JP5459415B2 - 伝送装置、伝送方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、通信路を介してクロック同期を行うための技術に関する。
現在、パケット網を使ってクロック同期を行う技術(特許文献1参照)として、IEEE 1588v2(アイトリプルイー・イチ・ゴー・ハチ・ハチ・バージョンツー)のような国際規格が制定されている。IEEE 1588v2では、クロックの周波数の同期をとるだけでなく、時刻やクロックの位相を合わせることが可能である。IEEE 1588v2では、クロックのマスタ装置と、マスタ装置に同期したいスレイブ装置とが設けられる。マスタ装置とスレイブ装置との間では、パケットを用いた通信により、遅延時間が測定される。この遅延時間の測定結果に基づいて、クロックの周波数の同期、時刻合わせ、クロックの位相合わせが実現される。そのため、遅延時間の誤差や揺れが、そのままスレイブ装置のクロック再生精度に影響する。
遅延時間の誤差や揺れの原因の多くは、クロック同期用のパケットがパケット伝送装置に入力されてから出力されるまでの時間が一定にならないことである。このような時間の揺らぎは、パケット伝送装置内でのQoS(Quality of Service)制御等によって生じる。一方でIEEE 1588v2には、パケット伝送装置内の遅延時間を補正する技術が定義されている。この技術によれば、IEEE 1588v2に対応したパケット伝送装置であれば遅延時間の誤差の補正が可能である。
しかしながら、これらの補正技術はあくまでもパケット伝送装置内の遅延時間を補正することが主眼である。上述したパケット伝送装置内での遅延時間の誤差の他にも、伝送路そのものの遅延時間が変化してしまうようなケースがある。このようなケースは、IEEE 1588v2では想定されていない。なぜならば、一般的な有線の接続であれば、その伝送路の遅延時間が大きく変わることが無いためである。
昨今、モバイルバックホールネットワークにおいてもIEEE 1588v2の技術を用いてクロック同期を行おうという要求が高まりつつある。モバイルバックホールネットワークでは、パケット伝送装置として無線伝送装置が用いられることが多い。無線伝送は空間を伝送する関係で雨等の環境の影響を受け易く、最悪の場合には回線断が生じてしまう場合もある。そこで、伝送路の状況に応じて無線伝送帯域を減らして接続性を確保する技術が存在する。
このような無線伝送路の伝送帯域が減った場合、実質的にそれはパケットを伝送するため時間が長くなり、結果として伝送遅延が変化することにつながる。先に述べたとおり、IEEE 1588v2のクロック同期技術では、遅延時間の誤差がクロック精度に直接つながる。
また、パケット伝送装置内の遅延誤差を保障する技術は存在するものの、伝送路における遅延時間が変化するようなケースは想定されていない。そのため、無線伝送路における伝送帯域が変動することに応じて、変動時に一時的にクロック精度が悪化してしまうという問題があった。また、このような問題は無線伝送に限った問題ではなく、伝送帯域が変化する伝送路を用いた場合には有線伝送においても同様の問題が生じうる。
また、パケット伝送装置内の遅延誤差を保障する技術は存在するものの、伝送路における遅延時間が変化するようなケースは想定されていない。そのため、無線伝送路における伝送帯域が変動することに応じて、変動時に一時的にクロック精度が悪化してしまうという問題があった。また、このような問題は無線伝送に限った問題ではなく、伝送帯域が変化する伝送路を用いた場合には有線伝送においても同様の問題が生じうる。
上記事情に鑑み、本発明は、伝送帯域が変動する伝送路を介してクロック同期を精度良く行うための技術を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、伝送帯域が変動する伝送路を介して、クロックの同期を行うための同期データを送受信する伝送装置であって、前記伝送路における現在の伝送帯域を取得する伝送帯域取得部と、前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を前記伝送帯域に基づいて算出し、算出された時間と自装置における前記同期データの滞留時間とを、前記同期データに記録された遅延情報に累積する演算部と、前記演算部によって累積された結果の値を前記同期データの新たな遅延情報として前記同期データに書き込み送信する送信部と、を備える。
本発明の一態様は、伝送帯域が変動する伝送路を介して、クロックの同期を行うための同期データを送受信する伝送装置が行う伝送方法であって、前記伝送路における現在の伝送帯域を取得する伝送帯域取得ステップと、前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を前記伝送帯域に基づいて算出し、算出された時間と自装置における前記同期データの滞留時間とを、前記同期データに記録された遅延情報に累積する演算ステップと、前記演算ステップによって累積された結果の値を前記同期データの新たな遅延情報として前記同期データに書き込み送信する送信ステップと、を有する。
