クロック再生装置、クロック再生方法および制御プログラム
【課題】アダプティブクロック再生法を用いて同期を取っている時にパケット固定遅延を検出した場合でも、安定して送信端末と受信端末との同期を取る。
【解決手段】クロック再生装置１０は、クロック出力手段５０から受信したクロックに同期させてバッファ６０からパケットを出力させると共に、バッファ６０の蓄積量を計測して出力するバッファ制御手段２０と、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力する遅延検出手段３０と、バッファ制御手段２０から受信した蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力すると共に、遅延検出手段３０から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値を出力するクロック制御手段４０と、クロック制御手段４０から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力するクロック出力手段５０と、を備える。
【解決手段】クロック再生装置１０は、クロック出力手段５０から受信したクロックに同期させてバッファ６０からパケットを出力させると共に、バッファ６０の蓄積量を計測して出力するバッファ制御手段２０と、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力する遅延検出手段３０と、バッファ制御手段２０から受信した蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力すると共に、遅延検出手段３０から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値を出力するクロック制御手段４０と、クロック制御手段４０から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力するクロック出力手段５０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロック再生装置に関する。特に、TDM(Time Division Multiplexer)信号の送受信において、送受信装置間のクロック同期にアダプティブクロック再生法を用いるクロック再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
CESoPSN(Circuit Emulation Service over Packet Switched Network)やSAToP(Structure-Agnostic Time Division Multiplexing over Packet)を代表とするTDM信号を、パケット網において送受信する時に、送信端末と受信端末との間の同期を確立する手法の一つにアダプティブクロック再生法がある。アダプティブクロック再生法では、受信装置のバッファへの書込み速度と読出し速度とが一致するように、受信装置の基準クロックの周波数を調整する。受信装置のバッファへの書込み速度は送信装置の基準クロックの周波数に依存し、バッファからの読出し速度は受信装置の基準クロックの周波数に依存することから、書込み速度と読出し速度とを一致させることにより、送信端末と受信端末とを同期させることができる。
【０００３】
アダプティブクロック再生法を用いて同期を得る方法について、図６を用いて説明する。読出し速度と書込み速度とが一致している状態を、図６（ａ）に示す。この場合、バッファ蓄積量は中心値付近で安定し、バッファへの書込み速度の基準となる送信側クロックと、バッファからの読出し速度の基準となる受信側クロックとは同期している。
【０００４】
また、読出し速度が書込み速度よりも速い状態を図６（ｂ）に示す。この場合、バッファ蓄積量は徐々に減少する。そして、バッファ蓄積量が下位閾値を下回った場合、受信装置の基準クロックの周波数を調整し、読出し速度を下げる。そして、受信装置のバッファへの書込み速度と読出し速度とが再び一致した時、受信装置の基準クロックの周波数と送受信装置間の基準クロックの周波数とが同期する。
【０００５】
さらに、読出し速度が書込み速度よりも遅い状態を図６（ｃ）に示す。この場合、バッファ蓄積量は徐々に増加する。そして、バッファ蓄積量が上位閾値を上回った場合、受信装置の基準クロックの周波数を調整し、読出し速度を上げる。そして、受信装置のバッファへの書込み速度と読出し速度とが再び一致した時、受信装置の基準クロックの周波数と送受信装置間の基準クロックの周波数とが同期する。
【０００６】
アダプティブクロック再生法を用いて同期を得る技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１では、バッファ蓄積量が上位閾値を上回った場合、通常よりも早い読出し速度を適用することにより、送信端末と受信端末とを同期させる。
【０００７】
しかし、バッファ蓄積量は、ＩＰ（Internet Protocol）網におけるルートスイッチ等で生じるパケットの固定遅延によっても大きく変化する。この場合、受信装置の基準クロックの周波数と送受信装置間の基準クロックの周波数とが同期しているにも関わらず、受信装置の基準クロックの周波数は誤調整される。パケットの固定遅延に起因する受信装置の基準クロックの周波数の誤調整について、図７を用いて説明する。
【０００８】
図７（ａ）において、時刻t1にパケット固定遅延がAms減少するパケットを受信することにより、バッファ蓄積量が固定遅延Amsに相当するデータ量分、増加する。すなわち、図７（ｂ）において、バッファ蓄積量が中心値からAms増加する。
【０００９】
アダプティブクロック再生法が適用された装置が、バッファ蓄積量から一定期間Ta単位に平均値を算出して該バッファ蓄積量の平均を周波数の調整に用いている場合、図７（ｃ）に示すように、時刻t1を含む期間Ta3の平均値が適用される時刻t2（期間Ta4）の時に、バッファ蓄積量の平均値が増加する。バッファ蓄積量の平均値に基づいて受信装置の基準クロックの周波数を調整している場合、図７(ｄ)に示すように、バッファ蓄積量の平均値が増加することにより、受信装置の基準クロックの周波数が誤調整される。
【００１０】
そこで、パケット固定遅延に起因する基準クロックの周波数の誤調整を抑制する技術として、例えば、特許文献２には、パケット固定遅延が発生した場合、周波数を過度補正した後で一定に保ち、バッファ蓄積量が基準値まで戻った後、周波数を元に戻す技術が開示されている。また、特許文献３には、パケット固定遅延が発生した場合、バッファ蓄積量の中心値をパケット固定遅延に合わせて変更する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−４９９４１号公報
【特許文献２】特開平７-４６２５７号公報
【特許文献３】特開２００２−３４４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献２に開示されている技術を適用する場合、周波数が過度補正される期間は、送信端末と受信端末との同期を保つことが困難である。また、特許文献３に開示されている技術を適用する場合、短期間の間に基準となる中心値が複数回変更されることになり、制御が不安定になる場合がある。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、アダプティブクロック再生法を用いて同期を取っている時にパケット固定遅延が発生した場合でも、安定して送信端末と受信端末との同期を取ることが可能なクロック再生装置、クロック再生方法および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係るクロック再生装置は、クロック出力手段から受信したクロックに同期させてバッファからパケットを出力させると共に、バッファの蓄積量を計測して出力するバッファ制御手段と、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力する遅延検出手段と、バッファ制御手段から受信した蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力すると共に、遅延検出手段から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値を出力するクロック制御手段と、クロック制御手段から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力するクロック出力手段と、を備える。
