JPH0865332A - リング型ネットワークのクロック従属同期方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最大クロック従属段数を全ノード数より１少
ない値とし、かつ各ノードでのクロック選択のための情
報量を２ビットと少なく、更に高速の切替処理を可能と
する。 【構成】 主ノードＣＭＮから０系に最優先情報１を送
信し、１系に次の優先情報２を送信し、各従ノードＣＳ
Ｎ１〜ＣＳＮ６では０系からの受信優先情報を０系の下
流に送信し、１系からの受信優先情報を１系の下流に送
信し、両系からの受信優先情報中の優先数の高い方の系
のクロックに従属同期する。障害が発生するとこのＣＳ
Ｎでループバックを行い、かつそのループバック先の系
に最低の優先情報３を送信する。その障害状態の例を図
１Ｂに示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、互いに逆方向に信号
を伝送する０系、１系からなる二重伝送路系で複数ノー
ド装置をリング状に接続したリング型ネットワーク、特
にリング型ＬＡＮにおいて、接続する全てのノード装置
が共通のクロック信号によって動作するためのクロック
従属同期方法に関し、特にノード装置間をより少ない情
報量で情報を授受しながら、最大クロック中継段数を削
減するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】通常リング型ネットワークでは、ネット
ワークの信頼性向上のため、すなわち伝送路障害やノー
ド装置障害の場合でもネットワーク全体がダウンしな
い、つまり機能しなくならないようにするために、その
障害箇所の前後で一方の伝送路系から他方の伝送路系に
折り返すループバック方式を採用する。このため０系、
１系の二重伝送路系からなる二重化リングとするのが一
般的である。すなわち図３Ａに示すように、複数のノー
ド装置ＣＭＮ、ＣＳＮ１〜ＣＳＮ６と、これらのノード
装置間をリング状に接続する光ファイバ等の伝送媒体
で、信号を時計回りに周回させる０系伝送路と反時計回
りに周回させる１系伝送路から構成する。

【０００３】またネットワーク内の全ノード装置が同期
して動作するようにするために、ネットワーク内で一台
のクロック・マスタ・ノード装置ＣＭＮを何らかの方法
で設定・配置する。決定されたＣＭＮは、自ノード装置
内の自走クロック、あるいは外部からのクロック信号を
網同期基準クロックとして、このクロック信号を用いて
０系伝送路、及び１系伝送路に信号を送出する。

【０００４】一方上記ループバックをしていない各クロ
ック・スレーブ・ノード装置ＣＳＮ１〜ＣＳＮ６は、０
系伝送路からの受信信号より抽出したクロックを元に０
系伝送路への信号を送信するとともに、１系伝送路から
の受信信号より抽出したクロックを元に１系伝送路への
信号を送信する。図３Ｂに示すように、ネットワークに
障害が発生し、この例ではＣＭＮとＣＳＮ６との間に障
害が発生した場合は、ＣＳＮ６ではＣＭＮから１系伝送
路を通じる信号を受信しないからループバック元からの
受信信号、すなわち０系伝送路からの受信信号より抽出
したクロックを元にループバック先、すなわち１系伝送
路へ信号を送信してループバックを行う。

【０００５】以上の説明から、ネットワークに接続され
ているノード装置数をＮとすると、ネットワーク障害に
よるループバックが発生していない場合、クロックの中
継段数は（Ｎ−１）である。一方ループバックが発生し
ている場合は、図３Ｂに示すように、ＣＭＮに接続され
ている伝送路に障害が発生したときに中継段数が最大と
なり、（２×（Ｎ−１）−１）である。

【０００６】このような方法に対し、クロックの中継段
数を削減することによって、ジッタの少ない品質の高い
クロックを得る方法として、特願平４−２９８１９９
（特開平６−１２５３５４）「ループ型ＬＡＮにおける
網同期設定方式」が提案されている。この方式は、ルー
プバックしていないＣＳＮは、０系、１系の二重伝送路
のうち、ＣＭＮからこのＣＳＮに至るまでのクロック中
継段数、すなわちノード中継段数が少ない伝送路から受
信する信号からクロックを抽出し、そのクロックを装置
内基準クロックとして用いて０系、１系伝送路へ信号を
送出するものである。

