JPH07170283A - 時刻同期をベースにしたノード間同期信号分配網および時刻再生方式 - Google Patents

時刻同期をベースにしたノード間同期信号分配網および時刻再生方式

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JPH07170283A
JPH07170283A JP5316316A JP31631693A JPH07170283A JP H07170283 A JPH07170283 A JP H07170283A JP 5316316 A JP5316316 A JP 5316316A JP 31631693 A JP31631693 A JP 31631693A JP H07170283 A JPH07170283 A JP H07170283A
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JP
Japan
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time
node
signal
network
station
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JP5316316A
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English (en)
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Shinji Suzuki
慎治 鈴木
Yutaka Fukushima
豊 福島
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通信網の基準時刻を分配する方式において、
伝送路遅延、局内遅延がある場合でもスレーブ局時刻を
マスタ局基準時刻に一致させ得るとともに、時刻合せ用
パスを少なくする。 【構成】 基準時刻を作成するノードを設け、階層順位
に従って基準時刻を分配するノード間同期信号分配網に
おいて、上位ノード1の基準時刻信号TMと下位ノード
2の時刻信号TSを互いに通知し、上位ノード1は基準
時刻信号TM発生時刻Tmから下位ノード2からの時刻
信号TS受信時刻Ts´までの上位局時間差TDMを測
定して下位ノード2に対し通知し、下位ノード2で時刻
信号TS発生時刻Tsから基準時刻信号TM受信時刻T
m´までの下位局時間差TDSを測定し、下位ノード2
は、時間差TDSを時間差TDMに等しくなるよう時刻
信号TSを変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通信網内で信号系とは別
のクロック同期網での同期方法に関する。また、本発明
は網内のノード(以降、局)間の時刻同期を行う通信網
において、複数局に時刻を伝達する装置および方式なら
びに時刻の伝達遅延を補正する装置および方式に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通信網内で用いる時刻については、伝送
路や交換機などの通信網構成設備類の時間的関連性を管
理することや、通信網内で稼働するコンピュータ特に地
理的に分散したコンピュータ間でファイル転送や分散処
理を行うに必要な時刻を管理するには、局間の時刻の整
合をとることが必要である。このような用途における時
刻の一致精度は数10μSが要求される。更に障害管理
面では、より高い精度が期待されている。通信網は多種
の装置で構成され、一つの端末−端末間のパス上には多
数の装置が存在する。このため、一つの障害がパス上の
多数の装置により種々の障害として検出され、その因果
関係を究明するには多大の困難がある。複数の障害が短
時間で発生した場合は、更に因果関係を究明することが
困難となる。この場合、正確な障害発生時刻の検出によ
り、これらの因果関係の究明を簡明にすることが可能と
なる。
【0003】更に、通信パスを切替える場合、障害とみ
なされないためには時刻の一致精度は1μS以下の精度
であることも期待される。
【0004】また、移動通信方式では、無線基地局(C
S)間でチャネルが衝突することを避けるため、無線基
地局間で送受信のタイミング同期をとることが望まし
く、時刻の一致精度は数10μSの精度が要求される。
【0005】時刻を一致させるためには局間のクロック
一致精度を高めなくてはならないが、局間の伝送遅延量
の変動や、クロック供給に関する回路の位相変動が周波
数の誤差を発生させることから、これらの変動を補正、
抑圧することが必要である。
【0006】以上のような背景から、これまで網内の局
間で時刻を一致させる方法としては、電子情報通信学会
技報 CS−37,1988 「位相(時間)同期網の
一検討」で述べられている以下の方法がある。網内の基
準時刻を発生するマスタ局を設け、マスタ局からの時刻
に同期するスレーブ局へ伝送遅延計測信号を出力し、ス
レーブ局では該識別信号を受信後マスタ局へ折り返し送
出する。マスタ局ではスレーブ局から折り返し送出した
伝送遅延計測信号と自局で送出した伝送遅延計測信号と
の時間差を測定し、スレーブ局に対する時刻信号に測定
値を二分の一にした時間を補正してスレーブ局へ送出す
る。スレーブ局ではマスタ局からの時刻信号を再生する
だけでマスタ局に同期することができる。
【0007】また、1992年電子情報通信学会秋季大
会 B−279 「TDMA−TDA通信システムにお
