JP5397764B2 - 時刻付与観測システムおよび時刻付与観測方法 - Google Patents
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Description
実施の一形態の観測システムは、大きく分けると、システム内で使用される時刻情報を送信する上位局となる時刻情報送信局10、時刻情報を受信して観測時刻とする下位局である時刻情報受信局20、上位局から下位局に送信される時刻情報の経路となる通信ケーブル30に分けられる。
図2は、観測システムの検出処理を示すチャートである。観測システムでは、観測データに付する時刻を示す時刻情報を、時刻情報挿入部12が取得又は生成する。図2では、時分割(値の変化時間:1秒毎や1/20秒毎など)をn秒毎とする。尚、時刻情報は、基準にする時刻を、真正な時刻を用いても良いし、観測システムと接続する関連するシステムで用いられている時刻情報と同値を持つものとしてもよい。また、真正な時刻も、観測点(補正地点)の標準時刻を用いても良いし、送出地点の標準時刻を用いても良い。
以下、適応例として海洋観測システムにおいて、説明を明瞭にする為、フレームとして既存のSDH(Synchronous Digital Hierarchy)フレームフォーマットを用いて説明する。尚、SONET (Synchronous Optical Network)でも同様である。
GPS電波から取得する時刻を基準とした、時刻情報生成装置110からの時刻情報tは、年月日秒の1秒周期の時刻情報である。尚、他の周期でも出力するようにしても良い。
Frame_B = 2009年5月18日10時00分0秒 6999Frame 1000CLK ,
X CLK = 500
片方向ケーブル遅延情報Tn = ((Frame_A - Frame_B) + X CLK)/2
= (1 Frame + 500CLK)/2
= (2430CLK+500CLK)/2
= 0Frame + 1465 CLK
片方向ケーブル分の遅延時間= 1465 CLK × 51.44ns = 75.3596us
尚、当該情報からケーブル長を算定することも可能であり、1465CLK遅延の場合のケーブル長を考えると、約5ns/mの光ファイバーケーブルを用いている場合、遅延時間が75.3596uSであるので、ケーブル長=75.3596uS / 5ns =15071.92mとなる。
第2の実施の一形態の観測システムは、大きく分けると、システム内で使用される時刻情報を送信する上位局となる時刻情報送信局10、時刻情報を受信して観測時刻とする下位局である時刻情報受信局20、上位局から下位局に送信される時刻情報の経路となる通信ケーブル30に分けられる。
第1に、フレームにて時刻情報を転送する機能有しているので、GPS等で時刻情報の生成又は取得が出来ない場所でも、時刻同期ができる。
11 フレーム送出部
12 時刻情報挿入部
13 遅延情報挿入部
14 遅延情報挿入部
20 時刻情報受信局
21 折り反しフレーム送出部
22 時刻情報補正部
23 観測部
30 通信ケーブル
Claims (15)
- クロック同期フレームに時刻情報を格納すると共に、前記時刻情報の示す時刻と前記クロック同期フレームに格納される前記時刻情報の示す時刻との時間的ズレと、前記時刻情報を格納する前記クロック同期フレームと有線通信ケーブルを介して折り返されてきた前記クロック同期フレームとの時間的ズレとを、それぞれ遅延として検出して、前記クロック同期フレームを前記有線通信ケーブルから送出する上位局と、
前記有線通信ケーブルを介して前記クロック同期フレームを受信すると共に、送られてきた前記時刻情報と事象を観測して得たデータとを関連付けて前記上位局に前記有線通信ケーブルを介して前記クロック同期フレームを折り返す下位局と、
事象を観測して得たデータに関連付ける前記時刻情報を、前記それぞれ検出した遅延に基づき、前記クロック同期フレームに前記時刻情報を格納する際に生じる遅延と前記有線通信ケーブルを介してデータを折り返すことで生じている遅延とを補正する補正手段と
を有することを特徴とする時刻付与観測システム。 - クロック同期フレームを生成して送出するフレーム送出部と、
前記時刻情報を生成又は取得すると共に、前記時刻情報を前記クロック同期フレームに所定間隔で挿入する時刻情報挿入部と、
前記時刻情報の生成又は取得タイミングから前記クロック同期フレームに前記時刻情報を挿入するタイミングの遅延を検出して第1の遅延情報を生成して、前記クロック同期フレームに前記第1の遅延情報を挿入する第1の遅延情報挿入部と、
有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームと送信する前記クロック同期フレームとを用いて、前記クロック同期フレーム間の遅延を検出して、前記クロック同期フレームに第2の遅延情報を挿入する第2の遅延情報挿入部と
