JP2013168811A - Network system and time synchronization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワークシステムにおいて、受信側の通信装置の時刻を送信側の通信装置に同期させるための技術に関する。 The present invention relates to a technique for synchronizing the time of a receiving communication device with a transmitting communication device in a network system.
ネットワークに接続された複数の機器間における時刻同期に関して、例えば、非特許文献１で開示される技術が知られている。 With respect to time synchronization between a plurality of devices connected to a network, for example, a technique disclosed in Non-Patent Document 1 is known.
この技術では、図１２に示すように、マスタ側の通信装置（以下、単にマスタという。）は、スレーブ側の通信装置（以下、単にスレーブという。）に対して“Ｓｙｎｃ”メッセージを送信すると共に、その送信時刻（ｔ１）を保持する。マスタは、このｔ１を“Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐ”メッセージを用いてスレーブに送信する。スレーブは、“Ｓｙｎｃ”メッセージを受信すると、その受信時刻（ｔ２）を保持する。そして、スレーブは、マスタに対して“Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ”メッセージを送信すると共に、その送信時刻（ｔ３）を保持する。マスタは、“Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ”メッセージの受信時刻（ｔ４）を“Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ”メッセージを用いてスレーブに送信する。 In this technique, as shown in FIG. 12, a master-side communication device (hereinafter simply referred to as a master) transmits a “Sync” message to a slave-side communication device (hereinafter simply referred to as a slave). The transmission time (t1) is held. The master transmits this t1 to the slave using a “Follow_Up” message. When the slave receives the “Sync” message, the slave holds the reception time (t2). Then, the slave transmits a “Delay_Req” message to the master and holds the transmission time (t3). The master transmits the reception time (t4) of the “Delay_Req” message to the slave using the “Delay_Resp” message.
以上により、スレーブは、時刻ｔ１〜ｔ４を取得でき、これらの時刻に基づいて、下記の式１により、（一方向の）伝送路遅延時間（Ｔｄ）を算出できる。 As described above, the slave can acquire the times t1 to t4, and based on these times, it can calculate the (one-way) transmission line delay time (Td) by the following formula 1.
Ｔｄ＝（（ｔ２−ｔ１）＋（ｔ４−ｔ３））／２ （式１） Td = ((t2-t1) + (t4-t3)) / 2 (Formula 1)
スレーブは、算出したＴｄを用いて自己の時刻を修正することで、マスタとの時刻同期を行うことができる。 The slave can perform time synchronization with the master by correcting its own time using the calculated Td.
しかしながら、上記の技術において、マスタ、スレーブ間に中継装置が介在する場合では、中継装置の内部処理時間の影響を受けることで、時刻同期の精度が低下する虞がある。さらに、複数の中継装置が介在する場合には、上記の影響が大きくなり、精度の高い時刻同期を行うことが困難となる。 However, in the above technique, when the relay device is interposed between the master and the slave, the accuracy of time synchronization may be reduced due to the influence of the internal processing time of the relay device. Furthermore, when a plurality of relay apparatuses are present, the above-described influence becomes large, and it is difficult to perform highly accurate time synchronization.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、中継装置を介して通信を行う複数の通信装置間の時刻同期を精度よく行うためのネットワークシステム及び時刻同期方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a network system and a time synchronization method for accurately performing time synchronization between a plurality of communication devices that perform communication via a relay device. Objective.
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムは、
中継装置を介して通信装置間のフレーム送受信を行うネットワークシステムであって、
送信側の前記通信装置は、
前記中継装置にフレームを送信する際、送信時刻と、前記中継装置までの伝送路遅延時間とを当該フレームのデータ領域に設定し、
前記中継装置は、
前記フレームを受信側の前記通信装置に転送する際、当該フレームを受信してから現時点までの経過時間と、前記受信側の通信装置までの伝送路遅延時間との合計時間を当該フレームのデータ領域に設定されている前記伝送路遅延時間に加算し、
前記受信側の通信装置は、
前記フレームの受信を終了すると、当該フレームの受信を開始してから現時点までの経過時間と、当該フレームのデータ領域に設定されている前記送信時刻及び伝送路遅延時間と、に基づいて、自装置の時刻合わせを行う、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a network system according to the present invention provides:
A network system for transmitting and receiving frames between communication devices via a relay device,
The communication device on the transmission side is:
When transmitting a frame to the relay device, set the transmission time and the transmission path delay time to the relay device in the data area of the frame,
The relay device is
When transferring the frame to the communication device on the receiving side, the total time of the elapsed time from the reception of the frame to the present time and the transmission path delay time to the communication device on the receiving side is the data area of the frame Is added to the transmission line delay time set to
The communication device on the receiving side is
When the reception of the frame is completed, based on the elapsed time from the start of reception of the frame to the current time, and the transmission time and transmission path delay time set in the data area of the frame This is characterized in that the time is adjusted.
