JP4314145B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、着信時刻の異なる複数のデータを受信してそれらのデータを同期させて出力する受信装置に関する。

従来の受信装置は、遠隔地にある複数の観測局から光ケーブルによる高速ネットワークにより送信されるパケットからなる送信データを受信して複数の観測局の観測データを連続の時系列データとして出力し、リアルタイムによる計測を可能にしている（例えば、非特許文献１参照。）。
高橋冨士信 他２名著、「ウェーブサミット講座 ＶＬＢＩ技術」、第１版、株式会社オーム社、平成９年６月１０日、ｐ．１１２−１１４

しかしながら、上述した従来の技術においては、観測データ等を送信する送信装置が設置されている場所（送信局という。）と複数の送信局からの送信データを受信する受信装置が設置されている場所（受信局という。）との間を接続する通信ネットワークの伝送経路の物理的な長さとその間に存在する交換機等の接続装置の数等の相違によって受信局への着信時刻に差が生じ、測定精度を高めるためには着信の遅れ時間を吸収するバッファが必要であり、各送信局間に存在する遅れ時間を自動的に検出して同期させる技術の開発が期待されている。

本発明は、上記の期待に応えるためになされたもので、複数の地点から通信ネットワークを介して送信される送信データの遅れ時間を自動的に検出し、同期させて出力する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、受信装置が、複数の送信局が取得した連続時系列データをそれぞれ所定の数のパケットに分割して送信データを生成する送信装置から送信される送信データを通信ネットワークを介してそれぞれ受信する複数の受信部と、該複数の受信部を制御する主制御部とを備え、前記複数の受信部の一つを親受信部とし、他を子受信部として設定し、前記親受信部は、前記主制御部からの送信情報取得指令を受けた時に前記子受信部に対してトリガ信号を発する受信制御手段と、該受信制御手段が前記トリガ信号を発した時に受信しているパケットの送信情報を格納する送信情報記憶手段と、受信した前記送信データから変換された連続時系列データを一時保存する一時保存手段と、待機時間を格納する待機時間格納手段を有し、前記一時保存手段に保存されている連続時系列データを前記待機時間格納手段に格納されている待機時間を計時した後に読出して送出する出力制御手段とを備え、前記子受信部は、前記親受信部からのトリガ信号を受ける受信制御手段と、該受信制御手段が前記トリガ信号を受けた時に受信しているパケットの送信情報を格納する送信情報記憶手段と、受信した前記送信データから変換された連続時系列データを一時保存する一時保存手段と、待機時間を格納する待機時間格納手段を有し、前記一時保存手段に保存されている連続時系列データを前記待機時間格納手段に格納されている待機時間を計時した後に読出して送出する出力制御手段とを備え、前記主制御部が、前記各受信部の各送信情報記憶手段に格納されている送信情報を読出し、該読出した送信情報を基に各受信部の待機時間を算出し、該待機時間をそれぞれ該当する受信部の前記待機時間格納手段に格納しておくことを特徴とする。

これにより、本発明は、一定時間単位の時刻情報しか持たない送信データをパケットの送信情報を利用してその送信データの伝送経路の相違に起因する着信の遅れ時間を自動的に検出し、この遅れ時間に基づいた待機時間を設定して出力制御手段の読出し開始時期を遅らせることが可能になり、着信の遅れ時間を吸収してそれぞれの連続時系列データを同期させて送出することができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明による受信装置の実施例について説明する。

図１は実施例のシステム構成を示すブロック図、図２は実施例の受信局を示すブロック図、図３は実施例の親受信部を示すブロック図、図４は実施例の子受信部を示すブロック図である。
図１において、送信局１の送信装置２は光回線３にて光ケーブルで形成された高速ネットワーク４に接続され、光回線５を経由して受信局６の受信装置７と接続される。同様に送信局８の送信装置９は光回線１０にて高速ネットワーク４に接続され、光回線１１を経由して受信局６の受信装置７と接続される。

