JP2009530885A - パケット・ネットワークにおける同期化信号の伝送 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも２つの局を備えたパケット通信ネットワークにおいてパケットを送信することができる装置であって、同期化信号から画像キューを抽出する手段と、画像キューに基づいて第１のカウンタを初期化する手段と、第１のカウンタがゼロを「ｍ」回通過する度に第２のカウンタを初期化する手段と、周期Ｔ_ｅｃｈ毎に第２のカウンタをサンプリングする手段であって、周期Ｔ_ｅｃｈは、ネットワークの局全てに対して同期化されたタイム・ベースから得られる手段と、サンプルを含むパケットをネットワークにおいて送信する手段とを備える装置に関する。
本発明は、少なくとも２つの局を備えるパケット通信ネットワークにおいてパケットを受信することができる装置にも関する。

Description

本発明はビデオ機器の領域に関する。

本発明は、より詳細には、パケット通信ネットワーク（例えばＩＰ（インターネット・パケット）タイプのパケット通信ネットワーク）上の同期化信号（例えば、「ジェンロック（Ｇｅｎｌｏｃｋ）」タイプ（同期化ロッキング）の同期化信号）の伝送のための発出器装置及び受信器装置に関する。

従来技術では、スタジオにおけるビデオ機器（カメラ等）の品目の同期化は、図１に示すような、通常、「ジェンロック」又は「ブラック・バースト」と呼ばれる同期化信号の伝送によって行われている。

この信号は、同期化される対象の種々の機器品目に同軸ケーブルによってルーティングされる。それ以外は何らこのケーブルに沿って進むものでない。この伝送モードにより、「ジッタ」なしの一定の伝送遅延が保証される。この信号により、機器品目は全て、その機能に特有であり、これによって生成される画像全てが、近傍の機器品目の画像全てと厳密に同相になることを保証するケーデンス・クロックを再構成することができる。通常、２つのカメラはそれぞれ、図２に示すように、コンテンツが異なるが、位相及び周波数が厳密に同じビデオを生成する。

前述の従来技術システムが不都合であるのは、特定の同軸ケーブルを使用するという点である。
本発明の目的の１つは、同軸ケーブルをＩＰ／イーサネット（登録商標）・リンクで置き換えることである。

しかし、ＩＰ／イーサネット（登録商標）・ネットワークは、強いジッタを伝送において既知の態様でもたらす。直面する課題は、ＩＰ／イーサネット（登録商標）ネットワークを介した画像同期化キューの伝送を、送信と厳密に同相にし、かつ受信側のクロックと完全に同期化させることにある。これは、ジッタ及びレーテンシをもたらすＩＰネットワークに接続された機器の遠隔品目上でのビデオ・クロック及び画像同期化キューの生成を可能にする手段を見つけることを意味する。前述の２つの信号は、送信側のジェンロック信号と厳密に同相であるジェンロック信号を再生成することを可能にする。

実際に、ジェンロック信号の送信は、図３に示すように、スタジオにおけるＩＰ／イーサネット（登録商標）上で行われる。ビデオ送信はＩＰ上に既に存在している。まさしく、同軸ケ―ブルの使用に関する同一の制約とカメラ（や他の機器）を首尾良く同期化させるということが残されている。しかし、ＩＰ／イーサネット（登録商標）上では、伝送遅延は変わり得るものであり、ジッタはビデオ制約に対して非常に大きい。

従来技術には、欧州特許出願第１４７１７４５号（ソニー社）により知られているビデオ同期化手法がある。前述の欧州特許出願には、アシンクロナス・パケットが通るネットワークと通信するデータ・プロセッサの局所画像同期化信号生成器の位相を、やはりネットワークにリンクされた基準ビデオ・データ・プロセッサの基準画像同期化信号生成器の位相と同期化させる方法であって、局所プロセッサ及び基準プロセッサはそれぞれのクロックを有し、局所画像同期化信号生成器及び基準画像同期化信号生成器はシンクロナス周期画像同期化信号を基準クロック及び局所クロックによって生成し、局所クロック及び基準クロックの周波数を同期化させる段階、画像時間パケットがネットワーク上で送出される時点と、基準画像同期化信号が生成される時点との間の、基準プロセッサ・クロックに対して測定された時間差を示す基準画像同期化データを供給する画像時間パケットを、基準データ・プロセッサにより、ネットワークを介して局所データ・プロセッサに送出する段階、並びに、基準画像同期化データ、及び時間パケットの到着の時点により、局所画像同期化信号が生成される時点を局所プロセッサによって制御する段階それぞれを有する方法が開示されている。

