JP2007163330A - 時刻情報通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】時刻クライアント数が増加した場合でも、高い時刻同期精度を保持し、ネットワーク負荷及び時刻サーバの処理負荷を軽減した時刻情報通信システムを実現する。
【解決手段】基準となる内部時計を有する時刻サーバ１００と、通信経路３０を介して前記時刻サーバ１００と接続され、前記内部時計１０１の時刻情報を取得して自己の内部時計２０１の時刻を補正する時刻クライアント２００とよりなる時刻情報通信システムにおいて、前記時刻クライアント２００は、前記時刻サーバ１００に所定の周期で送信した経路誤差時間測定要求に対する応答に基づいて、経路誤差時間を算出する経路誤差時間算出手段２０４と、前記時刻サーバ１００から所定の周期で送信される時刻通知情報と前記経路誤差時間に基づいて、時刻差分情報を算出する時刻差分算出手段２０６と、前記時刻差分情報に基づいて自己の内部時計２０１の時刻を補正する時刻補正手段２０５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基準となる内部時計を有する時刻サーバと、通信経路を介して前記時刻サーバと接続され、前記内部時計の時刻情報を取得して自己の内部時計の時刻を補正する時刻クライアントとよりなる時刻情報通信システムに関するものである。

同一ネットワーク内の高精度時刻同期方式としては、ＳＮＴＰ（Simple Network Time Protocol）を用いた時刻サーバと時刻クライアント間の通信による方式が一般的である。

図３は、従来の時刻情報通信システムの構成例を示す機能ブロック図である。１０は時刻サーバ、２０は時刻クライアント、３０はこれらを接続する通信経路である。時刻クライアントは、１台の時刻サーバに対して複数台が接続されている。

時刻サーバ１０において、１１はネットワーク内で基準となる時刻を発生する内部時計、１２は通信経路３０に接続された通信インターフェースである。１３は要求受信手段であり、時刻クライアント２０からの時刻誤差測定要求を受け付け、内部時計１１を参照した受信時刻情報を保持する。

１４は応答送信手段であり、時刻誤差測定要求に対して、内部時計１１の時刻を参照した送信時刻情報及び要求受信手段１３から取得する受信時刻情報をクライアント２０に送信する。

時刻クライアント２０において、２１はクライアント側の内部時計、２２は通信経路３０に接続された通信インターフェースである。２３は要求送信手段であり、所定の周期で時刻サーバ１０に対して時刻誤差測定要求を送信し、内部時計２１の時刻を参照した送信時刻情報を保持する。

２４は時刻誤差算出手段であり、時刻サーバ１０から渡される時刻情報及び内部時計２１の時刻を参照した受信時刻情報に基づいて時刻誤差時間ｔ１１を算出する。２５は時刻補正手段であり、算出された時刻誤差時間ｔ１１により内部時計２１の時刻を補正する。

図４は、ＳＮＴＰによる時刻サーバ１０と時刻クライアント２０間の時刻誤差算出の通信手順である。時刻クライアント２０からの時刻誤差測定要求の送信時刻をＴ１、この要求に対する時刻サーバ１０の受信時刻をＴ２、時刻サーバ１０の応答時刻をＴ３、この応答に対する時刻クライアント２０の受信時刻をＴ４で示す。

時刻クライアント２０の時刻誤差算出手段２４は、要求送信手段２３から時刻Ｔ１の情報を取得し、時刻サーバ１０より時刻Ｔ２，Ｔ３の情報を取得し、内部時計２１より時刻Ｔ４の情報を取得して時刻誤差時間ｔ１１を次式により算出する。
ｔ１１＝（（Ｔ２−Ｔ１）＋（Ｔ３−Ｔ４））／２ （１）

