JP2014060637A - Frequency synchronization accuracy monitoring device, transmission/reception system, frequency synchronization accuracy monitoring method, and transmission/reception method - Google Patents

Frequency synchronization accuracy monitoring device, transmission/reception system, frequency synchronization accuracy monitoring method, and transmission/reception method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To steadily and stably monitor frequency synchronization accuracy between clocks of a transmitter and a receiver without depending on change in the weather or an installation position of the receiver.SOLUTION: A frequency synchronization accuracy monitoring device monitors a precedent packet (for example, K-th packet) and a succeeding packet (for example, N-th packet) from a transmitter 1 to a receiver 2, and measures frequency synchronization accuracy, where the frequency synchronization accuracy is a deviation of difference between an interval between transmission time Tand Tmeasured by the transmitter 1 and an interval between reception time T' and T' measured by the receiver 2 from 0 which is a value of the difference in the case of complete establishment of frequency synchronization. When synchronization accuracy of a clock frequency deteriorates more than a preset accuracy threshold, the frequency synchronization accuracy monitoring device generates information on the deterioration. Propagation delay between the transmitter 1 and the receiver 2 is approximately constant from transmission of the precedent packet (for example, K-th packet) by the transmitter 1 to reception of the succeeding packet (for example, N-th packet) by the receiver 2.

Description

本発明は、受信装置のクロック周波数及び送信装置のクロック周波数の間で、同期精度が劣化しているかどうかを監視する技術に関する。   The present invention relates to a technique for monitoring whether synchronization accuracy is deteriorated between a clock frequency of a receiving apparatus and a clock frequency of a transmitting apparatus.

送信装置及び受信装置の間でデータ信号のみを伝送しクロック信号を伝送しない場合、受信装置において送信装置の内部クロックに同期したクロックを得るには、例えば公知のPLL(Phase Locked Loop)回路を用いて、送信信号からクロックを抽出する必要がある。従来技術のPLL回路Pの構成を図1に示す。   When only a data signal is transmitted between the transmission device and the reception device and no clock signal is transmitted, in order to obtain a clock synchronized with the internal clock of the transmission device in the reception device, for example, a known PLL (Phase Locked Loop) circuit is used. Therefore, it is necessary to extract a clock from the transmission signal. A configuration of a conventional PLL circuit P is shown in FIG.

位相比較器Cは、データ列及び分周されたクロックの間で位相比較を行い位相誤差を検出して、位相誤差に比例したパルス幅の誤差信号を出力する。フィルタFは、位相誤差に比例したパルス幅の誤差信号を平坦化し、位相誤差の大きさに比例した振幅を有する制御信号を出力する。VCO(Voltage Controlled Oscillator)回路Vは、入力される制御信号に応じて、出力するクロックの周波数及び位相を調整する。分周器Dは、出力されるクロックに対して、位相比較に適切な周波数にまで逓倍するなどして、周波数の変更を行う。分周器Dより出力されたクロックは、再度位相比較器Cに入力され、データ列との間で位相比較される。   The phase comparator C performs phase comparison between the data string and the divided clock, detects a phase error, and outputs an error signal having a pulse width proportional to the phase error. The filter F flattens an error signal having a pulse width proportional to the phase error, and outputs a control signal having an amplitude proportional to the magnitude of the phase error. A VCO (Voltage Controlled Oscillator) circuit V adjusts the frequency and phase of an output clock in accordance with an input control signal. The frequency divider D changes the frequency by multiplying the output clock to a frequency suitable for phase comparison. The clock output from the frequency divider D is input again to the phase comparator C and phase-compared with the data string.

これらの一連のループにより、受信装置のクロックの周波数及び位相を、入力されるデータ信号の周波数及び位相に同期させる。このように、公知のPLL回路Pによる周波数同期によって、送信装置の内部クロックに受信装置のクロックを同期できる。   A series of these loops synchronize the frequency and phase of the clock of the receiving apparatus with the frequency and phase of the input data signal. In this way, the clock of the receiving device can be synchronized with the internal clock of the transmitting device by frequency synchronization by the known PLL circuit P.

特開2010−288085号公報JP 2010-288085 A

ここで、例えば、VCO回路Vや位相比較器Cに含まれるトランジスタの性能の低下といった、経年劣化等により生じるデバイスの性能劣化により、PLL回路Pにより再生された受信装置のクロックの周波数が、送信装置の内部クロックの周波数からずれることが考えられる。従来技術のVCO回路Vの制御方法を図2に示す。   Here, for example, the frequency of the clock of the reception device regenerated by the PLL circuit P is transmitted due to device performance degradation caused by aging degradation such as degradation of the performance of transistors included in the VCO circuit V and the phase comparator C. It can be considered that the frequency of the internal clock of the device is deviated. A control method of the VCO circuit V of the prior art is shown in FIG.

VCO回路Vの出力周波数は、VCO回路Vの制御電圧に対して、例えば図2に示すように、ある特性によって一意に定められる。VCO回路Vの制御電圧は、位相比較器CやフィルタFによって主に定められ、ある一定の範囲でしか変化させることができない。   The output frequency of the VCO circuit V is uniquely determined by a certain characteristic with respect to the control voltage of the VCO circuit V, for example, as shown in FIG. The control voltage of the VCO circuit V is mainly determined by the phase comparator C and the filter F, and can be changed only within a certain range.

デバイスの経年劣化などがない正常な場合には、所望のVCO回路Vの出力周波数に対応するVCO回路Vの制御電圧が、VCO回路Vの制御電圧の調整可能な範囲に含まれるため、位相比較器C及びフィルタFによって制御電圧を適切に調整する(例えば図2の場合は、点Aの条件で動作させる)ことで、所望の周波数がPLL回路Pから出力される。   When the device is normal without deterioration over time, the control voltage of the VCO circuit V corresponding to the desired output frequency of the VCO circuit V is included in the adjustable range of the control voltage of the VCO circuit V. A desired frequency is output from the PLL circuit P by appropriately adjusting the control voltage by the unit C and the filter F (for example, in the case of FIG. 2, the operation is performed under the condition of the point A).

しかしながら、例えば、VCO回路V内のトランジスタの性能が劣化する場合、VCO回路Vの出力周波数のVCO回路Vの制御電圧に対する特性が変化する可能性がある。   However, for example, when the performance of the transistors in the VCO circuit V deteriorates, the characteristics of the output frequency of the VCO circuit V with respect to the control voltage of the VCO circuit V may change.

ここで、所望のVCO回路Vの出力周波数に対応するVCO回路Vの制御電圧が、VCO回路Vの制御電圧の調整可能な範囲にある場合(例えば図2の第1の異常時の場合)、PLL回路Pのフィードバックループにより負帰還がかかるため、所望のVCO回路Vの出力周波数が出力される(例えば図2の場合は、点Bの条件で動作させる)。   Here, when the control voltage of the VCO circuit V corresponding to the desired output frequency of the VCO circuit V is within the adjustable range of the control voltage of the VCO circuit V (for example, in the case of the first abnormality in FIG. 2), Since negative feedback is applied by the feedback loop of the PLL circuit P, the desired output frequency of the VCO circuit V is output (for example, in the case of FIG. 2, the operation is performed under the condition of point B).