本発明によれば、中継装置を介して通信を行う複数の通信装置間の時刻同期を精度よく行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the time synchronization between several communication apparatuses which communicate via a relay apparatus can be performed accurately.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るネットワークシステム１の全体構成を示す図である。ネットワークシステム１は、通信装置１０−１，１０−２と、通信装置１０−１，１０−２間の通信の中継を行う中継装置２０と、から構成される。通信装置１０−１と中継装置２０は、ＬＡＮケーブル３０−１で接続され、中継装置２０と通信装置１０−２は、ＬＡＮケーブル３０−２で接続される。このネットワークシステム１は、例えば、イーサネット（登録商標）規格に則ったデータ通信を行う。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a network system 1 according to an embodiment of the present invention. The network system 1 includes communication devices 10-1 and 10-2 and a
通信装置１０−１，１０−２は、例えば、ＬＡＮカード等を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。通信装置１０−１，１０−２は、必ずしも同一のハードウェア構成、即ち、同一機種の（ＰＣ）である必要はなく、それぞれが備える通信部１００−１，１００−２が同等の機能を果たすように構成されていればよい。 The communication devices 10-1 and 10-2 are, for example, personal computers (PC) provided with a LAN card or the like. The communication devices 10-1 and 10-2 do not necessarily have the same hardware configuration, that is, the same model (PC), and the communication units 100-1 and 100-2 included in each of the communication devices 10-1 and 10-2 perform equivalent functions. What is necessary is just to be comprised.
図２は、通信装置１０−１が備える通信部１００−１の構成を示すブロック図である。通信部１００−１は、時刻取得部１０１と、送信部１０２と、受信部１０３と、時刻同期部１０４と、を備える。なお、通信装置１０−２が備える通信部１００−２の構成も通信部１００−１と同様である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the communication unit 100-1 included in the communication device 10-1. The communication unit 100-1 includes a
時刻取得部１０１は、送信部１０２又は受信部１０３から発行された現在時刻の取得要求に従って、通信装置１０−１が備える図示しない時計機能部から現在時刻を取得し、これを要求元の送信部１０２又は受信部１０３に供給する。
The
送信部１０２は、フレームを中継装置２０に送信する処理を行う。送信部１０２は、フレーム送信の際、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、かかる取得要求に応じて時刻取得部１０１から供給された現在時刻と、予め計測した中継装置２０との間の（一方向の）伝送路遅延時間（伝播遅延時間ともいう。）と、を当該フレームのデータ領域に設定する。
The
受信部１０３は、中継装置２０からフレームを受信する処理を行う。受信部１０３は、フレームの受信を開始すると、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、かかる取得要求に応じて時刻取得部１０１から供給された現在時刻（受信開始時刻）をＲＡＭ（Random Access Memory）等に保存する。そして、受信部１０３は、フレームの受信を終了すると、再度、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、これに応じて時刻取得部１０１から供給された現在時刻（受信終了時刻）をＲＡＭ等に保存する。
The
時刻同期部１０４は、受信部１０３が受信したフレームのデータ領域から、他の通信装置（ここでは、通信装置１０−２）の送信部１０２によって設定された送信時の現在時刻（即ち、送信時刻）と、伝送路遅延時間と、を抽出し、これらと、上記の受信開始時刻及び受信終了時刻と、に基づいて、他の通信装置における現在時刻を算出する。そして、時刻同期部１０４は、自装置の時計機能部の計時時刻を算出した現在時刻に合わせることで、他の通信装置との時刻同期を行う。
The
中継装置２０は、通信装置１０−１及び１０−２とそれぞれＬＡＮケーブル３０−１及び３０−２を介して接続し、通信装置１０−１又は１０−２の一方から送信されたフレームを他方に転送する、例えば、ＨＵＢ等の装置である。中継装置２０は、図１に示すように、第１通信部２００−１と、転送部２０１と、第２通信部２００−２と、を備える。
The
第１通信部２００−１は、通信装置１０−１との間でフレームの送受信を行い、第２通信部２００−２は、通信装置１０−２との間でフレームの送受信を行う。転送部２０１は、第１通信部２００−１が受信したフレームを受け取り、第２通信部２００−２に渡す。また、転送部２０１は、第２通信部２００−２が受信したフレームを受け取り、第１通信部２００−１に渡す。
The first communication unit 200-1 performs frame transmission / reception with the communication device 10-1, and the second communication unit 200-2 performs frame transmission / reception with the communication device 10-2. The
図３は、中継装置２０が備える第１通信部２００−１の構成を示すブロック図である。第１通信部２００−１は、時刻取得部２１０と、送信部２１１と、受信部２１２と、を備える。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the first communication unit 200-1 included in the