本発明の一態様は、伝送帯域が変動する伝送路を介して、クロックの同期を行うための同期データを送受信する情報処理装置に対して、前記伝送路における現在の伝送帯域を取得する伝送帯域取得ステップと、前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を前記伝送帯域に基づいて算出し、算出された時間と自装置における前記同期データの滞留時間とを、前記同期データに記録された遅延情報に累積する演算ステップと、前記演算ステップによって累積された結果の値を前記同期データの新たな遅延情報として前記同期データに書き込み送信する送信ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。
本発明により、伝送帯域が変動する伝送路を介してクロック同期を精度良く行うことが可能となる。
[IEEE1588]
まず、IEEE1588の時刻同期アルゴリズムについて説明する。図1は、IEEE1588の時刻同期アルゴリズムによる通信シーケンスを表すシーケンス図である。図1では、クロックマスタ100とクロックスレイブ200とが双方向通信を行っており、クロックスレイブ200が定期的にクロックマスタ100に時刻を同期させる。
まず、IEEE1588の時刻同期アルゴリズムについて説明する。図1は、IEEE1588の時刻同期アルゴリズムによる通信シーケンスを表すシーケンス図である。図1では、クロックマスタ100とクロックスレイブ200とが双方向通信を行っており、クロックスレイブ200が定期的にクロックマスタ100に時刻を同期させる。
クロックマスタ100は、クロックスレイブ200に対して、定期的にSyncメッセージを送信する(ステップS900)。クロックマスタ100は、このSyncメッセージの送信時刻(以下、「Sync送信時刻」という。)Tm(0)を記録する(ステップS901)。次に、クロックマスタ100は、クロックスレイブ200に対して、Follow_upメッセージを送信する(ステップS903)。このとき、クロックマスタ100は、Follow_upメッセージの中に、Sync送信時刻Tm(0)を格納する。
クロックスレイブ200は、Syncメッセージを受信すると、この受信処理をトリガとしてSyncメッセージの受信時刻(以下、「Sync受信時刻」という。)Ts(0)を記録する(ステップS902)。次に、クロックスレイブ200はFollow_upメッセージを受信し、Follow_upメッセージ中に格納されるSync送信時刻Tm(0)を抽出し記録する。次に、クロックスレイブ200は、クロックマスタ100に対して、Delay_Requestメッセージを送信する(ステップS904)。そして、クロックスレイブ200は、このDelay_Requestメッセージの送信時刻(以下、「Delay送信時刻」という。)Ts(1)を記録する(ステップS905)。
クロックマスタ100は、Delay_Requestメッセージを受信すると、この受信処理をトリガとしてDelay_Requestメッセージの受信時刻(以下、「Delay受信時刻」という。)Tm(1)を記録する(ステップS906)。次に、クロックマスタ100は、クロックスレイブ200に対してDelay_Responseメッセージを送信する(ステップS907)。このとき、クロックマスタ100は、Delay_Responseメッセージの中に、Delay受信時刻Tm(1)を格納する。
クロックスレイブ200は、Delay_Responseメッセージを受信すると、Delay_Responseメッセージ中に格納されるDelay受信時刻Tm(1)を抽出し記録する。
クロックスレイブ200は、Sync送信時刻Tm(0)、Sync受信時刻Ts(0)に基づいて、以下の式1から、クロックマスタ100における時刻(以下、「マスタ時刻」という。)とクロックスレイブ200における時刻(以下、「スレイブ時刻」という。)との差分MS_Diffを算出する。
MS_Diff = Ts(0) - Tm(0) = MS_Delay + Offset ・・・式1
クロックスレイブ200は、Sync送信時刻Tm(0)、Sync受信時刻Ts(0)に基づいて、以下の式1から、クロックマスタ100における時刻(以下、「マスタ時刻」という。)とクロックスレイブ200における時刻(以下、「スレイブ時刻」という。)との差分MS_Diffを算出する。
MS_Diff = Ts(0) - Tm(0) = MS_Delay + Offset ・・・式1
また、クロックスレイブ200は、Delay送信時刻Ts(1)、Delay受信時刻Tm(1)に基づいて、以下の式2から、スレイブ時刻とマスタ時刻との差分を求める。
SM_Diff = Tm(1) - Ts(1) = SM_Delay - Offset ・・・式2
SM_Diff = Tm(1) - Ts(1) = SM_Delay - Offset ・・・式2
ここで、MS_Delayはクロックマスタ100からクロックスレイブ200への伝送遅延を表し、SM_Delayはクロックスレイブ200からクロックマスタ100への伝送遅延を表し、Offsetはクロックマスタ100に対するクロックスレイブ200の時刻オフセット(進み)を表す。なお、伝送遅延MS_Delay及びSM_Delayは、クロックマスタ100とクロックスレイブ200との間の伝播遅延と、クロックマスタ100とクロックスレイブ200との間のネットワーク上の中継ノードで生じるキューイング遅延から構成される。