しかし、大幅なデバイスの性能劣化などにより、所望のVCO回路Vの出力周波数に対応するVCO回路Vの制御電圧が、VCO回路Vの制御電圧の調整可能な範囲になくなる場合(例えば図2の第2の異常時の場合)、PLL回路Pのフィードバックループにより負帰還をかけても、制御電圧の調整可能な範囲を超えて制御電圧を調整することはできないため、所望のVCO回路Vの出力周波数が出力されず、周波数ずれが生じてしまい、VCO回路Vの出力周波数の同期精度が劣化する懸念がある。   However, when the control voltage of the VCO circuit V corresponding to the desired output frequency of the VCO circuit V is not within the adjustable range of the control voltage of the VCO circuit V due to, for example, significant device performance degradation (for example, in the second example of FIG. 2), even if negative feedback is applied by the feedback loop of the PLL circuit P, the control voltage cannot be adjusted beyond the adjustable range of the control voltage, so the desired output frequency of the VCO circuit V May not be output, resulting in a frequency shift, which may degrade the synchronization accuracy of the output frequency of the VCO circuit V.

このようなデバイスの性能劣化などによって劣化する可能性がある周波数同期に対しては、2つのクロックの間の周波数同期精度を監視する一つの方法として、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を測定する方法がある。   For frequency synchronization that may be deteriorated due to such performance degradation of the device, as one method for monitoring the frequency synchronization accuracy between two clocks, the frequency between the clocks of the transmission device and the reception device is used. There are methods to measure synchronization accuracy.

2つのクロックの間の周波数同期精度を算出する方法として、例えば2つのクロックのMTIE(Maximum Time Interval Error)を測定し、その値から周波数同期精度を算出する方法がある(特許文献1)。   As a method of calculating the frequency synchronization accuracy between two clocks, for example, there is a method of measuring the MTIE (Maximum Time Interval Error) of two clocks and calculating the frequency synchronization accuracy from the value (Patent Document 1).

TIE(Time Interval Error)は、2つのクロックの立ち上りエッジの間の位相差を表しており、ある測定時間において、TIEの最大変動量をMTIEとして表す。測定時間Tにおいて、MTIEがAという値であったときに、測定時間Tにおける周波数同期精度は、A/Tであると評価できる(例えば、測定時間Tが100秒でMTIEが1nsであった場合、周波数同期精度は1×10−11と算出できる)。 TIE (Time Interval Error) represents a phase difference between the rising edges of two clocks, and represents a maximum variation in TIE as MTIE at a certain measurement time. When the MTIE is A at the measurement time T, the frequency synchronization accuracy at the measurement time T can be evaluated as A / T (for example, when the measurement time T is 100 seconds and the MTIE is 1 ns). The frequency synchronization accuracy can be calculated as 1 × 10 −11 ).

この方法で送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を受信装置内で評価することを考えた場合には、MTIE測定において受信装置のクロックとの比較対象となる、送信装置の内部クロックに同期した別のクロック、或いは、時間的な周波数安定性が送信装置の内部クロックと同等以上のクロックが、受信装置内で必要である。   When considering the frequency synchronization accuracy between the clocks of the transmission device and the reception device by this method in the reception device, the internal clock of the transmission device, which is a comparison target with the clock of the reception device in the MTIE measurement. Another clock synchronized with the clock or a clock whose temporal frequency stability is equal to or higher than the internal clock of the transmitting apparatus is required in the receiving apparatus.

時間的な周波数安定性が送信装置の内部クロックと同等以上のクロックとして、例えば、GPS(Global Positioning System)が提供する、共通世界時(UTC:Coordinated Universal Time)に同期したクロックを用いることも考えられる。この場合には、受信装置において、GPS信号のレシーバを設置し、GPS信号を受信する必要がある。   As a clock whose temporal frequency stability is equal to or higher than the internal clock of the transmitter, for example, a clock provided by GPS (Global Positioning System) and synchronized with UTC (Coordinated Universal Time) may be used. It is done. In this case, it is necessary to install a GPS signal receiver in the receiving device and receive the GPS signal.

しかしながら、GPS信号のレシーバの受信状況は、天候の変化例えば落雷の影響などにより劣化する可能があり、定常的に安定して周波数同期精度の監視を行うことは難しいという課題がある。また、受信装置を地下などに設置する必要があり、GPS信号のレシーバをGPS信号の受信可能な環境に設置することが難しい場合、UTCに同期したクロックが得られず、周波数同期精度の監視を行うことは難しいという課題がある。   However, the reception status of the GPS signal receiver may deteriorate due to weather changes such as lightning strikes, and there is a problem that it is difficult to monitor the frequency synchronization accuracy stably and stably. Also, if it is necessary to install the receiver in the basement, etc., and it is difficult to install a GPS signal receiver in an environment where GPS signals can be received, a clock synchronized with UTC cannot be obtained, and frequency synchronization accuracy can be monitored. There is a problem that it is difficult to do.

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することを目的とする。   Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention constantly and stably monitors the frequency synchronization accuracy between the clocks of the transmission device and the reception device without depending on the weather change or the installation location of the reception device. For the purpose.

上記目的を達成するために、送信装置から受信装置宛の先行パケット及び後続パケットについて、送信装置が計測した送信時刻の間隔及び受信装置が計測した受信時刻の間隔についての差分が、周波数同期が完全に確立された場合の差分である0からどの程度ずれるかを、周波数同期精度として計測することとした。   In order to achieve the above object, the difference between the transmission time interval measured by the transmission device and the reception time interval measured by the reception device for the preceding packet and the subsequent packet addressed from the transmission device to the reception device is completely frequency-synchronized. The degree of deviation from 0, which is the difference when the frequency is established, is measured as frequency synchronization accuracy.

具体的には、本発明は、送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得部と、前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が0から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測部と、を備えることを特徴とする周波数同期精度監視装置である。   Specifically, the present invention relates to a transmission / reception time information acquisition unit that acquires information on a transmission time measured by the transmission device and information on a reception time measured by the reception device for a packet addressed to the reception device from the transmission device; The transmission clock referred to by the transmission device and the reception device are referred to by calculating the degree of difference between the transmission time interval and the reception time interval from 0 for the preceding packet and the subsequent packet among the packets. A frequency synchronization accuracy monitoring apparatus comprising: a frequency synchronization accuracy measurement unit that measures a clock frequency synchronization accuracy for a reception clock to be received.

また、本発明は、前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信装置と、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信装置と、上記の周波数同期精度監視装置と、を備えることを特徴とする送受信システムである。   The present invention also relates to a transmission device that measures the transmission time of the packet by referring to the transmission clock and transmits information on the packet and the transmission time of the packet, and the transmission time of the packet and the packet. A transmission / reception system comprising: a reception device that receives information and refers to the reception clock to measure the reception time of the packet; and the frequency synchronization accuracy monitoring device.

