クロック同期方法及び通信システム
【課題】
マスター装置からスレーブ装置にクロックパケットを含むパケットが送信される場合にそのクロックパケットにより良好なクロック同期を実現することができるクロック同期方法及び通信システムを提供する。
【解決手段】
マスター装置においてマスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成し、ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成し、クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信し、スレーブ装置において前記送信ステップによって送信された前記パケットを受信し、各種パケットのうちクロックパケットが受信される毎にクロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成し、位相一致クロックをｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する。
マスター装置からスレーブ装置にクロックパケットを含むパケットが送信される場合にそのクロックパケットにより良好なクロック同期を実現することができるクロック同期方法及び通信システムを提供する。
【解決手段】
マスター装置においてマスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成し、ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成し、クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信し、スレーブ装置において前記送信ステップによって送信された前記パケットを受信し、各種パケットのうちクロックパケットが受信される毎にクロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成し、位相一致クロックをｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、そのパケットを受信してマスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システム及びそのマスター装置とスレーブ装置との間におけるクロック同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システムにおいては、遠隔加入者収容装置のクロック同期は、局舎内電話交換装置（以降、局舎内装置）と遠隔加入者収容装置との間をＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy)インタフェースで接続し、遠隔加入者収容装置においてＳＤＨインタフェースからクロックを抽出することにより、クロック同期が実現されていた。なお、局舎内装置には網同期網から同期クロックが供給される。
【０００３】
従来の通信システムにおいては、遠隔加入者収容装置と局舎内装置との間の通信はＳＤＨインタフェースを用いたものであり、図１に示すようにＳＤＨフレームが連続伝送されるため、ビット位相同期技術と呼ばれるクロック同期方法を用いることにより、図２に示すように受信したＳＤＨフレームからクロックを抽出することは容易であった（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、遠隔加入者収容装置をＩＰ（Internet Protocol）化した場合には、遠隔加入者収容装置と局舎内装置との間の通信がＩＰインタフェースによるものとなり、図３に示すようにパケットが非同期伝送されるために、ＳＤＨインタフェースで採用している同期フレーム連続伝送によるクロック抽出及びクロック同期を用いることが不可能となる。
【０００５】
ＩＰ網上のクロック同期実現の一般的な方法としては、ＩＰ網上にクロック情報を埋め込んだパケットデータ（以降、クロックパケット）を伝送することで、クロック同期を実現する方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３１７７３２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＩＰ網上にはクロックパケット以外のパケットも伝送されており、パケット送信が重なった場合に、送信キューでの待ち時間が発生する。例えば、１５００バイトのデータパケット送出中にクロックパケットを送信する場合には、１００Ｍｂｐｓで１２０μsecの待ち時間が生じる。これを一般的に「ＩＰ網の揺らぎ」と呼ぶ。このＩＰ網の揺らぎが発生した状態で、クロックパケットによるクロック同期を行うと、図４に示すように、クロックパケットの伝送周期が一定にならず、遠隔加入者収容装置においてクロックパケットの到着時間と本当のクロック情報との間にずれが生じる。これにより、図５に示すように遠隔加入者収容装置のクロック再生においてクロック周波数精度やジッタ・ワンダが悪化し、適切なクロック同期が実現できない。このことは、局舎内装置と遠隔加入者収容装置とを備えた通信システムの場合に限らず、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、そのパケットを受信してマスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいても同様である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、マスター装置からスレーブ装置にクロックパケットを含むパケットが送信される場合にそのクロックパケットにより良好なクロック同期を実現することができるクロック同期方法及び通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のクロック同期方法は、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置との間におけるクロック同期方法であって、前記マスター装置において前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成ステップと、前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成ステップと、前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信ステップと、前記スレーブ装置において前記送信ステップによって送信された前記パケットを受信する受信ステップと、前記受信ステップで前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成ステップと、前記位相一致クロックをｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明の通信システムは、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システムであって、前記マスター装置は、前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成手段と、前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成手段と、前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信手段と、を備え、前記スレーブ装置は、前記送信手段によって送信された前記パケットを受信する受信手段と、前記受信手段で前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成手段と、前記位相一致をｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のクロック同期方法及び本発明の通信システムによれば、マスター装置から送信されたクロックパケットの伝送遅れに起因するスレーブ装置の動作クロックの位相ずれを補償することができるので、スレーブ装置の動作クロックの同期周波数精度の悪化、及びジッタ・ワンダ成分の悪化を防止することができ、ＩＰ網通信のようなパケットを用いるマスター装置とスレーブ装置との間の通信において良好なクロック同期を実現することができる。これにより、スレーブ装置を正常動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＳＤＨフレーム伝送を示す図である。
【図２】ＳＤＨフレームから生成した再生クロック波形を示す図である。
