JP2017090046A - 中継装置、時刻同期システム及び時刻同期方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パケットネットワークを介して送信された同期信号を用いて時刻同期を実行する際に、パケットネットワーク内の中継装置における遅延時間の算出処理を簡略化すること。
【解決手段】本発明にかかる中継装置２０は、クライアント装置３０における同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を受信するデータ受信部２１と、時刻補正フィールドに対して同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して時刻補正フィールドを更新するデータ処理前時刻補正部２２と、データ処理前時刻補正部２２において更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して時刻補正フィールドを更新するデータ処理後時刻補正部２３と、更新された同期情報をクライアント装置３０へ送信するデータ送信部２４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は中継装置、時刻同期システム及び時刻同期方法に関し、例えばネットワークを介して同期情報を伝送する中継装置、時刻同期システム及び時刻同期方法に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いる場合に必要となる時刻同期を行う際に、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球航法システム）受信器は、ＧＮＳＳ衛星から放送された信号（同期信号）を受信する。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から放送された同期信号を用いることによって、ＵＴＣ（Universal Time, Coordinated:協定世界時）に同期したタイミング信号を出力することができる。

また、ＧＮＳＳ衛星から同期信号を直接受信できない場所に存在する通信装置においても同期信号を用いるために、ＧＮＳＳ衛星から同期信号を受信したＧＮＳＳ受信機が、パケットネットワークを介して同期信号を通信装置へ送信することもある。

しかしながら、パケットネットワークを介して送信された同期信号は、伝送遅延を伴う。また、パケットネットワークにおけるトラヒック状況等により、伝送遅延の値に揺らぎが発生する。そのため、通信装置は、パケットネットワークにおいて発生する伝送遅延を考慮して同期信号を用いる必要がある。

ここで、パケットデータ（同期パケット）を用いた位相同期を実行するために定められたIEEE1588v2網においては、伝送遅延を低減させるために、Transparent Clock装置を用いることが規定されている。Transparent Clock装置は、到来する同期パケットの補正フィールドに、Transparent Clock装置内において滞留した時間を書き込み、補正フィールドを更新した同期パケットを通信装置へ送信する。

特許文献１には、中継装置において発生した処理遅延を計測するために、Transparent Clockを用いた処理が記載されている。具体的には、中継装置１が、タイムサーバから送信された同期信号を受信した時刻をＴ１とし、中継装置２が、中継装置１から送信された同期信号を、クライアント装置へ送信した時刻をＴ２とする。ここで、中継装置２は、これらの時刻Ｔ１及びＴ２を記憶部に記憶し、遅延時間算出部が、Ｔ１及びＴ２を用いて、中継装置１及び中継装置２における処理遅延時間を算出する。

特開２０１１−１７６４７９号公報

しかし、特許文献１に開示されている中継装置においては、遅延時間を算出するために用いる時刻情報を記憶する記憶部が必要となる。これにより、記憶部にメモリ資源を割り当てることが必要となる。さらに、中継装置においては、遅延時間算出部が、記憶部に記憶された時刻情報を用いて遅延時間を算出する。そのため、遅延時間を算出するまでに、時刻情報を記憶部に記憶する処理、遅延時間算出部が記憶部から時刻情報を取得する処理及び遅延時間算出部が遅延時間を算出する処理を実行する必要があるため、遅延時間の算出を行うために中継装置の負荷が上昇するという問題がある。

本発明の目的は、パケットネットワークを介して送信された同期信号を用いて時刻同期を実行する際に、パケットネットワーク内の中継装置における遅延時間の算出処理を簡略化する中継装置、時刻同期システム及び時刻同期方法を提供することにある。

本発明の第１の態様にかかる中継装置は、時刻基準装置から送信された同期情報であって、前記時刻基準装置において生成された時刻情報と同期するように生成された同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を受信するデータ受信部と、前記時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報から、前記同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理前時刻補正部と、前記データ処理前時刻補正部において更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、前記同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理後時刻補正部と、前記データ処理後時刻補正部において時刻補正フィールドが更新された前記同期情報をクライアント装置へ送信するデータ送信部と、を備えるものである。

本発明の第２の態様にかかる時刻同期システムは、時刻情報を生成する時刻基準装置と、前記時刻基準装置において生成された時刻情報に同期する同期時刻情報を生成するクライアント装置と、前記時刻基準装置と前記クライアント装置との間において、前記同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を中継する中継装置と、を備え、前記中継装置は、前記時刻基準装置から送信された同期情報を受信するデータ受信部と、前記時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報から、前記同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理前時刻補正部と、前記データ処理前時刻補正部において更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、前記同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理後時刻補正部と、前記データ処理後時刻補正部において時刻補正フィールドが更新された前記同期情報をクライアント装置へ送信するデータ送信部と、を有するものである。

本発明の第３の態様にかかる時刻同期方法は、時刻基準装置から送信された同期情報であって、前記時刻基準装置において生成された時刻情報と同期するように生成された同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を受信し、前記時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報から、前記同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して前記時刻補正フィールドを更新し、更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、前記同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して前記時刻補正フィールドを更新し、前記時刻補正フィールドが更新された前記同期情報をクライアント装置へ送信するものである。