時刻取得部２１０は、送信部２１１又は受信部２１２から発行された現在時刻の取得要求に従って、中継装置２０が備える図示しない時計機能部から現在時刻を取得し、これを要求元の送信部２１１又は受信部２１２に供給する。
The
送信部２１１は、転送部２０１から送出されたフレームを通信装置１０−１に対して送信する。送信部２１１は、フレーム送信の際、後述するフレーム転送遅延時間を算出し、算出したフレーム転送遅延時間と、予め計測した通信装置１０−１との間の（一方向の）伝送路遅延時間との合計時間を当該フレームのデータ領域に設定されている伝送路遅延時間に加算する。
The
受信部２１２は、通信装置１０−１から送信されたフレームを受信し、受信したフレームを転送部２０１に渡す。受信部２１２は、フレームの受信を開始したとき、時刻取得部２１０に現在時刻の取得要求を発行し、かかる取得要求に応じて時刻取得部２１０から供給された現在時刻（受信開始時刻）をＲＡＭに保存する。この受信開始時刻は、第２通信部２００−２の送信部２１１により、上記のフレーム転送遅延時間が算出される際に使用される（詳細は後述する。）。
The receiving
第２通信部２００−２は、第１通信部２００−１と同様の構成を有する。即ち、第２通信部２００−２は、時刻取得部２１０と、送信部２１１と、受信部２１２と、を備える。
The second communication unit 200-2 has the same configuration as the first communication unit 200-1. That is, the second communication unit 200-2 includes a
第２通信部２００−２の送信部２１１は、転送部２０１から送出されたフレームを通信装置１０−２に対して送信する。第２通信部２００−２の送信部２１１は、フレーム送信の際、後述するフレーム転送遅延時間を算出し、算出したフレーム転送遅延時間と、予め計測した通信装置１０−２との間の（一方向の）伝送路遅延時間との合計時間を当該フレームのデータ領域に設定されている伝送路遅延時間に加算する。
The
第２通信部２００−２の受信部２１２は、通信装置１０−２から送信されたフレームを受信し、受信したフレームを転送部２０１に渡す。第２通信部２００−２の受信部２１２は、フレームの受信を開始したとき、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、かかる取得要求に応じて時刻取得部２１０から供給された現在時刻（受信開始時刻）をＲＡＭに保存する。この受信開始時刻は、第１通信部２００−１の送信部２１１により、上記のフレーム転送遅延時間が算出される際に使用される（詳細は後述する。）。
The receiving
続いて、以上のように構成されるネットワークシステム１において、一方の通信装置（送信側の通信装置）から他方の通信装置（受信側の通信装置）にフレームを送信する場合の通信装置１０−１、中継装置２０及び通信装置１０−２それぞれの動作手順について、具体例を挙げて説明する。なお、以下の例では、通信装置１０−１から通信装置１０−２へフレーム送信する場合における各装置の動作手順について説明する。
Subsequently, in the network system 1 configured as described above, the communication device 10-1 in the case of transmitting a frame from one communication device (transmission-side communication device) to the other communication device (reception-side communication device). The operation procedures of the
図４は、上記の例における通信装置１０−１（送信側の通信装置）の動作手順を示すフローチャートである。通信装置１０−１が備える通信部１００−１の送信部１０２は、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ１）を取得する（ステップＳ１０１）。送信部１０２は、取得した現在時刻（Ｔ１）と、予め計測した中継装置２０までの伝送路遅延時間（Ｄ１）と、を送信するフレームのデータ領域に設定する（ステップＳ１０２）。そして、送信部１０２は、中継装置２０に対してフレームを送信する（ステップＳ１０３）。図７（ａ）に、この際のフレームのデータ領域に設定される送信時刻及び伝送路遅延時間の内容を示す。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the communication apparatus 10-1 (transmission-side communication apparatus) in the above example. The
次に、通信装置１０−１からの上記フレームを通信装置１０−２に転送する中継装置２０の動作手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。中継装置２０が備える第１通信部２００−１の受信部２１２は、通信装置１０−１から送信されたフレームの受信を開始すると（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、第１通信部２００−１の時刻取得部２１０に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ２）を取得し、ＲＡＭに保存する（ステップＳ２０２）。
Next, an operation procedure of the
しかる後、フレームの受信が終了すると（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、第１通信部２００−１の受信部２１２は、受信したフレームを転送部２０１を介して、第２通信部２００−２に送出する（ステップＳ２０４）。第２通信部２００−２の送信部２１１は、第２通信部２００−２の時刻取得部２１０に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ３）を取得する（ステップＳ２０５）。
Thereafter, when frame reception is completed (step S203; YES), the
第２通信部２００−２の送信部２１１は、取得した時刻Ｔ３と、ＲＡＭに保存されている時刻Ｔ２とから、当該中継装置２０において、フレームの受信開始から送信までに要した時間（フレーム転送遅延時間（Ｄ２））を算出する（ステップＳ２０６）。そして、第２通信部２００−２の送信部２１１は、算出したフレーム転送遅延時間（Ｄ２）と、予め計測した通信装置１０−２までの伝送路遅延時間（Ｄ３）との合計時間（Ｄ２＋Ｄ３）を当該フレームのデータ領域に設定されている伝送路遅延時間（Ｄ１）に加算する（ステップＳ２０７）。
The
そして、第２通信部２００−２の送信部２１１は、通信装置１０−２に対してフレームを送信する（ステップＳ２０８）。図７（ｂ）に、この際のフレームのデータ領域に設定される送信時刻及び伝送路遅延時間の内容を示す。
And the