また、本発明は、送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得ステップと、前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が0から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測ステップと、を順に備えることを特徴とする周波数同期精度監視方法である。   In addition, the present invention relates to a transmission / reception time information acquisition step for acquiring transmission time information measured by the transmission device and reception time information measured by the reception device for a packet addressed to the reception device from the transmission device; Of the preceding packet and the subsequent packet, the transmission clock referred to by the transmission device and the reception clock referred to by the reception device are calculated by calculating the degree of difference between the transmission time interval and the reception time interval from 0. Is a frequency synchronization accuracy monitoring method for measuring the synchronization accuracy of the clock frequency in order.

また、本発明は、前記送信装置が、前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信ステップと、前記受信装置が、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信ステップと、上記の周波数同期精度監視方法と、を順に備えることを特徴とする送受信方法である。   According to the present invention, the transmitting device measures the transmission time of the packet by referring to the transmission clock, and transmits the packet and information on the transmission time of the packet. Receiving the packet and information on the transmission time of the packet and referring to the reception clock to measure the reception time of the packet and the frequency synchronization accuracy monitoring method in order This is a characteristic transmission / reception method.

この構成によれば、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することができる。   According to this configuration, it is possible to constantly and stably monitor the frequency synchronization accuracy between the clocks of the transmission device and the reception device without depending on the weather change or the installation location of the reception device.

また、本発明は、前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成部、をさらに備えることを特徴とする周波数同期精度監視装置である。   In addition, the present invention further includes a frequency synchronization accuracy degradation information generation unit that generates information to that effect when the synchronization accuracy of the clock frequency deteriorates below a preset accuracy threshold. It is a monitoring device.

また、本発明は、前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成ステップ、を前記周波数同期精度計測ステップの後にさらに備えることを特徴とする周波数同期精度監視方法である。   The present invention further includes a frequency synchronization accuracy degradation information generation step after the frequency synchronization accuracy measurement step for generating information to that effect when the synchronization accuracy of the clock frequency is degraded below a preset accuracy threshold. This is a frequency synchronization accuracy monitoring method.

この構成によれば、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度が劣化したことを、送信装置や受信装置やこれらの管理装置などに報知することができる。   According to this configuration, it is possible to notify the transmission device, the reception device, and these management devices that the frequency synchronization accuracy between the clocks of the transmission device and the reception device has deteriorated.

また、本発明は、前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする周波数同期精度監視装置である。   Further, the present invention is characterized in that a propagation delay between the transmission device and the reception device is substantially constant from the transmission of the preceding packet at the transmission device to the reception of the subsequent packet at the reception device. This is a frequency synchronization accuracy monitoring device.

また、本発明は、前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする周波数同期精度監視方法である。   Further, the present invention is characterized in that a propagation delay between the transmission device and the reception device is substantially constant from the transmission of the preceding packet at the transmission device to the reception of the subsequent packet at the reception device. This is a frequency synchronization accuracy monitoring method.

この構成によれば、算出される差分は、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数のずれに起因するものであり、送信装置及び受信装置間の伝搬遅延の時間変動に起因するものでない。よって、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を、さらに定常的に安定して監視することができる。   According to this configuration, the calculated difference is caused by a frequency shift between the clocks of the transmission device and the reception device, and is not caused by time variation of the propagation delay between the transmission device and the reception device. Therefore, the frequency synchronization accuracy between the clocks of the transmission device and the reception device can be monitored more stably and stably.

本発明は、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することができる。   The present invention can constantly and stably monitor the frequency synchronization accuracy between the clocks of the transmission device and the reception device without depending on the weather change or the installation location of the reception device.

従来技術のPLL回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the PLL circuit of a prior art. 従来技術のVCOの制御方法を示す図である。It is a figure which shows the control method of VCO of a prior art. 本発明の周波数同期精度の計測方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the frequency synchronization precision of this invention. 本発明の第1の受信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st receiver of this invention. 本発明の第2の受信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd receiver of this invention. 本発明の送信処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transmission process of this invention. 本発明の第1の受信処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st reception process of this invention. 本発明の第2の受信処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd reception process of this invention.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

(周波数同期精度の計測方法)
本発明の周波数同期精度の計測方法を図3に示す。送信装置1は、受信装置2に、パケット及びタイムスタンプを送信する。送信装置1及び受信装置2のクロックの周波数は、それぞれf1及びf2である。周波数f2が周波数f1と等しければ、受信装置2は送信装置1との間で周波数同期を確立できている。周波数f2が周波数f1と大きく異なるならば、受信装置2は送信装置1との間で周波数同期を確立できていない。
(Measurement method of frequency synchronization accuracy)
The frequency synchronization accuracy measuring method of the present invention is shown in FIG. The transmission device 1 transmits a packet and a time stamp to the reception device 2. The clock frequencies of the transmission device 1 and the reception device 2 are f1 and f2, respectively. If the frequency f2 is equal to the frequency f1, the receiving device 2 can establish frequency synchronization with the transmitting device 1. If the frequency f2 is significantly different from the frequency f1, the receiving device 2 cannot establish frequency synchronization with the transmitting device 1.

Kを、1以上N−1以下(Nについては後述)の整数とする。まず、送信装置1は、K番目のパケットの送信時に、周波数f1のクロックを参照してK番目のパケットの送信時刻Tを計測し、K番目のパケットの送信時刻Tの情報をタイムスタンプとして受信装置2に送信する。次に、受信装置2は、K番目のパケットの受信時に、K番目のパケットの送信時刻Tの情報をタイムスタンプとして送信装置1から受信し、周波数f2のクロックを参照してK番目のパケットの受信時刻T’を計測し、K番目のパケットの受信時刻T’の情報をタイムスタンプとして打刻する。 K is an integer from 1 to N−1 (N will be described later). First, the transmission apparatus 1, when sending the K-th packet, measures the transmission time T K of K-th packet by referring to the clock frequency f1, the time stamp information of the transmission time T K of K-th packet As shown in FIG. Next, the receiving apparatus 2, upon receipt of the K-th packet, received from the transmitting apparatus 1 information transmission time T K of K-th packet as a time stamp, the K-th packet by referring to the clock frequency f2 'measures the reception time T K of K-th packet' reception time T K embossing information as a time stamp.

