JP5636093B2

JP5636093B2 - デバイス間におけるクロック同期の実行方法及び装置

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Publication number: JP5636093B2
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Inventors: シーロンリ
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Description

本発明は、ネットワーク通信技術分野に関し、特に、デバイス間におけるクロック同期の実行方法及び装置に関する。

接続障害管理（ＣＦＭ：ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＦａｕｌｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）機能は、仮想ブリッジＬＡＮに対して検査、隔離、及び接続性障害報告を効果的に行うことができ、このＣＦＭ管理ではイーサネット遅延測定（ＥＴＨ‐ＤＭ：ＥｔｈｅｒｎｅｔＤｅｌａｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）機能が非常に重要な機能の１つとされている。Ｙ．１７３１プロトコルにおいて、ＥＴＨ‐ＤＭは、双方向遅延測定（ＴＷＯ‐ＤＭ：Ｔｗｏ‐ｗａｙＤｅｌａｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）と片方向遅延測定（ＯＮＥ−ＤＭ：Ｏｎｅ‐ｗａｙｆｒａｍｅＤｅｌａｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）に分類される。管理者はネットワークを管理するとき、これらを用いることによって、要求に応じて、ある２点間の遅延及びデータリンクのジッタを容易に測定したり計算したりすることができる。

ＴＷＯ−ＤＭ測定は、ピアメンテナンスエンドポイント（ＭＥＰ：ＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＥｎｄＰｏｉｎｔ）へ周期的なＥＴＨ‐ＤＭフレームを送信し、そして診断間隔内にピアＭＥＰからＥＴＨ‐ＤＭを含む応答情報フレームを受信することにより完了される。１つのＭＥＰがＥＴＨ‐ＤＭ情報を含むフレームを生成した場合、当該ＭＥＰもピアＭＥＰからＥＴＨ‐ＤＭ情報を含む応答フレームを受信すると予想される。ＴＷＯ‐ＤＭが使用される場合、２つのデバイス間のクロックが同期していなくても１つの正確な遅延値を算出することができる。ＴＷＯ‐ＤＭの測定過程においては、図１に示すように、ホーム端のＭＥＰがＥＴＨ‐ＤＭ要求情報を含むフレームを送信し（当該フレームには、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆが含まれる）、反対端のＭＥＰがＥＴＨ−ＤＭ応答情報を含む応答フレームを返信する（応答フレームには、ＥＴＨ‐ＤＭ要求情報からコピーされたＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆと、反対端のＭＥＰによるフレームの送受信時刻を示すタイムスタンプ情報とが含まれる）。ホーム端のＭＥＰは、ＥＴＨ‐ＤＭ応答情報を含む当該フレームを受信し、そして、４つのタイムスタンプに応じて、以下の計算公式に基づいてフレーム遅延の計算を行う。

Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ−ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ−ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）

ここで、Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙは双方向フレーム遅延であり、ＲｘＴｉｍｅｂはホーム端による応答メッセージの受信時のタイムスタンプであり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆはホーム端によるメッセージの送信時のタイムスタンプである。また、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂは反対端による応答メッセージの送信時のタイプスタンプであり、ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは反対端によるホーム端からのメッセージの受信時のタイムスタンプである。

ＯＮＥ‐ＤＭの測定過程においては、図２に示すように、片方向フレーム遅延の測定は、反対端によるメッセージの受信時刻とホーム端によるメッセージの送信時刻との差で算出され、この測定においては、ホーム端のＭＥＰと反対端のＭＥＰとの間のクロックの同期が必要とされる。

しかし、片方向フレーム遅延の測定結果に対しては、ナノ秒の精度が要求されるが、ネットワーククロックプロトコルにより２つのデバイスのクロックを同期させる従来の方式では、その精度が単に秒の精度にとどまっており、要求を満たすことができない。このため、ＯＮＥ‐ＤＭ機能を応用において使用することが困難となる。