けるTDMAフレーム同期方式の一検討」で述べられて
いるように、局間でフレーム同期をとるために全局間で
自局と他局の位相差を測定し、他局に位相差の測定結果
を転送して全局間の位相差の平均を求め、これを自局の
フレーム位相に設定することにより自局のフレーム位相
を他の局と一致させる相互同期方法がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の方法
は、マスタ局が伝送遅延を補正する際に、スレーブ局か
らの折り返し伝送遅延計測信号を用いているために、局
間伝送遅延の他に、上記伝送遅延計測信号を伝送路デー
タに重畳する際の遅延やスレーブ局もしくはマスタ局内
で伝送路データの位相変動を吸収するバッファメモリを
通り上記伝送遅延計測信号を分離する際の遅延等の局内
遅延が存在すると、その分が補正しきれず位相誤差とな
ってしまう。
【0009】更に、相互同期方式では全ての局に対して
時刻合せ用パスを作成する必要があり、位相差の演算装
置も必要となり、その構成は複雑である。
【0010】本発明の目的は、通信網の基準時刻を分配
する方式において、伝送路遅延や局内遅延がある場合で
も、スレーブ局時刻をマスタ局基準時刻に一致させ得る
装置または方式を提供すること、時刻合せ用パスを少な
くした装置または方式を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、同期網の構成を以下の様に構成する。
【0012】(1)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配する。
【0013】(2)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網
において、下位階のノードは、上位階のノードから前記
基準時刻信号を受信し、該基準時刻と自己のもつ時刻と
の差分に基づいて自己の時刻を上位階ノードの基準時刻
に合致させるように自己の発振周波数を調整する。
【0014】(3)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網
において、下位階のノードは、上位階のノードから前記
基準時刻信号を受信し、該基準時刻と自己のもつ時刻と
の差分に基づいて自己の時刻を上位階ノードの基準時刻
に合致させるように自己の時刻の発振タイミングを調整
する。
【0015】(4)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網
において、下位階のノードは、上位階のノードから前記
基準時刻信号を受信し、該基準時刻と自己のもつ時刻と
の差分に基づいて自己の時刻を上位階ノードの基準時刻
に合致させるように自己の時刻の発振位相を調整する。
【0016】(5)基準時刻の詳細タイミングを分配す
るための基準時刻信号としてフレーム信号を用いる。
【0017】(6)基準時刻の詳細タイミングを分配す
るための基準時刻信号としてマルチフレーム信号を用い
る。
【0018】(7)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網
における時刻再生方式において、時刻分配上位ノードか
ら受信する伝送信号中のフレーム信号またはマルチフレ
ーム信号もしくは時刻信号を受信側ノード内クロックに
同期タイミングを合わせるための装置内バッファメモリ
に入力する前に、フレーム同期回路またはマルチフレー
ム同期回路において前記基準時刻信号を再生する。
【0019】(8)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網
における時刻再生方式において、時刻分配上位ノードと
時刻分配下位ノードの間で互いの時刻信号を通知し、各
ノードは自己ノードでの時刻信号の発生時刻から相手ノ
ードからの時刻信号の受信時刻までの時間差を測定し、
時刻分配上位ノードは時刻分配下位ノードに対し測定し
た前記時間差を通知し、時刻分配下位ノードは自己ノー
ド内で測定した前記時間差と、前記時刻分配上位ノード
から通知される時間差が等しくなるよう自己の時刻信号
を変化させる。
【0020】(9)網内に網全体の基準時刻を作成する
ノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に
従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網
において、時刻分配上位ノードから受信する伝送信号中
のフレーム信号またはマルチフレーム信号もしくは時刻
信号を受信側ノード内クロックに同期タイミングを合わ
せるための装置内バッファメモリに入力する前に、フレ
ーム同期回路またはマルチフレーム同期回路において前
記基準時刻信号を再生する機能を有する伝送端局装置を
持つ。
【0021】(10)網内に網全体の基準時刻を作成す
るノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位
に従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配
網において、時刻分配上位ノードと時刻分配下位ノード
の間で互いの時刻信号を通知し、自己ノードでの時刻信
号の発生時刻から相手ノードからの時刻信号の受信時刻
までの時間差を測定し、時刻分配上位ノードは時刻分配
下位ノードに対し測定した時間差を通知し、時刻分配下
位ノードは自己ノード内で測定した前記時間差と前記時
刻分配上位ノードから通知される時間差が等しくなるよ