本発明により、パケットネットワークを介して送信された同期信号を用いて時刻同期を実行する際に、パケットネットワーク内の中継装置における遅延時間の算出処理を簡略化することができる中継装置、時刻同期システム及び時刻同期方法を提供することができる。

実施の形態１にかかる中継装置の構成図である。 実施の形態２にかかる時刻同期システムの構成図である。 実施の形態２にかかる中継装置の構成図である。 実施の形態２にかかる同期情報の構成図である。 実施の形態２にかかるデータ処理前時刻補正部における時刻補正フィールド更新処理の流れを示す図である。 実施の形態２にかかるデータ処理後時刻補正部における時刻補正フィールド更新処理の流れを示す図である。 実施の形態３にかかる中継装置の構成図である。 実施の形態３にかかる周波数再生部における周波数再生処理の流れを示す図である。 実施の形態４にかかるデータ処理前時刻補正部における時刻補正フィールド更新処理の流れを示す図である。 実施の形態４にかかるデータ処理後時刻補正部における時刻補正フィールド更新処理の流れを示す図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１の時刻同期システムは、時刻基準装置１０、中継装置２０及びクライアント装置３０を有している。中継装置２０は、時刻基準装置１０とクライアント装置３０との間の通信を中継する。中継装置２０は、例えば、時刻基準装置１０とクライアント装置３０との間の通信を中継するネットワークを構成する装置であってもよい。時刻基準装置１０とクライアント装置３０との間の通信を中継するネットワークは、例えば、イーサネット（登録商標）を用いてパケットデータを伝送するパケットネットワークであってもよい。

時刻基準装置１０は、例えばＵＴＣに同期した同期情報を生成する装置であってもよい。もしくは、時刻基準装置１０は、ＵＴＣに同期して用いられる日本標準時、ＴＡＩ（国際原子時）、ＧＰＳ（Global Positioning System）時刻等に同期した同期情報を生成する装置であってもよい。

クライアント装置３０は、同期情報を用いて、時刻基準装置１０において生成された時刻情報と同期するように同期時刻情報を生成する。同期情報は、クライアント装置３０において生成された同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する。クライアント装置３０は、時刻補正フィールドに設定されている値を用いて、同期時刻情報を補正する。時刻補正フィールドに設定されている値は、例えば、時刻情報を示すカウンタ値、もしくはその他の値であってもよい。時刻補正フィールドに設定された値は、時刻補正情報と称されてもよい。

次に、中継装置２０の構成例について説明する。中継装置２０は、データ受信部２１、データ処理前時刻補正部２２、データ処理後時刻補正部２３及びデータ送信部２４を有している。

データ受信部２１は、時刻基準装置１０から送信された同期情報を受信する。例えば、データ受信部２１は、時刻基準装置１０から送信された同期情報を、パケットネットワークを介して受信する。時刻基準装置１０とデータ受信部２１との間には、１つ以上の中継装置が配置されてもよい。つまり、データ受信部２１は、時刻基準装置１０から送信された同期情報をネットワーク上の中継装置等を介さずに受信してもよく、ネットワーク上の複数の中継装置等を介して送信された同期情報を受信してもよい。データ受信部２１は、受信した同期情報をデータ処理前時刻補正部２２へ出力する。

データ処理前時刻補正部２２は、同期情報の時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報を抽出する。データ処理前時刻補正部２２は、抽出した時刻補正情報から、同期情報を受信した時刻を示す情報を減算し、時刻補正フィールドを更新する。同期情報を受信した時刻は、例えば、データ受信部２１において同期情報を受信した時刻であってもよい。データ受信部２１は、同期情報をデータ処理前時刻補正部２２へ出力するとともに、同期情報を受信した時刻を示す情報をデータ処理前時刻補正部２２へ出力してもよい。

もしくは、データ受信部２１は、同期情報に、データ受信部２１において同期情報が受信された時刻に関する情報を設定し、同期情報が受信された時刻に関する情報を設定した同期情報をデータ処理前時刻補正部２２へ出力してもよい。また、同期情報を受信した時刻は、データ処理前時刻補正部２２が、データ受信部２１から出力された同期情報を受け取った時刻であってもよい。

データ処理前時刻補正部２２は、時刻補正フィールドを更新した同期情報を、データ処理を実行する回路もしくは機能ブロック等へ出力する。データ処理を実行する回路もしくは機能ブロック等とは、例えば、パケットネットワークにおける同期情報の伝送経路等を制御する処理であってもよく、その他のパケットレイヤに設定された情報の処理もしくはパケットレイヤより上位のレイヤに設定された情報の処理であってもよい。データ処理は、例えば、パケット処理と称されてもよい。

