JP2012034224A

JP2012034224A - 中継機器

Info

Publication number: JP2012034224A
Application number: JP2010172721A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Shida; 雅昭志田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】マスタ端末とスレーブ端末間で発生する遅延時間を一定にすることができる中継機器を提供する。
【解決手段】中継機器は、第１中継部１ａと、第２中継部１ｂと、からなり、第１中継部１ａは、スレーブ端末Ｓの時刻を決定するためにマスタ端末Ｍから有線アクセス回線２ａを介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて時刻同期パケットを割り込ませると共に、該割り込ませる時刻同期パケットを、時刻同期パケットを、最長のデータパケットの送信にかかる時間以上に設定された遅延時間ｔ_Sだけ固定的に遅延させて無線アクセス回線３を介して第２中継部１ｂに送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスタ端末とスレーブ端末との間で送受信されるデータパケットの中継を行うための中継機器に関するものである。

ネットワークにおいては、端末同士でファイルを共有したり、システム管理上の重要なログファイルを活用したりするためにも、端末間で正確な時刻同期を取る必要がある。

従来、この時刻同期は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等を用いて行っていたが、ＧＰＳは高価であり、ネットワークの構築に係るコストを増大させてしまっていた。

そこで、新たな設備を付加することなく時刻同期が可能なＩＥＥＥ１５８８に規格された高精度時間プロトコル（ＰＴＰ：ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用い、スレーブ端末の時刻をマスタ端末の時刻と同期させることが提案されている。

特開２００９−５０７０号公報

ところで、インフラストラクチャ（基盤設備）の整備が十分でない場所でネットワークを構築する場合、有線アクセス回線に比べて整備が容易な無線アクセス回線が用いられることが多い。このネットワークにおける端末同士の接続は、中継機器を介して行われる。当該中継機器は、具体的には、マスタ端末に有線アクセス回線を介して接続される第１中継部と、該第１中継部と無線アクセス回線を介して接続されると共にスレーブ端末に有線アクセス回線を介して接続される第２中継部と、からなる。

無線アクセス回線は、有線アクセス回線に比べて一般的に回線速度が遅いことから、中継機器にて有線アクセス回線から無線アクセス回線にパケットを中継する際には、中継機器内にて有線アクセス回線からのパケットをバッファリングし、バッファリングしたパケットを無線アクセス回線の回線速度に合わせて順次送信するようにしている。

そのため、従来の中継機器では、データパケットの送信中に時刻同期パケットを有線アクセス回線から受信した場合、それを有線アクセス回線から無線アクセス回線に中継するまでの遅延時間が、既にバッファリングされているデータパケットの長さに応じて様々に変わってしまう。

その結果、マスタ端末とスレーブ端末間で発生する遅延時間にばらつきが生じ正確な時刻同期が行えないと言う問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、マスタ端末とスレーブ端末間で発生する遅延時間を一定にすることができる中継機器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために創案されたものであり、マスタ端末とスレーブ端末との間で送受信されるデータパケットの中継を行うための中継機器において、当該中継機器は、前記マスタ端末に有線アクセス回線を介して接続される第１中継部と、該第１中継部と無線アクセス回線を介して接続されると共に前記スレーブ端末に有線アクセス回線を介して接続される第２中継部と、からなり、前記第１中継部は、前記スレーブ端末の時刻を決定するために前記マスタ端末から有線アクセス回線を介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて前記時刻同期パケットを割り込ませると共に、該割り込ませる時刻同期パケットを、当該中継機器を介して前記マスタ端末から前記スレーブ端末へ送信されるデータパケットのうち、最長のデータパケットの送信にかかる時間以上に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて前記無線アクセス回線を介して前記第２中継部に送信することを特徴とする中継機器である。

