JP5656305B1 - 通信装置、通信システム、及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置を提供する。【解決手段】ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、他の各通信装置との間で、割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、通信装置、通信システム、及び通信方法に関する。

従来、通信システムにおける同期に関する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１では、移動通信網における複数の基地局の同期化方法が記載されている。この同期化方法では、複数の基地局に、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して時間情報を伝送し、時間情報を受信する各基地局のクロック発生器を、受信時点と当該時間情報の時間情報内容とに基づいて調整する。また、この同期化方法では、各基地局に対する、無線時間フレームに係わる機能シーケンスの送信を、クロック発生器の信号に基づいて制御する。

特許文献２では、無線ＬＡＮにより接続された複数の通信装置の各々が、時計手段の時刻の同期を行う通信装置が記載されている。この通信装置は、時刻を示す時刻手段と、時刻検知手段と、第１フレーム認識手段と、第２フレーム送信手段と、を備える。時刻検知手段は、無線ＬＡＮにおいて複数の通信装置に対して送信された特定の第１フレームの受信、又は、送信を検知する。第１フレーム認識手段は、第１フレームの受信又は送信が検知された時の第１フレーム検知時刻を、時計手段が示す時刻に基づいて決定する。第２フレーム送信手段は、第１フレーム検知時刻情報を含む第２フレームを、無線ＬＡＮを介して外部の通信装置に送信する。

特表２００３−５０９９７３号公報 特開２００７−１２４６３３号公報

特許文献１，２の技術では、複数の通信装置間での同期精度が不十分であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置、通信システム、及び通信方法を提供する。

本発明の通信装置は、ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、他の各通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信部と、を備え、前記スロット制御部は、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御する。

本発明の通信システムは、ネットワークを介して第１の通信装置と第２の通信装置との間で通信する通信システムであって、前記第１の通信装置は、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、各第２の通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する第１の通信部と、を備え、前記スロット制御部は、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御し、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置により前記第２の通信装置に対して割り当てられた所定のスロットの情報を取得する取得部と、前記第１の通信装置との間で、前記所定のスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する第２の通信部と、前記同期メッセージに応じて、前記第２の通信装置のクロックを補正するクロック補正部と、を備える。

本発明の通信方法は、ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置における通信方法であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御ステップと、
他の各通信装置との間で、前記割り当てられたスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信ステップと、を有し、前記スロット制御ステップでは、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御する。

本発明によれば、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

第１の実施形態の通信システムの概略構成例を示すブロック図 第１の実施形態におけるマスタＣＳ（Ｃｅｌｌ Ｓｔａｔｉｏｎ）とスレーブＣＳとの構成例を示すブロック図 第１の実施形態における通信システムによる同期処理の一例を示すシーケンス図 第１の実施形態における複数のＣＳ間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第１例を示す模式図 第１の実施形態における複数のＣＳ間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第２例を示す模式図 第１の実施形態における複数のＣＳ間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第３例を示す模式図 第２の実施形態における通信システムの概略構成例を示す模式図 図４に示したタイムスロットを用いる場合のパケット衝突例を示す模式図 第２の実施形態における複数のＣＳ間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第１例と、このタイムスロットを用いる場合のパケット衝突例と、を示す模式図 （Ａ）図８のタイムスロットを用いた場合の各パケットの伝送タイミングの一例を示す模式図、（Ｂ）図９のタイムスロットを用いた場合の各パケットの伝送タイミングの一例を示す模式図 第２の実施形態における複数のＣＳ間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第２例と、このタイムスロットを用いる場合のパケット衝突例と、を示す模式図

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

（本発明の一形態を得るに至った経緯）
複数の通信装置を含む通信システムにおける各通信装置の同期技術として、ＩＥＥＥ１５８８Ｖｅｒ．２が知られている。ＩＥＥＥ１５８８Ｖｅｒ．２では、高精度時間プロトコル（ＰＴＰ：Ｐｒｅｃｉｓｅ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて同期が行われる。

ＰＴＰを使用する通信システムでは、互いに同期する通信装置は、１台のマスタ機器とマスタ機器以外のスレーブ機器とに区分される。例えば、マスタ機器から全てのスレーブ機に対して同期メッセージが送信され、マスタ機器とスレーブ機との間でメッセージ交換される。

特許文献１に記載された同期化方法では、マスタ機器が送出する同期メッセージに応答するスレーブ機の台数が多い場合、多数のスレーブ機器に対するメッセージ交換がマスタ機器に集中的に発生する可能性がある。この場合、例えば、ネットワークの負荷（トラフィック）、マスタ機器の処理負荷（例えば、ＣＰＵの処理負荷）が一時的に過大になり、マスタ機器による処理に遅延が生じる。この結果、マスタ機器とスレーブ機器との間の時刻の同期にずれが生じる可能性がある。

特許文献２に記載された通信装置では、無線により同期フレームが送信されており、複数のスレーブ機器のうちの１つのスレーブ機器が同期に失敗した場合、他のスレーブ機器についても連鎖的に同期に失敗することがある。従って、例えばスレーブ機器の台数が多い場合には、同期に失敗する可能性が高くなる。

以下では、複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置、通信システム、及び通信方法について説明する。

以下の実施形態における通信システムは、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）−ＰＢＸ（Ｐｒｉｖａｔｅ Ｂｒａｎｃｈ ｅＸｃｈａｎｇｅ）システムに適用される。

以下の実施形態における通信装置は、例えば、ＩＰ−ＰＢＸにおけるＣＳ（Ｃｅｌｌ Ｓｔａｔｉｏｎ）に適用される。

（第１の実施形態）
図１は、実施形態における通信システム１の概略構成例を示す模式図である。通信システム１は、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２、ＩＰ−ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）セルステーション４、及びＩＰ電話端末５を備える。ＩＰ−ＤＥＣＴセルステーション４は、例えば、ＬＡＮ３（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を経由して、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２と有線接続される。ＩＰ電話端末５は、例えば、ＬＡＮ３を経由してＩＰ−ＰＢＸ主装置２と有線接続される。

ＩＰ−ＰＢＸ主装置２は、ＩＰネットワークにおいて、例えばＩＰ電話端末５又はＣＳ（Ｃｅｌｌ Ｓｔａｔｉｏｎ）配下のＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７の回線交換を行う装置である。ＩＰ−ＰＢＸ主装置２は、例えば、上記回線交換を行う専用の装置でもよいし、上記回線交換機能を有する汎用のサーバでもよい。ＩＰ−ＰＢＸ主装置２により、例えば企業、店舗、又はコールセンタ内において、ＩＰ電話による内線電話網が構築できる。