以上のように、クロックマスタ100に対するクロックスレイブ200の時刻のずれであるOffsetに関して、式1及び式2の二つの式が得られる。しかし、この二つの式には、Offsetの他にMS_Delay及びSM_Delayという未知のパラメータが含まれている。したがって、三つの未知のパラメータに対し二つの式しか存在しないため、Offsetを算出することができない。そのため、IEEE1588では、クロックマスタ100からクロックスレイブ200への伝送遅延MS_Delayと、クロックスレイブ200からクロックマスタ100への伝送遅延SM_Delayとが等しく、いずれの値もDelayであると仮定して、上記の式1及び式2を以下の式3及び式4に変形する。
MS_Diff = Delay + Offset ・・・式3
SM_Diff = Delay - Offset ・・・式4
式3及び式4の連立方程式を解くことによって、以下の式5が導出される。
Offset = (MS_Diff - SM_Diff) / 2 ・・・式5
SM_Diff = Delay - Offset ・・・式4
式3及び式4の連立方程式を解くことによって、以下の式5が導出される。
Offset = (MS_Diff - SM_Diff) / 2 ・・・式5
クロックスレイブ200は、式5に基づいてOffsetを算出し、Offsetに基づいてスレイブ時刻を補正することによって、スレイブ時刻をマスタ時刻に同期させる。以上が、IEEE1588に規定される時刻同期アルゴリズムである。
[IEEE1588v2]
次に、IEEE1588v2の時刻同期アルゴリズムについて説明する。図2は、IEEE1588及びIEEE1588v2の時刻同期アルゴリズムの概略を表す概略図である。図2Aは、IEEE1588の時刻同期アルゴリズムの概略を表す。図2Bは、IEEE1588v2の時刻同期アルゴリズムの概略を表す。図2A及び図2BのD1〜D6は、それぞれ各中継ノードRe1〜Re3において発生する、矢印方向への伝送におけるキューイング遅延を表す。
次に、IEEE1588v2の時刻同期アルゴリズムについて説明する。図2は、IEEE1588及びIEEE1588v2の時刻同期アルゴリズムの概略を表す概略図である。図2Aは、IEEE1588の時刻同期アルゴリズムの概略を表す。図2Bは、IEEE1588v2の時刻同期アルゴリズムの概略を表す。図2A及び図2BのD1〜D6は、それぞれ各中継ノードRe1〜Re3において発生する、矢印方向への伝送におけるキューイング遅延を表す。
IEEE1588v2では、各中継ノードRe1〜Re3はTC機能を備える。TC機能とは、制御メッセージ(IEEE1588メッセージ)のパケットのノード内滞在時間(装置内遅延情報)を計測し、その時間を制御パケットの所定のフィールドに記載し、累積加算していく機能である。なお、IEEE1588メッセージとは、具体的にはSyncメッセージ及びDelay_Requestメッセージである。IEEE1588v2では、TC機能により、制御パケットが中継ノードRe1〜Re3を経由するごとに、中継ノードRe1〜Re3での滞在時間がメッセージ内に累積加算される。そのため、クロックスレイブ200は、クロックマスタ100からクロックスレイブ200へ向けた伝送における各中継ノードRe1〜Re3で生じたキューイング遅延の合計を正確に取得できる。同様に、クロックマスタ100は、クロックスレイブ200からクロックマスタ100へ向けた伝送における各中継ノードRe1〜Re3で生じたキューイング遅延の合計を正確に取得できる。
クロックマスタ100からクロックスレイブ200へ向けた伝送におけるキューイング遅延の合計及び伝播遅延をそれぞれMS_Q、MS_Pとし、クロックスレイブ200からクロックマスタ100へ向けた伝送におけるキューイング遅延の合計及び伝播遅延をそれぞれSM_Q、SM_Pとすると、上述した式1及び式2は下記の式6及び式7に変形できる。
MS_Diff = MS_P + MS_Q + Offset ・・・式6
SM_Diff = SM_P + SM_Q - Offset ・・・式7
MS_Diff = MS_P + MS_Q + Offset ・・・式6
SM_Diff = SM_P + SM_Q - Offset ・・・式7
ここで、クロックマスタ100からクロックスレイブ200へ向けた伝送とクロックスレイブ200からクロックマスタ100へ向けた伝送のメッセージ伝送経路が双方向で等しい場合は、MS_P = SM_P = Propagation_Delayとなる。この場合、式6及び式7は、下記の式8及び式9のように変形できる。
MS_Diff = Propagation_Delay + MS_Q + Offset ・・・式8
SM_Diff = Propagation_Delay + SM_Q - Offset ・・・式9
MS_Diff = Propagation_Delay + MS_Q + Offset ・・・式8
SM_Diff = Propagation_Delay + SM_Q - Offset ・・・式9
そして、式8及び式9から、Offsetを算出するための式として下記の式10を得ることができる。
