JP5922047B2 - Delay measurement method and delay measurement system - Google Patents

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本発明は、パケット交換ネットワークにおけるパケットの遅延時間および遅延揺らぎを正確に把握し、パケットの遅延分布を測定する遅延測定方法および遅延測定システムに関する。   The present invention relates to a delay measurement method and a delay measurement system for accurately grasping a delay time and delay fluctuation of a packet in a packet switching network and measuring a delay distribution of the packet.

パケット交換ネットワークの遅延時間測定法の１つとして、イーサネット（登録商標）ＯＡＭ（Ethernet Operations, Administration, Maintenance）技術を利用した方法がある。この方法は、ＩＴＵ−Ｔの勧告Ｙ.1731 にＤＭＭ（Delay Measurement Message)機能として規定されている（非特許文献１）。   One method for measuring the delay time of a packet-switched network is a method using Ethernet (registered trademark) OAM (Ethernet Operations, Administration, Maintenance) technology. This method is defined as a DMM (Delay Measurement Message) function in ITU-T Recommendation Y.1731 (Non-Patent Document 1).

図６は、ＯＡＭによる遅延時間測定の方法を示す。
図６において、時刻同期がとれている送信用ＮＥ（ノード）５０と受信用ＮＥ６０との間で、主信号パケットに加えて遅延測定用パケットを送受信する。送信側ＮＥ５０の遅延測定用パケット生成部５１は、遅延測定用パケットを生成するときにタイムスタンプ（Ｔx)を設定し、受信側ＮＥ６０の遅延測定用パケット受信部６１は遅延測定用パケットを受信するときに受信時刻（Ｒx)を記録する。ＮＥ間（遅延測定用パケット生成部５１と遅延測定パケット受信部６１との間）で時刻同期がとれている場合、次式より遅延時間Ｄを測定できる。
Ｄ＝Ｒx −Ｔx …(1) FIG. 6 shows a method of delay time measurement by OAM.
In FIG. 6, in addition to the main signal packet, a delay measurement packet is transmitted and received between the transmission NE (node) 50 and the reception NE 60 that are synchronized in time. The delay measurement packet generator 51 of the transmission side NE 50 sets a time stamp (Tx) when generating a delay measurement packet, and the delay measurement packet receiver 61 of the reception side NE 60 receives the delay measurement packet. Sometimes the reception time (Rx) is recorded. When time synchronization is established between NEs (between the delay measurement packet generator 51 and the delay measurement packet receiver 61), the delay time D can be measured by the following equation.
D = Rx−Tx (1)

この測定方法の問題点としては、遅延時間の測定対象が遅延測定用パケットであるため、実際の主信号パケットの遅延時間が得られないことである。加えて、この測定において算出された遅延時間は、遅延測定用パケット生成部５１で遅延測定用パケットを生成する時間および遅延測定用パケット受信部６１での読込時間が誤差要因として含まれているため、算出後に補正が必要である。また、ＯＡＭによる遅延測定用パケットではサンプル数が少なく、正確な遅延揺らぎ（遅延時間の最大値と最小値の差）を求めることができない。正確な遅延揺らぎを算出するためには、主信号パケットと同等の帯域が必要になる。   A problem of this measurement method is that the delay time of the actual main signal packet cannot be obtained because the delay time measurement target is the delay measurement packet. In addition, the delay time calculated in this measurement includes the time for generating the delay measurement packet by the delay measurement packet generator 51 and the read time by the delay measurement packet receiver 61 as error factors. Correction is necessary after calculation. In addition, the delay measurement packet by OAM has a small number of samples, and accurate delay fluctuation (difference between the maximum value and the minimum value of the delay time) cannot be obtained. In order to calculate an accurate delay fluctuation, a band equivalent to the main signal packet is required.

図７は、主信号パケットのタイムスタンプを用いた遅延時間測定の方法を示す。
図７において、送信側ＮＥ５０のタイムスタンプ打刻部５２で主信号パケットに送信時のタイムスタンプを付与し、受信側ＮＥ６０のタイムスタンプ読取部６２でそのタイムスタンプを読み取り、打刻時間Ｔx と受信時間Ｒx との差をとることで、遅延時間を算出する。このとき、送信側ＮＥ５０のタイムスタンプ打刻部５２と受信側ＮＥ６０のタイムスタンプ読取部６２との間で時刻同期がとれている必要がある。この測定では主信号パケット自体の遅延時間を直接測定できる一方で、主信号パケットに時刻の情報を付加するため、帯域の圧迫、パケットごとにタイムスタンプを付与することで処理負荷および遅延の増加等の課題が考えられる。例えば、帯域の増加について、Ｆ[byte]のクライアントフレームをＭＰＬＳ−ＴＰ網で転送した場合の帯域増加率Ｒ(F) は次式で表される。
Ｒ(F) ＝（Ｆ＋IFG＋PA＋SFD＋Ｌ＋MAC)／(Ｆ＋IFG＋PA＋SFD) …(2) FIG. 7 shows a method of delay time measurement using the time stamp of the main signal packet.
In FIG. 7, the time stamp stamping unit 52 of the transmission side NE 50 adds a time stamp at the time of transmission to the main signal packet, and the time stamp reading unit 62 of the reception side NE 60 reads the time stamp to receive the stamping time Tx. The delay time is calculated by taking the difference from the time Rx. At this time, it is necessary to synchronize the time between the time stamp stamping unit 52 of the transmission side NE 50 and the time stamp reading unit 62 of the reception side NE 60. In this measurement, the delay time of the main signal packet itself can be directly measured, but time information is added to the main signal packet, so the bandwidth is compressed, the time stamp is added to each packet, and the processing load and delay increase. Can be considered. For example, regarding the increase in bandwidth, the bandwidth increase rate R (F) when a client frame of F [byte] is transferred through the MPLS-TP network is expressed by the following equation.
R (F) = (F + IFG + PA + SFD + L + MAC) / (F + IFG + PA + SFD) (2)