ＩＰ−ＤＥＣＴセルステーション４は、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７の無線通信を可能にする複数の基地局としてのセルステーション（ＣＳ：Ｃｅｌｌ Ｓｔａｔｉｏｎ）６を有する。ＣＳ６は、マスタとして動作するマスタＣＳ６Ｍと、スレーブとして動作するスレーブＣＳ６Ｓと、を含む。マスタＣＳ６Ｍは、スレーブＣＳ６Ｓの同期を管理する。図１では、３台のＣＳ６は、それぞれＬＡＮ３に接続され、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２との通信及び各ＣＳ６間での通信を可能にされる。ＣＳ６は、通信装置の一例である。

図１では、３台のＣＳ６のうち、１台のＣＳ６がマスタＣＳ６Ｍとして設定され、残りの２台のＣＳ６がスレーブＣＳ６Ｓ１，６Ｓ２として設定される。ＣＳ６をマスタＣＳ６Ｍとして動作させるかスレーブＣＳ６Ｓとして動作させるかは、例えばＩＰ−ＰＢＸ主装置２のメンテナンスコンソールにより設定されることもあれば、生産時からマスタ専用機、スレーブ専用機として別々に製造して動作させることもある。後者の場合には、マスタ専用機に高性能なＣＰＵを実装したり、音声通信機能のない同期マスタ専用機とすることで、収容台数を増やすこともできる。

マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓ１，６Ｓ２とは、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７がＣＳ６Ｍ，６Ｓとの間でシームレスに通信が行えるように、ＬＡＮ３を経由して同期がとられる。シームレスな通信とは、例えば、通信が途切れることなくハンドオーバされることを指す。

ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７は、携帯型の通信端末であり、例えば電波強度の最も強いＣＳ６との間で通信（例えばＩＰ電話に係る通信、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信）を行う。ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７は、ＣＳ６との間で、ＤＥＣＴを用いて通信する。ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７は、例えば、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７の移動に伴って、通信先のＣＳ６との間での通信状態に悪化の兆候が見られた場合、通信先のＣＳ６を切り替え、他のＣＳ６との間で通信を開始（ハンドオーバー）する。従って、ＣＳ６の台数が多い場合、多数のＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７が配置可能であり、通信可能なエリアを拡大できる。ＣＳ６との間での通信状態に悪化の兆候が見られた場合とは、例えば、通信先のＣＳ６との間でモニタしている電波強度や通信品質が、他の周辺ＣＳ６との間のものに比べて低下する場合である。

図１では、ＩＰ−ＤＥＣＴセルステーション４におけるＣＳ６の台数を３台としたが、この台数に限られない。但し、スレーブＣＳ６Ｓ１，６Ｓ２がマスタＣＳ６Ｍと同期をとる関係上、スレーブＣＳ６Ｓの台数はマスタＣＳ６Ｍのリソース能力（例えば、ＣＰＵの処理能力）以内となる。通信システム１は、少なくとも複数のＣＳ６を含む。

図２は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとの構成例を示すブロック図である。図２に示すように、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとは、それぞれ同様の構成を有する。マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとは、ソフトウェア的にマスタとして設定されるか、スレーブとして設定されるかが異なる。図２では、マスタＣＳ６Ｍを例に挙げて説明する。

マスタＣＳ６Ｍは、ＤＥＣＴ無線部１０、ＰＨＹ（ＰＨＹｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）−ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）１１、記憶部１２、状態表示部１３、及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４を有する。

ＤＥＣＴ無線部１０は、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７との間でＤＥＣＴ方式に従って無線通信するためのハードウェア（ＨＷ：ＨａｒｄＷａｒｅ）とソフトウェア（ＳＷ：ＳｏｆｔＷａｒｅ）とを含む。ＤＥＣＴ無線部１０は、後述する同期制御ハードウェア１１２により生成されたクロック信号を入力し、クロック信号に同期して動作する。

ＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、ＰＨＹブロック１１１と同期制御ハードウェア１１２とを有する。

ＰＨＹブロック１１１は、例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ Ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを、ＬＡＮ３（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を介して、他のＶｏＩＰ機器と通信するためのＰＨＹ層に係る処理を行う。他のＶｏＩＰ機器は、例えば、他のＣＳ６、ＩＰ電話端末５を含む。

同期制御ハードウェア１１２は、ＩＥＥＥ１５８８ Ｖｅｒ．２に準拠したハードウェア・アクセラレータを含む。同期制御ハードウェア１１２は、クロックを生成し、内部に持つＴｉｍｅＳｔａｍｐ（タイムスタンプ）の時刻情報及びクロックレートを、ＩＥＥＥ１５８８ Ｖｅｒ．２プロトコルによってタイミングマスタに同期させるためのハード機能を有する。本実施形態では、タイミングマスタは、マスタＣＳ６Ｍである。図２では、同期制御ハードウェア１１２がＰＨＹ−ＬＳＩ１１に含まれることを例示したが、他の構成部に含まれてもよい。

ＣＰＵ１４は、ＶｏＩＰ処理部１４１、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）−ＩＰブロック１４２、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ブロック１４３、及び同期制御ソフトウェア処理部１４４を有する。

ＶｏＩＰ処理部１４１は、例えば、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７との間で無線通信された双方向音声データを、ＶｏＩＰパケットに変換する。ＶｏＩＰ処理部１４１は、例えば音声データをＤＥＣＴ無線部１０との間で送受する。

ＴＣＰ−ＩＰブロック１４２は、ＶｏＩＰパケットをＬＡＮ３経由で他のＶｏＩＰ機器と通信するためのＴＣＰ層及びＩＰ層に係る処理を行う。ＭＡＣブロック１４３は、ＶｏＩＰパケットをＬＡＮ３経由で他のＶｏＩＰ機器と通信するためのＭＡＣ層に係る処理を行う。図２では、ＭＡＣブロック１４３がＣＰＵ１４に含まれることを例示したが、他の構成部に含まれてもよい。

同期制御ソフトウェア処理部１４４は、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１の同期制御ハードウェア１１２を制御して、ＩＥＥＥ１５８８ Ｖｅｒ．２プロトコルによる同期を実現するためのソフトウェアを処理する。例えば、ＣＰＵ１４が、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、同期制御ソフトウェア処理部１４４の機能を実現する。