送信装置1が受信装置2にN番目のパケット及びタイムスタンプを送信したとき、受信装置2が送信装置1との間で周波数同期を確立できているかどうか、監視する場合を考える。ここで、周波数同期を確立できている場合と周波数同期を確立できていない場合で、計測されたパケットの受信時刻は異なる。つまり、T’(f1=f2)≠T’(f1〜f2)であり、T’(f1=f2)≠T’(f1〜f2)である。ただし、1番目のパケットについては、T’(f1=f2)=T’(f1〜f2)とする。 Consider a case in which when the transmitting apparatus 1 transmits an Nth packet and a time stamp to the receiving apparatus 2, it is monitored whether the receiving apparatus 2 has established frequency synchronization with the transmitting apparatus 1. Here, the reception time of the measured packet differs depending on whether the frequency synchronization is established or not. In other words, a T K '(f1 = f2) ≠ T K' (f1~f2), a T N '(f1 = f2) ≠ T N' (f1~f2). However, for the first packet, T 1 ′ (f1 = f2) = T 1 ′ (f1 to f2).

送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延の時間変動がないときには、受信装置2でのK番目及びN番目のパケットの受信間隔は、送信装置1でのK番目及びN番目のパケットの送信間隔と等しいはずである。送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延の時間変動がない場合として、送信装置1及び受信装置2の間にスイッチやルータを介さない場合などがあり、例えば、送信装置1がOLT(Optical Line Terminal)であり、受信装置2がONU(Optical Network Unit)である、PON(Passive Optical Network)を適用する場合などがある。PONは、温度の時間変動以外の要因では、伝搬遅延の時間変動が小さい。   When there is no time variation of the propagation delay between the transmission device 1 and the reception device 2, the reception intervals of the Kth and Nth packets at the reception device 2 are the transmission intervals of the Kth and Nth packets at the transmission device 1. Should be equal to As a case where there is no time variation of the propagation delay between the transmission device 1 and the reception device 2, there is a case where a switch or a router is not interposed between the transmission device 1 and the reception device 2. There is a case where a PON (Passive Optical Network) is applied in which the receiving apparatus 2 is an ONU (Optical Network Unit). The PON has a small propagation delay time variation due to factors other than the temperature time variation.

すると、周波数同期を確立できている場合は、受信装置2で計測されたT’(f1=f2)及びT’(f1=f2)の間隔は、送信装置1で計測されたT及びTの間隔と等しいはずである。しかし、周波数同期を確立できていない場合は、受信装置2で計測されたT’(f1〜f2)及びT’(f1〜f2)の間隔は、送信装置1で計測されたT及びTの間隔と異なってしまう。つまり、受信装置2で計測されたT’(f1〜f2)及びT’(f1〜f2)の間隔が送信装置1で計測されたT及びTの間隔と異なる度合が、周波数同期を確立できていない度合に対応する。 Then, if you are able to establish frequency synchronization, interval T K which is measured by the receiving apparatus 2 '(f1 = f2), and T N' (f1 = f2) is, T K and measured by the transmitter 1 Should be equal to the interval of TN . However, if not able to establish frequency synchronization, interval T K which is measured by the receiving apparatus 2 '(f1 to f2) and T N' (f1~f2) is, T K and measured by the transmitter 1 This is different from the interval of TN . That is, the spacing between different degrees of T K and T N interval is measured by the transmission device 1 of T K which is measured by the receiving apparatus 2 '(f1 to f2) and T N' (f1 to f2) is, frequency synchronization Corresponding to the degree of failure to establish.

周波数同期を確立できていない度合として、周波数差の割合(f2−f1)/f1、周波数差f2−f1、位相差2πf1{(T’−T’)−(T−T)}、などがあげられる。ここで、周波数f1は1/(T−T)に比例して、周波数f2は1/(T’−T’)に比例する。よって、周波数差の割合は、(f2−f1)/f1=(T−T)/(T’−T’)−1と算出することができる。そして、周波数差f2−f1は、送信側の周波数f1が既知であれば、周波数差の割合(f2−f1)/f1に対して、周波数f1を乗算することにより、算出することができる。 As the degree that is not able to establish frequency synchronization, the ratio of the frequency difference (f2-f1) / f1, the frequency difference f2-f1, the phase difference 2πf1 {(T N '-T K ') - (T N -T K)} , Etc. Here, the frequency f1 is proportional to 1 / (T N −T K ), and the frequency f2 is proportional to 1 / (T N ′ −T K ′). Therefore, the ratio of the frequency difference can be calculated as (f2-f1) / f1 = (T N -T K) / (T N '-T K') -1. If the transmission-side frequency f1 is known, the frequency difference f2-f1 can be calculated by multiplying the frequency difference ratio (f2-f1) / f1 by the frequency f1.

以上では、送信装置1及び受信装置2間において、周波数差の割合、周波数差、位相差及び伝搬遅延の時間変動がないと説明した。しかし、周波数同期を確立できているかどうかを過誤なく判断することができる程度に、送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延の時間変動があってもよい。そこで、送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延の時間変動がどの程度あってもよいのかを説明する。   In the above, it has been described that there is no time variation of the frequency difference ratio, the frequency difference, the phase difference, and the propagation delay between the transmission device 1 and the reception device 2. However, there may be a time variation in propagation delay between the transmission device 1 and the reception device 2 to the extent that it can be determined without error whether frequency synchronization is established. Therefore, how much time variation of the propagation delay between the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2 may be described will be described.

周波数同期を確立できているかどうかを判断するため、周波数同期を確立できていない度合に対して、判断閾値を事前設定している。ここでは、周波数同期を確立できていない度合として周波数差の割合(f2−f1)/f1を考える。ここで、周波数差の割合(f2−f1)/f1は、正又は負のいずれもとりうる。そこで、周波数差の割合の絶対値|(f2−f1)/f1|に対して、判断閾値としてt(>0)を選ぶ。   In order to determine whether or not frequency synchronization has been established, a determination threshold is preset for the degree to which frequency synchronization has not been established. Here, the frequency difference ratio (f2−f1) / f1 is considered as the degree of frequency synchronization not being established. Here, the frequency difference ratio (f2-f1) / f1 can be either positive or negative. Therefore, t (> 0) is selected as the determination threshold for the absolute value | (f2-f1) / f1 | of the frequency difference ratio.

K番目及びN番目のパケットについて、伝搬遅延の時間変動T’を考慮しないときには、周波数差の割合(f2−f1)/f1は、(T−T)/(T’−T’)−1と算出される。K番目及びN番目のパケットについて、伝搬遅延の時間変動T’を考慮するときには、周波数差の割合(f2−f1)/f1は、(T−T)/(T’−T’−T’)−1と算出される。ただし、T’の符号は、伝搬遅延が大きくなる場合に正であり、伝搬遅延が小さくなる場合に負とする。 For the K-th and N-th packets, when the propagation delay time variation T V ′ is not considered, the frequency difference ratio (f2−f1) / f1 is (T N −T K ) / (T N ′ −T K ') -1 is calculated. For the Kth and Nth packets, when considering the time variation T V ′ of propagation delay, the frequency difference ratio (f2−f1) / f1 is (T N −T K ) / (T N ′ −T K '−T V ′) −1. However, the sign of T V ′ is positive when the propagation delay increases, and is negative when the propagation delay decreases.