特許文献１には、分散配置された複数の制御装置の時刻をマスター時計の時刻に同期させる分散型制御装置が記載されている。

特開平５−２４１６８１号公報

従来システムでは、経路遅延による時刻誤差は排除できるが、高い時刻同期の精度を保つためには、時刻クライアントから時刻サーバに対して時刻誤差測定要求を高頻度に行なわなければならない。従って、この方式では時刻クライアント数が増加するに従い、ネットワーク負荷及び時刻サーバの時刻同期のための応答処理負荷が増加する。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、時刻クライアント数が増加した場合でも、高い時刻同期精度を保持しながら、ネットワーク負荷及び時刻サーバの処理負荷を軽減した時刻情報通信システムを実現することを目的としている。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）基準となる内部時計を有する時刻サーバと、通信経路を介して前記時刻サーバと接続され、前記内部時計の時刻情報を取得して自己の内部時計の時刻を補正する時刻クライアントとよりなる時刻情報通信システムにおいて、
前記時刻クライアントは、
前記時刻サーバに所定の周期で送信した経路誤差時間測定要求に対する応答に基づいて、経路誤差時間を算出する経路誤差時間算出手段と、
前記時刻サーバから所定の周期で送信される時刻通知情報と前記経路誤差時間に基づいて、時刻差分情報を算出する時刻差分算出手段と、
前記時刻差分情報に基づいて自己の内部時計の時刻を補正する時刻補正手段と、
を備えることを特徴とする時刻情報通信システム。

（２）前記経路誤差時間測定要求の送信時刻をＴ１、この要求に対する前記時刻サーバの受信時刻をＴ２、前記時刻サーバの応答時刻をＴ３、この応答に対する前記時刻クライアントの受信時刻をＴ４、前記時刻サーバの時刻通知情報の送信時刻をＴ５、この通知に対する前記時刻クライアントの受信時刻をＴ６とするとき、
前記経路誤差時間ｔ１は、
ｔ１＝（（Ｔ４−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２））／２
で算出され、前記時刻差分ｔは、
ｔ＝（Ｔ６−Ｔ５）−ｔ１
で算出されることを特徴とする（１）に記載の時刻情報通信システム。

（３）前記時刻サーバは、所定の周期で全ての時刻クライアントに対して一斉に前記時刻通知情報を送信することを特徴とする（１）又は（２）に記載の時刻情報通信システム。

（４）前記時刻サーバからの前記時刻通知情報の送信周期は、前記時刻クライアントからの経路誤差時間測定要求の送信周期よりも短く設定されることを特徴とする（１）乃至
（３）のいずれかに記載の時刻情報通信システム。

（５）前記時刻サーバと前記時刻クライアント間の通信は、ＳＮＴＰ規格に準拠することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の時刻情報通信システム。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）経路誤差時間は、時刻サーバと時刻クライアントの関係が崩れなければ特に変化するものではないので、経路誤差時間算出の通信は高頻度で行なう必要はない。

（２）時刻差分通信は、確保すべき時刻精度に従って高頻度で実施しなければならないが、時刻サーバがマルチキャスト通信等で全時刻クライアントへ送ることができるので、時刻サーバの処理負荷は小さい。

（３）上記（１），（２）により、従来システムでは時刻クライアント数が増加するに従って、ネットワーク負荷及び時刻クライアントの処理負荷が増加していたが、本発明によりこれらの負荷を軽減することが可能である。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した時刻情報通信システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来システムと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

図１において、１００は本発明が適用された時刻サーバである。内部時計１０１、通信インターフェース１０２、要求受信手段１０３、要求送信手段１０４の構成要素は、従来システムの時刻サーバ１０の対応する構成要素と同一機能である。

時刻サーバ１００における本発明の特徴部は、時刻通知手段１０５を備える点にある。この時刻通知手段１０５は、経路誤差時間算出の通信周期よりも短い周期で、内部時計１０１を参照した時刻Ｔ５を、マルチキャスト通信等で接続された全ての時刻クライアントに一斉に送信する。

２００は本発明が適用された時刻クライアントである。内部時計２０１、通信インターフェース２０２、要求送信手段２０３の構成要素は、図３の従来システムの内部時計２１、通信インターフェース２２、要求送信手段２３とそれぞれ同一機能である。

時刻クライアント２００における本発明の特徴部は、時刻差分算出手段２０６を備える点にある。この時刻差分算出手段２０６は、時刻サーバ１００の時刻通知手段１０５より送信される時刻情報Ｔ５、内部時計２０１を参照したこの送信時刻情報の受信時刻Ｔ６及び経路誤差時間算出手段２０４より渡される経路誤差時間ｔ１を取得し、誤差時間ｔを算出する。

経路誤差時間算出手段２０４は、次式により経路誤差時間ｔ１を算出する。
ｔ１＝（（Ｔ４−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２））／２