Offset = {(MS_Diff - SM_Diff) - (MS_Q - SM_Q)} / 2 ・・・式10
Offset = {(MS_Diff - SM_Diff) - (MS_Q - SM_Q)} / 2 ・・・式10
図2Aに示すように、IEEE1588v2ではないIEEE1588(以下、「Pure IEEE1588」ともいう。)では、各中継ノードRe1〜Re3で生じるキューイング遅延の合計は、双方向で等しいと仮定していた。すなわち、クロックマスタ100からクロックスレイブ200への伝送におけるキューイング遅延の合計(D1+D2+D3)と、クロックスレイブ200からクロックマスタ100への伝送におけるキューイング遅延の合計(D4+D5+D6)とは等しいと仮定していた。しかしながら、実際には等しくないため、その誤差が同期精度の劣化の要因となっていた。
これに対して、IEEE1588v2では、各中継ノードRe1〜Re3に実装されたTC機能によって各中継ノードRe1〜Re3でのキューイング遅延の合計を計測している。そして、クロックスレイブ200は、クロックマスタ100からクロックスレイブ200への伝送におけるキューイング遅延の合計値(D1+D2+D3)を正確に取得する。また、クロックマスタ100は、クロックスレイブ200からクロックマスタ100への伝送におけるキューイング遅延の合計値(D4+D5+D6)を、正確に取得する。このような動作によって、IEEE1588v2では、高精度の時刻同期が可能となる。以上が、IEEE1588v2に規定される時刻同期アルゴリズムである。
図3は、本発明の一実施形態である通信システム1のシステム構成図である。通信システム1は、PRC(Primary Reference Clock)10、クロックマスタ300、クロックスレイブ400、無線伝送装置500a、無線伝送装置500bを備える。通信システム1は、IEEE 1588v2に従って動作する。クロックマスタ300は伝送路を介して無線伝送装置500aに通信可能に接続される。クロックスレイブ400は伝送路を介して無線伝送装置500bに通信可能に接続される。無線伝送装置500aと無線伝送装置500bとは、無線伝送路を介して無線通信を行う。
PRC10は、ITU-T G.811等の標準勧告に従って設計された装置であり、正確なクロック情報を出力する。なお、PRC10として、GPS(Global Positioning System)が用いられても良い。クロックマスタ300はPRC10からクロック情報を取得する。
クロックスレイブ400は無線伝送装置500a及び無線伝送装置500bを介して、クロックマスタ300と同期パケット(制御パケット)の送受信を行う。クロックスレイブ400は、同期パケットの送受信によって、遅延時間を測定してクロック情報を再生し、クロック出力を行う。クロックマスタ300及びクロックスレイブ400は、同期パケットに含まれる装置内遅延情報(ノード内滞在時間)を元に遅延時間の補正を行う。このように、同期パケットは同期データとして用いられる。また、装置内遅延情報は遅延情報として用いられる。
クロックスレイブ400は無線伝送装置500a及び無線伝送装置500bを介して、クロックマスタ300と同期パケット(制御パケット)の送受信を行う。クロックスレイブ400は、同期パケットの送受信によって、遅延時間を測定してクロック情報を再生し、クロック出力を行う。クロックマスタ300及びクロックスレイブ400は、同期パケットに含まれる装置内遅延情報(ノード内滞在時間)を元に遅延時間の補正を行う。このように、同期パケットは同期データとして用いられる。また、装置内遅延情報は遅延情報として用いられる。
次に無線伝送装置500aについて説明する。なお、無線伝送装置500aと無線伝送装置500bとは基本的に同じ構成であるため、無線伝送装置500bについての説明は省略する。無線伝送装置500aは、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、伝送プログラムを実行する。無線伝送装置500aは、伝送プログラムの実行によって、第一受信キュー501、第一演算部502、第一送信キュー503、無線送信部504、無線受信部505、第二受信キュー506、第二演算部507、第二送信キュー508を備える装置として機能する。なお、無線伝送装置500aの各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable GateArray)等のハードウェアを用いて実現されても良い。伝送プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。伝送プログラムは、記録媒体に記録され、コンピュータによって読み出されて実行されても良い。伝送プログラムは、電気通信回線を介して送信されても良い。
第一受信キュー501は、伝送路を介してパケットを受信する。第一受信キュー501は、受信したパケットから同期パケットを選別する。第一受信キュー501は、同期パケットを受信した場合、受信した時刻Trと同期パケットに含まれる装置内遅延情報Tdとを第一演算部502に通知する。また、第一受信キュー501は、受信したパケットを第一送信キュー503へ転送する。
