JP2007020183A - レジデンシャルイーサネットシステムにおける時刻同期化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＱｏＳを保証し、時間遅延を最小化しつつ、タイミングマスターのＴＯＤにそれぞれのノードのＴＯＤを同期化させることが可能な時刻同期化方法を提供する。
【解決手段】 レジデンシャルイーサネットシステムで、所定のタイミングマスターを選定し、複数のノードのＴＯＤをタイミングマスターに一致させるための時刻同期化方法であって、複数のノードのうちの所定のノードが、所定のタイミングマスターの時刻値を受信し、該受信された時刻値を当該ノードの時刻値に設定する第１のステップ（Ｓ４１，Ｓ４２）と、前記所定のノードが、該ノードとタイミングマスターとの間のデータ伝送遅延時間値を考慮に入れることで、前記設定された時刻値を変更する第２のステップ（Ｓ４３，Ｓ４４）と、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、レジデンシャルイーサネットに関し、特に、レジデンシャルイーサネットシステムのそれぞれのノードでＴＯＤ(Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｄａｙ)を設定するためのノード間での時刻同期（time synchronization）のための方法に関する。

イーサネット(登録商標、以下同じ）は、最も広く用いられている近距離通信網（ＬＡＮ）の技術であって、現在では、ＩＥＥＥ(Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ)８０２．３として規格が定められている。このイーサネットは、当初はＸｅｒｏｘ社によって開発され、その後、Ｘｅｒｏｘ社、ＤＥＣ（Digital Equipment Corporation）社、Ｉｎｔｅｌ社、などによって発展させられた。

イーサネットは、相互に異なる複数の端末又はユーザーらの間でデータを伝送しようとするときに、一般的に使用される技術の一つである。従来のイーサネットでは、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたＣＳＭＡ/ＣＤ(Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ/Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔ)プロトコルを用いることで競争的なアクセスが発生するため、ＩＦＧ(Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｇａｐ)間隔を維持しつつ、上位階層のサービスフレームをイーサネットフレームに変換して伝送する。このとき、上位サービスフレームは、その種類に関係なく、生成された順に伝送が行われる。

かかる従来のイーサネットは、すべてのイーサネットフレームに対して同一の優先権を付与し、競争を通じて伝送するＣＳＭＡ/ＣＤ方式の伝送を採用しているため、伝送時間の遅延に敏感な動映像や音声の伝送には適合しない技術として知られている。

しかしながら、最近では、伝送時間遅延に敏感な動映像や音声伝送が次第に増加し、データ伝送においてその比重が大きくなったことから、従来のイーサネット方式を使用しながら、このような伝送遅延による問題点を除去するための種々の方策が提案されている。

従来のイーサネットにおける時間遅延（time delay）の減少を図るための一方策として、ＩＥＥＥ８０２．３ｐ/ｑが提案された。このＩＥＥＥ８０２．３ｐ/ｑによれば、マルチメディアデータなどの優先順位が与えられるべきデータに対して、ＣＯＳ(Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ)が割り当てられる。かかるＩＥＥＥ８０２．３ｐ/ｑの技術は、従来のＩＥＥＥ８０２．３のイーサネット技術と比較すると、マルチメディアデータなどの伝送時に優先順位を割り当てることによって、時間遅延に対するある程度の改善効果を得ることができる。しかしながら、このＩＥＥＥ８０２．３ｐ/ｑの技術では、それぞれのデータの帯域を要求して割り当てる手順がないため、帯域の割り当てを管理する帯域幅マネージャ(Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｍａｎａｇｅｒ)が必要となり、このような帯域幅管理のためにジッターバッファ(ｊｉｔｔｅｒ ｂｕｆｆｅｒ）のサイズが必然的に増加する、という問題点を有している。

他に提案された伝送方式としては、一つの伝送サイクル中に同期データと非同期データとを分けて伝送する方式である、レジデンシャルイーサネット(Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ)が挙げられる。このレジデンシャルイーサネットによれば、同期データに対して各々同じサイズのスロットが割り当てられ、その結果、相互に同一サイズのサブ同期フレームが構成され伝送される。