このような接続は、ＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：仮想チャンネル識別子）を付したＶＣ接続等により行われ、送信装置２、光回線３、高速ネットワーク４、光回線５、受信装置７の伝送経路Ａおよび送信装置９、光回線１０、高速ネットワーク４、光回線１１、受信装置７の伝送経路Ｂは個別に固定される。
また、送信装置２、９により生成される送信データは、各送信局１、３に備えられた水素メーザ原子時計等の正確な時計により同時刻に取得された観測データ等の連続の時系列データ（連続時系列データという。）を一定時間毎に区切り、これを所定の数に等分（等分された単位をパケットという。）して「０」から始まる一連の通し番号（パケット番号という。）が付されたデータであって、パケット番号「０」が付されたパケットが一定時間の開始を示すパケットである。

本実施例では連続時系列データを１秒間毎に区切り、これを１００に等分して時系列の順に０〜９９のパケット番号を付したパケットが送信装置２、９から送信される送信データである。従ってパケット番号「０」が付されたパケットが秒の開始を示すパケットである。
図２において、１２は受信装置７の主制御部であり、受信装置７の各部を制御する。

１３は受信部としての親受信部であり、光回線５が接続され、伝送経路Ａにより送信局１の送信装置２と接続されている。
１４は受信部としての子受信部であり、光回線１１が接続され、伝送経路Ｂにより送信局８の送信装置９と接続されている。
１５、１６は出力線であり、それぞれ親受信部１３および子受信部１４からの出力を解析装置１７へ伝達する。

１８はバス線であり、主制御部１２と親受信部１３および子受信部１４の間を接続して各種のデジタル信号を伝達する。
１９は信号線であり、親受信部１３と子受信部１４との間を接続してパルス信号等の電気信号を伝達する。
図３において、２１は親受信部１３の受信手段であり、トランスポンダ、フレーマＬＳＩ、デュアルポートメモリ等で構成され、光回線５から受信した光信号を解読してプロトコル処理を施し、解析装置１７で取扱うための連続時系列データに変換して送出する機能を有している。

２２はマイクロプロセッサ等の受信制御手段であり、バス線１８により主制御部１２との間で相互にデジタル信号による指令や応答を送受する機能、信号線１９へパルス信号等の電気信号を送出する機能および受信手段２１から送出された連続時系列データを一時保存手段２４に順次に書込む機能等を有している。
２３は送信情報記憶手段であり、受信制御手段２２に設けられたメモリ等であって、受信制御手段２２により送信情報としてのパケット番号等が格納される。

２４は一時保存手段であり、バッファメモリ、デュアルポートメモリ等で構成され、受信制御手段２２により書込まれた連続時系列データを保持すると共に、出力制御手段２５に順次に連続時系列データを読取らせる機能を有している。
２５はマイクロプロセッサ等の出力制御手段であり、待機時間を書込むためのメモリ等である待機時間格納手段２６を有しており、バス線１８により主制御部１２との間で相互にデジタル信号による指令や応答を送受する機能、一時保存手段２４に保存されている連続時系列データを順次に読出して出力線１５へ送出する機能等を有している。

図４において、３１は子受信部１４の受信手段であり、親受信部１３の受信手段２１と同様に構成され、光回線１１から受信した光信号を連続時系列データに変換して送出する機能を有している。
３２は受信制御手段であり、親受信部１３の受信制御手段２２と同様に構成され、主制御部１２との間で相互に指令や応答を送受する機能、信号線１９からのパルス信号等の電気信号を受ける機能および受信手段３１から送出された連続時系列データを一時保存手段３４に順次に書込む機能等を有している。

３３は送信情報記憶手段であり、受信制御手段３２に設けられたメモリ等であって、親受信部１３の送信情報記憶手段２３と同様に送信情報が格納される。
３４は一時保存手段であり、親受信部１３の一時保存手段２４と同様に構成され、受信制御手段３２により書込まれた時系列データを保持すると共に、出力制御手段３５に順次に連続時系列データを読取らせる機能を有している。

３５は出力制御手段であり、親受信部１３の出力制御手段２５と同様に構成され、同様の待機時間格納手段３６を有しており、主制御部１２との間で相互に指令や応答を送受する機能、一時保存手段３４に保存されている連続時系列データを順次に読出して出力線１６へ送出する機能等を有している。
上記のように親受信部と１３と子受信部１４はその構成が同様な基板等であって、その機能の設定により複数の受信部の一つを親受信部１３として設定し、他を子受信部１４として設定して異なった作用を有する受信部として用いる。