【０００７】以下この方式について、まず図４Ａを用い
てネットワーク障害によるループバックが発生していな
い場合について簡単に説明する。前記説明と同様に、互
いに逆方向に信号を伝送する二重伝送路によって一台の
ＣＭＮと６台のＣＳＮ１〜ＣＳＮ６とをリング状に接続
するネットワークを考える。ＣＭＮは自ノード装置内の
自走クロック、あるいは外部からのクロック信号を網同
期基準クロックとして設定し、そのクロックを用いて、
０系伝送路、及び１系伝送路に信号を送出する。また０
系伝送路、１系伝送路について各ＣＳＮがＣＭＮからの
ノード中継段数を認識するために、ＣＭＮはその初期値
を０として中継段数情報を信号に記載して送信する。

【０００８】一方ループバックしていない各ＣＳＮは、
両伝送路から受信した信号中に記載されている中継段数
に１を加えた情報をそれぞれの伝送路への信号に記載し
て送信する。したがって、０系伝送路では、ＣＳＮ１
は、０に１を加えて、中継段数１の情報をＣＳＮ２に伝
え、これを受信したＣＳＮ２は、１に１を加えて、中継
段数２の情報をＣＳＮ３に伝える。こうした動作が順次
引き継がれて、ＣＳＮ３は中継段数３の情報を、ＣＳＮ
４は中継段数４の情報を、ＣＳＮ５は中継段数５の情報
を、そしてＣＳＮ６は中継段数６の情報を送信する。

【０００９】同様に１系伝送路では、ＣＳＮ６は、０に
１を加えて、中継段数１の情報をＣＳＮ５に伝え、これ
を受信したＣＳＮ５は、１に１を加えて、中継段数２の
情報をＣＳＮ４に伝える。こうした動作が順次引き継が
れて、ＣＳＮ４は中継段数３の情報を、ＣＳＮ３は中継
段数４の情報を、ＣＳＮ２は中継段数５の情報を、そし
てＣＳＮ１は中継段数６の情報を送信する。

【００１０】この中継段数の情報を０系伝送路及び１系
伝送路の両方から受信する各ＣＳＮは、従属同期を行う
系として中継段数の小さい方の系を選択する。ただし、
この値が等しいときは、あらかじめ定められている系、
例えば０系を選択する。したがって、ＣＳＮ１は、０系
伝送路から受信した中継段数０の値と、１系伝送路から
受信した中継段数５の値とを比較し、その値が小さい０
系伝送路を選択して従属同期を行う、つまり０系伝送路
からの信号をＣＳＮ１内基準クロックとする。同様に、
ＣＳＮ２では０系伝送路から中継段数１、１系伝送路か
ら中継段数４を受信し、その小さい方の０系伝送路を選
択する。また０系伝送路から２、１系伝送路から３の中
継段数を受信するＣＳＮ３は、０系伝送路を選択して従
属同期を行う。一方、０系伝送路から中継段数３、１系
伝送路から中継段数２を受信するＣＳＮ４、０系伝送路
から中継段数４、１系伝送路から中継段数１を受信する
ＣＳＮ５、及び０系伝送路から中継段数５、１系伝送路
から中継段数０を受信するＣＳＮ６は、それぞれ１系伝
送路を選択して従属同期を行う。

【００１１】以上の説明より、クロック中継段数は、Ｃ
ＭＮを含むノード数が奇数の場合は最大（（Ｎ−１）／
２）、ＣＭＮを含むノード数が偶数の場合は最大（（Ｎ
−１）／２＋１）となり、前述のクロック中継段数に比
べ、ほぼ半減する。次ぎに図４Ｂを用いてネットワーク
障害によりループバックが発生している場合について、
簡単に説明する。いま、図４Ｂに示すように伝送路の一
部（ＣＭＮとＣＳＮ６の間）に障害が発生した場合につ
いて説明する。この場合、ＣＭＮが１系伝送路から０系
伝送路へ、またＣＳＮ６が０系伝送路から１系伝送路へ
ループバックを行い、論理的リングの再構成が行われ
る。

【００１２】ＣＭＮは自ノード装置内の自走クロック、
あるいは外部からのクロック信号を網同期基準クロック
として設定し、そのクロックを用いて、０系伝送路、及
び１系伝送路に信号を送出する。ただし１系伝送路に送
信される信号は、伝送路障害のため、ＣＳＮ６に到達し
ない。また０系伝送路、１系伝送路について各ＣＳＮが
ＣＭＮからの中継段数を認識するために、ＣＭＮは、中
継段数の初期値を０として中継段数情報を信号に記載し
て送信するが、信号と同様にこの中継段数情報は１系伝
送路を通じてはＣＳＮ６には到達しない。