ここで、IFG はインターフレームギャップ、PAはプリアンブル、SFD はStart of Frame Delimiter（フレーム開始分界点) 、ＬはＭＰＬＳ−ＴＰラベル、MAC はＭＡＣヘッダーサイズである。   Here, IFG is an interframe gap, PA is a preamble, SFD is Start of Frame Delimiter (frame start demarcation point), L is an MPLS-TP label, and MAC is a MAC header size.

(2) 式より、フレームサイズが小さいほど、ＭＰＬＳ−ＴＰ網で付与するオーバーヘッドの割合が大きくなり、帯域増加率Ｒ(F) が増大することになる。したがって、最も帯域が必要となるのは、最小フレームサイズである64[byte]がフルレートで入力された時である。例えば、ここでＭＰＬＳ−ＴＰラベルをＬ＝12[byte]とすると、フレームサイズと必要帯域の関係は図８に示すようになる。伝送速度１[Gbps]のパスで１秒間に伝送されるパケット数は、最小サイズ64[byte]の場合、約 195万個である。したがって、タイムスタンプを８[byte]とすると、タイムスタンプ容量によって占められる帯域は１秒間で約0.12[Gbit]となり、帯域圧迫につながることは明らかである。   From equation (2), the smaller the frame size, the greater the proportion of overhead added in the MPLS-TP network, and the bandwidth increase rate R (F) increases. Therefore, the bandwidth is most required when 64 [byte], which is the minimum frame size, is input at the full rate. For example, if the MPLS-TP label is L = 12 [bytes], the relationship between the frame size and the necessary bandwidth is as shown in FIG. The number of packets transmitted per second over a path with a transmission rate of 1 [Gbps] is about 1.95 million when the minimum size is 64 [bytes]. Therefore, when the time stamp is 8 [bytes], the bandwidth occupied by the time stamp capacity is about 0.12 [Gbit] per second, and it is clear that this leads to bandwidth compression.

ＩＴＵ−Ｔ Ｇ.8013／Ｙ.1731 (07/2011)ITU-T G.8013 / Y.1731 (07/2011)

図６に示す方法では、ＯＡＭによる遅延測定用パケットを用いるためサンプル数が少なく、主信号パケットについて正確な遅延時間および遅延揺らぎを求めることができなかった。   In the method shown in FIG. 6, since the delay measurement packet by OAM is used, the number of samples is small, and an accurate delay time and delay fluctuation cannot be obtained for the main signal packet.

図７に示す方法では、主信号パケットの遅延時間測定は可能であるが、主信号パケットにタイムスタンプを付加するため、帯域の圧迫や処理遅延が増大する問題があった。   In the method shown in FIG. 7, the delay time of the main signal packet can be measured. However, since a time stamp is added to the main signal packet, there is a problem that band compression and processing delay increase.

本発明は、帯域圧迫を回避しながらパケットの遅延時間および遅延揺らぎを正確に把握し、パケットの遅延分布を測定することができる遅延測定方法および遅延測定システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a delay measurement method and a delay measurement system capable of accurately grasping the delay time and delay fluctuation of a packet while avoiding band compression and measuring the delay distribution of the packet.

第１の発明は、時刻同期が確立している送信側ＮＥと受信側ＮＥとの間で、パケット交換ネットワークを介して転送されるパケットの遅延時間を測定する遅延測定方法において、パケットにシーケンス番号を付与し、さらに所定のシーケンス番号のパケットを基準パケットとし、送信側ＮＥは、基準パケットの送信時刻と、基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差を測定する第１のステップと、受信側ＮＥは、基準パケットの受信時刻と、基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差を測定する第２のステップと、基準パケットの送信時刻と受信時刻から基準パケットの遅延時間を算出するとともに、所定のシーケンス番号の基準パケットに後続するパケット間の送信時間差および受信時間差から各パケットの遅延時間を順次算出するとともに、受信側ＮＥで受信するパケットのシーケンス番号からパケットエラーとなったパケットが特定される場合に、当該パケットを含むパケット間の送信時間差および当該パケットを除くパケット間の受信時間差から、当該パケットを除く各パケットの遅延時間を算出する第３のステップとを有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a delay measurement method for measuring a delay time of a packet transferred through a packet switching network between a transmission side NE and a reception side NE in which time synchronization is established. And the transmission side NE has a first step of measuring a transmission time of the reference packet and a transmission time difference between packets transmitted after the reference packet, and a reception side. The NE calculates the delay time of the reference packet from the reception time of the reference packet, the second step of measuring the reception time difference between packets received after the reference packet, the transmission time and the reception time of the reference packet, the delay time of each packet from the transmission time difference and reception time difference between a packet subsequent to the reference packet sequence number While sequentially calculated, if the packet that the sequence number of the packet received by the packet error on the receiving side NE is specified, the reception time difference between the packet excluding the transmission time difference and the packet between the packet including the packet, And a third step of calculating a delay time of each packet excluding the packet .

