JP2009530884A

JP2009530884A - パケット網において同期信号を転送するための二重時間記述子を生成し操作する装置

Info

Publication number: JP2009530884A
Application number: JP2008558863A
Authority: JP
Inventors: デフランス，セルジュ; タピエ，ティエリー; マセ，ガエル
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: JP4875716B2; WO2007104888A3; US7903694B2; EP1994765A2; US20090034560A1; WO2007104888A2; FR2898452A1; EP1994765B1

Abstract

本発明は、少なくとも二つの局を含むパケット網においてパケットを送信できる装置に関する。本発明は、主計数器の標本値から第１の時間記述子を生成する手段をとりわけ含み、網の全ての局と同期する第２の計数器の標本値から第２の時間記述子を生成する手段を含み、第１及び第２の時間記述子を網で送信する手段を含む。本発明はパケット通信網においてパケットを受信でき、送信装置が生成した二重時間記述子を用いる装置にも関する。

Description

本発明は通信網の分野に関する。
本発明は、より詳細には、少なくとも二つの局を含むパケット通信網において、パケットを送信できる装置及びパケットを受信できる装置に関する。同期信号を転送するために、二重時間記述子を、送信側で生成し、受信側で利用する。同期信号は好適にはゲンロック（外部同期信号）型であり、好適にはIP（インターネットプロトコル）型のパケット交換網で転送する。

IP網の発展及び、あらゆる型の信号（データ又は映像）を転送するIP網の能力の発展により、IP網を映像スタジオの基幹アーキテクチャーとして用いることが構想されている。この進歩にとって非常に重要なことは、データを転送するために単一の基礎構造を備えることである。過去においては、異なる型の信号を転送するために、さまざまな媒体が必要であった。現在は、IP層が提供する多重化能力のおかげで、ただ一つのケーブルがあればよい。

IP網で転送しなければならない種々の信号のうちの一つがゲンロック信号である。この信号は映像スタジオの環境に特有である。この信号はカメラなどの種々の映像装置を同期するために用いられる。ゲンロック信号は二つの同期信号を含む。一つは４０ミリ秒毎に繰り返し、映像フレームの開始を示す。もう一つは６４マイクロ秒（標準フォーマットの場合。高精細度フォーマットの場合はより短い。）毎に繰り返し、映像フレーム中の走査線の開始を示す。

図１に、映像スタジオの環境におけるIP網経由でのゲンロック信号の転送を示す。この図で、カメラはアナログ／デジタル変換器に接続する。アナログ／デジタル変換器は網アダプターに接続する。網アダプターはイーサネットでIP網に接続する。スタジオの制御装置は、他のスタジオの機材（もしあれば）と同様に、網アダプターを用いてIP網に接続する。かかるシステムで問題となるのは次の点である：ゲンロック信号の送信局とゲンロック信号の受信局とで厳密に周波数と位相とが一致するように、カメラとスタジオの制御装置と、及び／又は他のスタジオの機材との間で、ゲンロック信号をどのように転送するのか？

IEC 61588標準は、複数の製造供給元を含む分散計算システムで、同期したクロックを供給するために設計された。かかるクロックは、例えば生産過程のような活動を協調させ、また、パケット通信網でデータの測定を相互に関連付けるのに有用である。典型的なアプリケーションは、網に接続したさまざまなカメラのゲンロック映像信号の同期である。

特許文献１は、セル遅延の変動のための網観測システムを開示している。この米国特許は、パケット交換網におけるデジタル符号化情報の転送中に起こるジッターを観測し、検出したジッターに照らして網の運用を管理する、設備（装置及び方法）を記述している。検出したジッターは、網のトラフィックの経路を再設定したり、網の保守作業を実施したりといった、補正行為が必要かどうかを判断するために用いる。記載の設備はMPEG符号化転送ストリームのPCR（プログラムクロック参照）値を検出する。ここでPCR値の対の各々は、対応するストリームの切片の、予定の到着時刻を表現する。対応するストリームの切片の、実際の到着時刻は、対応するPCR値と、独立したクロック信号との検出に応じて決定される。ストリームの切片の、予定の到着時刻と、実際の到着時刻とは、以前に受信したストリーム切片のデータパケットの、予定の及び実際の到着時刻の集積と相関され、これによりデジタルデータストリームのジッターを決定する。ジッターは、適応的バッファリング技法と、ストリーム切片の実際の到着時刻と同時となる補正した値で、PCR値を置き換えることとを、組み合わせて補正する。