次に、中継装置２０からの上記フレームを受信する通信装置１０−２の動作手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。通信装置１０−２が備える通信部１００−２の受信部１０３は、中継装置２０から送信されたフレームの受信を開始すると（ステップＳ３０１；ＹＥＳ）、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ４）を取得し、ＲＡＭに保存する（ステップＳ３０２）。
Next, an operation procedure of the communication device 10-2 that receives the frame from the
しかる後、フレームの受信が終了すると（ステップＳ３０３；ＹＥＳ）、受信部１０３は、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ５）を取得する（ステップＳ３０４）。また、受信部１０３は、これに同期して、受信が終了した旨を時刻同期部１０４に通知する。かかる通知を受けると、時刻同期部１０４は、受信部１０３が受信したフレームのデータ領域から、送信時刻（Ｔ１）と、伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）とを抽出する（ステップＳ３０５）。また、時刻同期部１０４は、受信部１０３により取得された時刻Ｔ４、Ｔ５から、当該通信装置１０−２において、フレームの受信開始から終了までに要した時間（フレーム受信遅延時間（Ｄ４））を算出し（ステップＳ３０６）、これを上記抽出した伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）に加算して、合計遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４）を求める。
Thereafter, when frame reception ends (step S303; YES), the receiving
時刻同期部１０４は、上記抽出した送信時刻Ｔ１と、算出した合計遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４）とに基づいて、送信側の通信装置、即ち、通信装置１０−１における現在時刻を算出する。そして、時刻同期部１０４は、算出した通信装置１０−１の現在時刻に自装置の時計機能部の計時時刻を合わせる（ステップＳ３０７）。これにより、受信側である通信装置１０−２の時刻を送信側である通信装置１０−１に合わせることができる。
Based on the extracted transmission time T1 and the calculated total delay time (D1 + D2 + D3 + D4), the
以上のように、本実施形態のネットワークシステム１では、送信側の通信装置（例えば、通信装置１０−１）から中継装置２０を介して受信側の通信装置（例えば、通信装置１０−２）にフレームを送信する際、かかるフレームには、フレーム送信時の時刻（Ｔ１）と、通信装置１０−１から中継装置２０までの伝送路遅延時間（Ｄ１）が設定される。中継装置２０では、フレームを受信してから送信するまでの時間（フレーム転送遅延時間（Ｄ２））が算出され、このフレーム転送遅延時間（Ｄ２）と、予め計測した通信装置１０−２までの伝送路遅延時間（Ｄ３）との合計時間（Ｄ２＋Ｄ３）が当該フレームのデータ領域に格納されている伝送路遅延時間（Ｄ１）に加算される。そして、かかるフレームは通信装置１０−２に送信される。通信装置１０−２では、フレームの受信に要した時間（フレーム受信遅延時間（Ｄ４））が算出され、当該フレームのデータ領域に設定されている時刻Ｔ１と、伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）と、算出したフレーム受信遅延時間（Ｄ４）と、に基づいて時刻合わせ（時刻同期）が行われる。
As described above, in the network system 1 according to the present embodiment, the communication device on the transmission side (for example, the communication device 10-1) transfers from the communication device on the reception side (for example, the communication device 10-2) via the
このように、中継装置２０と受信側の通信装置（例えば、通信装置１０−２）における実際の内部処理時間を加味して伝送に要した時間（送信側の通信装置がフレームを送信してから、受信側の通信装置が受信終了するまでの時間）を計測するため、時刻同期の精度を高めることが可能となる。
In this way, the time required for transmission in consideration of the actual internal processing time in the
ここで、補足として、通信装置１０−１又は通信装置１０−２が、中継装置２０までの伝送路遅延時間を計測する動作手順について、図８のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、通信装置１０−１が、自装置と中継装置２０までの伝送路遅延時間を計測するケースを例にして説明する。
Here, as a supplement, an operation procedure in which the communication device 10-1 or the communication device 10-2 measures the transmission path delay time to the
まず、所定条件が成立すると、通信装置１０−１が備える通信部１００−１の送信部１０２は、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ１０）を取得し、ＲＡＭに保存する（ステップＳ４０１）。送信部１０２は、伝送路遅延時間を計測するためのフレーム（計測用フレーム）のデータ領域に伝送路遅延時間（０（時間））を設定する（ステップＳ４０２）。そして、送信部１０２は、中継装置２０に対して計測用フレームを送信する（ステップＳ４０３）。ここで、計測用フレームを送信するための条件の成立（計測開始トリガ）としては、例えば、ユーザによる通信装置１０−１の図示しない操作部（キーボード，マウス，キーパッド，タッチパッドやタッチパネル等から構成される。）を介した所定操作が行われることや、所定時間の経過毎などが該当する。
First, when a predetermined condition is satisfied, the
一方、中継装置２０では、第１通信部２００−１の受信部２１２は、通信装置１０−１から送信された計測用フレームの受信を開始すると、第１通信部２００−１の時刻取得部２１０に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ１１）を取得し、ＲＡＭに保存する（ステップＳ４０４）。しかる後、計測用フレームの受信が終了すると（ステップＳ４０５；ＹＥＳ）、第１通信部２００−１の送信部２１１は、第１通信部２００−１の時刻取得部２１０に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ１２）を取得する（ステップＳ４０６）。