【図３】ＩＰパケット伝送を示す図である。
【図４】ＩＰパケット伝送のクロックパケットを示す図である。
【図５】クロックパケットから生成した再生クロック波形を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例として通信システムを示すブロック図である。
【図７】図６のシステム中のｍ逓倍部の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のｍ逓倍部の動作を示す波形図である。
【図９】図６のシステム中のパケットサンプリング部の動作を示す図である。
【図１０】リファレンスクロックの選択動作を示す波形図である。
【図１１】本発明の第２の実施例として通信システムを示すブロック図である。
【図１２】図１１のシステム中の位相制御型ＶＣＯのｎ相サンプリングクロックの生成部を示す回路図である。
【図１３】位相選択クロックの位相シフト動作を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図６は第１の実施例として本発明のクロック同期方法が適用された通信システムを示している。
【００１５】
この通信システムは、ＩＰ網で互いに接続された遠隔加入者収容装置１０と局舎内装置３０とを備えている。局舎内装置３０はマスター装置であり、電話通信サービス事業者が保有する局舎に設置される。また、遠隔加入者収容装置１０は、スレーブ装置であり、局舎内に設置されるのではなく、局舎から離れた遠隔地に設置される。局舎内装置３０には、電話網７０、専用線網８０、網同期網６０の各ネットワークが接続される。
【００１６】
局舎内装置３０は、クロック同期部３１、クロックパケット生成部３５、送信キュー部３６、電話パケット生成部３８、専用線パケット生成部３９及びクロックｍ逓倍部４０を備えている。
【００１７】
クロック同期部３１は、網同期網６０から出力されるクロック信号６１を入力し、そのクロック信号６１に応じてマスタークロックである局舎内装置クロック３２を生成し、それを局舎内装置３０内の電話パケット生成部３８、専用線パケット生成部３９及びクロックｍ逓倍部４０を含む各ブロックへ供給する。
【００１８】
クロックｍ逓倍４０は局舎内装置クロック３２をｍ逓倍してｍ逓倍クロック９５を生成し、クロックパケット生成部３５及び送信キュー部３６へ供給する。クロックパケット生成部３５はｍ逓倍クロック９５に同期してクロックパケット１を生成し、そのクロックパケット１は送信キュー３６に供給する。クロックパケット１はｍ逓倍クロック９５の立ち上がりに応じて生成される。
【００１９】
電話網７０からの電話データ７１は電話パケット生成部３８に入力され、電話パケット生成部３８は電話データ７１に応じて電話パケット２を生成して送信キュー部３６に出力する。専用線網８０からの専用線データ８１は専用線パケット生成部３９に入力され、専用線パケット生成部３９は専用線データ８１に応じて専用線パケット３を生成して送信キュー部３６に出力する。よって、送信キュー部３６にはクロックパケット１だけではなく、電話パケット２や専用線パケット３も含まれる。
【００２０】
遠隔加入者収容装置１０は、受信バッファ１１、パケット振分部１２、ＰＬＬ部４１、セレクタ４２、パケットサンプリング部４３、クロック選択部４４及びｍ分周部４５を備えている。
【００２１】
受信バッファ１１は局舎内装置３０から送信されたパケット（クロックパケット１，電話パケット２，専用線パケット３）をＩＰ網を介して受信する。受信バッファ１１で受信されたパケットはパケット振分部１２に供給される。パケット振分部１２は受信パケットをクロックパケット１、電話パケット２、専用線パケット３のいずれか１に振り分ける。クロックパケット１はパケットサンプリング部４３に供給される。
【００２２】
ＰＬＬ部４１はリファレンスクロック４６を入力して１／ｎ周期だけ互いに位相が異なるｎ相リファレンスクロック９１を互いに異なる端子から生成する。ｎ相リファレンスクロック９１はセレクタ４２及びパケットサンプリング部４３へ入力される。リファレンスクロック４６はｍ逓倍クロック９５と同じ周波数である。なお、ｎ相リファレンスクロック９１の生成には複数の遅延回路を直列接続しても良い。
【００２３】
パケットサンプリング部４３はクロックパケット１及びｎ相リファレンスクロック９１に応じてサンプリング情報９２を生成し、そのサンプリング情報９２をクロック選択部４４に供給する。クロック選択部４４はサンプリング情報９２に応じてセレクタ制御信号９３を生成する。セレクタ制御信号９３はセレクタ４２に供給される。セレクタ４２はセレクタ制御信号９３に応じてｎ相リファレンスクロック９１のうちの１のリファレンスクロックを選択し、それを選択リファレンスクロック９４としてｍ分周部４５に出力する。ｍ分周部４５は選択リファレンスクロック９４をｍ分周して遠隔加入者収容装置クロック１３を生成する。その遠隔加入者収容装置クロック１３を遠隔加入者収容装置１０内の図示していないブロックに供給される。
【００２４】
クロックｍ逓倍部４０はＰＬＬ回路から構成され、図７に示すように、位相比較器１０１、ループフィルタ１０２、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）１０３及びｍカウント分周器１０４からなる。位相比較器１０１は入力される局舎内装置クロック３２とｍカウント分周器１０４の出力クロックとの位相差に応じた電圧を発生する。ループフィルタ１０２は位相比較器１０１の出力に接続され、位相補償を行うフィルタであり、例えば、ローパスフィルタからなる。ＶＣＯ１０３はループフィルタ１０２の出力電圧に応じた周波数でクロックを発生する。ｍカウント分周器１０４はＶＣＯ１０３の出力クロックをｍ分周して位相比較器１０１に供給する。ＶＣＯ１０３の出力クロックがクロックｍ逓倍部４０の出力クロックであり、局舎内装置クロック３２に対してｍ逓倍されたクロック９５である。
【００２５】
局舎内装置クロック３２が例えば、図８(a)に示す如きパルス波形であるとすると、ｍが２の場合には局舎内装置クロック３２に対して２逓倍（周波数２倍）され、クロックｍ逓倍部４０の出力クロック９５としては図８(b)に示す如きパルス波形のクロックが得られる。また、ｍが４の場合には局舎内装置クロック３２に対して４逓倍（周波数４倍）され、クロックｍ逓倍部４０の出力クロック９５としては図８(c)に示す如きパルス波形のクロックが得られる。
【００２６】
なお、図６には図示していないが、局舎内装置３０には送信キュー部３６に保持されたパケットを保持順に上記のインターネットの回線網に送信する送信手段が備えられ、遠隔加入者収容装置１０にはそのインターネットの回線網を介してパケットを受信してそれを受信バッファ１１に供給する受信手段が備えられている。
【００２７】
次に、かかる構成の通信システムの動作について説明する。
【００２８】
クロック同期部３１から出力される局舎内装置クロック３２がクロックｍ逓倍部４０によってｍ逓倍、すなわちクロック周波数がｍ倍化されてｍ逓倍クロック９５となる。ｍ逓倍クロック９５の立ち上がりに応じてクロックパケット生成部３５はクロックパケット１を生成する。
【００２９】
クロックパケット１、電話パケット２及び専用線パケット３各々は送信キュー部３６を経由して、遠隔加入者収容装置１０へ送信される。
【００３０】
遠隔加入者収容装置１０では、局舎内装置３０から送信されたクロックパケット１、電話パケット２及び専用線パケット３各々は受信バッファ１１を介してパケット振分部１２に供給され、パケット振分部１２において振分けられて個別に出力される。クロックパケット１はパケットサンプリング部４３に供給される。
【００３１】
パケットサンプリング部４３ではｎ相リファレンスクロック９１を用いてクロックパケット１をサンプリングし、その結果をサンプリング情報９２として出力する。クロックパケット１は受信される毎に０，１が反転するデータ（クロックパケットデータ）として用いられる。
【００３２】
ｎ＝７、すなわち７相リファレンスクロック９１の場合には、図９に例示するようにクロックパケットデータがサンプリングされる。７相リファレンスクロック９１は１／７周期だけ互いに位相が異なる７つのリファレンスクロックφ１〜φ７からなる。クロックパケットデータの１又は０がリファレンスクロックφ１〜φ７毎にそのクロックの立ち上がりに応じてサンプリングされ、そのサンプリング値が次の立ち上がり直前まで保持される。サンプリング情報９２はリファレンスクロックφ１〜φ７の立ち上がり毎のサンプリング値を表している。サンプリング情報９２を元にクロック選択部４４ではクロックパケットデータの周期で最適位相を決定し、その最適位相の位相変動をｍ平均する。