同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｍａｓｔｅｒ（マスタ）／Ｓｌａｖｅ（スレーブ）の２つのモードを有する。本実施形態では、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４には、マスターモードが設定され、スレーブＣＳ６Ｓの同期制御ソフトウェア処理部１４４には、スレーブモードが設定される。

同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、自ＣＳの初期設定、ＰＬＬ制御（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を実行し、自ＣＳのクロックの位相及びクロックレートを制御する。例えば、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、スレーブモードである場合、同期メッセージの通信に基づいてマスタＣＳ６Ｍとの間の伝搬遅延時間を算出し、伝搬遅延時間に基づいて、自ＣＳのクロックを補正する。この場合、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、クロック補正部としての機能を有する。

ＴＣＰ−ＩＰブロック１４２、ＭＡＣブロック１４３、及びＰＨＹブロック１１１は、例えば、同期メッセージを通信する通信部としての機能を有する。

記憶部１２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。記憶部１２は、各種データ、情報、プログラム、を記憶する。

状態表示部１３は、例えば、各種データ、情報を表示する。

次に、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓ１，６Ｓ２との間の同期メッセージの通信例について説明する。

図３は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓ１，６Ｓ２との間の同期メッセージの通信例を示すシーケンス図である。

図３のシーケンスでは、例えば、ＩＥＥＥ１５８８ Ｖｅｒ．２プロトコル（例えばＰＴＰ）に従って同期メッセージが通信される。ＰＴＰでは、例えば、パケットベースで、時刻（＝位相）、及び周波数が同期される。ＰＴＰでは、例えば、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとの間において、パケットメッセージ交換により同期が行われる。ＰＴＰでは、例えば、マスタＣＳ６Ｍ及びスレーブＣＳ６Ｓにおいて、ハードウェアタイムスタンプが使用される。ＰＴＰでは、例えば、ＰＴＰ専用線の敷設が不要であり、ユーザトラフィックとの混在が可能である。

時刻Ｔ１において、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６Ｍ，６Ｓ１に対して、Ｓｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する。Ｓｙｎｃメッセージは、例えば、パケット単位で送信される。Ｓｙｎｃメッセージは、例えば、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ハードウェア１１２により付される当該メッセージの送信時刻（Ｔ１）の情報を含む。Ｓｙｎｃメッセージは、単に「Ｓｙｎｃ」とも記載される。時刻（Ｔｘ）の情報を含むＳｙｎｃメッセージは、単にＳｙｎｃ（Ｔｘ）とも記載される。

時刻Ｔ２において、スレーブＣＳ６Ｓ１のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｓｙｎｃ（Ｔ１）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ２）の情報を取得する。スレーブＣＳ６Ｓ１の同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｓｙｎｃメッセージに含まれる時刻Ｔ１の情報と、取得された時刻Ｔ２の情報と、を用いて、Ｔ２−Ｔ１を算出する。

時刻Ｔ３において、スレーブＣＳ６Ｓ１のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、受信されたＳｙｎｃメッセージに応じて、マスタＣＳ６Ｍに対して、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージをユニキャスト送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、例えば、パケット単位で送信される。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、単に「Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ」とも記載される。スレーブＣＳ６Ｓ１のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの送信時刻（Ｔ３）を取得し、例えば記憶部１２に記憶させる。

時刻Ｔ４において、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑを受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ４）の情報を取得する。

時刻Ｔ５において、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６Ｓ２に対して、受信されたＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑに対するＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージをユニキャスト送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージは、例えば、パケット単位で送信される。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージは、単に「Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ」とも記載される。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐは、例えば、時刻Ｔ４の情報を含む。つまり、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４）を送信する。

時刻Ｔ６において、スレーブＣＳ６Ｓ１のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージに含まれる受信時刻（Ｔ４）の情報を取得する。スレーブＣＳ６Ｓ１の同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４）に含まれる時刻Ｔ４の情報と、記憶された時刻Ｔ３の情報と、を用いて、Ｔ４−Ｔ３を算出する。

算出された（Ｔ２−Ｔ１）の値と（Ｔ４−Ｔ３）の値との合計値は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓ１との間の往復遅延時間を表す。往復遅延時間の半分の値は、片道遅延時間の平均値を表し、「伝搬遅延時間」とも称する。スレーブＣＳ６Ｓ１の同期制御ハードウェア１１２及び同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、（Ｔ２−Ｔ１）の値と（Ｔ４−Ｔ３）の値とが伝搬遅延時間に一致するように、スレーブＣＳ６Ｓ１のクロックの位相（＝時刻）及びクロックレートを調整する。これにより、スレーブＣＳ６Ｓ１のクロックをマスタＣＳ６Ｍのクロックに同期させることができ、両者の時刻のずれを解消できる。

同様に、時刻Ｔ２’において、スレーブＣＳ６Ｓ２のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｓｙｎｃ（Ｔ１）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ２’）の情報を取得する。スレーブＣＳ６Ｓ２の同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｓｙｎｃメッセージに含まれる時刻Ｔ１の情報と、取得された時刻Ｔ２’の情報と、を用いて、Ｔ２'−Ｔ１を算出する。

時刻Ｔ３’において、スレーブＣＳ６Ｓ２のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、受信されたＳｙｎｃメッセージに応じて、マスタＣＳ６Ｍに対して、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑをユニキャスト送信する。スレーブＣＳ６Ｓ２のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの送信時刻（Ｔ３’）を取得し、例えば記憶部１２に記憶させる。

時刻Ｔ４’において、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６Ｓ２からのＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑを受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ４’）の情報を取得する。

時刻Ｔ５’において、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６Ｓ２に対して、受信されたＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑに対するＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐをユニキャスト送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐは、例えば、時刻Ｔ４’の情報を含む。つまり、マスタＣＳ６ＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４’）を送信する。

時刻Ｔ６’において、スレーブＣＳ６Ｓ２のＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４’）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージに含まれる受信時刻（Ｔ４’）の情報を取得する。スレーブＣＳ６Ｓ２の同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４’）に含まれる時刻Ｔ４’の情報と、記憶された時刻Ｔ３’の情報と、を用いて、Ｔ４’−Ｔ３’を算出する。

算出された（Ｔ２’−Ｔ１）の値と（Ｔ４’−Ｔ３’）の値との合計値は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓ２との間の往復遅延時間を表す。往復遅延時間の半分の値は、片道遅延時間の平均値を表し、伝搬遅延時間とも称する。スレーブＣＳ６Ｓ２の同期制御ハードウェア１１２及び同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、（Ｔ２’−Ｔ１）の値と（Ｔ４’−Ｔ３’）の値とが伝搬遅延時間に一致するように、スレーブＣＳ６Ｓ２のクロックの位相及びクロックレートを調整する。これにより、スレーブＣＳ６Ｓ２のクロックをマスタＣＳ６Ｍのクロックに同期させることができ、両者の時刻のずれを解消できる。