また、前記第２中継部は、前記時刻同期パケットを前記無線アクセス回線側から受信したとき、前記時刻同期パケットの受信が成功したか否かを判定し、該判定の結果、前記時刻同期パケットの受信が成功したと判定した場合には、前記時刻同期パケットを、前記時刻同期パケットの再送にかかる時間に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて前記有線アクセス回線側に送信し、一方、前記時刻同期パケットの受信が失敗したと判定した場合には、前記第１中継部に対して前記時刻同期パケットの再送を要求すると共に、該要求に基づき、前記第１中継部によって前記時刻同期パケットが再送された場合には、該再送された前記時刻同期パケットは、前記遅延時間による遅延を経ることなく、前記スレーブ端末に送信すると良い。

また、前記第１中継部は、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて前記時刻同期パケットを割り込ませるべく、データパケットをバッファリングするためのデータパケット用キューと、前記時刻同期パケットをバッファリングするための時刻同期パケット用キューとを別々に備えると良い。

また、本発明は、マスタ端末とスレーブ端末との間で送受信されるデータパケットの中継を行うための中継機器において、当該中継機器は、前記マスタ端末に有線アクセス回線を介して接続される第１中継部と、該第１中継部と無線アクセス回線を介して接続されると共に前記スレーブ端末に有線アクセス回線を介して接続される第２中継部と、からなり、前記第１中継部は、前記スレーブ端末の時刻を決定するために前記マスタ端末から有線アクセス回線を介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、該受信した時刻を受信時刻として記憶し、前記時刻同期パケットを前記無線アクセス回線を介して前記第１中継部から前記第２中継部に送信するに際し、該送信する予定の時刻である送信時刻と受信時刻との時間差を時間情報として前記時刻同期パケットに付加する時間情報付加手段と、を有し、前記時間情報付加手段により時間情報が付加された前記時刻同期パケットを前記無線アクセス回線を介して前記第２中継部に送信し、前記第２中継部は、時間情報が付加された前記時刻同期パケットを前記第１中継部から受信したとき、前記時刻同期パケットに付加されている前記時間差を取得すると共に、予め設定した固定の合計遅延時間から前記時間差を減算した遅延時間を求め、前記時刻同期パケットを、該求めた遅延時間だけ遅延させて前記スレーブ端末に送信すること特徴とする中継機器である。

本発明によれば、マスタ端末とスレーブ端末間で発生する遅延時間を一定にすることができる中継機器を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る中継機器を用いたネットワークを示すシステム図である。本発明の一実施の形態に係る中継機器を示すシステム図である。図１の中継機器の動作を説明する図である。図１の中継機器の動作を説明する図である。本発明の一実施の形態に係る中継機器を示すシステム図である。図５の中継機器の動作を説明する図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る中継機器を用いたネットワークを示すシステム図である。

図１に示すように、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓとの間で送受信されるデータパケットの中継を行うための中継機器１は、マスタ端末Ｍに有線アクセス回線２ａを介して接続される第１中継部１ａと、第１中継部１ａと無線アクセス回線３を介して接続されると共にスレーブ端末Ｓに有線アクセス回線２ｂを介して接続される第２中継部１ｂと、からなる。

マスタ端末Ｍは、ＧＰＳや原子時計などの正確な時刻を刻む参照クロック４を有しており、この参照クロック４からの時刻がＰＴＰ回路５ａを介して時刻同期パケットとしてマスタ端末Ｍ側の第１中継部1ａに送られ、その時刻同期パケットが第１中継部１ａからスレーブ端末Ｓ側の第２中継部１ｂに送信するようになっている。

スレーブ端末Ｓは、端末内部に物理クロック６とＩＥＥＥ１５８８クロック７を有しており、第２中継部１ｂを介してＰＴＰ回路５ｂで受信した時刻同期パケットと物理クロック６に基づいてＩＥＥＥ１５８８クロック７を補正するようになっている。そして、この補正されたＩＥＥＥ１５８８クロック７に基づいて制御対象装置８を制御するようにされる。

