WO2016043193A1 - 遅延測定装置、測定対象装置および通信システム - Google Patents

遅延測定装置、測定対象装置および通信システム Download PDF

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WO2016043193A1
WO2016043193A1 PCT/JP2015/076177 JP2015076177W WO2016043193A1 WO 2016043193 A1 WO2016043193 A1 WO 2016043193A1 JP 2015076177 W JP2015076177 W JP 2015076177W WO 2016043193 A1 WO2016043193 A1 WO 2016043193A1
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rtt
measurement
unit
trip time
round trip
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PCT/JP2015/076177
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裕太 竹本
和夫 久保
小西　良明
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a delay measurement device, a measurement target device, and a communication system.
  • an optical interface such as CPRI (Common Public Radio Interface) is used, RH (Remote Head) with a configuration including antennas is distributed and arranged, and MFH concentrates digital processing on BBU (Base Band Unit) (Mobile Front Haul) is being introduced.
  • BBU Base Band Unit
  • MFH Mobile Front Haul
  • the allowable RTT (Round Trip Time) is as short as about 100 ⁇ s, and the accuracy of device delay is set to a very strict value of +/ ⁇ 16 ns.
  • the delay time is measured using the CPRI format.
  • Patent Document 1 there is a technique for measuring a delay time in an OTN section by a delay measurement method using overhead DM (Delay Measurement) bytes. It is disclosed.
  • DM Delay Measurement
  • the delay measurement method using overhead DM bytes is an OTU (Optical channel Transport Unit) frame interval in which the measurement accuracy is a frame in an actual transmission format.
  • OTU Optical channel Transport Unit
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a delay measurement device, a measurement target device, and a communication system capable of improving the RTT measurement resolution.
  • the present invention provides a delay measurement device that continuously transmits and receives frames of a known frame length, and a measurement target that the delay measurement device measures a round trip time.
  • a round trip time for measuring a round trip time with the measurement target device a plurality of times by using information for delay measurement in the frame.
  • Measuring means round trip time change detecting means for detecting a change in the value of the round trip time based on a plurality of measured round trip time values, and based on the change in the value of the round trip time,
  • FIG. 1 Diagram showing ODUk overhead Diagram showing RTT measurement procedure Diagram showing error in delay time due to reception timing
  • FIG. 2 The figure which shows the structural example of the communication system of Embodiment 1.
  • FIG. 1 The figure which shows the change of the value of RTT measured by a RTT measurement part.
  • the figure which shows a mode that a delay measuring apparatus measures RTT between measurement object apparatuses.
  • 1 is a flowchart showing the operation of the delay measurement apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 1 The flowchart which shows operation
  • FIG. 1 The flowchart which shows operation
  • FIG. The flowchart which shows operation
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation of reducing a noise component from an RTT value in the delay measurement apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a case where the processing circuit of the delay measurement apparatus according to the first embodiment is configured with dedicated hardware.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit of the delay measuring apparatus according to the first embodiment is configured by a CPU and a memory.
  • Embodiment 1 FIG. First, a conventional RTT measurement method will be briefly described, and how the RTT measurement resolution can be improved will be described.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating ODUk (Optical channel Data Unit-k) overhead.
  • ODUk Optical channel Data Unit-k
  • PM Pulth Monitoring
  • FIG. 2 is a diagram showing a procedure for measuring RTT.
  • the OTN device A on the measurement execution side and the OTN device B on the return side that is the measurement target transmit the OTU frame with the DM byte “0”.
  • the OTN apparatus A transmits “1” in the DM byte of the OTU frame.
  • the OTN apparatus B that has received the DM byte “1” sets “1” in the DM byte of the OTU frame and transmits it back.
  • the OTN apparatus A calculates the RTT by subtracting the measurement start time t0 from the measurement end time t1 when the DM byte “1” is received from the OTN apparatus B.
  • DM bytes are assigned to fixed positions in the OTU frame. Even when the OTN device B receives the DM byte “1” from the OTN device A immediately before transmitting the DM byte on the OTU frame from the own device, the OTN device B immediately transmits the DM byte “0” on the OTU frame from the own device. Even when the DM byte “1” is received from the OTN apparatus A, the DM byte “1” is sent to the OTN apparatus A at the same timing when the DM byte is transmitted in the next OTU frame regardless of the reception timing of the DM byte “1”. "Will be sent back.
  • the accuracy of delay measurement is limited to 1 OTU frame unit. Since the 1OTU frame length in the case of 10G is 12 ⁇ s and the 1OTU frame length in the case of 2.5G is 50 ⁇ s, the resolution of CPRI signal delay measurement is insufficient.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an error in delay time depending on reception timing.
  • the error Te due to the reception timing in the OTN apparatus B increases, the delay time Td calculated on the OTN apparatus A side, that is, the RTT also increases.
  • An error due to the reception timing in the RTT measurement using the DM bit occurs only in the direction in which the delay increases. Therefore, the OTN apparatus A can determine that the smallest RTT is close to the RTT that does not include an error due to the reception timing when the RTT measurement is performed a plurality of times.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to the present embodiment.
  • the communication system includes a delay measurement device 1 that is a communication device that measures RTT, and a measurement device that transmits a return frame to a frame received from the delay measurement device 1 that is a communication device that is an RTT measurement target by the delay measurement device 1. And the target device 3.
  • the delay measurement apparatus 1 includes a client multiple accommodation unit 11, an OTU2OH (Over Head) generation unit 12, a transmission unit 13, a reception unit 14, an OTU2OH termination unit 15, a client separation unit 16, and an RTT measurement unit 17. , An RTT change detection unit 18, an RTT determination unit 19, and a measurement resolution determination unit 20.
  • OTU2OH Over Head
  • An RTT change detection unit 18, an RTT determination unit 19, and a measurement resolution determination unit 20 There are several types of OTU frames. Here, as an example, the case of an OTU2 frame will be described. The same applies to the following embodiments.
  • the client multiplexing accommodation unit 11 receives a CPRI signal from an external device (not shown)
  • the client multiplexing accommodation unit 11 multiplexes and accommodates it in the OTU2 frame
  • the OTU2OH generation unit 12 generates overhead including DM bytes and assigns it to the OTU2 frame
  • the OTU2 frame is transmitted from the transmission unit 13 serving as a transmission unit to the measurement target apparatus 3.
  • the receiving unit 14 serving as a receiving unit receives the OTU2 frame from the measurement target apparatus 3
  • the OTU2OH terminating unit 15 removes overhead from the OTU2 frame by termination processing
  • the client separating unit 16 performs the OTU2 frame.
  • the CPRI signal is separated from the signal and output to an external device (not shown).
  • the operations of the client multiple accommodation unit 11 to the client separation unit 16 are the same as those in the prior art.
  • the OTU2OH generation unit 12 controls the value of the DM byte in the overhead added to the OTU2 frame to be transmitted.
  • the RTT measurement unit 17 acquires time information when an OTU2 frame in which “1” or “0” is added to the overhead DM byte is transmitted from the OTU2OH generation unit 12, and the overhead is transmitted from the OTU2OH termination unit 15.
  • the time information when the OTU2 frame in which “1” or “0” is added to the DM byte is received from the measurement target device 3, the time information of the OTU2OH termination unit 15 and the OTU2OH generation unit 12 are acquired for the corresponding DM byte.
  • the RTT change detection unit 18 is a round trip time change detection unit that detects a change in RTT from a plurality of RTT values, which are measurement results measured a plurality of times by the RTT measurement unit 17. Further, the RTT change detection unit 18 calculates the frequency deviation of the frame transmission frequency between the delay measurement device 1 and the measurement target device 3 from the amount of change in RTT based on a plurality of RTT values. The amount of change in RTT is the difference between the measured RTT value and the previous measured RTT value.
  • the RTT determination unit 19 determines an RTT value indicating an RTT between the delay measurement device 1 and the measurement target device 3 from a plurality of RTT values, based on the RTT change detected by the RTT change detection unit 18.
  • the round trip time determination means outputs the determined RTT value to an external device (not shown).
  • the measurement resolution determination unit 20 is a measurement resolution determination unit that determines the RTT measurement resolution from the frequency deviation calculated by the RTT change detection unit 18 and outputs the determined RTT measurement resolution to an external device (not shown).
  • the configuration of the receiving unit 31, the OTU2OH termination unit 32, the client separation unit 33, the client multiplex accommodation unit 34, the OTU2OH generation unit 35, and the transmission unit 36 which is a transmission unit, includes a delay measurement device 1 reception unit 14, OTU2OH termination unit 15, client separation unit 16, client multiple accommodation unit 11, OTU2OH generation unit 12, and transmission unit 13. Therefore, description of each structure of the measuring object apparatus 3 is abbreviate
  • the OTU2OH generation unit 35 controls the DM byte value in the overhead to be added to the transmitted OTU2 frame using the DM byte reception trigger as acquisition of DM byte information detected by the termination processing of the OTU2OH termination unit 32.
  • the RTT measurement unit 17 acquires time information at the time of transmitting an OTU2 frame in which “1” or “0” is added to the overhead DM byte from the OTU2OH generation unit 12, and overhead from the OTU2OH termination unit 15 The time information at the time of receiving the OTU2 frame in which “1” or “0” is added to the DM byte is acquired.
  • the RTT measurement unit 17 determines the difference between the transmission time of the DM byte of the OTU2OH generation unit 12 and the reception time of the corresponding DM byte in the OTU2OH termination unit 15, specifically, OTU2 in which “1” is added to the overhead DM byte. The difference between the transmission time of the frame and the reception time of the corresponding OTU2 frame with “1” added to the overhead DM byte, or the transmission time and overhead DM of the OTU2 frame with “0” added to the overhead DM byte The difference from the reception time of the corresponding OTU2 frame with “0” added to the byte is calculated. The RTT measurement unit 17 sets the calculated value as the value of the RTT with the measurement target device 3.
  • the one-time RTT measurement method is the same as the conventional one, but here, the RTT measurement unit 17 performs RTT measurement with the measurement target apparatus 3 by the above-described calculation method a plurality of times.
  • FIG. 5 is a diagram showing a change in the value of RTT measured by the RTT measurement unit 17.
  • the frequency of the OTU2 frame is “delay measurement device 1 ⁇ measurement target device 3”, that is, the delay measurement device 1 has a lower transmission frequency of the OTU2 frame.
  • the diagram on the left shows the relationship between the number of measurements and the measured RTT
  • the diagram on the right shows the delay measurement device 1 and the measurement target device around the measurement timings on the left (a) and (b).
  • 3 shows the DM byte transmission / reception timing. Note that in the diagram on the left side of FIG. 5, the number of measurements may be the elapsed time.
  • the RTT value is about the time corresponding to the frame length of the OTU2 frame after the RTT value continuously decreases, as shown in FIG. Repeat to increase.
  • the increase of the time corresponding to the frame length is an error due to the DM bit reception timing in the measurement target apparatus 3. Therefore, in the delay measuring apparatus 1, when the RTT change detecting unit 18 detects an increase in the value of the RTT, that is, when it repeatedly detects a change in which the value of the RTT continuously increases and then increases,
  • the determination unit 19 determines the RTT value at the timing before the RTT value increase detection is detected by the RTT change detection unit 18 as the minimum value, that is, the RTT value with the least error.
  • the RTT change detection unit 18 may detect not only a change in the value of the RTT, that is, an increase or decrease, but also a change amount indicating how much it has increased or decreased.
  • the RTT change detection unit 18 detects an increase in RTT for the time corresponding to the frame length.
  • the RTT determination unit 19 determines that the RTT has the least error.
  • the RTT change detection unit 18 detects an increase in RTT for the time corresponding to the frame length a plurality of times, and the RTT determination unit 19 has the smallest RTT measurement result corresponding to a plurality of times (a).
  • RTT may be regarded as the RTT with the smallest error.
  • the RTT determination unit 19 may regard the smallest RTT among the RTT measurement results as the RTT with the smallest error. .
  • the RTT change detection unit 18 calculates the frequency deviation of the frame transmission frequency between the delay measurement device 1 and the measurement target device 3 from the amount of change in the RTT.
  • the frequency deviation is calculated from the amount of change based on the two RTT values in a state where the RTT value continuously decreases. can do.
  • the RTT change detection unit 18 can improve the accuracy of the calculated frequency deviation by calculating the frequency deviation from a plurality of RTT changes using three or more RTT values.
  • the measurement resolution determination unit 20 calculates the RTT measurement resolution in its own device based on the frequency deviation calculated by the RTT change detection unit 18. Thereby, the delay measuring apparatus 1 can guarantee a measurement resolution equal to or less than the time corresponding to the frame length with respect to the detected minimum value of RTT.
  • the delay measurement apparatus 1 can measure RTT with a higher granularity than the conventional measurement method, and can calculate a more accurate delay time.
  • FIG. 6 is a diagram showing a change in the RTT value opposite to that in FIG. 5 measured by the RTT measurement unit 17. Contrary to FIG. 5, the frequency of the OTU2 frame is “delay measurement device 1> measurement target device 3”, that is, the delay measurement device 1 shows a change in the RTT value when the transmission frequency of the OTU2 frame is higher. Is. As in FIG. 5, the number of measurements may be the elapsed time.
  • the RTT value is about the time corresponding to the frame length of the OTU2 frame after the RTT value continuously increases as shown in FIG. Repeat to decrease.
  • the decrease in time corresponding to the frame length is an error due to the DM bit reception timing in the measurement target apparatus 3. Therefore, in the delay measurement apparatus 1, when the RTT change detection unit 18 detects a decrease in the RTT value, that is, when it repeatedly detects a decrease in the RTT value after a continuous increase, the RTT change detection unit 18 detects that the RTT has decreased.
  • the determination unit 19 determines the RTT value at the timing when the decrease in the RTT value is detected by the RTT change detection unit 18 as the minimum value, that is, the RTT value with the least error.
  • the RTT change detection unit 18 may detect not only the change in the RTT value but also the change amount in the same manner as in FIG. In FIG. 6, when the measured RTT changes from (c) to (d), the RTT change detection unit 18 detects a decrease in RTT by about the time corresponding to the frame length. When the measured RTT is (d), the RTT determination unit 19 determines that the RTT has the least error.