を備える上位局と、
前記有線通信ケーブルを介して、前記時刻情報と第1の遅延情報と第2の遅延情報とを格納した前記クロック同期フレームを受信して、前記上位局に折り反し送出する折り反しフレーム送出部と、
受信した前記クロック同期フレームに格納されている前記時刻情報を、前記第1の遅延情報および前記第2の遅延情報に基づき、生成又は取得された正確な時刻に補正する時刻情報補正部と、
観測対象の事象を計測すると共に、前記補正した前記時刻情報を付与する観測部と
を備える下位局と
を有することを特徴とする時刻付与観測システム。 - 前記下位局は、複数段の内部階層構造を有してなり、前記時刻情報補正部の補正結果の時刻を、転送するにあたり発生する遅延を検出する手段と、当該検出した遅延を補正する補正手段とを有する
ことを特徴とする請求項2記載の時刻付与観測システム。 - クロック同期フレームを生成して送出するフレーム送出部と、
時刻情報を生成又は取得すると共に、前記時刻情報を前記クロック同期フレームに所定間隔で挿入する時刻情報挿入部と、
前記時刻情報の生成又は取得タイミングから前記クロック同期フレームに前記時刻情報を挿入するタイミングの遅延を検出して第1の遅延情報を生成して、有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームに前記第1の遅延情報を挿入する第1の遅延情報挿入部と、
前記有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームと送信する前記クロック同期フレームとを用いて、前記クロック同期フレーム間の遅延を検出して、前記折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームに第2の遅延情報を挿入する第2の遅延情報挿入部と、
前記折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームに格納されている第1の遅延情報と第2の遅延情報に基づき、前記折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームに格納されている前記時刻情報を、観測の正確な計測時刻の前記時刻情報に補正する時刻情報補正部と
を備える上位局と、
前記有線通信ケーブルを介して、前記クロック同期フレームを受信して、前記上位局に折り反し送出する折り反しフレーム送出部と、
観測対象の事象を計測すると共に、前記時刻情報を関連付け、計測して得たデータを前記クロック同期フレームに格納する観測部と
を備える下位局と
を有することを特徴とする時刻付与観測システム。 - 前記下位局は、複数段の内部階層構造を有してなり、前記時刻情報の示す時刻を、転送するにあたり発生する遅延を検出する手段を有することを特徴とする請求項4記載の時刻付与観測システム。
- 第1の遅延情報の生成に前記クロック同期フレームのサンプリングCLK周波数を用いることを特徴とする請求項2ないし5の何れか一記載の時刻付与観測システム。
- 第1の遅延情報の生成に前記クロック同期フレームのサンプリングCLK周波数を逓倍又は分周して用いることを特徴とする請求項2ないし6の何れか一記載の時刻付与観測システム。
- 前記下位局は、前記観測部を直列的、並列的又はその組み合わせて複数有することを特徴とする請求項1ないし7の何れか一記載の時刻付与観測システム。
- GPS電波から前記時刻情報を取得し、
前記時刻情報の送信に光海底ケーブルを用い、前記下位局が海底に設けられ、地震及び/又は津波の海洋観測に用いられることを特徴とする請求項1ないし8の何れか一記載の時刻付与観測システム。 - クロック同期フレームを生成して送出するフレーム送出部と、
時刻情報を生成又は取得すると共に、前記時刻情報を前記クロック同期フレームに所定間隔で挿入する時刻情報挿入部と、
前記時刻情報の生成又は取得タイミングから前記クロック同期フレームに前記時刻情報を挿入するタイミングの遅延を検出して第1の遅延情報を生成して、前記クロック同期フレームに前記第1の遅延情報を挿入する第1の遅延情報挿入部と、
前記有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームと送信する前記クロック同期フレームとを用いて、前記クロック同期フレーム間の遅延を検出して、前記クロック同期フレームに第2の遅延情報を挿入する第2の遅延情報挿入部と
を備えることを特徴とする時刻情報送信局。 - 有線通信ケーブルを介して、上位局から時刻情報を格納した前記クロック同期フレームを受信して、上位局に折り反し送出する折り反しフレーム送出部と、
