３でＮｏ）、受信バッファ監視部４６１は、可変クロック部２６のクロック周波数を、＋側初期設定周波数変動量ｆａ又は−側初期設定周波数変動量ｆｂに設定する（Ｓ１０４）。すなわち、バッファデータ量が、上限値Ｃｍａｘである場合、クロック周波数は、＋側初期設定周波数変動量ｆａに設定される。バッファデータ量が、下限値Ｃｍｉｎである場合、クロック周波数は、−側初期設定周波数変動量ｆｂに設定される。なお、ここで設定されるクロック周波数は、クロック変動量探索部４６２が、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋又は−側最大入力許容変動量ｆｃ−を探索する際の起点のクロック周波数となる。

クロック周波数を、＋側初期設定周波数変動量ｆａ又は−側初期設定周波数変動量ｆｂに設定したことに応じて、アラーム監視部２０１によって、同期外れが検知されない場合（Ｓ１０５でＮｏ）、クロック変動量探索部４６２は、バッファデータ量が、センタ値Ｃｏより多いか否かを判定する（Ｓ１０６）。バッファデータ量が、センタ値Ｃｏより多いと判定された場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、図４において、第一のケースとして説明した制御が実行される。すなわち、ステップＳ１０７において、クロック変動量探索部４６２は、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋を探索するために、アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されるまで、クロック周波数を継続的に上昇させる。

アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されると、クロック変動量探索部４６２は、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数を、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する（Ｓ１０８）。続いて、クロック周波数は、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数に固定される（Ｓ１０９）。

一方、ステップＳ１０６において、バッファデータ量が、センタ値Ｃｏより少ないと判定された場合（Ｓ１０６でＮｏ）、図５において、第二のケースとして説明した制御が実行される。すなわち、ステップＳ１１０において、クロック変動量探索部４６２は、−側最大入力許容変動量ｆｃ−を探索するために、アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されるまで、クロック周波数を継続的に下降させる。

アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されると、クロック変動量探索部４６２は、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数を、−側最大入力許容変動量ｆｃ−として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する（Ｓ１１１）。続いて、可変クロック部２６のクロック周波数は、同期外れが検知されたときのクロック周波数の直前のクロック周波数に固定される（Ｓ１１２）。

また、ステップＳ１０５において、アラーム監視部２０１によって、同期外れが検知された場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、クロック変動量探索部４６２は、バッファデータ量が、センタ値Ｃｏより多いか否かを判定する（Ｓ１２１）。バッファデータ量が、センタ値Ｃｏより多いと判定された場合（Ｓ１２１でＹｅｓ）、図６において、第三のケースとして説明した制御が実行される。すなわち、ステップＳ１２２において、クロック変動量探索部４６２は、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋を探索するために、アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されなくなるまで、クロック周波数を継続的に下降させる。

アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されなくなると、クロック変動量探索部４６２は、同期外れが検知されなくなったときのクロック周波数を、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する（Ｓ１２３）。続いて、可変クロック部２６のクロック周波数は、同期外れが検知されなくなったときのクロック周波数に固定される（Ｓ１２４）。

一方、ステップＳ１２１において、バッファデータ量が、センタ値Ｃｏより少ないと判定された場合（Ｓ１２１でＮｏ）、図７において、第四のケースとして説明した制御が実行される。すなわち、ステップＳ１２５において、クロック変動量探索部４６２は、−側最大入力許容変動量ｆｃ−を探索するために、アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されなくなるまで、クロック周波数を継続的に上昇させる。

アラーム監視部２０１によって同期外れが検知されなくなると、クロック変動量探索部４６２は、同期外れが検知されなくなったときのクロック周波数を、−側最大入力許容変動量ｆｃ−として、例えば、ＲＡＭ５０に記憶する（Ｓ１２６）。続いて、可変クロック部２６のクロック周波数は、同期外れが検知されなくなったときのクロック周波数に固定される（Ｓ１２７）。

ステップＳ１０９、ステップＳ１１２、ステップＳ１２４、又はステップＳ１２７に続いて、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏに達すると、受信バッファ監視部４６１は、可変クロック部２６のクロック周波数を、基準周波数ｆｏに設定する（Ｓ１２８）。続いて、ステップＳ１０１以降が繰り返し実行される。

更に、ステップＳ１０３において、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋又は−側最大入力許容変動量ｆｃ−が、探索済みである場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、受信バッファ監視部４６１は、可変クロック部２６のクロック周波数を、＋側最大入力許容変動量ｆｃ＋又は−側最大入力許容変動量ｆｃ−に設定する（Ｓ１０４）。すなわち、バッファデータ量が、上限値Ｃｍａｘである場合、クロック周波数は、＋側最大入力許容周波数変動量ｆｃ＋に設定される。バッファデータ量が、下限値Ｃｍｉｎである場合、クロック周波数は、−側最大入力許容周波数変動量ｆｃ−に設定される。続いて、ステップＳ１０１以降が繰り返し実行される。

上述したように、本実施の形態によれば、レガシー機器１０−２のクロック周波数の最大入力許容変動量を、自動的に探索することができる。その結果、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏより大きくなった場合、又はセンタ値Ｃｏより小さくなった場合、可変クロック部２６のクロック周波数を、当該最大入力許容変動量の変動幅で調整することができる。したがって、バッファデータ量がセンタ値Ｃｏより乖離している状態を、早期に解消することができる。すなわち、受信バッファ５０２がオーバーフロー又はアンダーフローする可能性を低下させることができ、同期通信において通信エラーが発生する可能性を低減させることができる。