図１は、従来のレジデンシャルイーサネットにおける伝送サイクルの構造を示す図である。図１を参照すると、従来のレジデンシャルイーサネットは、データ伝送のための伝送サイクルを１２５μｓｅｃ単位の１伝送サイクル１０で構成し、それぞれの伝送サイクルは、非同期データの伝送のための非同期(Ａｓｙｎｃ)フレーム区間(frame section)１１０と、同期データの伝送のための同期(Ｓｙｎｃ)フレーム区間１００と、を含む。

より詳細に説明すると、同期データの伝送のための同期フレーム区間１００は、伝送サイクル内で最も高い優先権を有し、現在論議中の案によると、各々７３８バイトで構成されたサブ同期フレーム１０１，１０２，１０３，１０４が含まれる。なお、7３８バイトは論議中の案であり、このバイト数は、本発明の範囲の変動なしに変更することが可能である。さらに、非同期データの伝送のための非同期フレーム区間１１０は、それぞれの領域に種々の長さ（可変的なサイズ）を有するサブ非同期フレーム１１１，１１２，１１３が含まれる。

このような従来のレジデンシャルイーサネットでは、全てのノードで同一の伝送サイクルを設定し、対応する伝送サイクルの同期フレーム区間１００を通じて同期データを伝送しなければならない。そして、それぞれのノード間で同一のサイズの伝送サイクルを設定し、該当伝送サイクルの同期フレーム区間１００を通じて同期データの伝送が行われるようにするためには、それぞれのノード間の同期が一致しなければならない。

放送のようなリアルタイムイーサネットでは、各ノードは、一般的なビット同期に加えて、タイミングマスターを基準とした同一のＴＯＤ(Time of Day)情報（以下、「時刻情報」ともいう。）を有することが必要となる。その理由は、各々分散（離隔）して配置されているノード間で時刻情報が一致しない場合には、ノードから送信されたデータの時刻同期を達成することができないからである。その結果、放送の場合には、映像と音声が同期化されない可能性がある。また、同一の時刻にそれぞれのノードで発生したイベントが中央の制御装置に報告されるときに、それぞれのノードのＴＯＤが一致しない場合には、それによって、あたかも「相互に異なる時刻に発生した」ように報告される可能性がある。この場合に、総合的に判断して制御するサーバは、このようなイベントが同時に発生したことを認識する方法がないため、「かかるイベントは相互に異なる時刻に発生した」との誤った判断を行う虞がある。

図２は、従来のレジデンシャルイーサネットシステムで各ノードのＴＯＤが一致しない場合を説明するための図である。

図２に示すように、それぞれのＡ/Ｖ装置が互いに離隔して配置されている場合には、同一の時刻情報(すなわちＴＯＤ)が提供されないと、各Ａ/Ｖ装置間での同期化がなされない可能性がある。

より詳細に説明すると、例えば、映像と音声を各々再生するＤＶＤプレーヤー２１は、映像と音声とを含む出力データ２０１を提供する。

このように、提供された映像と音声が結合された形態の出力データ２０１は、第１のスイッチ２２を通じて、映像出力データ２０２と音声出力データ２０３とに分離される。この分離された音声出力データ２０３は、増幅器(ａｍｐｌｉｆｉｅｒ)２３によって、音声として再生される。

一方、第１のスイッチ２２を通じて分離された映像出力データ２０２は、第２のスイッチ２４を通じて、テレビやプロジェクターのような映像装置２５に伝送され、映像として再生される。

このとき、映像及び音声信号のＴＯＤが、それぞれのノードである、ＤＶＤプレーヤー２１と、第１のスイッチ２２と、第２のスイッチ２４と、増幅器２３と、映像装置２５と、の間で一致しない場合には、映像装置２５を通じて出力される映像データ２０２と増幅器２３を通じて出力される音声データ２０３とでは同期化されない。