  • the RTT change detection unit 18 detects a decrease in RTT about the time corresponding to the frame length a plurality of times, and the RTT determination unit 19 calculates the RTT corresponding to a plurality of times (d) among the measurement results.
  • RTT may be regarded as the RTT with the smallest error.
  • the RTT determination unit 19 may regard the smallest RTT among the RTT measurement results as the RTT with the smallest error. .
  • FIG. 7 shows the difference in the frame transmission frequency between the delay measuring device 1 and the measurement target device 3, that is, the difference between the measurement period and the RTT measurement resolution due to the frequency deviation.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the frequency deviation, the measurement period, and the RTT measurement resolution.
  • 10G the case of 10G will be described as an example.
  • the RTT measurement resolution at this time depends on the frequency deviation and becomes ⁇ 122 ps which is the magnitude of the above-mentioned deviation, and corresponds to the size of 2 bits shown in FIG. From this, the delay measuring apparatus 1 can guarantee a measurement resolution equal to or less than the time corresponding to the frame length.
  • the RTT measurement resolution at this time depends on the frequency deviation and becomes ⁇ 488 ps which is the magnitude of the above-mentioned deviation, and corresponds to the size of 2 bits shown in FIG. From this, the delay measuring apparatus 1 can guarantee a measurement resolution equal to or less than the time corresponding to the frame length.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the frequency deviation and the number of measurements.
  • (A) shows a case where the frequency deviation is small
  • (b) shows a case where the frequency deviation is large.
  • the number of measurements may be the elapsed time.
  • the measured RTT value is changed from the 1220 ms period to the 305 ms period and repeatedly decreases or increases.
  • the time required until RTT determination, that is, the measurement period can be reduced to 1 ⁇ 4.
  • the RTT measurement resolution decreases from ⁇ 122 ps to ⁇ 488 ps.
  • the measurement period and the RTT measurement resolution are in a trade-off relationship.
  • the delay measurement apparatus 1 when the CPRI signal is encapsulated and transferred with a frame having a known frame length, the delay measurement apparatus 1 performs RTT measurement with the measurement target apparatus 3.
  • the RTT value measured multiple times and increased after a continuous decrease increases the RTT value before the increase, or when the RTT value decreases after a continuous increase, the RTT value is The RTT value with the smallest error was determined. This makes it possible to measure RTT in units smaller than the frame length.
  • the delay measurement apparatus 1 sets the minimum value from the plurality of RTT values as the RTT value with the least error. it can.
  • Embodiment 2 RTT measurement with a higher granularity is possible compared to conventional RTT measurement using DM bits.
  • the delay measurement device or the measurement target device changes the transmission frequency of the OTU2 frame when the frequency deviation between the devices is large and the RTT measurement resolution does not reach the desired granularity.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the communication system according to the present embodiment.
  • the communication system includes a delay measurement device 1a that is a communication device that measures RTT, and a measurement device that transmits a return frame to a frame received from the delay measurement device 1a that is a communication device that is an RTT measurement target by the delay measurement device 1a. And the target device 3.
  • the delay measuring device 1 a is different from the delay measuring device 1 in that a transmission frequency changing unit 21 is added and a transmitting unit 13 a is provided instead of the transmitting unit 13.
  • the transmission frequency changing unit 21 uses the RTT change detecting unit 18 to estimate the frequency deviation by estimating the magnitude relationship between the delay measuring device 1a and the measurement target device 3, and the measurement resolution determining unit. Based on the current RTT measurement resolution at 20, the transmission frequency of the OTU2 frame transmitted from the transmission unit 13a so that the frequency deviation at the RTT change detection unit 18 becomes a frequency deviation for obtaining a desired RTT measurement resolution. It is a transmission frequency change means which performs control which changes.
  • the transmission unit 13 a is a transmission unit that changes the transmission frequency of the OTU2 frame under the control of the transmission frequency changing unit 21.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between changes in frequency deviation, measurement period, and RTT measurement resolution.
  • the transmission frequency changing unit 21 automatically reduces the frequency deviation when the RTT measurement resolution does not reach the desired granularity. Control to change the transmission frequency of the device.
  • the transmission frequency changing unit 21 performs control to change the transmission frequency of the own device so as to reduce the frequency deviation based on the relationship between the RTT measurement resolution and the measurement cycle.
  • the function of changing the transmission frequency may be provided on the measurement target device 3 side instead of the delay measurement device 1a. Even in this case, the same effect can be obtained.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example when the measurement target device changes the transmission frequency in the communication system according to the present embodiment.
  • the communication system includes a delay measurement device 1b that is a communication device that measures RTT, and a measurement device that transmits a return frame to a frame received from the delay measurement device 1b, which is a communication device to be measured by the delay measurement device 1b. And a target device 3a.
  • the delay measurement device 1b is different from the delay measurement device 1 in that a transmission unit 13b is provided instead of the transmission unit 13.
  • the transmission unit 13b is a transmission unit that transmits an instruction to change the transmission frequency to the measurement target device 3a based on instructions from the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20.
  • the instruction may be included in the overhead area of the OTU2 frame, or other methods may be used.
  • the measurement target device 3a is different from the measurement target device 3 in that a transmission frequency changing unit 37 is added, and the reception unit 31a is replaced with the reception unit 31 and the transmission unit 36a is replaced with the transmission unit 36a.
  • the transmission frequency changing unit 37 is a transmission frequency changing unit that performs control to change the transmission frequency of the OTU2 frame transmitted from the transmission unit 36a according to instructions from the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20 of the delay measurement apparatus 1b. is there.
  • the receiving unit 31 a is a receiving unit that outputs the received instruction to the transmission frequency changing unit 37 when receiving an instruction from the RTT change detecting unit 18 and the measurement resolution determining unit 20 of the delay measuring device 1 b.
  • the transmission unit 36 a is a transmission unit that changes the transmission frequency of the OTU2 frame under the control of the transmission frequency changing unit 37.
  • the measurement target device 3a When the measurement target device 3a is provided with the function of changing the transmission frequency, information on the frequency deviation in the RTT change detection unit 18 mounted in the delay measurement device 1b and the information on the RTT measurement resolution in the measurement resolution determination unit 20 are used as the delay measurement device. It is necessary to transmit from the transmission unit 13b of 1b to the measurement target device 3a. Further, in the measurement target device 3a, the transmission frequency is changed according to the information received from the delay measurement device 1b, so that the procedure becomes complicated. Therefore, it is desirable to install the function of changing the transmission frequency on the delay measuring device 1a side.
  • the delay measurement device 1a or the measurement target device 3a can change the frequency deviation between devices by changing the transmission frequency of the frame. Thereby, RTT measurement resolution can be made into a desired particle size.
  • Embodiment 3 In the RTT measurement, the frequency deviation between the delay measuring device 1 and the measurement target device 3 cannot be detected because the frequency is synchronized, or the frequency deviation is very small and the measurement time is long, which is realistic. Cases such as none are assumed. In such a situation, fluctuations in RTT cannot be observed even if RTT measurement is performed a plurality of times.
  • the delay measuring apparatus or the measurement target apparatus shifts the frame phase of the OTU2 frame to be transmitted will be described.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the communication system according to the present embodiment.
  • the communication system includes a delay measurement device 1c that is a communication device that measures RTT, and a communication device that is a measurement target of RTT by the delay measurement device 1c and transmits a return frame to a frame received from the delay measurement device 1c. And the target device 3.
  • the delay measuring device 1c is different from the delay measuring device 1 in that a transmission frame phase changing unit 22 is added and a transmitting unit 13c is provided instead of the transmitting unit 13.
  • the transmission frame phase changing unit 22 performs control to shift the frame phase by inserting an empty bit between the OTU2 frames transmitted from the transmission unit 13c according to instructions from the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20. It is a change means.
  • the transmission unit 13 c is a transmission unit that shifts the frame phase by inserting empty bits between the OTU2 frames under the control of the transmission frame phase changing unit 22.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the delay measuring device 1c measures the RTT with the measurement target device 3.
  • the RTT change detection unit 18 cannot detect the frequency deviation with the measurement target device 3 because the transmission timing shift of the DM bit in the measurement target device 3 does not change at 10 bits.
  • the measurement resolution determination unit 20 cannot determine the RTT measurement resolution because the RTT change detection unit 18 cannot detect the frequency deviation.
  • the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20 instruct the transmission frame phase change unit 22 to change the phase of the transmission frame.
  • the transmission frame phase changing unit 22 performs control to shift the frame phase by inserting an empty bit between OTU2 frames to be transmitted to the transmission unit 13c according to instructions from the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20.
  • the number of insertions of empty bits in the OTU2 frame is shown only once, but the frequency deviation changes before and after insertion in only one insertion, but in the RTT measurement after insertion, The frequency deviation cannot be detected.
  • the transmission frame phase changing unit 22 of the delay measuring device 1c performs control of changing the size of empty bits and inserting a plurality of times.
  • the RTT measurement unit 17 measures the RTT for each size of different empty bits.
  • the RTT change detection unit 18 calculates a frequency deviation for each size of different empty bits, and the measurement resolution determination unit 20 determines the RTT measurement resolution from the frequency deviation calculated by the RTT change detection unit 18.
  • the function of shifting the frame phase may be provided on the measurement target device 3 side instead of the delay measurement device 1c. Even in this case, the same effect can be obtained.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example when the measurement target device shifts the frame phase in the communication system according to the present embodiment.
  • the communication system includes a delay measurement device 1d that is a communication device that measures RTT, and a measurement device that transmits a return frame to a frame received from the delay measurement device 1d, which is a communication device to be measured by the delay measurement device 1d. And a target device 3b.
  • the delay measurement device 1d is different from the delay measurement device 1 in that a transmission unit 13d is provided instead of the transmission unit 13.
  • the transmission unit 13d is a transmission unit that transmits an instruction to change the phase of the transmission frame to the measurement target device 3b in accordance with instructions from the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20.
  • the instruction may be included in the overhead area of the OTU2 frame, or other methods may be used.
  • the measurement target device 3b is different from the measurement target device 3 in that a transmission frame phase changing unit 38 is added, and the reception unit 31b is replaced with the reception unit 31 and the transmission unit 36b is replaced with the transmission unit 36.
  • the transmission frame phase changing unit 38 controls to shift the frame phase by inserting an empty bit between the OTU2 frames transmitted from the transmitting unit 36b according to instructions from the RTT change detecting unit 18 and the measurement resolution determining unit 20 of the delay measuring device 1d.
  • Transmission frame phase changing means for performing The receiving unit 31b is a receiving unit that outputs the received instruction to the transmission frame phase changing unit 38 when receiving an instruction from the RTT change detecting unit 18 and the measurement resolution determining unit 20 of the delay measuring device 1d.
  • the transmission unit 36 b is a transmission unit that shifts the frame phase by inserting empty bits between the OTU2 frames under the control of the transmission frame phase changing unit 38.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which the delay measurement device 1d measures RTT with the measurement target device 3b.
  • the RTT change detection unit 18 cannot detect a frequency deviation with respect to the measurement target device 3b because the DM bit transmission timing shift in the measurement target device 3b does not change at 10 bits.
  • the measurement resolution determination unit 20 cannot determine the RTT measurement resolution because the RTT change detection unit 18 cannot detect the frequency deviation.
  • the RTT change detection unit 18 and the measurement resolution determination unit 20 instruct the transmission unit 13d to change the phase of the transmission frame.
  • the transmission unit 13d transmits an instruction to change the phase of the transmission frame to the measurement target device 3b.
  • the transmission frame phase changing unit 38 when the transmission frame phase changing unit 38 receives an instruction to change the phase of the transmission frame via the receiving unit 31b, the transmission frame phase changing unit 38 inserts an empty bit between the OTU2 frames to be transmitted to the transmitting unit 36b. Control to shift.
  • the transmission frame phase changing unit 38 may adjust the frame phase so that the phase difference is eliminated, that is, the DM bit can be transmitted from the own apparatus immediately after the DM bit is received.
  • an empty bit having a size of 10 bits may be inserted.
  • the delay measurement device 1c changes the phase of the transmission frame.
  • the delay measuring device 1c can detect the frequency deviation between the devices, and can measure the RTT.
  • the measurement target device 3b to be measured changes the phase of the transmission frame, whereby the number of RTT measurements by the delay measurement device 1d can be reduced.
  • Embodiment 4 FIG. In the present embodiment, a method for reducing a noise component from the measured RTT value when a noise component such as jitter is included in the frequency deviation of the frame transmission frequency between the delay measurement device and the measurement target device will be described. To do.
  • FIG. 16 is a diagram of a configuration example of a communication system according to the fourth embodiment.
  • the communication system according to the fourth embodiment includes a delay measurement device 1e and a measurement target device 3.
  • the delay measurement device 1e is different from the delay measurement device 1 according to the first embodiment in that a transmission unit 13e, a reception unit 14a, and an RTT change detection unit 18a are used instead of the transmission unit 13, the reception unit 14, and the RTT change detection unit 18.
  • a frequency deviation detector 23 is further added.
  • the transmission unit 13e is a transmission unit that notifies the frequency deviation detection unit 23 of the information on the transmission clock.
  • the information on the transmission clock is information on the frequency of the clock used in the delay measuring device 1e.
  • the receiving unit 14a is a receiving unit that notifies the frequency deviation detecting unit 23 of information on the received clock.
  • the information on the reception clock is information on the frequency of the clock used in the measurement target device 3.
  • the reception unit 14a acquires the information of the reception clock by the information of the reception clock included in the OTU2 frame received from the measurement target device 3 or by the notification of the information of the reception clock from the measurement target device 3.
  • the above-described method of acquiring the reception clock information from the measurement target apparatus 3 in the reception unit 14a is general, but is not limited thereto.
  • the frequency deviation detector 23 acquires the information of the transmission clock from the transmitter 13e, acquires the information of the reception clock from the receiver 14a, and uses the acquired information of the transmission clock and the information of the reception clock to measure the device itself and the measurement target. It is a frequency deviation detecting means for detecting the frequency deviation of the frame transmission frequency with the apparatus 3.