う自己の時刻信号を変化させる機能の各機能を有する網
同期装置を持つ。
【0022】(11)下位階ノードの網同期装置は、時
間差を調整する手段として出力のクロックの速度を変化
させる機能を持つ。
【0023】(12)網内に網全体の基準時刻を作成す
るノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位
に従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配
網において、ノード間の時刻を分配するためのマルチフ
レーム同期信号の周期を、移動体基地局と移動体端末間
のピンポン同期の周期と同一またはピンポン同期周期の
n倍とする。
【0024】(13)網内に網全体の基準時刻を作成す
るノードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位
に従って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配
網において、網内で使用される複数の種類のディジタル
移動体通信網の無線区間の同期周期の最小公倍数または
同期周期の整数倍の周期のマルチフレーム同期信号を使
用する。
【0025】
【作用】以上のような手段を組み合わせることによって
以下のような作用がある。 (1)基準時刻は基準時刻を発生する局からフレーム信
号またはマルチフレーム信号を用いて階層的に分配する
ので簡単な網構成で時刻を分配できる。さらに、局内パ
ス数も全ての局に対して必要でなくなるので、コストを
低減することが可能となる。
【0026】(2)時刻分配上位局では、時刻分配下位
局からのフレーム信号をバッファメモリに入力する前に
取り出し、自局時刻との時間差を測定して時刻分配下位
局に該時間差を送出しているので、局内遅延発生を防ぐ
ことができる。時刻分配下位局では、時刻分配上位局か
ら分配された時刻信号をバッファメモリに入力する前に
取り出し、自局内時刻との時間差を測定しているので、
局内遅延発生を防ぐことができる。時刻分配下位局の時
刻発生手段は、時刻分配上位局から送出された時間差と
自局内で測定した時間差とが等しくなるように時刻発生
時間を補正制御するので、局間の位相差を補正すること
ができる。これにより局内遅延の発生をほとんど無視す
ることができ、時刻分配上位局と時刻分配下位局間の伝
送路遅延分のみの補正で済むようになり、また、伝送路
遅延の補正も時刻発生手段により行われるため、時刻分
配上位局と時刻分配下位局の時刻は等しくなる。従っ
て、本発明は前記問題点を解決できる。
【0027】
【実施例】本発明に係るノード間同期信号分配網の概念
を、図1を用いて説明する。本発明に係るノード間同期
信号分配網は、上位階ノードを形成するマスター局(時
刻分配上位局)1と、下位階ノードを形成する複数のス
レーブ局(時刻分配下位局)2−1,2−2と、該スレ
ーブ局を時刻分配上位局(マスター局)とするスレーブ
局3−1,3−2,3−3,3−4が階層状に接続され
て構成される。
【0028】マスター局1は、直下の下位スレーブ局2
−1,2−2へ向けて基準時刻信号TMを送信する機能
を有している。さらに、マスター局1は、基準時刻信号
TM発生時刻Tmとスレーブ局2−1またはスレーブ局
2−2からの時刻信号TSを受信した時刻Ts´との上
位局時間差TDMを測定し該時間差信号TDMをスレー
ブ局2−1またはスレーブ局2−2に向けて送出する機
能を有している。マスター局1からの基準時刻信号(時
刻信号)TMを受信するスレーブ局2−1またはスレー
ブ局2−2は、それぞれ時間差測定器21と時刻発生器
22を有している。時間差測定器21は、時刻発生器2
2から出力される自己の時刻信号TSの発生時刻Tsと
上位局からの基準時刻信号TMの受信時刻Tm´との下
位局時間差TDSを測定する機能を有し、時刻発生器2
2は、マスター局1から受信した時間差信号TDMと自
局において測定した時間差信号TDSとの差分が0にな
るようにその発信周波数が調整される。このことによっ
て、時刻発生器22から時刻信号TSが出力される時刻
Tsは、基準時刻信号TMの発生時刻Tmに合致され
る。同様に、スレーブ局2−1およびスレーブ局2−2
は、時刻分配上位局としてそれぞれ同様の構成を持つ下
位のスレーブ局3−1,3−2,3−3,3−4へ向け
て基準時刻信号TMを送信する。
【0029】以下、本発明の一実施例を詳細に説明す
る。図2は、図1に示したノード間同期信号分配網で時
刻を一致させるための時刻分配局(ノード)の具体的な
構成を示す図である。同図において、図1と同じ参照符
号は同じ構成要素を示す。時刻分配上位局(マスター
局)1は、時刻分配上位局のクロック並びに時刻を作成
する発振器をもつ網同期装置(DCS)113(時刻分
配上位局クロック発生器)と、時刻分配下位局との間で
データ伝送を行う伝送装置114と、時刻分配上位局の
交換動作を行うスイッチ115とから構成される。前記
伝送装置114は、時刻分配上位局1内で発生した基準
時刻信号TMの発生時刻Tmと時刻分配下位局2からの
時刻信号TSの受信時刻Ts´との時間差を抽出する時
間差測定器(PC)111と、時刻分配下位局2から受
信したマルチフレームから時刻信号TSを抽出するフレ
ーム抽出器116と、データ書込みを時刻分配下位局2
の伝送速度クロックで行い、データ読出しを時刻分配上
位局1の伝送速度クロックで行うバッファメモリ(E
S)118と、スイッチ115から送られてきたフレー