さらに、ギター，電子オルガン、などのような複数の音響装置がノードとして動作する場合には、種々の音響装置からデータを受信して一つの音楽を作るためのサーバに対して、受信されたデータ間での時刻の同期化が実現されないと、サーバでの処理が難しくなる。

そのため、このような時刻の同期化（time synchronization）は、レジデンシャルイーサネット技術において非常に重要な問題となっている。しかしながら、現在のレジデンシャルイーサネットでは、このＴＯＤを考慮した時刻同期化方法に関する研究が行われていない。したがって、特に、レジデンシャルイーサネット技術で考慮される物理階層とデータリンク階層に関連した時刻同期化方法に関する研究が要求される。

したがって、上記の従来技術の問題点を解決するために、本発明は、レジデンシャルイーサネットにおいて、マルチメディアデータ伝送のＱｏＳ(Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ)を保証し、時間遅延を最小化しつつ、タイミングマスターのＴＯＤにそれぞれのノードのＴＯＤを同期化させることが可能な時刻同期化方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、タイミングマスターを基準として、物理階層とデータリンク階層内でのそれぞれのノードのＴＯＤ情報を同期化させることができる時刻同期化方法を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するために、本発明は、レジデンシャルイーサネットシステムで、所定のタイミングマスターを選定し、複数のノードのＴＯＤ(Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｄａｙ)を前記タイミングマスターに一致させるための時刻同期化方法であって、前記複数のノードのうちの所定のノードが、前記所定のタイミングマスターの時刻値を受信し、該受信された時刻値を当該ノードの時刻値として設定する第１のステップと、前記所定のノードが、前記所定のノードと前記タイミングマスターとの間のデータ伝送遅延時間値を考慮に入れることで、前記設定された時刻値を変更する第２のステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、レジデンシャルイーサネットにおけるＰＴＰアルゴリズムを通じて、物理階層とデータリンク階層で、それぞれのノードについての時刻の同期化が遂行され、この結果、マルチメディアデータが伝送可能なレジデンシャルイーサネットで、ＱｏＳを保証し、時間遅延を最小化しつつ、タイミングマスターのＴＯＤにそれぞれのノードのＴＯＤを同期化させることが可能になる。

以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。

下記に、同一の構成要素については、できるだけ同一の参照番号及び参照符号を付して説明する。また、本発明に関連した公知の機能或いは構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。

一般的に使用されるタイミングプロトコルは、ＲＦＣ ＳＮＴＰ(Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)と、ＩＥＥＥ１５８８プロトコルと、を含む。このうち、ＳＮＴＰは、アプリケーション階層(ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ)でタイムスタンピング(ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐｉｎｇ）を遂行することから、本発明で目的とする物理階層とデータリンク階層での時刻同期化の遂行という面では適合しない。

したがって、本発明の実施形態では、物理階層とデータリンク階層でタイムスタンピング動作を遂行するＩＥＥＥ１５８８プロトコルを使用した例について説明する。

特に、以下の本発明の実施形態では、ＩＥＥＥ１５８８プロトコルであるＰＴＰ(Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)を用いたレジデンシャルイーサネットシステムで、それぞれのノードのＴＯＤを同期化させるための時刻同期化方法について説明する。

図３は、本発明の実施形態によるレジデンシャルイーサネットで、時刻同期化を達成するためのＰＴＰメッセージフレームの構造を示す図である。

図３に示すように、本発明の実施形態に従うレジデンシャルイーサネットにおける時刻同期化のためのＰＴＰメッセージフレームは、８バイトのプリアンブルフィールド３１と、宛先ＭＡＣアドレスを表わす６バイトのＤＡ(Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ)フィールド３２と、ソースＭＡＣアドレスを表わす６バイトのＳＡ(Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ)フィールド３３と、データのタイプ（種類）を定義する２バイトのタイプフィールド３４と、伝送されるべきＰＴＰメッセージを含むＰＴＰメッセージフィールド３５と、伝送フレームの誤りをチェックするための４バイトのＦＣＳフィールド３６と、を含む。