第１の発明の遅延測定方法において、第３のステップは、送信側ＮＥおよび受信側ＮＥに接続される制御装置で実行され、送信側ＮＥから転送される基準パケットの送信時刻および基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、受信側ＮＥから転送される基準パケットの受信時刻および基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、基準パケットおよび基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する。 In the delay measurement method of the first invention, the third step is executed by the control device connected to the transmission side NE and the reception side NE, and after the transmission time of the reference packet transferred from the transmission side NE and the reference packet. By using each data of transmission time difference between packets to be transmitted, and each reception time difference data between packets received after the reference packet and the reception time of the reference packet transferred from the receiving side NE, the reference packet and the reference packet The delay time of each subsequent packet is calculated .

第１の発明の遅延測定方法において、第３のステップは、受信側ＮＥで実行され、送信側ＮＥから転送される基準パケットの送信時刻および基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、基準パケットの受信時刻および基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、基準パケットおよび基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する。 In the delay measuring method of the first invention, the third step is executed by the receiving side NE, and each data of a transmission time difference between packets transmitted after the reference packet and a transmission time of the reference packet transferred from the transmission side NE And the delay time of each packet subsequent to the reference packet and the reference packet is calculated using the reception time of the reference packet and each data of the reception time difference between packets received after the reference packet .

第２の発明は、時刻同期が確立している送信側ＮＥと受信側ＮＥとの間で、パケット交換ネットワークを介して転送されるパケットの遅延時間を測定する遅延測定システムにおいて、パケットにシーケンス番号を付与し、さらに所定のシーケンス番号のパケットを基準パケットとし、送信側ＮＥは、基準パケットの送信時刻と、基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差を測定する第１の手段を備え、受信側ＮＥは、基準パケットの受信時刻と、基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差を測定する第２の手段を備え、基準パケットの送信時刻と受信時刻から基準パケットの遅延時間を算出するとともに、所定のシーケンス番号の基準パケットに後続するパケット間の送信時間差および受信時間差から各パケットの遅延時間を順次算出するとともに、受信側ＮＥで受信するパケットのシーケンス番号からパケットエラーとなったパケットが特定される場合に、当該パケットを含むパケット間の送信時間差および当該パケットを除くパケット間の受信時間差から、当該パケットを除く各パケットの遅延時間を算出する第３の手段を備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a delay measurement system for measuring a delay time of a packet transferred through a packet switching network between a transmission side NE and a reception side NE in which time synchronization is established. And the transmission side NE includes a first means for measuring a transmission time of the reference packet and a transmission time difference between packets transmitted after the reference packet, and receiving the packet. The side NE includes a second means for measuring the difference between the reception time of the reference packet and the reception time between packets received after the reference packet, and calculates the delay time of the reference packet from the transmission time and reception time of the reference packet. , delay of each packet from the transmission time difference and reception time difference between a packet subsequent to the reference packet of a predetermined sequence number Sequentially calculates a while, when a packet that from the sequence number of the packet received at the receiving side NE and packet error is identified, reception time difference between the packet excluding the transmission time difference and the packet between the packet including the Packet To third means for calculating a delay time of each packet excluding the packet .

第２の発明の遅延測定システムにおいて、第３の手段は、送信側ＮＥおよび受信側ＮＥに接続される制御装置に備えられ、送信側ＮＥから転送される基準パケットの送信時刻および基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、受信側ＮＥから転送される基準パケットの受信時刻および基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、基準パケットおよび基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する構成である。 In the delay measurement system of the second invention, the third means is provided in the control device connected to the transmission side NE and the reception side NE, and after the transmission time of the reference packet transferred from the transmission side NE and the reference packet. By using each data of transmission time difference between packets to be transmitted, and each reception time difference data between packets received after the reference packet and the reception time of the reference packet transferred from the receiving side NE, the reference packet and the reference packet In this configuration, the delay time of each subsequent packet is calculated .

第２の発明の遅延測定システムにおいて、第３の手段は、受信側ＮＥに備えられ、送信側ＮＥから転送される基準パケットの送信時刻および基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、基準パケットの受信時刻および基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、基準パケットおよび基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する構成である。 In the delay measurement system of the second invention, the third means is provided in the receiving side NE, and each data of a transmission time difference between packets transmitted after the reference packet and a transmission time of the reference packet transferred from the transmission side NE. When, by using the respective data of the received time differences between packets received by the receiving time and after the reference packet reference packet, following the reference packet and the reference packet is configured to calculate the delay time of each packet.