【００３３】
図９においては、リファレンスクロックφ１の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ７によるサンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ２によるサンプリング値が０である。
【００３４】
リファレンスクロックφ２の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ１によるサンプリング値が１である。
【００３５】
リファレンスクロックφ３の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ２による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が０である。
【００３６】
リファレンスクロックφ４の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が０である。
【００３７】
リファレンスクロックφ５の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が０である。
【００３８】
リファレンスクロックφ６の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ７による保持サンプリング値が０である。
【００３９】
リファレンスクロックφ７の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ１による保持サンプリング値が０である。
【００４０】
リファレンスクロックφ１の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ７による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ２による保持サンプリング値が１である。
【００４１】
リファレンスクロックφ２の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ１による保持サンプリング値が０である。
【００４２】
リファレンスクロックφ３の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ２による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が１である。
【００４３】
リファレンスクロックφ４の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が１である。
【００４４】
リファレンスクロックφ５の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が１である。
【００４５】
リファレンスクロックφ６の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ７による保持サンプリング値が１である。
【００４６】
リファレンスクロックφ７の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ１による保持サンプリング値が１である。
【００４７】
この図９の例の場合には、クロックパケットデータに対してリファレンスクロックφ２の位相が最も遅く、リファレンスクロックφ３の位相が最も早い。これらの２つのリファレンスクロックによる保持サンプリング値が同一値となるので、そのような位相ずれが進み及び遅れ側に大なる２つのリファレンスクロックが検出される。よって、そのリファレンスクロックφ２及びφ３から位相がほぼ同じだけ離れた中間の位相のリファレンスクロックφ６が最適位相と決定される。
【００４８】
クロック選択部４４におけるｍ個分の位相変動平均化としては、ｍ個のリファレンスクロックの最適位相の変動を、アップダウンカウンタを用いて算出し、その算出値をｍで割る方法がある。
【００４９】
例えば、ｍ＝１０の場合、１０個のクロックパケット１に対するリファレンスクロック最適位相変動が「０、０、−１、−１、−２、−３、＋２、０、−３、−３」であるならば、位相変動平均は（−１−１−２−３＋２−３−３）／１０＝−１.１となる。よって、現在より１位相（１／７周期）だけ早いリファレンスクロックを選択することになる。
【００５０】
クロック選択部４４において、１位相だけ早いリファレンスクロックを選択すると判定した場合には、図１０に示すようにリファレンスクロックφ３を選択中であるなら、そのφ３より１位相だけ早いリファレンスクロックφ２を新たに選択するためにセレクタ制御信号９３が生成される。セレクタ制御信号９３に応じてセレクタ４２はリファレンスクロックφ２を選択リファレンスクロック４３として出力する。選択リファレンスクロック４３は１／７周期だけ前に位相がシフトすることになる。図１０に示すように、セレクタ４２の切り替えは、クロックノイズの防止のために、リファレンスクロックがローレベル０にあるタイミングで実行される。
【００５１】
このように第１実施例においては、局舎内装置３０では、マスタークロックである局舎内装置クロック３２をｍ逓倍してｍ逓倍クロック９５を生成してｍ逓倍クロック９５の立ち上がりのタイミングでクロックパケット１を遠隔加入者収容装置１０に送信することが行われ、遠隔加入者収容装置１０ではクロックパケット１の受信毎に０，１が反転するクロックパケットデータをｎ相リファレンスクロック９１各々に同期してサンプリングして最適な位相のリファレンスクロックを選択リファレンスクロック９４として定め、選択リファレンスクロック９４をｍ分周することにより遠隔加入者収容装置クロック１３（再生クロック）が生成されている。よって、クロックパケット１の伝送遅れに起因する再生クロックの位相ずれを補償することができるので、遠隔加入者収容装置クロック１３の同期周波数精度の悪化、及びジッタ・ワンダ成分の悪化を防止することができ、遠隔加入者収容装置１０を正常動作させることができる。
【００５２】
図１１は本発明の第２の実施例として通信システムを示している。この通信システムにおいて図６のシステムと同一部分は同一符号を用いて示している。局舎内装置３０は、図６のシステムのものと同一であり、クロック同期部３１、クロックパケット生成部３５、送信キュー部３６、電話パケット生成部３８、専用線パケット生成部３９及びクロックｍ逓倍部４０を備えている。
【００５３】
遠隔加入者収容装置１０は、受信バッファ１１、パケット振分部１２、ＰＬＬ部４１、セレクタ４２、パケットサンプリング部４３、ｍ分周部４５、制御信号選択部４７、位相制御信号生成部４８及び位相制御型ＶＣＯ４９を備えている。
【００５４】
ＰＬＬ部４１は生成したｎ相リファレンスクロック９１を位相制御信号生成部４８及び位相制御型ＶＣＯ４９各々へ供給する。位相制御信号生成部４８はｎ相リファレンスクロック９１に応じてｎ相位相制御信号９６を生成する。ｎ相位相制御信号９６各々は互いに位相がことなり、ｎ相リファレンスクロック９１各々の４周期分に等しい周期の信号であってｎ相リファレンスクロック９１各々のパルス幅を有する信号である。ｎ相位相制御信号９６はセレクタ４２及び制御信号選択部４７へ供給される。セレクタ４２は制御信号選択部４７からの制御信号９８に応じてｎ相位相制御信号９６のうちからいずれか１の位相制御信号を選択してそれを選択位相制御信号９７として出力する。
【００５５】
制御信号選択部４７はサンプリング情報９２とｎ相位相制御信号９６とに応じてセレクタ制御信号９８を生成する。
【００５６】
位相制御型ＶＣＯ４９は選択位相制御信号９７及びｎ相リファレンスクロック９１のいずれか１に応じてｎ相サンプリングクロック９９と選択位相クロック１００とを生成する。この実施例ではｎ＝７である。
【００５７】
位相制御型ＶＣＯ４９のｎ相サンプリングクロック９９の生成部は図１２に示すように、７つのＮＡＮＤ回路１１１〜１１７からなる。選択位相制御信号９７はＮＡＮＤ回路１１１の一方の入力端に反転入力される。ＮＡＮＤ回路１１１の他方の入力端にｎ相リファレンスクロック９１のいずれか１が入力される。ｎ相サンプリングクロック９９はサンプリングクロックφ１〜φ７からなる。サンプリングクロックφ１〜φ７はｎ相位相制御信号９６の位相制御信号φ１〜φ７に対応しており、パケットサンプリング部４３に供給される。
【００５８】
また、位相制御型ＶＣＯ４９はリファレンスクロック４６と同一の周波数の選択位相クロック１００を生成し、その選択位相クロック１００の位相をセレクタ４２からの選択位相制御信号９７に応じて制御する。