ム信号に網同期装置(DCS)113から送られてきた
基準時刻信号TMと時間差測定器111から送られてき
た時間差データTDMを重畳する多重化器119と、時
間差測定器111で測定した時間差データTDMをシリ
アルデータに変換するパラレル−シリアル変換器(P/
S)120とから構成される。時刻分配下位局(スレー
ブ局)2は、時間差測定器211ならびに時刻発生器2
12を有し時刻信号TSおよび伝送速度クロックならび
にフレーム信号を発生する網同期装置(DCS)213
と、時刻分配上位局1との間でデータ伝送を行う伝送装
置214と、時刻分配下位局2の交換動作を行うスイッ
チ215とから構成される。伝送装置214は、時刻分
配上位局1からの基準時刻信号TMをマルチフレームか
ら抽出するフレーム抽出器216と、時刻分配上位局1
からシリアルデータで転送されてくる位相差データ(時
間差信号TDM)をパラレルデータに変換するシリアル
−パラレル変換器(S/P)217と、データ書込みを
時刻分配上位局1の伝送速度クロックで行い、データ読
出しを時刻分配下位局2の伝送速度クロックで行うバッ
ファメモリ(ES)218と、時刻分配下位局2の時刻
信号TSをフレームに重畳する多重化器219から構成
される。
【0030】図3は、図2に示された時刻分配局の各局
における動作フローを示すフロー図であり、図4は、局
間での時刻一致の手法を示すタイムチャートである。次
に、図2、図3、図4を用いて動作を説明する。時刻分
配上位局1は、該時刻分配上位局1内に設けた網同期装
置113で時刻Tmに発生した基準時刻信号TMを、多
重化装置119においてフレーム若しくはマルチフレー
ムに重畳して、時刻分配下位局2に向けて送出する(S
11)。同様に時刻分配下位局2は、該下位局内に設け
た網同期装置213で時刻Tsに発生した時刻信号TS
を、多重化装置219においてマルチフレームに重畳し
て時刻分配上位局1に向けて送出する(S21)。時刻
分配上位局1は、時刻分配下位局2からのフレーム若し
くはマルチフレームから受信した時刻信号TSをフレー
ム抽出器116で抽出し(S12)、時刻分配上位局1
が基準時刻信号TMを発生した時刻Tmから該時刻信号
TSを受信した時刻Ts´までの上位局時間差TDMを
時間差測定器PC111で測定する(S13)。時刻分
配上位局1は、時間差測定器111で測定した上位局時
間差TDMを、パラレル−シリアル変換器120を通し
シリアル信号に変換した後、多重化装置119を介して
マルチフレームの空き時間を利用して時刻分配下位局2
へ送出する(S14)。
【0031】時刻分配下位局2は、時刻分配上位局1か
ら受信したフレーム若しくはマルチフレームに重畳した
基準時刻信号TMをフレーム抽出器216で抽出し、網
同期装置213に入力する(S22)。また、時刻分配
下位局2は、時刻分配上位局1から送られてくるマルチ
フレームの空き時間に重畳した時間差信号TDMをフレ
ーム抽出器216で抽出し、シリアル−パラレル変換器
217によりパラレル信号に変換して、時刻分配上位局
1で測定した上位局時間差TDMに復元し、下位局内に
設けた網同期装置213に入力する(S24)。
【0032】時刻分配下位局2内に設けた網同期装置2
13は、自己の出力する時刻信号TSを出力した時刻T
sから時刻分配上位局1から出力された基準時刻信号T
Mを受信した時刻Tm´までの下位局時間差TDSを時
間差測定器211で測定し(S23)、該下位局時間差
TDSと時刻分配上位局1で測定した上位局時間差TD
Mに基づいて、時刻分配上位局1の基準時刻信号TM発
生時刻Tmと時刻分配下位局2での時刻信号TS発生時
刻Tsとが等しくなるように時刻発生器212の時刻信
号発生時刻Tsと発振周波数を調整する(S25)。
【0033】再び時刻信号発生時刻Tmになると、時刻
分配上位局1は基準時刻信号TMを、時刻分配下位局2
は時刻信号TSをそれぞれ送出し、上記動作をくり返
す。
【0034】時刻分配下位局2に設けた時刻発生器21
2の時刻信号TS発生時刻Tsと発振周波数を調整する
ためには、時刻分配上位局1の基準時刻信号TM発生時
刻Tmから時刻分配下位局2の時間差測定器PC211
に時刻分配上位局1の基準時刻信号TMが到達するまで
の伝送遅延時間Tt1と、時刻分配下位局2の時刻信号
TS発生時刻Tsから時刻分配上位局1の時間差測定器
PC111に時刻分配下位局2の時刻信号TSが到達す
るまでの伝送遅延時間Tt2を打ち消す必要がある。こ
こで、伝送遅延時間Tt1と伝送遅延時間Tt2は、同
一の接続経路を通るので等しいと考えると、時刻分配上
位局1で測定した上位局時間差TDMは下式で表すこと
ができる。
【数1】 また、時刻分配上位局1での基準時刻信号TM発生時刻
Tmと時刻分配下位局2での時刻信号TS発生時刻Ts
の関係は下式で表すことができる。
【数2】
【0035】上記(数1)および(数2)から、時刻分
配下位局2での時刻信号TS発生時刻Tsと時刻分配上
位局1での基準時刻信号TM発生時刻Tmが一致するた
めには、時刻分配下位局2での下位局時間差TDSが時
刻分配上位局1での上位局時間差TDMに等しくなれば
よいことがわかる。
【0036】よって、時刻分配下位局2内に設けた網同
期装置213では、下位局時間差TDSと上位局時間差
TDMの差分をとり、これを該網同期装置213内に設
けた時刻発生器212の時刻信号TS発生時刻Tsと発
振周波数を制御する信号に用いて、差分が0になるよう
フィードバック制御する。これにより、時刻分配上位局