時刻差分算出手段２０６は、誤差時間ｔを次式により算出する。
ｔ＝（Ｔ６−Ｔ５）−ｔ１ （２）
時刻補正手段２０５は、算出された誤差時間ｔに基づいてより内部時計２０１の時刻を補正する。

図２は、ＳＮＴＰによる時刻サーバ１００と時刻クライアント２００間の誤差時間算出の通信手順である。図２（Ａ）は、経路誤差時間測定の通信手順であり、時刻クライアント２００からの経路誤差時間測定要求の送信時刻をＴ１、この要求に対する時刻サーバ１００の受信時刻をＴ２、時刻サーバ１００の応答時刻をＴ３、この応答に対する時刻クライアント２００の受信時刻をＴ４で示す。

図２（Ｂ）は、時刻差分算出の通信手順であり、時刻サーバ１００から全ての時刻クライアントへの一斉送信時刻をＴ５、この送信に対する時刻クライアント２００の受信時刻をＴ６で示す。

バス多重化方式の通信装置等では、上記通信を多重化バスの各々で行ない、時刻誤差を記録しておき、その時刻誤差が設定値の範囲内であれば時刻調整を実施し、範囲外であれば通信を阻害する何らかのトランジェントエラーが発生したと判断し、時刻調整を実施しない。本発明を適用することにより、時刻誤差の誤算出を防ぐことが可能となる。

以上説明した実施形態では、時刻クライアントを複数台として説明したが、時刻クライアントが１台であっても本発明を適用することが可能である。

本発明を適用した時刻情報通信システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。 ＳＮＴＰによる時刻サーバと時刻クライアント間の時刻差分時算出の通信手順である。 従来の時刻情報通信システムの構成例を示す機能ブロック図である。 ＳＮＴＰによる時刻サーバと時刻クライアント間の経路誤差時間算出の通信手順である。

符号の説明

３０ 通信経路
１００ 時刻サーバ
１０１ 内部時計
１０２ 通信インターフェース
１０３ 要求受信手段
１０４ 応答送信手段
１０５ 時刻通知手段
２００ 時刻クライアント
２０１ 内部時計
２０２ 通信インターフェース
１２３ 要求送信手段
２０４ 経路誤差時間算出手段
２０５ 時刻補正手段
２０６ 時刻差分算出手段

Claims (5)

1. 基準となる内部時計を有する時刻サーバと、通信経路を介して前記時刻サーバと接続され、前記内部時計の時刻情報を取得して自己の内部時計の時刻を補正する時刻クライアントとよりなる時刻情報通信システムにおいて、
   前記時刻クライアントは、
   前記時刻サーバに所定の周期で送信した経路誤差時間測定要求に対する応答に基づいて、経路誤差時間を算出する経路誤差時間算出手段と、
   前記時刻サーバから所定の周期で送信される時刻通知情報と前記経路誤差時間に基づいて、時刻差分情報を算出する時刻差分算出手段と、
   前記時刻差分情報に基づいて自己の内部時計の時刻を補正する時刻補正手段と、
   を備えることを特徴とする時刻情報通信システム。
2. 前記経路誤差時間測定要求の送信時刻をＴ１、この要求に対する前記時刻サーバの受信時刻をＴ２、前記時刻サーバの応答時刻をＴ３、この応答に対する前記時刻クライアントの受信時刻をＴ４、前記時刻サーバの時刻通知情報の送信時刻をＴ５、この通知に対する前記時刻クライアントの受信時刻をＴ６とするとき、
   前記経路誤差時間ｔ１は、
   ｔ１＝（（Ｔ４−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２））／２
   で算出され、前記時刻差分ｔは、
   ｔ＝（Ｔ６−Ｔ５）−ｔ１
   で算出されることを特徴とする請求項１に記載の時刻情報通信システム。
3. 前記時刻サーバは、所定の周期で全ての時刻クライアントに対して一斉に前記時刻通知情報を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻情報通信システム。
4. 前記時刻サーバからの前記時刻通知情報の送信周期は、前記時刻クライアントからの経路誤差時間測定要求の送信周期よりも短く設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の時刻情報通信システム。
5. 前記時刻サーバと前記時刻クライアント間の通信は、ＳＮＴＰ規格に準拠することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の時刻情報通信システム。
   

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