このような構成のネットワークにおいて、従来の中継機器では、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で有線アクセス回線２ａ，２ｂと無線アクセス回線３を介してデータパケットの送受信中に、時刻同期パケットを受信すると、既にバッファリングされたデータパケットの長さに依存して時刻同期パケットの送信タイミングが変化し、その結果、時刻同期パケットを有線アクセス回線から無線アクセス回線に中継するまでの遅延時間が都度ばらついてしまう。

つまり、上述のネットワークにおいて、従来の中継機器を用いた場合、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で発生する遅延時間を一定にすることができない。このため、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓの時刻を正確に同期させることができない。そこで、本実施の形態に係る中継機器１では、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で発生する遅延時間を一定にさせるようにした。

これを実現すべく、中継機器１の第１中継部１ａは、図２に示すように、スレーブ端末Ｓの時刻を決定するためにマスタ端末Ｍから有線アクセス回線２ａを介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて時刻同期パケットを割り込ませると共に、該割り込ませる時刻同期パケットを、当該中継機器１を介して前記マスタ端末Ｍから前記スレーブ端末Ｓへ送信されるデータパケットのうち、最長のデータパケットの送信にかかる時間以上に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて無線アクセス回線３を介して第２中継部１ｂに送信する送信部９を備える。なお、図２では、パケット信号を実線矢印で、制御信号を破線矢印で示している。また、本実施の形態では、第１中継部１ａと第２中継部１ｂは、同じ構成であるため、図２では、便宜上、第１中継部１ａ及び第２中継部１ｂの両方を表した図とする。

第１中継部１ａの送信部９は、時刻同期パケット検出手段１１と、データパケット用キュー１２と、時刻同期パケット用キュー１３と、応答パケット生成手段１４と、送信制御手段１５と、変調器１６と、送信アンテナ１７とを備える。

時刻同期パケット検出手段１１は、有線アクセス回線２ａから受信するパケットを監視して時刻同期パケットを検出すると共に、該検出の結果、時刻同期パケットを検出した場合には、該検出した時刻同期パケットを時刻同期パケット用キュー１３に、それ以外のデータパケットを検出した場合には、該検出したデータパケットをデータパケット用キュー１２に送るように制御される。具体的には、データパケット用キュー１２に向かう経路と、時刻同期パケット用キュー１３に向かう経路とをソフトスイッチ１８によって切り替える制御を行うことで、上述の動作を実現する。

データパケット用キュー１２は、データパケットを一時的に蓄積（バッファリング）するためのものであり、時刻同期パケット用キュー１３は、時刻同期パケットを一時的に蓄積（バッファリング）するためのものである。つまり、第１中継部１ａは、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて時刻同期パケットを割り込ませるべく、データパケットをバッファリングするためのデータパケット用キュー１２と、時刻同期パケットをバッファリングするための時刻同期パケット用キュー１３とを別々に備える。

応答パケット生成手段１４は、受信部１０で受信した無線アクセス回線３からのパケットに対する応答パケットを生成するようにされる。具体的には、パケットの受信に成功した場合には、ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）パケットを生成し、パケットの受信に失敗した場合には、ＮＡＣＫ（ＮｅｇａｔｉｖｅＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）パケットを生成するようにされる。なお、パケットの受信に成功したか否かの判定は受信部１０で行われる。

送信制御手段１５は、データパケット用キュー１２や時刻同期パケット用キュー１３に蓄積された各種パケット、或いは応答パケット生成手段１４で生成された応答パケットの送信タイミング、又はこれらの再送の制御を行うようにされる。

また、送信制御手段１５は、データパケット用キュー１２からの経路と、時刻同期パケット用キュー１３からの経路と、応答パケット生成手段１４からの経路とをソフトスイッチ１９によって切り替えて、各種パケットを変調器１６に送るようにされる。

変調器１６は、データパケット用キュー１２、時刻同期パケット用キュー１３、或いは応答パケット生成手段１４からのパケット信号を無線アクセス回線用に変調するためのものであり、送信アンテナ１７は、変調後のパケット信号を無線アクセス回線に送信するためのものである。