1から時刻分配下位局2への伝送遅延時間Tt1と時刻
分配下位局2から時刻分配上位局1への伝送遅延時間T
t2を打ち消し、下位局時間差TDSを上位局時間差T
DMに等しくすること、即ち、時刻分配下位局2での時
刻信号TS発生時刻Tsを時刻分配上位局1での基準時
刻信号TM発生時刻Tmに一致させることができる。
【0037】図5は、各ノード間で時刻を伝達するため
の方法を詳細に示した図である。同図は、時刻分配上位
局1から時刻分配下位局2へ時刻を伝達する例であり、
時刻分配下位局2から時刻分配上位局1へ時刻を伝達す
る場合も同一方法で行うことができる。同図において、
図2と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。時刻分配上
位局1は、網同期装置DCS113と、該網同期装置1
13からの8kフレーム信号および基準時刻信号TMな
らびに位相差データからマルチフレームを作成するマル
チフレーム作成器121と、前記網同期装置113の出
力クロックに同期する伝送速度クロックから、伝送路に
送出するデータDATAを指定する信号を出力するアド
レスデコーダ122と、前記マルチフレーム作成器12
1からの出力と前記アドレスデコーダの出力の論理積を
とるAND回路123と、送出データDATAと前記ア
ドレスデコーダ122出力信号の論理積をとるAND回
路124およびAND回路125と、前記各AND回路
123,124,125の出力の論理和をとるOR回路
126と、伝送速度クロックのタイミングで動作するフ
リップフロップ回路127とから構成される。時刻分配
下位局2は、伝送路のデータ中に含まれる伝送速度クロ
ック成分を抽出するフィルタ221と、網同期装置DC
S213と、フレーム抽出器216と、シリアル−パラ
レル変換器217と、バッファメモリ218とから構成
される。フレーム抽出器216は、伝送路のデータを一
時的に蓄積するシフトレジスタ222と、前記シフトレ
ジスタ222の出力からフレームビットを抽出するフレ
ーム同期回路223と、前記フレーム同期回路で抽出し
たフレームビットの配列によりフレーム識別するマルチ
フレーム同期回路224とから構成される。
【0038】この時刻伝達方式においては、以下のよう
にして時刻の分配を行う。時刻分配上位局1において、
マルチフレーム作成回路121は、フレーム信号を該局
内に設けた網同期装置113から出力される8kフレー
ム周期毎に作成し、同時にアドレスデコーダ122は、
AND回路123をオープンする信号を出力する。
【0039】アドレスデコーダ122は、8kフレーム
のタイミング以外では伝送クロックに同期してAND回
路124またはAND回路125のうち何れか一つをオ
ープンする信号を出力する。AND回路123またはA
ND回路124もしくはAND回路125の出力はOR
回路126を通り、ゲート遅延を吸収するために伝送速
度クロックで動作するフリップフロップ127を通り伝
送路へ出力される。基準時刻信号TMは8kフレームビ
ットの空きビットにマルチフレームを組み重畳される。
位相差データも8kフレームビットの空きビットに重畳
される。
【0040】図6に、基準時刻信号TMおよび上位局時
間差信号TDMを転送するためのフレーム構成の一例を
示す。図6におけるフレーム構成は6.312Mb/S
のフレーム構成の場合であり、基準時刻信号TMは3ビ
ットあるフレームビットの空きビットにマルチフレーム
を構成して重畳される。時間差信号TDMは時刻信号を
示すマルチフレーム(例えば11010)の後にシリア
ルデータとして付加する。
【0041】時刻分配下位局2では、フィルタ221
は、時刻分配上位局1からの伝送路データから時刻分配
上位局1の伝送速度クロックを抽出する。上記伝送速度
クロックで、シフトレジスタ222を動作させ、伝送路
のデータを一時的に順次蓄積する。上記シフトレジスタ
222に一時的に蓄積したデータパタンからフレーム同
期回路223で8kフレームを抽出する。また、フレー
ムビットの空きビットのデータもここで分離される。マ
ルチフレーム同期回路224において、分離されたフレ
ームビットの空きビットデータから、時刻分配上位局か
らの基準時刻信号TMを再生する。また、前記空きビッ
トのデータからシリアル−パラレル変換回路217によ
り時刻分配上位局1で測定した位相差データTDMを再
生する。
【0042】時刻分配下位局2内に設けられた網同期装
置213は、フレーム同期回路223の出力フレーム若
しくは時刻分配上位局1からの基準時刻信号TMに周波
数同期し、上記位相差データTDMにより時刻信号の位
相を調整する。
【0043】バッファメモリ218は、フィルタ221
で抽出した時刻分配上位局1の伝送速度クロックならび
にフレーム同期回路223で抽出したフレームにより、
シフトレジスタ222出力データを順次記憶し、網同期
装置213の出力クロック(下位局の伝送速度クロッ
ク)と出力フレームにより上記記憶したデータを順次読
出し、局内装置に使用する。
【0044】このように基準時刻信号TMをフレーム信
号の空きビットに重畳し、バッファメモリに入力する前
に再生することによって、基準時刻信号TMの送信局1
での発生時刻Tmと受信局2での再生時刻Tm´との時
間差は伝送遅延時間Tt1のみとなり、同様に時刻信号
TSの送信局2での発生時刻Tsと受信局1での再生時
刻Ts´との時間差は伝送遅延時間Tt2となるため、
時刻分配下位局2では伝送遅延時間Tt1分のみ網同期
装置213で補正すればよいことから位相誤差の小さい