この米国特許に記載の方法と装置とは、PCR値に反映される、パケットの予定の到着時刻を、パケットの実際の到着時刻と比較することを示唆している。パケットの実際の到着時刻は、転送の時間基準から独立した、受信装置に局所的な時間基準を用いて計算する。この比較は独立した局所的計数器に基づく。局所的な時間基準で受信したPCRは変換され（変換のための二つの媒介変数は事前に数十の標本により計算済み）、受信の時点での局所的計数器の値と比較される。この差分がジッターの評価値を与える。

この米国特許の発明では、二つの離れた装置の間で、周波数の同期だけが可能であり、位相の同期は不可能である。この米国特許の発明は「局所化されたジッターの補正」（カラム１９、行２２）に限定されており、位相の同期が不可能であることを含意する。しかし、二つの時間基準の位相の同期は、ある種のアプリケーションでは不可欠である。例えば、ゲンロックによる映像機器の同期である。また、この米国特許の発明は、送信する時間基準から独立した、受信装置に固有の時間基準に依存しており、その計算方法は、PCR型の標本を含むパケットを受信する時刻に基づいているので、そのようなパケットの到着を検知する特有な機器が必要となる。
米国特許第5,805,602号（Bell Atlantic Network Servicesに譲渡）

IEC 61588標準によるクロックの同期の精度では、映像信号に必要な条件を満たすことはできない。映像クロックを送信する必要があるというのがその理由である。この目的のために、本願では二層のシステムを提案する。一つの層は映像クロックを送信する標準的なPCR（プログラムクロック参照）システムであり、もう一つはIEC 61588又はその同等の層である。これにより、「PCR類似」のパケットをジッター無しで送信を行う。

本発明が解決しようとする技術課題は、パケット通信網において相互に接続した二つの装置で周波数と位相とを同期させることである。この際に特定のパケットの到着を検知する特有の機器を用いる必要が無いようにする。

この目的のために、本発明は、最も一般的に受容される意味で、少なくとも二つの局を含むパケット通信網においてパケットを送信できる装置に関する。この装置は：
信号を受信する手段；
前記受信した信号から周波数及び位相を導出する手段；及び
前記導出した周波数及び位相を用いて、計数器（以下「主計数器」という。）を初期化する手段；
を含む。本発明は：
一定の間隔で前記主計数器の値を標本化する手段；
前記主計数器の前記標本化した値から第１の時間記述子である“Temporal_descriptor_1_TX”を生成する手段；
前記主計数器の前記標本化と同一時刻に、前記網の全ての前記局と同期する第２の計数器を標本化する手段；
前記第２の計数器の前記標本化した値から第２の時間記述子である“Temporal_descriptor_2_TX”を生成する手段；及び
前記網に前記第１及び前記第２の時間記述子を一緒に送信する手段；
を含むことを特徴とする。