この送信部９においては、データパケットと時刻同期パケットをそれぞれ別のキューにバッファリングしているため、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて時刻同期パケットを割り込ませることができ、時刻同期パケットの送信タイミングをバッファリングされたデータパケットの長さに依存せずに制御できる。

このとき、送信部９は、割り込ませる時刻同期パケットを、第１中継部１ａを介してマスタ端末Ｍからスレーブ端末Ｓへ送信されるデータパケットのうち、最長のデータパケットの送信にかかる時間以上に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて無線アクセス回線３を介して第２中継部１ｂに送信するように制御される。

これにより、現在送信中のデータパケットが無線アクセス回線側に送信し終わってから、時刻同期パケットを無線アクセス回線側に送信することができ、時刻同期パケットの送信タイミングを常に同じにできる。その結果、時刻同期パケットを有線アクセス回線から無線アクセス回線に送信するまでの遅延時間を常に一定にすることができる。

ところで、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で時刻同期パケットを送受信するに際し、電波状況等に起因して時刻同期パケットにパケットエラーが生じることがある。

この場合、パケットエラーの生じた時刻同期パケットを受信したスレーブ端末Ｓは、マスタ端末Ｍに対して時刻同期パケットの再送を要求する。このような再送が生じると、その再送にかかる時間分だけ、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間の時刻同期パケットの送受信に発生する遅延時間が長くなってしまう。つまり、時刻同期パケットにパケットエラーが生じた場合には、正確な時刻同期が行えなくなると言う問題が生じる。

この問題を回避すべく、第２中継部１ｂは、時刻同期パケットを無線アクセス回線側から受信したとき、時刻同期パケットの受信が成功したか否かを判定し、該判定の結果、時刻同期パケットの受信が成功したと判定した場合には、時刻同期パケットを、時刻同期パケットの再送にかかる時間に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて有線アクセス回線側に送信し、一方、時刻同期パケットの受信が失敗したと判定した場合には、第１中継部１ａに対して時刻同期パケットの再送を要求すると共に、該要求に基づき、第１中継部１ａによって時刻同期パケットが再送された場合には、該再送された時刻同期パケットは、遅延時間による遅延を経ることなく、スレーブ端末Ｓに送信する受信部１０を備える。

受信部１０は、受信アンテナ２０と、復調器２１と、時刻同期パケット用キュー２２と、受信制御手段２３とを備える。

受信アンテナ２０は、変調されたパケット信号を受信するためのものであり、復調器２１は、受信したパケット信号を復調するためのものである。

時刻同期パケット用キュー２２は、送信部９における時刻同期パケット用キュー１３と同様に、受信した時刻同期パケットを一時的に蓄積（バッファリング）するためのものである。

受信制御手段２３は、パケットの識別、即ち、データパケットと時刻同期パケットの識別を行うと共に、そのパケットのパケットエラーを検出するようにされる。

また、受信制御手段２３は、時刻同期パケット用キュー２２を通る経路と、通らない経路とをソフトスイッチ２４，２５によって切り替える制御を行うことで、時刻同期パケットのみを時刻同期パケット用キュー２２に送るようにされる。

なお、データパケット用キューが無いのは、無線アクセス回線から有線アクセス回線への中継の場合、低速回線から高速回線へ中継することになるので、そもそもバッファリングの必要が無いからである。

さらに、受信制御手段２３は、パケットの受信に成功したとき、送信制御手段１５に受信成功信号を送るようにされると共に、受信したパケットからパケットエラーを検出したとき（パケットの受信に失敗したとき）に、送信制御手段１５に再送要求信号を送るようにされる。