【００５９】
ｍ分周部４５は選択位相クロック１００をｍ分周して遠隔加入者収容装置クロック１３を生成する。その遠隔加入者収容装置クロック１３を遠隔加入者収容装置１０内の図示していないブロックに供給される。
【００６０】
この実施例では選択位相制御信号９７をｎ相サンプリングクロック９９の１／２周期のパルス信号としている。なお、ｎ相サンプリングクロック９９（サンプリングクロックφ１〜φ７）、ｎ相リファレンスクロック９１、及びリファレンスクロック４６各々の周波数は同じである。選択位相クロック１００はサンプリングクロックφ１〜φ７のいずれか１に等しいクロックである。
【００６１】
次に、かかる構成の図１１の通信システムの動作について説明する。
【００６２】
遠隔加入者収容装置１０では、局舎内装置３０から送信されたクロックパケット１、電話パケット２及び専用線パケット３各々は受信バッファ１１を介してパケット振分部１２に供給され、パケット振分部１２において振分けられて個別に出力される。クロックパケット１はパケットサンプリング部４３に供給される。
【００６３】
パケットサンプリング部４３ではｎ相サンプリングクロック９９を用いてクロックパケット１をサンプリングし、その結果をサンプリング情報９２として出力する。クロックパケット１は受信される毎に０，１が反転するデータ（クロックパケットデータ）として用いられる。パケットサンプリング部４３の動作は、リファレンスクロックφ１〜φ７に代えてサンプリングクロックφ１〜φ７が入力されるが、第１の実施例の場合と同様である。
【００６４】
クロックパケットデータの１又は０がサンプリングクロックφ１〜φ７毎にそのクロックの立ち上がりに応じてサンプリングされ、そのサンプリング値が次の立ち上がり直前まで保持される。サンプリング情報９２はサンプリングクロックφ１〜φ７の立ち上がり毎のサンプリング値を表している。サンプリング情報９２を元に制御信号選択部４７ではクロックパケットデータの周期で最適位相を決定し、その最適位相に対応したｎ相位相制御信号のうちの１位相制御信号を示すセレクタ制御信号９８がセレクタ４２に供給される。最適位相の決定方法は第１の実施例の場合と同様である。
【００６５】
セレクタ制御信号９８に応じてセレクタ４２ではｎ相位相制御信号９６のうちの１位相制御信号が選択位相制御信号９７として位相制御型ＶＣＯ４９に供給される。位相制御型ＶＣＯ４９では図１３に示すように、選択位相制御信号９７のパルスの立ち上がりと等しい立ち上がりで選択位相クロック１００が生成される。
【００６６】
制御信号選択部４７において、１位相だけ早いサンプリングクロックを選択すると判定した場合には、図１３に示すように、セレクタ４２がｎ相位相制御信号９６のうちの位相制御信号φ３を選択中であるなら、そのφ３より１位相だけ早い位相制御信号φ２を新たに選択するためにセレクタ制御信号９８が生成される。セレクタ制御信号９８に応じてセレクタ４２は位相制御信号φ３に代えて位相制御信号φ２を選択位相制御信号９７として出力する。選択位相制御信号９７により位相選択クロック１００は１／７周期だけ前に位相がシフトすることになる。また、図１３に示すように、セレクタ４２の切り替えは、クロックノイズの防止のために、ｎ相位相制御信号９６がローレベル０にあるタイミングで実行される。
【００６７】
このように第２実施例においては、局舎内装置３０では、マスタークロックである局舎内装置クロック３２をｍ逓倍してｍ逓倍クロック９５を生成してｍ逓倍クロック９５の立ち上がりのタイミングでクロックパケット１を遠隔加入者収容装置１０に送信することが行われ、遠隔加入者収容装置１０ではクロックパケット１の受信毎に０，１が反転するクロックパケットデータをｎ相のサンプリングクロック９９各々に同期してサンプリングして最適な位相のサンプリングクロックに対応するｎ相位相制御信号９６のうちのいずれか１の位相制御信号が選択位相制御信号９７として選択され、リファレンスクロックの周波数に等しい位相選択クロック１００の位相が選択位相制御信号９７に応じて制御され、その位相制御された位相選択クロック１００をｍ分周することにより遠隔加入者収容装置クロック１３（再生クロック）が生成されている。よって、クロックパケット１の伝送遅れに起因する再生クロックの位相ずれを補償することができるので、遠隔加入者収容装置クロック１３の同期周波数精度の悪化、及びジッタ・ワンダ成分の悪化を防止することができ、遠隔加入者収容装置１０を正常動作させることができる。また、位相制御信号を切り替えるので、セレクタ４２を簡単な構成にすることができる。
【００６８】
なお、上記した第１及び第２の実施例とも局舎内装置３０と遠隔加入者収容装置１０を１対１で接続しているが、単数の局舎内装置３０に対して複数の遠隔加入者収容装置１０を接続しても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 遠隔加入者収容装置
１１ 受信バッファ
１２ パケット振分部
３０ 局舎内装置
３５ クロックパケット生成部
３６ 送信キュー部
４０ クロックｍ逓倍部
４３ パケットサンプリング部
４５ ｍ分周部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、そのパケットを受信してマスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システム及びそのマスター装置とスレーブ装置との間におけるクロック同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システムにおいては、遠隔加入者収容装置のクロック同期は、局舎内電話交換装置（以降、局舎内装置）と遠隔加入者収容装置との間をＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy)インタフェースで接続し、遠隔加入者収容装置においてＳＤＨインタフェースからクロックを抽出することにより、クロック同期が実現されていた。なお、局舎内装置には網同期網から同期クロックが供給される。
【０００３】
従来の通信システムにおいては、遠隔加入者収容装置と局舎内装置との間の通信はＳＤＨインタフェースを用いたものであり、図１に示すようにＳＤＨフレームが連続伝送されるため、ビット位相同期技術と呼ばれるクロック同期方法を用いることにより、図２に示すように受信したＳＤＨフレームからクロックを抽出することは容易であった（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、遠隔加入者収容装置をＩＰ（Internet Protocol）化した場合には、遠隔加入者収容装置と局舎内装置との間の通信がＩＰインタフェースによるものとなり、図３に示すようにパケットが非同期伝送されるために、ＳＤＨインタフェースで採用している同期フレーム連続伝送によるクロック抽出及びクロック同期を用いることが不可能となる。
【０００５】
ＩＰ網上のクロック同期実現の一般的な方法としては、ＩＰ網上にクロック情報を埋め込んだパケットデータ（以降、クロックパケット）を伝送することで、クロック同期を実現する方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３１７７３２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＩＰ網上にはクロックパケット以外のパケットも伝送されており、パケット送信が重なった場合に、送信キューでの待ち時間が発生する。例えば、１５００バイトのデータパケット送出中にクロックパケットを送信する場合には、１００Ｍｂｐｓで１２０μsecの待ち時間が生じる。これを一般的に「ＩＰ網の揺らぎ」と呼ぶ。このＩＰ網の揺らぎが発生した状態で、クロックパケットによるクロック同期を行うと、図４に示すように、クロックパケットの伝送周期が一定にならず、遠隔加入者収容装置においてクロックパケットの到着時間と本当のクロック情報との間にずれが生じる。これにより、図５に示すように遠隔加入者収容装置のクロック再生においてクロック周波数精度やジッタ・ワンダが悪化し、適切なクロック同期が実現できない。