前記時刻情報の生成又は取得タイミングから前記クロック同期フレームに前記時刻情報を挿入するタイミングの遅延を示す情報である第1の遅延情報と、前記上位局で前記有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームと送信する前記クロック同期フレームとの前記クロック同期フレーム間の遅延である第2の遅延情報とを格納した前記クロック同期フレームを受信すると共に、前記クロック同期フレームに格納されている前記時刻情報を前記第1の遅延情報および前記第2の遅延情報に基づき前記時刻情報が取得又は生成された時を表す前記時刻情報に補正する時刻情報補正部と、
観測対象の事象を計測すると共に、補正した前記時刻情報を付与する観測部と
を備えることを特徴とする時刻情報受信局。 - 前記下位局は、複数段の内部階層構造を有してなり、前記時刻情報補正部の補正結果の時刻を、第2の同期クロックに載せて転送するにあたり発生する遅延を第3の遅延情報として検出する遅延検出手段と、
前記遅延検出手段の検出した第3の遅延情報に基づき、前記時刻情報補正部によって補正した時刻を補正する補正手段と
を有することを特徴とする請求項11記載の時刻情報受信局。 - 上位局で、クロック同期フレームに、時刻情報を格納する工程と、
前記上位局で、前記時刻情報の示す時刻と前記クロック同期フレームに格納される前記時刻情報の示す時刻との時間的ズレと、前記時刻情報を格納する前記クロック同期フレームと有線通信ケーブルを介して折り返されてきた前記クロック同期フレームとの時間的ズレとを、それぞれ遅延として検出する工程と、
前記上位局で、前記クロック同期フレームを前記有線通信ケーブルから下位局に送出する工程と、
前記下位局で、前記有線通信ケーブルを介して前記上位局から前記クロック同期フレームを受信する工程と、
前記下位局で、前記クロック同期フレームに格納されていた前記時刻情報と事象を観測して得たデータとを関連付ける工程と、
前記下位局で、前記上位局に前記有線通信ケーブルを介して前記クロック同期フレームを折り返す工程と、
事象を観測して得たデータに関連付ける前記時刻情報を、前記それぞれ検出した遅延に基づき、前記クロック同期フレームに前記時刻情報を格納する際に生じる遅延と前記有線通信ケーブルを介してデータを折り返すことで生じている遅延とを補正する工程と
を有し成ることを特徴とする時刻付与観測方法。 - 時刻情報を送信する上位局は、
前記時刻情報を生成又は取得すると共に、前記時刻情報を生成したクロック同期フレームに所定間隔で挿入し、
前記時刻情報の生成又は取得タイミングから前記クロック同期フレームに前記時刻情報を挿入するタイミングの遅延を検出して第1の遅延情報を生成すると共に、前記クロック同期フレームに前記第1の遅延情報を挿入し、
前記有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームと送信する前記クロック同期フレームとの前記クロック同期フレーム間の遅延を検出すると共に、前記クロック同期フレームに第2の遅延情報を挿入し、
前記時刻情報を受信する下位局は、
前記有線通信ケーブルを介して、前記時刻情報と第1の遅延情報と第2の遅延情報とを格納した前記クロック同期フレームを受信すると共に、前記上位局に前記クロック同期フレームを折り反し送出し、
受信した前記クロック同期フレームに格納されている前記時刻情報を、前記第1の遅延情報および前記第2の遅延情報に基づき、生成又は取得された正確な時刻に補正し、
補正した前記時刻情報を観測対象の事象を計測して得たデータに付与する
ことを特徴とする時刻付与観測方法。 - 時刻情報を送信する上位局は、
前記時刻情報を生成又は取得すると共に、前記時刻情報を生成したクロック同期フレームに挿入し、
前記時刻情報の生成又は取得タイミングから前記クロック同期フレームに前記時刻情報を挿入するタイミングの遅延を検出して第1の遅延情報を生成し、
有線通信ケーブルを介して通信先から折り返し送信されてきた前記クロック同期フレームと送信する前記クロック同期フレームとの前記クロック同期フレーム間の遅延を検出し、
前記時刻情報を受信する下位局は、
前記有線通信ケーブルを介して、前記時刻情報を格納した前記クロック同期フレームを受信すると共に、観測対象の事象を計測して得たデータに前記時刻情報を関連付けたデータを含む前記クロック同期フレームを折り反し送出し、
前記上位局は、
受信した前記クロック同期フレームに格納されている前記時刻情報を、前記第1の遅延情報および第2の遅延情報に基づき、生成又は取得された正確な時刻に補正する
ことを特徴とする時刻付与観測方法。
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