時刻を作成することが可能である。
【0045】図7は、図2に示した時刻分配下位局2の
網同期装置DCS213の構成例を示す図である。同図
において、図2と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
網同期装置213は、時間差測定器211と、時刻分配
下位局2での時刻信号TS発生時刻Tsから時刻分配上
位局1からの基準時刻信号TM受信時刻Tm´までの測
定時間差TDSおよび時刻分配上位局1で測定した時刻
信号TM発生時刻Tmから時刻分配下位局2からの時刻
信号TS受信時刻TS´までの測定時間差TDMを統計
処理して後述する電気制御発振器を制御する制御データ
DATAおよび時刻発生器の位相設定信号PSETを作
成する処理装置231と、該処理装置231からの制御
データにより発振周波数を可変する電気制御発振器23
2と、該電気制御発振器出力クロックCLKを分周して
時刻信号TSを出力するとともに処理装置231からの
位相設定信号PSETにより該時刻信号TSの出力位相
を可変する時刻発生器233とから構成される。
【0046】次に上記装置における動作について、図3
および図4をも参照して述べる。網同期装置213の動
作は、通常同期動作と時刻引込み動作の2つに分けられ
る。まず、通常同期動作について述べる。時刻分配上位
局1から時刻Tm´に受信した基準時刻信号TMが入力
されると、時間差測定器211は、時刻信号TS発生時
刻Tsから前記基準時刻信号TMの受信時刻Tm´まで
の時間を測定し、下位局時間差TDSを出力する。処理
装置231は、下位局時間差TDSと上位局時間差TD
Mとの差分をとり、これを従来の網同期装置と同様に該
差分の積分演算を行い、該差分が0となる様に制御デー
タDATAを作成する。発振器232は、制御データD
ATAに基づいて発振周波数を可変し、クロックCLK
の位相を変化させる。クロックCLKの位相が変化する
と、時刻発生器233の出力時刻信号TSの位相が変化
し、下位局時間差TDSおよび上位局時間差TDMも変
化し再び処理装置231により新たな制御データDAT
Aが作成される。このフィードバックをくり返すことに
より、下位局時間差TDSと上位局時間差TDMとの差
分が0となり安定状態となる。
【0047】次に時刻引込み動作について述べる。本時
刻引込み動作は、装置電源投入直後等のように時刻分配
上位局1の基準時刻信号TM発生時刻Tmと時刻分配下
位局2の時刻信号TS発生時刻Tsが大幅にずれている
時の動作である。電源投入直後は、基準時刻信号TMと
時刻信号TSは大幅にずれており、通常同期動作のまま
同期運転を行うと、同期終了迄に大幅な位相変化が発生
するので、これを解決するために時刻発生器233の時
刻発生位相を制御し、基準時刻信号TM発生時刻Tmと
時刻信号TS発生時刻Tsの時間差をフレーム周期以下
になるよう設定する。基準時刻信号TMが入力される
と、時間差測定器211で時刻信号TSとの時間差を測
定し、下位局時間差信号TDSを出力する。
【0048】処理装置231は、下位局時間差TDSと
上位局時間差TDMから、制御データDATA、位相設
定信号PSETを作成する。
【0049】フレーム周期をTFRMとすると、位相設
定信号PSETにより、時刻発生器233の出力位相を
現在の位相から下式mの整数部のフレーム分だけ時刻信
号をシフトさせる。
【数3】 この動作により、基準時刻信号TMと時刻信号TSとの
位相差は、フレーム周期の1/2以下となる。この後に
前述の通常同期動作を行うことによって、網同期装置2
13の出力位相変化をフレーム周期の1/2以下にする
ことができるとともに、同期終了迄の時間を短縮するこ
とができる。
【0050】図8は本発明による移動体を含む網の構成
図であり、網全体の基準時刻を移動体基地局(以下C
S)まで時刻を分配するものである。同図において、網
6はスレーブ局3−1以下を包含する通信網で、網内の
時刻は各スレーブ局に分配されている。スレーブ局3−
1は網6からの時刻信号に同期し、CS局4−1,4−
2,4−3を収容する。各CS局4−1,4−2,4−
3はそれぞれ移動体端末5−1,5−2,5−3を収容
する。各移動端末5−1,5−2,5−3は、各端末が
収容された各CS局の通信エリア内ではそれぞれのCS
局から通信サービスを受け、エリア内を移動して他のC
S局の通信エリアに移ると、今まで通信サービスを受け
ていたCS局から切り離され、新しい通信エリアのCS
局から通信サービスを受けることができる。
【0051】CS局が切り替わる際に通信が途切れない
ためには、CS局同士の送受信切替タイミングが一致し
ていることが必要である。網内の時刻に同期するスレー
ブ局3−1と同様にCS局4−1,4−2,4−3もス
レーブ局3−1に時刻同期することにより、各CS局の
時刻が一致する。ここで、時刻信号の周期をCS局と移
動体端末間のピンポン同期の周期と同一またはピンポン
同期の周期の整数倍とし、各CS局は時刻信号を移動体
端末との送受信タイミングとして使用する。これによ
り、CS局が切り替わる際に通信が途切れない、高品質
の通信が可能となる。
【0052】図9は、本発明による移動体を含む網の構
成図であり、網全体の基準時刻を複数種類のディジタル
移動体通信網の無線区間まで分配するものである。同図
において、網6はスレーブ局3−1以下を包含する通信
網で、網内の時刻は各スレーブ局に分配されている。ス
レーブ局3−1は網6からの時刻信号に同期しており、
携帯電話等の移動体通信網の基地局(CS局)4−1や