上記の構成の作用について説明する。
本実施例の受信装置７においては、伝送経路Ａおよび伝送経路Ｂが設定されたとき、つまり図１に示すシステムが設置された当初または伝送経路Ａ、Ｂの光ケーブルや接続装置の修理や交換がなされたとき等に、以下に示す伝送経路に起因する遅れ時間に基づく待機時間の設定が行われる。

すなわち、図１に示す送信局１および送信局８が同時刻に取得して送信装置２および送信装置９が所定の数のパケットに分割して生成した送信データは、通信ネットワークの伝送経路Ａ、Ｂをそれぞれ経由して受信局６へ送信され、それぞれの送信データが通過した伝送経路Ａ、Ｂの物理的な長さや接続装置の数等の相違により、受信装置７の親受信部１３および子受信部１４への着信時刻が僅かに異なった状態で到着し、受信状態となった受信部から順にその受信制御手段は受信手段により変換された連続時系列データの一時保存手段への書込みを開始する。

そして、全ての受信部、本実施例では親受信部１３および子受信部１４の両方の受信部で送信データの受信が開始されると、これを検出した主制御部１２は、着信時刻の相違を検出するために同時にパケット番号を送信情報記憶手段２３および３３に記憶させるために親受信部１３の受信制御手段２２に対してバス線１８を介して送信情報としての受信中のパケットのパケット番号を格納させるための送信情報取得指令を送信する。

この送信情報取得指令をバス線１８を介して受信した親受信部１３の受信制御手段２２は、トリガ信号としてのパルス信号を発生させ、これを信号線１９に流出させて子受信部１４に対して送信情報取得のためのトリガ信号を発すると同時に受信手段２１がその時受信している送信データのパケットに付されたパケット番号を送信情報記憶手段２３に格納する。

一方、信号線１９に流出したパルス信号を検知してトリガ信号を受けた子受信部１４の受信制御手段３２は、トリガ信号を受けた時に受信手段３１が受信している送信データのパケットに付されたパケット番号を送信情報記憶手段３３に格納する。
これにより、各受信部にデジタル信号である送信情報取得指令を直列に送信する場合に生ずる指令の伝達遅れを解消することが可能になる。

このようにして親受信部１３および子受信部１４の送信情報記憶手段２３および３３に送信情報としてのパケット番号を記憶させた主制御部１２は、親受信部１３および子受信部１４の受信制御手段２２および３２にバス線１８により送信情報送信依頼を送信する。
この送信情報送信依頼に応じて各受信制御手段がそれぞれの送信情報記憶手段に記憶したパケット番号を読出して返信する。

これにより送信情報記憶手段２３および３３に格納されている送信情報を読取った主制御部１２は読取った各受信部のパケット番号の最も大きいパケット番号を基準として各受信部に記憶されていたパケット番号を減じ、その差に等分数に応じたパケットの単位時間を乗じて各受信部の一時保存手段に書込まれた連続時系列データの読出しを開始するまでの待機時間を算出する。これにより最も遅い送信データの着信に合わせた各受信部の待機時間が算出される。

本実施例では、１秒間毎に区切った連続時系列データを１００のパケットに等分して送信されているので、パケットの単位時間は１０ミリ秒となり、親受信部１３の送信情報記憶手段２３に格納されたパケット番号が子受信部１４の送信情報記憶手段３３に格納されたパケット番号より３パケット大きい場合は子受信部１３の待機時間を３０ミリ秒として算出する。

各受信部の待機時間を算出した主制御部１２は、各受信部の出力制御手段に対してそれぞれの待機時間を記した待機時間格納依頼をバス線１８を介して送信し、これを受信した各受信部の出力制御手段はその待機時間格納手段に待機時間格納依頼の待機時間を格納する。
本実施例では、親受信部１３の出力制御手段２５には待機時間を０ミリ秒とした待機時間格納依頼が送信され、これを受信した出力制御手段２５は待機時間格納手段２６に０ミリ秒の待機時間を格納する。また子受信部１４の出力制御手段３５には待機時間を３０ミリ秒とした待機時間格納依頼が送信され、これを受信した出力制御手段３５は待機時間格納手段３６に３０ミリ秒の待機時間を格納する。