【００１３】またループバックしている一方のノードで
あるＣＳＮ６は、中継段数情報としてネットワークに接
続されたノード数より大きな値である、例えば１６進数
のＦＦを１系伝送路への信号内に記載して送信する。ル
ープバックしていない各ＣＳＮは、両伝送路から受信し
た信号中に記載されている中継段数に１を加えた情報を
それぞれの伝送路への信号に記載して送信すするが、中
継段数情報としてネットワークに接続されたノード数よ
り大きな値である、例えば１６進数のＦＦ等を受信した
場合、それに１を加算することなしに、そのまま中継段
数を次のノード装置に中継する。

【００１４】０系伝送路では、ＣＳＮ１は、０に１を加
えて、中継段数１の情報をＣＳＮ２に伝え、これを受信
したＣＳＮ２は、１に１を加えて、中継段数２の情報を
ＣＳＮ３に伝える。こうした動作が順次引き継がれて、
ＣＳＮ３は中継段数３の情報を、ＣＳＮ４は中継段数４
の情報を、ＣＳＮ５は中継段数５の情報を、そしてＣＳ
Ｎ６は中継段数６の情報を送信する。ただしＣＳＮ６の
送信した中継段数６は、障害のためＣＭＮへ到達しな
い。

【００１５】一方１系伝送路では、ＣＳＮ６は、中継段
数ＦＦの情報をＣＳＮ５に伝え、これを受信したＣＳＮ
５は、そのまま中継段数ＦＦの情報をＣＳＮ４に伝え
る。こうした動作が順次引き継がれて、ＣＳＮ４、ＣＳ
Ｎ３、ＣＳＮ２、ＣＳＮ１とも中継段数ＦＦの情報を送
信する。各ＣＳＮは、その従属同期を行う系として、前
述した通りに、０系伝送路及び１系伝送路の両方から受
信する中継段数の情報のうち、中継段数の小さい方の系
を選択する。

【００１６】すなわち、ＣＳＮ１、ＣＳＮ２、ＣＳＮ
３、ＣＳＮ４、ＣＳＮ５とも、１系からは中継段数情報
がＦＦの情報を受け、０系からは、各々０、１、２、
３、４、５を受信するので、０系伝送路を選択して従属
同期を行う。ループバックしているＣＳＮ６は、０系伝
送路を選択して従属同期を行う。以上の説明より、伝送
路の一部に障害が発生した場合のクロック中継段数は、
最大Ｎとなる。

【００１７】以上の説明をまとめると、二番目の従来方
式では、最大クロック中継段数はＮとなり、一番目の従
来方式に比べ最大クロック中継段数がほぼ半減でき、ジ
ッタの少ないより高品質のクロックを得ることができる
という特徴を有している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、クロックの従
属する系を選択するために、中継段数情報を信号に記載
して送信するため、ネットワークに接続されるノード数
を表現できるだけの領域が信号中に必要である。このた
め、ネットワークに接続されるノード数が多い場合は、
その情報を転送する領域を確保することが困難になると
いう欠点があった。また各ＣＳＮはその中継段数に１加
算して中継しなければならないため、その加算処理が高
速に行えない場合、従属同期の切替が高速に行えないと
いう欠点があった。