本発明は、パケットのシーケンス番号を利用し、所定のシーケンス番号の基準パケットの送信時刻および受信時刻と、基準パケット以降のパケット間の送信時間差と受信時間差の各データから、各パケットの遅延時間を算出することができる。この送信時間差と受信時間差のデータは時刻データに比べて極めて容量が小さいので、当該データを転送する制御回線の帯域圧迫を回避することができる。また、パケットに時刻情報（タイムスタンプ）を付加しないことから、遅延測定による帯域圧迫および処理負荷を軽減することができる。   The present invention uses the sequence number of a packet, and calculates the delay time of each packet from the transmission time and reception time of a reference packet having a predetermined sequence number and the transmission time difference and reception time difference data between packets after the reference packet. Can be calculated. Since the data of the transmission time difference and the reception time difference has a very small capacity compared to the time data, it is possible to avoid the compression of the bandwidth of the control line for transferring the data. Further, since time information (time stamp) is not added to the packet, it is possible to reduce bandwidth compression and processing load due to delay measurement.

本発明の遅延測定システムの実施例１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of Example 1 of the delay measurement system of this invention. 主信号パケットの制御ワードの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control word of a main signal packet. 送受信時刻・時間差データと遅延時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between transmission / reception time and time difference data, and delay time. 本発明の遅延測定システムの実施例２の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of Example 2 of the delay measurement system of this invention. エラーパケットに対する送受信時刻・時間差データと遅延時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmission / reception time and time difference data with respect to an error packet, and delay time. ＯＡＭによる遅延時間測定の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of the delay time measurement by OAM. 主信号パケットのタイムスタンプを用いた遅延時間測定の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of the delay time measurement using the time stamp of the main signal packet. フレームサイズと必要帯域の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a frame size and a required band.

図１は、本発明の遅延測定システムの実施例１の構成を示す。
図１において、送信側ＮＥ１０および受信側ＮＥ２０は、パケット交換ネットワーク（例えばＭＰＬＳ網）を介して接続され、時刻同期が確立している。送信側ＮＥ１０は、シーケンス番号付与部１１および送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２を備える。受信側ＮＥ２０は、シーケンス番号読取部２１および受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２を備える。送信側ＮＥ１０および受信側ＮＥ２０には、制御回線を介して遅延計算部３１を有する制御装置３０が接続される。 FIG. 1 shows the configuration of Embodiment 1 of the delay measurement system of the present invention.
In FIG. 1, a transmission side NE 10 and a reception side NE 20 are connected via a packet switching network (for example, an MPLS network), and time synchronization is established. The transmission side NE 10 includes a sequence number assigning unit 11 and a transmission time / time difference data accumulation / transmission unit 12. The reception side NE 20 includes a sequence number reading unit 21 and a reception time / time difference data accumulation / transmission unit 22. A control device 30 having a delay calculation unit 31 is connected to the transmission side NE10 and the reception side NE20 via a control line.

ＩＰまたはＭＰＬＳを使用するパケット交換ネットワーク上で、ポイント・ツー・ポイントのイーサネット回線を仮想的に提供するＰＷＥ３（Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge）を用いてカプセル化されるフレームには、図２に示すシーケンス番号を含んだ制御ワードが付加される。通常、シーケンス番号は、パケットの順序付けや、重複および損失を検出するために用いられるが、本発明では主信号パケットの遅延時間測定に併用することを特徴とする。   A frame encapsulated using PWE3 (Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge) that virtually provides a point-to-point Ethernet line on a packet-switched network using IP or MPLS is shown in FIG. A control word including the sequence number shown in FIG. Usually, the sequence number is used for ordering of packets, and detection of duplication and loss. In the present invention, the sequence number is used in combination with the delay time measurement of the main signal packet.

主信号パケットが送信側ＮＥ１０に到達したとき、送信側ＮＥ１０のシーケンス番号付与部１１で各主信号パケットのヘッダー部分にＰＷＥ３のシーケンス番号が付与されてネットワークに送信される。このとき、送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２は、シーケンス番号と主信号パケットの送信時刻とを対応付けて蓄積する。ネットワーク伝送後に受信側ＮＥ２０に到着した主信号パケットは、受信側ＮＥ２０のシーケンス番号読取部２１で主信号パケットのシーケンス番号が読み取られ、エラーパケットの確認等に用いられる。このとき、受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２は、シーケンス番号と主信号パケットの受信時刻とを対応付けて蓄積する。シーケンス番号に対応付けられた各主信号パケットの送信時刻と受信時刻は、図３(1) に示すように送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２および受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２にそれぞれ記録される。なお、図３(1) では便宜的に１つの表として示している。   When the main signal packet reaches the transmitting side NE 10, the sequence number assigning unit 11 of the transmitting side NE 10 assigns the sequence number of PWE 3 to the header portion of each main signal packet and transmits it to the network. At this time, the transmission time / time difference data storage / transmission unit 12 stores the sequence number and the transmission time of the main signal packet in association with each other. The main signal packet arriving at the receiving side NE 20 after network transmission is read by the sequence number reading unit 21 of the receiving side NE 20 and used for checking an error packet. At this time, the reception time / time difference data storage / transmission unit 22 stores the sequence number and the reception time of the main signal packet in association with each other. The transmission time and reception time of each main signal packet associated with the sequence number are stored in the transmission time / time difference data storage / transmission unit 12 and the reception time / time difference data storage / transmission unit 22 as shown in FIG. Each is recorded. In FIG. 3 (1), it is shown as one table for convenience.