本発明の実施形態では、ＰＴＰメッセージは、ＵＤＰ(Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)に収容されないが、ＰＴＰメッセージの内容（contents）は、同期化する時刻を正確に設定するために、イーサネットフレームにおけるタイプフィールド３４の未定義（不確定）の領域を用いて定義（規定）される。さらに、ＰＴＰメッセージフィールド３５は、その定義された内容に基づいた適切なメッセージを含んでいる。

本発明の実施形態によるＰＴＰメッセージフレームは、同期化メッセージと、フォローアップ(ｆｏｌｌｏｗ ｕｐ)メッセージと、遅延要求メッセージと、遅延応答メッセージと、の４つに分類される。このうち、同期化メッセージは、時刻同期化を開始するために、タイミングマスターからそれぞれのノードに送信されるものであり、フォローアップメッセージは、同期化メッセージが送信された後に、タイミングマスターの時刻情報を送るために送信されるものである。遅延要求メッセージ(Ｄｅｌａｙ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅ)は、タイミングマスターとノードとの時間（時刻）を一致させた後に、該当のネットワークにより引き起こされた遅延時間を設定するために、ノードからタイミングマスターに送信されるものである。さらに、遅延応答メッセージ(Ｄｅｌａｙ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅ)は、遅延要求メッセージに対する応答として、タイミングマスターから送信されるものである。

上述したようなＰＴＰメッセージは、ＭＡＣ階層と物理(ＰＨＹ)階層との間のＭＩＩ(Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ)領域で処理される。特に、ＭＩＩ領域のＴＳＵ(Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ Ｕｎｉｔ)は、同期化メッセージやフォローアップメッセージなどのＰＴＰメッセージフレームから読み取られた、同期化メッセージの送信時刻、遅延要求の送信時刻、及び遅延要求に対する応答の受信時刻、等を検出し、これらの時刻を制御部（ＣＰＵ)を通じて該当ノードで制御できるようにする。このとき、各読み取りの時刻は、イーサネットフレームのプリアンブル(ｐｒｅａｍｂｌｅ)フィールド３１におけるＳＦＤ(Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ)領域の最後のビットが送信される時刻を基準とする。

図４は、本発明の実施形態によるレジデンシャルイーサネットで時刻同期化を遂行するための手順を示すフローチャートである。

図４を参照すると、タイミングマスターが選定され、複数のノードを有するレジデンシャルイーサネットシステムにおいて、複数のノードのＴＯＤをタイミングマスターに一致させるための本発明によるレジデンシャルイーサネットでの時刻同期化方法は、２つの動作を通じて遂行される。

第１の動作では、それぞれのノードとタイミングマスターの時刻値が、同一の値に設定される。それぞれのノードとタイミングマスターの時刻値を同一にするために、それぞれのノードは、タイミングマスターの時刻値を受信し、そのノードの時刻値をタイミングマスターの時刻値とするように設定する。

第２の動作は、第１の動作を遂行したノードに関して、各ノードとタイミングマスター間のネットワーク環境などにより発生した遅延を考慮したオフセット（以下、時間オフセットという。）の調整が行われる。

まず、第１の動作によれば、それぞれのノード(以下は、タイミングマスターの相手方であることを表すため“スレーブ”と称する。)は、タイミングマスターから時刻同期化を開始するための同期化メッセージを受信し、その次に伝送されるフォローアップメッセージを通じて、タイミングマスターの時刻情報を確認し、かかるタイミングマスターの時刻値に基づいて、スレーブの時間オフセット(ｏｆｆｓｅｔ）を補正する(ステップＳ４１)。

そして、スレーブは、かかる時間オフセットの補正後の該スレーブ自身の時刻値をタイミングマスターの時刻値と比較し、スレーブの時刻がタイミングマスターの時刻と同一であるか否かを確認する(ステップＳ４２)。ここで、タイミングマスターとスレーブとの時刻の比較は、周期的に伝送される同期化メッセージと、各同期化メッセージに続くフォローアップメッセージを確認することによって遂行される。