ここで、伝搬遅延の時間変動T’を考慮しないときには、算出された周波数差の割合(f2−f1)/f1が周波数同期が確立された場合の0であるが、伝搬遅延の時間変動T’を考慮するときには、周波数差の割合の絶対値|(f2−f1)/f1|が判断閾値t(>0)を超えるための、T’の条件を考える。つまり、伝搬遅延の時間変動T’を考慮しないときには、周波数同期を確立できていると判断するが、伝搬遅延の時間変動T’を考慮するときには、周波数同期を確立できていないと判断するための、T’の条件を考える。 Here, when the time variation T V ′ of the propagation delay is not considered, the calculated frequency difference ratio (f2−f1) / f1 is 0 when the frequency synchronization is established, but the time variation T of the propagation delay V 'when considering the absolute value of the ratio of the frequency difference | (f2-f1) / f1 | is for more than a determination threshold value t (> 0), T V ' consider the conditions. That is, it is determined that the frequency synchronization is established when the time variation T V ′ of the propagation delay is not considered, but it is determined that the frequency synchronization is not established when the time variation T V ′ of the propagation delay is considered. For this reason, the condition of T V ′ is considered.

(T−T)/(T’−T’)−1=0及び|(T−T)/(T’−T’−T’)−1|>tが成立している。すると、T’>0の場合には、T’>{t/(1+t)}(T−T)〜t(T−T)となる。そして、T’<0の場合には、T’<−{t/(1−t)}(T−T)〜−t(T−T)となる。ここで、t<<1と仮定した。これにより、周波数同期を確立できているかどうかを過誤なく判断するためには、送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延の時間変動T’は、ないに越したことはないが、その絶対値がt(T−T)程度以下であればよい。 (T N -T K) / ( T N '-T K') -1 = 0 and | (T N -T K) / (T N '-T K' -T V ') -1 |> t is It is established. Then, when T V ′> 0, T V ′> {t / (1 + t)} (T N −T K ) to t (T N −T K ). When T V ′ <0, T V ′ <− {t / (1−t)} (T N −T K ) to −t (T N −T K ). Here, it was assumed that t << 1. Thus, in order to determine without error whether or not frequency synchronization is established, the time variation T V ′ of the propagation delay between the transmission device 1 and the reception device 2 has never exceeded, but its absolute values may be equal to or less than about t (T N -T K).

以上では、変数K、Nの値を用いることにより、周波数同期精度を監視すると説明した。しかし、変数K、Nの値を必ずしも用いることなく、周波数同期精度を監視してもよい。つまり、周波数同期精度の監視においては、送信装置1で計測された送信時刻Tと、受信装置2で打刻された受信時刻T’が、受信装置2において1対1にひも付けられていれば十分である。そして、受信装置2においてパケットを受信した際に、送信装置1で計測された送信時刻Tと、受信装置2で打刻された受信時刻T’を、受信装置2において一括して保管するなどにより、変数K、Nを用いずともひも付けることが可能である。   In the above, it has been described that the frequency synchronization accuracy is monitored by using the values of the variables K and N. However, the frequency synchronization accuracy may be monitored without necessarily using the values of the variables K and N. That is, in monitoring the frequency synchronization accuracy, if the transmission time T measured by the transmission device 1 and the reception time T ′ stamped by the reception device 2 are linked one-to-one in the reception device 2. It is enough. Then, when the reception device 2 receives the packet, the transmission time T measured by the transmission device 1 and the reception time T ′ stamped by the reception device 2 are stored together in the reception device 2. , Without using the variables K and N.

以上では、送信装置1及び受信装置2のカウンタの示す値に相関がない状態を例にとって説明した。しかし、送信装置1のカウンタ値を送付した際に、受信装置2のカウンタ値を送信装置1のカウンタ値に一致させる場合にも、本発明は実施可能である。両者のカウンタ値の差分のみが必要であり、両者のカウンタ値そのものは必要でない。   In the above, an example in which there is no correlation between the values indicated by the counters of the transmission device 1 and the reception device 2 has been described. However, the present invention can also be implemented when the counter value of the receiving device 2 is matched with the counter value of the transmitting device 1 when the counter value of the transmitting device 1 is sent. Only the difference between the two counter values is necessary, not both counter values themselves.

(受信装置の構成)
本発明の第1の受信装置の構成を、図4に示す。本発明の第2の受信装置の構成を、図5に示す。第1の受信装置2は、データ読み取り21、タイムスタンプ読み取り部22、タイムスタンプ保持部23、クロック抽出部24、カウンタ25、タイムスタンプ生成部26及び周波数差検出部27から構成される。第2の受信装置2は、データ読み取り21、タイムスタンプ読み取り部22、内部クロック28、カウンタ25、タイムスタンプ生成部26及び周波数差検出部27から構成される。
(Receiver configuration)
The configuration of the first receiving apparatus of the present invention is shown in FIG. The configuration of the second receiving apparatus of the present invention is shown in FIG. The first receiving device 2 includes a data reading unit 21, a time stamp reading unit 22, a time stamp holding unit 23, a clock extracting unit 24, a counter 25, a time stamp generating unit 26, and a frequency difference detecting unit 27. The second receiving device 2 includes a data reading 21, a time stamp reading unit 22, an internal clock 28, a counter 25, a time stamp generation unit 26, and a frequency difference detection unit 27.

第1の受信装置2及び第2の受信装置2では、タイムスタンプ読み取り部22及びタイムスタンプ生成部26が、送受信時刻情報取得部に相当する。当該構成要素は、送信装置1から受信装置2宛のパケットについて、送信装置1が計測した送信時刻Tの情報及び受信装置2が計測した受信時刻T’の情報を取得する。   In the first receiving device 2 and the second receiving device 2, the time stamp reading unit 22 and the time stamp generating unit 26 correspond to a transmission / reception time information acquiring unit. The component acquires information on the transmission time T measured by the transmission device 1 and information on the reception time T ′ measured by the reception device 2 for the packet addressed to the reception device 2 from the transmission device 1.

第1の受信装置2及び第2の受信装置2では、周波数差検出部27が、周波数同期精度計測部に相当する。当該構成要素は、受信パケットのうち先行パケット(例えば、図3のK番目のパケット)及び後続パケット(例えば、図3のN番目のパケット)について、送信時刻T、Tの間隔及び受信時刻T’、T’の間隔についての差分が0から隔てる度合を算出することにより、送信装置1が参照する送信クロック及び受信装置2が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する。 In the first receiving device 2 and the second receiving device 2, the frequency difference detecting unit 27 corresponds to a frequency synchronization accuracy measuring unit. The component includes the transmission time T N , the interval of T K and the reception time for the preceding packet (for example, the Kth packet in FIG. 3) and the subsequent packet (for example, the Nth packet in FIG. 3) among the received packets. By calculating the degree to which the difference between the intervals of T N ′ and T K ′ is separated from 0, the synchronization accuracy of the clock frequency is measured for the transmission clock referred to by the transmission device 1 and the reception clock referred to by the reception device 2. .

