JPH10145366A

JPH10145366A - 通信システム

Info

Publication number: JPH10145366A
Application number: JP30043996A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Asami; 昭義浅見
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリアの網クロックがなくてもＡＡＬ1 方
式により通信可能なクロック同期方式を持つ通信システ
ムを提供する。【解決手段】センタスイッチ構成部分１に対して伝送
路３介して接続される複数のスイッチ構成部分２は、上
記伝送路３を経て上流から送られる信号を下流に流すと
共に、入出力ポート４を経由してローカル通信端末との
間で情報の送受を行う。センタスイッチ構成部分１及び
スイッチ構成部分２には、それぞれクロック同期制御手
段１０ａ，１０ｂが設けられる。これらクロック同期制
御手段１０ａ，１０ｂは、ＰＬＬ（フェーズ・ロック・
ループ）回路を有し、上流から受信した信号からＰＬＬ
回路によりクロックを抽出、再生し、下流へのセル化さ
れたデータの送出タイミングとして使用するクロック同
期制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの発生源又
はデータ受信装置が直線状に配置された場合の、データ
処理センタとデータ発生源およびデータ受信装置とそれ
らを結ぶ通信網で構成される通信システムに係わり、詳
しくは、上記各装置における動作用クロックを確実に獲
得するためのクロック同期制御及び伝送路障害時のクロ
ック折返し制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】データの発生源又はデータ受信装置が直
線状に配置された場合の、データ処理センタとデータ発
生源およびデータ受信装置とそれらを結ぶ通信網で構成
される通信システムの代表的な例としては、道路管理シ
ステム、鉄道管理システム、下水道管理システム、飛行
場管理システム、河川管理システム、地下鉄管理システ
ムなどが知られている。

【０００３】図７はこれら管理システムの概略構成図で
あり、特に、上記データ受信装置やデータ処理センタ等
の通信装置として、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mo
de：非同期転送モード）交換スイッチを用いてセル転送
を行う通信装置を適用した場合における当該システムの
実現例である。同図において、センタスイッチ構成部分
１は上記データ処理センタに相当し、スイッチ構成部分
２は上記データ受信装置に相当する。スイッチ構成部分
１とスイッチ構成部分２は伝送路３により接続され、更
に各スイッチ構成部分２には、入出力ポート４を介し
て、例えば上記データ発生源等に相当するローカル通信
端末が接続されている。

【０００４】かかる構成のシステムにおいて、上記セン
タスイッチ構成部分１やスイッチ構成部分２がその動作
用クロックを獲得するための構成としては、例えば、図
２に示す如く、ローカルエリア・ネットワーク（ＬＡ
Ｎ）のように各々の装置独自の自走クロックで動作せし
める構成とするか、あるいは図３に示す如く、キャリア
のクロックをクロックマスタとして利用し、このクロッ
クマスタに同期させる方式を採用するのが一般的であ
る。

【０００５】しかしながら、例えば、ＡＴＭのセル化方
式でデータ発生源とデータ処理センタ間でデータ転送上
の同期が必要な場合において、ＡＡＬ1 方式を採用し、
クロック再生を実施する場合、統一的な網クロックが必
要になるため、上記ローカルエリア・ネットワークのよ
うな構成によってはクロック同期を実現することができ
なかった。

【０００６】また、上記各管理システムでは、殆どの場
合ネットワークの各ノードにはキャリアが存在しない自
営の通信路を使用するため、ローカルエリア・ネットワ
ークにおける場合と同様にＡＡＬ1方式で必要をクロッ
クを外部キャリアから抽出して使用することができなか
った。

【０００７】また、従来のＡＴＭ交換スイッチを有する
通信装置のクロック系は、対向する通信装置間でのみク
ロック同期をとっているため、上記各管理システムには
不向きであった。