図３に示したように、各スレーブＣＳ６Ｓは、マスタＣＳ６Ｍを参照し、同期処理を行う。スレーブＣＳ６Ｓは、同期メッセージ（例えばＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャスト通信されることで、他のスレーブＣＳ６Ｓとの間の処理は発生せず、対マスタＣＳ６Ｍとの間の処理を行う。

マスタＣＳ６Ｍは、同期メッセージ（例えばＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャスト通信された場合、このユニキャスト通信の通信タイミングが異なる場合、各スレーブＣＳとの処理が集中しない、又は集中が緩和される。そのため、マスタＣＳ６Ｍのリソースが不足（例えば、ＣＰＵの能力不足）することを抑制できる。

次に、通信システム１におけるタイムスロットについて説明する。

図４は、通信システム１における複数のＣＳ６間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第１例を示す模式図である。以下、ｎ番目のタイムスロットを「Ｓｌｏｔｎ」とも記載する。タイムスロットは、同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む。

マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、タイムスロットを生成し、各スレーブＣＳ６Ｓに対してタイムスロットに含まれるスロットの１つを割り当てる。つまり、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、スロット制御部としての機能を有する。

スレーブＣＳ６Ｓでは、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１又は同期制御ソフトウェア処理部１４４が、マスタＣＳ６Ｍにより割り当てられたスロットの情報を取得する。スロットの情報は、例えばＬＡＮ３を介した通信により取得されてもよいし、予めスレーブＣＳ６Ｓ毎に定められて記憶部１２に記憶され、記憶部１２から取得されてもよい。つまり、スレーブＣＳ６ＳのＰＨＹ−ＬＳＩ１１又は同期制御ソフトウェア処理部１４４は、取得部としての機能を有する。

ＰＴＰでは、図３に示した同期メッセージ（例えば、Ｓｙｎｃ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）の伝送は、例えば、１秒の周期で繰り返される。

図４では、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４が、タイムスロットの周期である１秒間を１００分割し、１００個のスロットを含むタイムスロットを形成する。つまり、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、１スロットあたり１０ｍｓｅｃの時間を割り当て、０番目のスロットＳｌｏｔ０から９９番目のスロットＳｌｏｔ９９までを形成する。また、１秒周期で同じ動作が繰り返され、９９番目のスロットＳｌｏｔ９９の次に、０番目のスロットＳｌｏｔ０が現れる。

１スロットあたりの時間長を１０ｍｓｅｃとした場合、特定の環境下（例えば、ＯＳとしてＬｉｎｕｘ（登録商標）を使用する環境）において実装を容易にできる。１スロットあたりの時間長が１０ｍｓｅｃとされることは一例であり、１０ｍｓｅｃ以外の時間長が採用されても良い。

図４では、Ｓｌｏｔ０において、ＭａｓｔｅｒとしてのマスタＣＳ６Ｍと全てのスレーブＣＳ６Ｓ（６Ｓ１，６Ｓ２，・・・）との間で、同期メッセージ（Ｓｙｎｃ）がマルチキャストにより通信される（例えば図３の時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ２’参照）。Ｓｌｏｔ１において、Ｓｌａｖｅ１としてのスレーブＣＳ６Ｓ１とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される（例えば図３のＴ３〜Ｔ６参照）。Ｓｌｏｔ２において、Ｓｌａｖｅ２としてのスレーブＣＳ６Ｓ２とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される（例えば図３のＴ３’〜Ｔ６’参照）。

同様に、Ｓｌｏｔ３〜Ｓｌｏｔ９９において、Ｓｌａｖｅ３〜９９としてのスレーブＣＳ（不図示）とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。従って、図４では、最大で９９台のスレーブＣＳが割り当てられる。

図４のタイムスロットを用いる場合、マスタＣＳ６Ｍは、複数（例えば多数）のスレーブＣＳ６Ｓとの間で、同期メッセージを一定の周期で順番に通信できる。これにより、マスタＣＳ６Ｍにおける同期処理が一時期に集中することを抑制でき、マスタＣＳ６Ｍの処理負荷を時間的に分散できる。従って、マスタＣＳ６Ｍが格別に高性能のＣＰＵを内蔵しない場合でも、マスタＣＳ６Ｍにおける処理遅延が抑制され、各ＣＳ６間における同期ずれの発生を抑制できる。

図４に示した各スロットでは、例えばＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）のスロットとは異なり、通信タイミングが厳格に規制されない。従って、仮に１つのスロットにおいて同期メッセージの通信処理が終了しない場合でも、この通信処理が継続されてもよい。この場合、次のスロットの処理開始タイミングが少し遅れる程度の影響が現れるが、マスタＣＳ６Ｍに負荷が集中することは抑制され、マスタＣＳ６Ｍの処理負荷は分散される。

図４では、１周期におけるＳｌｏｔ９９に９９番目のスレーブＣＳ６Ｓに割り当てられることを例示しているが、スレーブＣＳ６Ｓの総数の最大値が９８個に定められ、Ｓｌｏｔ９９がブランクにされてもよい。この場合、Ｓｌｏｔ９９には、同期メッセージを通信するスレーブＣＳ６Ｓが割り当てられない。これにより、各スロットの処理が遅延した場合でも、遅延の影響をＳｌｏｔ９９において吸収でき、次の１周期の処理開始が遅延することを抑制できる。

図４では、１周期におけるスロット数が１００個であることを例示したが、１００個以外でもよい。

図５は、通信システム１における複数のＣＳ６間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第２例を示す模式図である。

図５では、図４と同様に、同期メッセージ（例えば、Ｓｙｎｃ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）の伝送が、１秒の周期で繰り返される。

図５では、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４が、タイムスロットの周期である１秒間を２００分割し、２００個のスロットを含むタイムスロットを形成する。つまり、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、１スロットあたり５ｍｓｅｃの時間を割り当て、Ｓｌｏｔ０からＳｌｏｔ１９９までを形成する。また、１秒周期で同じ動作が繰り返され、Ｓｌｏｔ１９９の次にＳｌｏｔ０が現れる。