送信側ＮＥ１０と受信側ＮＥ２０との間では時刻同期が確立しているため、各主信号パケットの遅延時間は、シーケンス番号に対応した受信時刻と送信時刻の差を計算することで求めることができる。すなわち、送信側ＮＥ１０および受信側ＮＥ２０から制御装置３０に対して、シーケンス番号に対応した受信時刻と送信時刻を伝送し、その時間差を計算することにより各主信号パケットの遅延時間の測定が可能である。   Since time synchronization is established between the transmission side NE10 and the reception side NE20, the delay time of each main signal packet can be obtained by calculating the difference between the reception time and the transmission time corresponding to the sequence number. . That is, it is possible to measure the delay time of each main signal packet by transmitting the reception time and the transmission time corresponding to the sequence number from the transmission side NE 10 and the reception side NE 20 to the control device 30 and calculating the time difference. is there.

しかし、時刻のデータ量は、例えば時刻を１μ秒精度で打刻した場合、桁数が多くなり、１パケットあたりの時刻データ容量が増加する。送信側ＮＥ１０および受信側ＮＥ２０と制御装置３０との間の制御回線の１秒間あたりの伝送容量は一般的に小さく、この帯域で各ＮＥの監視用データ等もやりとりされるため、時刻データだけで占有することはできない。したがって、送信側ＮＥ１０および受信側ＮＥ２０から制御装置３０に伝送する遅延測定データの容量を最小限に抑え、制御回線の帯域圧迫を防ぐ必要がある。   However, the amount of time data increases, for example, when the time is imprinted with an accuracy of 1 μsec, and the number of digits increases and the time data capacity per packet increases. Since the transmission capacity per second of the control line between the transmission side NE 10 and the reception side NE 20 and the control device 30 is generally small and monitoring data of each NE is exchanged in this band, only the time data is used. Cannot occupy. Therefore, it is necessary to minimize the capacity of the delay measurement data transmitted from the transmission side NE 10 and the reception side NE 20 to the control device 30 and prevent the control line from being compressed.

そこで、本発明では、膨大なデータ量による帯域圧迫を回避するために、以下のような工夫を施す。   Therefore, in the present invention, in order to avoid bandwidth compression due to an enormous amount of data, the following measures are taken.

測定開始直後に送信側ＮＥ１０から最初に送信される任意のシーケンス番号ａの主信号パケットを基準パケットとし、この基準パケットの送信時刻Ｔａおよび受信側ＮＥ２０の受信時刻Ｒａをまず測定値として記録する。図３(1) に対応する図３(2) に示す例では、Ｔａは12:00:00.000000 であり、Ｒａは12:00:00.000020 である。それ以降のシーケンス番号（ａ＋ｉ）の主信号パケットでは、送信側ＮＥ１０における１つ前の主信号パケットに対する送信時間差Δｔi および受信側ＮＥ２０における１つ前の主信号パケットに対する受信時間差Δt'i を記録する。図３(2) に示す例では、Δｔi は５，７，８となり、Δt'i は13，15，２となる。 A main signal packet of an arbitrary sequence number a transmitted first from the transmission side NE 10 immediately after the start of measurement is used as a reference packet, and the transmission time Ta of this reference packet and the reception time Ra of the reception side NE 20 are first recorded as measurement values. In the example shown in FIG. 3 (2) corresponding to FIG. 3 (1), Ta is 12: 00: 00.000000, and Ra is 12: 00: 00.000020. In the subsequent main signal packet of sequence number (a + i), the transmission time difference Δt i for the previous main signal packet on the transmission side NE 10 and the reception time difference Δt ′ i for the previous main signal packet on the reception side NE 20 are recorded. To do. In the example shown in FIG. 3 (2), Δt i is 5, 7, 8 and Δt ′ i is 13, 15, 2.

ここで、基準パケットａからｉ番目の主信号パケットの遅延時間Ｄi は次の式から求めることができる。
Ｄi ＝（Ｒａ＋Δt'1＋Δt'2＋…＋Δt'i)−（Ｔａ＋Δt1＋Δt2＋…＋Δti) …(3)
図３(2) に示す例では、基準パケットａの遅延時間は20μ秒であり、基準パケットａから１〜３番目の主信号パケットの遅延時間（μ秒）は、Ｄ1 ＝28、Ｄ2 ＝36、Ｄ3 ＝30となる。 Here, the delay time D i of the i-th main signal packet from the reference packet a can be obtained from the following equation.
D i = (Ra + Δt ′ 1 + Δt ′ 2 +... + Δt ′ i ) − (Ta + Δt 1 + Δt 2 +... + Δt i ) (3)
In the example shown in FIG. 3 (2), the delay time of the reference packet a is 20 μs, and the delay times (μ seconds) of the first to third main signal packets from the reference packet a are D 1 = 28, D 2 = 36, D 3 = 30.