このことは、局舎内装置と遠隔加入者収容装置とを備えた通信システムの場合に限らず、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、そのパケットを受信してマスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいても同様である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、マスター装置からスレーブ装置にクロックパケットを含むパケットが送信される場合にそのクロックパケットにより良好なクロック同期を実現することができるクロック同期方法及び通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のクロック同期方法は、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置との間におけるクロック同期方法であって、前記マスター装置において前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成ステップと、前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成ステップと、前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信ステップと、前記スレーブ装置において前記送信ステップによって送信された前記パケットを受信する受信ステップと、前記受信ステップで前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成ステップと、前記位相一致クロックをｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明の通信システムは、マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システムであって、前記マスター装置は、前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成手段と、前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成手段と、前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信手段と、を備え、前記スレーブ装置は、前記送信手段によって送信された前記パケットを受信する受信手段と、前記受信手段で前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成手段と、前記位相一致をｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のクロック同期方法及び本発明の通信システムによれば、マスター装置から送信されたクロックパケットの伝送遅れに起因するスレーブ装置の動作クロックの位相ずれを補償することができるので、スレーブ装置の動作クロックの同期周波数精度の悪化、及びジッタ・ワンダ成分の悪化を防止することができ、ＩＰ網通信のようなパケットを用いるマスター装置とスレーブ装置との間の通信において良好なクロック同期を実現することができる。これにより、スレーブ装置を正常動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＳＤＨフレーム伝送を示す図である。
【図２】ＳＤＨフレームから生成した再生クロック波形を示す図である。
【図３】ＩＰパケット伝送を示す図である。
【図４】ＩＰパケット伝送のクロックパケットを示す図である。
【図５】クロックパケットから生成した再生クロック波形を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例として通信システムを示すブロック図である。
【図７】図６のシステム中のｍ逓倍部の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のｍ逓倍部の動作を示す波形図である。
【図９】図６のシステム中のパケットサンプリング部の動作を示す図である。
【図１０】リファレンスクロックの選択動作を示す波形図である。
【図１１】本発明の第２の実施例として通信システムを示すブロック図である。
【図１２】図１１のシステム中の位相制御型ＶＣＯのｎ相サンプリングクロックの生成部を示す回路図である。
【図１３】位相選択クロックの位相シフト動作を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図６は第１の実施例として本発明のクロック同期方法が適用された通信システムを示している。
【００１５】
この通信システムは、ＩＰ網で互いに接続された遠隔加入者収容装置１０と局舎内装置３０とを備えている。局舎内装置３０はマスター装置であり、電話通信サービス事業者が保有する局舎に設置される。また、遠隔加入者収容装置１０は、スレーブ装置であり、局舎内に設置されるのではなく、局舎から離れた遠隔地に設置される。局舎内装置３０には、電話網７０、専用線網８０、網同期網６０の各ネットワークが接続される。
【００１６】
局舎内装置３０は、クロック同期部３１、クロックパケット生成部３５、送信キュー部３６、電話パケット生成部３８、専用線パケット生成部３９及びクロックｍ逓倍部４０を備えている。
【００１７】
クロック同期部３１は、網同期網６０から出力されるクロック信号６１を入力し、そのクロック信号６１に応じてマスタークロックである局舎内装置クロック３２を生成し、それを局舎内装置３０内の電話パケット生成部３８、専用線パケット生成部３９及びクロックｍ逓倍部４０を含む各ブロックへ供給する。
【００１８】
クロックｍ逓倍４０は局舎内装置クロック３２をｍ逓倍してｍ逓倍クロック９５を生成し、クロックパケット生成部３５及び送信キュー部３６へ供給する。クロックパケット生成部３５はｍ逓倍クロック９５に同期してクロックパケット１を生成し、そのクロックパケット１は送信キュー３６に供給する。クロックパケット１はｍ逓倍クロック９５の立ち上がりに応じて生成される。
【００１９】
電話網７０からの電話データ７１は電話パケット生成部３８に入力され、電話パケット生成部３８は電話データ７１に応じて電話パケット２を生成して送信キュー部３６に出力する。専用線網８０からの専用線データ８１は専用線パケット生成部３９に入力され、専用線パケット生成部３９は専用線データ８１に応じて専用線パケット３を生成して送信キュー部３６に出力する。よって、送信キュー部３６にはクロックパケット１だけではなく、電話パケット２や専用線パケット３も含まれる。
【００２０】
遠隔加入者収容装置１０は、受信バッファ１１、パケット振分部１２、ＰＬＬ部４１、セレクタ４２、パケットサンプリング部４３、クロック選択部４４及びｍ分周部４５を備えている。
【００２１】
受信バッファ１１は局舎内装置３０から送信されたパケット（クロックパケット１，電話パケット２，専用線パケット３）をＩＰ網を介して受信する。受信バッファ１１で受信されたパケットはパケット振分部１２に供給される。パケット振分部１２は受信パケットをクロックパケット１、電話パケット２、専用線パケット３のいずれか１に振り分ける。クロックパケット１はパケットサンプリング部４３に供給される。
【００２２】
ＰＬＬ部４１はリファレンスクロック４６を入力して１／ｎ周期だけ互いに位相が異なるｎ相リファレンスクロック９１を互いに異なる端子から生成する。ｎ相リファレンスクロック９１はセレクタ４２及びパケットサンプリング部４３へ入力される。リファレンスクロック４６はｍ逓倍クロック９５と同じ周波数である。なお、ｎ相リファレンスクロック９１の生成には複数の遅延回路を直列接続しても良い。
【００２３】
パケットサンプリング部４３はクロックパケット１及びｎ相リファレンスクロック９１に応じてサンプリング情報９２を生成し、そのサンプリング情報９２をクロック選択部４４に供給する。クロック選択部４４はサンプリング情報９２に応じてセレクタ制御信号９３を生成する。セレクタ制御信号９３はセレクタ４２に供給される。セレクタ４２はセレクタ制御信号９３に応じてｎ相リファレンスクロック９１のうちの１のリファレンスクロックを選択し、それを選択リファレンスクロック９４としてｍ分周部４５に出力する。ｍ分周部４５は選択リファレンスクロック９４をｍ分周して遠隔加入者収容装置クロック１３を生成する。その遠隔加入者収容装置クロック１３を遠隔加入者収容装置１０内の図示していないブロックに供給される。
【００２４】
クロックｍ逓倍部４０はＰＬＬ回路から構成され、図７に示すように、位相比較器１０１、ループフィルタ１０２、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）１０３及びｍカウント分周器１０４からなる。位相比較器１０１は入力される局舎内装置クロック３２とｍカウント分周器１０４の出力クロックとの位相差に応じた電圧を発生する。ループフィルタ１０２は位相比較器１０１の出力に接続され、位相補償を行うフィルタであり、例えば、ローパスフィルタからなる。ＶＣＯ１０３はループフィルタ１０２の出力電圧に応じた周波数でクロックを発生する。ｍカウント分周器１０４はＶＣＯ１０３の出力クロックをｍ分周して位相比較器１０１に供給する。ＶＣＯ１０３の出力クロックがクロックｍ逓倍部４０の出力クロックであり、局舎内装置クロック３２に対してｍ逓倍されたクロック９５である。