図５では、Ｓｌｏｔ０において、マスタＣＳ６Ｍが全てのスレーブＣＳ６Ｓ（６Ｓ１，６Ｓ２，・・・）との間で、同期メッセージ（Ｓｙｎｃ）がマルチキャストにより通信される。Ｓｌｏｔ１において、スレーブＣＳ６Ｓ１とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。Ｓｌｏｔ２において、スレーブＣＳ６Ｓ２とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。

同様に、Ｓｌｏｔ３〜Ｓｌｏｔ１９９において、Ｓｌａｖｅ３〜１９９としてのスレーブＣＳ（不図示）とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。従って、図５では、最大で１９９台のスレーブＣＳが割り当てられる。

従って、図５のタイムスロットを用いる場合でも、図４の場合と同様に、マスタＣＳ６Ｍにおける同期処理が一時期に集中することを抑制でき、マスタＣＳ６Ｍの処理負荷を時間的に分散できる。また、各タイムスロットの時間長が短いため、図４の場合と比べてスレーブＣＳの収容台数を増大できる。例えば、ＣＰＵ１４のオペレーティングシステム（ＯＳ）として、リアルタイムＯＳ（例えばμＩｔｒｏｎ）が採用される場合、図５のように各スロットを細分化することが容易である。

なお、図４の場合と同様に、スレーブＣＳ６Ｓの総数の最大値が１９８個に定められ、Ｓｌｏｔ１９９がブランクにされてもよい。この場合、Ｓｌｏｔ１９９には、同期メッセージを通信するスレーブＣＳ６Ｓが割り当てられない。これにより、各タイムスロットの処理が遅延した場合でも、遅延の影響をＳｌｏｔ１９９において吸収でき、次の１周期の処理開始が遅延することを抑制できる。

図５では、１周期におけるスロット数が２００個であることを例示したが、２００個以外でもよい。

図６は、通信システム１における複数のＣＳ６間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第３例を示す模式図である。

図６では、図４と同様に、同期メッセージ（例えば、Ｓｙｎｃ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）の伝送が、１秒の周期で繰り返される。

図６では、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４が、タイムスロットの周期である１秒間を１００分割し、１００個のスロットを含むタイムスロットを形成する。つまり、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、１スロットあたり１０ｍｓｅｃの時間を割り当て、Ｓｌｏｔ０からＳｌｏｔ９９までを形成する。また、１秒周期で同じ動作が繰り返され、Ｓｌｏｔ９９の次にＳｌｏｔ０が現れる。

図６では、Ｓｌｏｔ０において、マスタＣＳ６Ｍと全てのスレーブＣＳ６Ｓ（６Ｓ１，６Ｓ２，・・・）との間で、同期メッセージ（Ｓｙｎｃ）がマルチキャストにより通信される。Ｓｌｏｔ１において、スレーブＣＳ６Ｓ１，６Ｓ２とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。Ｓｌｏｔ２において、Ｓｌａｖｅ３，Ｓｌａｖｅ４としてのスレーブＣＳ（不図示）とマスタＣＳ６Ｍとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。

同様に、Ｓｌｏｔ３〜Ｓｌｏｔ９９において、Ｓｌａｖｅ３〜９９としてのスレーブＣＳ（不図示）とマスタＣＳ６Ｍと、の間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。ここでは、１つのスロットにおいて、順番に、連続する２つのスレーブＣＳ６Ｓが割り当てられる。従って、図６では、最大で１９８台のスレーブＣＳ６Ｓが割り当てられる。

このように、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、複数のＣＳ６に対して、同一のスロットを割り当ててもよい。

図６のように、各スロットに複数のスレーブＣＳ６Ｓの通信タイミングが割り当てられる場合、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ハードウェア１１２が、タイムスタンプを複数個バッファリングする機能を備えてもよい。

例えば、同期制御ソフトウェア処理部１４４が他の処理（例えば前のスロットの通信に係る処理）の実行中に、次のパケットが受信された場合、同期制御ハードウェア１１２は、受信されたパケットに受信時刻としてのタイムスタンプを付し、バッファする。従って、タイムスタンプが実際の受信時刻から遅れることを抑制できる。同期制御ハードウェア１１２は、同期制御ソフトウェア処理部１４４が上記他の処理の実行が終了した場合、バッファされたパケットを同期制御ソフトウェア処理部１４４へ送る。

これにより、複数のスレーブＣＳ６Ｓに対する同期制御に係る遅延を抑制でき、タイムスロットを細分化しなくても、スレーブＣＳ６Ｓのタイムスロットへの収容台数を増大できる。図６のタイムスロットを用いる場合でも、マスタＣＳ６Ｍにおける同期処理が一時期に集中することを抑制でき、マスタＣＳ６Ｍの処理負荷を時間的に分散できる。

図６では、Ｓｌｏｔ１〜Ｓｌｏｔ９９において、１つのスロット期間に２つのスレーブＣＳ６Ｓの通信が割り当てられることを例示したが、過大に処理負荷が増大しない場合、３つ以上のスレーブＣＳ６Ｓの通信が割り当てられてもよい。

通信システム１によれば、例えば、ＬＡＮ３を介してマスタＣＳ６Ｍに複数のスレーブＣＳ６Ｓが接続された場合でも、タイムスロットを用いることで、各スレーブＣＳ６Ｓの通信タイミングを分散させて管理できる。従って、マスタＣＳ６Ｍの処理負荷を平準化できる。また、スレーブＣＳ６が同期メッセージをユニキャスト送信するので、マルチキャスト送信と比較すると、ＬＡＮ３を流れるパケット量が低減し、ＬＡＮ３におけるネットワーク負荷を平準化できる。よって、各ＣＳ６間での同期精度を向上できる。

また、スレーブＣＳ６Ｓが複数（たとえ多数）存在する場合でも、マスタＣＳ６Ｍにおいて同期確立のための処理が一時期に集中することを抑制できる。即ち、各スレーブＣＳ６Ｓによる同期メッセージが異なるタイムスロットで伝送されるので、マスタＣＳ６Ｍの負荷を時間的に分散でき、同期処理の実行に遅延が生じることを抑制できる。従って、複数のＣＳ６間での同期精度を向上できる。

なお、スレーブＣＳ６がランダムな待ち時間の後に、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔを送信する方式が用いられた場合、一定の負荷平準化効果が得られるが、スレーブＣＳ６の台数が増えた場合の完全な平準化は困難である。これに対し、通信システム１は、タイムスロットを用いることで、通信集中を分散でき、同期精度を向上できる。同期精度が向上することで、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７と各ＣＳ６とがハンドオーバーする場合でも、通話切断が生じる可能性を低減できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、各ＣＳ６が接続されたＬＡＮ３において、同期メッセージのパケットと他のアプリケーションのパケットとが混在することを想定する。