上述した手順を通じて第１の動作が遂行されると、遅延状態を考慮したオフセットの調整が、以下のように遂行される。

遅延状態を考慮したオフセットの調整を遂行するために、まず、スレーブは、タイミングマスターに対して遅延要求(ｄｅｌａｙ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を行い、オフセット補正された当該スレーブの遅延値を算出する(ステップＳ４３)。このとき、タイミングマスターは、スレーブの遅延要求に対する応答として、遅延応答メッセージを送信する。その後、この遅延応答メッセージに含まれた時刻情報は、遅延値を算出するために使用される。すなわち、遅延要求の時刻値と遅延応答の時刻値との差を１/２にすると、その遅延値が得られる。

本発明の実施形態による時刻同期化方法は、ＰＴＰアルゴリズムを通じて、物理階層とデータリンク階層の領域で遂行される動作であるため、プロセシング遅延が発生する可能性はほとんどない。それによって、本発明の実施形態では、プロセシングによる遅延は無視し、ネットワークなどの伝送遅延のみを考慮して設計される。

このような遅延値と第１の動作によってオフセット補正された時刻値との両方が当該スレーブの時刻値に適用されることにより、当該スレーブの時刻値をタイミングマスターの時刻値と同期化することが可能になる(ステップＳ４４)。

図５は、本発明の実施形態によるレジデンシャルイーサネットで時刻同期化を遂行するための手順を示すタイミング図である。

以下に、図４に示した本発明によるレジデンシャルイーサネットでの時刻同期化方法を、図５のタイミング図を参照しながら詳細に説明する。

基本的に、タイミングマスター５１とスレーブ５２との間の時間オフセットは、次の数式１を用いて設定される。
＜数式１＞
時間オフセット＝スレーブの時刻−タイミングマスターの時刻

まず、タイミングマスター５１及びスレーブ５２における最初の時刻設定値は、それぞれ“Ｔｍ＝１０５０ｓ”及び“Ｔｓ＝１０００ｓ”であると仮定する。

そして、“Ｔｍ＝１０５１ｓ”である時点５０１で、タイミングマスター５１が同期化メッセージをスレーブ５２に送信すると(ステップＳ５０２)、その同期化メッセージの送信の時刻値(Ｔｍ＝１０５１ｓ）が、第１のフォローアップメッセージを通じてスレーブ５２に伝送される(ステップＳ５０３)。

ここで、時間オフセットは、上記の＜数式１＞によって決定される(ステップＳ５０４)。このとき、遅延時間はわからないため、遅延時間の初期値を‘０’に設定する。

したがって、タイミングマスター５１とスレーブ５２の時刻値を同一にする過程を通じて、遅延時間値を除いた＜数式１＞の残りのパラメータが決定される。このとき、第１の動作を通じて“スレーブ５２の時刻値＝タイミングマスター５１の時刻値”となるため、時間オフセットは、遅延時間に相当するものとして決定される。

その後、スレーブ５２の時刻値とタイミングマスター５１の時刻値が同一であるか否かを確認するために、(タイミングマスター５１はＴｍ＝１０５３ｓで、スレーブ５２はＴｓ＝１０５２ｓである）ステップＳ５０５の時点で、第２の同期化メッセージが送信される(ステップＳ５０６)。その後、第２の同期化メッセージに続く第２のフォローアップメッセージを通じて、タイミングマスター５１とスレーブ５２の時刻値が相互に同じになったことを確認することができる(ステップＳ５０７)。

次に、第２の動作である遅延状況を考慮したオフセット補償過程を説明する。まず、スレーブ５２は、遅延状況によるオフセット補償がなされない時点(ステップＳ５０８)で、遅延要求メッセージをタイミングマスター５１に送信する(ステップＳ５０９)。このような遅延要求メッセージが送信される場合に、該メッセージを送信（発信）する時刻（時点）についての時刻情報(Ｔ５＝１０８０）は、スレーブ５２にて記憶（すなわちスレーブ５２内の図示しないメモリ等に一時的に格納）される。

