特許 7485648 通信装置及び通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】通信装置及び通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 7/00 20060101AFI20240509BHJP

   G04G 7/00 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

H04L7/00 990

G04G7/00 301

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021209367

(22)【出願日】2021-12-23

(65)【公開番号】P2023094100

(43)【公開日】2023-07-05

【審査請求日】2022-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】591004146

【氏名又は名称】平河ヒューテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】魏 舒

(72)【発明者】

【氏名】任 光輝

【審査官】谷岡 佳彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１２７８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００７４２７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】横手 慎一 他，Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｐｏｒｔｓ ３．５ＧＨｚ帯導入，ＮＴＴ ＤＯＣＯＭＯテクニカル・ジャーナル Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．２ ［ｏｎｌｉｎｅ］，一般社団法人電気通信協会，2016年，p.18-26

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ７／００

Ｇ０４Ｇ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスタ装置及び複数のスレーブ装置との間で時刻同期用のパケットを送受信する通信装置であって、
前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する時刻同期処理部と、
前記通信装置が前記マスタ装置から送信された前記時刻同期用のパケットを受信してから前記時刻同期処理部に出力するまでの経路長に応じた第１の装置内遅延時間、及前記時刻同期処理部から前記複数のスレーブ装置に出力するまでのそれぞれの経路長に応じた第２の装置内遅延時間を出力先ごとに測定して遅延時間テーブルに記録する遅延時間測定部と、
前記時刻同期用のパケットの出力先に対応する前記第２の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第２の装置内遅延時間を含む特定の時刻同期用のパケットを生成する特定パケット生成部と、
前記時刻同期処理部により補正された前記通信装置の時刻を基準に、生成された前記特定の時刻同期用のパケットを前記出力先の前記スレーブ装置に送信するパケット送信部と、を備え、
前記時刻同期処理部は、前記第１の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第１の装置内遅延時間を考慮して前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する、
通信装置。

【請求項2】

前記通信装置は、さらに前記複数のスレーブ装置間で送受信するパケットを中継するものであり、
前記パケット送信部は、前記時刻同期用のパケットを他のパケットよりも優先的に送信する、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記遅延時間測定部は、前記第１の装置内遅延時間及び前記第２の装置内遅延時間を定期的に測定して前記遅延時間テーブルに記録し、
前記特定パケット生成部は、前記第２の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから定期的に読み出し、読み出した前記第２の装置内遅延時間を含む前記特定の時刻同期用のパケットを生成し、
前記時刻同期処理部は、前記第１の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから定期的に読み出し、読み出した前記第１の装置内遅延時間を考慮して前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項4】

前記スレーブ装置と前記マスタ装置との時刻の差である時刻同期精度が２００ｎｓ以下である、
請求項３に記載の通信装置。

【請求項5】

マスタ装置と、複数のスレーブ装置と、マスタ装置及び複数のスレーブ装置との間で時刻同期用のパケットを送受信する通信装置と、を備えた通信システムであって、
前記通信装置は、前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する時刻同期処理部と、前記通信装置が前記マスタ装置から送信された前記時刻同期用のパケットを受信してから前記時刻同期処理部に出力するまでの経路長に応じた第１の装置内遅延時間、及前記時刻同期処理部から前記複数のスレーブ装置に出力するまでのそれぞれの経路長に応じた第２の装置内遅延時間を出力先ごとに測定して遅延時間テーブルに記録する遅延時間測定部と、前記時刻同期用のパケットの出力先に対応する前記第２の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第２の装置内遅延時間を含む特定の時刻同期用のパケットを生成する特定パケット生成部と、前記時刻同期処理部により補正された前記通信装置の時刻を基準に、生成された前記特定の時刻同期用のパケットを前記出力先の前記スレーブ装置に送信するパケット送信部と、を備え、
前記時刻同期処理部は、前記第１の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第１の装置内遅延時間を考慮して前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する、
通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置及び通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＩＰ（Internet Protocol）技術を活用したＩＰネットワークでは、高精度時刻同期方式のＰＴＰ（Precision Time Protocol）が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

特許文献１には、時刻同期装置間で伝送装置を経由して時刻同期用パケットを送受信し、その送受信の時刻情報をもとに時刻同期装置の時刻を同期する時刻伝送システムに用いられる伝送装置であって、自装置に入力された時刻同期用パケットが自装置から出力されるまでの装置内遅延時間を測定する遅延計算部と、遅延計算部により測定された装置内遅延時間を時刻同期用パケットに後続するパケットに付与し、その付与したパケットを時刻同期用パケットの出力先に出力する遅延情報書込部と、を有する伝送装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－９１１３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

通信装置がマスタ装置及び複数のスレーブ装置との間で時刻同期用のパケットを送受信する場合、通信装置の装置内の遅延がマスタ装置と通信装置との間の時刻同期に影響を与え、ひいては通信装置とスレーブ装置との間の時刻同期に影響を与えるという問題がある。また、スレーブ装置間で送受信されるパケットを通信装置で中継するとともに、マスタ装置から送信される時刻同期用のパケットに基づいてスレーブ装置間で時刻同期を行う場合、通信装置と外部装置との間の通信路のパケットの伝送負荷が変動することによって通信装置の装置内遅延時間も変動し、スレーブ装置間における同期精度の低下やばらつきが大きくなるという問題がある。

【0006】

本発明の目的は、装置内遅延時間を考慮しない場合と比較して、時刻同期精度の向上を図ることができる通信装置及び通信システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