データ処理を実行する回路等においてデータ処理が実行された同期情報は、データ処理後時刻補正部２３へ出力される。データ処理後時刻補正部２３は、出力された同期情報の時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報を抽出する。データ処理後時刻補正部２３は、抽出した時刻補正情報に、同期情報のデータ処理が実行された後の時刻を示す情報を加算し、時刻補正フィールドを更新する。

同期情報のデータ処理が実行された後の時刻は、例えば、データ処理後時刻補正部２３が、データ処理が実行された同期情報を受け取った時刻であってもよい。もしくは、同期情報のデータ処理が実行された後の時刻は、例えば、データ送信部２４から同期情報をクライアント装置３０へ送信する時間を示す情報であってもよい。

データ処理後時刻補正部２３は、時刻補正フィールドを更新した同期情報をデータ送信部２４へ出力する。データ送信部２４は、データ処理後時刻補正部２３から出力された同期情報をクライアント装置３０へ送信する。

例えば、データ送信部２４は、同期情報を、パケットネットワークを介してクライアント装置３０へ送信する。データ送信部２４とクライアント装置３０との間には、１つ以上の中継装置が配置されてもよい。つまり、クライアント装置３０は、データ送信部２４から送信された同期情報をネットワーク上の中継装置を介さずに受信してもよく、ネットワーク上の複数の中継装置等を介して送信された同期情報を受信してもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる中継装置２０は、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３を有する。そのため、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３が、時刻補正フィールドを更新することによって、中継装置２０は、同期情報のデータ処理時間を時刻補正フィールドに反映させることができる。つまり、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３が時刻補正フィールドを更新することによって、同期情報の受信時刻及び送信時刻等の時刻情報を保持する必要がない。そのため、中継装置２０は、時刻情報を保持するためのメモリを確保する必要がない。

さらに、中継装置２０においては、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３が、同期情報の時刻補正フィールドを直接更新することができる。これより、データ処理時間を算出するための回路もしくは機能ブロック等を設ける必要がないため、データ処理時間の算出処理を簡略化することができる。つまり、時刻情報を保持する処理、時刻情報を抽出してデータ処理時間を算出する処理等を行う必要がなく、これらの処理を行う場合と比較して、時刻補正フィールドの更新処理を行うことによって、データ処理時間を算出することができるため、中継装置２０は、データ処理時間の算出を簡略化することができる。

（実施の形態２）
続いて、図２を用いて本発明の実施の形態２にかかる時刻同期システムの構成例について説明する。本図の時刻同期システムは、ＧＮＳＳ衛星１２、ＧＮＳＳ受信機１４、Ｍａｓｔｅｒ装置１６、中継装置２０及びＳｌａｖｅ装置３２を有している。

ＧＮＳＳ衛星１２は、ＵＴＣに同期したＧＮＳＳ放送信号を送信する。また、ＧＮＳＳは、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｃｏｍｐａｓｓもしくは準天頂衛星（ＱＺＳＳ）等を含む衛星測位システムの総称である。ＧＮＳＳ受信機１４は、ＧＮＳＳ衛星１２から送信されたＧＮＳＳ放送信号を受信する。ＧＮＳＳ受信機１４は、ＧＮＳＳ放送信号に基づいて同期信号を再生し、再生した同期信号をＭａｓｔｅｒ装置１６へ送信する。もしくは、ＧＮＳＳ受信機１４における機能とＭａｓｔｅｒ装置１６における機能とは、同一の装置に組み込まれてもよい。

Ｍａｓｔｅｒ装置１６は、中継装置２０を介して同期信号をＳｌａｖｅ装置３２へ送信する。同期信号は、例えば、ＧＮＳＳ放送信号を用いて生成されたクロック信号である。ここで、Ｍａｓｔｅｒ装置１６は、例えばＩＥＥＥ１５８８において規定されている方式（以下、ＩＥＥＥ１５８８伝送とする）もしくはＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（以下、ＳｙｎｃＥとする）方式を用いて同期信号を送信する。ＩＥＥＥ１５８８伝送及びＳｙｎｃＥ伝送は、イーサネット（登録商標）を介して行われる。また、ＩＥＥＥ１５８８は、ＰＴＰ（Precision Time Protocol）と称されてもよい。ＩＥＥＥ１５８８において規定されている方式は、例えば、ＩＥＥＥ１５８８Ｖｅｒｓｉｏｎ２（IEEE1588v2）等の、更新版も含む。

中継装置２０は、イーサネットを介してパケットデータを送信するパケットネットワーク内に配置される装置である。本図においては、Ｍａｓｔｅｒ装置１６とＳｌａｖｅ装置３２との間のパケットネットワーク内に、１台の中継装置２０が配置されている構成を示しているが、Ｍａｓｔｅｒ装置１６とＳｌａｖｅ装置３２との間のパケットネットワーク内には、複数の中継装置２０が配置されてもよい。