この受信成功信号、或いは再送要求信号を受けた送信制御手段１５は、応答パケット生成手段１４を制御して、パケットの受信に成功した場合には、ＡＣＫパケットを生成し、パケットの受信に失敗した場合には、ＮＡＣＫパケットを生成し、その後、ソフトスイッチ１９を制御して生成した応答パケットを無線アクセス回線側に送信する。そして、第１中継部１ａの受信制御手段２３が、第２中継部１ｂからＮＡＣＫパケットを受信したときには、送信制御手段１５が、受信に失敗したパケットを再送する。

この受信部１０においては、時刻同期パケットの再送が発生しない場合に、時刻同期パケットを、時刻同期パケットの再送にかかる時間に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて有線アクセス回線側に送信するので、再送が発生した場合と同じ遅延時間を以て時刻同期パケットの中継を行うことができる。

その結果、時刻同期パケットを無線アクセス回線から有線アクセス回線に中継するまでの遅延時間を、パケットの再送の発生の有無に関わらず常に一定にすることができる。

以上説明した中継機器１の動作の具体例を説明する。

先ず、時刻同期パケットの再送が発生しない場合の例を図３で説明する。

第１中継部１ａでは、マスタ端末Ｍから有線アクセス回線２ａを介して時刻同期パケットを受信したとき、時刻同期パケット検出手段１１が、それを検出すると共に時刻同期パケットを時刻同期パケット用キュー１３に送る。

その後、送信制御手段１５が、時刻同期パケット用キュー１３にバッファリングされた時刻同期パケットを、第１中継部１ａを介してマスタ端末Ｍからスレーブ端末Ｓへ送信されるデータパケットのうち、最長のデータパケットの送信にかかる時間以上に設定された遅延時間ｔ_Sだけ固定的に遅延させて無線アクセス回線３を介して第２中継部１ｂに送信する。

無線アクセス回線３を介して時刻同期パケットを受信した第２中継部１ｂでは、受信制御手段２３が、データパケットと時刻同期パケットの識別を行うと共に、そのパケットのパケットエラーを検出する。これにより、第２中継部１ｂでは、時刻同期パケットを無線アクセス回線側から受信したとき、時刻同期パケットの受信が成功したか否かを判定する。

時刻同期パケットの受信が成功したと判定した場合には、受信制御手段２３は、時刻同期パケットを、時刻同期パケットの再送にかかる時間に設定された遅延時間ｔ_Rだけ固定的に遅延させて有線アクセス回線２ｂを介してスレーブ端末Ｓに送信する。

一方、時刻同期パケットの受信が失敗したと判定した場合には、図４に示すように、第１中継部１ａに対して時刻同期パケットの再送を要求すると共に、該要求に基づき、第１中継部１ａによって時刻同期パケットが再送された場合には、該再送された時刻同期パケットは、遅延時間による遅延を経ることなく、スレーブ端末Ｓに送信する。つまり、第２中継部１ｂが最初に時刻同期パケットを受信したときから時間ｔ_Rだけ遅延して時刻同期パケットがスレーブ端末Ｓに送られる。なお、ここでは固定の遅延時間ｔ_Rを再送１回に要する時間と同じとしている。

その結果、再送が発生しない場合も、発生する場合も、第１中継部１ａでの遅延時間ｔ_Sと第２中継部１ｂでの遅延時間ｔ_Rが一定であるため、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で発生する遅延時間は一定となる。

このように、本実施の形態に係る中継機器１を用いることで、有線アクセス回線と無線アクセス回線間でのパケット中継時に発生する遅延時間を一定にすることができ、その結果として、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で時刻の正確な同期が可能となる。

次に、本発明の他の実施の形態を説明する。

図５に示すように、他の実施の形態に係る中継機器５０（図６参照）は、マスタ端末Ｍに有線アクセス回線２ａを介して接続される第１中継部５０ａと、第１中継部５０ａと無線アクセス回線３を介して接続されると共にスレーブ端末Ｓに有線アクセス回線２ｂを介して接続される第２中継部５０ｂと、からなる。なお、図５では、第１及び第２中継部１ａ，１ｂと同等の機能を有するものには同様の符号を付した。また、本実施の形態では、第１中継部５０ａと第２中継部５０ｂは、同じ構成であるため、図５では、便宜上、第１中継部５０ａ及び第２中継部５０ｂの両方を表した図とする。