【０００８】また、この種の管理システムにおける障害
対策の一環として、伝送路に障害が発生した場合、伝送
路の折返しにより上記障害が発生した伝送路を切離し、
通信を確保する方法が知られているが、このような制御
が敢行された場合、障害が復旧し、通常の動作モードに
戻す際に一時クロックがなくなってしまい、クロック獲
得に重大な影響を及ぼすことになった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
システムでは、ＡＴＭスイッチを使用した通信装置にて
システム構築を行う場合であって、しかもＡＡＬ1 方式
を採用する場合は、各ノードに必ずキャリアの網クロッ
クを引込むことが必要になり、通信の安定化が網クロッ
クに依存するという問題点があった。

【００１０】また、伝送路の折返しにより障害が発生し
た伝送路を切離し、通信を確保する場合、障害が復旧
し、通常の動作モードに戻す際に一時クロックがなくな
ってしまい安定した動作が行えないという問題点があっ
た。

【００１１】本発明は、上記問題点を除去し、キャリア
の網クロックがなくてもＡＡＬ1 方式により通信を実現
可能なクロック同期方式を備えた通信システムを提供す
ることを目的とする。

【００１２】また、本発明は、通信路が一部障害に陥
り、復旧した後の切り戻しにおいても安定した通信を継
続可能なクロック同期方式を備えた通信システムを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の箇所に分散設置される複数のノード装置と、前記ノー
ド装置のそれぞれに接続される１または複数のローカル
通信端末と、前記複数のノード装置を直列に接続する通
信手段を具備し、セル化されたデータを送信受信する通
信システムにおいて、上流から受信した信号からクロッ
クを抽出して再生し、下流へのセル化されたデータの送
出タイミングとして使用することにより、クロックの中
継を行うクロック同期制御手段を具備することを特徴と
する。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、通信手段は、第１と第２の２つの通信手段を用いて
二重化され、前記第１の通信手段は上流から下流へと前
記クロックの中継を行い、前記第２の通信手段は下流か
ら上流へと前記クロックの中継を行うことにより、前記
２つの通信手段のクロック中継方向が相反するクロック
中継を行うことを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１また２の発明
において、ローカル通信端末側に収容した網などから抽
出したクロックを前記ノード装置間の伝送路のクロック
源とすることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１または２の発
明において、複数のノード装置の内の１つのノード装置
に自走クロック発生手段を設け、該ノード装置の自走ク
ロックをネットワークのクロック源とし、他のノード装
置は前記自走クロックを持つノード装置から受信したデ
ータからクロックを再生し、下流のノード装置へデータ
を送出することを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、通信手段の一部に障害が発生した場合、障害が発生
した通信手段を切離すと共に、障害が無いもう一方の通
信手段を障害が発生した通信手段へ折返すことにより、
障害が発生した場合でもクロック中継を維持可能とした
ことを特徴とする。

【００１８】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、クロックの折返し点を複数設け、ユーザ・ネットワ
ーク・インタフェースまたは前記ノード装置のいずれか
複数箇所で前記折返しを行えるようにしたことを特徴と
する。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１の発明におい
て、ノード装置は、ＡＴＭ（非同期転送モード）通信方
式に適応可能なＡＴＭスイッチ手段により構成されるこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項１の発明は、複数の箇所に分散設置
される複数のノード装置と、前記ノード装置のそれぞれ
に接続される１または複数のローカル通信端末と、前記
複数の直列に接続する通信路手段と、前記通信路手段の
始点および終端に接続されるセンタ装置とを具備し、前
記センタ装置は、前記ローカル通信端末に対するセル化
されたデータを前記通信路手段に送信し、前記各ノード
装置は、前記通信路手段から前記セル化されたデータの
中から当該ノード装置に接続されたローカル通信端末向
けのデータを抽出した当該ローカル通信端末に出力する
と共に、前記各ノード装置は、当該ノード装置に接続さ
れた前記ローカル通信端末からのデータと前記通信路手
段下流からのデータとを多重化して前記通信路手段に送
出する多重化送信手段を具備し、該多重化送信手段から
前記通信路に送出されたデータを受信することにより前
記各ローカル通信端末からのデータを収集する管理通信
システムに適用可能であり、この管理システムにおい
て、上流から受信した信号から例えばＰＬＬ（フェーズ
・ロック・ループ）回路によりクロックを抽出、再生
し、下流へのセル化されたデータの送出タイミングとし
て使用できる。