On the other hand, in the
第１通信部２００−１の送信部２１１は、取得した時刻Ｔ１２と、ＲＡＭに保存されている時刻Ｔ１１とから、当該中継装置２０において、計測用フレームの受信開始からフレームの返信までに要した時間（フレーム返信遅延時間（Ｄ１０））を算出する（ステップＳ４０７）。そして、第１通信部２００−１の送信部２１１は、返信するフレームのデータ領域の伝送路遅延時間に、算出したフレーム返信遅延時間（Ｄ１０）を設定し（ステップＳ４０８）、当該フレーム（返信用フレーム）を通信装置１０−１に送信する（ステップＳ４０９）。
The
通信部１００−１の受信部１０３は、中継装置２０から送信（返信）された返信用フレームの受信を開始すると、時刻取得部１０１に現在時刻の取得要求を発行し、現在時刻（Ｔ１３）を取得し、ＲＡＭに保存する（ステップＳ４１０）。
When the
しかる後、返信用フレームの受信が終了すると（ステップＳ４１１；ＹＥＳ）、受信部１０３は、受信した返信用フレームのデータ領域の伝送路遅延時間からフレーム返信遅延時間（Ｄ１０）を抽出する。そして、受信部１０３は、時刻Ｔ１０、Ｔ１３及びフレーム返信遅延時間（Ｄ１０）から、中継装置２０までの伝送路遅延時間を算出する（ステップＳ４１３）。具体的には、下記の式２により、伝送路遅延時間（Ｔｄ）を算出できる。
Thereafter, when reception of the reply frame is completed (step S411; YES), the receiving
Ｔｄ＝（（Ｔ１３−Ｔ１０）−（Ｄ１０））／２ （式２） Td = ((T13−T10) − (D10)) / 2 (Formula 2)
以上のようにして、通信装置１０−１（通信装置１０−２も同様）は、中継装置２０までの伝送路遅延時間を計測することができる。計測した伝送路遅延時間は、ＲＡＭあるいは不揮発性の読み書き可能なメモリに保存される。なお、通信装置１０−１（通信装置１０−２）は、以上のようにして計測した伝送路遅延時間をフレームを使用して中継装置２０に送信し、中継装置２０は、通信装置１０−１（通信装置１０−２）から受け取った伝送路遅延時間をＲＡＭあるいは不揮発性の読み書き可能なメモリに保存するようにしてもよい。あるいは、中継装置２０が、自ら、上述した動作（図８参照）のようにして（但し、計測用フレームの送受信及び返信用フレームの送受信の立場は逆になる。）、通信装置１０−１（通信装置１０−２）までの伝送路遅延時間を計測して、これを保持するようにしてもよい。
As described above, the communication device 10-1 (same as the communication device 10-2) can measure the transmission path delay time to the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, the various change in the range which does not deviate from the summary of this invention is possible.
例えば、上記実施形態のネットワークシステム１では、中継装置２０に、２つの通信装置１０−１，１０−２が接続される構成を示していたが、かかる構成に限定されることはなく、例えば、中継装置に３つ以上の通信装置が接続される構成にしてもよいし、中継装置にさらに中継装置が接続される構成であってもよい。
For example, in the network system 1 of the above-described embodiment, the configuration in which the two communication devices 10-1 and 10-2 are connected to the
図９は、上記実施形態の変形例に係るネットワークシステム１Ａの全体構成を示す図である。このネットワークシステム１Ａでは、中継装置２０−１に、ＬＡＮケーブル３０−１，３０−２，３０−３を介して、それぞれ通信装置１０−１，１０−２、中継装置２０−２が接続される。また、中継装置２０−２には、ＬＡＮケーブル３０−４，３０−５を介して、それぞれ通信装置１０−３，１０−４が接続される。 FIG. 9 is a diagram showing an overall configuration of a network system 1A according to a modification of the embodiment. In this network system 1A, the communication devices 10-1, 10-2 and the relay device 20-2 are connected to the relay device 20-1 via the LAN cables 30-1, 30-2, 30-3, respectively. . In addition, communication devices 10-3 and 10-4 are connected to the relay device 20-2 via LAN cables 30-4 and 30-5, respectively.
以上のように構成されるネットワークシステム１Ａにおいて、通信装置１０−１から通信装置１０−３にフレームを送信する場合の各装置の動作について説明する。なお、各通信装置が備える通信部の構成は、上記実施形態における構成（図２参照）と同様である。また、各中継装置が備える第１〜第３通信部の構成も、実施形態１における構成（図３参照）と同様である。 In the network system 1A configured as described above, the operation of each device when a frame is transmitted from the communication device 10-1 to the communication device 10-3 will be described. In addition, the structure of the communication part with which each communication apparatus is provided is the same as the structure (refer FIG. 2) in the said embodiment. Moreover, the structure of the 1st-3rd communication part with which each relay apparatus is provided is the same as that of the structure in Embodiment 1 (refer FIG. 3).