  • the frequency deviation of the frame transmission frequency between the own apparatus and the measurement target apparatus 3 is determined by the delay measurement apparatus 1e transmitting an OTU2 frame to the measurement target apparatus 3, and then the delay measurement apparatus 1e responding from the measurement target apparatus 3 with an OTU2 response. This is a delay time variation indicating a variation in delay time, which is the time taken to receive a frame.
  • the RTT change detection unit 18 a performs digital filter signal processing using the RTT value measured by the RTT measurement unit 17 and the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23, and the RTT change measurement unit 17 measures the RTT measured by the RTT measurement unit 17. It is a round trip time change detecting means for performing processing for reducing a noise component from a value.
  • the RTT change detection unit 18a removes or attenuates the noise component in the process of reducing the noise component.
  • jitter is specifically described as an example of the noise component, but the noise component included in the frequency deviation is not limited to jitter.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a variation in delay time based on a change in the RTT value measured by the RTT measurement unit 17 of the delay measurement apparatus 1e according to the fourth embodiment and a frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23. .
  • the diagram of the relationship between the number of measurements shown on the left side of FIG. 17 and the measured RTT is the same as the diagram shown on the left side of FIG. 5 in the first embodiment. As described above, the number of measurements may be elapsed time.
  • the diagram shown on the right side of FIG. 17 shows an image when the portion surrounded by the dotted circle with the RTT value decreasing in the diagram shown on the left side of FIG. 17 is enlarged and displayed.
  • the horizontal axis represents the number of measurements at the RTT measurement unit 17, that is, the elapsed time
  • the vertical axis represents the delay time between the delay measurement device 1e and the measurement target device 3, that is, the delay time between devices.
  • the delay time between devices includes the value of RTT.
  • the RTT value monotonously decreases in the portion surrounded by the dotted circle.
  • the jitter detected by the frequency deviation detector 23 is detected as shown in the diagram on the right side of FIG.
  • the delay time indicated by the included frequency deviation that is, the delay time fluctuation including jitter, does not decrease monotonously, but tends to decrease while repeating the vertical fluctuation.
  • three white circles are RTTs measured by the RTT measurement unit 17 at intervals of the RTT measurement period.
  • the dotted lines passing through the three white circles indicate the slope of the delay time fluctuation detected from the RTT measured by the RTT measurement unit 17, that is, the change in the RTT value detected by the RTT change detection unit 18a. Indicates. Also, in the diagram on the right side of FIG. 17, the dotted line that does not pass through the three white circles and passes through the delay time fluctuation including jitter indicates the slope of the original delay time fluctuation that does not include jitter.
  • the original delay time fluctuation that does not include jitter is a delay time fluctuation when the frequency deviation detected by the frequency deviation detector 23 does not include a noise component.
  • the original delay time fluctuation that does not include jitter is a change in the RTT value detected by the RTT change detector 18a when the RTT measured by the RTT measurement unit 17 does not include jitter.
  • the change in the RTT value is represented by the slope of the delay time fluctuation detected from the RTT value shown in the right diagram of FIG. To detect.
  • the RTT change detection unit 18a since the RTT value is affected by jitter, the frequency deviation of the frame transmission frequency between the delay measurement device 1e and the measurement target device 3 calculated from the RTT value is not included. An error will be included.
  • the RTT value measured by the RTT measurement unit 17 is influenced by jitter, and the RTT measurement period in the RTT measurement unit 17 is not sufficiently fast with respect to the jitter component.
  • the change in the RTT value that is, the slope of the delay time variation detected from the RTT value
  • a difference occurs between the delay time and the slope of the delay time fluctuation.
  • an error is included in the RTT measurement resolution determined by the measurement resolution determination unit 20.
  • the frequency deviation detection unit 23 acquires the transmission clock information from the transmission unit 13e, acquires the reception clock information from the reception unit 14a, and the acquired transmission clock frequency and reception clock frequency. Is detected to detect the frequency deviation of the frame transmission frequency between the delay measuring device 1e and the measurement target device 3.
  • the frequency deviation detector 23 can detect the frequency deviation at a cycle faster than the RTT measurement cycle at the RTT measurement unit 17. Further, the frequency deviation detection unit 23 can detect a frequency deviation of a frequency component higher than the RTT measurement period in the RTT measurement unit 17.
  • the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23 is used for digital filter signal processing, which is higher than when digital filter signal processing is performed using the RTT measurement period in the RTT measurement unit 17. It becomes possible to reduce the jitter component of the frequency component.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a transmission clock and a reception clock detected by the frequency deviation detection unit 23 of the delay measurement apparatus 1e according to the fourth embodiment.
  • the frequency deviation detector 23 detects how many reception clocks are counted within a unit time with reference to the transmission clock, and uses the number of transmission clocks within the unit time and the counted number of reception clocks to determine the frequency. An example of conversion into a deviation is shown.
  • the frequency deviation detection unit 23 counts 6 reception clocks while counting 5 transmission clocks, and thus can detect a frequency deviation corresponding to one clock. .
  • the number of clocks per unit time is arbitrary. However, if the unit time is too small with respect to the frequency deviation, the number of clocks to be counted may not be easily changed and may not be effective. Therefore, the number of clocks per unit time considering the frequency deviation is used. Further, the frequency deviation detector 23 may use a clock that is a reference in unit time as a reception clock.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating another example of the transmission clock and the reception clock detected by the frequency deviation detection unit 23 of the delay measurement apparatus 1e according to the fourth embodiment.
  • the frequency deviation detector 23 counts the transmission clock and the reception clock
  • the transmission clock and the reception clock are within the unit time, that is, within the measurement interval, such as 6/5 times the transmission clock shown in FIG. It is desirable to fit everything.
  • the end timing of the measurement interval that is, n times the cycle of the transmission clock, does not always correspond to m times the cycle of the reception clock.
  • n and m are integers, and may be the same value or different values.
  • the transmission clock and the reception clock are not necessarily in the same phase at the start timing of the measurement section.
  • the frequency deviation detection unit 23 when the transmission clock and the reception clock are counted intermittently in detecting the frequency deviation, that is, when the measurement section is set to be different from FIG. 19, the transmission clock and the reception clock at the start of measurement.
  • the error of the detected frequency deviation becomes large due to the influence of the difference in the phase. Therefore, in the frequency deviation detection unit 23, it is desirable that the measurement sections are continuous as shown in FIG. In the frequency deviation detection unit 23, when the measurement sections are continuous, the error due to the phase relationship is always included in the preceding and subsequent measurement sections.
  • the frequency deviation detection unit 23 is not limited to this when the phase information including phase information can be acquired in each measurement section, and the frequency deviation may be detected by intermittent measurement sections.
  • the RTT change detection unit 18a performs digital filter signal processing using the RTT value measured by the RTT measurement unit 17 and the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23, and the RTT measurement unit 17 The jitter is reduced from the RTT value measured in (1). Specifically, the RTT change detection unit 18a performs digital filter signal processing on a delay time variation including jitter that is a frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23. As described above, the RTT value detected by the RTT measurement unit 17 appears on the delay time fluctuation including jitter. The RTT change detection unit 18a performs the digital filter signal processing on the delay time variation including the jitter, so that the RTT measurement unit 17 measures the RTT value among the delay time variation including the jitter after the digital filter signal processing. At this time, the delay time between the devices becomes the RTT value in which the jitter is reduced with respect to the RTT value measured by the RTT measurement unit 17.
  • the RTT change detection unit 18a When all the jitter can be removed ideally by the RTT change detection unit 18a, the RTT value with the reduced jitter appears on the original slope of the delay time variation that does not include the jitter, as shown on the right side of FIG. It will be. That is, when all the jitter can be ideally removed by the RTT change detection unit 18a, the change in the RTT value obtained from the RTT value with the reduced jitter does not include the jitter shown in the right diagram of FIG. The delay time fluctuation slope. Therefore, when all of the jitter can be removed ideally, the RTT change detection unit 18a detects an increase in RTT based on the slope of the original delay time fluctuation that does not include jitter obtained by digital filter signal processing. Can do.
  • the RTT change detection unit 18a detects an increase in RTT using the RTT value obtained by the digital filter signal processing.
  • the subsequent operation of the RTT change detector 18a is the same as that of the RTT change detector 18 of the first embodiment.
  • the RTT determination unit 19 Based on the change in the value of the RTT with reduced jitter, the RTT determination unit 19 performs the RTT with the least error when the change in the value of the RTT starts from a decrease to an increase, that is, when (a) shown in FIG. As a result, the RTT value to be adopted is determined.
  • the measurement resolution determination unit 20 determines the RTT measurement resolution in its own device based on the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23 acquired via the RTT change detection unit 18a.
  • the present embodiment has been described based on the first embodiment, it is an example and can be applied to the second and third embodiments.
  • the RTT change detecting unit 18a notifies the transmission frequency changing unit 21 of information on the frequency deviation detected by the frequency deviation detecting unit 23, and the measurement resolution determining unit 20 Information on the RTT measurement resolution determined based on the frequency deviation detected by the detection unit 23 is notified to the transmission frequency changing unit 21.
  • the present invention can also be applied to a case where a function for changing the transmission frequency is provided in the measurement target apparatus 3a.
  • the RTT change detection unit 18a notifies the transmission frame phase change unit 22 of information on the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23, and the measurement resolution determination unit 20 Information on the RTT measurement resolution determined based on the frequency deviation detected by the frequency deviation detector 23 is notified to the transmission frame phase change unit 22.
  • the present invention can also be applied to the case where a function for changing the transmission frame phase is provided in the measurement target device 3b.
  • the frequency deviation detection unit 23 uses the transmission clock and the reception clock, and the frequency is faster than the RTT measurement period of the RTT measurement unit 17. Detect deviations. Then, the RTT change detection unit 18a performs digital filter signal processing using the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23, thereby reducing noise components such as jitter included in the RTT value. Thereby, in the delay measuring device 1e, it is possible to reduce a noise component having a higher frequency than when digital filter signal processing is performed based on the RTT measurement period of the RTT measurement unit 17.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the delay measuring apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the RTT measurement unit 17 obtains time information when the OTU2OH generation unit 12 transmits the OTU2 frame and receives time information when the OTU2OH termination unit 15 receives the OTU2 frame from the measurement target device 3. Obtaining and measuring the RTT from the difference of each time information (step S11).
  • the RTT change detection unit 18 detects a change in RTT from a plurality of RTT values which are measurement results measured a plurality of times by the RTT measurement unit 17 (step S12).
  • the RTT change detection unit 18 calculates the frequency deviation of the frame transmission frequency between the delay measurement device 1 and the measurement target device 3 from the amount of change in the RTT based on a plurality of RTT values (step S13).
  • the RTT determination unit 19 determines an RTT value indicating an RTT between the delay measurement device 1 and the measurement target device 3 from a plurality of RTT values, based on the RTT change detected by the RTT change detection unit 18. (Step S14).
  • the measurement resolution determination unit 20 determines the RTT measurement resolution from the frequency deviation calculated by the RTT change detection unit 18 (step S15).
  • FIG. 21 is a flowchart of operations performed when the delay measurement device 1a according to the second embodiment and the delay measurement device 1c according to the third embodiment control the OTU2 frame transmitted from the own device.
  • the processing from step S11 to step S15 is the same as in the case of FIG.
  • the transmission frequency changing unit 21 of the delay measuring apparatus 1a performs control to change the transmission frequency of the OTU2 frame transmitted from the transmitting unit 13a.
  • the transmission frame phase change part 22 of the delay measuring device 1c performs control which shifts the frame phase of the OTU2 frame transmitted from the transmission part 13c (step S16).
  • the transmission unit 13a of the delay measuring device 1a transmits the OTU2 frame while changing the transmission frequency under the control of the transmission frequency changing unit 21.
  • the transmission unit 13c of the delay measurement device 1c transmits the OTU2 frame while shifting the frame phase under the control of the transmission frame phase changing unit 22 (step S17).
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating an operation when control is performed on the OTU2 frame transmitted from the measurement target device in the delay measurement device 1b according to the second embodiment and the delay measurement device 1d according to the third embodiment.
  • the processing from step S11 to step S15 is the same as in the case of FIG.
  • the transmission unit 13b of the delay measurement device 1b transmits an instruction to change the transmission frequency to the measurement target device 3a.
  • the transmission unit 13d of the delay measurement device 1d transmits an instruction to change the phase of the transmission frame to the measurement target device 3b (step S18).
  • FIG. 23 is a flowchart of operations performed when control is performed on the OTU2 frame transmitted from the own apparatus in the measurement target apparatus 3a according to the second embodiment and the measurement target apparatus 3b according to the third embodiment.
  • the receiving unit 31a of the measurement target device 3a outputs the instruction received from the delay measuring device 1b to the transmission frequency changing unit 37.
  • the receiving part 31b of the measuring object apparatus 3b outputs the instruction
  • the transmission frequency changing unit 37 of the measurement target device 3a performs control to change the transmission frequency of the OTU2 frame transmitted from the transmitting unit 36a in accordance with an instruction from the delay measuring device 1b.
  • the transmission frame phase changing unit 38 of the measurement target device 3b performs control to shift the frame phase of the OTU2 frame transmitted from the transmission unit 36b in accordance with an instruction from the delay measurement device 1d (step S22). ).
  • the transmission unit 36a of the measurement target apparatus 3a changes the transmission frequency and transmits the OTU2 frame under the control of the transmission frequency changing unit 37.
  • the transmission part 36b of the measuring object apparatus 3b transmits an OTU2 frame, shifting a frame phase by control of the transmission frame phase change part 38 (step S23).
  • FIG. 24 is a flowchart showing an operation of reducing the noise component from the RTT value in the delay measuring apparatus 1e according to the fourth embodiment.
  • the processing in step S11 is the same as that in FIG.
  • the frequency deviation detection unit 23 of the delay measuring device 1e acquires transmission clock information from the transmission unit 13e, acquires reception clock information from the reception unit 14a, and uses the acquired transmission clock information and reception clock information.