【００２１】請求項２の発明では、通信手段は独自に２
回路設け、その各々の通信手段独自に前記受信した信号
からＰＬ回路Ｌによりクロックを抽出、再生し、次に通
信手段へのセル化されたデータの送出タイミングとする
ことにより、２回路のクロック中継方向が相反するクロ
ック中継を実施することができる。

【００２２】請求項３の発明では、ローカル通信端末に
位置する部分にキャリアの網を収容し、その網から抽出
したクロックを通信装置間の独自に２回路設けた上記通
信手段のクロック源とすることができる。

【００２３】請求項４の発明では、ローカル通信端末に
位置する部分にキャリアの網など、クロック源となり得
るものが存在しないネットワークにおいては、そのネッ
トワーク内の１つのノード装置を自走クロックで動作さ
せ、２回路設けた上記通信手段のクロック源とし、残り
のノード装置はＰＬＬによりクロックを抽出、再生する
ことができる。

【００２４】請求項５の発明では、通信手段の一部に障
害が発生した場合、障害が発生した通信手段からクロッ
クを抽出、再生することができなくなるため、障害が発
生していない通信手段から抽出、再生したクロックを障
害が発生した通信手段に接続されているクロックの抽
出、再生部分に入力することにより、障害発生部分の手
前で折返して継続して通信を確保できるようになる。

【００２５】請求項６の発明では、折返し点を複数用意
することにより、障害発生時の折返しの高速化を図ると
共に、障害復旧時にクロック抽出部分のクロックが切替
わる際の障害発生を最少にすることができる。

【００２６】請求項７の発明では、データ発生源とデー
タ処理センタを分散配置型スイッチで結び、スイッチ構
成部分間をＡＴＭ技術を用いた通信路で接続した通信シ
ステムに適用し、クロックを上流から下流へ中継するこ
とにより、システム内の単一のクロックをクロック源と
し、システム全てを同一クロックで動作させることがで
き、ＡＴＭのＡＡＬ1 方式の同期がとれるようになる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施の形態に係わる通信システムの概略構成を示
す図であり、スイッチ全体の管理を行うセンタスイッチ
構成部分１、伝送路３を介して分散設置され、該伝送路
３を経て上流から送られる信号を下流に流すと共に、入
出力ポート４を経由してローカル通信端末（図示せず）
との間で情報の送受を行う複数のスイッチ構成部分２に
より構成される。この本発明システムにおいて、センタ
スイッチ構成部分１（以下、センタ装置と略称する）及
びスイッチ構成部分２（同、ノード装置と略称する）に
は、それぞれクロック同期制御手段１０ａ，１０ｂが設
けられる。これらクロック同期制御手段１０ａ，１０ｂ
は、後述するように、ＰＬＬ（フェーズ・ロック・ルー
プ）回路を有し、上流から受信した信号からＰＬＬ回路
によりクロックを抽出、再生し、下流へのセル化された
データの送出タイミングとして使用するクロック同期制
御を行う。

【００２８】図２は、ノード装置２における上記ＰＬＬ
回路を含む部分のクロック系統図を示したものである。
また、図３は、ノード装置２における上記ＰＬＬ回路に
よるクロック同期制御に係わる部分の機能構成を示す図
であり、同様に、図４は、センタ装置１における上記Ｐ
ＬＬ回路によるクロック同期制御に係わる部分の機能構
成を示す図である。