中継機器５０の第１中継部５０ａは、スレーブ端末Ｓの時刻を決定するためにマスタ端末Ｍから有線アクセス回線２ａを介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、該受信した時刻を受信時刻として記憶し、時刻同期パケットを無線アクセス回線３を介して第１中継部５０ａから第２中継部５０ｂに送信する送信部５１を備える。

送信部５１は、パケット用キュー５３と、時間情報付加手段５４と、時刻同期パケット検出手段５５と、応答パケット生成手段１４と、送信制御手段５６と、変調器１６と、送信アンテナ１７とを備える。

パケット用キュー５３は、有線アクセス回線２ａから受信したパケットを、その種類に関わらず一時的に蓄積（バッファリング）する各種パケット共通のキューである。

時間情報付加手段５４は、時刻同期パケットに時間情報を付加するためのものである。

時刻同期パケット検出手段５５は、有線アクセス回線２ａから受信するパケットを監視して時刻同期パケットを検出し、時刻同期パケットを検出したら検出信号を送信制御手段５６に送るようにされる。

送信制御手段５６は、パケット用キュー５３に蓄積された各種パケット、或いは応答パケット生成手段１４で生成された応答パケットの送信タイミング、又はこれらの再送の制御を行うようにされる。

具体的には、送信制御手段５６は、時刻同期パケット検出手段５５から送られた検出信号に基づいて、スレーブ端末Ｓの時刻を決定するためにマスタ端末Ｍから有線アクセス回線２ａを介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、該受信した時刻を受信時刻として記憶し、時刻同期パケットを無線アクセス回線３を介して第１中継部５０ａから第２中継部５０ｂに送信する。この際、時間情報付加手段５４は、該送信する予定の時刻である送信時刻と受信時刻との時間差を時間情報として時刻同期パケットに付加する。つまり、送信制御手段５６は、時間情報付加手段５４により時間情報が付加された時刻同期パケットを無線アクセス回線３を介して第２中継部５０ｂに送信するようにされる。この時間情報付加手段５４による時間情報の付加は、送信制御手段５６が、ソフトスイッチ５７を制御することにより行う。

また、送信制御手段５６は、パケット用キュー５３からの経路と、応答パケット生成手段１４からの経路とをソフトスイッチ５８によって切り替えて、各種パケットを変調器１６に送るようにされる。

他方、中継機器５０の第２中継部５０ｂは、時間情報が付加された時刻同期パケットを第１中継部５０ａから受信したとき、時刻同期パケットに付加されている時間差を取得すると共に、予め設定した固定の合計遅延時間から時間差を減算した遅延時間を求め、時刻同期パケットを、該求めた遅延時間だけ遅延させてスレーブ端末Ｓに送信する受信部５２を備える。

受信部５２は、受信アンテナ２０と、復調器２１と、時刻同期パケット用キュー２２と、受信制御手段５９とを備える。

受信制御手段５９は、パケットの識別、即ち、データパケットと時刻同期パケットの識別を行うと共に、そのパケットのパケットエラーを検出するようにされる。

受信制御手段５９は、時間情報が付加された時刻同期パケットを第１中継部５０ａから受信したとき、時刻同期パケットに付加されている時刻情報（上述の送信時刻と受信時刻との時間差）を取得すると共に、予め設定した固定の合計遅延時間から時間差を減算した遅延時間を求め、時刻同期パケットを、該求めた遅延時間だけ遅延させてスレーブ端末Ｓに送信するようにされる。

また、受信制御手段５９は、時刻同期パケット用キュー２２を通る経路と、通らない経路とをソフトスイッチ２４，２５によって切り替える制御を行うことで、時刻同期パケットのみを時刻同期パケット用キュー２２に送るようにされる。