中継装置２０は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６から送信された同期情報を受信する。さらに、中継装置２０は、同期情報の時刻補正フィールドに、自装置のデータ処理時間を反映する。つまり、中継装置２０は、同期情報の時刻補正フィールドを更新する。中継装置２０は、時刻補正フィールドを更新した同期情報をＳｌａｖｅ装置３２へ送信する。パケットネットワーク内に複数の中継装置が配置されている場合、中継装置２０は、他の中継装置から送信された同期情報を受信してもよく、さらに、中継装置２０は、他の中継装置へ更新した同期情報を送信してもよい。

Ｓｌａｖｅ装置３２は、中継装置２０を介して送信された同期情報を受信する。さらに、Ｓｌａｖｅ装置３２は、受信した同期情報を用いて、ＧＮＳＳ受信機１４もしくはＭａｓｔｅｒ装置１６等において生成された時刻情報と同期する同期時刻情報を生成する。同期時刻情報の生成は、上述したＩＥＥＥ１５８８等に規定されている方式を用いてもよく、その他の方式を用いてもよい。

続いて、図３を用いて本発明の実施の形態２にかかる中継装置２０の構成例について説明する。本図の中継装置２０は、図１の中継装置に、内部クロック部２５が追加された構成である。内部クロック部２５以外のその他の構成については、図１と同様であるため、図１と同様の構成については、詳細な説明を省略する。

内部クロック部２５は、中継装置２０内の回路もしくは機能ブロック等において用いられるクロック信号を生成する。内部クロック部２５は、例えば発振器であってもよい。例えば、内部クロック部２５は、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３へクロック信号を出力する。データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３は、内部クロック部２５から出力されたクロック信号を用いることによって、現在時刻を認識することができる。

例えば、内部クロック部２５は、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３へカウンタ値を設定したクロック信号を出力する。クロック信号には、時刻の経過に応じて値が増加するカウンタ値が設定される。この時、データ処理前時刻補正部２２は、データ受信部２１から出力された同期信号の時刻補正フィールドに設定されているカウンタ値から、現在時刻を示すカウンタ値を減算する。例えば、現在時刻を示すカウンタ値がＴａである場合、データ処理前時刻補正部２２は、時刻補正フィールドに、−Ｔａを設定する。

データ処理後時刻補正部２３は、パケット処理が行われた同期情報を受信すると、時刻補正フィールドに設定されているカウンタ値に対して、現在時刻を示すカウンタ値を加算する。例えば、現在時刻を示すカウンタ値がＴｂである場合、データ処理後時刻補正部２３は、時刻補正フィールドに、−Ｔａ＋Ｔｂを設定する。ここでは、時刻補正フィールドに、−Ｔａが設定されていることを前提としている。Ｔｂ−Ｔａは、パケット処理時間を示す。つまり、同期情報の時刻補正フィールドには、中継装置２０における同期情報のパケット処理時間が設定される。同期情報の時刻補正フィールドに設定される−Ｔａ＋Ｔｂを、時刻補正情報と称する。

中継装置２０は、他の中継装置から、時刻補正フィールドが更新された同期情報を受信することもある。この場合、時刻補正フィールドには、他の中継装置において算出された時刻補正情報Ｔｎが設定されているとする。データ処理前時刻補正部２２は、時刻補正フィールドに時刻補正情報Ｔｎが設定されている場合、時刻補正フィールドの値をＴｎ−Ｔａに変更する。さらに、データ処理後時刻補正部２３は、時刻補正フィールドにＴｎ−Ｔａが設定されている同期情報を受け取った場合、時刻補正フィールドの値をＴｎ−Ｔａ＋Ｔｂに変更する。

上述した説明においては、データ処理前時刻補正部２２が、時刻補正フィールドに設定されている値からＴａを減算する例を示した。さらに、データ処理前時刻補正部２２は、データ処理前時刻補正部２２が同期情報を受け取った時間と、データ受信部２１が同期情報を受信した時間との差を示す遅延時間Ｄｘを時刻補正フィールドに加算してもよい。遅延時間Ｄｘは、つまり、同期情報がデータ受信部２１からデータ処理前時刻補正部２２へ伝送される際の伝送遅延を示している。

遅延時間Ｄｘは、中継装置２０固有の値であり、異なる同期情報毎に変動しない固定値である。そのため、データ処理前時刻補正部２２は、予め保持している遅延時間Ｄｘを時刻補正フィールドに加算してもよい。つまり、データ処理前時刻補正部２２は、Ｄｘ−Ｔａを時刻補正フィールドに加算してもよい。データ処理前時刻補正部２２は、遅延時間Ｄｘを予め保持していない場合、同期情報を受け取るたびに、当該同期情報がデータ受信部２１とデータ処理前時刻補正部２２との間を伝送される際の伝送遅延を算出してもよい。

データ処理後時刻補正部２３は、データ処理後時刻補正部２３とデータ送信部２４との間の伝送遅延を示す遅延時間Ｄｙを時刻補正フィールドに加算してもよい。遅延時間Ｄｙは、例えば、データ処理後時刻補正部２３が同期情報を出力する時間と、データ送信部２４が、同期情報を他の中継装置もしくはＳｌａｖｅ装置３２へ送信する時間との間の差を示す時間であってもよい。