好適には、前記受信した信号はゲンロック型の信号である。

有益には、前記パケット通信網はIP（インターネットプロトコル）型の網である。

好適な変形例によれば、パケット通信網においてパケットを送信できる前記装置は、映像装置である。

好適には、前記網の全ての前記局と同期する前記第２の計数器は、IEC 61588標準を用いて同期する。

本発明はまた、少なくとも二つの局を含むパケット通信網においてパケットを受信できる装置に関する。本発明は：
一定の間隔で第１の計数器（以下「従計数器」という。）の値を標本化する手段；
前記従計数器の前記標本化した値から第１の時間記述子である“Temporal_descriptor_1_RX”を生成する手段；
前記従計数器の前記標本化と同一時刻に、前記網の全ての前記局と同期する第２の計数器を標本化する手段；
前記第２の計数器の前記標本化した値から第２の時間記述子である“Temporal_descriptor_2_RX”を生成する手段；
二つの時間記述子“Temporal_descriptor_1_TX”及び“Temporal_descriptor_2_TX”を含むパケットを前記網より受信した際に、“Temporal_descriptor_2_TX”と“Temporal_descriptor_2_RX”との間の差分を用いて、“Temporal_descriptor_1_TX”と“Temporal_descriptor_1_RX”との間の差分補正を行う手段；及び
前記差分補正によって前記従計数器を制御する手段；
を含むことを特徴とする。

好適には、パケット通信網においてパケットを受信できる前記装置は、前記二つの時間記述子である“Temporal_descriptor_1_RX”及び“Temporal_descriptor_2_RX”を一緒に格納できる手段を含む。

好適な変形例によれば、パケットを受信できる前記装置は、映像装置である。

ある実施例によれば、パケットを受信できる前記装置は、前記差分補正を受け取り、かつ、前記従計数器を制御する、フィルターを含む。

有益には、前記フィルターの特性は、再生成される信号の特性を決定する。

特定の実装によれば、前記再生成される信号はゲンロック型の信号である。

本発明は添付の図を参照する次の実施例の記述によってよりよく理解できる。

IP網においてクロックを転送する際の主な困難は、網におけるパケットの転送速度が一定ではないということである。従って、パケットを受信した時刻と、パケットの受信予定時刻との間には、常に時間差がある。この時間差が転送の「ジッター」に対応する。これは平均すればゼロであるにしても、各々のパケットにとってはその値はゼロではない。問題は、頻繁に、パケットに含まれる時間情報は、その到着予定時刻の関数として計算されるということである。実際の到着時刻は到着予定時刻とは異なり、その差分がそのパケットのジッターの値となる。よって、パケットに含まれる時間情報は、ジッターの値を誤差として汚染されている。

各々のパケットの転送の遅延を計算できれば、この問題は解消される。例えばIEC 61588標準のような他の手段によって既に同期していると仮定される網クロックからの別の時間記述子が、各々の映像クロックの時間記述子に付加されれば、このことは可能である。この第２の時間記述子は、第１の時間記述子を転送するパケットの転送時間を評価し、あたかもそのパケットがジッター無しで転送されたかのような補正を可能とする。

パケット通信網で転送される、計数器の時間記述子の各々（PCR類似の方法におけるように）を、例えばIEC 61588標準で記述しているような別の方法でパケット通信網においてすでに同期している、別の計数器（以下「網計数器」という。）の時間記述子と関連付けることを提案する。この二つの時間記述子は、単一かつ整合した情報場を形成する。ここで第２の時間記述子の（網計数器からの）値は、第１の計数器の値を補正するのに用いる。

図２に、どのようにして二重時間記述子の原理を用いて映像計数器を同期するかを示す。

送信側は、ゲンロック映像信号から、まず周波数と位相とを導出し、これが映像計数器を駆動し再初期化する。この映像計数器を主映像計数器と呼ぶ。一定の間隔で、この映像計数器の値は標本化され、時間記述子である”Temporal_descriptor_1_TX”（図２の”Timestamp_1Tx”に相当）を生成する。厳密に同一時刻に、網計数器も標本化され、時間記述子である”Temporal_descriptor_2_TX”（図２の”Timestamp_2Tx”に相当）を生成する。”Temporal_descriptor_1_TX”及び”Temporal_descriptor_2_TX”は網の受信側に一緒に送信される。

受信側でも同様に映像計数器があり、これを従映像計数器と呼ぶ。この目的は従映像計数器を主映像計数器に同期させることである。従映像計数器から再生成されたゲンロック信号は、次には、主映像計数器を駆動するゲンロック信号と同期されることになる。