そして、タイミングマスター５１は、当該遅延要求メッセージに対する応答として、遅延応答メッセージを送信する(ステップＳ５１０)。このとき、遅延応答メッセージは、タイミングマスター５１の当該遅延応答メッセージを送信（発信）する時点(Ｔ６＝１０８２）についての時刻情報を含んでいる。

その後、遅延時間値を検出するために、下記の＜数式２＞を適用して計算する。
＜数式２＞
遅延時間値＝(タイミングマスターの同期化メッセージの送信（発信）の時刻−同期化メッセージを受信するときのスレーブの時刻)＋(タイミングマスターの遅延応答メッセージの送信時刻−スレーブの遅延要求メッセージの送信時刻)/２

ここで、第１の動作(ステップＳ５０１〜Ｓ５０７)を通じて、同期化メッセージの送信（発信）時におけるタイミングマスターの時刻と、同期化メッセージを受信するときのスレーブの時刻とが同一の値であることが確認されたため、数式２における前項（第１項）の値は‘０’となる。

そして、本発明の実施形態に従って残りの項の値を計算すると、遅延時間値は、(１０８２−１０８０)／２＝１となる。

従って、次の同期化メッセージが送信されると(ステップＳ５１３)、上記の計算により得られた遅延時間値（この例では１）を、＜数式１＞によって時間オフセットを決定するために適用される(ステップＳ５１３〜Ｓ５１５)。

その後、ステップＳ５０５〜Ｓ５０７の説明で上述したような確認過程が、同様に遂行される(ステップＳ５１６〜Ｓ５１９)。

本発明に従った上述のような方法及び装置は、ハードウェア的に実現され、或いは、ソフトウェア的に、すなわちコンピュータで実行可能なプログラム・コードによって実現されることができる。かかるプログラム・コードは、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の各種ＲＯＭ，或いは各種ＲＡＭ，可撓性を有する所謂フレキシブルディスク，ハードディスク，光磁気ディスク等の各種の記録媒体に格納され、或いはネットワークを通じてダウンロードされることができ、かかるプログラムを処理するプロセッサによって、上述した方法を遂行することができる。したがって、本発明に従った上述のような方法及び装置は、上記プログラム・コードを読み込んで処理する汎用コンピュータ、或いは上記プログラム・コードが予め組み込まれた特化されたプロセッサー或いは特化されたハードウェアによって、実行されることができる。

以上、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、形式や細部についての様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。

従来のレジデンシャルイーサネットにおける典型的な伝送サイクルの構造を示す例示図である。 従来のレジデンシャルイーサネットシステムでＴＯＤが合わない場合を説明するための例示図ある。 本発明の実施形態によるレジデンシャルイーサネットで、時刻同期化を遂行するためのＰＤＰメッセージフレームを示す図である。 本発明の実施形態によるレジデンシャルイーサネットで、時刻同期化を遂行するための手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるレジデンシャルイーサネットで時刻同期化の遂行のための手順を示すタイミング図である。

符号の説明

５１ タイミングマスター
５２ スレーブ（所定のノード）

Claims (12)