遅延時間Ｄｙも、遅延時間Ｄｘと同様に、中継装置２０固有の値であり、異なる同期情報毎に変動しない固定値である。そのため、データ処理後時刻補正部２３は、予め保持している遅延時間Ｄｙを時刻補正フィールドに加算してもよい。つまり、データ処理前時刻補正部２２は、Ｄｙ＋Ｔｂを時刻補正フィールドに加算してもよい。つまり、時刻補正フィールドには、Ｄｘ−Ｔａ＋Ｄｙ＋Ｔｂが設定される。中継装置２０が、時刻補正フィールドにＤｘ及びＤｙを加算することによって、中継装置２０におけるパケット処理時間及び装置内の伝送遅延が時刻補正フィールドに反映される。

Ｓｌａｖｅ装置３２は、中継装置２０から受信した同期情報の時刻補正フィールドに設定されているＤｘ−Ｔａ＋Ｄｙ＋Ｔｂを中継装置２０におけるパケット処理時間もしくはデータ処理時間であるとして、同期時刻情報を補正することができる。

続いて、図４を用いて同期情報の構成例について説明する。Ｍａｓｔｅｒ装置１６が中継装置２０へ送信する同期情報は、ヘッダ、ペイロード及び時刻補正フィールドを有する。ヘッダ及びペイロードは、一般的に用いられるフレームもしくはパケットにおけるヘッダ及びペイロードであるため、詳細な説明を省略する。時刻補正フィールドは、例えば、ヘッダの一部として定義されてもよく、ペイロードに、通常のデータの一部として定義されてもよい。

続いて、図５を用いて本発明の実施の形態２にかかるデータ処理前時刻補正部２２における時刻補正フィールド更新処理の流れについて説明する。はじめに、データ受信部２１は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６もしくは他の中継装置から送信された同期情報を受信する（Ｓ１１）。

次に、データ処理前時刻補正部２２は、同期情報の時刻補正フィールドに設定されている値から、現在時刻を示す時刻Ｔａを減算する（Ｓ１２）。データ処理前時刻補正部２２は、時刻補正フィールドに何も値が設定されていない場合には、−Ｔａを設定し、時刻補正フィールドにＴｎが設定されている場合、Ｔｎ−Ｔａを設定する。

次に、データ処理前時刻補正部２２は、時刻補正フィールドを更新した同期情報を、パケット処理を行う回路もしくは機能ブロックへ出力する（Ｓ１３）。

データ処理前時刻補正部２２は、ステップＳ１２において、時刻Ｔａを減算する際に、遅延時間Ｄｘもあわせて加算してもよい。

続いて、図６を用いて本発明の実施の形態２にかかるデータ処理後時刻補正部２３における時刻補正フィールド更新処理の流れについて説明する。はじめに、データ処理後時刻補正部２３は、パケット処理が実行された後の同期情報を取得する（Ｓ２１）。

次に、データ処理後時刻補正部２３は、同期情報の時刻フィールドに設定されている値に対して、現在時刻を示す時刻Ｔｂを加算する（Ｓ２２）。データ処理後時刻補正部２３が時刻Ｔｂを加算することによって、時刻補正フィールドには、例えば、−Ｔａ＋Ｔｂ、もしくは、Ｔｎ−Ｔａ＋Ｔｂが設定されてもよい。

データ処理後時刻補正部２３は、時刻補正フィールドを更新した同期情報をデータ送信部２４へ出力する（Ｓ２３）。

データ処理後時刻補正部２３は、ステップＳ２２において、時刻Ｔｂを加算する際に、遅延時間Ｄｙもあわせて加算してもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかる時刻補正システムを用いることによって、Ｓｌａｖｅ装置３２は、中継装置２０において発生するパケット処理遅延を考慮して、同期時刻情報を補正することができる。

ここで、中継装置２０は、図５において説明したデータ処理前時刻補正部２２における処理と、図６において説明したデータ処理後時刻補正部２３における処理とをそれぞれ独立して実行することができる。つまり、データ処理後時刻補正部２３は、同期情報を取得した順に、時刻補正フィールドに現在時刻Ｔｂを加算すればよい。

具体的には、ある特定の同期情報（以下、同期情報Ａと称する）の中継装置内におけるパケット処理時間を算出するためには、一般的に、中継装置が、同期情報Ａを受信した時間と、同期情報Ａを送信する時間とを収集し、その差を算出する必要がある。その後、中継装置は、算出した差に関する情報を時刻補正フィールドに設定する。つまり、中継装置は、パケット処理遅延時間を算出するために、同期情報Ａを特定し、同期情報Ａの受信時間と送信時間とを管理する必要がある。そのため、中継装置は、自装置内において同期情報Ａを追跡する必要がある。この場合、中継装置は、同期情報Ａの受信時間と送信時間とを関連付けて管理する機能が必要となる。