なお、本実施の形態において、ＩＰ変換装置１２は、通信装置の一例である。同期通信網１１−１又は１１−２は、第一の通信網の一例である。非同期通信網１５は、第二の通信網の一例である。受信バッファ５０２は、記憶部の一例である。レガシーインタフェース部２０は、送信部の一例である。アラーム監視部２０１は、検知部の一例である。クロック変動量探索部４６２は、探索部の一例である。受信バッファ監視部４６１は、変更部の一例である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
第一の通信網における通信に対して非同期な通信によって第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたデータを、クロック信号に応じて読み出し、前記第一の通信網に送信する送信部と、
前記第一の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部と、
前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索する探索部と、
前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する変更部と、
を有する通信装置。
（付記２）
前記探索部は、
前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知されない場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知された場合に、同期はずれが検知されるまでの最大又は最小の周波数を、前記上限又は前記下限として判定する付記１記載の通信装置。
（付記３）
前記探索部は、
前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知される場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知されなくなったときの周波数を、前記上限又は前記下限として判定する付記１又は２記載の通信装置。
（付記４）
第一の通信網における通信に対して非同期な通信を行う第二の通信網を介して接続される第一の通信装置と第二の通信装置とを含む通信システムであって、
前記第一の通信装置は、
前記第二の通信網にデータを送信する第一の送信部を有し、
前記第二の通信装置は、
前記第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたデータを、クロック周波数に応じて読み出し、第二の通信網に送信する第二の送信部と、
前記第二の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部と、
前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索する探索部と、
前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する変更部とを有する通信システム。
（付記５）
前記探索部は、
前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知されない場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知された場合に、同期はずれが検知されるまでの最大又は最小の周波数を、前記上限又は前記下限として判定する付記４記載の通信システム。
（付記６）
前記探索部は、
前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知される場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知されなくなったときの周波数を、前記上限又は前記下限として判定する付記４又は５記載の通信システム。
（付記７）
第一の通信網における通信に対して非同期な通信によって第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたデータを、クロック信号に応じて読み出し、前記第一の通信網に送信する送信部と、
前記第一の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部とを有する通信装置に、
前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索し、
前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する、
処理を実行させるプログラム。
（付記８）
前記探索する処理は、
前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知されない場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知された場合に、同期はずれが検知されるまでの最大又は最小の周波数を、前記上限又は前記下限として判定する付記７記載のプログラム。
（付記９）
前記探索する処理は、
前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知される場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知されなくなったときの周波数を、前記上限又は前記下限として判定する付記７又は８記載のプログラム。

１０−１、１０−２ レガシー機器
１１−１、１１−２ 同期通信網
１２−１、１２−２ ＩＰ変換装置
１４−１、１４−２ レガシーネットワーク
１５ 非同期通信網
１８ ＩＰネットワーク
２０ レガシーインタフェース部
２２ ＩＰインタフェース部
２４ パケット処理部
２６ 可変クロック部
３６ ＣＰＵ
５０ ＲＡＭ
５２ ＲＯＭ
２０１ アラーム監視部
２４１ パケット組立部
２４２ パケット分解部
４６１ 受信バッファ監視部
４６２ クロック変動量探索部
５０１ 送信バッファ
５０２ 受信バッファ

Claims (5)

1. 第一の通信網における通信に対して非同期な通信によって第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されたデータを、クロック信号に応じて読み出し、前記第一の通信網に送信する送信部と、
   前記第一の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部と、
   前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索する探索部と、
   前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する変更部と、
   を有する通信装置。
2. 前記探索部は、
   前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知されない場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知された場合に、同期はずれが検知されるまでの最大又は最小の周波数を、前記上限又は前記下限として判定する請求項１記載の通信装置。
3. 前記探索部は、
   前記周波数を変化させる過程の起点の周波数において、前記同期外れが検知される場合であって、前記記憶部におけるデータ量が所定値より多いときは、当該周波数を継続的に下降させ、前記記憶部におけるデータ量が前記所定値より少ないときは、当該周波数を継続的に上昇させ、前記周波数の上昇又は下降に応じて、前記同期外れが検知されなくなったときの周波数を、前記上限又は前記下限として判定する請求項１又は２記載の通信装置。
4. 第一の通信網における通信に対して非同期な通信を行う第二の通信網を介して接続される第一の通信装置と第二の通信装置とを含む通信システムであって、
   前記第一の通信装置は、
   前記第二の通信網にデータを送信する第一の送信部を有し、
   前記第二の通信装置は、
   前記第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されたデータを、クロック信号に応じて読み出し、前記第一の通信網に送信する第二の送信部と、
   前記第一の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部と、
   前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索する探索部と、
   前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する変更部とを有する通信システム。
5. 第一の通信網における通信に対して非同期な通信によって第二の通信網より受信されるデータを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されたデータを、クロック信号に応じて読み出し、前記第一の通信網に送信する送信部と、
   前記第一の通信網に送信されたデータを受信する機器との通信の同期外れを検知する検知部とを有する通信装置に、
   前記クロック信号の周波数を変化させて、前記同期外れが検知されない周波数の上限又は下限を探索し、
   前記記憶部に記憶されたデータのデータ量に応じて、前記周波数を、前記上限又は前記下限に変更する、
   処理を実行させるプログラム。

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