前述の欧州特許出願の目的である方法は、伝送速度が一定のパケット交換ネットワークに関する。更に、この方法では、パケットはネットワークの可用性による所定の時点において発出され、サンプリングはパケットの伝送中に行われる。

本発明が解決しようとする技術上の課題は、同期化信号を、一定でない伝送時間を有するパケット交換ネットワークにおいて伝送することである。

この目的で、本発明は、第１の局面によれば、少なくとも２つの局を有するパケット通信ネットワークにおいてパケットを発出することができる装置であって、
同期化信号から画像キューを抽出する手段と、画像キューにより、第１のカウンタを初期化する手段と、
第１のカウンタのゼロをｍ回通過する毎に第２のカウンタを初期化する手段と、
周期Ｔ_ｅｃｈ毎に第２のカウンタをサンプリングする手段であって、Ｔ_ｅｃｈは、ネットワークの局全てに対して同期化されたタイム・ベースからのものである手段と、
サンプルを含むパケットをネットワークにおいて発出する手段とを有する装置に関する。

好ましくは、ｍは、２以上の自然整数である。

効果的には、同期化信号は、ジェンロック・タイプのものである。

実施例によれば、第２のカウンタは、ＰＣＲ（プログラム・クロック基準）カウンタである。

送信側の第１のカウンタは、４０ｍｓのカウンタであり得る。

特定の実現形態によれば、局全てに対して同期化されるタイム・ベースは、ＩＥＣ６１５８８タイプのものである。

本発明は、第２の局面によれば、少なくとも２つの局を有するパケット通信ネットワークにおいてパケットを受信することができる装置であって、
サンプルを含むパケットをネットワークから受信する手段であって、サンプルは、周期Ｔ_ｅｃｈ毎にサンプリングされたデータからのものであり、Ｔ_ｅｃｈは、ネットワークの局全てに対して同期化されたタイム・ベースからのものである手段と、
位相ロッキング・ループを使用して第１のカウンタを再生成する手段と、
第１のカウンタのゼロを通過する毎に第２のカウンタを初期化する手段と、
第２のカウンタのゼロを通過する毎に画像キューを生成する手段と、
画像キューから同期化信号を再構成する手段とを備える。

好ましくは、同期化信号は、ジェンロック・タイプのものである。

実施例によれば、第１のカウンタはＰＣＲ（プログラム・クロック基準）カウンタである。

受信側の第２のカウンタは４０ｍｓのカウンタであり得る。

特定の実現形態によれば、局全てに対して同期化されるタイム・ベースは、ＩＥＣ６１５８８タイプのものである。

本発明は、添付図面を参照することにより、例として記載した本発明の実施例の以下の説明からより深く理解されよう。

本アナログ・ドメインは、図４に示すように、送信側のＩＰ／イーサネット（登録商標）ネットワークとインタフェースされる。図４に表す「マスタ・ジェンロック（送信側）」はアナログ／ＩＰインタフェースに接続され、図４に表すカメラ１及び２（受信側）はＩＰ／アナログ・インタフェースに接続される。前述のインタフェースは最終的には、機器品目自体に含まれることになる。

Ｔ_ｅｃｈが、第１の同期化層（例えば、ＩＥＥＥ１５８８）から生成される。１５８８に基づいたＰＴＰプロトコルにより、イーサネット（登録商標）・ネットワーク上で接続された機器の品目間の同期化の、マイクロ秒単位での獲得が可能になる。すなわち、機器品目全てのタイム・ベース全ては、マイクロ秒の単位に達する確度で同時に進む。前述のタイム・ベースそれぞれをこの場合、使用してそれ自身のＴ_ｅｃｈキューを生成することが可能である。１５８８層の使用は、必須のルートでない。ネットワーク上の種々の機器品目に対してＴ_ｅｃｈキューのうちの１つを供給することができるシステムは何れも適切であり得る。通常、第１のアプリケーションは、無線伝送物理層からの５ｍｓの周期のキューによって動作する。