図７は、第２の実施形態における通信システム１Ｂの構成例を示す模式図である。通信システム１Ｂは、図１に示した通信システム１と比較すると、Ｌ２スイッチ４１，４２を備える。Ｌ２スイッチ４１，４２は、例えば、ＬＡＮ３においてデータを中継するスイッチングハブである。通信システム１Ｂでは、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとの間に、Ｌ２スイッチ４１，４２が介在する。

図７では、通信システム１Ｂの一部として、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２、１台のＩＰ電話端末５、２台のＣＳ６、及び２台のＬ２スイッチ４１，４２が簡略化して示されている。実際には、通信システム１Ｂは、第１の実施形態における通信システム１と同様の構成と、スイッチと、を含む。各装置の台数は、図７に示す台数に限られない。

Ｌ２スイッチ４１とＬ２スイッチ４２とが接続されるＬＡＮ３には、例えば、マスタＣＳ６Ｍ及びスレーブＣＳ６Ｓにより通信パケットと、ＩＰ電話端末５により通信されるパケットと、が混在する。例えば、ＩＰ電話端末５がＩＰ電話により通信する場合、ＶｏＩＰパケットが、一定の周期（例えば２０ｍｓｅｃ）で発生する。例えば、同期メッセージのパケットは、１秒周期で発生する。

ＶｏＩＰパケットは、周期的なパケットの一例である。周期的なパケットは、例えば、映像パケットを含んでもよい。例えば、ネットワークカメラ（不図示）がＬ２スイッチ４２に接続された場合、ネットワークカメラが送出する映像のパケットが、ＬＡＮ３において周期的に伝送される。

例えばＶｏＩＰパケットと同期メッセージのパケットとが同時に発生し、Ｌ２スイッチ４１，４２において両パケットが衝突する可能性がある場合、Ｌ２スイッチ４１，４２は、両パケットの少なくとも一方をバッファリングする。バッファリングにより、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓ１との間の伝搬遅延時間に揺らぎが発生する。伝搬遅延時間の揺らぎは、通信システム１Ｂにおいて同期ずれを発生させる。特に、パケットの衝突が連続的に生じる場合、伝搬遅延時間の揺らぎが大きくなり、同期ずれが大きくなる可能性がある。

次に、通信システム１Ｂが図４に示したタイムスロットを用いる場合について説明する。図８は、図４に示したタイムスロットを用いる場合のパケット衝突例を示す模式図である。

図８に示す各スロットの時間長は、１０ｍｓｅｃであり、各スロットを含むタイムスロット１周期の時間長は、１秒（１ｓｅｃ）である。従って、同期メッセージのパケットは、１０ｍｓｅｃ毎にＬＡＮ３を伝送される可能性がある。一方、ＶｏＩＰパケットが伝送される周期は、２０ｍｓｅｃであることを想定する。この場合、ＶｏＩＰパケットは、２０ｍｓｅｃ毎にＬＡＮ３を伝送される可能性がある。従って、同期メッセージのパケットの伝送周期及びタイムスロットの周期と、ＶｏＩＰパケットの伝送周期と、が倍数関係となる。そのため、図８において「×」印で表す時点において、パケット衝突が連続的に発生する可能性がある。

例えば、図８のようにＳｌｏｔ０においてパケット衝突が生じると、２つのスロット毎に連続的にパケット衝突が発生する可能性がある。この場合、次のタイムスロットの周期におけるＳｌｏｔ０においても、再びパケット衝突が発生する可能性がある。従って、Ｓｌｏt０，２，・・・，９８に亘って、高頻度で毎回パケット衝突が発生し、特定のスレーブＣＳ６Ｓは毎回同期メッセージに失敗する可能性がある。特に、Ｓｌｏt０において通信されるＳｙｎｃメッセージは、各ＣＳ６間における同期処理に影響を与えるので、パケット衝突を抑制されることが望まれる。

パケット衝突を回避するためにＬ２スイッチ４１，４２がパケットをバッファリングする場合、Ｌ２スイッチ４１，４２において遅延が生じる。そのため、伝搬遅延時間に揺らぎが生じ、同期ずれが発生する可能性がある。

図９は、通信システム１Ｂにおける複数のＣＳ６間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第１例を示す模式図である。

図９では、図４のタイムスロットとは異なり、タイムスロットの周期が１．２５秒である。つまり、１．２５秒の周期で、同じ動作が繰り返される。図９のタイムスロットは、伝送周期が異なること以外は、図４に示したタイムスロットと同様であるので、図４と同様の部分については、説明を省略する。

図９では、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４が、タイムスロットの周期である１．２５秒間を１００分割し、１００個のスロットを含むタイムスロットを形成する。つまり、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、１スロットあたり１２．５ｍｓｅｃの時間を割り当て、Ｓｌｏｔ０からＳｌｏｔ９９までを形成する。また、１．２５秒周期で同じ動作が繰り返され、Ｓｌｏｔ９９の次にＳｌｏｔ０が現れる。

図９では、タイムスロットの周期とＶｏＩＰパケットの伝送周期とが倍数関係からずれている。そのため、図８の場合と比較すると、図９の場合にはパケット衝突が発生する頻度が低下する。図９では、「×」印により示された箇所が、パケット衝突が生じる可能性のある時点である。例えば、Ｓｌｏｔ０においてＳｙｎｃメッセージの伝送時にパケット衝突が発生する場合でも、１．２５秒後の次回のＳｙｎｃメッセージの伝送時には、パケット衝突が回避される。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、図８に示した図４のタイムスロットを用いた場合の各パケットの伝送タイミングと、図９のタイムスロットを用いた場合の各パケットの伝送タイミングと、の一例を示す模式図である。図１０（Ａ）は、図４のタイムスロットを用いた場合を例示し、タイムスロットの周期が１秒とされた場合を例示する。図１０（Ｂ）は、図９のタイムスロットを用いた場合を例示し、タイムスロットの周期が１．２５秒とされた場合を例示する。

図１０（Ａ）では、２０ｍｓｅｃ毎に連続的にパケット衝突が発生する可能性がある。１０（Ａ）では、パケット衝突の可能性がある時点が、「×」印により示されている。図１０（Ｂ）では、１００ｍｓｅｃ毎に連続的にパケット衝突が発生する可能性がある。図１０（Ｂ）では、パケット衝突の可能性がある時点が、「×」印により示されている。図１０（Ａ），（Ｂ）を参照すると、タイムスロットの周期を１秒から１．２５秒に変更した場合、パケット衝突の発生頻度が小さくなり、例えば１／５程度になることが理解できる。