第一演算部502は、第一受信キュー501から通知される受信時刻Tr及び装置内遅延情報Tdと、第一送信キュー503から通知される送信時刻Ttと、無線送信部504から通知される無線帯域情報BWとに基づいて、装置内遅延時間書換情報Tnを算出する。第一演算部502は、算出した装置内遅延時間書換情報Tnを、第一送信キュー503へ通知する。このように、第一演算部502は、少なくとも演算部としての機能をもつ。
第一送信キュー503は、第一受信キュー501からパケットを受信し、順に無線送信部504へ転送する。第一送信キュー503は、第一受信キュー501から同期パケットを受信すると、この同期パケットを送信する時刻Ttを第一演算部502に通知する。そして、第一送信キュー503は、同期パケットの装置内遅延情報を、第一演算部502から通知される装置内遅延時間書換情報Tnに書き換える。このように、第一送信キュー503は、少なくとも送信部としての機能をもつ。
無線送信部504は、第一送信キュー503から受信したパケットを無線フレームに変換し、符号化処理や変調処理を行い無線伝送路に送信する。無線送信部504は、無線伝送路の無線帯域情報BWを取得し、演算部502に通知する。このように、無線送信部504は、少なくとも伝送帯域取得部としての機能をもつ。無線帯域情報BWは、自局(自装置)から対向局(対向装置)までの無線伝送路における伝送帯域(通信速度)を表す。対向局とは、無線伝送路を介した無線通信の相手となる装置を表す。例えば、無線伝送装置500aに備えられた無線送信部504にとっては、無線伝送装置500aが自局であり、無線伝送装置500bが対向局となる。無線送信部504は、どのような方法によって無線帯域情報BWを取得しても良い。以下、無線帯域情報BWを取得する方法の一例について説明する。
無線伝送装置500aと無線伝送装置500bとは、適応変調方式に従って無線通信を行う。無線伝送装置500a(自局)の無線送信部504は、無線伝送装置500bから変調方式について通知を受ける。そして、無線送信部504は、通知された変調方式にしたがって無線送信を行うとともに、この変調方式で送信した場合の伝送帯域(無線帯域情報BW)を算出する。
より具体的に上記処理について説明する。無線伝送装置500b(対向局)の無線受信部505は、受信した信号の受信強度や復号化処理の結果等に基づいて、無線伝送装置500aから無線伝送装置500bへの無線伝送路における伝送路の状態を表す情報を取得する。無線受信部505は、取得した情報に基づいて、無線伝送装置500aの無線送信部504が用いる変調方式を決定する。無線受信部505は、決定した変調方式を表す情報を、同じ装置(無線伝送装置500b)の無線送信部504へ通知する。無線送信部504は、通知された変調方式を表す情報を、無線伝送路を介して無線伝送装置500aへ送信する。無線伝送装置500aの無線受信部505は、無線伝送装置500bから変調方式を表す情報を受信すると、この変調方式を無線送信部504へ通知する。このようにして、無線伝送装置500a(自局)の無線送信部504は、無線伝送装置500b(対向局)から変調方式について通知を受ける。
無線伝送装置500aの構成の説明に戻る。無線受信部505は、無線伝送路を介して無線フレームを受信する。無線受信部505は、受信した無線フレームに対し復調処理や復号化処理を行い、パケットを再生する。そして、無線受信部505は、再生したパケットを第二受信キュー506へ転送する。
第二受信キュー506は、無線受信部505からパケットを受信する。第二受信キュー506は、受信したパケットから同期パケットを選別する。第二受信キュー506は、同期パケットを受信した場合、受信した時刻Trと同期パケットに含まれる装置内遅延情報Tdとを第二演算部507に通知する。また、第二受信キュー506は、受信したパケットを第二送信キュー508へ転送する。
第二演算部507は、第二受信キュー506から通知される受信時刻Tr及び装置内遅延情報Tdと、第二送信キュー508から通知される送信時刻Ttとに基づいて、装置内遅延時間書換情報Tn’を算出する。第二演算部507は、算出した装置内遅延時間書換情報Tn’を、第二送信キュー508へ通知する。
第二送信キュー508は、第二受信キュー506からパケットを受信し、順に伝送路を介して送信先の装置へパケットを送信する。第二送信キュー508は、第二受信キュー506から同期パケットを受信すると、この同期パケットを送信する時刻Ttを第二演算部507に通知する。そして、第二送信キュー508は、同期パケットの装置内遅延情報を、第二演算部507から通知される装置内遅延時間書換情報Tn’に書き換える。
次に無線伝送装置500aの動作の流れについて説明する。図4は、無線伝送装置500aが同期パケットを無線伝送路(伝送帯域が変化する伝送路)へ送信する際の処理の流れを表すシーケンス図である。無線送信部504は、所定のタイミングで、無線帯域情報BWを第一演算部502に通知する(ステップS101)。所定のタイミングとは、無線送信部504が無線帯域情報BWを取得する度であっても良いし、取得された無線帯域情報BWの値が変動している度であっても良いし、他のタイミングであっても良い。