【００２９】図２〜図４からも分かるように、本発明に
係わるＰＬＬ構成は、センタ装置１、およびノード装置
２にそれぞれ適用され、ノード装置２内におけるＰＬＬ
回路１１及びＰＬＬ回路１２と、センタ装置１における
ＰＬＬ回路１５との最低３つのＰＬＬ回路を具備して構
成される。センタ装置１におけるＰＬＬ回路１５は、入
出力ポート４毎に存在する。また、ノード装置２は、ク
ロック選択手段１３を備え、入出力ポート４のクロック
源を、上記ＰＬＬ回路１１及びＰＬＬ回路１２のうちの
いずれかから選択できるように構成される。これによ
り、本システムにおいては、上記入出力ポート４を介し
てノード装置２に収容されるローカル通信端末のクロッ
ク源は、ＰＬＬ回路１１，ＰＬＬ回路１２，ＰＬＬ回路
１５及び自走用発振器１４（図２参照）のいずれかの出
力クロックをクロックマスターとして利用することがで
きる。

【００３０】図３におけるノード装置２（あるいはセン
タ装置１）において、各々の装置毎に、クロック同期用
のＰＬＬ回路１１，１２の２つが設けてあり、これら２
つあるＰＬＬ回路１１，１２はそれぞれ下流又は上流か
ら受信した信号からクロックを抽出する。抽出したクロ
ックは、受信した伝送路３とは反対の伝送路３の送信ク
ロックとする。こうしてクロックを上流から下流、およ
び下流から上流へ中継することができる。

【００３１】更に、ノード装置２は、伝送路３からＰＬ
Ｌ回路１１またはＰＬＬ回路１２により抽出したクロッ
クを選択するクロック選択手段１３を用いることによ
り、上記のうちのどちらかのクロックを入出力ポート４
を通じてローカル通信端末へ供給することができる。こ
のため、ローカル通信端末へもネットワーク内のクロッ
クを供給し、該ローカル通信装置を同一のクロック源の
クロックにより動作させることが可能となる。

【００３２】次に、ローカル通信端末側に収容したキャ
リアの網などをクロック源とする場合について説明す
る。図４は、センタ装置１において、キャリアの網１７
をクロックマスタとし、ネットワーク内のマスタクロッ
クとする場合の例を示しており、この場合、ネットワー
ク内の全ての装置が上記マスタクロックに同期して動作
する。

【００３３】図４において、センタ装置１は、網１７か
ら受信した信号から、ＰＬＬ回路１５によりクロックを
抽出する。この抽出したクロックをＰＬＬ回路１１およ
びＰＬＬ回路１２に入力する。ここで、ＰＬＬ回路１１
およびＰＬＬ回路１２は、入力されたクロックをそれぞ
れの伝送路３の送信クロックとして出力するような構成
となっているため、キャリアの網１７から抽出したクロ
ックを伝送路３のマスタクロックとすることができる。

【００３４】更に、その他のノード装置２では、上記伝
送路３からクロックを抽出する動作モードに設定するこ
とにより、当該伝送路３を経由して供給されたキャリア
の網１７からのクロックを抽出して動作することが可能
となる。また、システム内の複数のノード装置２のうち
の１つを自走用発振器１４で動作するモードに設定し、
その他のノード装置２を伝送路３からクロックを抽出す
る動作モードに設定することにより、伝送路３を経由し
て供給された上記自走用発振器１４で動作するモードに
設定したノード装置２の自走発振器クロックを抽出し動
作することが可能となる。

【００３５】次に、伝送路３が障害になった場合、クロ
ックを折返して通信を確保する方法について図５を参照
して説明する。図５に示すように、伝送路３上で障害
（×印で示す箇所）２０が発生した場合、この障害２０
が発生した伝送路３からクロックを抽出し動作するノー
ド装置２では、上記障害２０の影響を受け、ＰＬＬ回路
１１または１２のうちの片方のＰＬＬ回路で障害（クロ
ック断）が発生する。この時、上記障害２０の影響を受
けるノード装置２からセンタ装置１方向への送信ができ
なくなる。この場合、隣接するノード装置２では、障害
回避手段として伝送路３を折返し状態３０ａ，３０ｂに
制御し、上記障害２０が発生した伝送路３を切り離すこ
とにより通信を確保する。