さらに、受信制御手段５９は、パケットの受信に成功したとき、送信制御手段５６に受信成功信号を送るようにされると共に、受信したパケットからパケットエラーを検出したとき（パケットの受信に失敗したとき）に、送信制御手段５６に再送要求信号を送るようにされる。

この受信成功信号、或いは再送要求信号を受けた送信制御手段５６は、応答パケット生成手段１４を制御して、パケットの受信に成功した場合には、ＡＣＫパケットを生成し、パケットの受信に失敗した場合には、ＮＡＣＫパケットを生成し、その後、ソフトスイッチ５８を制御して生成した応答パケットを無線アクセス回線側に送信する。そして、第１中継部５０ａの受信制御手段５９が、第２中継部５０ｂからＮＡＣＫパケットを受信したときには、送信制御手段５６が、受信に失敗したパケットを再送する。

この中継機器５０の動作の具体例を図６を用いて説明する。

第１中継部５０ａでは、マスタ端末Ｍから有線アクセス回線２ａを介して時刻同期パケットを受信したとき、時刻同期パケット検出手段５５が、それを検出すると共に時刻同期パケットをパケット用キュー５３に送り、また、検出信号を送信制御手段５６に送る。

そして、検出信号を受信した送信制御手段５６は、受信した検出信号に基づいて時刻同期パケットの受信時刻を記憶し、既にバッファリングされているデータパケットの送信後、パケット用キュー５３にバッファリングされた時刻同期パケットを無線アクセス回線側に送信する。このとき、送信制御手段５６は、時刻同期パケットの送信時刻と受信時刻との時間差Δｔ₁を、時間情報付加手段５４により時刻同期パケットに付加して送信する。

無線アクセス回線３を介して時刻同期パケットを受信した第２中継部５０ｂでは、受信制御手段５９が、時刻同期パケットに付加されている時間差Δｔ₁を取得し、また、データパケットと時刻同期パケットの識別を行うと共に、そのパケットのパケットエラーを検出する。

受信が成功した場合には、受信制御手段５９は、予め設定した固定の合計遅延時間ｔ₀から時刻同期パケットに付加されている時間差Δｔ₁を減算した遅延時間ｔ₁を求め、時刻同期パケットを、求めた遅延時間ｔ₁だけ遅延させて有線アクセス回線３を介してスレーブ端末Ｓに送信する。

一方、受信が失敗した場合には、受信制御手段５９は、時刻同期パケットの再送を要求する。再送を要求された送信制御手段５６は、受信が失敗した時刻同期パケットを無線アクセス回線側に再送する。このとき、最初に時刻同期パケットを受信したときに記憶した受信時刻と再送時刻との時間差Δｔ₂を、時間情報付加手段５４により時刻同期パケットに付加して送信する。

時刻同期パケットを受信した第２中継部５０ｂでは、受信制御手段５９が、時刻同期パケットに付加されている時間差Δｔ₂を取得し、その受信が成功した場合には、受信制御手段５９は、予め設定した固定の合計遅延時間ｔ₀から時刻同期パケットに付加されている時間差Δｔ₂を減算した遅延時間ｔ₂を求め、時刻同期パケットを、求めた遅延時間ｔ₂を設けて有線アクセス回線を介してスレーブ端末Ｓに送信する。

つまり、中継機器５０では、時刻同期パケットの再送が発生しない場合のΔｔ₁とｔ₁との和、或いは時刻同期パケットの再送が発生した場合のΔｔ₂とｔ₂との和が、それぞれ予め設定した固定の合計遅延時間ｔ₀と等しくなる。