クロックマスタ300から伝送路へ同期パケットが送信されると、まず第一受信キュー501が同期パケットを受信する(ステップS102)。次に、第一受信キュー501が、同期パケットを受信した受信時刻Trと、同期パケットに含まれる装置内遅延情報Tdとを第一演算部502に通知する(ステップS103)。次に、第一受信キュー501が同期パケットを第一送信キュー503に転送する(ステップS104)。次に、第一送信キュー503が、同期パケットを送信可能になった段階で送信時刻Ttを第一演算部502に通知する(ステップS105)。次に、第一演算部502が、以下に示す式11に基づいて装置内遅延時間書換情報Tnを算出する。
Tn=Td+Tt−Tr+Size/BW ・・・式11
式11における“Size”は、同期パケットの大きさ(同期データのサイズ)を表す。“Tt−Tr”の値は、自装置における同期パケットの滞留時間を表す。Sizeの値は、通信システム1で扱われる同期パケット種別に従った値として、第一演算部502に予め設定されている。第一演算部502は、装置内遅延時間書換情報Tnを第一送信キュー503に通知する(ステップS106)。
次に、第一送信キュー503が、同期パケットの装置内遅延時間Tdを装置内遅延時間書換情報Tnに書き換え、書き換え済みの同期パケットを無線送信部504に転送する(ステップS107)。無線送信部504は、受信した同期パケットを無線フレームに変換して無線伝送路を介して無線伝送装置500bへ送信する(ステップS108)。
なお、図4のシーケンス図は同期パケットが受信された場合の処理を表すが、同期パケット以外のパケットが受信された場合の処理は、ステップS102、ステップS104、ステップS107、ステップS108のステップのみの動作となる。
図5は、無線伝送装置500aが同期パケットを伝送路(伝送帯域の変化がない若しくは伝送帯域の変化が装置内遅延情報に反映されない伝送路)へ送信する際の処理の流れを表すシーケンス図である。無線伝送装置500bから無線伝送路へ同期パケットが送信されると、まず無線受信部505が同期パケットを受信する(ステップS201)。次に、無線受信部505が、受信した同期パケットを第二受信キュー506へ転送する(ステップS202)。次に、第二受信キュー506が、同期パケットを受信した受信時刻Trと、同期パケットに含まれる装置内遅延情報Tdとを第二演算部507に通知する(ステップS203)。次に、第二受信キュー506が同期パケットを第二送信キュー508に転送する(ステップS204)。次に、第二送信キュー508が、同期パケットを送信可能になった段階で送信時刻Ttを第二演算部507に通知する(ステップS205)。次に、第二演算部502が、以下に示す式12に基づいて装置内遅延時間書換情報Tn’を算出する。
Tn’=Td+Tt−Tr ・・・式12
第二演算部507は、装置内遅延時間書換情報Tn’を第二送信キュー508に通知する(ステップS206)。次に、第二送信キュー508が、同期パケットの装置内遅延時間Tdを装置内遅延時間書換情報Tn’に書き換える。そして、第二送信キュー508が、書き換え済みの同期パケットを、伝送路を介してクロックマスタ300へ送信する(ステップS207)。
なお、図5のシーケンス図は同期パケットが受信された場合の処理を表すが、同期パケット以外のパケットが受信された場合の処理は、ステップS201、ステップS202、ステップS204、ステップS207のステップのみの動作となる。
以上のように構成された通信システム1では、無線伝送路における伝送帯域に応じた装置内遅延時間書換情報Tnを算出し、算出された値を同期パケットの装置内遅延情報として設定する。より具体的には、Tnを算出する際には、“Size/BW”の値が加算される。この値は、現在の無線伝送路において、無線伝送装置500aから無線伝送装置500bまで同期パケットが送信される際に要する時間を表す。BWの値は、無線送信部504によって動的に変更される。そのため、無線伝送路の状態に応じて装置内遅延時間を補正することが可能となる。したがって、無線伝送路の状態に応じて伝送帯域が変化したとしても、同期パケットを用いたクロック同期をより高い精度で行うことが可能となる。
[変形例]
次に、無線伝送装置の変形例について説明する。図6は、第一の変形例(無線伝送装置600a)の構成を表す機能ブロック図である。無線伝送装置600aは、中継無線受信部609及び中継無線送信部610をさらに備える点で無線伝送装置500aと異なる。
上述した無線伝送装置500aは、一方が無線伝送路に接しており、他方が有線の伝送路に接していた。これに対し、無線伝送装置600aは、双方が無線伝送路に接している。
この場合、クロックマスタ300と無線伝送装置600aとが無線伝送路で通信を行っても良い。このように構成された無線伝送装置600aを用いることによって、有線を介さない無線ネットワークにおいても、通信システム1と同様の効果が得られる。
次に、無線伝送装置の変形例について説明する。図6は、第一の変形例(無線伝送装置600a)の構成を表す機能ブロック図である。無線伝送装置600aは、中継無線受信部609及び中継無線送信部610をさらに備える点で無線伝送装置500aと異なる。