第1の受信装置2及び第2の受信装置2では、周波数差検出部27が、周波数同期精度劣化情報生成部に相当する。当該構成要素は、クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値(例えば、図3の判断閾値t)より劣化したとき、その旨の情報を生成する。   In the first receiving device 2 and the second receiving device 2, the frequency difference detection unit 27 corresponds to a frequency synchronization accuracy deterioration information generation unit. When the clock frequency synchronization accuracy deteriorates from a preset accuracy threshold (for example, the determination threshold t in FIG. 3), the component generates information to that effect.

上述のように、送信装置1での先行パケット(例えば、図3のK番目のパケット)の送信から受信装置2での後続パケット(例えば、図3のN番目のパケット)の受信まで、送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延の時間変動T’の絶対値は、t(T−T)程度以下であり、送信装置1及び受信装置2間の伝搬遅延は、略一定である。 As described above, from the transmission of the preceding packet (for example, the Kth packet in FIG. 3) at the transmission device 1 to the reception of the subsequent packet (for example, the Nth packet in FIG. 3) at the reception device 2. The absolute value of the time variation T V ′ of the propagation delay between 1 and the receiving apparatus 2 is about t (T N −T K ) or less, and the propagation delay between the transmitting apparatus 1 and the receiving apparatus 2 is substantially constant. .

タイムスタンプ読み取り部22、タイムスタンプ生成部26及び周波数差検出部27は、周波数同期精度監視装置を構成する。この周波数同期精度監視装置は、図4及び図5のように、受信装置2内に備えてもよく、変形例として、受信装置2外に備えてもよい。   The time stamp reading unit 22, the time stamp generating unit 26, and the frequency difference detecting unit 27 constitute a frequency synchronization accuracy monitoring device. As shown in FIGS. 4 and 5, the frequency synchronization accuracy monitoring device may be provided in the reception device 2, or may be provided outside the reception device 2 as a modification.

次に、第1の受信装置2の詳細について説明する。データ読み取り部21は、送信装置1から送信されたデータ信号を入力され、送信装置1から送信されたデータを読み取り、受信装置2外部へと出力する。タイムスタンプ読み取り部22は、送信装置1から送信されたタイムスタンプを入力され、送信装置1から送信されたタイムスタンプ値Tを読み取り、タイムスタンプ保持部23へと出力する。また、タイムスタンプ読み取り部22は、送信装置1から送信されたタイムスタンプ値Tを受信した際に、タイムスタンプ生成の制御信号をタイムスタンプ生成部26へと出力する。 Next, details of the first receiving device 2 will be described. The data reading unit 21 receives the data signal transmitted from the transmission device 1, reads the data transmitted from the transmission device 1, and outputs the data to the outside of the reception device 2. Time stamp reading unit 22 is input to the time stamp transmitted from the transmitting apparatus 1, reads the time stamp value T K transmitted from the transmitting device 1 and outputs it to the time stamp holding unit 23. Further, the time stamp read part 22, upon receiving the time stamp value T K transmitted from the transmitting apparatus 1, and outputs a control signal of the time stamp generating to time stamp generating unit 26.

タイムスタンプ生成部26は、カウンタ25より得られたローカルの時刻に基づいて、タイムスタンプ値T’を生成し、タイムスタンプ保持部23へと出力する。タイムスタンプ保持部23は、これまでの送信装置1及び受信装置2におけるタイムスタンプ値を保持し、必要に応じて周波数差検出部27にタイムスタンプ値を出力する。 The time stamp generation unit 26 generates a time stamp value T K ′ based on the local time obtained from the counter 25 and outputs it to the time stamp holding unit 23. The time stamp holding unit 23 holds the time stamp values in the transmission device 1 and the reception device 2 so far, and outputs the time stamp value to the frequency difference detection unit 27 as necessary.

周波数差検出部27は、タイムスタンプ保持部23より出力されたタイムスタンプ値の組み合わせに基づいて、周波数差の割合、周波数差、位相差といった周波数同期精度が劣化したかどうかを判断するために必要な値を算出する。また、周波数差検出部27は、あらかじめ定められた閾値と比較することで、周波数同期精度が劣化したかどうかを判定し、周波数誤差及び同期精度劣化情報を受信装置2外部へと出力する。   The frequency difference detection unit 27 is necessary to determine whether or not the frequency synchronization accuracy such as the frequency difference ratio, the frequency difference, and the phase difference has deteriorated based on the combination of the time stamp values output from the time stamp holding unit 23. The correct value is calculated. Further, the frequency difference detection unit 27 determines whether or not the frequency synchronization accuracy is deteriorated by comparing with a predetermined threshold value, and outputs the frequency error and the synchronization accuracy deterioration information to the outside of the receiving device 2.

ここで、タイムスタンプ生成部26へローカルの時刻を送付するカウンタ25の動作クロックは、クロック抽出部24より得られたクロックを用いる。例えば、クロック抽出部24は、送信装置1より送付されたデータ信号或いはタイムスタンプに対して、PLL回路などにより周波数同期したクロックを再生し、カウンタ25へと送付する。または、クロック抽出部24は、データ信号或いはタイムスタンプに対して周波数同期したクロックの周波数がカウンタ25に出力すべきクロックの周波数と異なる場合は、逓倍器或いは分周器等を用いることで、カウンタ25に出力すべきクロックの周波数をデータ信号或いはタイムスタンプに対して周波数同期したクロックの周波数に変換してもよい。   Here, the clock obtained from the clock extraction unit 24 is used as the operation clock of the counter 25 that sends the local time to the time stamp generation unit 26. For example, the clock extraction unit 24 reproduces a clock that is frequency-synchronized with a PLL circuit or the like with respect to the data signal or time stamp sent from the transmission device 1 and sends it to the counter 25. Alternatively, when the frequency of the clock synchronized with the data signal or the time stamp is different from the frequency of the clock to be output to the counter 25, the clock extraction unit 24 uses a multiplier or a frequency divider, etc. The clock frequency to be output to 25 may be converted to a clock frequency that is frequency-synchronized with the data signal or time stamp.

なお、クロック抽出部24の周波数が安定してから、クロック周波数の同期監視をスタートするのが望ましい。例えば、PLL回路によってクロック抽出する場合には、PLL回路内のフィルタによってクロックが安定するまでの時間を設計することができる(例えば、数十ms程度)。クロックが安定する時間に比べて十分長い時間待機することで、受信装置2の内部のクロックを安定させることができる。   It is desirable that the clock frequency synchronization monitoring is started after the frequency of the clock extraction unit 24 is stabilized. For example, when the clock is extracted by the PLL circuit, the time until the clock is stabilized by the filter in the PLL circuit can be designed (for example, about several tens of ms). By waiting for a sufficiently long time compared to the time when the clock is stabilized, the clock inside the receiving apparatus 2 can be stabilized.