各主信号パケットの送信時刻および受信時刻がマイクロ秒オーダーで計測される場合、基準パケット以降の送信時間差Δｔi および受信時間差Δt'i の各時間差データは、１桁または２桁に減少する。加えて、基準パケットのシーケンス番号ａを１つのみを記録するため、データ量の減少に寄与する。 When the transmission time and reception time of each main signal packet are measured in microsecond order, each time difference data of the transmission time difference Δt i and the reception time difference Δt ′ i after the reference packet is reduced to one digit or two digits. In addition, since only one sequence number a of the reference packet is recorded, it contributes to a reduction in the data amount.

例えば、１[Gbps]の帯域で、パケットサイズ64[byte]のパケットをフルレートで転送した場合、図３(1) に示すシーケンス番号と時刻を全て記録すると、約300[Ｍbps]のデータ量となるが、図３(2) に示す基準パケットのシーケンス番号および時間差データの記録による桁数の削減によって、同様のレートでのデータ量を 30[Ｍbps]に減少させることができる。さらに、これを例えば Zip形式で圧縮した場合、その容量を 30[ｋbps]にまで減少させることができる。   For example, when a packet with a packet size of 64 [bytes] is transferred at a full rate in a bandwidth of 1 [Gbps], if all the sequence numbers and times shown in FIG. However, the data amount at the same rate can be reduced to 30 [Mbps] by reducing the number of digits by recording the sequence number and time difference data of the reference packet shown in FIG. Furthermore, when this is compressed in, for example, the Zip format, the capacity can be reduced to 30 [kbps].

ここで、送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２および受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２に蓄積したシーケンス番号および各データのデータ量が、制御装置３０との間の制御回線の帯域で転送可能な場合は、次の手順で各データを処理する。
(1) 送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２および受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２から制御装置３０へ、基準パケットのシーケンス番号および送受信時刻データと、それ以降の主信号パケット間の送受信時間差データを転送する。
(2) 制御装置３０の遅延計算部３１は、転送された各データを基に各主信号パケットの遅延時間を算出し、図３(3),(4) に示すような遅延分布図を作成する。 Here, the sequence numbers stored in the transmission time / time difference data storage / transmission unit 12 and the reception time / time difference data storage / transmission unit 22 and the data amount of each data are transferred in the bandwidth of the control line with the control device 30. If possible, process each data as follows:
(1) Transmission / reception between the sequence number and transmission / reception time data of the reference packet and the subsequent main signal packet from the transmission time / time difference data storage / transmission unit 12 and the reception time / time difference data storage / transmission unit 22 to the control device 30 Transfer time difference data.
(2) The delay calculation unit 31 of the control device 30 calculates the delay time of each main signal packet based on each transferred data and creates a delay distribution diagram as shown in FIGS. 3 (3) and (4). To do.

送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２および受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２に蓄積したシーケンス番号および各データのデータ量が、制御回線の帯域を超える場合、または帯域の多くを占有してしまう場合は、図４に示すように、次の手順で各データを処理する。   The sequence number and the amount of data stored in the transmission time / time difference data accumulation / transmission unit 12 and the reception time / time difference data accumulation / transmission unit 22 exceed the bandwidth of the control line or occupy most of the bandwidth. In such a case, as shown in FIG. 4, each data is processed in the following procedure.

(1) 送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２に蓄積した基準パケットのシーケンス番号および送信時刻データとそれ以降の主信号パケット間の送信時間差データを、主信号帯域を用いて、主信号パケットに混ぜて受信側ＮＥ２０の遅延計算部２３に転送する。
(2) 遅延計算部２３では、送信時刻・時間差データ蓄積／送信部１２から受け取った各データと、受信時刻・時間差データ蓄積／送信部２２に蓄積した基準パケットのシーケンス番号および受信時刻データとそれ以降の主信号パケット間の受信時間差データを用いて、各主信号パケットの遅延時間を算出し、図３(3),(4) に示すような遅延分布図を作成する。
(3) 受信側ＮＥ２０の遅延計算部２３で作成した遅延分布図は、制御回線を介して制御装置３０へ転送する。 (1) Transmission time / time difference data storage / transmission time difference data between the reference packet sequence number and transmission time data stored in the transmission unit 12 and the subsequent main signal packets are converted into main signal packets using the main signal band. The data is mixed and transferred to the delay calculation unit 23 of the receiving side NE 20.
(2) The delay calculation unit 23 receives each data received from the transmission time / time difference data storage / transmission unit 12, the reference packet sequence number and reception time data stored in the reception time / time difference data storage / transmission unit 22, and Subsequent reception time difference data between main signal packets is used to calculate the delay time of each main signal packet, and a delay distribution diagram as shown in FIGS. 3 (3) and (4) is created.
(3) The delay distribution diagram created by the delay calculation unit 23 of the receiving side NE 20 is transferred to the control device 30 via the control line.