本発明が解決しようとする課題は、デバイス間においてクロック同期を行う精度が低いという従来技術における欠陥を克服するための、デバイス間におけるクロック同期の実行方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る技術的スキームにおいて、デバイス間におけるクロック同期の実行方法を提供する。
この方法は、ネットワーククロックプロトコルを利用して、ホーム端と反対端との間のクロックに対して、秒単位の精度で粗同期を行うステップＡと、
前記ホーム端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、前記反対端による応答メッセージの送信時刻、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び双方向フレーム遅延を取得し、前記双方向フレーム遅延の半分を片方向フレーム遅延として用いるステップＢと、
予め設定された回数でステップＢを繰り返し、取得された複数の前記反対端による応答メッセージの送信時刻、取得された複数の前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び取得された複数の片方向フレーム遅延に応じて、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値、及び片方向フレーム遅延の平均値を取得するステップＣと、
前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値と片方向フレーム遅延の平均値との合計を、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値から減算して、時刻補正値を取得するステップＤと、
前記ホーム端が、ローカル現在時刻を取得し、前記時刻補正値に応じて、前記ローカル現在時刻を補正するステップＥとを含む。

さらに、前記ステップＢは、
前記ホーム端が、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻を含むメッセージを前記反対端に送信するステップＢ１と、
前記反対端が、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻、前記反対端による前記ホーム端からのメッセージの受信時刻及び前記反対端による応答メッセージの送信時刻を含む応答メッセージを前記ホーム端に返信するステップＢ２と、
前記ホーム端が、前記応答メッセージを受信し、公式：Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ−ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ−ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）（ここで、Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙは双方向フレーム遅延であり、ＲｘＴｉｍｅｂは前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは前記ホーム端によるメッセージの送信時刻であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂは、前記反対端による応答メッセージの送信時刻であり、ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは、前記反対端による前記ホーム端からのメッセージの受信時刻である）に応じて、双方向フレーム遅延を算出するステップＢ３と、
公式：Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ＝Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ÷２（ここで、Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙは片方向フレーム遅延であり、Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙは双方向フレーム遅延である）に応じて、片方向フレーム遅延を算出するステップＢ４とを含んでいてもよい。

さらに、前記ステップＣは、
ステップＢをｎ−１回（ここで、ｎは予め設定された回数である）繰り返し、合計でｎ回の双方向ネットワーク遅延測定を行うステップＣ１と、
公式：ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒ＝（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_１＋ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_２＋...ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ｎ）÷ｎ（ここで、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒは前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_１...ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ｎは、それぞれ取得された、前記反対端による応答メッセージの送信時刻である）に応じて、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値を算出し、
公式：ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ_１＋ＲｘＴｉｍｅｂ_２＋...ＲｘＴｉｍｅｂ_ｎ）÷ｎ（ここで、ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒは、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値であり、ＲｘＴｉｍｅｂ_１...ＲｘＴｉｍｅｂ_ｎは、それぞれ取得された、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻である）に応じて、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値を算出し、
公式：Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒ＝（Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_１＋Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_２＋…Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_ｎ）÷ｎ（ここで、Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒは、片方向フレーム遅延の平均値であり、Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_１…Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_ｎは、それぞれ取得された片方向フレーム遅延である）に応じて、片方向フレーム遅延の平均値を算出するステップＣ２とを含んでいてもよい。

さらに、前記ステップＤは、
公式：Ｍｉｎｕｓ＝ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒ−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒ＋Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒ）（ここで、Ｍｉｎｕｓは時刻補正値であり、ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒは前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒは前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値であり、Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒは片方向フレーム遅延の平均値である）に応じて、時刻補正値を算出するステップを含んでいてもよい。

さらに、前記ステップＥは、
前記ホーム端がローカル現在時刻Ｔを取得するステップＥ１と、
公式：Ｔ_Ｓ＝Ｔ−Ｍｉｎｕｓ（ここで、Ｔ_Ｓは補正後のローカル現在時刻であり、Ｔは補正前のローカル現在時刻であり、Ｍｉｎｕｓは時刻補正値である）に応じて、ローカル現在時刻を補正するステップＥ２とを含んでいてもよい。

さらに、前記ステップＥの後に、
前記反対端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、ステップＢ〜Ｅを繰り返し、前記反対端のローカル現在時刻を補正するステップを更に含んでいてもよい。

さらに、前記ホーム端及び／又は前記反対端のローカル現在時刻が補正された後、前記ホーム端が、片方向ネットワーク遅延測定を開始して片方向フレーム遅延を取得するステップを更に含み、当該ステップは、具体的に、
前記ホーム端が、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻を含むメッセージを前記反対端に送信することと、
前記反対端が前記メッセージを受信し、前記反対端によるメッセージの受信時刻から、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻を減算して、片方向フレーム遅延を取得することとを含んでいてもよい。