【００２５】
局舎内装置クロック３２が例えば、図８(a)に示す如きパルス波形であるとすると、ｍが２の場合には局舎内装置クロック３２に対して２逓倍（周波数２倍）され、クロックｍ逓倍部４０の出力クロック９５としては図８(b)に示す如きパルス波形のクロックが得られる。また、ｍが４の場合には局舎内装置クロック３２に対して４逓倍（周波数４倍）され、クロックｍ逓倍部４０の出力クロック９５としては図８(c)に示す如きパルス波形のクロックが得られる。
【００２６】
なお、図６には図示していないが、局舎内装置３０には送信キュー部３６に保持されたパケットを保持順に上記のインターネットの回線網に送信する送信手段が備えられ、遠隔加入者収容装置１０にはそのインターネットの回線網を介してパケットを受信してそれを受信バッファ１１に供給する受信手段が備えられている。
【００２７】
次に、かかる構成の通信システムの動作について説明する。
【００２８】
クロック同期部３１から出力される局舎内装置クロック３２がクロックｍ逓倍部４０によってｍ逓倍、すなわちクロック周波数がｍ倍化されてｍ逓倍クロック９５となる。ｍ逓倍クロック９５の立ち上がりに応じてクロックパケット生成部３５はクロックパケット１を生成する。
【００２９】
クロックパケット１、電話パケット２及び専用線パケット３各々は送信キュー部３６を経由して、遠隔加入者収容装置１０へ送信される。
【００３０】
遠隔加入者収容装置１０では、局舎内装置３０から送信されたクロックパケット１、電話パケット２及び専用線パケット３各々は受信バッファ１１を介してパケット振分部１２に供給され、パケット振分部１２において振分けられて個別に出力される。クロックパケット１はパケットサンプリング部４３に供給される。
【００３１】
パケットサンプリング部４３ではｎ相リファレンスクロック９１を用いてクロックパケット１をサンプリングし、その結果をサンプリング情報９２として出力する。クロックパケット１は受信される毎に０，１が反転するデータ（クロックパケットデータ）として用いられる。
【００３２】
ｎ＝７、すなわち７相リファレンスクロック９１の場合には、図９に例示するようにクロックパケットデータがサンプリングされる。７相リファレンスクロック９１は１／７周期だけ互いに位相が異なる７つのリファレンスクロックφ１〜φ７からなる。クロックパケットデータの１又は０がリファレンスクロックφ１〜φ７毎にそのクロックの立ち上がりに応じてサンプリングされ、そのサンプリング値が次の立ち上がり直前まで保持される。サンプリング情報９２はリファレンスクロックφ１〜φ７の立ち上がり毎のサンプリング値を表している。サンプリング情報９２を元にクロック選択部４４ではクロックパケットデータの周期で最適位相を決定し、その最適位相の位相変動をｍ平均する。
【００３３】
図９においては、リファレンスクロックφ１の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ７によるサンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ２によるサンプリング値が０である。
【００３４】
リファレンスクロックφ２の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ１によるサンプリング値が１である。
【００３５】
リファレンスクロックφ３の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ２による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が０である。
【００３６】
リファレンスクロックφ４の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が０である。
【００３７】
リファレンスクロックφ５の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が０である。
【００３８】
リファレンスクロックφ６の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ７による保持サンプリング値が０である。
【００３９】
リファレンスクロックφ７の立ち上がりによりサンプリング値１を得た時点においてリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ１による保持サンプリング値が０である。
【００４０】
リファレンスクロックφ１の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ７による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ２による保持サンプリング値が１である。
【００４１】
リファレンスクロックφ２の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ１による保持サンプリング値が０である。
【００４２】
リファレンスクロックφ３の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ２による保持サンプリング値が１でかつリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が１である。
【００４３】
リファレンスクロックφ４の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ３による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が１である。
【００４４】
リファレンスクロックφ５の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ４による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が１である。
【００４５】
リファレンスクロックφ６の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ５による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ７による保持サンプリング値が１である。
【００４６】
リファレンスクロックφ７の立ち上がりによりサンプリング値０を得た時点においてリファレンスクロックφ６による保持サンプリング値が０でかつリファレンスクロックφ１による保持サンプリング値が１である。
【００４７】
この図９の例の場合には、クロックパケットデータに対してリファレンスクロックφ２の位相が最も遅く、リファレンスクロックφ３の位相が最も早い。これらの２つのリファレンスクロックによる保持サンプリング値が同一値となるので、そのような位相ずれが進み及び遅れ側に大なる２つのリファレンスクロックが検出される。よって、そのリファレンスクロックφ２及びφ３から位相がほぼ同じだけ離れた中間の位相のリファレンスクロックφ６が最適位相と決定される。
【００４８】
クロック選択部４４におけるｍ個分の位相変動平均化としては、ｍ個のリファレンスクロックの最適位相の変動を、アップダウンカウンタを用いて算出し、その算出値をｍで割る方法がある。
【００４９】
例えば、ｍ＝１０の場合、１０個のクロックパケット１に対するリファレンスクロック最適位相変動が「０、０、−１、−１、−２、−３、＋２、０、−３、−３」であるならば、位相変動平均は（−１−１−２−３＋２−３−３）／１０＝−１.１となる。よって、現在より１位相（１／７周期）だけ早いリファレンスクロックを選択することになる。
【００５０】
クロック選択部４４において、１位相だけ早いリファレンスクロックを選択すると判定した場合には、図１０に示すようにリファレンスクロックφ３を選択中であるなら、そのφ３より１位相だけ早いリファレンスクロックφ２を新たに選択するためにセレクタ制御信号９３が生成される。セレクタ制御信号９３に応じてセレクタ４２はリファレンスクロックφ２を選択リファレンスクロック４３として出力する。選択リファレンスクロック４３は１／７周期だけ前に位相がシフトすることになる。図１０に示すように、セレクタ４２の切り替えは、クロックノイズの防止のために、リファレンスクロックがローレベル０にあるタイミングで実行される。