次に、第2の受信装置2の詳細について説明する。第2の受信装置2が第1の受信装置2と異なる点は、カウンタ25に送付するクロックを生成する部分が、クロック抽出部24ではなく、内部クロック28となっている点である。   Next, details of the second receiving device 2 will be described. The difference between the second receiving device 2 and the first receiving device 2 is that the part that generates the clock to be sent to the counter 25 is not the clock extracting unit 24 but the internal clock 28.

例えば、内部クロック28として、恒温槽付水晶発振器(OCXO:Oven Controlled Xtal Oscillator)を用いることが考えられる。内部クロック28により得られたクロックは、クロック抽出部24により得られたクロックよりも周波数同期精度は落ちるが、ある程度の精度で周波数の同期は可能である。   For example, as the internal clock 28, it is conceivable to use an oven controlled Xtal Oscillator (OCXO). The clock obtained by the internal clock 28 has a frequency synchronization accuracy lower than that of the clock obtained by the clock extraction unit 24, but the frequency can be synchronized with a certain degree of accuracy.

内部クロック28の場合も、クロック抽出部24と同様に、周波数が安定してからクロック周波数の同期監視をスタートさせるのが望ましい。例えば、OCXOの場合、恒温槽が温まることで出力クロックが安定するため、恒温槽を温めるのにかかる時間に比べて十分長い時間待機することで、受信装置2の内部のクロックを安定させることができる。   In the case of the internal clock 28 as well, it is desirable to start the synchronization monitoring of the clock frequency after the frequency is stabilized, similarly to the clock extraction unit 24. For example, in the case of OCXO, the output clock is stabilized by warming the thermostat, so that the internal clock of the receiver 2 can be stabilized by waiting for a sufficiently long time compared to the time taken to warm the thermostat. it can.

このような受信装置2によれば、データ信号は伝送されるがクロック信号は伝送されない送受信装置間で、クロック周波数の同期精度の監視及び修正の際に、送受信装置間のクロックの再生方法の差異によるジッタの影響を受けずにすむ。   According to such a receiving apparatus 2, the difference in the clock recovery method between the transmitting and receiving apparatuses when the synchronization accuracy of the clock frequency is monitored and corrected between the transmitting and receiving apparatuses that transmit the data signal but not the clock signal. It is not affected by the jitter caused by.

(送信処理の内容)
本発明の送信処理のフローチャートを図6に示す。送信装置1は、変数Kに対して1を代入し(ステップS1)、ある時間待機してから(ステップS2)、タイムスタンプの送付を行い(ステップS3)、KにK+1を代入する(ステップS4)ことを繰り返す。
(Contents of transmission processing)
A flowchart of the transmission process of the present invention is shown in FIG. The transmitting apparatus 1 substitutes 1 for the variable K (step S1), waits for a certain time (step S2), sends a time stamp (step S3), and substitutes K + 1 for K (step S4). ) Repeat.

ここで、待機時間は、タイムスタンプの送信間隔に相当するパラメータであり、固定の時間でもよいし、ランダムな時間でもよい。また、Kは、送信スタートから該当のタイムスタンプを送出するときまでの、送出した全タイムスタンプ数に相当する。   Here, the waiting time is a parameter corresponding to the time stamp transmission interval, and may be a fixed time or a random time. K corresponds to the total number of time stamps sent from the start of transmission until the time stamp is sent.

(受信処理の内容)
本発明の第1の受信処理のフローチャートを図7に示す。タイムスタンプ生成部26は、変数Kに対して1を代入し(ステップS11)、送信装置1からのタイムスタンプを受信するまで待機する(ステップS12)。ここで、Kは、受信スタートから該当のタイムスタンプを受信するときまでの、受信した全タイムスタンプ数に相当する。送信装置1及び受信装置2を同時にスタートし、送信されたタイムスタンプがロスなく全て受信された場合には、送信装置1及び受信装置2で管理するKの値は一致する。
(Contents of reception processing)
FIG. 7 shows a flowchart of the first reception process of the present invention. The time stamp generator 26 substitutes 1 for the variable K (step S11), and waits until a time stamp is received from the transmission device 1 (step S12). Here, K corresponds to the total number of time stamps received from the start of reception to the time when the corresponding time stamp is received. When the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2 are started at the same time and all the transmitted time stamps are received without loss, the values of K managed by the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2 match.

タイムスタンプ読み取り部22は、送信装置1からタイムスタンプTを受信し、タイムスタンプ生成部26は、受信装置2でのタイムスタンプT’を打刻し、T及びT’が保存される(ステップS13)。タイムスタンプ生成部26は、KにK+1を代入し(ステップS14)、送信装置1からのタイムスタンプを受信するまで待機する(ステップS15)。タイムスタンプ読み取り部22は、送信装置1からタイムスタンプTを受信し、タイムスタンプ生成部26は、受信装置2でのタイムスタンプT’を打刻し、T及びT’が保存される(ステップS16)。 Time stamp reading unit 22 receives a time stamp T 1 from the transmitting apparatus 1, the time stamp generating unit 26 'to emboss the, T 1 and T 1' timestamp T 1 of the receiving apparatus 2 is stored (Step S13). The time stamp generation unit 26 substitutes K + 1 for K (step S14), and waits until a time stamp is received from the transmission device 1 (step S15). Time stamp reading unit 22 receives the time stamp T K from the transmitting apparatus 1, the time stamp generating unit 26 'to emboss the, T K and T K' timestamp T K of the receiving apparatus 2 is stored (Step S16).

周波数差検出部27は、TK+1’、T’、TK+1、Tに基づいて、送信装置1及び受信装置2のクロックについて、周波数差の割合又は周波数差を計算して報知する(ステップS17、S18)。そして、周波数差検出部27は、計算した周波数差の割合又は周波数差が、周波数差の割合の閾値(例えば、5×10−8など)又は周波数差の閾値(例えば、5Hzなど)と比較して小さいかどうかの判定を行う(ステップS19)。 Frequency difference detector 27, T K + 1 ', T K', based on T K + 1, T K, for the transmitter 1 and the receiver 2 clocks, to notify by calculating the ratio or frequency difference of the frequency difference (step S17, S18). Then, the frequency difference detection unit 27 compares the calculated frequency difference ratio or the frequency difference with a frequency difference ratio threshold (for example, 5 × 10 −8 ) or a frequency difference threshold (for example, 5 Hz). It is determined whether it is small (step S19).

周波数差検出部27は、計算した周波数差の割合又は周波数差が周波数差の割合の閾値又は周波数差の閾値と比較して小さい場合には(ステップS19においてYES)、周波数同期精度が劣化していないと判断する。タイムスタンプ生成部26は、KにK+1を代入して(ステップS14)、次のタイムスタンプを受信するまで再び待機する。   When the calculated frequency difference ratio or frequency difference is smaller than the frequency difference ratio threshold or the frequency difference threshold (YES in step S19), the frequency difference detection unit 27 has degraded frequency synchronization accuracy. Judge that there is no. The time stamp generation unit 26 substitutes K + 1 for K (step S14), and waits again until the next time stamp is received.