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係るクロック再生方法は、バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力し、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係る制御プログラムは、クロックに同期させてバッファからパケットを出力する装置のコンピュータが実行可能な制御プログラムであって、バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、を装置のコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
通常は、計測したバッファの蓄積量に基づいて生成したクロック制御値を用いてクロックを生成し、パケット固定遅延による影響がある期間は、所定のクロック制御値を用いてクロックを生成することにより、アダプティブクロック再生法を用いて同期を取っている時にパケット固定遅延が発生した場合でも、送信端末と受信端末との同期を安定して取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るクロック再生装置１０のブロック図の一例である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置１００のブロック図の一例である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置１００の、（ａ）パケット固定遅延、（ｂ）パケットの蓄積量、（ｃ）第１の蓄積量平均値の、タイムチャートの一例である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置１００の、（ａ）パケット固定遅延、（ｂ）パケットの蓄積量、（ｃ）第１の蓄積量平均値、（ｄ）第２の蓄積量平均値、（ｅ）出力周波数の、タイムチャートの一例である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るクロック再生装置２００のブロック図の一例である。
【図６】アダプティブクロック再生法を説明するためのバッファの蓄積量の一例を示した図である。
【図７】アダプティブクロック再生法を説明するための、（ａ）パケット固定遅延、（ｂ）パケットの蓄積量、（ｃ）蓄積量平均値、（ｄ）周波数調整値の、タイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るクロック再生装置について説明する。本実施形態に係るクロック再生装置のブロック図の一例を図１に示す。図１において、本実施形態に係るクロック再生装置１０は、バッファ制御手段２０、遅延検出手段３０、クロック制御手段４０およびクロック出力手段５０を備える。
【００２０】
バッファ制御手段２０は、クロック出力手段５０から受信したクロックに同期させてバッファ６０からパケットを出力させる。また、バッファ制御手段２０は、バッファ６０の蓄積量を計測して遅延検出手段３０とクロック制御手段４０とへ出力する。
【００２１】
遅延検出手段３０は、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出してクロック制御手段４０へ出力する、
クロック制御手段４０は、バッファ制御手段２０から受信したバッファ６０の蓄積量に基づいてクロック制御値を生成してクロック出力手段５０へ出力する。また、クロック制御手段４０は、遅延検出手段３０から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値をクロック出力手段５０へ出力する。
【００２２】
クロック出力手段５０は、クロック制御手段４０から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成し、バッファ制御手段２０へ出力する。
【００２３】
遅延が発生した場合、該遅延量に対応する期間については、所定のクロック制御値に基づいてクロックが生成されることにより、送信端末と受信端末との同期を安定して取ることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置について説明する。本実施形態に係るクロック再生装置のブロック図の一例を図２に示す。図２において、本実施形態に係るクロック再生装置１００は、バッファ制御部１０１、バッファ蓄積量観測部１０２、遅延変化検出部１０５、周波数制御部１０６および電圧制御発振器１０７を備える。
【００２５】
バッファ制御部１０１は、バッファ１１０を備える。バッファ制御部１０１は、受信したパケット１０４をバッファ１１０に書き込む。また、書き込んだパケット１０４の蓄積量がバッファ１１０の中心値まで到達した場合、電圧制御発振器１０７が生成したクロック１０８に同期させて、バッファ１１０からＴＤＭ信号１０９を出力させる。また、バッファ制御部１０１は、遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合、該遅延変化量に応じてパケット１０４の受信、または、ＴＤＭ信号１０９の出力を停止し、バッファ１１０の蓄積量を中心値に戻す。
【００２６】
バッファ蓄積量観測部１０２は、バッファ１１０に書き込まれたパケット１０４の蓄積量を常時観測し、観測した蓄積量を遅延変化検出部１０５と周波数制御部１０６とへ出力する。さらに、バッファ蓄積量観測部１０２は、蓄積量のアンダーランまたはオーバーランを検出した場合、該アンダーランまたはオーバーランに関する通知を周波数制御部１０６へ出力する。
【００２７】
遅延変化検出部１０５は、バッファ蓄積量観測部１０２から受信した蓄積量から所定期間Tｐ単位に第１の蓄積量平均値を算出し、算出した第１の蓄積量平均値を用いてパケット固定遅延変化を検出する。そして、遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延変化を検出した場合、パケット固定遅延変化通知と遅延変化量を、バッファ制御部１０１および周波数制御部１０６へ出力する。なお、パケット固定遅延の検出方法および遅延変化量の取得方法については、後述する。
【００２８】
周波数制御部１０６は、バッファ蓄積量観測部１０２から受信した蓄積量から所定期間Tａ単位に第２の蓄積量平均値を算出し、電圧制御発振器１０７へ出力する。また、バッファ蓄積量観測部１０２から蓄積量のアンダーランまたはオーバーランに関する通知を受信した場合、アダプティブクロック再生法を適用して、送信端末と受信端末とが同期するように、電圧制御発振器１０７を制御する。また、周波数制御部１０６は、遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合、遅延変化量に応じた期間、第２の蓄積量平均値として第２の中心値を電圧制御発振器１０７へ出力する。
【００２９】
電圧制御発振器１０７は、周波数制御部１０６から受信した第２の蓄積量平均値に基づいてクロック１０８を生成してバッファ制御部１０１へ出力する。第２の蓄積量平均値に基づいて生成されたクロック１０８を用いることにより、受信端末の周波数が所望の周波数に調整され、受信端末と送信端末とが同期する。
【００３０】
次に、パケット固定遅延変化の検出方法および遅延変化量の取得方法について説明する。図３（ａ）にパケット１０４の固定遅延を、図３（ｂ）にバッファ１１０の蓄積量を、図３（ｃ）に遅延変化検出部１０５が算出した第１の蓄積量平均値を示す。