【００５１】
このように第１実施例においては、局舎内装置３０では、マスタークロックである局舎内装置クロック３２をｍ逓倍してｍ逓倍クロック９５を生成してｍ逓倍クロック９５の立ち上がりのタイミングでクロックパケット１を遠隔加入者収容装置１０に送信することが行われ、遠隔加入者収容装置１０ではクロックパケット１の受信毎に０，１が反転するクロックパケットデータをｎ相リファレンスクロック９１各々に同期してサンプリングして最適な位相のリファレンスクロックを選択リファレンスクロック９４として定め、選択リファレンスクロック９４をｍ分周することにより遠隔加入者収容装置クロック１３（再生クロック）が生成されている。よって、クロックパケット１の伝送遅れに起因する再生クロックの位相ずれを補償することができるので、遠隔加入者収容装置クロック１３の同期周波数精度の悪化、及びジッタ・ワンダ成分の悪化を防止することができ、遠隔加入者収容装置１０を正常動作させることができる。
【００５２】
図１１は本発明の第２の実施例として通信システムを示している。この通信システムにおいて図６のシステムと同一部分は同一符号を用いて示している。局舎内装置３０は、図６のシステムのものと同一であり、クロック同期部３１、クロックパケット生成部３５、送信キュー部３６、電話パケット生成部３８、専用線パケット生成部３９及びクロックｍ逓倍部４０を備えている。
【００５３】
遠隔加入者収容装置１０は、受信バッファ１１、パケット振分部１２、ＰＬＬ部４１、セレクタ４２、パケットサンプリング部４３、ｍ分周部４５、制御信号選択部４７、位相制御信号生成部４８及び位相制御型ＶＣＯ４９を備えている。
【００５４】
ＰＬＬ部４１は生成したｎ相リファレンスクロック９１を位相制御信号生成部４８及び位相制御型ＶＣＯ４９各々へ供給する。位相制御信号生成部４８はｎ相リファレンスクロック９１に応じてｎ相位相制御信号９６を生成する。ｎ相位相制御信号９６各々は互いに位相がことなり、ｎ相リファレンスクロック９１各々の４周期分に等しい周期の信号であってｎ相リファレンスクロック９１各々のパルス幅を有する信号である。ｎ相位相制御信号９６はセレクタ４２及び制御信号選択部４７へ供給される。セレクタ４２は制御信号選択部４７からの制御信号９８に応じてｎ相位相制御信号９６のうちからいずれか１の位相制御信号を選択してそれを選択位相制御信号９７として出力する。
【００５５】
制御信号選択部４７はサンプリング情報９２とｎ相位相制御信号９６とに応じてセレクタ制御信号９８を生成する。
【００５６】
位相制御型ＶＣＯ４９は選択位相制御信号９７及びｎ相リファレンスクロック９１のいずれか１に応じてｎ相サンプリングクロック９９と選択位相クロック１００とを生成する。この実施例ではｎ＝７である。
【００５７】
位相制御型ＶＣＯ４９のｎ相サンプリングクロック９９の生成部は図１２に示すように、７つのＮＡＮＤ回路１１１〜１１７からなる。選択位相制御信号９７はＮＡＮＤ回路１１１の一方の入力端に反転入力される。ＮＡＮＤ回路１１１の他方の入力端にｎ相リファレンスクロック９１のいずれか１が入力される。ｎ相サンプリングクロック９９はサンプリングクロックφ１〜φ７からなる。サンプリングクロックφ１〜φ７はｎ相位相制御信号９６の位相制御信号φ１〜φ７に対応しており、パケットサンプリング部４３に供給される。
【００５８】
また、位相制御型ＶＣＯ４９はリファレンスクロック４６と同一の周波数の選択位相クロック１００を生成し、その選択位相クロック１００の位相をセレクタ４２からの選択位相制御信号９７に応じて制御する。
【００５９】
ｍ分周部４５は選択位相クロック１００をｍ分周して遠隔加入者収容装置クロック１３を生成する。その遠隔加入者収容装置クロック１３を遠隔加入者収容装置１０内の図示していないブロックに供給される。
【００６０】
この実施例では選択位相制御信号９７をｎ相サンプリングクロック９９の１／２周期のパルス信号としている。なお、ｎ相サンプリングクロック９９（サンプリングクロックφ１〜φ７）、ｎ相リファレンスクロック９１、及びリファレンスクロック４６各々の周波数は同じである。選択位相クロック１００はサンプリングクロックφ１〜φ７のいずれか１に等しいクロックである。
【００６１】
次に、かかる構成の図１１の通信システムの動作について説明する。
【００６２】
遠隔加入者収容装置１０では、局舎内装置３０から送信されたクロックパケット１、電話パケット２及び専用線パケット３各々は受信バッファ１１を介してパケット振分部１２に供給され、パケット振分部１２において振分けられて個別に出力される。クロックパケット１はパケットサンプリング部４３に供給される。
【００６３】
パケットサンプリング部４３ではｎ相サンプリングクロック９９を用いてクロックパケット１をサンプリングし、その結果をサンプリング情報９２として出力する。クロックパケット１は受信される毎に０，１が反転するデータ（クロックパケットデータ）として用いられる。パケットサンプリング部４３の動作は、リファレンスクロックφ１〜φ７に代えてサンプリングクロックφ１〜φ７が入力されるが、第１の実施例の場合と同様である。
【００６４】
クロックパケットデータの１又は０がサンプリングクロックφ１〜φ７毎にそのクロックの立ち上がりに応じてサンプリングされ、そのサンプリング値が次の立ち上がり直前まで保持される。サンプリング情報９２はサンプリングクロックφ１〜φ７の立ち上がり毎のサンプリング値を表している。サンプリング情報９２を元に制御信号選択部４７ではクロックパケットデータの周期で最適位相を決定し、その最適位相に対応したｎ相位相制御信号のうちの１位相制御信号を示すセレクタ制御信号９８がセレクタ４２に供給される。最適位相の決定方法は第１の実施例の場合と同様である。
【００６５】
セレクタ制御信号９８に応じてセレクタ４２ではｎ相位相制御信号９６のうちの１位相制御信号が選択位相制御信号９７として位相制御型ＶＣＯ４９に供給される。位相制御型ＶＣＯ４９では図１３に示すように、選択位相制御信号９７のパルスの立ち上がりと等しい立ち上がりで選択位相クロック１００が生成される。
【００６６】
制御信号選択部４７において、１位相だけ早いサンプリングクロックを選択すると判定した場合には、図１３に示すように、セレクタ４２がｎ相位相制御信号９６のうちの位相制御信号φ３を選択中であるなら、そのφ３より１位相だけ早い位相制御信号φ２を新たに選択するためにセレクタ制御信号９８が生成される。セレクタ制御信号９８に応じてセレクタ４２は位相制御信号φ３に代えて位相制御信号φ２を選択位相制御信号９７として出力する。選択位相制御信号９７により位相選択クロック１００は１／７周期だけ前に位相がシフトすることになる。また、図１３に示すように、セレクタ４２の切り替えは、クロックノイズの防止のために、ｎ相位相制御信号９６がローレベル０にあるタイミングで実行される。
【００６７】
このように第２実施例においては、局舎内装置３０では、マスタークロックである局舎内装置クロック３２をｍ逓倍してｍ逓倍クロック９５を生成してｍ逓倍クロック９５の立ち上がりのタイミングでクロックパケット１を遠隔加入者収容装置１０に送信することが行われ、遠隔加入者収容装置１０ではクロックパケット１の受信毎に０，１が反転するクロックパケットデータをｎ相のサンプリングクロック９９各々に同期してサンプリングして最適な位相のサンプリングクロックに対応するｎ相位相制御信号９６のうちのいずれか１の位相制御信号が選択位相制御信号９７として選択され、リファレンスクロックの周波数に等しい位相選択クロック１００の位相が選択位相制御信号９７に応じて制御され、その位相制御された位相選択クロック１００をｍ分周することにより遠隔加入者収容装置クロック１３（再生クロック）が生成されている。よって、クロックパケット１の伝送遅れに起因する再生クロックの位相ずれを補償することができるので、遠隔加入者収容装置クロック１３の同期周波数精度の悪化、及びジッタ・ワンダ成分の悪化を防止することができ、遠隔加入者収容装置１０を正常動作させることができる。また、位相制御信号を切り替えるので、セレクタ４２を簡単な構成にすることができる。
【００６８】
なお、上記した第１及び第２の実施例とも局舎内装置３０と遠隔加入者収容装置１０を１対１で接続しているが、単数の局舎内装置３０に対して複数の遠隔加入者収容装置１０を接続しても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 遠隔加入者収容装置
１１ 受信バッファ
１２ パケット振分部
３０ 局舎内装置
３５ クロックパケット生成部
３６ 送信キュー部
４０ クロックｍ逓倍部