本発明に係る技術的スキームにおいて、デバイス間におけるクロック同期の実行装置が更に提供される。
この実行装置は、ネットワーククロックプロトコルを利用して、ホーム端と反対端との間のクロックに対して、秒単位の精度で粗同期を行う粗同期ユニットと、
前記ホーム端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、前記反対端による応答メッセージの送信時刻、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び双方向フレーム遅延を取得し、前記双方向フレーム遅延の半分を片方向フレーム遅延として用いるための双方向ネットワーク遅延測定ユニットと、
取得された複数の前記反対端による応答メッセージの送信時刻、取得された複数の前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び取得された複数の片方向フレーム遅延に応じて、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値、及び片方向フレーム遅延の平均値を取得する平均値取得ユニットと、
前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値と片方向フレーム遅延の平均値との合計を、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値から減算して、時刻補正値を取得する時刻補正値取得ユニットと、
前記ホーム端がローカル現在時刻を取得し、前記時刻補正値に応じて、前記ローカル現在時刻を補正するための補正ユニットとを含む。

さらに、前記装置は、前記ホーム端及び／又は前記反対端のローカル現在時刻が補正された後、前記ホーム端が片方向ネットワーク遅延測定を開始して片方向フレーム遅延を取得するための片方向ネットワーク遅延測定ユニットを更に含んでいてもよい。

従来技術と比べて、本発明は、以下に示す有益な効果を有している。本発明は、ＴＷＯ‐ＤＭ機能によりデバイス間の遅延を複数回計算し、デバイス間の片方向フレーム遅延の平均値を取得し、デバイスのローカル現在時刻と片方向フレーム遅延の平均値を介して、ローカル現在時刻を補正する。これにより、ナノ秒の精度にまで達する精度の高いデバイス間のクロック同期が実現される。

従来技術におけるＴＷＯ‐ＤＭの測定過程のフローチャートである。従来技術におけるＯＮＥ‐ＤＭの測定過程のフローチャートである。本発明の実施形態に係る、デバイス間におけるクロック同期の実行方法のフローチャートである。本発明の実施形態に係る、デバイス間におけるクロック同期の実行装置の構造図である。

以下、図面及び実施形態を合わせて、本発明の具体的な実施形態をさらに詳しく説明する。以下の実施形態は、本発明の説明に用いられるが、本発明の範囲を限定することに用いられるものではない。

本発明に係る実施形態における、デバイス間におけるクロック同期の実行方法のフローチャートは、図３に示すように、以下のステップを含む。

ステップｓ３０１：ネットワーククロックプロトコルを利用して、ホーム端と反対端との間のクロックに対して、秒単位の精度で粗同期を行う。

ステップｓ３０２：ホーム端は、双方向ネットワーク遅延測定を開始して、反対端による応答メッセージの送信時刻、ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び双方向フレーム遅延を取得する。そして、ホーム端は、前記双方向フレーム遅延の半分を片方向フレーム遅延として用いる。このステップは、具体的には、以下のステップを含む。

ステップｓ３０２１：ホーム端は、ホール端によるメッセージの送信時刻ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆを含むメッセージを反対端に送信する。本実施形態では、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは１７時１０分５秒２０ナノ秒であると仮定する。

ステップｓ３０２２：反対端は、ホーム端によるメッセージの送信時刻ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ、反対端によるホーム端からのメッセージの受信時刻ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ及び反対端による応答メッセージの送信時刻ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂを含む応答メッセージをホーム端に返信する。本実施形態では、ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは、１７時１０分１５秒５０００６０ナノ秒であると仮定し、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂは、１７時１０分１７秒５０００８０ナノ秒であると仮定する。

ステップｓ３０２３：ホーム端は、前記応答メッセージを受信する。本実施形態では、ホーム端による応答メッセージの受信時刻ＲｘＴｉｍｅｂが１７時１０分２７秒６０ナノ秒であると仮定する。そして、ホーム端は、公式：Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ−ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ−ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）に応じて、双方向フレーム遅延Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙを算出する。本実施形態では、算出されたＤｕａｌ‐Ｄｅｌａｙは、２０秒２０ナノ秒である。

ステップｓ３０２４：公式：Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ＝Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ÷２に応じて、片方向フレーム遅延Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙを算出する。算出されたＳｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙは１０秒１０ナノ秒である。

ステップｓ３０３：予め設定された回数でステップｓ３０２を繰り返し、取得された複数の反対端による応答メッセージの送信時刻、取得された複数のホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び取得された複数の片方向フレーム遅延に応じて、反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値、ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値、及び片方向フレーム遅延の平均値を取得する。このステップは、具体的には、以下のステップを含む。