  • the frequency deviation of the frame transmission frequency between the device itself and the measurement target device 3 is detected (step S31).
  • the RTT change detection unit 18 a performs digital filter signal processing using the RTT value measured by the RTT measurement unit 17 and the frequency deviation detected by the frequency deviation detection unit 23, and the RTT measured by the RTT measurement unit 17.
  • the noise component is reduced from the value (step S32).
  • the RTT change detection unit 18a detects a change in RTT from a plurality of RTT values obtained by measuring the RTT measurement unit 17 a plurality of times and having a noise component reduced by digital filter signal processing (step S33). ).
  • the subsequent processing in step S14 and step S15 is the same as in the case of FIG.
  • the transmission unit 13 and the reception unit 14 are realized by an interface circuit such as an OTN communication interface card.
  • the OTU2OH generation unit 12 and the OTU2OH termination unit 15 are realized by, for example, a driver circuit.
  • the client multiple accommodation unit 11 is realized by, for example, a multiplexing circuit.
  • the client separation unit 16 is realized by, for example, a separation circuit.
  • each function of the RTT measurement unit 17, the RTT change detection unit 18, the RTT determination unit 19, and the measurement resolution determination unit 20 is realized by a processing circuit. That is, the delay measuring apparatus 1 includes a processing circuit for measuring RTT, detecting a change in RTT, calculating a frequency deviation, determining a value of RTT, and determining an RTT measurement resolution.
  • the processing circuit may be dedicated hardware, a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory, and a memory.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit of the delay measuring apparatus 1 according to the first embodiment is configured with dedicated hardware.
  • the processing circuit 91 shown in FIG. 25 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (FPGA). Field Programmable Gate Array) or a combination of these.
  • Each of the functions of the RTT measurement unit 17, the RTT change detection unit 18, the RTT determination unit 19, and the measurement resolution determination unit 20 may be realized by the processing circuit 91, or the functions of the respective units may be realized by the processing circuit 91. May be.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit of the delay measuring apparatus 1 according to the first embodiment is configured by a CPU and a memory.
  • the processing circuit is the CPU 92 and the memory 93
  • the functions of the RTT measurement unit 17, the RTT change detection unit 18, the RTT determination unit 19, and the measurement resolution determination unit 20 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is described as a program and stored in the memory 93.
  • the CPU 92 reads out and executes the program stored in the memory 93, thereby realizing the function of each unit.
  • the delay measuring apparatus 1 performs the RTT measurement step, the RTT change detection step, the frequency deviation calculation step, the RTT value determination step, and the RTT measurement resolution when executed by the processing circuit.
  • a memory 93 is provided for storing a program whose determination step is to be executed as a result. Further, it can be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods of the RTT measurement unit 17, the RTT change detection unit 18, the RTT determination unit 19, and the measurement resolution determination unit 20.
  • the CPU 92 may be a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 93 is, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically EPROM), Magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, DVDs (Digital Versatile Discs), etc. are applicable.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically EPROM), Magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, DVDs (Digital Versatile Discs), etc. are applicable.
  • the functions of the RTT measurement unit 17, the RTT change detection unit 18, the RTT determination unit 19 and the measurement resolution determination unit 20 are realized by dedicated hardware, and a part thereof is realized by software or firmware. May be.
  • the functions of the RTT measurement unit 17 and the RTT change detection unit 18 are realized by a processing circuit 91 as dedicated hardware, and the CPU 92 is stored in the memory 93 for the RTT determination unit 19 and the measurement resolution determination unit 20.
  • the function can be realized by reading and executing the program.
  • the processing circuit can realize the above functions by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the configuration of the delay measurement device 1 of the first embodiment has been described, but the delay measurement devices 1a to 1e of the second to fourth embodiments are also realized by the same hardware configuration.
  • the transmission unit and the reception unit having the same reference numerals as those of the first embodiment are realized by an interface circuit such as an OTN communication interface card, for example, as in the transmission unit 13 and the reception unit 14.
  • the transmission frequency changing unit 21, the transmission frame phase changing unit 22, and the frequency deviation detecting unit 23 are realized by the hardware configuration shown in FIGS.
  • the transmission unit 36 and the reception unit 31 are realized by an interface circuit such as an OTN communication interface card, for example.
  • the OTU2OH generation unit 35 and the OTU2OH termination unit 32 are realized by a driver circuit, for example.
  • the client multiplex accommodation unit 34 is realized by, for example, a multiplex circuit.
  • the client separation unit 33 is realized by a separation circuit, for example.
  • the transmitting unit and the receiving unit having the same reference numerals as those of the first embodiment are realized by an interface circuit such as an OTN communication interface card, for example, similarly to the transmitting unit 36 and the receiving unit 31.
  • the transmission frequency changing unit 37 and the transmission frame phase changing unit 38 are realized by the hardware configuration shown in FIGS.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

　ＲＴＴ測定分解能を向上可能な遅延測定装置を得ること。既知のフレーム長のフレームを連続して送受信する遅延測定装置１と、遅延測定装置１がラウンドトリップタイムの測定対象とする測定対象装置３と、から構成される通信システムの遅延測定装置１であって、フレーム内の遅延測定用の情報を用いて、測定対象装置３との間のラウンドトリップタイムを複数回測定するＲＴＴ測定部１７と、測定された複数のラウンドトリップタイムの値に基づいて、ラウンドトリップタイムの値の変化を検出するＲＴＴ変化検出部１８と、ラウンドトリップタイムの値の変化に基づいて、複数のラウンドトリップタイムの値から採用するラウンドトリップタイムの値を決定するＲＴＴ決定部１９と、を備える。

Description

遅延測定装置、測定対象装置および通信システム
　本発明は、遅延測定装置、測定対象装置および通信システムに関する。
　無線基地局の形態において、ＣＰＲＩ（Common　Public　Radio　Interface）といった光インタフェースを用い、アンテナを含む構成のＲＨ（Remote　Head）を分散して配置し、ＢＢＵ（Base　Band　Unit）にデジタル処理を集中するＭＦＨ（Mobile　Front　Haul）の導入が進められている。ＭＦＨの伝送距離の延伸のため、下記非特許文献１で定義されるように、ＯＴＮ（Optical　Transport　Network）フレームにてＣＰＲＩ信号をカプセル化して転送する技術がある。
　ＣＰＲＩでは、許容されるＲＴＴ（Round　Trip　Time）が１００μｓ程度と短く、装置遅延の精度も＋／－１６ｎｓと非常に厳しい値に設定されている。ＣＰＲＩ区間において、遅延時間は、ＣＰＲＩフォーマットを利用して測定されている。ＣＰＲＩ信号をＯＴＮフレームにてカプセル化して転送する方式について、例えば、下記特許文献１では、ＯＴＮ区間での遅延時間を、オーバーヘッドのＤＭ（Delay　Measurement）バイトを用いた遅延測定方式により計測する技術が開示されている。ＯＴＮフレームにてＣＰＲＩ信号を転送する場合は、ＣＰＲＩ信号を途中で変更することなくトランスペアレントに転送することが望ましい。
特開２０１３－１５３３６７号公報
ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．７０９／Ｙ．１３３１　２０１２年２月