一方、本発明の実施の形態２にかかる中継装置２０は、同期情報Ａを特定する必要がなく、同期情報の受信時間と送信時間とを管理する必要がない。具体的には、中継装置２０は、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３がそれぞれ、同期情報の時刻補正フィールドを更新する。同期情報は、データ処理前時刻補正部２２に受信された時刻が時刻補正フィールドに設定されているため、データ処理後時刻補正部２３が、任意の同期情報の時刻補正フィールドを更新すると、時刻補正フィールドには、パケット処理時間が設定されることになる。そのため、本発明の実施の形態２にかかる中継装置２０を用いた場合、同期情報Ａの受信時間と送信時間とを関連付けて管理する機能を設ける必要がない。

中継装置２０は、ＱｏＳ（Quality of Service）処理、もしくは、データ受信部２１の数とデータ送信部２４の数が異なる場合等に、同期情報を受信した順番にパケット処理が実行しないこともある。本発明の実施の形態２にかかる中継装置２０は、特定の同期情報Ａを装置内において追跡する必要がないため、中継装置２０内において、処理の順番が変更された場合においても、更新された時刻補正フィールドに、パケット処理時間を反映することができる。

（実施の形態３）
続いて、図７を用いて本発明の実施の形態３にかかる中継装置２０の構成例について説明する。本図の中継装置２０は、図３の中継装置２０に、周波数再生部２６が追加された構成である。周波数再生部２６以外のその他の構成については、図１及び図３と同様であるため、図１及び図３と同様の構成については、詳細な説明を省略する。

周波数再生部２６は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６から送信された同期信号を用いてＭａｓｔｅｒ装置１６において用いられている周波数を再生する。具体的に、周波数再生部２６は、ＩＥＥＥ１５８８もしくはＩＥＥＥ１５８８Ｖｅｒｓｉｏｎ２（以下、ＩＥＥＥ１５８８と称する）に定められている方式を用いて、周波数再生を行う。周波数再生部２６は、例えば、ＩＥＥＥ１５８８方式によって送信された同期情報（パケットデータ）の受信間隔情報を用いて、周波数再生を行う。受信間隔情報を用いた周波数再生は、ＩＥＥＥ１５８８方式の他に、ITU-T G.8265.1等において規格されているＡＣＲ（AdaptiveClockRecovery）が用いられてもよい。

また、パケットデータの受信間隔は、ネットワークの輻輳状況等によって、複数のパケットデータ間においてばらつくこともある。このような場合、複数のパケットデータにおける受信間隔を統計的に処理し、パケットデータの受信間隔を算出してもよい。例えば、複数の受信間隔の値の平均値を算出してもよく、複数の受信間隔の中央値を算出等してもよい。

周波数再生部２６は、再生した周波数情報を内部クロック部２５へ出力する。内部クロック部２５は、周波数再生部２６から出力された周波数情報に基づいて、クロック信号を生成する。つまり、内部クロック部２５は、周波数再生部２６から出力された周波数情報に同期したクロック信号を生成する。例えば、内部クロック部２５は、周波数再生部２６から出力された周波数情報に基づいて定められたクロックタイミングに従い、インクリメントしたカウンタ値をデータ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３へ出力してもよい。データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３が、内部クロック部２５から出力されたクロック信号を用いて、パケット処理時間を算出する処理は、図３と同様であるため詳細な説明を省略する。

続いて、図８を用いて、周波数再生部２６における周波数再生処理の流れについて説明する。はじめに、データ受信部２１は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６もしくは他の中継装置から送信された同期情報を受信する（Ｓ３１）。次に、周波数再生部２６は、データ受信部２１において受信された同期情報を取得し、取得した同期情報を用いて周波数再生を行う（Ｓ３２）。同期情報を用いた周波数再生は、ＩＥＥＥ１５８８及びＡＣＲを含む様々な方式が提案されており、周波数再生部２６において用いられる方式は、特定の方式に限定されない。

次に、周波数再生部２６は、再生した周波数情報を内部クロック部２５へ出力し、内部クロック部２５におけるクロック信号を補正する（Ｓ３３）。つまり、周波数再生部２６は、内部クロック部２５においてクロック信号を生成するために用いる周波数情報として、自装置において再生した周波数情報を内部クロック部２５へ出力する。

以上説明したように、本発明の実施の形態３にかかる中継装置２０は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において用いられている周波数源、つまり発振器において生成された信号と同じ周波数を用いて、内部クロック部２５を動作させることができる。これによって、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３は、現在時刻Ｔａ及びＴｂについても、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において用いられている発振器が生成する信号の周波数に基づいて生成された時刻情報を用いることができる。そのため、中継装置２０において算出されるパケット処理時間は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において用いられるクロックを用いた場合の処理時間と同程度の精度で算出される。

中継装置２０において用いられる内部クロック部２５と、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において用いられるクロックとの精度が異なる場合、Ｓｌａｖｅ装置３２が時刻補正フィールドに設定されている値を用いて時刻補正を行っても、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において生成された時刻に正確に同期することはできない。