図９のタイムスロットを用いることで、タイムスロットの周期とＶｏＩＰパケットの伝送周期とが非倍数関係になる。非倍数関係とは、一方の周期が他方の周期の整数倍又は整数分の１であることを意図している。つまり、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、タイムスロットの周期とＶｏＩＰパケットの伝送周期とが非倍数関係となるように、タイムスロットの周期を制御してもよい。これにより、タイムスロットの周期とＶｏＩＰパケットの伝送周期とが倍数関係にある場合と比較すると、パケット衝突の発生頻度を低減できるので、複数のＣＳ６間における同期精度を向上できる。

図１１は、通信システム１Ｂにおける複数のＣＳ６間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの第２例を示す模式図である。

図１１では、タイムスロットに含まれるスロット数が、９９個又は１００個とされる。同期制御ソフトウェア処理部１４４は、９９個のスロットを用いた場合のタイムスロットの周期と、１００個のタイムスロットを用いた場合のタイムスロットの周期と、を交互に繰り返すよう制御する。図１１では、各タイムスロットの時間長は、例えば１０ｍｓｅｃでもよいし、１０ｍｓｅｃでなくてもよい。９９個のスロットを含むタイムスロットの１サイクルの周期は、９９０ｍｓｅｃとなり、１００個のスロットを含むタイムスロットの１サイクルの周期は、１０００ｍｓｅｃとなる。

図１１のタイムスロットを用いる場合、２０ｍｓｅｃ周期で発生するＶｏＩＰパケットと同期メッセージのパケットとのパケット衝突が発生する頻度を、更に低減できる。例えば、図１１では、タイムスロットの最初の１サイクルＣ１（９９０ｍｓｅｃ）において、Ｓｌｏｔ０のＳｙｎｃメッセージの伝送時にパケット衝突が発生する可能性がある。一方、Ｃ１に後続する１サイクルＣ２，Ｃ３では、Ｓｌｏｔ０のＳｙｎｃメッセージの伝送時にＶｏＩＰパケットとの間でパケット衝突が発生しない。

図１１では、９９０ｍｓｅｃのサイクルＣ１，Ｃ３と、１０００ｍｓｅｃのサイクルＣ２，Ｃ４とが、交互に出現する。これにより、パケットの伝送周期が２０ｍｓｅｃのＶｏＩＰパケットに限らず、ＶｏＩＰパケット以外の様々な周期的なパケット（例えば映像パケット）と同期メッセージのパケットとにおける連続的なパケット衝突の頻度を低減できる。

なお、タイムスロットに含まれるスロット数として、９９個と１００個とが交互に反復されることを例示したが、タイムスロットの周期毎に、スロット数が３種類以上の様々な数に変更されてもよい。また、スロット数が周期的に一定の値に変化するのではなく、スロット数が任意の値に変更されてもよい。また、タイムスロットの周期毎に毎回変更されず、不規則なタイミングにおいて、タイムスロットに含まれるスロット数が変更されてもよい。

図１１のタイムスロットを用いることで、タイムスロットの周期と周期的なパケットの伝送周期とが非倍数関係になり易い。つまり、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、タイムスロットの周期とＶｏＩＰパケットの伝送周期とが非倍数関係となるように、タイムスロットに含まれるスロット数を制御してもよい。同期制御ソフトウェア処理部１４４は、タイムスロットの１周期毎に、スロット数を変更してもよい。この場合、タイムスロットの周期と周期的なパケットの伝送周期とが常に倍数関係にある場合と比較すると、パケット衝突の発生頻度を低減できるので、複数のＣＳ６間における同期精度を向上できる。

なお、本実施形態では、通信システム１ＢにおいてＬ２スイッチ４１，４２が設けられることを例示したが、他のスイッチが設けられてもよい。他のスイッチは、例えば、マルチキャスト通信が可能なハードウェアスイッチであり、Ｌ３スイッチを含む。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

上記実施形態では、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージがユニキャスト送信されることを例示したが、マルチキャスト送信されてもよい。マルチキャスト送信される場合でも、タイムスロットを用いて通信されることで、マスタＣＳ６Ｍにおいてメッセージ交換が集中することを抑制でき、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

（本発明の一態様の概要）
本発明の一態様の通信装置は、ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、他の各通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信部と、備える。

この構成によれば、例えば他の通信装置が多数存在する場合でも、同期確立のための処理が一時期に集中することを抑制できる。例えば、他の各通信装置による同期メッセージが異なるスロットで伝送されるので、当該通信装置の処理負荷を時間的に分散でき、同期処理の実行に遅延が生じることを抑制できる。従って、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記スロット制御部が、他の第１の通信装置と他の第２の通信装置とに対して、同一のスロットを割り当てる。

この構成によれば、複数の通信装置に対して同じスロットを割り当てて、同期メッセージを通信できる。この場合でも、同期メッセージの通信タイミングが一部重複しても、多数の通信装置との間で一斉に通信する場合と比較すると、処理負荷を軽減でき、平準化でき、同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記スロット制御部が、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記タイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御する。

この構成によれば、周期的に伝送されるパケットと同期メッセージのパケットとがネットワーク上に混在する場合でも、両パケットが衝突する可能性を低減できる。従って、例えば、パケットの再送の頻度又はネットワーク上に設けられたスイッチにおけるパケットの遅延を低減できるので、各通信装置間において安定した伝搬遅延を維持できる。よって、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記スロット制御部が、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記タイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットに含まれるスロット数を制御する。

この構成によれば、周期的に伝送されるパケットと同期メッセージのパケットとがネットワーク上に混在する場合でも、両パケットが衝突する可能性を低減できる。従って、例えば、パケットの再送の頻度又はネットワーク上に設けられたスイッチにおけるパケットの遅延を低減できるので、各通信装置間において安定した伝搬遅延を維持できる。よって、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記スロット制御部が、前記タイムスロットの１周期毎に、前記スロット数を変更する。

この構成によれば、1周期毎にタイムスロットの周期が変更となるので、様々な周期的なパケットに対して、同期メッセージとのパケット衝突の可能性を低減できる。これにより、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記他のデータが、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを含む。

この構成によれば、ＶｏＩＰパケットと同期メッセージとのパケット衝突の頻度を低減でき、当該通信装置と他の通信装置間での同期精度を向上できる。従って、例えば、通信装置の配下に接続された電話端末による音声通話の品質を向上できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記通信部が、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠して通信する。