なお、主制御部１２が各受信部の待機時間を算出するときに、上記の送信情報取得指令を複数回送信し、その度毎の各受信部からのパケット番号の返信により算出した待機時間を平均して各受信部の待機時間を算出するようにすれば、送信情報取得指令の送信のタイミングの相違に起因する待機時間の算出誤差を少なくすることが可能になる。
上記のようにして主制御部１２は親受信部１３および子受信部１４の待機時間格納手段２６および３６にそれぞれの待機時間を格納し、各受信部への伝送経路の相違に起因する遅れ時間に基づく待機時間を設定する。

このようにして待機時間が設定されて格納された後に、送信局１および８の送信装置２および９が同時刻に取得した連続時系列データから送信データを生成して送信すると、親受信部１３および子受信部１４の受信手段２１および３１がこれを受信して送信データを連続時系列データに変換し、受信制御手段２２および３２がこの連続時系列データを順に一時保存手段２４および３４へ書込む。

この一時保存手段２４および３４への書込の開始を検知した出力制御手段２５および３５は待機時間格納手段２６および３６に格納されている待機時間を計時した後に一時保存手段２４および３４に保存されている連続時系列データを先頭から順に読出して出力線１５および１６へ送出する。
本実施例では、親受信部１３の待機時間格納手段２６には０ミリ秒の待機時間が格納されているので出力制御手段２５は一時保存手段２４への連続時系列データの書込が開始されると直ちにその読出しを開始して出力線１５へ送信局１で取得された連続時系列データを送出する。また子受信部１４の待機時間格納手段３６には３０ミリ秒の待機時間が格納されているので出力制御手段２５は一時保存手段２４への連続時系列データの書込が開始されると３０ミリ秒待機した後にその読出しを開始して出力線１６へ送信局８で取得された連続時系列データを送出する。

これにより、送信局１および８との間の伝送経路の相違による送信データの着信の遅れ時間を吸収して送信局１および８で取得された連続時系列データが同期した状態で解析装置１７へ供給される。
なお、出力制御手段２５および３５による待機時間の計時は、通信ネットワークに設けられている基準クロックに基づいて実行される。この場合に受信局６の各送信局と同様の正確な時計を設けてこれに基づいて待機時間の計時を実行するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施例では、受信局の受信装置に、複数の送信局から送信されるパケットからなる送信データをそれぞれ受信する複数の受信部とこれらの受信部を制御する主制御部とを設け、複数の受信部の一つを親受信部、他を子受信部として設定し、親受信部が主制御部からの送信情報取得指令を受けた時に送信情報記憶手段に受信中の送信データのパケット番号を格納すると同時に子受信部に対してトリガ信号を発し、子受信部はこのトリガ信号を受けると同時にその時受信中の送信データのパケット番号をその送信情報記憶手段に格納し、この同時に記録された送信情報記憶手段のパケット番号主制御部が読出して各受信部の待機時間を算出し、該当する受信部の待機時間格納手段に格納しておくようにしたことによって、１秒単位の時刻情報しか持たない送信データをパケットに付されたパケット番号を利用してその送信データの伝送経路の相違に起因する着信の遅れ時間を自動的に検出し、この遅れ時間に基づいた待機時間を設定して出力制御手段の読出し開始時期を遅らせることが可能になり、着信の遅れ時間を吸収してそれぞれの連続時系列データを同期させて送出することができる。

また、待機時間を算出する時に送信情報取得指令に基づく待機時間の算出を複数回実行し、これらの平均値を待機時間として待機時間格納手段に格納するようにしたことによって、送信情報取得指令の送信のタイミングの相違に起因する待機時間の算出誤差を少なくすることができ、同期の精度を更に高めることができる。
なお、本実施例においては、送信情報としてパケット番号を用いる場合を例に説明したが、送信情報は前記に限らず、送信データを構成する各パケットにそのパケットのデータの取得時刻を記して送信し、主制御部が送信情報取得指令を発した時に各受信部が受信しているパケットの取得時刻を送信情報記憶手段に格納し、主制御部が待機時間を算出するときに最も遅い取得時刻を基準に各受信部の待機時間を算出するようにしてもよい。これによっても上記と同様の効果を得ることができる。