上述した無線伝送装置500aは、一方が無線伝送路に接しており、他方が有線の伝送路に接していた。これに対し、無線伝送装置600aは、双方が無線伝送路に接している。
この場合、クロックマスタ300と無線伝送装置600aとが無線伝送路で通信を行っても良い。このように構成された無線伝送装置600aを用いることによって、有線を介さない無線ネットワークにおいても、通信システム1と同様の効果が得られる。
また、無線伝送装置600aは、無線伝送装置500aと無線伝送装置500bとの間に設けられ、無線伝送装置500aと無線伝送装置500bとの間の通信を中継しても良い。
図7は、第二の変形例(無線伝送装置700a)の構成を表す機能ブロック図である。
無線伝送装置700aは、複数の第一受信キュー501と複数の第二送信キュー508と第一経路決定部701と第二経路決定部702とを備える点で無線伝送装置500aと異なる。第一経路決定部701は、ルーティングテーブルを記憶しており、受信されたパケットの宛先アドレスに従って、このパケットの次の転送先を決定する。第一経路決定部701は、決定した転送先をパケットのヘッダに書き込み、第一送信キュー503へパケットを転送する。第二経路決定部702は、ルーティングテーブルを記憶しており、受信されたパケットの宛先アドレスに従って、このパケットの次の転送先を決定する。第二経路決定部702は、決定した転送先をパケットのヘッダに書き込み、第二送信キュー508へパケットを転送する。このように構成された無線伝送装置700aを用いることによって、複数の伝送路を介してそれぞれ異なるクロックマスタ300から入力される同期パケットに対しても、通信システム1と同様の処理を行うことができる。したがって、複数の伝送路を介してそれぞれ異なるクロックマスタ300から同期パケットが送信されるようなシステムにおいても、通信システム1と同様の効果を得ることができる。
図7は、第二の変形例(無線伝送装置700a)の構成を表す機能ブロック図である。
無線伝送装置700aは、複数の第一受信キュー501と複数の第二送信キュー508と第一経路決定部701と第二経路決定部702とを備える点で無線伝送装置500aと異なる。第一経路決定部701は、ルーティングテーブルを記憶しており、受信されたパケットの宛先アドレスに従って、このパケットの次の転送先を決定する。第一経路決定部701は、決定した転送先をパケットのヘッダに書き込み、第一送信キュー503へパケットを転送する。第二経路決定部702は、ルーティングテーブルを記憶しており、受信されたパケットの宛先アドレスに従って、このパケットの次の転送先を決定する。第二経路決定部702は、決定した転送先をパケットのヘッダに書き込み、第二送信キュー508へパケットを転送する。このように構成された無線伝送装置700aを用いることによって、複数の伝送路を介してそれぞれ異なるクロックマスタ300から入力される同期パケットに対しても、通信システム1と同様の処理を行うことができる。したがって、複数の伝送路を介してそれぞれ異なるクロックマスタ300から同期パケットが送信されるようなシステムにおいても、通信システム1と同様の効果を得ることができる。
図8は、第三の変形例(有線伝送装置800a)の構成を表す機能ブロック図である。
有線伝送装置800aは、無線送信部504に代えて有線送信部804を備える点と、無線受信部505に代えて有線受信部805を備える点とで無線伝送装置500aと異なる。有線送信部804は、通信の方式が無線であるか有線であるかという点でのみ無線送信部504と異なり、その他の処理については無線送信部504と同じである。すなわち、有線送信部804は、第一送信キュー503から受信したパケットを、無線伝送装置500bとの間に位置する有線伝送路に合わせた形に変換し送信する。また、有線送信部804は、無線伝送装置500bとの間に位置する有線伝送路の状態に応じた伝送帯域を取得し、第一演算部502へ通知する。有線伝送路の具体例としては、SONET/SDH(Synchronous Optical NETwork/ Synchronous Digital Hierarchy)やADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)などがある。これらのように、伝送帯域が変化する有線伝送路であって、送信側の装置で伝送帯域を取得することが可能であれば、どのような方式の伝送路であっても良い。
有線伝送装置800aは、無線送信部504に代えて有線送信部804を備える点と、無線受信部505に代えて有線受信部805を備える点とで無線伝送装置500aと異なる。有線送信部804は、通信の方式が無線であるか有線であるかという点でのみ無線送信部504と異なり、その他の処理については無線送信部504と同じである。すなわち、有線送信部804は、第一送信キュー503から受信したパケットを、無線伝送装置500bとの間に位置する有線伝送路に合わせた形に変換し送信する。また、有線送信部804は、無線伝送装置500bとの間に位置する有線伝送路の状態に応じた伝送帯域を取得し、第一演算部502へ通知する。有線伝送路の具体例としては、SONET/SDH(Synchronous Optical NETwork/ Synchronous Digital Hierarchy)やADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)などがある。これらのように、伝送帯域が変化する有線伝送路であって、送信側の装置で伝送帯域を取得することが可能であれば、どのような方式の伝送路であっても良い。