周波数差検出部27は、計算した周波数差の割合又は周波数差が周波数差の割合の閾値又は周波数差の閾値と比較して大きい場合には(ステップS19においてNO)、周波数同期精度が劣化したと判断し(ステップS20)、受信装置2外部に周波数同期精度が劣化したことを通知し(ステップS21)、受信処理を終了する。   When the calculated frequency difference ratio or frequency difference is larger than the frequency difference ratio threshold or the frequency difference threshold (NO in step S19), the frequency difference detection unit 27 determines that the frequency synchronization accuracy has deteriorated. Judgment is made (step S20), the fact that the frequency synchronization accuracy has deteriorated is notified to the outside of the receiving apparatus 2 (step S21), and the reception process is terminated.

本発明の第2の受信処理のフローチャートを図8に示す。第2の受信処理が第1の受信処理と異なる点は、周波数同期精度が劣化した際に、その旨を受信装置2外部に通知し、その後受信処理を終了せず、継続的に監視を行う点にある。これにより、一度周波数同期精度が劣化した場合でも、その後周波数同期精度を継続的に監視することができる。   FIG. 8 shows a flowchart of the second reception process of the present invention. The difference between the second reception process and the first reception process is that when the frequency synchronization accuracy deteriorates, the fact is notified to the outside of the receiving apparatus 2 and then the reception process is not terminated and the monitoring is continuously performed. In the point. Thereby, even if the frequency synchronization accuracy is once deteriorated, the frequency synchronization accuracy can be continuously monitored thereafter.

このような受信処理によれば、データ信号は伝送されるがクロック信号は伝送されない送受信装置間で、クロック周波数の同期精度の監視及び修正の際に、送受信装置間のクロックの再生方法の差異によるジッタの影響を受けずにすむ。   According to such reception processing, due to the difference in the clock recovery method between the transmission / reception devices when monitoring and correcting the synchronization accuracy of the clock frequency between the transmission / reception devices that transmit the data signal but not the clock signal. It is not affected by jitter.

本発明に係る周波数同期精度監視装置、送受信システム、周波数同期精度監視方法及び送受信方法は、一般に、送受信信号にクロック信号が含まれない送受信装置に適用することができ、特に、送受信装置間の伝搬遅延の時間変動が小さい通信システム(例えば、スイッチやルータを介さない通信システムやPON)に適用することができる。   The frequency synchronization accuracy monitoring device, the transmission / reception system, the frequency synchronization accuracy monitoring method, and the transmission / reception method according to the present invention can be generally applied to a transmission / reception device in which a clock signal is not included in the transmission / reception signal, and in particular, propagation between the transmission / reception devices. The present invention can be applied to a communication system with a small delay time variation (for example, a communication system or a PON not via a switch or a router).

P:PLL回路
C:位相比較器
F:フィルタ
V:VCO回路
D:分周器
1:送信装置
2:受信装置
21:データ読み取り部
22:タイムスタンプ読み取り部
23:タイムスタンプ保持部
24:クロック抽出部
25:カウンタ
26:タイムスタンプ生成部
27:周波数差検出部
28:内部クロック
P: PLL circuit C: Phase comparator F: Filter V: VCO circuit D: Frequency divider 1: Transmission device 2: Reception device 21: Data reading unit 22: Time stamp reading unit 23: Time stamp holding unit 24: Clock extraction Unit 25: Counter 26: Time stamp generation unit 27: Frequency difference detection unit 28: Internal clock

Claims (8)

送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得部と、
前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が0から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測部と、
を備えることを特徴とする周波数同期精度監視装置。
A transmission / reception time information acquisition unit that acquires information on a transmission time measured by the transmission device and information on a reception time measured by the reception device for a packet addressed to the reception device from the transmission device;
The transmission clock referred to by the transmission device and the reception device are referred to by calculating the degree of difference between the transmission time interval and the reception time interval from 0 for the preceding packet and the subsequent packet among the packets. A frequency synchronization accuracy measuring unit that measures the clock frequency synchronization accuracy,
A frequency synchronization accuracy monitoring apparatus comprising:
前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成部、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の周波数同期精度監視装置。
When the synchronization accuracy of the clock frequency has deteriorated below a preset accuracy threshold, a frequency synchronization accuracy deterioration information generation unit that generates information to that effect,
The frequency synchronization accuracy monitoring apparatus according to claim 1, further comprising:
前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする請求項1又は2に記載の周波数同期精度監視装置。   The propagation delay between the transmission device and the reception device is substantially constant from the transmission of the preceding packet at the transmission device to the reception of the subsequent packet at the reception device. The frequency synchronization accuracy monitoring apparatus described. 前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信装置と、
前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信装置と、
請求項1から3のいずれかに記載の周波数同期精度監視装置と、
を備えることを特徴とする送受信システム。
A transmission device that measures the transmission time of the packet by referring to the transmission clock, and transmits information on the packet and the transmission time of the packet;
Receiving the packet and information on the transmission time of the packet and referring to the reception clock to measure the reception time of the packet;
A frequency synchronization accuracy monitoring device according to any one of claims 1 to 3,
A transmission / reception system comprising:
送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得ステップと、
前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が0から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測ステップと、
を順に備えることを特徴とする周波数同期精度監視方法。
Transmission / reception time information acquisition step for acquiring transmission time information measured by the transmission device and reception time information measured by the reception device for a packet addressed to the reception device from the transmission device;
The transmission clock referred to by the transmission device and the reception device are referred to by calculating the degree of difference between the transmission time interval and the reception time interval from 0 for the preceding packet and the subsequent packet among the packets. A frequency synchronization accuracy measurement step for measuring the clock frequency synchronization accuracy for the received clock;
Are provided in order.
前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成ステップ、を前記周波数同期精度計測ステップの後にさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の周波数同期精度監視方法。   When the clock frequency synchronization accuracy is deteriorated below a preset accuracy threshold, a frequency synchronization accuracy degradation information generation step for generating information to that effect is further provided after the frequency synchronization accuracy measurement step. Item 6. The frequency synchronization accuracy monitoring method according to Item 5. 前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする請求項5又は6に記載の周波数同期精度監視方法。   The propagation delay between the transmission device and the reception device is substantially constant from the transmission of the preceding packet at the transmission device to the reception of the subsequent packet at the reception device. The frequency synchronization accuracy monitoring method described. 前記送信装置が、前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信ステップと、
前記受信装置が、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信ステップと、
請求項5から7のいずれかに記載の周波数同期精度監視方法と、
を順に備えることを特徴とする送受信方法。
The transmitting device measures the transmission time of the packet by referring to the transmission clock, and transmits the packet and information on the transmission time of the packet;
The reception step of receiving the packet and information on the transmission time of the packet and measuring the reception time of the packet by referring to the reception clock;
A frequency synchronization accuracy monitoring method according to any one of claims 5 to 7,
In order.
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