また、送信データを構成するパケットの等分数は１００として説明したが、実際には１０万〜２０万のパケットに等分されて送信データが生成される。
更に、本実施例では、２系統の連続時系列データの同期を取る場合を例に説明したが、３系統以上の連続時系列データの同期を取る場合はその数に応じて子受信部の数を増やせば同様にして同期を取った複数の連続時系列データを送出することができる。

更に、本実施例では同期を取って送出する連続時系列データは観測データであるとして説明したが、連続時系列データは観測データに限らず、複数の場所で同時に演奏される音楽の各パートの音や映像等であってもよい。

実施例のシステム構成を示すブロック図 実施例の受信局を示すブロック図 実施例の親受信部を示すブロック図 実施例の子受信部を示すブロック図

符号の説明

１、８ 送信局
２、９ 送信装置
３、５、１０、１１ 光回線
４ 高速ネットワーク
６ 受信局
７ 受信装置
１２ 主制御部
１３ 親受信部
１４ 子受信部
１５、１６ 出力線
１７ 解析装置
１８ バス線
１９ 信号線
２１、３１ 受信手段
２２、３２ 受信制御手段
２３、３３ 送信情報記憶手段
２４、３４ 一時保存手段
２５、３５ 出力制御手段
２６、３６ 待機時間格納手段

Claims (4)

1. 複数の送信局が取得した連続時系列データをそれぞれ所定の数のパケットに分割して送信データを生成する送信装置から送信される送信データを通信ネットワークを介してそれぞれ受信する複数の受信部と、該複数の受信部を制御する主制御部とを備え、
   前記複数の受信部の一つを親受信部とし、他を子受信部として設定し、
   前記親受信部は、前記主制御部からの送信情報取得指令を受けた時に前記子受信部に対してトリガ信号を発する受信制御手段と、該受信制御手段が前記トリガ信号を発した時に受信しているパケットの送信情報を格納する送信情報記憶手段と、受信した前記送信データから変換された連続時系列データを一時保存する一時保存手段と、待機時間を格納する待機時間格納手段を有し、前記一時保存手段に保存されている連続時系列データを前記待機時間格納手段に格納されている待機時間を計時した後に読出して送出する出力制御手段とを備え、
   前記子受信部は、前記親受信部からのトリガ信号を受ける受信制御手段と、該受信制御手段が前記トリガ信号を受けた時に受信しているパケットの送信情報を格納する送信情報記憶手段と、受信した前記送信データから変換された連続時系列データを一時保存する一時保存手段と、待機時間を格納する待機時間格納手段を有し、前記一時保存手段に保存されている連続時系列データを前記待機時間格納手段に格納されている待機時間を計時した後に読出して送出する出力制御手段とを備え、
   前記主制御部が、前記各受信部の各送信情報記憶手段に格納されている送信情報を読出し、該読出した送信情報を基に各受信部の待機時間を算出し、該待機時間をそれぞれ該当する受信部の前記待機時間格納手段に格納しておくことを特徴とする受信装置。
2. 請求項１において、
   前記送信情報が前記送信データを構成するパケットに記された一連のパケット番号であり、前記主制御部が前記待機時間を算出するときに、前記各送信情報記憶手段に格納されているパケット番号を読出し、最も大きいパケット番号を基準にして各受信部の待機時間を算出することを特徴とする受信装置。
3. 請求項１において、
   前記送信情報が前記送信データを構成するパケットに記された取得時刻であり、前記主制御部が前記待機時間を算出するときに、前記各送信情報記憶手段に格納されている取得時刻を読出し、最も遅い取得時刻を基準にして各受信部の待機時間を算出することを特徴とする受信装置。
4. 請求項１、請求項２または請求項３において、
   前記主制御部が、待機時間を前記待機時間格納手段に格納するときに、前記送信情報取得指令に基づく待機時間の算出を複数回実行し、該複数回の実行結果を平均した待機時間を格納することを特徴とする受信装置。