有線受信部805は、通信の方式が無線であるか有線であるかという点でのみ無線受信部505と異なり、その他の処理については無線受信部505と同じである。すなわち、有線受信部805は、無線伝送装置500bとの間に位置する有線伝送路から信号を受信し、パケットを復元する。そして、有線受信部805は、復元したパケットを第二受信キュー506へ転送する。
無線伝送装置500a、第一〜第三の変形例において、第一演算部502及び第二演算部507は、単一の演算回路を用いて構成されても良い。
第一演算部502は、“Size/BW”以外の演算方法に基づいて、現在の無線伝送路において、無線伝送装置500aから無線伝送装置500bまで同期パケットが送信される際に要する時間を取得しても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
本願は、2010年12月24日に、日本に出願された特願2010−286894号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
第一演算部502は、“Size/BW”以外の演算方法に基づいて、現在の無線伝送路において、無線伝送装置500aから無線伝送装置500bまで同期パケットが送信される際に要する時間を取得しても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
本願は、2010年12月24日に、日本に出願された特願2010−286894号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明は、通信路を介してクロック同期を行うシステムや装置に適用できる。
1…通信システム, 10…PRC, 300…クロックマスタ, 400…クロックスレイブ, 500a,500b…無線伝送装置, 501…第一受信キュー, 502…第一演算部(演算部), 503…第一送信キュー(送信部), 504…無線送信部(伝送帯域取得部), 505…無線受信部, 506…第二受信キュー, 507…第二演算部, 508…第二送信キュー, 609…中継無線受信部, 610…中継無線送信部, 701…第一経路決定部, 702…第二経路決定部, 804…有線送信部, 805…有線受信部
Claims (5)
- 伝送帯域が変動する伝送路を介して、クロックの同期を行うための同期データを送受信する伝送装置であって、
前記伝送路における現在の伝送帯域を取得する伝送帯域取得部と、
前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を前記伝送帯域に基づいて算出し、算出された時間と自装置における前記同期データの滞留時間とを、前記同期データに記録された遅延情報に累積する演算部と、
前記演算部によって累積された結果の値を前記同期データの新たな遅延情報として前記同期データに書き込み送信する送信部と、
を備える伝送装置。 - 前記演算部は、前記同期データのサイズを予め記憶し、前記サイズを前記伝送帯域で除算することによって、前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を算出する、請求項1に記載の伝送装置。
- 前記伝送帯域取得部は、自装置の通信相手となる対向装置から、自装置から前記対向装置への通信に関する通信情報を取得し、前記通信情報に基づいて前記伝送帯域を取得する、請求項1又は2に記載の伝送装置。
- 伝送帯域が変動する伝送路を介して、クロックの同期を行うための同期データを送受信する伝送装置が行う伝送方法であって、
前記伝送路における現在の伝送帯域を取得する伝送帯域取得ステップと、
前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を前記伝送帯域に基づいて算出し、算出された時間と自装置における前記同期データの滞留時間とを、前記同期データに記録された遅延情報に累積する演算ステップと、
前記演算ステップによって累積された結果の値を前記同期データの新たな遅延情報として前記同期データに書き込み送信する送信ステップと、
を有する伝送方法。 - 伝送帯域が変動する伝送路を介して、クロックの同期を行うための同期データを送受信する情報処理装置に対して、
前記伝送路における現在の伝送帯域を取得する伝送帯域取得ステップと、
前記伝送路を介して前記同期データが送信されてから受信されるまでに要する時間を前記伝送帯域に基づいて算出し、算出された時間と自装置における前記同期データの滞留時間とを、前記同期データに記録された遅延情報に累積する演算ステップと、
前記演算ステップによって累積された結果の値を前記同期データの新たな遅延情報として前記同期データに書き込み送信する送信ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。
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