【００３１】
図３(ａ)において、パケット固定遅延がAms減少するパケット１０４を、時刻t1に受信することにより、バッファ１１０の蓄積量が固定遅延Amsに相当するデータ量分、増加する。（図３(ｂ)）。
【００３２】
図３（ｃ）において、遅延変化検出部１０５が時刻t1を含む期間Tp3について算出した第１の蓄積量平均値Ｃ２（時刻t2）はその前の第１の蓄積量平均値Ｃ１（中心値）から増加する。さらに、その次の期間Tp4について算出した第１の蓄積量平均値Ｃ３（時刻t3）は、時刻t2の時の第１の蓄積量平均値Ｃ２からさらに増加する。そして、期間Tp5について算出した第１の蓄積量平均値Ｃ４（時刻t4）は、時刻t3の時の第１の蓄積量平均値Ｃ３と一致する。
【００３３】
遅延変化検出部１０５は、第１の蓄積量平均値が変化した後で安定した時、パケット固定遅延が変動したと判定する。すなわち、遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延が変動してから３期間（期間Tp×3）以内に、パケット固定遅延の変動を検出することができる。そして、パケット固定遅延の変動を検出した場合、遅延変化検出部１０５は、安定後の第１の蓄積量平均値Ｃ４（時刻t4）と変化前の第１の蓄積量平均値Ｃ１（中心値）との差分を算出し、遅延変化量とする。ここで、遅延変化量は固定遅延Amsに相当するデータ量を有する。
【００３４】
次に、本実施形態に係るクロック再生装置１００の動作について説明する。図４(ａ)にパケット１０４の固定遅延を、図４(ｂ)にバッファ１１０の蓄積量を、図４(ｃ)に遅延変化検出部１０５が算出した第１の蓄積量平均値を、図４(ｄ)に周波数制御部１０６が算出した第２の蓄積量平均値を、図４(ｅ)に出力周波数を示す。なお、図４において、時刻tおよび期間Tpの番号は、図３と同じ番号を付した。また、本実施形態では、クロック再生装置１００の遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延変化を検出した場合、遅延変化量に応じた期間について第１の蓄積量平均値の算出を停止し、第１の蓄積量平均値として第１の中心値を設定する。また、周波数制御部１０６は、遅延変化量を受信した場合、遅延変化量に応じた期間について第２の蓄積量平均値の算出を停止し、第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定する。パケット固定遅延が変化した時、遅延変化量に応じた期間について第１の蓄積量平均値と第２の蓄積量平均値の算出を停止することにより、不要な処理を軽減することができる。
【００３５】
図４(ａ)において、パケット固定遅延がAms減少するパケット１０４を、時刻t1に受信する。図４（ｂ）において、時刻t1の時、蓄積量が中心値から固定遅延Amsに相当するデータ量分、増加する。さらに、時刻t4の時、バッファ制御部１０１は遅延変化検出部１０５から固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信し、遅延変化量と対応する期間、すなわち、固定遅延Amsと一致する期間、ＴＤＭ信号１０９を出力したままパケット１０４の受信を停止する。この結果、時刻t4から遅延変化量と対応する期間（固定遅延Ams）が経過した時（時刻t6）、蓄積量が固定遅延Amsに相当するデータ量分減少し、中心値に戻る。
【００３６】
図４（ｃ）において、遅延変化検出部１０５は、期間Tｐ単位に第１の蓄積量平均値を算出している。そして、遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延が変動した時刻t1を含む期間Tp3を含めて３期間が経過した時（時刻t4）、図３で説明した方法によりパケット固定遅延が変化したことを検出し、パケット固定遅延変化通知と遅延変化量とをバッファ制御部１０１および周波数制御部１０６へ通知する。さらに、本実施形態において、遅延変化検出部１０５は、算出した遅延変化量と対応する期間、すなわち、固定遅延Amsと一致する期間が経過するまでの期間（期間Tp6〜期間Tp8）について、第１の蓄積量平均値の算出を停止し、第１の蓄積量平均値として第１の中心値を設定する。そして、遅延変化検出部１０５は、固定遅延Amsと一致する期間経過後の期間Tｐ9から、第１の蓄積量平均値の算出を再開する。
【００３７】
さらに、図４（ｄ）において、周波数制御部１０６は、期間Ta単位に第２の蓄積量平均値を算出している。そして、周波数制御部１０６は、時刻t4においてパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合、遅延変化量と対応する期間（固定遅延Ams）を含む期間（期間Ta2、Ta3）について、第２の蓄積量平均値の算出を停止し、第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定する。そして、周波数制御部１０６は、固定遅延Amsと一致する期間経過後の期間Ta4から、第２の蓄積量平均値の算出を再開する。
【００３８】
ここで、周波数制御部１０６がパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した時に第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定するのは、時刻t6においてバッファ蓄積量が中心値へ戻っても、第２の蓄積量平均値が第２の中心値に戻らない場合があるからである。この場合、周波数制御部１０６が時刻t7からアダプティブクロック再生法による制御を再開した時に、バッファ蓄積量の中心値から増加したバッファ蓄積量の平均値に従った制御がなされ、その結果、不正な周波数の調整が行われてしまう。従って、本実施形態では、周波数制御部１０６は遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延の変化の通知を受信したときに第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定する。
【００３９】
さらに、図４（ｅ）において、時刻t5、t7の時に、周波数制御部１０６から電圧制御発振器１０７へ第２の蓄積量平均値として第２の中心値が出力されることにより、電圧制御発振器１０７は、第２の中心値に基づいて受信端末の周波数を調整する。さらに、周波数制御部１０６が期間Ta4から第２の蓄積量平均値の算出を再開することにより、時刻t8からアダプティブクロック再生法に基づく調整が再開される。
【００４０】
上記のように、本実施形態において、パケット固定遅延の検知（時刻t4）後、固定遅延Amsと一致する期間が経過（時刻t6）するまでの期間（期間Ta2、Ta3）は、第２の蓄積量平均値が第２の中心値に設定されていることから、不要な周波数の調整が行われることが抑制される。なお、期間Ta4以降は、アダプティブクロック再生法に基づく調整が再開されるが、パケット固定遅延に関する遅延変化量が解消されていることから、アダプティブクロック再生法が適切に適用される。
【００４１】