４３ パケットサンプリング部
４５ ｍ分周部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置との間におけるクロック同期方法であって、
前記マスター装置において前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成ステップと、
前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成ステップと、
前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信ステップと、
前記スレーブ装置において前記送信ステップによって送信された前記パケットを受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成ステップと、
前記位相一致クロックをｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成ステップと、を備えることを特徴とするクロック同期方法。
【請求項２】
前記第２クロック生成ステップは、前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しいリファレンスクロックを生成するステップと、
前記リファレンスクロックと周波数が等しく互いに位相が異なるｎ（ｎは２以上の整数）相リファレンスクロックを生成するステップと、
前記ｎ相リファレンスクロックのうちの前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致する１のリファレンスクロックを選択して前記位相一致クロックとするクロック選択ステップと、を有することを特徴とする請求項１記載のクロック同期方法。
【請求項３】
前記クロック選択ステップは、前記クロックパケットの受信タイミングのｍ回分の位相ずれを平均とし、その平均位相ずれに対応した前記１のリファレンスクロックを選択することを特徴とする請求項１記載のクロック同期方法。
【請求項４】
前記第２クロック生成ステップは、前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しいリファレンスクロックを生成するステップと、
前記リファレンスクロックに基づいて周波数が同一で互いに位相が異なるｎ（ｎは２以上の整数）相位相制御信号を生成するステップと、
前記ｎ相位相制御信号のうちの前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致する１の位相制御信号を選択する選択ステップと、
前記リファレンスクロックと同一の周波数で前記１の位相制御信号と位相が一致するクロックを前記位相一致クロックとするステップと、を有することを特徴とする請求項１記載のクロック同期方法。
【請求項５】
マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システムであって、
前記マスター装置は、前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成手段と、
前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成手段と、
前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信手段と、を備え、
前記スレーブ装置は、前記送信手段によって送信された前記パケットを受信する受信手段と、
前記受信手段で前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成手段と、
前記位相一致をｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成手段と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１】
マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置との間におけるクロック同期方法であって、
前記マスター装置において前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成ステップと、
前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成ステップと、
前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信ステップと、
前記スレーブ装置において前記送信ステップによって送信された前記パケットを受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成ステップと、
前記位相一致クロックをｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成ステップと、を備えることを特徴とするクロック同期方法。
【請求項２】
前記第２クロック生成ステップは、前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しいリファレンスクロックを生成するステップと、
前記リファレンスクロックと周波数が等しく互いに位相が異なるｎ（ｎは２以上の整数）相リファレンスクロックを生成するステップと、
前記ｎ相リファレンスクロックのうちの前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致する１のリファレンスクロックを選択して前記位相一致クロックとするクロック選択ステップと、を有することを特徴とする請求項１記載のクロック同期方法。
【請求項３】
前記クロック選択ステップは、前記クロックパケットの受信タイミングのｍ回分の位相ずれを平均とし、その平均位相ずれに対応した前記１のリファレンスクロックを選択することを特徴とする請求項１記載のクロック同期方法。
【請求項４】
前記第２クロック生成ステップは、前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しいリファレンスクロックを生成するステップと、
前記リファレンスクロックに基づいて周波数が同一で互いに位相が異なるｎ（ｎは２以上の整数）相位相制御信号を生成するステップと、
前記ｎ相位相制御信号のうちの前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致する１の位相制御信号を選択する選択ステップと、
前記リファレンスクロックと同一の周波数で前記１の位相制御信号と位相が一致するクロックを前記位相一致クロックとするステップと、を有することを特徴とする請求項１記載のクロック同期方法。
【請求項５】
マスタークロックに応じて動作してパケットを送信するマスター装置と、前記パケットを受信して前記マスタークロックに同期したタイミングで動作するスレーブ装置とを備えた通信システムであって、
前記マスター装置は、前記マスタークロックをｍ（ｍは２以上の整数）逓倍してｍ逓倍クロックを生成する第１クロック生成手段と、
前記ｍ逓倍クロックに同期してクロックパケットを生成するクロックパケット生成手段と、
前記クロックパケットを含む前記パケットを保持順に前記スレーブ装置に送信する送信手段と、を備え、
前記スレーブ装置は、前記送信手段によって送信された前記パケットを受信する受信手段と、
前記受信手段で前記クロックパケットが受信される毎に前記クロックパケットの受信タイミングと位相が一致しかつ前記ｍ逓倍クロックと周波数が等しい位相一致クロックを生成する第２クロック生成手段と、
前記位相一致をｍ分周して前記スレーブ装置の動作クロックを生成する第３クロック生成手段と、を備えることを特徴とする通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２００２７７（Ｐ２０１０−２００２７７Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４６０７９（Ｐ２００９−４６０７９）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（５９３０６５８４４）株式会社沖コムテック (127)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（５９３０６５８４４）株式会社沖コムテック (127)
【Ｆターム（参考）】
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