自動車電話等の移動体通信網の基地局(CS局)4−4
を収容する。CS局4−1は移動体端末5−1を収容す
る。CS局4−4は移動体端末5−4を収容する。移動
体端末5−1および移動端末5−4は、例えば携帯電話
や自動車電話などの、それぞれ異なる種類の移動体端末
であり、各端末の属する移動体通信網のCS局とはそれ
ぞれの同期信号周期T1,T2で送受信を切り替える。
移動体端末5−1,5−4は、それぞれの属する移動体
通信網のCS局の通信エリア内では前記CS局から通信
サービスを受けられ、エリア内を移動して他のCS局の
通信エリアに入ると、今まで通信サービスを受けていた
CS局から切り離され、該通信エリアのCS局から通信
サービスを受けることができる。
【0053】各移動体端末の属するCS局が切り替わる
際に通信が途切れないためには、CS局同士の送受信切
替タイミングが一致していることが必要である。網内の
時刻に同期するスレーブ局3−1と同様に各移動体通信
網のCS局4−1,4−4もスレーブ局3−1に時刻同
期することにより、各CS局の時刻が一致する。ここ
で、時刻信号の周期をCS局と移動体端末間の同期信号
の周期T1,T2と同一または同期信号の周期の整数倍
とし、各CS局は時刻信号を移動体端末との送受信タイ
ミングとして使用する。
【0054】これにより、CS局が切り替わる際に通信
が途切れない、高品質の通信が可能となる。上記した伝
送路は、無線であっても有線であってもよく、当然に移
動体通信にも適用することができる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 (1)時刻信号をフレーム信号の空きビットに重畳し、
バッファメモリESに入力する前に再生することによっ
て、送信局での時刻信号TM発生時刻Tmと受信局での
時刻信号TMの再生時刻Tm´との時間差は伝送遅延時
間Tt1のみとなるため、伝送遅延分のみDCSで補正
すればよいことから位相誤差の小さい時刻を作成するこ
とができる (2)相互同期方式のように全ての局に対して時刻合せ
用パスを作成する必要がなく、既存のクロック分配網を
そのまま利用できるため、低コストに実現できる等の顕
著な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る時刻分配方式の構成
図。
【図2】局間接続の構成を示すブロック図。
【図3】時刻分配下位局の時刻一致手順を示すフローチ
ャート。
【図4】局間の時刻一致を示す図。
【図5】時刻分配の時刻再生方式を示すブロック構成
図。
【図6】時刻を伝送するフレームパタン図。
【図7】DCSの構成を示すブロック図。
【図8】本発明による移動体を含む網の構成図。
【図9】本発明による移動体通信網の他の例の構成図。
【符号の説明】 DCS 網同期装置(クロック発生器) ES バッファメモリ SW 交換スイッチ PC 時間差測定器 P/S パラレル−シリアル変換器 S/P シリアル−パラレル変換器 TM 時刻分配上位局時刻信号,入力時刻信号 TS 時刻分配下位局時刻信号,出力時刻信号 CLK 電気制御発振器出力クロック PSET 位相設定信号 Tm 時刻分配上位局時刻信号発生時刻 Ts 時刻分配下位局時刻信号発生時刻 TDM 時刻分配上位局における時刻信号測定時間差 TDS 時刻分配下位局における時刻信号測定時間差 Tt1、Tt2 伝送遅延時間 TFRM フレーム周期 11 マスタ局,時刻分配上位局 2,3,4 スレーブ局,時刻分配下位局 21,31,111,211 時間差測定器(PC) 113 網同期装置,時刻分配上位局クロック発生器 114,214 伝送装置 115,215 交換スイッチ 116,216 フレーム抽出器 118,218 バッファメモリ 119,219 多重化器 120 パラレル−シリアル変換器 121 マルチフレーム作成器 122 アドレスデコーダ 123,124,125 AND回路 126 OR回路 127 フリップフロップ回路 212 時刻発生器 213 時刻分配下位局クロック発生器 217 シリアル−パラレル変換器 221 フィルタ 222 シフトレジスタ 223 フレーム同期回路 224 マルチフレーム同期回路 231 処理装置 232 電気制御発振器 233 時刻発生器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配することを特徴とするノード間同
    期信号分配網。
  2. 【請求項2】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網にお
    いて、下位階のノードは、上位階のノードから前記基準
    時刻を受信し、該基準時刻と自己のもつ時刻との差分に
    基づいて自己の時刻を上位階のノードの基準時刻に合致
    させるように自己の発振周波数を調整する網同期装置を
    備えることを特徴とするノード間同期信号分配網。
  3. 【請求項3】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網にお
    いて、下位階のノードは、上位階のノードから前記基準
    時刻を受信し、該基準時刻と自己のもつ時刻との差分に
    基づいて自己の時刻を上位階のノードの基準時刻に合致
    させるように自己の時刻の発振タイミングを調整する網
    同期装置を備えることを特徴とするノード間同期信号分
    配網。
  4. 【請求項4】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網にお