さらに、本実施形態において、パケット固定遅延は、第１の蓄積量平均値の算出期間である期間Tpの３期間以内に検出される。従って、第２の蓄積量平均値の算出期間である期間Taを、第１の蓄積量平均値の算出期間である期間Tpの３期間よりも長く設定することにより、パケット固定遅延の変動（時刻t1）からパケット固定遅延の検知（時刻t4）までの間に不要な周波数の調整が行われることを抑制することができる。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、パケット固定遅延がAms減少するパケット１０４を受信した場合について説明したが、パケット固定遅延が増加するパケットを受信した場合は以下のように処理される。すなわち、パケット固定遅延がA’ms増加するパケットを受信した場合、蓄積量が中心値から固定遅延A’msに相当するデータ量分、減少する。そして、バッファ制御部１０１は、遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した時、パケットを受信したままＴＤＭ信号の出力を停止する。この結果、バッファ１１０内のパケットは増加し、蓄積量が増加してパケット固定遅延の変化前の蓄積量へ戻る。また、固定遅延A‘msと一致する期間が経過するまでの期間は第２の蓄積量平均値が第２の中心値に設定され、その後、アダプティブクロック再生法に基づく調整が再開されることにより、不要な周波数の調整が行われることを抑制される。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係るクロック再生装置１００は、パケット固定遅延の変動による影響がある期間について、受信端末の周波数を調整するための第２の蓄積量平均値を第２の中心値に設定することにより、周波数は所定の設定値に固定される。従って、パケット固定遅延が変動した場合でも、安定して送信端末と受信端末との同期を取ることができる。さらに、本実施形態に係るクロック再生装置１００は、周波数の調整の基準となる期間Taをパケット固定遅延の検出の基準となる期間Tpの３期間よりも長く設定することにより、パケット固定遅延の変動による影響を適切に除くことができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。第２の実施形態では、バッファ１１０の蓄積量を観測することにより、パケット固定遅延の変動を検出した。これに対して、本実施形態では、受信する各パケット２０４の到達時間を観測することにより、パケット固定遅延の変動を検出する。
【００４５】
本実施形態に係るクロック再生装置のブロック図の一例を図５に示す。図５において、本実施形態に係るクロック再生装置２００は、バッファ制御部２０１、バッファ蓄積量観測部２０２、パケット到達時間観測部２０３、遅延変化検出部２０５、周波数制御部２０６および電圧制御発振器２０７を備える。
【００４６】
本実施形態に係るクロック再生装置２００は、図２に示した第２の実施形態に係るクロック再生装置１００にパケット到達時間観測部２０３を追加したものである。本実施形態に係るバッファ制御部２０１、バッファ蓄積量観測部２０２、周波数制御部２０６および電圧制御発振器２０７の動作は、第２の実施形態のバッファ制御部１０１、バッファ蓄積量観測部１０２、周波数制御部１０６および電圧制御発振器１０７とほぼ同様である。すなわち、バッファ蓄積量観測部２０２は、バッファ２１０のパケット２０４の蓄積量を観測して周波数制御部２０６へ出力する。周波数制御部２０６は、受信した蓄積量から所定の期間Tａ単位に蓄積量平均値を算出して電圧制御発振器２０７へ出力する。電圧制御発振器２０７は、受信した蓄積量平均値に基づいてクロック２０８を生成し、バッファ制御部２０１へ出力する。バッファ制御部２０１は受信したクロック２０８に同期させて、バッファ２１０からＴＤＭ信号２０９を出力する。蓄積量平均値に基づいて生成したクロック２０８を用いることにより、受信端末が送信端末に同期する。
【００４７】
ここで、本実施形態において、パケット到達時間観測部２０３は、受信する各パケット２０４の到達時間を常時観測し、観測した到達時間を遅延変化検出部２０５へ出力する。
【００４８】
遅延変化検出部２０５は、パケット到達時間観測部２０３から受信した到達時間を用いて、所定の期間Tq単位に、ある時点におけるパケット到達時間とある時点の所定時間前のパケット到達時間との差分を算出する。そして、算出した差分が大きく変化した場合、パケット固定遅延が変動したと判断する。そして、パケット固定遅延変化通知と、遅延変化量として到達時間の差分とを、バッファ制御部２０１および周波数制御部２０６へ出力する。
【００４９】
なお、パケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合のバッファ制御部２０１と周波数制御部２０６の動作は、第２の実施形態で説明したバッファ制御部１０１と周波数制御部１０６の動作と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００５０】
本実施形態において、蓄積量平均値の算出する間隔である期間Taを、パケット到達時間の差分を算出する間隔である期間Tqの３期間分より長くすることにより、パケット固定遅延の変動による影響を適切に除くことができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、受信する各パケット２０４の到達時間からパケット固定遅延を検出する。この場合、バッファ蓄積量に関する処理（アダプティブクロック再生法に関する処理）と、パケット固定遅延の検出処理とを分けることができ、バッファ蓄積量に関する処理が煩雑になることを避けることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０ クロック再生装置
２０ バッファ制御手段
３０ 遅延検出手段
４０ クロック制御手段
５０ クロック出力手段
６０ バッファ
１００、２００ クロック再生装置
１０１、２０１ バッファ制御部
１０２、２０２ バッファ蓄積量観測部
２０３ パケット到達時間観測部
１０４、２０４ パケット
１０５、２０５ 遅延変化検出部
１０６、２０６ 周波数制御部
１０７、２０７ 電圧制御発振器
１０８、２０８ クロック
１０９、２０９ ＴＤＭ信号
１１０、２１０ バッファ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロック再生装置に関する。特に、TDM(Time Division Multiplexer)信号の送受信において、送受信装置間のクロック同期にアダプティブクロック再生法を用いるクロック再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
CESoPSN(Circuit Emulation Service over Packet Switched Network)やSAToP(Structure-Agnostic Time Division Multiplexing over Packet)を代表とするTDM信号を、パケット網において送受信する時に、送信端末と受信端末との間の同期を確立する手法の一つにアダプティブクロック再生法がある。アダプティブクロック再生法では、受信装置のバッファへの書込み速度と読出し速度とが一致するように、受信装置の基準クロックの周波数を調整する。受信装置のバッファへの書込み速度は送信装置の基準クロックの周波数に依存し、バッファからの読出し速度は受信装置の基準クロックの周波数に依存することから、書込み速度と読出し速度とを一致させることにより、送信端末と受信端末とを同期させることができる。
【０００３】
アダプティブクロック再生法を用いて同期を得る方法について、図６を用いて説明する。読出し速度と書込み速度とが一致している状態を、図６（ａ）に示す。この場合、バッファ蓄積量は中心値付近で安定し、バッファへの書込み速度の基準となる送信側クロックと、バッファからの読出し速度の基準となる受信側クロックとは同期している。
【０００４】
また、読出し速度が書込み速度よりも速い状態を図６（ｂ）に示す。この場合、バッファ蓄積量は徐々に減少する。そして、バッファ蓄積量が下位閾値を下回った場合、受信装置の基準クロックの周波数を調整し、読出し速度を下げる。そして、受信装置のバッファへの書込み速度と読出し速度とが再び一致した時、受信装置の基準クロックの周波数と送受信装置間の基準クロックの周波数とが同期する。
【０００５】
さらに、読出し速度が書込み速度よりも遅い状態を図６（ｃ）に示す。この場合、バッファ蓄積量は徐々に増加する。そして、バッファ蓄積量が上位閾値を上回った場合、受信装置の基準クロックの周波数を調整し、読出し速度を上げる。そして、受信装置のバッファへの書込み速度と読出し速度とが再び一致した時、受信装置の基準クロックの周波数と送受信装置間の基準クロックの周波数とが同期する。
【０００６】
アダプティブクロック再生法を用いて同期を得る技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１では、バッファ蓄積量が上位閾値を上回った場合、通常よりも早い読出し速度を適用することにより、送信端末と受信端末とを同期させる。