　しかしながら、上記従来の技術によれば、ＣＰＲＩ信号をＯＴＮフレームで転送する場合、オーバーヘッドのＤＭバイトによる遅延測定方式では、測定精度が実際の送信形式のフレームであるＯＴＵ（Optical　channel　Transport　Unit）フレーム間隔に制限される。そのため、ＯＴＮでは、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ（以下、１０Ｇとする。）のときは１２μｓ単位、伝送速度が２．５Ｇｂｉｔ／ｓ（以下、２．５Ｇとする。）のときは５０μｓ単位でしかＲＴＴを測定できず、ＣＰＲＩ用の遅延測定としては分解能が足りない、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＲＴＴ測定分解能を向上可能な遅延測定装置、測定対象装置および通信システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、既知のフレーム長のフレームを連続して送受信する遅延測定装置と、前記遅延測定装置がラウンドトリップタイムの測定対象とする測定対象装置と、から構成される通信システムの前記遅延測定装置であって、前記フレーム内の遅延測定用の情報を用いて、前記測定対象装置との間のラウンドトリップタイムを複数回測定するラウンドトリップタイム測定手段と、測定された複数のラウンドトリップタイムの値に基づいて、前記ラウンドトリップタイムの値の変化を検出するラウンドトリップタイム変化検出手段と、前記ラウンドトリップタイムの値の変化に基づいて、前記複数のラウンドトリップタイムの値から採用するラウンドトリップタイムの値を決定するラウンドトリップタイム決定手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、ＲＴＴ測定分解能を向上できる、という効果を奏する。
ＯＤＵｋオーバーヘッドを示す図 ＲＴＴの測定手順を示す図 受信タイミングによる遅延時間の誤差を示す図 実施の形態１の通信システムの構成例を示す図 ＲＴＴ測定部で測定されるＲＴＴの値の変化を示す図 ＲＴＴ測定部で測定される図５とは逆のＲＴＴの値の変化を示す図 周波数偏差、測定周期およびＲＴＴ測定分解能の関係を示す図 周波数偏差と測定回数の関係を示す図 実施の形態２の通信システムの構成例を示す図 周波数偏差、測定周期およびＲＴＴ測定分解能の変化の関係を示す図 実施の形態２の通信システムであって測定対象装置が送信周波数を変更する場合の構成例を示す図 実施の形態３の通信システムの構成例を示す図 遅延測定装置が測定対象装置との間でＲＴＴを測定する様子を示す図 実施の形態３の通信システムであって測定対象装置がフレーム位相をずらす場合の構成例を示す図 遅延測定装置が測定対象装置との間でＲＴＴを測定する様子を示す図 実施の形態４にかかる通信システムの構成例を示す図 実施の形態４にかかる遅延測定装置のＲＴＴ測定部で測定されるＲＴＴの値の変化および周波数偏差検出部で検出される周波数偏差に基づく遅延時間変動を示す図 実施の形態４にかかる遅延測定装置の周波数偏差検出部で検出される送信クロックおよび受信クロックの例を示す図 実施の形態４にかかる遅延測定装置の周波数偏差検出部で検出される送信クロックおよび受信クロックの他の例を示す図 実施の形態１にかかる遅延測定装置の動作を示すフローチャート 実施の形態２にかかる遅延測定装置および実施の形態３にかかる遅延測定装置において自装置から送信するＯＴＵ２フレームに対する制御を行う場合の動作を示すフローチャート 実施の形態２にかかる遅延測定装置および実施の形態３にかかる遅延測定装置において測定対象装置から送信されるＯＴＵ２フレームに対する制御を行う場合の動作を示すフローチャート 実施の形態２にかかる測定対象装置および実施の形態３にかかる測定対象装置において自装置から送信するＯＴＵ２フレームに対する制御を行う場合の動作を示すフローチャート 実施の形態４にかかる遅延測定装置においてＲＴＴの値からノイズ成分を低減する動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる遅延測定装置の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態１にかかる遅延測定装置の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図
　以下に、本発明にかかる遅延測定装置、測定対象装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　まず、従来のＲＴＴの測定方法について簡単に説明し、どのようにすればＲＴＴ測定分解能を向上できるかについて説明する。
　ＯＴＵフレームでは、ユーザデータを格納するペイロードデータに、監視制御用のオーバーヘッドを付加して転送する。図１は、ＯＤＵｋ（Optical　channel　Data　Unit-k）オーバーヘッドを示す図である。従来のＯＴＮでは、ＯＤＵｋオーバーヘッド中のＰＭ（Path　Monitoring）に含まれるＤＭバイトを用いて、以下の手順でラウンドトリップ遅延であるＲＴＴを測定する。図２は、ＲＴＴの測定手順を示す図である。
　（１）通常状態では、測定実行側のＯＴＮ装置Ａおよび測定対象である折り返し側のＯＴＮ装置Ｂは、ＤＭバイト「０」でＯＴＵフレームを送信する。
　（２）測定開始時刻ｔ０において、ＯＴＮ装置Ａは、ＯＴＵフレームのＤＭバイトに「１」を立てて送信する。
　（３）ＤＭバイト「１」を受信したＯＴＮ装置Ｂは、ＯＴＵフレームのＤＭバイトに「１」を立てて折り返し送信する。
　（４）ＯＴＮ装置Ａは、ＯＴＮ装置ＢからＤＭバイト「１」を受信した測定終了時刻ｔ１から、測定開始時刻ｔ０を引くことにより、ＲＴＴを算出する。
　ＤＭバイトは、ＯＴＵフレームの固定位置に割り当てられている。ＯＴＮ装置Ｂでは、自装置からＯＴＵフレーム上でＤＭバイトを送信する直前にＯＴＮ装置ＡからのＤＭバイト「１」を受信した場合も、自装置からＯＴＵフレーム上でＤＭバイト「０」を送信直後にＯＴＮ装置ＡからのＤＭバイト「１」を受信した場合も、ＤＭバイト「１」の受信タイミングに関わらず、次にＯＴＵフレームでＤＭバイトを送信する同じタイミングでＯＴＮ装置ＡにＤＭバイト「１」を送り返すことになる。
　遅延測定の精度は、１ＯＴＵフレーム単位に制限される。１０Ｇの場合の１ＯＴＵフレーム長は１２μｓ、２．５Ｇの場合の１ＯＴＵフレーム長は５０μｓのため、ＣＰＲＩ信号の遅延測定としては分解能が足りない。
　ここで、遅延時間の誤差は、ＯＴＵフレーム中のＤＭビットの送信と受信のタイミングによって発生する。図３は、受信タイミングによる遅延時間の誤差を示す図である。ＯＴＮ装置Ｂでの受信タイミングによる誤差Ｔｅが大きくなるほど、ＯＴＮ装置Ａ側で算出される遅延時間Ｔｄ、すなわち、ＲＴＴも大きくなる。ＤＭビットによるＲＴＴ測定の際の受信タイミングによる誤差は、遅延が増大する方向にしか発生しない。そのため、ＯＴＮ装置Ａでは、複数回のＲＴＴ測定を行った場合、最も小さいＲＴＴを、受信タイミングによる誤差を含まないＲＴＴに近いと判断することができる。
　つづいて、本実施の形態の遅延測定装置および測定対象装置を含む通信システムの構成およびＲＴＴ測定の動作について説明する。図４は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。通信システムは、ＲＴＴを測定する通信装置である遅延測定装置１と、遅延測定装置１によるＲＴＴの測定対象の通信装置であって遅延測定装置１から受信したフレームに対して折り返しフレームを送信する測定対象装置３と、から構成される。
　遅延測定装置１は、Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部１１と、ＯＴＵ２ＯＨ（Over　Head）生成部１２と、送信部１３と、受信部１４と、ＯＴＵ２ＯＨ終端部１５と、Ｃｌｉｅｎｔ分離部１６と、ＲＴＴ測定部１７と、ＲＴＴ変化検出部１８と、ＲＴＴ決定部１９と、測定分解能決定部２０と、を備える。ＯＴＵフレームについてはいくつかの種類があるが、ここでは一例として、ＯＴＵ２フレームの場合について説明する。以降の実施の形態についても同様とする。
　遅延測定装置１では、Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部１１が図示しない外部装置からＣＰＲＩ信号を入力するとＯＴＵ２フレームに多重して収容し、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２がＤＭバイトを含むオーバーヘッドを生成してＯＴＵ２フレームに付与し、送信手段である送信部１３から測定対象装置３へＯＴＵ２フレームを送信する。また、遅延測定装置１では、受信手段である受信部１４が測定対象装置３からＯＴＵ２フレームを受信すると、ＯＴＵ２ＯＨ終端部１５が終端処理でＯＴＵ２フレームからオーバーヘッドを除去し、Ｃｌｉｅｎｔ分離部１６がＯＴＵ２フレームからＣＰＲＩ信号を分離して図示しない外部装置へ出力する。Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部１１からＣｌｉｅｎｔ分離部１６の動作は従来同様の一般的なものである。なお、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２では、送信するＯＴＵ２フレームに付与するオーバーヘッド内のＤＭバイトの値を制御する。
　ＲＴＴ測定部１７は、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２より、自装置からオーバーヘッドのＤＭバイトに「１」または「０」を付与したＯＴＵ２フレームを送信したときの時刻情報を取得し、ＯＴＵ２ＯＨ終端部１５より、オーバーヘッドのＤＭバイトに「１」または「０」が付与されたＯＴＵ２フレームを測定対象装置３から受信したときの時刻情報を取得し、対応するＤＭバイトについてＯＴＵ２ＯＨ終端部１５の時刻情報とＯＴＵ２ＯＨ生成部１２の時刻情報との差分を算出し、遅延測定装置１と測定対象装置３との間のＲＴＴを測定するラウンドトリップタイム測定手段である。
　ＲＴＴ変化検出部１８は、ＲＴＴ測定部１７で複数回測定された測定結果である複数のＲＴＴの値から、ＲＴＴの変化を検出するラウンドトリップタイム変化検出手段である。また、ＲＴＴ変化検出部１８は、複数のＲＴＴの値に基づくＲＴＴの変化量から、遅延測定装置１と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差を算出する。ＲＴＴの変化量とは、測定されたＲＴＴの値と１つ前に測定されたＲＴＴの値との差分とする。
　ＲＴＴ決定部１９は、ＲＴＴ変化検出部１８で検出されたＲＴＴの変化に基づいて、複数のＲＴＴの値から、遅延測定装置１と測定対象装置３との間のＲＴＴを示すＲＴＴの値を決定し、図示しない外部装置へ決定したＲＴＴの値を出力するラウンドトリップタイム決定手段である。
　測定分解能決定部２０は、ＲＴＴ変化検出部１８で算出された周波数偏差からＲＴＴ測定分解能を決定し、図示しない外部装置へ決定したＲＴＴ測定分解能を出力する測定分解能決定手段である。
　測定対象装置３が備える受信手段である受信部３１、ＯＴＵ２ＯＨ終端部３２、Ｃｌｉｅｎｔ分離部３３、Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部３４、ＯＴＵ２ＯＨ生成部３５、送信手段である送信部３６の各構成は、遅延測定装置１の受信部１４、ＯＴＵ２ＯＨ終端部１５、Ｃｌｉｅｎｔ分離部１６、Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部１１、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２、送信部１３に対応する。そのため、測定対象装置３の各構成の説明については省略する。なお、ＯＴＵ２ＯＨ生成部３５では、ＯＴＵ２ＯＨ終端部３２の終端処理で検出されたＤＭバイトの情報の取得をＤＭバイト受信トリガとし、送信するＯＴＵ２フレームに付与するオーバーヘッド内のＤＭバイトの値を制御する。
　つぎに、遅延測定装置１でのＲＴＴ測定の動作について説明する。遅延測定装置１では、ＲＴＴ測定部１７は、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２よりオーバーヘッドのＤＭバイトに「１」または「０」を付与したＯＴＵ２フレームを送信時の時刻情報を取得し、ＯＴＵ２ＯＨ終端部１５よりオーバーヘッドのＤＭバイトに「１」または「０」が付与されたＯＴＵ２フレームを受信時の時刻情報を取得する。
　ＲＴＴ測定部１７は、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２のＤＭバイトの送信時刻とＯＴＵ２ＯＨ終端部１５において対応するＤＭバイトの受信時刻との差分、具体的には、オーバーヘッドのＤＭバイトに「１」を付与したＯＴＵ２フレームの送信時刻とオーバーヘッドのＤＭバイトに「１」が付与された対応するＯＴＵ２フレームの受信時刻との差分、または、オーバーヘッドのＤＭバイトに「０」を付与したＯＴＵ２フレームの送信時刻とオーバーヘッドのＤＭバイトに「０」が付与された対応するＯＴＵ２フレームの受信時刻との差分、を算出する。ＲＴＴ測定部１７は、算出した値を測定対象装置３との間のＲＴＴの値とする。ＲＴＴの１回の測定方法は従来同様であるが、ここでは、ＲＴＴ測定部１７は、上記の算出方法による測定対象装置３との間のＲＴＴの測定を複数回行う。
　このとき、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴの値は、図５に示す変化をする。図５は、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴの値の変化を示す図である。ここでは、一例として、ＯＴＵ２フレームの周波数が「遅延測定装置１＜測定対象装置３」、すなわち、遅延測定装置１の方がＯＴＵ２フレームの送信周波数が低い場合について説明する。図５において、左側の図は、測定回数と測定されるＲＴＴとの関係を示し、右側の図は、左側の（ａ）、（ｂ）の測定タイミング周辺での遅延測定装置１および測定対象装置３でのＤＭバイトの送受信タイミングを示す。なお、図５の左側の図において、測定回数を経過時間としてもよい。
　遅延測定装置１では、ＲＴＴ測定部１７がＲＴＴを複数回測定すると、ＲＴＴの値は、図５に示すように、ＲＴＴの値が連続して減少した後にＯＴＵ２フレームのフレーム長に相当する時間程度増加することを繰り返す。フレーム長に相当する時間程度の増加は、測定対象装置３でのＤＭビットの受信タイミングによる誤差である。そのため、遅延測定装置１では、ＲＴＴ変化検出部１８がＲＴＴの値の増加を検出、すなわち、ＲＴＴの値が連続して減少した後に増加するという変化を繰り返す場合は増加したことを検出すると、ＲＴＴ決定部１９が、ＲＴＴ変化検出部１８でのＲＴＴの値の増加検出前のタイミングのＲＴＴの値を最小値、すなわち、誤差が最も少ないＲＴＴの値と決定する。
　ＲＴＴ変化検出部１８では、ＲＴＴの値の変化、すなわち、増加または減少を検出するだけでなく、どの程度増加または減少したかを示す変化量の形式で検出を行なってもよい。図５において、測定されるＲＴＴが（ａ）から（ｂ）へ変化した場合、ＲＴＴ変化検出部１８は、フレーム長に相当する時間程度のＲＴＴの増加を検出する。ＲＴＴ決定部１９は、測定されるＲＴＴが（ａ）のとき、最も誤差の少ないＲＴＴであると決定する。
　なお、ＲＴＴ変化検出部１８は、フレーム長に相当する時間程度のＲＴＴの増加を複数回検出し、ＲＴＴ決定部１９が、複数回の（ａ）に相当するＲＴＴの測定結果の中から最も小さいＲＴＴを最も誤差の小さいＲＴＴとみなしてもよい。また、ＲＴＴ決定部１９は、測定周期の１周期以上にわたってＲＴＴの測定が複数回行われている場合には、ＲＴＴの測定結果の中から最も小さいＲＴＴを最も誤差の小さいＲＴＴとみなしてもよい。
　また、遅延測定装置１では、ＲＴＴ変化検出部１８が、ＲＴＴの変化量から、遅延測定装置１と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差を算出する。ＲＴＴ変化検出部１８での周波数偏差の算出方法については、例えば、図５の例では、連続してＲＴＴの値が減少している状態の２つのＲＴＴの値に基づく変化量から周波数偏差を算出することができる。ＲＴＴ変化検出部１８は、３つ以上のＲＴＴの値を用いて、複数のＲＴＴの変化量から周波数偏差を算出することで、算出する周波数偏差の精度を向上させることができる。
　測定分解能決定部２０は、ＲＴＴ変化検出部１８で算出された周波数偏差に基づいて、自装置におけるＲＴＴ測定分解能を算出する。これにより、遅延測定装置１では、検出されたＲＴＴの最小値に対して、フレーム長に相当する時間以下の測定分解能を保証することができる。
　例えば、図５に示す場合では、遅延測定装置１で測定されるＲＴＴは、計測毎に２ｂｉｔ分に相当する時間減少している。この場合、測定された最も誤差の小さいと決定したＲＴＴは、２ｂｉｔ分に相当する時間の分解能で測定されたとみなすことができる。従って、遅延測定装置１では、従来の計測法よりも高い粒度でのＲＴＴの測定を可能とし、より正確な遅延時間を算出することが可能となる。
　図６は、ＲＴＴ測定部１７で測定される図５とは逆のＲＴＴの値の変化を示す図である。図５とは逆に、ＯＴＵ２フレームの周波数が「遅延測定装置１＞測定対象装置３」、すなわち、遅延測定装置１の方がＯＴＵ２フレームの送信周波数が高い場合についてのＲＴＴの値の変化を示すものである。なお、図５と同様、測定回数を経過時間としてもよい。