【００１９】この発明は、こうした従来方式の問題点を
解決するためのものであり、ジッタの少ないより高品質
のクロックを得つつ、ネットワークに接続されるノード
数に依存せず少ない情報領域で、短時間のうちに網同期
を回復することができるクロック従属同期方法を提供す
ることを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
互いに逆方向に信号を伝送する０系、１系からなる二重
伝送経路系によって、一台のＣＭＮと複数台のＣＳＮを
リング状に接続し、ＣＭＮは、自ノード装置内の自走ク
ロック、あるいは外部からのクロック信号を網同期基準
クロックとして設定し、そのクロックを用いて、前記二
重伝送路系の双方に信号を送信するリング型ネットワー
クにおいて、ＣＭＮは、クロックの優先順位情報とし
て、いずれか一方の伝送路系に最高優先順位を、他方の
伝送路系に次に高い優先順位をそれぞれ記載して信号を
送信し、各ＣＳＮのうち、一方の伝送路系から他方の伝
送路系へ信号を折り返すループバック状態になっている
ＣＳＮは、折り返している伝送路系側に、クロックの優
先順位情報として、最低優先順位を送信信号内に記載し
て信号を送信し、ループバック状態になっていないＣＳ
Ｎは、０系伝送路と１系伝送路からそれぞれ受信するク
ロックの優先順位情報を、各々そのまま０系伝送路と１
系伝送路の送信信号内に記載して信号を送信し、ループ
バック状態になっているＣＳＮは、折り返し元の伝送路
からの信号より、またループバック状態になっていない
前記クロック・スレーブ・ノード装置は、前記二重伝送
路のうちから、より高いクロック優先順位情報を持つ伝
送路系からの信号より、クロック信号を抽出し、そのク
ロック信号を装置内システムクロックとして用いる。

【００２１】

【作用】このような構成であるため、ネットワークに接
続されているノード数をＮとした場合、リングネットワ
ークに障害が発生していないとき、クロック中継段数は
常時（Ｎ−１）、リングネットワークに障害が発生しル
ープバックしているとき、クロック中継段数は最大（Ｎ
−１）となり、最大クロック中継段数は、前記２番目の
従来方式と同じとなる。

【００２２】

【実施例】以下図面を用いて、この発明の実施例を説明
する。この発明のクロック従属同期方法を実施するクロ
ック・スレーブ・ノード装置ＣＳＮは、従来技術で説明
したＣＳＮと同様に、０系、１系の伝送路から受信した
信号のいずれかを選択し、その選択した信号から抽出し
たクロックに従属するクロックを発生して装置内部で共
通に用いる装置内システムクロックとするとともに、そ
のクロックを用いて０系、１系への信号を送信する。

【００２３】またクロック・マスタ・ノード装置ＣＭＮ
も、従来技術で説明したＣＭＮと同様に、自ノード装置
内の自走クロック、あるいは外部からのクロック信号を
装置内部で共通に用いる装置内システムクロックとする
とともに、網同期基準クロックとして設定し、そのクロ
ックを用いて、０系伝送路、及び１系伝送路に信号を送
出する。また各ノード装置は、伝送路に障害が発生した
場合に、自律的にループバックを行うことができるもの
とする。各ＣＳＮは、以下に説明する方法によって、０
系、あるいは１系伝送路のうち、一方の系を選択する。

【００２４】この系の選択を行うために、各ノード装置
は、送信している信号のクロック優先順位情報を両隣接
ノードに送出する。リングに障害がなく、ループバック
が発生していない場合、図１Ａに示すように、ＣＭＮ
は、一方の伝送路、この例では０系伝送路にクロック優
先順位が最高であることを示す例えば１を、他方の１系
伝送路にクロック優先順位が次ぎに高いことを示す例え
ば２を送信する。また、各ＣＳＮは、各伝送路を通じて
受信したクロック優先順位情報をそれぞれの伝送路へそ
の値のまま隣接下流のＣＳＮへ送信する。

【００２５】すなわち、各ＣＳＮは、両系伝送路から受
信したクロック優先順位情報のうち優先順位が高い方の
クロックに従属同期する。この実施例では０系伝送路か
らクロック優先順位情報として１を受信し、１系伝送路
からクロック優先順位情報として２を受信するので、従
属同期を行うべき系として０系伝送路を選択する。次ぎ
にリングに障害が発生し、ループバックが発生している
場合について、図１Ｂを用いて説明する。図１Ｂに示す
ように、ループバックは、ＣＭＮとＣＳＮ６の間で発生
したとする。ＣＭＮは、ループバックが発生していない
場合と同様に、０系伝送路にクロック優先順位が最高で
あることを示す１を、１系伝送路にクロック優先順位が
次ぎに高いことを示す２を送信する。ただし１系伝送路
に送信したクロック優先順位情報２は、リング障害のた
めにＣＳＮ６へは到達しない。

【００２６】ループバックをしているＣＳＮ６は、１系
伝送路に最低のクロック優先順位を示す、例えば３を送
信する。ループバックしていないＣＳＮであるＣＳＮ
１、ＣＳＮ２、ＣＳＮ３、ＣＳＮ４、ＣＳＮ５は、それ
ぞれ各伝送路を通じて受信したクロック優先順位情報を
それぞれの伝送路へその値のまま隣接下流のＣＳＮへ送
信する。