【０００７】
しかし、バッファ蓄積量は、ＩＰ（Internet Protocol）網におけるルートスイッチ等で生じるパケットの固定遅延によっても大きく変化する。この場合、受信装置の基準クロックの周波数と送受信装置間の基準クロックの周波数とが同期しているにも関わらず、受信装置の基準クロックの周波数は誤調整される。パケットの固定遅延に起因する受信装置の基準クロックの周波数の誤調整について、図７を用いて説明する。
【０００８】
図７（ａ）において、時刻t1にパケット固定遅延がAms減少するパケットを受信することにより、バッファ蓄積量が固定遅延Amsに相当するデータ量分、増加する。すなわち、図７（ｂ）において、バッファ蓄積量が中心値からAms増加する。
【０００９】
アダプティブクロック再生法が適用された装置が、バッファ蓄積量から一定期間Ta単位に平均値を算出して該バッファ蓄積量の平均を周波数の調整に用いている場合、図７（ｃ）に示すように、時刻t1を含む期間Ta3の平均値が適用される時刻t2（期間Ta4）の時に、バッファ蓄積量の平均値が増加する。バッファ蓄積量の平均値に基づいて受信装置の基準クロックの周波数を調整している場合、図７(ｄ)に示すように、バッファ蓄積量の平均値が増加することにより、受信装置の基準クロックの周波数が誤調整される。
【００１０】
そこで、パケット固定遅延に起因する基準クロックの周波数の誤調整を抑制する技術として、例えば、特許文献２には、パケット固定遅延が発生した場合、周波数を過度補正した後で一定に保ち、バッファ蓄積量が基準値まで戻った後、周波数を元に戻す技術が開示されている。また、特許文献３には、パケット固定遅延が発生した場合、バッファ蓄積量の中心値をパケット固定遅延に合わせて変更する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−４９９４１号公報
【特許文献２】特開平７-４６２５７号公報
【特許文献３】特開２００２−３４４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献２に開示されている技術を適用する場合、周波数が過度補正される期間は、送信端末と受信端末との同期を保つことが困難である。また、特許文献３に開示されている技術を適用する場合、短期間の間に基準となる中心値が複数回変更されることになり、制御が不安定になる場合がある。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、アダプティブクロック再生法を用いて同期を取っている時にパケット固定遅延が発生した場合でも、安定して送信端末と受信端末との同期を取ることが可能なクロック再生装置、クロック再生方法および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係るクロック再生装置は、クロック出力手段から受信したクロックに同期させてバッファからパケットを出力させると共に、バッファの蓄積量を計測して出力するバッファ制御手段と、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力する遅延検出手段と、バッファ制御手段から受信した蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力すると共に、遅延検出手段から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値を出力するクロック制御手段と、クロック制御手段から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力するクロック出力手段と、を備える。
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係るクロック再生方法は、バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力し、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係る制御プログラムは、クロックに同期させてバッファからパケットを出力する装置のコンピュータが実行可能な制御プログラムであって、バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、を装置のコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
通常は、計測したバッファの蓄積量に基づいて生成したクロック制御値を用いてクロックを生成し、パケット固定遅延による影響がある期間は、所定のクロック制御値を用いてクロックを生成することにより、アダプティブクロック再生法を用いて同期を取っている時にパケット固定遅延が発生した場合でも、送信端末と受信端末との同期を安定して取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るクロック再生装置１０のブロック図の一例である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置１００のブロック図の一例である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置１００の、（ａ）パケット固定遅延、（ｂ）パケットの蓄積量、（ｃ）第１の蓄積量平均値の、タイムチャートの一例である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置１００の、（ａ）パケット固定遅延、（ｂ）パケットの蓄積量、（ｃ）第１の蓄積量平均値、（ｄ）第２の蓄積量平均値、（ｅ）出力周波数の、タイムチャートの一例である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るクロック再生装置２００のブロック図の一例である。
【図６】アダプティブクロック再生法を説明するためのバッファの蓄積量の一例を示した図である。
【図７】アダプティブクロック再生法を説明するための、（ａ）パケット固定遅延、（ｂ）パケットの蓄積量、（ｃ）蓄積量平均値、（ｄ）周波数調整値の、タイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るクロック再生装置について説明する。本実施形態に係るクロック再生装置のブロック図の一例を図１に示す。図１において、本実施形態に係るクロック再生装置１０は、バッファ制御手段２０、遅延検出手段３０、クロック制御手段４０およびクロック出力手段５０を備える。
【００２０】
バッファ制御手段２０は、クロック出力手段５０から受信したクロックに同期させてバッファ６０からパケットを出力させる。また、バッファ制御手段２０は、バッファ６０の蓄積量を計測して遅延検出手段３０とクロック制御手段４０とへ出力する。
【００２１】
遅延検出手段３０は、遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出してクロック制御手段４０へ出力する、
クロック制御手段４０は、バッファ制御手段２０から受信したバッファ６０の蓄積量に基づいてクロック制御値を生成してクロック出力手段５０へ出力する。また、クロック制御手段４０は、遅延検出手段３０から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値をクロック出力手段５０へ出力する。
【００２２】
クロック出力手段５０は、クロック制御手段４０から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成し、バッファ制御手段２０へ出力する。
【００２３】