図５に示す、マスタ・ジェンロックからのジェンロック入力信号で開始して、情報を抽出（「位相ロック・ループ」）して、ＰＣＲカウンタのケーデンス・ビデオ・クロック（図５でＣｌｋとして表す）を回復する。抽出部分では、各画像の最初における画像キューの生成が行われる。ＰＣＲ（「プログラム・クロック基準」）の「ｍ」個の画像は全て、０にリセットされる。カウンタの出力は、４０ｍｓを法とするカウンティング・ランプによって進む。ＰＣＲカウンタ出力は次いで、周期Ｔ_ｅｃｈ毎にサンプリングされる。ＰＣＲサンプルはイーサネット（登録商標）ネットワーク上で受信側に送信される。この情報から、受信側は、厳密に同相の当初ジェンロック信号を再構成することになる。第１の４０ｍｓカウンタは、図５の「抽出ＰＬＬ」ブロックに含まれる。

図６は、ＰＣＲカウンタの、Ｔ_ｅｃｈ毎のサンプリングを表す。

受信側では、ＰＣＲを回復し、ジェンロック信号を再構成することが必要である。図７に示すように、ＰＣＲ情報は、イーサネット（登録商標）リンクを介して到着する。等間隔Ｔ_ｅｃｈ毎に送信側でサンプリングされる前述のＰＣＲは、受信側で、等しくない間隔で到着し、このことは一般に、ＩＰを介したＰＣＲの伝送によってもたらされるジッタが理由である。前述のサンプル（ＰＣＲ）は、等間隔Ｔ_ｅｃｈで再度考慮に入れられ、よって、パケット伝送中にもたらされるジッタの大半は除去される。ＰＬＬは更なるフィルタリングを提供する。４０ｍｓを法とする等間隔のランプはよって、ＰＣＲカウンタの出力において見出される。第２の４０ｍｓカウンタは、図７の「ジェンロック生成器」ブロックに含まれる。

ＰＬＬ（位相ロッキング・ループ）の特性により、ジッタが最小のクロックが保証される。送信側及び受信側のＰＣＲカウンティング・ランプは、最も近いクロック読み取り値と厳密に同相である。リズム回復の問題はこのようにして解決される。このことを達成可能にするうえでの大きな制約は、送信側のＰＣＲカウンタのサンプリング時点及び受信側のＰＣＲカウンタのサンプリング時点が同一であるということである。

送信サンプリング時点と受信サンプリング時点との間で正確でないことは、帯域幅が割り当てられるＰＬＬによって吸収される。このことは、同一のサンプリング時点を有し、ＰＬＬによりジッタがフィルタリングされ、ＰＣＲ入力においてジッタがより高いことと同等である。

当業者が直面する技術上の課題には、送信と厳密に同相であり、受信側でクロックと完全に同期化された、ＩＰ／イーサネット・ネットワーク（強いジッタがもたらされる）を介した画像キューの生成又は伝送がある。このことを実現することが可能になるやいなや、ジェンロック信号を構成することが可能である。

図８は、本発明によって達成される対象の目的を示す。

図９は、潜在的な画像キュー情報の伝送を示す。何れのタイプの情報を含むＩＰパケットの伝送も、正しい時点（レーテンシ、ジッタ、ネットワーク等）で到着することは可能でなく、したがって、好適な解決策でない。

図１０に示すように、ＰＣＲカウンティング・ランプは、送信側及び受信側で４０ｍｓを法として進む。このようにして、前述のランプにより、ビデオ・クロックを回復する可能性が提供される。

送信側：ジェンロック信号から、画像キューが抽出される。４０ｍｓ周期画像キューにより、４０ｍｓカウンタが初期化される。４０ｍｓカウンタがゼロを「ｍ」回通過する毎に、ＰＣＲカウンタがゼロにセットされる。

受信側：ＰＣＲカウンティング・ランプが、送信側のカウンティング・ランプと同相で、ＰＬＬによって再生成される。このＰＣＲランプがゼロを通過すると、４０ｍｓカウンタが初期化され、その後、自由に進む。ＰＬＬによって再生成された同じクロックを何れも使用しているので、上記４０ｍｓカウンタは必然的にシンクロナス状態に留まる。４０ｍｓカウンタがゼロを通過することにより、画像キューを生成することが可能になる。その場合、受信側で、前述の情報により、最終ジェンロック信号を再構成することが可能である。
ＰＣＲカウンティング・ランプは厳密にシンクロナスであるので、送信側の４０ｍｓカウンタ及び受信側の４０ｍｓカウンタもシンクロナスであり、したがって、送信画像キュー及び受信画像キューは必然的に同相である。更に、受信側の画像キューは、受信側のビデオ・クロックに対するジッタを有するものでない。

