JP5459415B2

JP5459415B2 - 伝送装置、伝送方法及びコンピュータプログラム

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Publication number: JP5459415B2
Application number: JP2012549700A
Authority: JP
Inventors: 慎也鎌田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-11-29
Also published as: EP2658161A4; CN103299575A; WO2012086372A1; US8861668B2; US20130272352A1; EP2658161B1; EP2658161A1; JPWO2012086372A1; CN103299575B

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。

特開２０１０−０６２９９２号公報

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。

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。 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。 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。本発明の一実施形態による通信システムのシステム構成図である。図３に示された無線伝送装置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。図３に示された無線伝送装置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。本発明の一実施形態に用いられる無線伝送装置の第一の変形例の構成を表す機能ブロック図である。本発明の一実施形態に用いられる無線伝送装置の第二の変形例の構成を表す機能ブロック図である。本発明の一実施形態に用いられる無線伝送装置の第三の変形例の構成を表す機能ブロック図である。

［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。

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

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

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

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。

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

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

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

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。

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。

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。

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

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。