ステップｓ３０３１：ステップ３０２をｎ−１回繰り返し、合計でｎ回の双方向ネットワーク遅延測定を行う。ここで、ｎは、予め設定された回数である。本実施形態では、ｎは、２０であると仮定する。

ステップｓ３０３２：公式：ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒ＝（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_１＋ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_２＋...ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ｎ）÷ｎに応じて、反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値を算出する。ここで、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒは、反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_１...ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ｎは、それぞれ取得された、反対端による応答メッセージの送信時刻である。本実施形態では、算出されたＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒは、１７時１０分１７秒５０００８０ナノ秒であると仮定する。

公式：ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ_１＋ＲｘＴｉｍｅｂ_２＋...ＲｘＴｉｍｅｂ_ｎ）÷ｎに応じて、ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値を算出する。ここで、ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒは、ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値であり、ＲｘＴｉｍｅｂ_１...ＲｘＴｉｍｅｂ_ｎは、それぞれ取得された、ホーム端による応答メッセージの受信時刻である。本実施形態では、計算されたＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒは、１７時１０分２７秒６０ナノ秒であると仮定する。

公式：Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒ＝（Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_１＋Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_２＋…Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_ｎ）÷ｎに応じて、片方向フレーム遅延の平均値を算出する。ここで、Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒは、片方向フレーム遅延の平均値であり、Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_１…Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_ｎは、それぞれ取得された片方向フレーム遅延である。本実施形態では、算出されたＤｅｌａｙ_ａｖｅｒは、１０秒１０ナノ秒であると仮定する。

ステップｓ３０４：反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値と片方向フレーム遅延の平均値との合計を、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値から減算して、時刻補正値を取得する。本実施形態では、公式：Ｍｉｎｕｓ＝ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒ−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒ＋Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒ）に応じて、時刻補正値Ｍｉｎｕｓを算出する。本実施形態では、算出されたＭｉｎｕｓは、−５０００３０ナノ秒である。

ステップｓ３０５：ホーム端は、ローカル現在時刻を取得し、そして前記時刻補正値に応じて、前記ローカル現在時刻を補正する。このステップは、具体的には、以下のステップを含む。

ステップｓ３０５１：ホーム端は、ローカル現在時刻Ｔを取得する。本実施形態では、Ｔは１７時１０分２８秒３０ナノ秒であると仮定する。

ステップｓ３０５２：公式：Ｔ_Ｓ＝Ｔ−Ｍｉｎｕｓに応じて、ローカル現在時刻を補正する。ここで、Ｔ_Ｓは、補正後のローカル現在時刻であり、Ｔは、補正前のローカル現在時刻であり、Ｍｉｎｕｓは時刻補正値である。本実施形態では、算出されたＴ_Ｓは、１７時１０分２８秒５０００６０ナノ秒である。

ステップｓ３０６：反対端は、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、ステップｓ３０２〜ｓ３０５を繰り返し、反対端のローカル現在時刻を補正する。

以上の補正過程により、ホーム端と反対端のクロック同期を実現することができる。誤差を減らすために、補正過程において、できるだけネットワーク環境の安定性が保たれる。

上記過程によれば、ホーム端と反対端のクロックに対して同期を行った後、その精度は、ナノ秒の精度になり、Ｙ．１７３１プロトコルにおける片方向フレーム遅延の測定要求の精度を満たすことができる。従って、応用においてＯＮＥ‐ＤＭ機能を使用することができる。その具体的な過程は、以下のようなものである。まず、ホーム端が、ホーム端によるメッセージの送信時刻ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆを含むメッセージを反対端に送信する。次に、反対端が前記メッセージを受信し、そして反対端によるメッセージの受信時刻ＲｘＴｉｍｅｆから、ホーム端によるメッセージの送信時刻ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆを減算して、片方向フレーム遅延ＦｒａｍｅＤｅｌａｙを取得する。

本発明の実施形態に係る、デバイス間におけるクロック同期の実行装置は、図４に示すように、粗同期ユニット、双方向ネットワーク遅延測定ユニット、平均値取得ユニット、時刻補正値取得ユニット、補正ユニット、及び片方向ネットワーク遅延測定ユニットを含む。ここで、双方向ネットワーク遅延測定ユニットは、粗同期ユニットと平均値取得ユニットにそれぞれ接続され、時刻補正値取得ユニットは、平均値取得ユニットと補正ユニットにそれぞれ接続される。また、補正ユニットは、片方向ネットワーク遅延測定ユニットに接続されている。