【００２７】従って、ＣＳＮ１、ＣＳＮ２、ＣＳＮ３、
ＣＳＮ４、ＣＳＮ５は、それぞれ０系伝送路からクロッ
ク優先順位情報として１を受信し、１系伝送路からクロ
ック優先順位情報として３を受信するので、従属同期を
行うべき系として優先順位の高い０系伝送路を選択す
る。またループバックしているＣＳＮ６は、当然ながら
従属同期を行うべき系として０系伝送路を選択する。

【００２８】なおこのクロック優先順位情報は、例えば
ＳＤＨ（同期デジタル・ハイアラーキ）のオーバヘッド
領域を用いるなどして転送できる。またＣＭＮとＣＳＮ
１との間に障害が発生し、ＣＳＮ１でループバックが生
じた様子を図２に示す。この場合はＣＳＮ１から送出さ
れる０系伝送路の優先順位情報が３となり、ＣＭＮから
送信される１系伝送路の優先順位情報２のままであっ
て、各ＣＳＮ１〜ＣＳＮ６では両系から受信される高い
優先順位である１系伝送路のクロックに従属同期する。

【００２９】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、この発明のクロック従属同期方法では、ネットワー
ク上のノード数に依存せずに、クロック優先順位情報と
して１、２、３を表現できればよいので、２ビットとい
う少ない情報領域で、最大クロック従属段数（Ｎ−１）
を実現することができる。またＣＳＮでは、０系伝送路
と１系伝送路から受信するクロック優先順位情報のみか
ら、従属同期すべき系を選択でき、加算等の複雑な処理
が不要となり、高速の切替処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａはこの発明のクロック従属同期方法に従うノ
ード装置のネットワーク無障害時の動作を示す図、Ｂは
そのネットワーク障害時の動作の一例を示す図である。

【図２】図１のノード装置における他のネットワーク障
害時の動作例を示す図。

【図３】Ａは従来のクロック従属同期方法に従うノード
装置のネットワーク無障害時の動作を示す図、Ｂはその
ネットワーク障害時の動作の一例を示す図である。

【図４】Ａは従来のクロック従属同期方法に従う他のノ
ード装置のネットワーク無障害時の動作を示す図、Ｂは
そのネットワーク障害時の動作の一例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに逆方向に信号を伝送する０系、１
   系からなる二重伝送路系によって、一台のクロック・マ
   スタ・ノード装置と複数台のクロック・スレーブ・ノー
   ド装置をリング上に接続し、 前記クロック・マスタ・ノード装置は、自ノード装置内
   の自走クロック、あるいは外部からのクロック信号を網
   同期基準クロックとして設定し、そのクロックを用い
   て、前記二重伝送路系の双方に信号を送信するリング型
   ネットワークのクロック従属同期方法において、 前記クロック・マスタ・ノード装置は、クロックの優先
   順位情報として、いずれか一方の伝送路系に最高優先順
   位を、他方の伝送路系に次ぎに高い優先順位を送信信号
   内に記載して信号を送信し、 前記クロック・スレーブ・ノード装置のうち、一方の伝
   送路系から他方の伝送路系へ信号を折り返すループバッ
   ク状態になっている前記クロック・スレーブ・ノード装
   置は、折り返している伝送路系側に、クロックの優先順
   位情報として、最低優先順位を送信信号内に記載して信
   号を送信し、 ループバック状態になっていない前記クロック・スレー
   ブ・ノード装置は、０系伝送路と１系伝送路から受信す
   るクロックの優先順位情報を、各々そのまま０系伝送路
   と１系伝送路の送信信号内に記載して信号を送信し、 ループバック状態になっている前記クロック・スレーブ
   ・ノード装置は、折り返し元の伝送路からの信号より、
   またループバック状態になっていない前記クロック・ス
   レーブ・ノード装置は、前記二重伝送路のうちから、よ
   り高いクロック優先順位情報を持つ伝送路系からの信号
   より、クロック信号を抽出し、該クロック信号を装置内
   システムクロックとして用いることを特徴としたリング
   型ネットワークのクロック従属同期方法。