【００３６】その後、障害復旧により、上記折返しを解
除する際、伝送路３０ａ，３０ｂの折返しを終了した途
端にクロック源を失い、通信に障害を発生させることが
考えられる。こうした障害を回避させるためのノード装
置２（あるいはセンタ装置１）に構成例を示したものが
図６である。この例では、ノード装置２に障害時クロッ
ク選択手段１６-1〜１６-4を設け、必要に応じクロック
の折返し点を切替えることにより、障害を発生させない
機能動作を実現している。

【００３７】例えば、図６において、障害２０が発生
し、破線で示す伝送路３０の折返しを行って通信を行っ
ていた時に、障害２０が回復したら折り返し伝送路３０
を通常の伝送路３戻す必要がある。障害発生時のクロッ
クは、伝送路の折返しと同様に、折り返し伝送路３０を
通じて供給されている。従って、障害復旧時には、この
折り返し伝送路３０を通常の伝送路３に切替えると通信
に障害が発生する。通信に障害を発生させないように切
替えるためには、図６に示すノード装置２において、障
害時クロック選択手段１６-1〜１６-4を起動し、まず、
伝送路３０の折返しをそのままの状態に保ったままで障
害時クロック選択手段１６-3で障害時クロック選択手段
１６-1に入力されるクロックを選択する。その後、伝送
路３０の折返しを解除し、通常の通信経路に戻す。上述
した伝送路障害が、図６に示す障害の逆の位置（ノード
装置２の左側の伝送路３）で起きていた場合、障害時ク
ロック選択手段１６-1で障害時クロック選択手段１６-3
に入力されるクロックを選択した後、通常の伝送路３に
戻す手順を取る。

【００３８】更に、クロックの選択にはもう一つの方法
がある。この方法は、ＰＬＬ回路１１が出力する信号を
障害時クロック選択手段１６-4で選択する方法である。
なお、この方法の適用においては、障害位置が逆の場合
は、もう一方のＰＬＬ回路１２の出力を障害時クロック
選択手段１６-2で選択することになる。前者の場合、切
替えたクロックがＰＬＬ回路を通過するためのクロック
の安定度が良いという利点がある。後者の場合、クロッ
クを切替えた後、障害が発生した伝送路に接続されるＰ
ＬＬ回路が実際の通信に利用されていないため、伝送路
３０の折返しを解除した後に通常の伝送路３のクロック
が正常に回復したことをＰＬＬ回路で検証することがで
きるという利点があるが、反面、クロックを切替えた瞬
間の１周期にクロック異常が発生するという問題があ
る。しかしながら、この問題は、伝送路３に使用するＬ
ＳＩ（大規模集積回路）にＰＬＬ（シンセサイザ）を内
蔵し、１９.４４ＭＨｚを入力し、１５５ＭＨｚを出力
するようなものを使用することにより解決できる。これ
らのクロック選択は、実際には装置制御用のマイクロプ
ロセッサにより実現される。

【００３９】上記本発明のクロック同期制御方式は、デ
ータ発生源とデータ処理センタを分散配置型スイッチで
結び、スイッチ構成部分間をＡＴＭ技術を用いた通信路
で接続した通信システムに好適である。この通信システ
ムにおいて、第１と第２の２つの独立した通信手段各々
にクロック同期抽出、再生用ＰＬＬを配置し、通常は第
１の通信手段で抽出したクロックをその第１の通信手段
の送信用クロックとするところを第２の通信手段の送信
用クロックとし、更に、第２の通信手段で抽出したクロ
ックを第１の通信手段の送信用クロックとする。また、
障害が発生した場合は、ＰＬＬ回路の出力を他方のＰＬ
Ｌ回路の入力とする。従って、クロックを第１の通信手
段から第２の通信手段へ、また、第２の通信手段から第
１の通信手段へ転送でき、障害が発生した場合は、装置
内部でクロックを折返すことができ、障害が発生した通
信手段区間を切離した場合でも継続して通信を維持でき
るようになる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クロックを上流から下流へ中継しているので、ネットワ
ーク内の単一のクロックをクロック源とし、ネットワー
ク全てを同一クロックで動作させることができ、ＡＴＭ
のＡＡＬ1 方式の同期がとれるようになる。