ＰＬＬのロッキング時間が長い（帯域が非常に低い）場合、ＰＣＲカウンティング・ランプの持続時間には、数分の１秒単位の時間が必要であり得る。４０ｍｓカウンタをゼロにリセットさせるためにＰＣＲカウンティング範囲の最後まで待つことにより、この場合、一課題に直面することになる。この課題は、図１１に示すように、システム再起動段階中に、ＰＣＲカウンティングの最後近くでのＰＣＲ値の送信によって解決することが可能である。
本発明は、一例として前述している。本発明の範囲を逸脱しない限り、当業者は本発明の変形例をもたらすことができる。

アナログ・ジェンロック信号を示す図である。 ジェンロック信号の同軸ケーブルによる伝送を示す図である。 ジェンロック情報の、ＩＰ／イーサネット（登録商標）ネットワークを介した伝送を示す図である。 アナログ・ドメインとＩＰ／イーサネット（登録商標）ネットワークとの間のインタフェーシングを示す図である。 送信側のアナログ／ＩＰ・イーサネット（登録商標）インタフェースを示す図である。 ＰＣＲカウンタの、Ｔｅｃｈ毎のサンプリングを表す図である。 受信側のジェンロック信号の生成を示す図である。 本発明によって達成される対象の目的を示す図である。 潜在的な画像キュー情報の伝送を示す図である。 送信側並びに受信側のＰＣＲカウンティング・ランプ及び４０ｍｓカウンティング・ランプを表す図である。 受信側のＰＣＲカウンティング・ランプ及び４０ｍｓカウンティング・ランプを示す図である。

Claims (9)

1. 少なくとも２つの局を備えたパケット通信ネットワークにおいてパケットを発出することができる装置であって、
   同期化信号から画像キューを抽出する手段と、
   前記画像キューにより、第１のカウンタを初期化する手段と、
   前記第１のカウンタがゼロを「ｍ」回通過する毎に第２のカウンタを初期化する手段と、
   周期Ｔ_ｅｃｈ毎に前記第２のカウンタをサンプリングする手段であって、周期Ｔ_ｅｃｈは、前記ネットワークの前記局全てに対して同期化されたタイム・ベースから得られる手段と、
   サンプルを含むパケットを前記ネットワークにおいて発出する手段とを備える装置。
2. 請求項１記載の、パケットを通信ネットワークにおいて発出することができる装置であって、ｍが２以上の自然整数である装置。
3. 請求項１又は２に記載の、パケットを通信ネットワークにおいて発出することができる装置であって、前記同期化信号はジェンロック・タイプの同期化信号である装置。
4. 請求項１、２又は３に記載の、パケットを通信ネットワークにおいて発出することができる装置であって、前記第２のカウンタがＰＣＲ（「プログラム・クロック基準」）カウンタである装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の、パケットを通信ネットワークにおいて発出することができる装置であって、前記ネットワークの局全てに対して同期化されたタイム・ベースは、ＩＥＣ６１５８８タイプのタイム・ベースである装置。
6. 少なくとも２つの局を備えたパケット通信ネットワークにおいてパケットを受信することができる装置であって、
   サンプルを含むパケットを前記ネットワークから受信する手段であって、前記サンプルは、周期Ｔ_ｅｃｈ毎にサンプリングされたデータからのサンプルであり、周期Ｔ_ｅｃｈは、前記ネットワークの前記局全てに対して同期化されたタイム・ベースからの周期である手段と、
   位相ロッキング・ループを使用して第１のカウンタを再生成する手段と、
   前記第１のカウンタがゼロを通過する毎に第２のカウンタを初期化する手段と、
   前記第２のカウンタがゼロを通過する毎に画像キューを生成する手段と、
   前記画像キューから同期化信号を再構成する手段とを備える装置。
7. 請求項６記載の、パケットを通信ネットワークにおいて受信することができる装置であって、前記同期化信号はジェンロック・タイプの同期化信号である装置。
8. 請求項６又は７に記載の、パケットを通信ネットワークにおいて受信することができる装置であって、前記第１のカウンタがＰＣＲ（「プログラム・クロック基準」）カウンタである装置。
9. 請求項６乃至８の何れか一項に記載の、パケットを通信ネットワークにおいて受信することができる装置であって、前記ネットワークの局全てに対して同期化されたタイム・ベースは、ＩＥＣ６１５８８タイプのタイム・ベースである装置。

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