    いて、下位階のノードは、上位階のノードから前記基準
    時刻を受信し、該基準時刻と自己のもつ時刻との差分に
    基づいて自己の時刻を上位階のノードの基準時刻に合致
    させるように自己の時刻の発振位相を調整する網同期装
    置を備えることを特徴とするノード間同期信号分配網。
  5. 【請求項5】 基準時刻の詳細タイミングを分配するた
    めの基準時刻信号としてフレーム信号を用いた請求項1
    ないし請求項4のいずれかに記載のノード間同期信号分
    配網。
  6. 【請求項6】 基準時刻の詳細タイミングを分配するた
    めの基準時刻信号としてマルチフレーム信号を用いた請
    求項1ないし請求項4のいずれかに記載のノード間同期
    信号分配網。
  7. 【請求項7】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網にお
    ける時刻再生方式であって、時刻分配上位ノードから受
    信する伝送信号中のフレーム信号またはマルチフレーム
    信号もしくは時刻信号を受信側ノード内クロックに同期
    タイミングを合わせるための装置内バッファメモリに入
    力する前に、フレーム同期回路またはマルチフレーム同
    期回路において前記基準時刻信号を再生する事を特徴と
    する時刻再生方式。
  8. 【請求項8】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網にお
    ける時刻再生方式であって、時刻分配上位ノードと時刻
    分配下位ノードの間で互いの時刻信号を通知すること、
    各ノードは自己ノードでの時刻信号の発生時刻から相手
    ノードからの時刻信号の受信時刻までの時間差を測定す
    ること、時刻分配上位ノードは時刻分配下位ノードに対
    し測定した前記時間差を通知すること、時刻分配下位ノ
    ードは自己ノード内で測定した前記時間差と前記時刻分
    配上位ノードから通知される時間差が等しくなるよう自
    己の時刻信号を変化させることからなることを特徴とす
    る時刻再生方式。
  9. 【請求項9】 網内に網全体の基準時刻を作成するノー
    ドを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従っ
    て前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網にお
    いて、時刻分配上位ノードから受信する伝送信号中のフ
    レーム信号またはマルチフレーム信号もしくは時刻信号
    を受信側ノード内クロックに同期タイミングを合わせる
    ための装置内バッファメモリに入力する前に、フレーム
    同期回路またはマルチフレーム同期回路において前記基
    準時刻信号を再生する機能を有する伝送端局装置を持つ
    ことを特徴とするノード間同期信号分配網。
  10. 【請求項10】 網内に網全体の基準時刻を作成するノ
    ードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従
    って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網に
    おいて、時刻分配上位ノードと時刻分配下位ノードの間
    で互いの時刻信号を通知する機能、自己ノードでの時刻
    信号の発生時刻から相手ノードからの時刻信号の受信時
    刻までの時間差を測定する機能、時刻分配上位ノードは
    時刻分配下位ノードに対し測定した前記時間差を通知す
    る機能、時刻分配下位ノードは自己ノード内で測定した
    前記時間差と前記時刻分配上位ノードから通知される時
    間差が等しくなるよう自己の時刻信号を変化させる機能
    の各機能を有する網同期装置を持つことを特徴とするノ
    ード間同期信号分配網。
  11. 【請求項11】 下位階ノードの網同期装置は、時間差
    を調整する手段として出力のクロックの速度を変化させ
    る機能を持つ請求項10に記載のノード間同期信号分配
    網。
  12. 【請求項12】 網内に網全体の基準時刻を作成するノ
    ードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従
    って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網に
    おいて、ノード間の時刻を分配するためのマルチフレー
    ム同期信号の周期を、移動体基地局と移動体端末間のピ
    ンポン同期の周期と同一またはピンポン同期周期のn倍
    とすることを特徴とするノード間同期信号分配網。
  13. 【請求項13】 網内に網全体の基準時刻を作成するノ
    ードを設け、階層的にノード階位を決め、階層順位に従
    って前記基準時刻を分配するノード間同期信号分配網に
    おいて、網内で使用される複数の種類のディジタル移動
    体通信網の無線区間の同期周期の最小公倍数または同期
    周期の整数倍の周期のマルチフレーム同期信号を使用す
    ることを特徴とするノード間同期信号分配網。
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