遅延が発生した場合、該遅延量に対応する期間については、所定のクロック制御値に基づいてクロックが生成されることにより、送信端末と受信端末との同期を安定して取ることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るクロック再生装置について説明する。本実施形態に係るクロック再生装置のブロック図の一例を図２に示す。図２において、本実施形態に係るクロック再生装置１００は、バッファ制御部１０１、バッファ蓄積量観測部１０２、遅延変化検出部１０５、周波数制御部１０６および電圧制御発振器１０７を備える。
【００２５】
バッファ制御部１０１は、バッファ１１０を備える。バッファ制御部１０１は、受信したパケット１０４をバッファ１１０に書き込む。また、書き込んだパケット１０４の蓄積量がバッファ１１０の中心値まで到達した場合、電圧制御発振器１０７が生成したクロック１０８に同期させて、バッファ１１０からＴＤＭ信号１０９を出力させる。また、バッファ制御部１０１は、遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合、該遅延変化量に応じてパケット１０４の受信、または、ＴＤＭ信号１０９の出力を停止し、バッファ１１０の蓄積量を中心値に戻す。
【００２６】
バッファ蓄積量観測部１０２は、バッファ１１０に書き込まれたパケット１０４の蓄積量を常時観測し、観測した蓄積量を遅延変化検出部１０５と周波数制御部１０６とへ出力する。さらに、バッファ蓄積量観測部１０２は、蓄積量のアンダーランまたはオーバーランを検出した場合、該アンダーランまたはオーバーランに関する通知を周波数制御部１０６へ出力する。
【００２７】
遅延変化検出部１０５は、バッファ蓄積量観測部１０２から受信した蓄積量から所定期間Tｐ単位に第１の蓄積量平均値を算出し、算出した第１の蓄積量平均値を用いてパケット固定遅延変化を検出する。そして、遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延変化を検出した場合、パケット固定遅延変化通知と遅延変化量を、バッファ制御部１０１および周波数制御部１０６へ出力する。なお、パケット固定遅延の検出方法および遅延変化量の取得方法については、後述する。
【００２８】
周波数制御部１０６は、バッファ蓄積量観測部１０２から受信した蓄積量から所定期間Tａ単位に第２の蓄積量平均値を算出し、電圧制御発振器１０７へ出力する。また、バッファ蓄積量観測部１０２から蓄積量のアンダーランまたはオーバーランに関する通知を受信した場合、アダプティブクロック再生法を適用して、送信端末と受信端末とが同期するように、電圧制御発振器１０７を制御する。また、周波数制御部１０６は、遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合、遅延変化量に応じた期間、第２の蓄積量平均値として第２の中心値を電圧制御発振器１０７へ出力する。
【００２９】
電圧制御発振器１０７は、周波数制御部１０６から受信した第２の蓄積量平均値に基づいてクロック１０８を生成してバッファ制御部１０１へ出力する。第２の蓄積量平均値に基づいて生成されたクロック１０８を用いることにより、受信端末の周波数が所望の周波数に調整され、受信端末と送信端末とが同期する。
【００３０】
次に、パケット固定遅延変化の検出方法および遅延変化量の取得方法について説明する。図３（ａ）にパケット１０４の固定遅延を、図３（ｂ）にバッファ１１０の蓄積量を、図３（ｃ）に遅延変化検出部１０５が算出した第１の蓄積量平均値を示す。
【００３１】
図３(ａ)において、パケット固定遅延がAms減少するパケット１０４を、時刻t1に受信することにより、バッファ１１０の蓄積量が固定遅延Amsに相当するデータ量分、増加する。（図３(ｂ)）。
【００３２】
図３（ｃ）において、遅延変化検出部１０５が時刻t1を含む期間Tp3について算出した第１の蓄積量平均値Ｃ２（時刻t2）はその前の第１の蓄積量平均値Ｃ１（中心値）から増加する。さらに、その次の期間Tp4について算出した第１の蓄積量平均値Ｃ３（時刻t3）は、時刻t2の時の第１の蓄積量平均値Ｃ２からさらに増加する。そして、期間Tp5について算出した第１の蓄積量平均値Ｃ４（時刻t4）は、時刻t3の時の第１の蓄積量平均値Ｃ３と一致する。
【００３３】
遅延変化検出部１０５は、第１の蓄積量平均値が変化した後で安定した時、パケット固定遅延が変動したと判定する。すなわち、遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延が変動してから３期間（期間Tp×3）以内に、パケット固定遅延の変動を検出することができる。そして、パケット固定遅延の変動を検出した場合、遅延変化検出部１０５は、安定後の第１の蓄積量平均値Ｃ４（時刻t4）と変化前の第１の蓄積量平均値Ｃ１（中心値）との差分を算出し、遅延変化量とする。ここで、遅延変化量は固定遅延Amsに相当するデータ量を有する。
【００３４】
次に、本実施形態に係るクロック再生装置１００の動作について説明する。図４(ａ)にパケット１０４の固定遅延を、図４(ｂ)にバッファ１１０の蓄積量を、図４(ｃ)に遅延変化検出部１０５が算出した第１の蓄積量平均値を、図４(ｄ)に周波数制御部１０６が算出した第２の蓄積量平均値を、図４(ｅ)に出力周波数を示す。なお、図４において、時刻tおよび期間Tpの番号は、図３と同じ番号を付した。また、本実施形態では、クロック再生装置１００の遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延変化を検出した場合、遅延変化量に応じた期間について第１の蓄積量平均値の算出を停止し、第１の蓄積量平均値として第１の中心値を設定する。また、周波数制御部１０６は、遅延変化量を受信した場合、遅延変化量に応じた期間について第２の蓄積量平均値の算出を停止し、第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定する。パケット固定遅延が変化した時、遅延変化量に応じた期間について第１の蓄積量平均値と第２の蓄積量平均値の算出を停止することにより、不要な処理を軽減することができる。
【００３５】
図４(ａ)において、パケット固定遅延がAms減少するパケット１０４を、時刻t1に受信する。図４（ｂ）において、時刻t1の時、蓄積量が中心値から固定遅延Amsに相当するデータ量分、増加する。さらに、時刻t4の時、バッファ制御部１０１は遅延変化検出部１０５から固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信し、遅延変化量と対応する期間、すなわち、固定遅延Amsと一致する期間、ＴＤＭ信号１０９を出力したままパケット１０４の受信を停止する。この結果、時刻t4から遅延変化量と対応する期間（固定遅延Ams）が経過した時（時刻t6）、蓄積量が固定遅延Amsに相当するデータ量分減少し、中心値に戻る。
【００３６】
図４（ｃ）において、遅延変化検出部１０５は、期間Tｐ単位に第１の蓄積量平均値を算出している。そして、遅延変化検出部１０５は、パケット固定遅延が変動した時刻t1を含む期間Tp3を含めて３期間が経過した時（時刻t4）、図３で説明した方法によりパケット固定遅延が変化したことを検出し、パケット固定遅延変化通知と遅延変化量とをバッファ制御部１０１および周波数制御部１０６へ通知する。さらに、本実施形態において、遅延変化検出部１０５は、算出した遅延変化量と対応する期間、すなわち、固定遅延Amsと一致する期間が経過するまでの期間（期間Tp6〜期間Tp8）について、第１の蓄積量平均値の算出を停止し、第１の蓄積量平均値として第１の中心値を設定する。そして、遅延変化検出部１０５は、固定遅延Amsと一致する期間経過後の期間Tｐ9から、第１の蓄積量平均値の算出を再開する。
【００３７】
さらに、図４（ｄ）において、周波数制御部１０６は、期間Ta単位に第２の蓄積量平均値を算出している。そして、周波数制御部１０６は、時刻t4においてパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合、遅延変化量と対応する期間（固定遅延Ams）を含む期間（期間Ta2、Ta3）について、第２の蓄積量平均値の算出を停止し、第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定する。そして、周波数制御部１０６は、固定遅延Amsと一致する期間経過後の期間Ta4から、第２の蓄積量平均値の算出を再開する。