粗同期ユニットは、ネットワーククロックプロトコルを利用して、ホーム端と反対端との間のクロックに対して、秒単位の精度で粗同期を行う。双方向ネットワーク遅延測定ユニットは、ホーム端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、反対端による応答メッセージの送信時刻、ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び双方向フレーム遅延を取得し、そして前記双方向フレーム遅延の半分を片方向フレーム遅延として用いることに用いられる。平均値取得ユニットは、取得された複数の反対端による応答メッセージの送信時刻、取得された複数のホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び取得された複数の片方向フレーム遅延に応じて、反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値、ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値、及び片方向フレーム遅延の平均値を取得する。時刻補正値取得ユニットは、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値と片方向フレーム遅延の平均値との合計を、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値から減算して、時刻補正値を取得する。補正ユニットは、ホーム端が、ローカル現在時刻を取得し、そして前記時刻補正値に応じて、前記ローカル現在時刻を補正することに用いられる。片方向ネットワーク遅延測定ユニットは、ホーム端及び／又は反対端のローカル現在時刻が補正された後、ホーム端が片方向ネットワーク遅延測定を開始して片方向フレーム遅延を取得することに用いられる。

本発明は、Ｙ．１７３１プロトコルのＴＷＯ‐ＤＭ機能によりデバイス間の遅延を複数回計算し、デバイス間の片方向フレーム遅延の平均値を取得し、そしてデバイスのローカル現在時刻と片方向フレーム遅延の平均値を介して、ローカル現在時刻を補正する。これにより、ナノ秒の精度にまで達する精度の高いデバイス間のクロック同期が実現される。

以上の説明は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとっては、本発明に基づく種々の変更と変形が可能である。本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく実施されたあらゆる修正、同等の置換及び改良等は、すべて本発明の保護範囲に属する。例えば、クロック粗同期過程を省略してもよく、代わりに、ＴＷＯ‐ＤＭにより、直接、ローカルクロックを補正してもよい。これにより、ＯＮＥ−ＤＭを使用するといった目的を達成することができる。