送信側と同様に、受信側でも、映像計数器と網計数器は一定の間隔で標本化され、時間記述子である”Temporal_descriptor_1_RX”（図２の”Timestamp_1Rx” に相当）及び時間記述子である”Temporal_descriptor_2_RX”（図２の”Timestamp_2Rx”に相当）を生成する。この両者は一緒に格納される。送信側と受信側との間で、これらの時間記述子を生成する時刻を同期することはできない。パケットが受信側に到着すると、”Temporal_descriptor_2_TX”と”Temporal_descriptor_2_RX”との差分を用いて、”Temporal_descriptor_1_TX”と”Temporal_descriptor_1_RX”との差分を補正（減算）する。従映像計数器が完璧に主映像計数器に同期していれば、差分補正はゼロとなる。差分補正がゼロでなければ、従映像計数器が計数する周波数を修正しなければならない。フィルターは差分補正を受け取り、従映像計数器の周波数を制御する責任を持つ。フィルターの特性は再生成されるゲンロック信号の特性を決定する。

前述の記載を例として本発明を記述した。当業者は本発明の範囲から離脱することなく、本発明の変形を実施できると理解される。

映像スタジオの環境におけるIP網経由でのゲンロック信号の転送である。本発明による二重時間記述子を生成する方法の実装である。

Claims

少なくとも二つの局を含むパケット通信網においてパケットを送信できる装置であって：
信号を受信する手段；
前記受信した信号から周波数及び位相を導出する手段；及び
前記導出した周波数及び位相を用いて、計数器（以下「主計数器」という。）を初期化する手段；
を含む装置であって：
一定の間隔で前記主計数器の値を標本化する手段；
前記主計数器の前記標本化した値から第１の時間記述子である“Temporal_descriptor_1_TX”を生成する手段；
前記主計数器の前記標本化と同一時刻に、前記網の全ての前記局と同期する第２の計数器を標本化する手段；
前記第２の計数器の前記標本化した値から第２の時間記述子である“Temporal_descriptor_2_TX”を生成する手段；及び
前記網に前記第１及び前記第２の時間記述子を一緒に送信する手段；
を含むことを特徴とする装置。
前記パケット通信網はIP（インターネットプロトコル）型の網であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記網の全ての前記局と同期する前記第２の計数器は、IEC 61588標準を用いて同期することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の装置。
前記受信した信号はゲンロック型の信号であることを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の装置。
少なくとも二つの局を含むパケット通信網においてパケットを受信できる装置であって：
一定の間隔で第１の計数器（以下「従計数器」という。）の値を標本化する手段；
前記従計数器の前記標本化した値から第１の時間記述子である“Temporal_descriptor_1_RX”を生成する手段；
前記従計数器の前記標本化と同一時刻に、前記網の全ての前記局と同期する第２の計数器を標本化する手段；
前記第２の計数器の前記標本化した値から第２の時間記述子である“Temporal_descriptor_2_RX”を生成する手段；
二つの時間記述子“Temporal_descriptor_1_TX”及び“Temporal_descriptor_2_TX”を含むパケットを前記網より受信した際に、“Temporal_descriptor_2_TX”と“Temporal_descriptor_2_RX”との間の差分を用いて、“Temporal_descriptor_1_TX”と“Temporal_descriptor_1_RX”との間の差分補正を行う手段；及び
前記差分補正によって前記従計数器を制御する手段；
を含むことを特徴とする装置。
前記の二つの時間記述子“Temporal_descriptor_1_RX”及び“Temporal_descriptor_2_RX”を格納する手段を含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
前記パケット通信網はIP（インターネットプロトコル）型の網であることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の装置。
前記網の全ての前記局と同期する前記第２の計数器は、IEC 61588標準を用いて同期することを特徴とする、請求項５、請求項６又は請求項７に記載の装置。
前記差分補正を受信し、かつ、前記従計数器を制御する、フィルターを含むことを特徴とする、請求項５から請求項８までの何れか一項に記載の装置。
前記フィルターの特性が、再生成される信号の特性を決定することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
前記再生成される信号はゲンロック型の信号であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。