言い換えると、中継装置２０におけるパケット処理時間が、内部クロック部２５を用いた場合と、Ｍａｓｔｅｒ装置１６におけるクロックを用いた場合とにおいて差異が生じる場合、Ｓｌａｖｅ装置３２は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において生成された時刻に正確に同期することはできない。つまり、Ｍａｓｔｅｒ装置１６におけるクロックを用いた場合には、中継装置２０におけるパケット処理は、Ｔ時間かかった場合においても、内部クロック部２５を用いると、パケット処理時間は、Ｔ＋α時間と算出されることがある。

つまり、Ｓｌａｖｅ装置３２において、中継装置２０の内部クロック部２５を用いて更新された時刻補正フィールドの値を用いた場合、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において生成されたクロックを用いた場合の時刻情報と、αだけ誤差が生じる。

一方、中継装置２０が、Ｍａｓｔｅｒ装置１６におけるクロックと同期した内部クロック部２５を用いることにより、パケット処理時間における誤差αが生じない。そのため、Ｓｌａｖｅ装置３２は、時刻補正フィールドに設定された値を用いることによって、正確にＭａｓｔｅｒ装置１６において生成された時刻と同期した同期時刻情報を生成することができる。

また、Ｍａｓｔｅｒ装置１６は、複数の装置において生成される同期時刻情報の基準となる装置である。そのため、Ｍａｓｔｅｒ装置１６は、高精度のクロックを用いる必要がある。中継装置２０は、周波数再生部２６を用いない場合、Ｍａｓｔｅｒ装置１６のクロックと高精度に同期するために、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において用いられているクロックと同程度の内部クロック部２５を用いる必要がある。このような場合、中継装置２０におけるコストが増大する懸念がある。これに対して、周波数再生部２６を用いることによって、内部クロック部２５は、Ｍａｓｔｅｒ装置１６において用いられているクロックほどの性能は要求されない。そのため、周波数再生部２６を用いた場合においては、高精度のクロックを用いることによって生じるコスト増の懸念を除外することができる。

また、図７において、周波数を再生する方式として、ＩＥＥＥ１５８８８及びＡＣＲを例に挙げて説明したが、そのほかに、Synchronous Ethernetが用いられてもよい。Synchronous Ethernetを用いた方式においては、物理層を介して送信された同期信号を用いて周波数を再生する。そのため、物理層の上位層に該当するパケットデータが多く伝送されることにより、ネットワークに輻輳が生じた場合においても、物理層を介して送信される同期信号には、輻輳の影響が生じない。そのため、物理層を介して送信された同期信号を用いる場合には、揺らぎが発生しないという利点がある。

（実施の形態４）
続いて、図９を用いて本発明の実施の形態４にかかるデータ処理前時刻補正部２２における時刻補正フィールド更新処理の流れについて説明する。はじめに、データ受信部２１は、パケットデータを受信する（Ｓ４１）。次に、データ処理前時刻補正部２２は、データ受信部２１において受信されたパケットデータが、Ｍａｓｔｅｒ装置１６から送信された同期情報であるか否かを判定する（Ｓ４２）。データ処理前時刻補正部２２は、例えば、受信したパケットデータに時刻補正フィールドが設定されているか否か、もしくは、その他の同期情報であることを示す識別情報が設定されているか否か、等に応じて、パケットデータが同期情報であるか否かを判定してもよい。

データ処理前時刻補正部２２は、データが同期情報であると判定した場合、データ処理前時刻補正部２２は、同期情報の時刻補正フィールドに設定されている値から、現在時刻を示す時刻Ｔａを減算する（Ｓ４３）。次に、データ処理前時刻補正部２２は、パケットデータをパケット処理を行う回路もしくは機能ブロックへ出力する（Ｓ４４）。

ステップＳ４２において、データ処理前時刻補正部２２は、パケットデータが同期情報ではないと判定した場合、ステップＳ４３を実行することなく、ステップＳ４４の処理へ遷移する。

続いて、図１０を用いて本発明の実施の形態４にかかるデータ処理後時刻補正部２３における時刻補正フィールド更新処理の流れについて説明する。はじめに、データ処理後時刻補正部２３は、パケット処理が実行されたパケットデータを受信する（Ｓ５１）

次に、データ処理後時刻補正部２３は、受信したパケットデータが、同期情報であるか否かを判定する（Ｓ５２）。同期情報であるか否かの判定は、図９のステップＳ４２と同様の判定方法が用いられてもよい。

データ処理後時刻補正部２３は、データが同期情報であると判定した場合、同期情報の時刻補正フィールドに設定されている値に対して、現在時刻を示す時刻Ｔｂを加算する（Ｓ５３）。次に、データ処理後時刻補正部２３は、パケットデータをパケット処理を行う回路もしくは機能ブロックへ出力する（Ｓ５４）。

ステップＳ５２において、データ処理後時刻補正部２３は、パケットデータが同期情報ではないと判定した場合、ステップＳ５３を実行することなく、ステップＳ５４の処理へ遷移する。