1. レジデンシャルイーサネットシステムで、所定のタイミングマスターを選定し、複数のノードのＴＯＤ(Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｄａｙ)を前記タイミングマスターに一致させるための時刻同期化方法であって、
   前記複数のノードのうちの所定のノードが、前記所定のタイミングマスターの時刻値を受信し、該受信された時刻値を当該ノードの時刻値として設定する第１のステップと、
   前記所定のノードが、該ノードと前記タイミングマスターとの間のデータ伝送遅延時間値を考慮に入れることで、前記設定された時刻値を変更する第２のステップと、
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記第１のステップは、
   前記複数のノードのうちの所定のノードが、
   前記所定のタイミングマスターから周期的に送信される、時刻同期を遂行するための同期化メッセージを受信する第３のステップと、
   前記周期的な同期化メッセージに続くフォローアップメッセージを通じて、前記タイミングマスターが前記同期化メッセージを送信した時刻値を受信する第４のステップと、
   前記受信された時刻値を前記所定のノードの時刻値に設定する第５のステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記第２のステップは、
   前記所定のノードが、
   前記タイミングマスターに遅延要求メッセージを送信し、当該遅延要求の時刻値を記憶する第６のステップと、
   前記タイミングマスターから前記遅延要求メッセージに対する遅延応答メッセージを受信する第７のステップと、
   前記遅延要求の時刻値と前記遅延応答メッセージに含まれた時刻情報とを用いて、前記所定のノードと前記タイミングマスターとの間のデータ伝送遅延時間値を決定する第８のステップと、
   該決定されたデータ伝送遅延時間値を、前記設定された該当ノードの時刻値として適用することにより、前記時刻値を変更する第９のステップと、
   を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記同期化メッセージ、前記フォローアップメッセージ、前記遅延要求メッセージ、及び前記遅延応答メッセージは、ＰＴＰ(Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)に基づくことを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記ＰＴＰメッセージは、ＵＤＰ(Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)に収容されることなく、同期化する時刻の正確性のために、イーサネットフレームによって構成されることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記ＰＴＰメッセージは、前記所定のノードにおける、ＭＡＣ階層と物理階層との間のＭＩＩ(Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ)領域で処理されることを特徴とする請求項４記載の方法。
7. レジデンシャルイーサネットシステムで、所定のタイミングマスターを選定し、複数のノードのＴＯＤを前記タイミングマスターに一致させるための時刻同期化装置であって、
   前記複数のノードのうちの所定のノードが、前記所定のタイミングマスターの時刻値を受信し、該受信された時刻値を当該ノードの時刻値に設定する第１のステップと、
   前記所定のノードが、該ノードと前記タイミングマスターとの間のデータ伝送遅延時間値を考慮に加えることで、前記設定された時刻値を変更する第２のステップと、
   を遂行するようにプロセッサーに指示を提供するためのコードを備えるメモリを含むことを特徴とする装置。
8. 前記第１のステップは、
   前記複数のノードのうちの所定のノードが、
   前記所定のタイミングマスターから時刻同期を遂行するための周期的な同期化メッセージを受信する第３のステップと、
   前記周期的な同期化メッセージによるフォローアップメッセージを通じて、前記タイミングマスターが前記同期化メッセージを送信した時刻値を受信する第４のステップと、
   前記受信された時刻値を前記所定のノードの時刻値に設定する第５のステップと、
   を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 前記第２のステップは、
   前記所定のノードが、前記タイミングマスターに遅延要求メッセージを送信し、当該遅延要求の時刻値を記憶する第６のステップと、
   前記タイミングマスターから前記遅延要求メッセージに対する遅延応答メッセージを受信する第７のステップと、
   前記遅延要求の時刻値と前記遅延応答メッセージに含まれた時刻情報とを用いて、前記所定のノードと前記タイミングマスターとの間のデータ伝送遅延時間値を決定する第８のステップと、
   該決定されたデータ伝送遅延時間値を、前記設定された該当ノードの時刻値に適用することにより、前記時刻値を変更する第９のステップと、
   を含むことを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 前記同期化メッセージ、前記フォローアップメッセージ、前記遅延要求メッセージ、及び前記遅延応答メッセージは、ＰＴＰ(Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)に基づくことを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 前記ＰＴＰメッセージは、ＵＤＰ(Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)に収容されることなく、同期化する時刻の正確性のために、イーサネットフレームにより形成されることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 前記ＰＴＰメッセージは、前記所定のノードにおける、ＭＡＣ階層と物理階層との間のＭＩＩ(Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ)領域で処理されることを特徴とする請求項１０記載の装置。

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