先ず、通信装置１０−１が備える通信部１００−１の送信部１０２は、時刻取得部１０１から現在時刻（Ｔ１）を取得し、取得した現在時刻（Ｔ１）と、予め計測した中継装置２０−１までの伝送路遅延時間（Ｄ１）を送信するフレームのデータ領域に設定する。そして、送信部１０２は、中継装置２０−１に対してフレームを送信する。図１０（ａ）に、この際のフレームのデータ領域に設定される送信時刻及び伝送路遅延時間の内容を示す。
First, the
中継装置２０−１が備える第１通信部２００−１の受信部２１２は、通信装置１０−１から送信されたフレームの受信を開始すると、第１通信部２００−１の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ２）を取得し、ＲＡＭに保存する。しかる後、フレームの受信が終了すると、第１通信部２００−１の受信部２１２は、受信したフレームを転送部２０１を介して、第３通信部２００−３に送出する。第３通信部２００−３の送信部２１１は、第３通信部２００−３の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ３）を取得する。
When the
第３通信部２００−３の送信部２１１は、取得した時刻Ｔ３と、ＲＡＭに保存されている時刻Ｔ２とから、当該中継装置２０−１において、フレームの受信開始から送信までに要した時間（フレーム転送遅延時間（Ｄ２））を算出する。そして、第３通信部２００−３の送信部２１１は、算出したフレーム転送遅延時間（Ｄ２）と、予め計測した次段の中継装置（即ち、中継装置２０−２）までの伝送路遅延時間（Ｄ３）との合計時間（Ｄ２＋Ｄ３）を当該フレームのデータ領域に格納されている伝送路遅延時間（Ｄ１）に加算する。
The
そして、第３通信部２００−３の送信部２１１は、中継装置２０−２に対してフレームを送信する。図１０（ｂ）に、この際のフレームのデータ領域に設定される送信時刻及び伝送路遅延時間の内容を示す。
Then, the
中継装置２０−２が備える第１通信部２００−４の受信部２１２は、中継装置２０−１から送信されたフレームの受信を開始すると、第１通信部２００−４の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ４）を取得し、ＲＡＭに保存する。そして、フレームの受信が終了すると、第１通信部２００−４の受信部２１２は、受信したフレームを転送部２０２を介して、第２通信部２００−５に送出する。第２通信部２００−５の送信部２１１は、第２通信部２００−５の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ５）を取得する。
When the
第２通信部２００−５の送信部２１１は、取得した時刻Ｔ５と、ＲＡＭに保存されている時刻Ｔ４とから、当該中継装置２０−２において、フレームの受信開始から送信までに要した時間（フレーム転送遅延時間（Ｄ４））を算出する。そして、第２通信部２００−５の送信部２１１は、算出したフレーム転送遅延時間（Ｄ４）と、予め計測した通信装置１０−３までの伝送路遅延時間（Ｄ５）との合計時間（Ｄ４＋Ｄ５）を当該フレームのデータ領域に格納されている伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）に加算する。
The
そして、第２通信部２００−５の送信部２１１は、通信装置１０−３に対してフレームを送信する。図１０（ｃ）に、この際のフレームのデータ領域に設定される送信時刻及び伝送路遅延時間の内容を示す。
And the
通信装置１０−３が備える通信部１００−３の受信部１０３は、中継装置２０−２から送信されたフレームの受信を開始すると、時刻取得部１０１から現在時刻（Ｔ６）を取得し、ＲＡＭに保存する。
When the
しかる後、フレームの受信が終了すると、受信部１０３は、時刻取得部１０１から現在時刻（Ｔ７）を取得する。時刻同期部１０４は、受信部１０３が受信したフレームのデータ領域から、送信時刻（Ｔ１）と、伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５）を抽出する。また、時刻同期部１０４は、受信部１０３により取得された時刻Ｔ６，Ｔ７から、当該通信装置１０−３において、フレームの受信開始から終了までに要した時間（フレーム受信遅延時間（Ｄ６））を算出し、これを上記抽出した伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５）に加算して、合計遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５＋Ｄ６）を求める。
After that, when the reception of the frame is finished, the receiving
時刻同期部１０４は、上記抽出した送信時刻Ｔ１と、合計遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５＋Ｄ６）とに基づいて、送信側の通信装置、即ち、通信装置１０−１における現在時刻を算出する。そして、時刻同期部１０４は、算出した現在時刻に自装置の時計機能部の計時時刻を合わせる。
Based on the extracted transmission time T1 and the total delay time (D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + D6), the
以上のように、ネットワークシステム１Ａにおいても、受信側である通信装置１０−３の時刻を送信側である通信装置１０−１に精度よく合わせることができる。 As described above, also in the network system 1A, the time of the communication device 10-3 on the reception side can be accurately adjusted to the communication device 10-1 on the transmission side.