以上説明したように、本発明の実施の形態４にかかる時刻補正フィールドの更新処理の流れを用いることによって、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３は、受信したパケットデータが同期情報であるか否かを判定することができる。そのため、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３は、パケットデータが同期情報である場合のみ、現在時刻ＴａもしくはＴｂの加減算処理を行うことができる。これによって、データ処理前時刻補正部２２及びデータ処理後時刻補正部２３における処理負担を軽減することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 時刻基準装置
１２ ＧＮＳＳ衛星
１４ ＧＮＳＳ受信機
１６ Ｍａｓｔｅｒ装置
２０ 中継装置
２１ データ受信部
２２ データ処理前時刻補正部
２３ データ処理後時刻補正部
２４ データ送信部
２５ 内部クロック部
２６ 周波数再生部
３０ クライアント装置
３２ Ｓｌａｖｅ装置

Claims (13)

1. 時刻基準装置から送信された同期情報であって、前記時刻基準装置において生成された時刻情報と同期するように生成された同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を受信するデータ受信部と、
   前記時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報から、前記同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理前時刻補正部と、
   前記データ処理前時刻補正部において更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、前記同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理後時刻補正部と、
   前記データ処理後時刻補正部において時刻補正フィールドが更新された前記同期情報をクライアント装置へ送信するデータ送信部と、を備える中継装置。
2. 前記データ処理前時刻補正部及び前記データ処理後時刻補正部において用いられる時刻を示す情報は、前記時刻基準装置において生成された時刻情報とは非同期に生成される、請求項１に記載の中継装置。
3. 前記時刻基準装置から送信された同期情報を用いて前記時刻基準装置において用いられる周波数を再生する周波数再生部と、
   前記周波数再生部において再生された周波数を用いて、前記データ処理前時刻補正部及び前記データ処理後時刻補正部において用いられる時刻を示す情報を生成する内部クロック部と、をさらに備える請求項１に記載の中継装置。
4. 前記周波数再生部は、
   パケットとして送信された前記同期情報のタイムスタンプを用いて周波数を再生する、請求項３に記載の中継装置。
5. 前記周波数再生部は、
   物理層を介して伝送された前記時刻基準装置において生成された時刻情報を用いて周波数を再生する、請求項３に記載の中継装置。
6. 時刻情報を生成する時刻基準装置と、
   前記時刻基準装置において生成された時刻情報に同期する同期時刻情報を生成するクライアント装置と、
   前記時刻基準装置と前記クライアント装置との間において、前記同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を中継する中継装置と、を備え、
   前記中継装置は、
   前記時刻基準装置から送信された同期情報を受信するデータ受信部と、
   前記時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報から、前記同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理前時刻補正部と、
   前記データ処理前時刻補正部において更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、前記同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して前記時刻補正フィールドを更新するデータ処理後時刻補正部と、
   前記データ処理後時刻補正部において時刻補正フィールドが更新された前記同期情報をクライアント装置へ送信するデータ送信部と、を有する時刻同期システム。
7. 前記中継装置は、
   前記時刻基準装置から送信された同期情報を用いて前記時刻基準装置において用いられる周波数を再生する周波数再生部と、
   前記周波数再生部において再生された周波数を用いて、前記データ処理前時刻補正部及び前記データ処理後時刻補正部において用いられる時刻を示す情報を生成する内部クロック部と、をさらに備える請求項６に記載の時刻同期システム。
8. 前記周波数再生部は、
   パケットとして送信された前記同期情報のタイムスタンプを用いて周波数を再生する、請求項７に記載の時刻同期システム。
9. 前記周波数再生部は、
   物理層を介して伝送され、前記時刻基準装置において生成された時刻情報を用いて周波数を再生する、請求項７に記載の時刻同期システム。
10. 時刻基準装置から送信された同期情報であって、前記時刻基準装置において生成された時刻情報と同期するように生成された同期時刻情報を補正する際に用いられる時刻補正フィールドを有する同期情報を受信し、
    前記時刻補正フィールドに設定された時刻補正情報から、前記同期情報を受信した時刻を示す情報を減算して前記時刻補正フィールドを更新し、
    更新された時刻補正フィールドの時刻補正情報に、前記同期情報をデータ処理した後の時刻を示す情報を加算して前記時刻補正フィールドを更新し、
    前記時刻補正フィールドが更新された前記同期情報をクライアント装置へ送信する時刻同期方法。
11. 前記同期情報を受信した後に、前記時刻基準装置から送信された同期情報を用いて前記時刻基準装置において用いられる周波数を再生し、
    再生された周波数を用いて、前記時刻補正フィールドの更新に用いる時刻を示す情報を供給する、請求項１０に記載の時刻同期方法。
12. 前記周波数を再生する際に、
    パケットとして送信された前記同期情報のタイムスタンプを用いて周波数を再生する、請求項１１に記載の時刻同期方法。
13. 前記周波数を再生する際に、
    物理層を介して伝送された前記時刻基準装置において生成された時刻情報を用いて周波数を再生する、請求項１１に記載の時刻同期方法。

Images