　遅延測定装置１では、ＲＴＴ測定部１７がＲＴＴを複数回測定すると、ＲＴＴの値は、図６に示すように、ＲＴＴの値が連続して増加した後にＯＴＵ２フレームのフレーム長に相当する時間程度減少することを繰り返す。フレーム長に相当する時間程度の減少は、測定対象装置３でのＤＭビットの受信タイミングによる誤差である。そのため、遅延測定装置１では、ＲＴＴ変化検出部１８がＲＴＴの値の減少を検出、すなわち、ＲＴＴの値が連続して増加した後に減少するという変化を繰り返す場合は減少したことを検出すると、ＲＴＴ決定部１９が、ＲＴＴ変化検出部１８でのＲＴＴの値の減少検出時のタイミングのＲＴＴの値を最小値、すなわち、誤差が最も少ないＲＴＴの値と決定する。
　ＲＴＴ変化検出部１８では、図５の場合と同様、ＲＴＴの値の変化だけでなく変化量の形式で検出を行なってもよい。図６において、測定されるＲＴＴが（ｃ）から（ｄ）へ変化した場合、ＲＴＴ変化検出部１８は、フレーム長に相当する時間程度のＲＴＴの減少を検出する。ＲＴＴ決定部１９は、測定されるＲＴＴが（ｄ）のとき、最も誤差の少ないＲＴＴであると決定する。
　なお、ＲＴＴ変化検出部１８は、フレーム長に相当する時間程度のＲＴＴの減少を複数回検出し、ＲＴＴ決定部１９が、複数回の（ｄ）に相当するＲＴＴを測定結果の中から最も小さいＲＴＴを最も誤差の小さいＲＴＴとみなしてもよい。また、ＲＴＴ決定部１９は、測定周期の１周期以上にわたってＲＴＴの測定が複数回行われている場合には、ＲＴＴの測定結果の中から最も小さいＲＴＴを最も誤差の小さいＲＴＴとみなしてもよい。
　遅延測定装置１と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の差、すなわち、周波数偏差による測定周期とＲＴＴ測定分解能の違いを図７に示す。図７は、周波数偏差、測定周期およびＲＴＴ測定分解能の関係を示す図である。ここでは、一例として、１０Ｇの場合について説明する。
　例えば、ＯＴＵ２フレームの送信時において、遅延測定装置１と測定対象装置３の周波数偏差が１０ｐｐｍの場合、ＯＴＵ２フレームのフレーム長は１２．２μｓのため、１フレームで１２２ｐｓのずれが発生する。このずれによって、１２．２μｓ÷１２２ｐｓ＝１０００００フレームに１回の周期で、遅延測定装置１で計測されるＲＴＴが減少または増加を繰り返す。また、１フレームのフレーム長が１２．２μｓであるため、時間に換算すると、１０００００＊１２．２μｓ＝１２２０ｍｓが測定周期となる。このときのＲＴＴ測定分解能は、周波数偏差に依存し、前述のずれの大きさである±１２２ｐｓとなり、また、図５に示す２ｂｉｔの大きさに相当する。このことから、遅延測定装置１では、フレーム長に相当する時間以下の測定分解能を保証することができる。
　また、ＯＴＵ２フレームの送信時において、遅延測定装置１と測定対象装置３の周波数偏差が４０ｐｐｍの場合、ＯＴＵ２フレームのフレーム長は１２．２μｓのため、１フレームで４８８ｐｓのずれが発生する。このずれによって、１２．２μｓ÷４８８ｐｓ＝２５０００フレームに１回の周期で、遅延測定装置１で計測されるＲＴＴが減少または増加を繰り返す。また、１フレームのフレーム長が１２．２μｓであるため、時間に換算すると、２５０００＊１２．２μｓ＝３０５ｍｓが測定周期となる。このときのＲＴＴ測定分解能は、周波数偏差に依存し、前述のずれの大きさである±４８８ｐｓとなり、また、図５に示す２ｂｉｔの大きさに相当する。このことから、遅延測定装置１では、フレーム長に相当する時間以下の測定分解能を保証することができる。
　図８は、周波数偏差と測定回数の関係を示す図である。（ａ）は周波数偏差が小さい場合を示し、（ｂ）は周波数偏差が大きい場合を示す。なお、図５，６と同様、測定回数を経過時間としてもよい。例えば、図７の例において、小さい周波数偏差の１０ｐｐｍから大きい周波数偏差である４倍の４０ｐｐｍにした場合、測定されるＲＴＴの値は１２２０ｍｓ周期から３０５ｍｓ周期に変更して減少または増加を繰り返すため、ＲＴＴ決定までに必要な時間、すなわち、測定周期を１／４にすることができる。一方で、ＲＴＴ測定分解能は±１２２ｐｓから±４８８ｐｓへと低下する。測定周期とＲＴＴ測定分解能はトレードオフの関係となる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、ＣＰＲＩ信号を既知のフレーム長のフレームでカプセル化して転送する場合において、遅延測定装置１は、測定対象装置３との間でＲＴＴの測定を複数回行い、複数回測定されたＲＴＴの値が、連続して減少した後に増加したときは増加前のタイミング、または、連続して増加した後に減少したときは減少したタイミング、のＲＴＴの値を誤差が最も少ないＲＴＴの値とすることとした。これにより、フレーム長よりも小さい単位でＲＴＴを測定することが可能となる。
　また、遅延測定装置１は、ＲＴＴの変化の測定周期に対して１周期以上にわたってＲＴＴが計測された場合には、複数のＲＴＴの値から最小値を誤差が最も少ないＲＴＴの値とすることができる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、従来のＤＭビットによるＲＴＴ測定と比較して、高い粒度でのＲＴＴ測定が可能である。本実施の形態では、装置間の周波数偏差が大きく、ＲＴＴ測定分解能が所望の粒度に到達していない場合、遅延測定装置または測定対象装置が、ＯＴＵ２フレームの送信周波数を変化させる動作について説明する。
　図９は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。通信システムは、ＲＴＴを測定する通信装置である遅延測定装置１ａと、遅延測定装置１ａによるＲＴＴの測定対象の通信装置であって遅延測定装置１ａから受信したフレームに対して折り返しフレームを送信する測定対象装置３と、から構成される。
　遅延測定装置１ａは、送信周波数変更部２１を追加し、送信部１３に替えて送信部１３ａを備える点が遅延測定装置１と異なる。送信周波数変更部２１は、より細かい測定粒度としたい場合に、ＲＴＴ変化検出部１８での遅延測定装置１ａと測定対象装置３の送信周波数の大小関係の推定による周波数偏差、および、測定分解能決定部２０での現在のＲＴＴ測定分解能に基づいて、ＲＴＴ変化検出部１８での周波数偏差が、所望のＲＴＴ測定分解能を得るための周波数偏差となるように、送信部１３ａから送信するＯＴＵ２フレームの送信周波数を変更する制御を行う送信周波数変更手段である。送信部１３ａは、送信周波数変更部２１の制御により、ＯＴＵ２フレームの送信周波数を変更する送信手段である。
　図１０は、周波数偏差、測定周期およびＲＴＴ測定分解能の変化の関係を示す図である。周波数偏差が大きいほど、測定周期が早いが、ＲＴＴ測定分解能が低くなることを示し、周波数偏差が小さいほど、測定周期は遅いが、ＲＴＴ測定分解能が高くなることを示す。周波数偏差、測定周期およびＲＴＴ測定分解能については図１０に示す関係があることから、送信周波数変更部２１は、ＲＴＴ測定分解能が所望の粒度に到達していない場合、周波数偏差を小さくするように自装置の送信周波数を変更する制御を行う。送信周波数変更部２１は、測定周期についても制限がある場合には、ＲＴＴ測定分解能および測定周期との関係により、周波数偏差を小さくするように自装置の送信周波数を変更する制御を行う。
　なお、送信周波数変更の機能については、遅延測定装置１ａではなく、測定対象装置３の側に設けてもよい。この場合でも、同様の効果を得ることができる。
　図１１は、本実施の形態の通信システムであって測定対象装置が送信周波数を変更する場合の構成例を示す図である。通信システムは、ＲＴＴを測定する通信装置である遅延測定装置１ｂと、遅延測定装置１ｂによるＲＴＴの測定対象の通信装置であって遅延測定装置１ｂから受信したフレームに対して折り返しフレームを送信する測定対象装置３ａと、から構成される。
　遅延測定装置１ｂは、送信部１３に替えて送信部１３ｂを備える点が遅延測定装置１と異なる。送信部１３ｂは、ＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示により、送信周波数変更の指示を測定対象装置３ａへ送信する送信手段である。送信周波数変更の指示を送信する方法については、ＯＴＵ２フレームのオーバーヘッド領域に指示を含めてもよいし、その他の方法を用いてもよい。
　測定対象装置３ａは、送信周波数変更部３７を追加し、受信部３１に替えて受信部３１ａ、送信部３６に替えて送信部３６ａを備える点が測定対象装置３と異なる。送信周波数変更部３７は、遅延測定装置１ｂのＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示により、送信部３６ａから送信するＯＴＵ２フレームの送信周波数を変更する制御を行う送信周波数変更手段である。受信部３１ａは、遅延測定装置１ｂのＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示を受信すると、受信した指示を送信周波数変更部３７へ出力する受信手段である。送信部３６ａは、送信周波数変更部３７の制御により、ＯＴＵ２フレームの送信周波数を変更する送信手段である。
　測定対象装置３ａに送信周波数変更の機能を設けた場合、遅延測定装置１ｂに搭載されるＲＴＴ変化検出部１８での周波数偏差および測定分解能決定部２０でのＲＴＴ測定分解能の情報を、遅延測定装置１ｂの送信部１３ｂから、測定対象装置３ａへ送信する必要がある。また、測定対象装置３ａでは、遅延測定装置１ｂから受信した情報により送信周波数を変更するため、手順が煩雑となる。そのため、送信周波数変更の機能については、遅延測定装置１ａの側に搭載されることが望ましい。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、遅延測定装置１ａまたは測定対象装置３ａが、フレームの送信周波数を変更することで、装置間の周波数偏差を変更できることとした。これにより、ＲＴＴ測定分解能を所望の粒度にすることができる。
実施の形態３．
　ＲＴＴの測定において、周波数が同期しているなど遅延測定装置１と測定対象装置３との間の周波数偏差を検出できない、または、周波数偏差が非常に小さく測定時間が長時間となって現実的ではない、などのケースが想定される。このような状況では、ＲＴＴの測定を複数回行ってもＲＴＴの変動を観測することができない。本実施の形態では、遅延測定装置または測定対象装置が、送信するＯＴＵ２フレームのフレーム位相をずらす動作について説明する。
　図１２は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。通信システムは、ＲＴＴを測定する通信装置である遅延測定装置１ｃと、遅延測定装置１ｃによるＲＴＴの測定対象の通信装置であって遅延測定装置１ｃから受信したフレームに対して折り返しフレームを送信する測定対象装置３と、から構成される。
　遅延測定装置１ｃは、送信フレーム位相変更部２２を追加し、送信部１３に替えて送信部１３ｃを備える点が遅延測定装置１と異なる。送信フレーム位相変更部２２は、ＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示により、送信部１３ｃから送信するＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす制御を行う送信フレーム位相変更手段である。送信部１３ｃは、送信フレーム位相変更部２２の制御により、ＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす送信手段である。
　図１３は、遅延測定装置１ｃが測定対象装置３との間でＲＴＴを測定する様子を示す図である。遅延測定装置１ｃにおいて、ＲＴＴ変化検出部１８は、測定対象装置３でのＤＭビットの送信タイミングのずれが１０ビットで変化しないことから、測定対象装置３との間で周波数偏差を検出できない。また、測定分解能決定部２０においても、ＲＴＴ変化検出部１８で周波数偏差を検出できないため、ＲＴＴ測定分解能を決定できない。この場合、ＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０は、送信フレームの位相変更を送信フレーム位相変更部２２へ指示する。送信フレーム位相変更部２２は、ＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示により、送信部１３ｃに対して送信するＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす制御を行う。
　図１３では、ＯＴＵ２フレームに空ｂｉｔを挿入する回数について１回のみ示しているが、１回のみの挿入では、挿入前と挿入後で周波数偏差が変化するが、挿入後のＲＴＴ測定では、また、周波数偏差が検出できなくなる。そのため、遅延測定装置１ｃの送信フレーム位相変更部２２では、空ｂｉｔのサイズを変えて複数回挿入する制御を行う。ＲＴＴ測定部１７は、異なる空ｂｉｔのサイズ毎にＲＴＴを測定する。ＲＴＴ変化検出部１８は、異なる空ｂｉｔのサイズ毎に周波数偏差を算出し、測定分解能決定部２０は、ＲＴＴ変化検出部１８で算出された周波数偏差からＲＴＴ測定分解能を決定する。
　なお、フレーム位相をずらす機能については、遅延測定装置１ｃではなく、測定対象装置３の側に設けてもよい。この場合でも、同様の効果を得ることができる。
　図１４は、本実施の形態の通信システムであって測定対象装置がフレーム位相をずらす場合の構成例を示す図である。通信システムは、ＲＴＴを測定する通信装置である遅延測定装置１ｄと、遅延測定装置１ｄによるＲＴＴの測定対象の通信装置であって遅延測定装置１ｄから受信したフレームに対して折り返しフレームを送信する測定対象装置３ｂと、から構成される。
　遅延測定装置１ｄは、送信部１３に替えて送信部１３ｄを備える点が遅延測定装置１と異なる。送信部１３ｄは、ＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示により、送信フレームの位相変更の指示を測定対象装置３ｂへ送信する送信手段である。送信フレームの位相変更の指示を送信する方法については、ＯＴＵ２フレームのオーバーヘッド領域に指示を含めてもよいし、その他の方法を用いてもよい。
　測定対象装置３ｂは、送信フレーム位相変更部３８を追加し、受信部３１に替えて受信部３１ｂ、送信部３６に替えて送信部３６ｂを備える点が測定対象装置３と異なる。送信フレーム位相変更部３８は、遅延測定装置１ｄのＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示により、送信部３６ｂから送信するＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす制御を行う送信フレーム位相変更手段である。受信部３１ｂは、遅延測定装置１ｄのＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０からの指示を受信すると、受信した指示を送信フレーム位相変更部３８へ出力する受信手段である。送信部３６ｂは、送信フレーム位相変更部３８の制御により、ＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす送信手段である。
　図１５は、遅延測定装置１ｄが測定対象装置３ｂとの間でＲＴＴを測定する様子を示す図である。遅延測定装置１ｄにおいて、ＲＴＴ変化検出部１８は、測定対象装置３ｂでのＤＭビットの送信タイミングのずれが１０ビットで変化しないことから、測定対象装置３ｂとの間で周波数偏差を検出できない。また、測定分解能決定部２０においても、ＲＴＴ変化検出部１８で周波数偏差を検出できないため、ＲＴＴ測定分解能を決定できない。この場合、ＲＴＴ変化検出部１８および測定分解能決定部２０は、送信フレームの位相変更を送信部１３ｄへ指示する。送信部１３ｄは、送信フレームの位相変更の指示を測定対象装置３ｂへ送信する。測定対象装置３ｂでは、送信フレーム位相変更部３８は、受信部３１ｂ経由で送信フレームの位相変更の指示を受信すると、送信部３６ｂに対して送信するＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす制御を行う。
　ここで、測定対象装置３ｂでは、前述の遅延測定装置１ｃで送信するＯＴＵ２フレーム間に空ｂｉｔを挿入してフレーム位相をずらす場合と異なり、遅延測定装置１ｄからＤＭビットを受信するタイミングと自装置からＤＭビットを送信するタイミングとの位相差、ここでは１０ｂｉｔの大きさを把握することができる。この場合、測定対象装置３ｂでは、送信フレーム位相変更部３８が、位相差をなくす、すなわち、ＤＭビットの受信直後に自装置からＤＭビットを送信できるようにフレーム位相を合わせればよい。具体的に、測定対象装置３ｂでは、１０ｂｉｔのサイズの空ｂｉｔを挿入すればよい。このように、測定対象装置３ｂがフレーム位相を変更すれば、遅延測定装置１ｄでは、ＲＴＴを複数回測定する必要は無い。
　なお、遅延測定装置１ｃまたは測定対象装置３ｂのどちらでフレーム位相をずらす場合においても、フレーム位相をずらすことは、信号断など、収容している信号に影響を与える可能性がある。そのため、立ち上げ時に行うことが望ましい。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、周波数偏差が検出できない場合、または、測定時間が長時間におよぶ場合において、遅延測定装置１ｃが、送信フレームの位相を変更することとした。これにより、遅延測定装置１ｃでは装置間の周波数偏差が検出でき、ＲＴＴの測定が可能となる。また、測定対象の測定対象装置３ｂが送信フレームの位相を変更することで、遅延測定装置１ｄでのＲＴＴの測定回数を低減することができる。