Claims

デバイス間におけるクロック同期の実行方法であって、
ネットワーククロックプロトコルを利用して、ホーム端と反対端との間のクロックに対して、秒単位の精度で粗同期を行うステップＡと、
前記ホーム端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、前記反対端による応答メッセージの送信時刻、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び双方向フレーム遅延を取得し、前記双方向フレーム遅延の半分を片方向フレーム遅延として用いるステップＢと、
予め設定された回数でステップＢを繰り返し、取得された複数の前記反対端による応答メッセージの送信時刻、取得された複数の前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び取得された複数の片方向フレーム遅延に応じて、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値、及び片方向フレーム遅延の平均値を取得するステップＣと、
前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値と片方向フレーム遅延の平均値との合計を、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値から減算して、時刻補正値を取得するステップＤと、
前記ホーム端が、ローカル現在時刻を取得し、前記時刻補正値に応じて、前記ローカル現在時刻を補正するステップＥと
を含むことを特徴とするデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
前記ステップＢは、
前記ホーム端が、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻を含むメッセージを前記反対端に送信するステップＢ１と、
前記反対端が、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻、前記反対端による前記ホーム端からのメッセージの受信時刻、及び前記反対端による応答メッセージの送信時刻を含む応答メッセージを前記ホーム端に返信するステップＢ２と、
前記ホーム端が、前記応答メッセージを受信し、公式：Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ−ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ−ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆ）（ここで、Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙは双方向フレーム遅延であり、ＲｘＴｉｍｅｂは前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは前記ホーム端によるメッセージの送信時刻であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂは、前記反対端による応答メッセージの送信時刻であり、ＲｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｆは、前記反対端による前記ホーム端からのメッセージの受信時刻である）に応じて、双方向フレーム遅延を算出するステップＢ３と、
公式：Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ＝Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙ÷２（ここで、Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙは片方向フレーム遅延であり、Ｄｕａｌ‐Ｄｅｌａｙは双方向フレーム遅延である）に応じて、片方向フレーム遅延を算出するステップＢ４と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
前記ステップＣは、
ステップＢをｎ−１回（ここで、ｎは予め設定された回数である）繰り返し、合計でｎ回の双方向ネットワーク遅延測定を行うステップＣ１と、
公式：ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒ＝（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_１＋ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_２＋...ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ｎ）÷ｎ（ここで、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒは前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_１...ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ｎは、それぞれ取得された、前記反対端による応答メッセージの送信時刻である）に応じて、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値を算出し、
公式：ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒ＝（ＲｘＴｉｍｅｂ_１＋ＲｘＴｉｍｅｂ_２＋...ＲｘＴｉｍｅｂ_ｎ）÷ｎ（ここで、ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒは、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値であり、ＲｘＴｉｍｅｂ_１...ＲｘＴｉｍｅｂ_ｎは、それぞれ取得された、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻である）に応じて、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値を算出し、
公式：Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒ＝（Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_１＋Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_２＋…Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_ｎ）÷ｎ（ここで、Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒは、片方向フレーム遅延の平均値であり、Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_１…Ｓｉｎｇｌｅ‐Ｄｅｌａｙ_ｎは、それぞれ取得された片方向フレーム遅延である）に応じて、片方向フレーム遅延の平均値を算出するステップＣ２と
を含むことを特徴とする請求項２に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
前記ステップＤは、
公式：Ｍｉｎｕｓ＝ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒ−（ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒ＋Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒ）（ここで、Ｍｉｎｕｓは時刻補正値であり、ＲｘＴｉｍｅｂ_ａｖｅｒは前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値であり、ＴｘＴｉｍｅＳｔａｍｐｂ_ａｖｅｒは前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値であり、Ｄｅｌａｙ_ａｖｅｒは片方向フレーム遅延の平均値である）に応じて、時刻補正値を算出するステップを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
前記ステップＥは、
前記ホーム端がローカル現在時刻Ｔを取得するステップＥ１と、
公式：Ｔ_Ｓ＝Ｔ−Ｍｉｎｕｓ（ここで、Ｔ_Ｓは補正後のローカル現在時刻であり、Ｔは補正前のローカル現在時刻であり、Ｍｉｎｕｓは時刻補正値である）に応じて、ローカル現在時刻を補正するステップＥ２と
を含むことを特徴とする請求項４に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
前記ステップＥの後に、
前記反対端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、ステップＢ〜Ｅを繰り返し、前記反対端のローカル現在時刻を補正するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
前記ホーム端及び／又は前記反対端のローカル現在時刻が補正された後、前記ホーム端が、片方向ネットワーク遅延測定を開始して片方向フレーム遅延を取得するステップを更に含み、当該ステップは、具体的に、
前記ホーム端が、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻を含むメッセージを前記反対端に送信することと、
前記反対端が前記メッセージを受信し、前記反対端によるメッセージの受信時刻から、前記ホーム端によるメッセージの送信時刻を減算して、片方向フレーム遅延を取得することとを含む
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行方法。
デバイス間におけるクロック同期の実行装置であって、
ネットワーククロックプロトコルを利用して、ホーム端と反対端との間のクロックに対して、秒単位の精度で粗同期を行う粗同期ユニットと、
前記ホーム端が、双方向ネットワーク遅延測定を開始し、前記反対端による応答メッセージの送信時刻、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び双方向フレーム遅延を取得し、前記双方向フレーム遅延の半分を片方向フレーム遅延として用いるための双方向ネットワーク遅延測定ユニットと、
取得された複数の前記反対端による応答メッセージの送信時刻、取得された複数の前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻、及び取得された複数の片方向フレーム遅延に応じて、前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値、及び片方向フレーム遅延の平均値を取得する平均値取得ユニットと、
前記反対端による応答メッセージの送信時刻の平均値と片方向フレーム遅延の平均値との合計を、前記ホーム端による応答メッセージの受信時刻の平均値から減算して、時刻補正値を取得する時刻補正値取得ユニットと、
前記ホーム端がローカル現在時刻を取得し、前記時刻補正値に応じて、前記ローカル現在時刻を補正するための補正ユニットと
を含むことを特徴とするデバイス間におけるクロック同期の実行装置。
前記装置は、
前記ホーム端及び／又は前記反対端のローカル現在時刻が補正された後、前記ホーム端が片方向ネットワーク遅延測定を開始して片方向フレーム遅延を取得するための片方向ネットワーク遅延測定ユニットを更に含む
ことを特徴とする請求項８に記載のデバイス間におけるクロック同期の実行装置。