この方法では、遅延分布図のみを制御装置３０へ転送するため、制御回線における帯域圧迫を避けることができる。   In this method, since only the delay distribution diagram is transferred to the control device 30, it is possible to avoid band compression in the control line.

次に、主信号パケットの伝送途中でエラーが発生した場合について説明する。
主信号パケットにエラーが発生した場合、シーケンス番号を参照することにより当該パケットを検出することができる。図５に示す例では、シーケンス番号ａ＋１の後にシーケンス番号ａ＋３の主信号パケットが受信されたため、シーケンス番号ａ＋２の主信号パケットが欠落したことがわかる。このとき、シーケンス番号ａ＋２の主信号パケットの受信時刻は検出されないため、シーケンス番号ａ＋１の主信号パケットとシーケンス番号ａ＋３の主信号パケットとの受信時間差は「17（μ秒）」となる。すなわち、シーケンス番号ａ＋２の主信号パケットの遅延時間は検出できないものの、シーケンス番号ａ＋３の主信号パケットの遅延時間は「30（μ秒）」として検出することができる。 Next, a case where an error occurs during transmission of the main signal packet will be described.
When an error occurs in the main signal packet, the packet can be detected by referring to the sequence number. In the example shown in FIG. 5, since the main signal packet of sequence number a + 3 was received after sequence number a + 1, it can be seen that the main signal packet of sequence number a + 2 was lost. At this time, since the reception time of the main signal packet of sequence number a + 2 is not detected, the reception time difference between the main signal packet of sequence number a + 1 and the main signal packet of sequence number a + 3 is “17 (μ seconds)”. That is, although the delay time of the main signal packet of sequence number a + 2 cannot be detected, the delay time of the main signal packet of sequence number a + 3 can be detected as “30 (μ seconds)”.

１０ 送信側ＮＥ
１１ シーケンス番号付与部
１２ 送信時刻・時間差データ蓄積／送信部
２０ 受信側ＮＥ
２１ シーケンス番号読取部
２２ 受信時刻・時間差データ蓄積／送信部
２３ 遅延計算部
３０ 制御装置
３１ 遅延計算部 10 Sender NE
11 Sequence number assigning section 12 Transmission time / time difference data accumulation / transmission section 20 Receiving side NE
21 Sequence Number Reading Unit 22 Reception Time / Time Difference Data Storage / Transmission Unit 23 Delay Calculation Unit 30 Control Unit 31 Delay Calculation Unit

Claims (6)