また、本発明は、再送制御機能を有するネットワークシステムにも適用させることができる。以下、この場合の時刻同期について具体的に説明する。なお、ここでは、上記実施形態のネットワークシステム１において、中継装置２０から通信装置１０−２に対して、中継装置１０−１からのフレームを転送する際の再送制御動作を例にして説明する。
The present invention can also be applied to a network system having a retransmission control function. Hereinafter, the time synchronization in this case will be specifically described. Here, in the network system 1 of the above embodiment, a retransmission control operation when transferring a frame from the relay device 10-1 to the communication device 10-2 from the
中継装置２０が備える第１通信部２００−１の受信部２１２は、通信装置１０−１からのフレームの受信を開始すると、第１通信部２００−１の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ２）を取得し、ＲＡＭに保存する。そして、フレームの受信が終了すると、第１通信部２００−１の受信部２１２は、受信したフレームを転送部２０１を介して、第２通信部２００−２に送出する。第２通信部２００−２の送信部２１１は、第２通信部２００−２の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ３）を取得する。第２通信部２００−２の送信部２１１は、時刻Ｔ２とＴ３から、フレーム転送遅延時間（Ｄ２）を算出し、算出したフレーム転送遅延時間（Ｄ２）と、予め計測した通信装置１０−２までの伝送路遅延時間（Ｄ３）との合計時間（Ｄ２＋Ｄ３）を当該フレームのデータ領域に格納されている伝送路遅延時間（Ｄ１）に加算する。そして、第２通信部２００−２の送信部２１１は、通信装置１０−２に対してフレームを送信する。
When the
通信装置１０−２が備える通信部１００−２は、中継装置２０から送信されたフレームの受信を失敗すると、その旨を示すエラー応答フレームを中継装置２０に返信する。
When the communication unit 100-2 included in the communication device 10-2 fails to receive the frame transmitted from the
中継装置２０では、かかるエラー応答フレームの受信が終了すると、第２通信部２００−２の送信部２１１は、第２通信部２００−２の時刻取得部２１０から現在時刻（Ｔ２０）を取得する。第２通信部２００−２の送信部２１１は、取得した時刻Ｔ２０と、ＲＡＭに保存されている時刻Ｔ３とから、当該中継装置２０において、通信装置１０−２に対して、フレームを送信してから、再送までに要した時間（フレーム再送遅延時間（Ｄ２０））を算出する。第２通信部２００−２の送信部２１１は、算出したフレーム再送遅延時間（Ｄ２０）を送信したフレームのデータ領域に格納されている伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）に加算する。
In the
そして、第２通信部２００−２の送信部２１１は、通信装置１０−２に対してフレームを再送する。図１１に、この際のフレームのデータ領域に設定される送信時刻及び伝送路遅延時間の内容を示す。
Then, the
通信装置１０−２が備える通信部１００−２の受信部１０３は、中継装置２０から再送されたフレームの受信を開始すると、時刻取得部１０１から現在時刻（Ｔ２１）を取得し、ＲＡＭに保存する。そして、フレームの受信が終了すると、受信部１０３は、時刻取得部１０１から現在時刻（Ｔ２２）を取得する。時刻同期部１０４は、受信部１０３が受信したフレームのデータ領域から、送信時刻（Ｔ１）と、伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ２０）を抽出する。また、時刻同期部１０４は、受信部１０３により取得された時刻Ｔ２１，Ｔ２２から、当該通信装置１０−２において、フレームの受信開始から終了までに要した時間（フレーム受信遅延時間（Ｄ２１））を算出し、これを上記抽出した伝送路遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ２０）に加算して、合計遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ２０＋Ｄ２１）を求める。
When the
時刻同期部１０４は、上記抽出した送信時刻Ｔ１と、合計遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ２０＋Ｄ２１）とに基づいて、通信装置１０−１における現在時刻を算出する。そして、時刻同期部１０４は、算出した現在時刻に自装置の時計機能部の計時時刻を合わせる。
The
以上のように、本発明は、再送制御機能を有するネットワークシステムにおいても、精度のよい時刻同期を実現できる。 As described above, the present invention can realize accurate time synchronization even in a network system having a retransmission control function.
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. Further, the above-described embodiment is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
１、１Ａ ネットワークシステム
１０−１〜１０−４ 通信装置
２０、２０−１、２０−２ 中継装置
３０−１〜３０−５ ＬＡＮケーブル
１００−１〜１００−４ 通信部
１０１ 時刻取得部
１０２ 送信部
１０３ 受信部
１０４ 時刻同期部
２００−１〜２００−３ 第１〜第３通信部
２００−４〜２００−６ 第１〜第３通信部
２０１、２０２ 転送部
２１０ 時刻取得部
２１１ 送信部
２１２ 受信部
1, 1A network system 10-1 to 10-4
Claims (6)
送信側の前記通信装置は、
前記中継装置にフレームを送信する際、送信時刻と、前記中継装置までの伝送路遅延時間とを当該フレームのデータ領域に設定し、
前記中継装置は、
前記フレームを受信側の前記通信装置に転送する際、当該フレームを受信してから現時点までの経過時間と、前記受信側の通信装置までの伝送路遅延時間との合計時間を当該フレームのデータ領域に設定されている前記伝送路遅延時間に加算し、
前記受信側の通信装置は、
前記フレームの受信を終了すると、当該フレームの受信を開始してから現時点までの経過時間と、当該フレームのデータ領域に設定されている前記送信時刻及び伝送路遅延時間と、に基づいて、自装置の時刻合わせを行う、
ことを特徴とするネットワークシステム。 A network system for transmitting and receiving frames between communication devices via a relay device,
The communication device on the transmission side is:
When transmitting a frame to the relay device, set the transmission time and the transmission path delay time to the relay device in the data area of the frame,
The relay device is
When transferring the frame to the communication device on the receiving side, the total time of the elapsed time from the reception of the frame to the present time and the transmission path delay time to the communication device on the receiving side is the data area of the frame Is added to the transmission line delay time set to
The communication device on the receiving side is
When the reception of the frame is completed, based on the elapsed time from the start of reception of the frame to the current time, and the transmission time and transmission path delay time set in the data area of the frame Set the time of
A network system characterized by this.