実施の形態４．
　本実施の形態では、遅延測定装置と測定対象装置との間のフレーム送信周波数の周波数偏差にジッタなどのノイズ成分が含まれる場合に、測定されたＲＴＴの値からノイズ成分を低減する方法について説明する。
　図１６は、実施の形態４にかかる通信システムの構成例を示す図である。実施の形態４にかかる通信システムは、遅延測定装置１ｅと、測定対象装置３とから構成される。遅延測定装置１ｅは、実施の形態１の遅延測定装置１に対して、送信部１３、受信部１４およびＲＴＴ変化検出部１８に換えて、送信部１３ｅ、受信部１４ａおよびＲＴＴ変化検出部１８ａを備え、さらに、周波数偏差検出部２３を追加したものである。
　送信部１３ｅは、周波数偏差検出部２３へ送信クロックの情報を通知する送信手段である。送信クロックの情報は、遅延測定装置１ｅで使用されているクロックの周波数の情報である。
　受信部１４ａは、周波数偏差検出部２３へ受信クロックの情報を通知する受信手段である。受信クロックの情報は、測定対象装置３で使用されているクロックの周波数の情報である。受信部１４ａは、例えば、測定対象装置３から受信したＯＴＵ２フレームに含まれる受信クロックの情報によって、または測定対象装置３からの受信クロックの情報の通知によって、受信クロックの情報を取得する。受信部１４ａにおいて測定対象装置３から受信クロックの情報を取得する前述の方法は一般的なものであるが、これらに限定されるものではない。
　周波数偏差検出部２３は、送信部１３ｅから送信クロックの情報を取得し、受信部１４ａから受信クロックの情報を取得し、取得した送信クロックの情報および受信クロックの情報を用いて自装置と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差を検出する周波数偏差検出手段である。自装置と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差は、遅延測定装置１ｅが測定対象装置３へＯＴＵ２フレームを送信してから、遅延測定装置１ｅが測定対象装置３から応答のＯＴＵ２フレームを受信するまでにかかる時間である遅延時間の変動を示す遅延時間変動である。
　ＲＴＴ変化検出部１８ａは、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値および周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差を用いてディジタルフィルタ信号処理を行い、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値からノイズ成分を低減する処理を行うラウンドトリップタイム変化検出手段である。ＲＴＴ変化検出部１８ａは、ノイズ成分を低減する処理では、ノイズ成分を除去または減衰する。
　つづいて、遅延測定装置１ｅと測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差にノイズ成分が含まれる場合に、遅延測定装置１ｅにおいて、ＲＴＴの値からノイズ成分を低減する動作について説明する。以降の説明ではノイズ成分として具体的にジッタを例に説明するが、周波数偏差に含まれるノイズ成分はジッタに限定されるものではない。
　図１７は、実施の形態４にかかる遅延測定装置１ｅのＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴの値の変化および周波数偏差検出部２３で検出される周波数偏差に基づく遅延時間変動を示す図である。図１７の左側に示す測定回数と測定されるＲＴＴとの関係の図は、実施の形態１における図５の左側に示す図と同様である。前述のように、測定回数については経過時間としてもよい。図１７の右側に示す図は、図１７の左側に示す図においてＲＴＴの値が減少している点線の丸印で囲まれた部分を拡大表示したときのイメージを示すものである。横軸はＲＴＴ測定部１７での測定回数すなわち経過時間であり、縦軸は遅延測定装置１ｅと測定対象装置３との間の遅延時間すなわち装置間の遅延時間である。装置間の遅延時間にはＲＴＴの値を含むものとする。
　図１７の左側の図において点線の丸印で囲まれた部分ではＲＴＴの値が単調減少しているように見える。しかしながら、遅延測定装置１ｅと測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差にジッタが含まれる場合、図１７の右側の図に示すように、周波数偏差検出部２３で検出されたジッタを含む周波数偏差、すなわちジッタを含む遅延時間変動で示される遅延時間は単調減少せず、上下の変動を繰り返しながら減少していく方向に推移している。図１７の右側の図において、３つの白丸は、ＲＴＴ測定周期の間隔においてＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴである。遅延測定装置１ｅと測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差にジッタが含まるか含まれないかに関わらず、周波数偏差検出部２３およびＲＴＴ測定部１７が正常に動作している場合、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴを示す３つの白丸は、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差である遅延時間変動、図１７の右側の図ではジッタを含む遅延時間変動上に表れることになる。
　図１７の右側の図において、３つの白丸を通る点線は、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴから検出される遅延時間変動の傾き、すなわちＲＴＴ変化検出部１８ａで検出されるＲＴＴの値の変化を示す。また、図１７の右側の図において、３つの白丸を通らず、ジッタを含む遅延時間変動を通る点線はジッタを含まない本来の遅延時間変動の傾きを示す。ジッタを含まない本来の遅延時間変動とは、周波数偏差検出部２３において、検出した周波数偏差にノイズ成分が含まれない場合の遅延時間変動である。また、ジッタを含まない本来の遅延時間変動とは、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴにジッタが含まれていない場合に、ＲＴＴ変化検出部１８ａにおいて検出されるＲＴＴの値の変化である。
　ＲＴＴ変化検出部１８ａでは、ＲＴＴ測定部１７で検出されるＲＴＴだけを用いた場合、ＲＴＴの値の変化を、図１７の右側の図に示すＲＴＴの値から検出される遅延時間変動の傾きのように検出する。また、ＲＴＴ変化検出部１８ａでは、ＲＴＴの値はジッタの影響を受けているため、ＲＴＴの値から算出される遅延測定装置１ｅと測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差には誤差が含まれることになる。
　このような場合、ジッタの影響を低減するため、ＲＴＴ変化検出部１８ａにおいて、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴの値に対してディジタルフィルタなどを用いた信号処理を行うことが考えられる。しかしながら、ディジタルフィルタ信号処理では、周波数偏差に含まれるジッタ成分について、標本化定理で規定されるように測定周波数ｆSに対してｆS／２よりも低い周波数成分のみ検出可能である。ディジタルフィルタ信号処理では、測定周波数ｆSに対してｆS／２よりも高い周波数成分によるジッタ成分が周波数偏差に含まれる場合はジッタ成分を低減できず、エイリアシングが発生して誤差要因となる。図１７の右側の図に示すように、ＲＴＴ測定部１７で測定されるＲＴＴの値がジッタの影響を受け、かつ、ジッタ成分に対してＲＴＴ測定部１７でのＲＴＴ測定周期が十分に速くない場合、ジッタを含む遅延時間変動上の山の部分および谷の部分のタイミングでＲＴＴが測定されると、ＲＴＴの値の変化すなわちＲＴＴの値から検出される遅延時間変動の傾きと、ジッタを含まない本来の遅延時間変動の傾きとの間に差が発生する。遅延時間変動の傾きに差が発生した場合、測定分解能決定部２０で決定されるＲＴＴ測定分解能に誤差が含まれることになる。
　そのため、本実施の形態では、周波数偏差検出部２３が、送信部１３ｅから送信クロックの情報を取得し、受信部１４ａから受信クロックの情報を取得し、取得した送信クロックの周波数と受信クロックの周波数とを比較することで、遅延測定装置１ｅと測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差を検出する。周波数偏差検出部２３は、ＲＴＴ測定部１７でのＲＴＴ測定周期よりも高速な周期で周波数偏差を検出できる。また、周波数偏差検出部２３は、ＲＴＴ測定部１７でのＲＴＴ測定周期よりも高い周波数成分の周波数偏差を検出できる。ＲＴＴ変化検出部１８ａでは、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差をディジタルフィルタ信号処理に用いることで、ＲＴＴ測定部１７でのＲＴＴ測定周期を用いてディジタルフィルタ信号処理をする場合よりも高い周波数成分のジッタ成分を低減することが可能となる。
　具体的に、周波数偏差検出部２３において、周波数偏差を検出する方法について説明する。図１８は、実施の形態４にかかる遅延測定装置１ｅの周波数偏差検出部２３で検出される送信クロックおよび受信クロックの例を示す図である。図１８では、周波数偏差検出部２３が、送信クロックを基準として、単位時間内に受信クロックを何クロックカウントしたかを検出し、単位時間内の送信クロック数およびカウントした受信クロック数を用いて周波数偏差に変換する例を示している。具体的に図１８の例では、周波数偏差検出部２３は、送信クロックを５クロックカウントする間に受信クロックを６クロックカウントしているため、１クロック分に相当する周波数偏差を検出することができる。ここで、単位時間を何クロック分とするかは任意であるが、周波数偏差に対して小さくしすぎるとカウントされるクロック数が変化しづらく効果的ではない可能性がある。そのため、周波数偏差を考慮した単位時間のクロック数とする。また、周波数偏差検出部２３は、単位時間において基準にするクロックを受信クロックにしてもよい。
　図１９は、実施の形態４にかかる遅延測定装置１ｅの周波数偏差検出部２３で検出される送信クロックおよび受信クロックの他の例を示す図である。周波数偏差検出部２３において送信クロックおよび受信クロックをカウントする場合、図１８に示す受信クロックが送信クロックの６／５倍などのように、単位時間内、すなわち計測区間内に送信クロックおよび受信クロックが全て収まることが望ましい。しかしながら、図１９に示すように、計測区間の終わりのタイミング、すなわち送信クロックの周期のｎ倍のときが、受信クロックの周期のｍ倍にあたるとは限らない。なお、ｎおよびｍは整数とし、同じ値でも異なる値であってもよい。
　また、図１９の計測区間＃２に示すように、計測区間の開始のタイミングにおいて、送信クロックおよび受信クロックが同じ位相であるとは限らない。周波数偏差検出部２３では、周波数偏差の検出において、送信クロックおよび受信クロックのカウントを断続的に行う場合、すなわち図１９と異なり計測区間を飛び飛びに設定する場合、計測開始時の送信クロックおよび受信クロックの位相の違いなどによる影響によって、検出される周波数偏差の誤差が大きくなる可能性がある。そのため、周波数偏差検出部２３では、図１９に示すように計測区間が連続していることが望ましい。周波数偏差検出部２３では、計測区間が連続している場合、位相関係による誤差は前後の計測区間に必ず含まれるため、各計測区間で検出された周波数偏差の平均をとるなどによって、誤差の影響を抑えることができる。なお、周波数偏差検出部２３において、各計測区間で位相情報も含めて取得できる場合はこの限りではなく、断続的な計測区間によって周波数偏差の検出を行ってもよい。
　本実施の形態において、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値および周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差を用いてディジタルフィルタ信号処理を行い、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値からジッタを低減する処理を行う。具体的に、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差であるジッタを含む遅延時間変動に対してディジタルフィルタ信号処理を行う。前述のようにＲＴＴ測定部１７で検出されたＲＴＴの値はジッタを含む遅延時間変動上に表れる。ＲＴＴ変化検出部１８ａがジッタを含む遅延時間変動に対してディジタルフィルタ信号処理を行うことで、ディジタルフィルタ信号処理後のジッタを含む遅延時間変動のうち、ＲＴＴ測定部１７でＲＴＴの値が測定されたときのタイミングにおける装置間の遅延時間が、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値に対してジッタが低減されたＲＴＴの値となる。
　ＲＴＴ変化検出部１８ａで理想的にジッタを全て除去できた場合、ジッタが低減されたＲＴＴの値は、図１７の右側の図に示すジッタを含まない本来の遅延時間変動の傾きの上に表れることになる。すなわち、ＲＴＴ変化検出部１８ａで理想的にジッタを全て除去できた場合、ジッタが低減されたＲＴＴの値から求められるＲＴＴの値の変化は、図１７の右側の図に示すジッタを含まない本来の遅延時間変動の傾きとなる。従って、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、理想的にジッタを全て除去できた場合、ディジタルフィルタ信号処理によって得られたジッタを含まない本来の遅延時間変動の傾きに基づいてＲＴＴの増加などを検出することができる。なお、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、ジッタを完全には除去できなかった場合、ディジタルフィルタ信号処理によって得られたＲＴＴの値を用いてＲＴＴの増加などを検出する。以降のＲＴＴ変化検出部１８ａの動作は、実施の形態１のＲＴＴ変化検出部１８と同様である。
　ＲＴＴ決定部１９は、ジッタが低減されたＲＴＴの値の変化に基づいて、ＲＴＴの値の変化が減少から増加に転じたとき、すなわち図５に示す（ａ）のとき、最も誤差の少ないＲＴＴであるとして、採用するＲＴＴの値を決定する。
　また、測定分解能決定部２０は、ＲＴＴ変化検出部１８ａ経由で取得した周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差に基づいて、自装置におけるＲＴＴ測定分解能を決定する。
　なお、本実施の形態では、ＲＴＴの値が単調減少と増加を繰り返す変化の場合、すなわち、実施の形態１の図５の場合を例にして説明したが、ＲＴＴの値が単調増加と減少を繰り返す図６に示す変化の場合にも適用可能である。
　また、本実施の形態について、実施の形態１に基づいて説明したが、一例であり、実施の形態２および３にも適用可能である。例えば、実施の形態２に適用した場合、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差の情報を送信周波数変更部２１へ通知し、測定分解能決定部２０は、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差に基づいて決定したＲＴＴ測定分解能の情報を送信周波数変更部２１へ通知する。送信周波数変更の機能を測定対象装置３ａに設ける場合にも適用可能である。
　同様に、実施の形態３に適用した場合、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差の情報を送信フレーム位相変更部２２へ通知し、測定分解能決定部２０は、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差に基づいて決定したＲＴＴ測定分解能の情報を送信フレーム位相変更部２２へ通知する。送信フレーム位相変更の機能を測定対象装置３ｂに設ける場合にも適用可能である。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、遅延測定装置１ｅでは、周波数偏差検出部２３が、送信クロックおよび受信クロックを用いて、ＲＴＴ測定部１７のＲＴＴ測定周期よりも高速に、周波数偏差を検出する。そして、ＲＴＴ変化検出部１８ａは、周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差を用いてディジタルフィルタ信号処理を行うことで、ＲＴＴの値に含まれるジッタなどのノイズ成分を低減することとした。これにより、遅延測定装置１ｅでは、ＲＴＴ測定部１７のＲＴＴ測定周期に基づいてディジタルフィルタ信号処理を行う場合よりも、高い周波数のノイズ成分を低減することができる。
　これまでの実施の形態における遅延測定装置および測定対象装置の動作について、フローチャートを用いて説明する。