この構成によれば、ＩＥＥＥ１５８８規格に応じて、他の通信装置との間で時刻同期できる。

本発明の一態様の通信装置は、前記同期メッセージは、Ｓｙｎｃメッセージ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ、及びＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを含む。

この構成によれば、ＩＥＥＥ１５８８の各同期メッセージを用いて、他の通信装置との間で時刻同期できる。

本発明の一態様の通信装置は、ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットから割り当てられた所定のスロットの情報を取得する取得部と、前記他の通信装置との間で、前記所定のスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信部と、前記同期メッセージに応じて、当該通信装置のクロックを補正するクロック補正部と、を備える。

この構成によれば、通信装置は、他の通信装置により割り当てられたスロットを用いて、同期メッセージを通信できる。従って、例えば、異なるスロット（タイミング）において、各通信装置が送信先の他の通信装置に同期メッセージを通信することで、他の通信装置の処理負荷を時間的に分散でき、同期処理の実行に遅延が生じることを抑制できる。従って、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信システムは、ネットワークを介して第１の通信装置と第２の通信装置との間で通信する通信システムであって、前記第１の通信装置は、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、各第２の通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する第１の通信部と、を備え、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置により前記第２の通信装置に対して割り当てられた所定のスロットの情報を取得する取得部と、前記第１の通信装置との間で、前記所定のスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する第２の通信部と、前記同期メッセージに応じて、前記第２の通信装置のクロックを補正するクロック補正部と、を備える。

この構成によれば、第１の通信装置は、例えば第２の通信装置が多数存在する場合でも、同期確立のための処理が一時期に集中することを抑制できる。例えば、各第２の通信装置による同期メッセージが異なるスロットで伝送されるので、第１の通信装置の処理負荷を時間的に分散でき、同期処理の実行に遅延が生じることを抑制できる。従って、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信方法は、ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置における通信方法であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるステップと、他の各通信装置との間で、前記割り当てられたスロットを用いて、前記同期メッセージを通信するステップと、を有する。

この方法によれば、例えば他の通信装置が多数存在する場合でも、同期確立のための処理が一時期に集中することを抑制できる。例えば、他の各通信装置による同期メッセージが異なるスロットで伝送されるので、当該通信装置の処理負荷を時間的に分散でき、同期処理の実行に遅延が生じることを抑制できる。従って、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明の一態様の通信方法は、ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置における通信方法であって、同期メッセージを通信するための複数のスロットから割り当てられた所定のスロットの情報を取得するステップと、前記他の通信装置との間で、前記所定のスロットを用いて、前記前記同期メッセージを通信するステップと、前記同期メッセージに応じて、前記通信装置のクロックを補正するステップと、を有する。

この方法によれば、通信装置は、他の通信装置により割り当てられたスロットを用いて、同期メッセージを通信できる。従って、例えば、異なるスロット（タイミング）において、各通信装置が送信先の他の通信装置に同期メッセージを通信することで、他の通信装置の処理負荷を時間的に分散でき、同期処理の実行に遅延が生じることを抑制できる。従って、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。

本発明は、複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置、通信システム、及び通信方法等に有用である。

１，１Ｂ 通信システム
２ ＩＰ−ＰＢＸ主装置
３ ＬＡＮ
４ ＩＰ−ＤＥＣＴセルステーション
５ ＩＰ電話端末
６ セルステーション（ＣＳ）
６Ｍ マスタＣＳ
６Ｓ，６Ｓ１，６Ｓ２ スレーブＣＳ
７ ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末
１０ ＤＥＣＴ無線部
１１ ＰＨＹ−ＬＳＩ
１１１ ＰＨＹブロック
１１２ 同期制御ハードウェア
１２ 記憶部
１３ 状態表示部
１４ ＣＰＵ
１４１ ＶｏＩＰ処理部
１４２ ＴＣＰ−ＩＰブロック
１４３ ＭＡＣブロック
１４４ 同期制御ソフトウェア処理部

Claims (10)

1. ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置であって、
   同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、
   他の各通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信部と、
   を備え、
   前記スロット制御部は、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御する、通信装置。
2. ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置であって、
   同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、
   他の各通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信部と、
   を備え、
   前記スロット制御部は、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットに含まれるスロット数を制御する、通信装置。
3. 請求項１または２に記載の通信装置であって、
   前記スロット制御部は、他の第１の通信装置と他の第２の通信装置とに対して、同一のスロットを割り当てる、通信装置。
4. 請求項２に記載の通信装置であって、
   前記スロット制御部は、前記タイムスロットの１周期毎に、前記スロット数を変更する、通信装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の通信装置であって、
   前記他のデータは、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを含む、通信装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の通信装置であって、
   前記通信部は、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠して通信する、通信装置。
7. 請求項６に記載の通信装置であって、
   前記同期メッセージは、Ｓｙｎｃメッセージ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ、及びＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを含む、通信装置。
8. ネットワークを介して第１の通信装置と第２の通信装置との間で通信する通信システムであって、
   前記第１の通信装置は、
   同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御部と、
   各第２の通信装置との間で、前記割り当てられた各スロットを用いて、前記同期メッセージを通信する第１の通信部と、
   を備え、
   前記スロット制御部は、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御し、
   前記第２の通信装置は、
   前記第１の通信装置により前記第２の通信装置に対して割り当てられた所定のスロットの情報を取得する取得部と、
   前記第１の通信装置との間で、前記所定のスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する第２の通信部と、
   前記同期メッセージに応じて、前記第２の通信装置のクロックを補正するクロック補正部と、
   を備える通信システム。
9. ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置における通信方法であって、
   同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御ステップと、
   他の各通信装置との間で、前記割り当てられたスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信ステップと、
   を有し、
   前記スロット制御ステップでは、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットの周期を制御する、通信方法。
10. ネットワークを介して他の通信装置との間で通信する通信装置における通信方法であって、
    同期メッセージを通信するための複数のスロットを生成し、当該通信装置及び他の各通信装置に対して各スロットを割り当てるスロット制御ステップと、
    他の各通信装置との間で、前記割り当てられたスロットを用いて、前記同期メッセージを通信する通信ステップと、
    を有し、
    前記スロット制御ステップでは、前記ネットワークを介して、他のデータが所定周期毎に伝送される場合、前記複数のスロットを含むタイムスロットの周期と前記所定周期とが非倍数関係となるように、前記タイムスロットに含まれるスロット数を制御する通信方法。

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