時刻同期が確立している送信側ＮＥと受信側ＮＥとの間で、パケット交換ネットワークを介して転送されるパケットの遅延時間を測定する遅延測定方法において、
前記パケットにシーケンス番号を付与し、さらに所定のシーケンス番号のパケットを基準パケットとし、
前記送信側ＮＥは、前記基準パケットの送信時刻と、前記基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差を測定する第１のステップと、
前記受信側ＮＥは、前記基準パケットの受信時刻と、前記基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差を測定する第２のステップと、
前記基準パケットの送信時刻と受信時刻から前記基準パケットの遅延時間を算出するとともに、前記所定のシーケンス番号の基準パケットに後続するパケット間の送信時間差および受信時間差から各パケットの遅延時間を順次算出するとともに、前記受信側ＮＥで受信するパケットの前記シーケンス番号からパケットエラーとなったパケットが特定される場合に、当該パケットを含むパケット間の送信時間差および当該パケットを除くパケット間の受信時間差から、当該パケットを除く各パケットの遅延時間を算出する第３のステップと
を有することを特徴とする遅延測定方法。 In a delay measurement method for measuring a delay time of a packet transferred through a packet switching network between a transmission side NE and a reception side NE in which time synchronization is established,
A sequence number is assigned to the packet, and a packet with a predetermined sequence number is used as a reference packet.
The transmission side NE measures a transmission time of the reference packet and a transmission time difference between packets transmitted after the reference packet;
The receiving side NE measures a reception time of the reference packet and a reception time difference between packets received after the reference packet;
The delay time of the reference packet is calculated from the transmission time and the reception time of the reference packet, and the delay time of each packet is sequentially calculated from the transmission time difference and the reception time difference between the packets following the reference packet of the predetermined sequence number. In addition, when a packet having a packet error is identified from the sequence number of the packet received at the receiving side NE, the transmission time difference between the packets including the packet and the reception time difference between the packets excluding the packet And a third step of calculating a delay time of each packet excluding the packet . 請求項１に記載の遅延測定方法において、
前記第３のステップは、前記送信側ＮＥおよび前記受信側ＮＥに接続される制御装置で実行され、前記送信側ＮＥから転送される前記基準パケットの送信時刻および前記基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、前記受信側ＮＥから転送される前記基準パケットの受信時刻および前記基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、前記基準パケットおよび前記基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する
ことを特徴とする遅延測定方法。 The delay measurement method according to claim 1,
The third step is executed by a control device connected to the transmission side NE and the reception side NE, and the transmission time of the reference packet transferred from the transmission side NE and the interval between packets transmitted after the reference packet And the reference packet and the reference packet using the data of the reception time difference between the packets received after the reference packet and the reception time of the reference packet transferred from the receiving side NE. A delay measuring method, characterized in that a delay time of each packet following is calculated. 請求項１に記載の遅延測定方法において、
前記第３のステップは、前記受信側ＮＥで実行され、前記送信側ＮＥから転送される前記基準パケットの送信時刻および前記基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、前記基準パケットの受信時刻および前記基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、前記基準パケットおよび前記基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する
ことを特徴とする遅延測定方法。 The delay measurement method according to claim 1,
The third step is executed by the receiving side NE, and each data of a transmission time of the reference packet transferred from the transmitting side NE and a transmission time difference between packets transmitted after the reference packet, and the reference packet A delay measurement method for calculating a delay time of each of the reference packet and each packet subsequent to the reference packet using the reception time and each data of a reception time difference between packets received after the reference packet . 時刻同期が確立している送信側ＮＥと受信側ＮＥとの間で、パケット交換ネットワークを介して転送されるパケットの遅延時間を測定する遅延測定システムにおいて、
前記パケットにシーケンス番号を付与し、さらに所定のシーケンス番号のパケットを基準パケットとし、
前記送信側ＮＥは、前記基準パケットの送信時刻と、前記基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差を測定する第１の手段を備え、
前記受信側ＮＥは、前記基準パケットの受信時刻と、前記基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差を測定する第２の手段を備え、
前記基準パケットの送信時刻と受信時刻から前記基準パケットの遅延時間を算出するとともに、前記所定のシーケンス番号の基準パケットに後続するパケット間の送信時間差および受信時間差から各パケットの遅延時間を順次算出するとともに、前記受信側ＮＥで受信するパケットの前記シーケンス番号からパケットエラーとなったパケットが特定される場合に、当該パケットを含むパケット間の送信時間差および当該パケットを除くパケット間の受信時間差から、当該パケットを除く各パケットの遅延時間を算出する第３の手段を備えた
ことを特徴とする遅延測定システム。 In a delay measurement system for measuring a delay time of a packet transferred through a packet switching network between a transmission side NE and a reception side NE in which time synchronization is established,
A sequence number is assigned to the packet, and a packet with a predetermined sequence number is used as a reference packet.
The transmission side NE includes first means for measuring a transmission time difference between a transmission time of the reference packet and a packet transmitted after the reference packet;
The receiving side NE includes a second means for measuring a reception time difference between a reception time of the reference packet and a packet received after the reference packet;
The delay time of the reference packet is calculated from the transmission time and the reception time of the reference packet, and the delay time of each packet is sequentially calculated from the transmission time difference and the reception time difference between the packets following the reference packet of the predetermined sequence number. In addition, when a packet having a packet error is identified from the sequence number of the packet received at the receiving side NE, the transmission time difference between the packets including the packet and the reception time difference between the packets excluding the packet A delay measuring system comprising a third means for calculating a delay time of each packet excluding the packet . 請求項４に記載の遅延測定システムにおいて、
前記第３の手段は、前記送信側ＮＥおよび前記受信側ＮＥに接続される制御装置に備えられ、前記送信側ＮＥから転送される前記基準パケットの送信時刻および前記基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、前記受信側ＮＥから転送される前記基準パケットの受信時刻および前記基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、前記基準パケットおよび前記基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する構成である
ことを特徴とする遅延測定システム。 The delay measurement system according to claim 4, wherein
The third means is provided in a control device connected to the transmission side NE and the reception side NE, and transmits the reference packet transferred from the transmission side NE and between packets transmitted after the reference packet. And the reference packet and the reference packet using the data of the reception time difference between the packets received after the reference packet and the reception time of the reference packet transferred from the receiving side NE. delay measurement system characterized in that is configured to calculate the delay time of each packet following the. 請求項４に記載の遅延測定システムにおいて、
前記第３の手段は、前記受信側ＮＥに備えられ、前記送信側ＮＥから転送される前記基準パケットの送信時刻および前記基準パケット以降に送信するパケット間の送信時間差の各データと、前記基準パケットの受信時刻および前記基準パケット以降に受信するパケット間の受信時間差の各データとを用いて、前記基準パケットおよび前記基準パケットに後続する各パケットの遅延時間を算出する構成である
ことを特徴とする遅延測定システム。
The delay measurement system according to claim 4, wherein
The third means is provided in the receiving side NE, and each data of transmission time difference between packets transmitted after the reference packet and transmission time of the reference packet transferred from the transmitting side NE, and the reference packet The delay time of each packet following the reference packet and the reference packet is calculated using the reception time of the packet and each data of the reception time difference between packets received after the reference packet. Delay measurement system .
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