【００３８】
ここで、周波数制御部１０６がパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した時に第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定するのは、時刻t6においてバッファ蓄積量が中心値へ戻っても、第２の蓄積量平均値が第２の中心値に戻らない場合があるからである。この場合、周波数制御部１０６が時刻t7からアダプティブクロック再生法による制御を再開した時に、バッファ蓄積量の中心値から増加したバッファ蓄積量の平均値に従った制御がなされ、その結果、不正な周波数の調整が行われてしまう。従って、本実施形態では、周波数制御部１０６は遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延の変化の通知を受信したときに第２の蓄積量平均値として第２の中心値を設定する。
【００３９】
さらに、図４（ｅ）において、時刻t5、t7の時に、周波数制御部１０６から電圧制御発振器１０７へ第２の蓄積量平均値として第２の中心値が出力されることにより、電圧制御発振器１０７は、第２の中心値に基づいて受信端末の周波数を調整する。さらに、周波数制御部１０６が期間Ta4から第２の蓄積量平均値の算出を再開することにより、時刻t8からアダプティブクロック再生法に基づく調整が再開される。
【００４０】
上記のように、本実施形態において、パケット固定遅延の検知（時刻t4）後、固定遅延Amsと一致する期間が経過（時刻t6）するまでの期間（期間Ta2、Ta3）は、第２の蓄積量平均値が第２の中心値に設定されていることから、不要な周波数の調整が行われることが抑制される。なお、期間Ta4以降は、アダプティブクロック再生法に基づく調整が再開されるが、パケット固定遅延に関する遅延変化量が解消されていることから、アダプティブクロック再生法が適切に適用される。
【００４１】
さらに、本実施形態において、パケット固定遅延は、第１の蓄積量平均値の算出期間である期間Tpの３期間以内に検出される。従って、第２の蓄積量平均値の算出期間である期間Taを、第１の蓄積量平均値の算出期間である期間Tpの３期間よりも長く設定することにより、パケット固定遅延の変動（時刻t1）からパケット固定遅延の検知（時刻t4）までの間に不要な周波数の調整が行われることを抑制することができる。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、パケット固定遅延がAms減少するパケット１０４を受信した場合について説明したが、パケット固定遅延が増加するパケットを受信した場合は以下のように処理される。すなわち、パケット固定遅延がA’ms増加するパケットを受信した場合、蓄積量が中心値から固定遅延A’msに相当するデータ量分、減少する。そして、バッファ制御部１０１は、遅延変化検出部１０５からパケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した時、パケットを受信したままＴＤＭ信号の出力を停止する。この結果、バッファ１１０内のパケットは増加し、蓄積量が増加してパケット固定遅延の変化前の蓄積量へ戻る。また、固定遅延A‘msと一致する期間が経過するまでの期間は第２の蓄積量平均値が第２の中心値に設定され、その後、アダプティブクロック再生法に基づく調整が再開されることにより、不要な周波数の調整が行われることを抑制される。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係るクロック再生装置１００は、パケット固定遅延の変動による影響がある期間について、受信端末の周波数を調整するための第２の蓄積量平均値を第２の中心値に設定することにより、周波数は所定の設定値に固定される。従って、パケット固定遅延が変動した場合でも、安定して送信端末と受信端末との同期を取ることができる。さらに、本実施形態に係るクロック再生装置１００は、周波数の調整の基準となる期間Taをパケット固定遅延の検出の基準となる期間Tpの３期間よりも長く設定することにより、パケット固定遅延の変動による影響を適切に除くことができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。第２の実施形態では、バッファ１１０の蓄積量を観測することにより、パケット固定遅延の変動を検出した。これに対して、本実施形態では、受信する各パケット２０４の到達時間を観測することにより、パケット固定遅延の変動を検出する。
【００４５】
本実施形態に係るクロック再生装置のブロック図の一例を図５に示す。図５において、本実施形態に係るクロック再生装置２００は、バッファ制御部２０１、バッファ蓄積量観測部２０２、パケット到達時間観測部２０３、遅延変化検出部２０５、周波数制御部２０６および電圧制御発振器２０７を備える。
【００４６】
本実施形態に係るクロック再生装置２００は、図２に示した第２の実施形態に係るクロック再生装置１００にパケット到達時間観測部２０３を追加したものである。本実施形態に係るバッファ制御部２０１、バッファ蓄積量観測部２０２、周波数制御部２０６および電圧制御発振器２０７の動作は、第２の実施形態のバッファ制御部１０１、バッファ蓄積量観測部１０２、周波数制御部１０６および電圧制御発振器１０７とほぼ同様である。すなわち、バッファ蓄積量観測部２０２は、バッファ２１０のパケット２０４の蓄積量を観測して周波数制御部２０６へ出力する。周波数制御部２０６は、受信した蓄積量から所定の期間Tａ単位に蓄積量平均値を算出して電圧制御発振器２０７へ出力する。電圧制御発振器２０７は、受信した蓄積量平均値に基づいてクロック２０８を生成し、バッファ制御部２０１へ出力する。バッファ制御部２０１は受信したクロック２０８に同期させて、バッファ２１０からＴＤＭ信号２０９を出力する。蓄積量平均値に基づいて生成したクロック２０８を用いることにより、受信端末が送信端末に同期する。
【００４７】
ここで、本実施形態において、パケット到達時間観測部２０３は、受信する各パケット２０４の到達時間を常時観測し、観測した到達時間を遅延変化検出部２０５へ出力する。
【００４８】
遅延変化検出部２０５は、パケット到達時間観測部２０３から受信した到達時間を用いて、所定の期間Tq単位に、ある時点におけるパケット到達時間とある時点の所定時間前のパケット到達時間との差分を算出する。そして、算出した差分が大きく変化した場合、パケット固定遅延が変動したと判断する。そして、パケット固定遅延変化通知と、遅延変化量として到達時間の差分とを、バッファ制御部２０１および周波数制御部２０６へ出力する。
【００４９】
なお、パケット固定遅延変化通知と遅延変化量とを受信した場合のバッファ制御部２０１と周波数制御部２０６の動作は、第２の実施形態で説明したバッファ制御部１０１と周波数制御部１０６の動作と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００５０】
本実施形態において、蓄積量平均値の算出する間隔である期間Taを、パケット到達時間の差分を算出する間隔である期間Tqの３期間分より長くすることにより、パケット固定遅延の変動による影響を適切に除くことができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、受信する各パケット２０４の到達時間からパケット固定遅延を検出する。この場合、バッファ蓄積量に関する処理（アダプティブクロック再生法に関する処理）と、パケット固定遅延の検出処理とを分けることができ、バッファ蓄積量に関する処理が煩雑になることを避けることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０ クロック再生装置
２０ バッファ制御手段
３０ 遅延検出手段
４０ クロック制御手段
５０ クロック出力手段
６０ バッファ
１００、２００ クロック再生装置
１０１、２０１ バッファ制御部