【００４１】また、クロックの切換えポイントを複数持
ち、障害回復時のクロック折返しの回復後の通信への影
響を最少にすることができる。

【００４２】更に、ローカル通信端末の位置に収容した
キャリアの網からクロックを引込むことができるため、
ネットワーク内をキャリアの網クロックで動作させるこ
とができ、しかも通信相手のローカル通信端末へキャリ
アの網クロックを供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係わる通信システムの
概略構成図。

【図２】図１におけるノード装置のクロック系統図

【図３】図１におけるノード装置の機能構成を示す図。

【図４】図１におけるセンタ装置の機能構成を示す図。

【図５】図１における通信システムの障害時の伝送路折
返し状態の一例を示す図。

【図６】障害復旧時のクロック中断防止に有用なノード
装置の構成例を示す図。

【図７】分散設置型ＡＴＭスイッチにより構成される通
信システムの概略構成図。

【図８】図７における通信システムの各装置が自走クロ
ックで動作する場合のシステム構成図。

【図９】図７における通信システムの各装置がキャリア
の網に同期して動作する場合のシステム構成図。

【符号の説明】

１センタスイッチ構成部分（センタ装置）２スイッチ構成部分（ノード装置）３伝送路４入出力ポート１０ａ，１０ｂクロック同期制御手段１１，１２，１５ＰＬＬ回路１３，１３-1，…，１３-5 クロック選択手段１４自走用発振器１６-1，１６-2，１６-3，１６-4 障害時クロック選択
手段１７キャリアの網２０障害発生箇所３０障害時折り返し伝送路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の箇所に分散設置される複数のノー
ド装置と、前記ノード装置のそれぞれに接続される１ま
たは複数のローカル通信端末と、前記複数のノード装置
を直列に接続する通信手段を具備し、セル化されたデー
タを送信受信する通信システムにおいて、上流から受信
した信号からクロックを抽出して再生し、下流へのセル
化されたデータの送出タイミングとして使用することに
より、クロックの中継を行うクロック同期制御手段を具
備することを特徴とする通信システム。
【請求項２】通信手段は、第１と第２の２つの通信手
段を用いて二重化され、前記第１の通信手段は上流から
下流へと前記クロックの中継を行い、前記第２の通信手
段は下流から上流へと前記クロックの中継を行うことに
より、前記２つの通信手段のクロック中継方向が相反す
るクロック中継を行うことを特徴とする請求項１記載の
通信システム。
【請求項３】ローカル通信端末側に収容した網などか
ら抽出したクロックを前記ノード装置間の伝送路のクロ
ック源とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記
載の通信システム。
【請求項４】複数のノード装置の内の１つのノード装
置に自走クロック発生手段を設け、該ノード装置の自走
クロックをネットワークのクロック源とし、他のノード
装置は前記自走クロックを持つノード装置から受信した
データからクロックを再生し、下流のノード装置へデー
タを送出することを特徴とする請求項１または２記載の
通信システム。
【請求項５】通信手段の一部に障害が発生した場合、
障害が発生した通信手段を切離すと共に、障害が無いも
う一方の通信手段を障害が発生した通信手段へ折返すこ
とにより、障害が発生した場合でもクロック中継を維持
可能としたことを特徴とする請求項２の通信システム。
【請求項６】クロックの折返し点を複数設け、ユーザ
・ネットワーク・インタフェースまたは前記ノード装置
のいずれか複数箇所で前記折返しを行えるようにしたこ
とを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】ノード装置は、ＡＴＭ（非同期転送モー
ド）通信方式に適応可能なＡＴＭスイッチ手段により構
成されることを特徴とする請求項１の通信システム。