前記中継装置は、前記計測用フレームの受信を終了すると、当該計測用フレームの受信を開始してから現時点までの経過時間を返信遅延時間として当該計測用フレームのデータ領域に設定した返信用フレームを生成し、送信元の前記通信装置に送信し、
前記送信元の前記通信装置は、前記返信用フレームの受信を開始すると、現在時刻を取得して、これを返信受信時刻として保持し、前記返信用フレームの受信を終了すると、前記計測開始時刻と、前記返信受信時刻と、当該返信用フレームのデータ領域に設定されている前記返信遅延時間と、に基づいて、前記伝送路遅延時間を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。 When the predetermined condition is satisfied, the communication device acquires the current time, holds it as a measurement start time, and transmits a measurement frame for measuring a transmission line delay time to the relay device to the relay device. And
When the relay device finishes receiving the measurement frame, the relay device sets the return frame set in the data area of the measurement frame as a return delay time from the start of reception of the measurement frame to the current time. Generate and send to the source communication device,
When the transmission source communication apparatus starts receiving the reply frame, it acquires the current time, holds it as a reply reception time, and ends the reception of the reply frame. The transmission path delay time is calculated based on the reply reception time and the reply delay time set in the data area of the reply frame.
The network system according to claim 1.
前記通信装置は、前記計測用フレームの受信を終了すると、当該計測用フレームの受信を開始してから現時点までの経過時間を返信遅延時間として当該計測用フレームのデータ領域に設定した返信用フレームを生成し、前記中継装置に送信し、
前記中継装置は、前記返信用フレームの受信を開始すると、現在時刻を取得して、これを返信受信時刻として保持し、前記返信用フレームの受信を終了すると、前記計測開始時刻と、前記返信受信時刻と、当該返信用フレームのデータ領域に設定されている前記返信遅延時間と、に基づいて、前記伝送路遅延時間を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。 The relay device acquires a current time when a predetermined condition is satisfied, holds the current time as a measurement start time, and includes a measurement frame for measuring a transmission line delay time to the one communication device to be connected. To the communication device,
When the communication device finishes receiving the measurement frame, the communication device sets a return frame set in the data area of the measurement frame as a return delay time from the start of reception of the measurement frame to the current time. Generate and send to the relay device,
When the relay device starts receiving the reply frame, the relay device acquires the current time and holds it as a reply reception time. When the relay device finishes receiving the reply frame, the measurement start time and the reply reception Calculating the transmission path delay time based on the time and the reply delay time set in the data area of the reply frame;
The network system according to claim 1.
最終段以外の前記中継装置は、前記フレームを次段の前記中継装置に転送する際、当該フレームを受信してから現時点までの経過時間と、前記次段の中継装置までの伝送路遅延時間との合計時間を当該フレームのデータ領域に設定されている前記伝送路遅延時間に加算する、
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。 When a frame transmitted from the transmission-side communication device is transferred to the reception-side communication device via the plurality of relay devices,
When the relay device other than the final stage transfers the frame to the relay device at the next stage, an elapsed time from the reception of the frame to the present time, a transmission path delay time to the relay device at the next stage, and Is added to the transmission line delay time set in the data area of the frame,
The network system according to claim 1.
前記中継装置は、前記エラー応答フレームの受信を終了すると、前記フレームを送信してから現時点までの経過時間を、送信したフレームのデータ領域に設定されている前記伝送路遅延時間に加算した後、当該フレームを前記受信側の通信装置に再送する、
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。 When the communication device on the receiving side fails to receive the frame, it transmits an error response frame to that effect to the relay device,
When the relay device finishes receiving the error response frame, after adding the elapsed time from the transmission of the frame to the present time to the transmission path delay time set in the data area of the transmitted frame, Resend the frame to the receiving communication device;
The network system according to claim 1.
送信側の前記通信装置が、前記中継装置にフレームを送信する際、送信時刻と、前記中継装置までの伝送路遅延時間とを当該フレームのデータ領域に設定し、
前記中継装置が、前記フレームを受信側の前記通信装置に転送する際、当該フレームを受信してから現時点までの経過時間と、前記受信側の通信装置までの伝送路遅延時間との合計時間を当該フレームのデータ領域に設定されている前記伝送路遅延時間に加算し、
前記受信側の通信装置が、前記フレームの受信を終了すると、当該フレームの受信を開始してから現時点までの経過時間と、当該フレームのデータ領域に設定されている前記送信時刻及び伝送路遅延時間と、に基づいて、自装置の時刻合わせを行う、
ことを特徴とする時刻同期方法。 A time synchronization method in a network system that performs frame transmission / reception between communication devices via a relay device,
When the communication device on the transmission side transmits a frame to the relay device, the transmission time and the transmission path delay time to the relay device are set in the data area of the frame,
When the relay device transfers the frame to the communication device on the receiving side, the total time of the elapsed time from the reception of the frame to the current time and the transmission path delay time to the communication device on the receiving side Add to the transmission line delay time set in the data area of the frame,
When the receiving communication apparatus finishes receiving the frame, the elapsed time from the start of receiving the frame to the present time, the transmission time and the transmission path delay time set in the data area of the frame And the time of the device is adjusted based on
A time synchronization method characterized by the above.
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