１０２、２０２ バッファ蓄積量観測部
２０３ パケット到達時間観測部
１０４、２０４ パケット
１０５、２０５ 遅延変化検出部
１０６、２０６ 周波数制御部
１０７、２０７ 電圧制御発振器
１０８、２０８ クロック
１０９、２０９ ＴＤＭ信号
１１０、２１０ バッファ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック出力手段から受信したクロックに同期させてバッファからパケットを出力させると共に、前記バッファの蓄積量を計測して出力するバッファ制御手段と、
遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力する遅延検出手段と、
前記バッファ制御手段から受信した蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力すると共に、前記遅延検出手段から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値を出力するクロック制御手段と、
前記クロック制御手段から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力するクロック出力手段と、
を備えるクロック再生装置。
【請求項２】
前記遅延検出手段は、第１の期間ごとに、遅延の有無を判定し、
前記クロック制御手段は、前記第１の期間よりも長い第２の期間ごとに、前記クロック制御値を生成する、
請求項１記載のクロック再生装置。
【請求項３】
前記遅延検出手段は、前記バッファ制御手段から受信した蓄積量について第１の期間ごとに平均値を算出し、該算出した蓄積量の平均値が変化した後で一定になった場合、遅延が発生したと判定する、
請求項２記載のクロック再生装置。
【請求項４】
受信するパケットの到達時間を計測するパケット到達時間計測手段を備え、
前記遅延検出手段は、第１の期間ごとにパケットの到達時間の変化の有無を判定し、パケットの到達時間が変化した場合、遅延が発生したと判定する、
請求項２記載のクロック再生装置。
【請求項５】
前記クロック制御値は、前記第２の期間内の前記遅延量の平均値である、請求項２乃至４のいずれか１項記載のクロック再生装置。
【請求項６】
前記バッファ制御手段は、パケットを受信してバッファに書き込むと共に、前記遅延検出手段から遅延量を受信した場合、該遅延量に応じた期間、パケットの受信またはパケットの出力を停止する、
請求項１乃至５のいずれか１項記載のクロック再生装置。
【請求項７】
前記バッファ制御手段は、前記蓄積量のアンダーランまたはオーバーランを検出した場合、該アンダーランまたはオーバーランに関する通知を出力し、
前記クロック制御手段は、前記バッファ制御手段からアンダーランまたはオーバーランに関する通知を受信した場合、前記アンダーランまたはオーバーランを解消するクロック制御値を生成して出力する、
請求項１乃至６のいずれか１項記載のクロック再生装置。
【請求項８】
バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力し、
遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する、
クロック再生方法。
【請求項９】
クロックに同期させてバッファからパケットを出力する装置のコンピュータが実行可能な制御プログラムであって、
前記バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、
遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、
を前記装置のコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【請求項１】
クロック出力手段から受信したクロックに同期させてバッファからパケットを出力させると共に、前記バッファの蓄積量を計測して出力するバッファ制御手段と、
遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力する遅延検出手段と、
前記バッファ制御手段から受信した蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力すると共に、前記遅延検出手段から遅延量を受信した場合、該遅延量に対応する期間、所定のクロック制御値を出力するクロック制御手段と、
前記クロック制御手段から受信したクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力するクロック出力手段と、
を備えるクロック再生装置。
【請求項２】
前記遅延検出手段は、第１の期間ごとに、遅延の有無を判定し、
前記クロック制御手段は、前記第１の期間よりも長い第２の期間ごとに、前記クロック制御値を生成する、
請求項１記載のクロック再生装置。
【請求項３】
前記遅延検出手段は、前記バッファ制御手段から受信した蓄積量について第１の期間ごとに平均値を算出し、該算出した蓄積量の平均値が変化した後で一定になった場合、遅延が発生したと判定する、
請求項２記載のクロック再生装置。
【請求項４】
受信するパケットの到達時間を計測するパケット到達時間計測手段を備え、
前記遅延検出手段は、第１の期間ごとにパケットの到達時間の変化の有無を判定し、パケットの到達時間が変化した場合、遅延が発生したと判定する、
請求項２記載のクロック再生装置。
【請求項５】
前記クロック制御値は、前記第２の期間内の前記遅延量の平均値である、請求項２乃至４のいずれか１項記載のクロック再生装置。
【請求項６】
前記バッファ制御手段は、パケットを受信してバッファに書き込むと共に、前記遅延検出手段から遅延量を受信した場合、該遅延量に応じた期間、パケットの受信またはパケットの出力を停止する、
請求項１乃至５のいずれか１項記載のクロック再生装置。
【請求項７】
前記バッファ制御手段は、前記蓄積量のアンダーランまたはオーバーランを検出した場合、該アンダーランまたはオーバーランに関する通知を出力し、
前記クロック制御手段は、前記バッファ制御手段からアンダーランまたはオーバーランに関する通知を受信した場合、前記アンダーランまたはオーバーランを解消するクロック制御値を生成して出力する、
請求項１乃至６のいずれか１項記載のクロック再生装置。
【請求項８】
バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力し、
遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する、
クロック再生方法。
【請求項９】
クロックに同期させてバッファからパケットを出力する装置のコンピュータが実行可能な制御プログラムであって、
前記バッファの蓄積量を計測して出力し、該出力された蓄積量に基づいてクロック制御値を生成して出力し、該出力されたクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、
遅延の有無を監視し、遅延を検出した場合、遅延量を算出して出力し、該出力された遅延量に対応する期間は所定のクロック制御値を出力し、該所定のクロック制御値に基づいてクロックを生成して出力し、該出力されたクロックに同期させてバッファからパケットを出力する機能と、
を前記装置のコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−５４８４７（Ｐ２０１２−５４８４７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７３４６（Ｐ２０１０−１９７３４６）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００１９７３６６）ＮＥＣアクセステクニカ株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００１９７３６６）ＮＥＣアクセステクニカ株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]