その結果、再送が発生しない場合も、発生する場合も、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間でのパケット中継時に発生する遅延時間を一定（即ち、ｔ₀）にすることができ、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で時刻の正確な同期が可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間の中継機器１における有線アクセス回線と無線アクセス回線間でのパケット中継で発生する各遅延時間ｔ_Sとｔ_Rを常に一定にするか、或いはマスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間のパケット中継で発生する遅延時間ｔ₀を常に一定にすることができる。即ち、中継機器１、或いは中継機器５０を用いてネットワークを構築することで、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間でのパケット中継時に発生する遅延時間を一定にすることができる。その結果、マスタ端末Ｍとスレーブ端末Ｓ間で時刻の正確な同期が可能となる。

１中継機器
１ａ第１中継部
１ｂ第２中継部
２ａ，２ｂ有線アクセス回線
３無線アクセス回線

Claims

マスタ端末とスレーブ端末との間で送受信されるデータパケットの中継を行うための中継機器において、
当該中継機器は、
前記マスタ端末に有線アクセス回線を介して接続される第１中継部と、
該第１中継部と無線アクセス回線を介して接続されると共に前記スレーブ端末に有線アクセス回線を介して接続される第２中継部と、
からなり、
前記第１中継部は、
前記スレーブ端末の時刻を決定するために前記マスタ端末から有線アクセス回線を介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて前記時刻同期パケットを割り込ませると共に、該割り込ませる時刻同期パケットを、当該中継機器を介して前記マスタ端末から前記スレーブ端末へ送信されるデータパケットのうち、最長のデータパケットの送信にかかる時間以上に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて前記無線アクセス回線を介して前記第２中継部に送信することを特徴とする中継機器。
前記第２中継部は、
前記時刻同期パケットを前記無線アクセス回線側から受信したとき、前記時刻同期パケットの受信が成功したか否かを判定し、
該判定の結果、前記時刻同期パケットの受信が成功したと判定した場合には、前記時刻同期パケットを、前記時刻同期パケットの再送にかかる時間に設定された遅延時間だけ固定的に遅延させて前記有線アクセス回線側に送信し、
一方、前記時刻同期パケットの受信が失敗したと判定した場合には、前記第１中継部に対して前記時刻同期パケットの再送を要求すると共に、該要求に基づき、前記第１中継部によって前記時刻同期パケットが再送された場合には、該再送された前記時刻同期パケットは、前記遅延時間による遅延を経ることなく、前記スレーブ端末に送信する請求項１に記載の中継機器。
前記第１中継部は、
バッファリングされている以後に送信すべきデータパケットに優先させて前記時刻同期パケットを割り込ませるべく、データパケットをバッファリングするためのデータパケット用キューと、
前記時刻同期パケットをバッファリングするための時刻同期パケット用キューと
を別々に備える請求項１又は２に記載の中継機器。
マスタ端末とスレーブ端末との間で送受信されるデータパケットの中継を行うための中継機器において、
当該中継機器は、
前記マスタ端末に有線アクセス回線を介して接続される第１中継部と、
該第１中継部と無線アクセス回線を介して接続されると共に前記スレーブ端末に有線アクセス回線を介して接続される第２中継部と、
からなり、
前記第１中継部は、
前記スレーブ端末の時刻を決定するために前記マスタ端末から有線アクセス回線を介して送信される時刻同期パケットを受信したとき、該受信した時刻を受信時刻として記憶し、前記時刻同期パケットを前記無線アクセス回線を介して前記第１中継部から前記第２中継部に送信するに際し、該送信する予定の時刻である送信時刻と受信時刻との時間差を時間情報として前記時刻同期パケットに付加する時間情報付加手段と、
を有し、
前記時間情報付加手段により時間情報が付加された前記時刻同期パケットを前記無線アクセス回線を介して前記第２中継部に送信し、
前記第２中継部は、
時間情報が付加された前記時刻同期パケットを前記第１中継部から受信したとき、前記時刻同期パケットに付加されている前記時間差を取得すると共に、予め設定した固定の合計遅延時間から前記時間差を減算した遅延時間を求め、前記時刻同期パケットを、該求めた遅延時間だけ遅延させて前記スレーブ端末に送信すること特徴とする中継機器。