　図２０は、実施の形態１にかかる遅延測定装置１の動作を示すフローチャートである。遅延測定装置１において、ＲＴＴ測定部１７は、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２よりＯＴＵ２フレームを送信したときの時刻情報を取得し、ＯＴＵ２ＯＨ終端部１５よりＯＴＵ２フレームを測定対象装置３から受信したときの時刻情報を取得し、各時刻情報の差分からＲＴＴを測定する（ステップＳ１１）。ＲＴＴ変化検出部１８は、ＲＴＴ測定部１７で複数回測定された測定結果である複数のＲＴＴの値から、ＲＴＴの変化を検出する（ステップＳ１２）。また、ＲＴＴ変化検出部１８は、複数のＲＴＴの値に基づくＲＴＴの変化量から、遅延測定装置１と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差を算出する（ステップＳ１３）。ＲＴＴ決定部１９は、ＲＴＴ変化検出部１８で検出されたＲＴＴの変化に基づいて、複数のＲＴＴの値から、遅延測定装置１と測定対象装置３との間のＲＴＴを示すＲＴＴの値を決定する（ステップＳ１４）。そして、測定分解能決定部２０は、ＲＴＴ変化検出部１８で算出された周波数偏差からＲＴＴ測定分解能を決定する（ステップＳ１５）。
　図２１は、実施の形態２にかかる遅延測定装置１ａおよび実施の形態３にかかる遅延測定装置１ｃにおいて自装置から送信するＯＴＵ２フレームに対する制御を行う場合の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１からステップＳ１５の処理は図２０の場合と同様である。実施の形態２の場合、遅延測定装置１ａの送信周波数変更部２１は、送信部１３ａから送信するＯＴＵ２フレームの送信周波数を変更する制御を行う。または、実施の形態３の場合、遅延測定装置１ｃの送信フレーム位相変更部２２は、送信部１３ｃから送信するＯＴＵ２フレームのフレーム位相をずらす制御を行う（ステップＳ１６）。実施の形態２の場合、遅延測定装置１ａの送信部１３ａは、送信周波数変更部２１の制御により、送信周波数を変更してＯＴＵ２フレームを送信する。または、実施の形態３の場合、遅延測定装置１ｃの送信部１３ｃは、送信フレーム位相変更部２２の制御により、フレーム位相をずらしてＯＴＵ２フレームを送信する（ステップＳ１７）。
　図２２は、実施の形態２にかかる遅延測定装置１ｂおよび実施の形態３にかかる遅延測定装置１ｄにおいて測定対象装置から送信されるＯＴＵ２フレームに対する制御を行う場合の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１からステップＳ１５の処理は図２０の場合と同様である。実施の形態２の場合、遅延測定装置１ｂの送信部１３ｂは、送信周波数変更の指示を測定対象装置３ａへ送信する。または、実施の形態３の場合、遅延測定装置１ｄの送信部１３ｄは、送信フレームの位相変更の指示を測定対象装置３ｂへ送信する（ステップＳ１８）。
　図２３は、実施の形態２にかかる測定対象装置３ａおよび実施の形態３にかかる測定対象装置３ｂにおいて自装置から送信するＯＴＵ２フレームに対する制御を行う場合の動作を示すフローチャートである。実施の形態２の場合、測定対象装置３ａの受信部３１ａは、遅延測定装置１ｂから受信した指示を送信周波数変更部３７へ出力する。または、実施の形態３の場合、測定対象装置３ｂの受信部３１ｂは、遅延測定装置１ｄから受信した指示を送信フレーム位相変更部３８へ出力する（ステップＳ２１）。実施の形態２の場合、測定対象装置３ａの送信周波数変更部３７は、遅延測定装置１ｂからの指示により、送信部３６ａから送信するＯＴＵ２フレームの送信周波数を変更する制御を行う。または、実施の形態３の場合、測定対象装置３ｂの送信フレーム位相変更部３８は、遅延測定装置１ｄからの指示により、送信部３６ｂから送信するＯＴＵ２フレームのフレーム位相をずらす制御を行う（ステップＳ２２）。実施の形態２の場合、測定対象装置３ａの送信部３６ａは、送信周波数変更部３７の制御により、送信周波数を変更してＯＴＵ２フレームを送信する。または、実施の形態３の場合、測定対象装置３ｂの送信部３６ｂは、送信フレーム位相変更部３８の制御により、フレーム位相をずらしてＯＴＵ２フレームを送信する（ステップＳ２３）。
　図２４は、実施の形態４にかかる遅延測定装置１ｅにおいてＲＴＴの値からノイズ成分を低減する動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１の処理は図２０の場合と同様である。遅延測定装置１ｅの周波数偏差検出部２３は、送信部１３ｅから送信クロックの情報を取得し、受信部１４ａから受信クロックの情報を取得し、取得した送信クロックの情報および受信クロックの情報を用いて、自装置と測定対象装置３との間のフレーム送信周波数の周波数偏差を検出する（ステップＳ３１）。ＲＴＴ変化検出部１８ａは、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値および周波数偏差検出部２３で検出された周波数偏差を用いてディジタルフィルタ信号処理を行って、ＲＴＴ測定部１７で測定されたＲＴＴの値からノイズ成分を低減する（ステップＳ３２）。ＲＴＴ変化検出部１８ａは、ＲＴＴ測定部１７で複数回測定された測定結果であって、ディジタルフィルタ信号処理によってノイズ成分が低減された複数のＲＴＴの値から、ＲＴＴの変化を検出する（ステップＳ３３）。以降のステップＳ１４およびステップＳ１５の処理は図２０の場合と同様である。
　つづいて、遅延測定装置１のハードウェア構成について説明する。遅延測定装置１において、送信部１３および受信部１４は、例えば、ＯＴＮ通信のインタフェースカードなどのインタフェース回路により実現される。また、ＯＴＵ２ＯＨ生成部１２およびＯＴＵ２ＯＨ終端部１５は、例えば、ドライバ回路により実現される。Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部１１は、例えば、多重回路により実現される。Ｃｌｉｅｎｔ分離部１６は、例えば、分離回路により実現される。以降の説明では、遅延測定装置１の構成のうち、ＲＴＴ測定部１７、ＲＴＴ変化検出部１８、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０の部分について説明する。
　遅延測定装置１において、ＲＴＴ測定部１７、ＲＴＴ変化検出部１８、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、遅延測定装置１は、ＲＴＴを測定し、ＲＴＴの変化を検出し、周波数偏差を算出し、ＲＴＴの値を決定し、ＲＴＴ測定分解能を決定するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central　Processing　Unit）およびメモリであってもよい。
　図２５は、実施の形態１にかかる遅延測定装置１の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアである場合、図２５に示す処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。ＲＴＴ測定部１７、ＲＴＴ変化検出部１８、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０の各部の機能各々を処理回路９１で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。
　図２６は、実施の形態１にかかる遅延測定装置１の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がＣＰＵ９２およびメモリ９３の場合、ＲＴＴ測定部１７、ＲＴＴ変化検出部１８、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９３に格納される。処理回路では、メモリ９３に記憶されたプログラムをＣＰＵ９２が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、遅延測定装置１は、処理回路により実行されるときに、ＲＴＴを測定するステップ、ＲＴＴの変化を検出するステップ、周波数偏差を算出するステップ、ＲＴＴの値を決定するステップ、ＲＴＴ測定分解能を決定するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９３を備える。また、これらのプログラムは、ＲＴＴ測定部１７、ＲＴＴ変化検出部１８、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、ＣＰＵ９２は、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ９３とは、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　EPROM）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　なお、ＲＴＴ測定部１７、ＲＴＴ変化検出部１８、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、ＲＴＴ測定部１７およびＲＴＴ変化検出部１８については専用のハードウェアとしての処理回路９１でその機能を実現し、ＲＴＴ決定部１９および測定分解能決定部２０についてはＣＰＵ９２がメモリ９３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
　このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　なお、一例として、実施の形態１の遅延測定装置１の構成について説明したが、実施の形態２から４の遅延測定装置１ａ～１ｅについても同様のハードウェア構成により実現される。実施の形態２から４において、実施の形態１と符号が異なる送信部および受信部については、送信部１３および受信部１４と同様、例えば、ＯＴＮ通信のインタフェースカードなどのインタフェース回路により実現される。また、送信周波数変更部２１、送信フレーム位相変更部２２および周波数偏差検出部２３については、図２５および図２６に示すハードウェア構成により実現される。
　また、測定対象装置３において、送信部３６および受信部３１は、例えば、ＯＴＮ通信のインタフェースカードなどのインタフェース回路により実現される。また、ＯＴＵ２ＯＨ生成部３５およびＯＴＵ２ＯＨ終端部３２は、例えば、ドライバ回路により実現される。Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部３４は、例えば、多重回路により実現される。Ｃｌｉｅｎｔ分離部３３は、例えば、分離回路により実現される。実施の形態１と符号が異なる送信部および受信部については、送信部３６および受信部３１と同様、例えば、ＯＴＮ通信のインタフェースカードなどのインタフェース回路により実現される。また、送信周波数変更部３７および送信フレーム位相変更部３８については、図２５および図２６に示すハードウェア構成により実現される。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ　遅延測定装置、３，３ａ，３ｂ　測定対象装置、１１　Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部、１２　ＯＴＵ２ＯＨ生成部、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ　送信部、１４，１４ａ　受信部、１５　ＯＴＵ２ＯＨ終端部、１６　Ｃｌｉｅｎｔ分離部、１７　ＲＴＴ測定部、１８，１８ａ　ＲＴＴ変化検出部、１９　ＲＴＴ決定部、２０　測定分解能決定部、２１　送信周波数変更部、２２　送信フレーム位相変更部、２３　周波数偏差検出部、３１，３１ａ，３１ｂ　受信部、３２　ＯＴＵ２ＯＨ終端部、３３　Ｃｌｉｅｎｔ分離部、３４　Ｃｌｉｅｎｔ多重収容部、３５　ＯＴＵ２ＯＨ生成部、３６，３６ａ，３６ｂ　送信部、３７　送信周波数変更部、３８　送信フレーム位相変更部。

Claims (16)

  1. 　既知のフレーム長のフレームを連続して送受信する遅延測定装置と、前記遅延測定装置がラウンドトリップタイムの測定対象とする測定対象装置と、から構成される通信システムの前記遅延測定装置であって、
    　前記フレーム内の遅延測定用の情報を用いて、前記測定対象装置との間のラウンドトリップタイムを複数回測定するラウンドトリップタイム測定手段と、
    　測定された複数のラウンドトリップタイムの値に基づいて、前記ラウンドトリップタイムの値の変化を検出するラウンドトリップタイム変化検出手段と、
    　前記ラウンドトリップタイムの値の変化に基づいて、前記複数のラウンドトリップタイムの値から採用するラウンドトリップタイムの値を決定するラウンドトリップタイム決定手段と、
    　を備えることを特徴とする遅延測定装置。
  2. 　前記ラウンドトリップタイム決定手段は、複数回測定されたラウンドトリップタイムの値が、連続して減少した後に増加する変化を繰り返すときは増加前のタイミング、連続して増加した後に減少する変化を繰り返すときは減少したタイミング、のラウンドトリップタイムの値を採用する決定をする、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の遅延測定装置。
  3. 　前記ラウンドトリップタイム決定手段は、複数回測定されたラウンドトリップタイムの値が、連続して減少した後にフレーム長に相当する増加を検出したときは増加前のタイミング、連続して増加した後にフレーム長に相当する減少を検出したときは減少したタイミング、のラウンドトリップタイムの値を採用する決定をする、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の遅延測定装置。
  4. 　前記ラウンドトリップタイム決定手段は、前記複数のラウンドトリップタイムの値から最小値を採用する決定をする、
    　ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の遅延測定装置。
  5. 　前記ラウンドトリップタイム変化検出手段は、自装置および前記測定対象装置の間のフレーム送信周波数の周波数偏差を算出し、
    　さらに、
    　前記周波数偏差に基づいて、ラウンドトリップタイム測定分解能を決定する測定分解能決定手段、
    　を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の遅延測定装置。
  6. 　前記周波数偏差および前記ラウンドトリップタイム測定分解能に基づいて、自装置から送信するフレームの送信周期を変更する制御を行う送信周波数変更手段、
    　を備えることを特徴とする請求項５に記載の遅延測定装置。
  7. 　前記周波数偏差および前記ラウンドトリップタイム測定分解能に基づいて、自装置から送信するフレームの位相を変更する制御を行う送信フレーム位相変更手段、
    　を備えることを特徴とする請求項５に記載の遅延測定装置。
  8. 　前記周波数偏差および前記ラウンドトリップタイム測定分解能に基づいて、前記測定対象装置に対して、送信フレームの送信周期の変更を指示する送信手段、
    　を備えることを特徴とする請求項５に記載の遅延測定装置。
  9. 　前記周波数偏差および前記ラウンドトリップタイム測定分解能に基づいて、前記測定対象装置に対して、送信フレームの位相の変更を指示する送信手段、
    　を備えることを特徴とする請求項５に記載の遅延測定装置。
  10. 　前記測定対象装置へフレームを送信する送信手段および前記測定対象装置から送信されたフレームを受信する受信手段からクロックの情報を取得し、取得したクロックの情報を用いて、自装置および前記測定対象装置の間のフレーム送信周波数の周波数偏差を検出する周波数偏差検出手段、
    　を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の遅延測定装置。
  11. 　前記ラウンドトリップタイム変化検出手段は、前記ラウンドトリップタイム測定手段で測定された複数のラウンドトリップタイムの値および前記周波数偏差検出手段で検出された周波数偏差を用いてディジタルフィルタ信号処理を行い、前記ラウンドトリップタイムの値に含まれるノイズ成分を低減する、
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の遅延測定装置。
  12. 　前記ラウンドトリップタイム決定手段は、前記ラウンドトリップタイム変化検出手段でノイズ成分が低減された前記ラウンドトリップタイムの値の変化に基づいて、採用するラウンドトリップタイムの値を決定する、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の遅延測定装置。
  13. 　請求項８に記載の遅延測定装置からの指示に基づいて、自装置から送信するフレームの送信周期を変更する制御を行う送信周波数変更手段、
    　を備えることを特徴とする測定対象装置。
  14. 　請求項９に記載の遅延測定装置からの指示に基づいて、自装置から送信するフレームの位相を変更する制御を行う送信フレーム位相変更手段、
    　を備えることを特徴とする測定対象装置。
  15. 　請求項８に記載の遅延測定装置と、
    　請求項１３に記載の測定対象装置と、
    　を備えることを特徴とする通信システム。
  16. 　請求項９に記載の遅延測定装置と、
    　請求項１４に記載の測定対象装置と、
    　を備えることを特徴とする通信システム。
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