［１］マスタ装置及び複数のスレーブ装置との間で時刻同期用のパケットを送受信する通信装置であって、
前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する時刻同期処理部と、
前記通信装置が前記マスタ装置から送信された前記時刻同期用のパケットを受信してから前記時刻同期処理部に出力するまでの経路長に応じた第１の装置内遅延時間、及前記時刻同期処理部から前記複数のスレーブ装置に出力するまでのそれぞれの経路長に応じた第２の装置内遅延時間を出力先ごとに測定して遅延時間テーブルに記録する遅延時間測定部と、
前記時刻同期用のパケットの出力先に対応する前記第２の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第２の装置内遅延時間を含む特定の時刻同期用のパケットを生成する特定パケット生成部と、
前記時刻同期処理部により補正された前記通信装置の時刻を基準に、生成された前記特定の時刻同期用のパケットを前記出力先の前記スレーブ装置に送信するパケット送信部と、を備え、
前記時刻同期処理部は、前記第１の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第１の装置内遅延時間を考慮して前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する、通信装置。
［２］前記通信装置は、さらに前記複数のスレーブ装置間で送受信するパケットを中継するものであり、
前記パケット送信部は、前記時刻同期用のパケットを他のパケットよりも優先的に送信する、前記［１］に記載の通信装置。
［３］前記遅延時間測定部は、前記第１の装置内遅延時間及び前記第２の装置内遅延時間を定期的に測定して前記遅延時間テーブルに記録し、
前記特定パケット生成部は、前記第２の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから定期的に読み出し、読み出した前記第２の装置内遅延時間を含む前記特定の時刻同期用のパケットを生成し、
前記時刻同期処理部は、前記第１の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから定期的に読み出し、読み出した前記第１の装置内遅延時間を考慮して前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する、前記［１］に記載の通信装置。
［４］前記スレーブ装置と前記マスタ装置との時刻の差である時刻同期精度が２００ｎｓ以下である、前記［３］に記載の通信装置。
［５］マスタ装置と、複数のスレーブ装置と、マスタ装置及び複数のスレーブ装置との間で時刻同期用のパケットを送受信する通信装置と、を備えた通信システムであって、
前記通信装置は、前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する時刻同期処理部と、前記通信装置が前記マスタ装置から送信された前記時刻同期用のパケットを受信してから前記時刻同期処理部に出力するまでの経路長に応じた第１の装置内遅延時間、及前記時刻同期処理部から前記複数のスレーブ装置に出力するまでのそれぞれの経路長に応じた第２の装置内遅延時間を出力先ごとに測定して遅延時間テーブルに記録する遅延時間測定部と、前記時刻同期用のパケットの出力先に対応する前記第２の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第２の装置内遅延時間を含む特定の時刻同期用のパケットを生成する特定パケット生成部と、前記時刻同期処理部により補正された前記通信装置の時刻を基準に、生成された前記特定の時刻同期用のパケットを前記出力先の前記スレーブ装置に送信するパケット送信部と、を備え、
前記時刻同期処理部は、前記第１の装置内遅延時間を前記遅延時間テーブルから読み出し、読み出した前記第１の装置内遅延時間を考慮して前記通信装置の時刻を前記マスタ装置の時刻に同期するように補正する、通信システム。

【発明の効果】

【0008】

請求項１、３－５に係る発明によれば、装置内遅延時間を考慮しない場合と比較して、時刻同期精度の向上を図ることができる。
請求項２に係る発明によれば、通信装置と外部装置との間の通信路のパケットの伝送負荷が変動しても、スレーブ装置間における同期精度の低下やばらつきを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、送受信処理部の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、遅延時間テーブルの一例を示す図である。

【図4】図４は、ＰＴＰパケットのフォーマットの一例を示す図である。

【図5】図５は、装置間のパケットの流れの一例を示すシーケンス図である。

【図6】図６は、通信装置内におけるパケットの流れの一例を示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

【0011】

［実施の形態の要約］
本実施の形態に係る通信装置は、マスタ装置及び複数のスレーブ装置との間で時刻同期用のパケットを送受信する通信装置であって、通信装置の時刻をマスタ装置の時刻に同期するように補正する時刻同期処理部と、通信装置がマスタ装置から送信された時刻同期用のパケットを受信してから時刻同期処理部に出力するまでの第１の装置内遅延時間、及時刻同期処理部から複数のスレーブ装置に出力するまでの第２の装置内遅延時間を出力先ごとに測定する遅延時間測定部と、時刻同期用のパケットの出力先に対応する第２の装置内遅延時間を含む特定の時刻同期用のパケットを生成する特定パケット生成部と、時刻同期処理部により補正された通信装置の時刻を基準に、生成された特定の時刻同期用のパケットを出力先のスレーブ装置に送信するパケット送信部と、を備え、時刻同期処理部は、第１の装置内遅延時間を考慮して通信装置の時刻をマスタ装置の時刻に同期するように補正する。

【0012】

マスタ装置は、時刻源となる基準時刻情報の一例としてのグランドマスタークロック（以下、ＧＭクロックという。）として動作するグランドマスタ装置だけでなく、グランドマスタ装置の機能を有するとともに映像、音声等のパケットを送信するサーバ装置でもよい。時刻同期用のパケットは、時刻同期のために使用されるパケットをいい、例えば、ＰＴＰ（Precision Time Protocol）が採用されたシステムに適用されるが、ＰＴＰに限定されない。通信装置としては、例えば、Ｌ２スイッチ、Ｌ３スイッチ等のスイッチングハブ、ルータ、ゲートウェイ、ＩＥＥＥ１５８８のＢＣ（Boundary Clock）、光スイッチ等を用いることができる。通信装置は、時刻同期用のパケットのみを送受信するものでもよく、時刻同期用のパケットを送受信するとともに、複数のスレース装置間で送受信するパケットを中継するものでもよい。

【0013】

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。この通信システム１は、グランドマスタ装置２と、通信装置３と、複数のスレーブ装置４Ａ、４Ｂ（これらを総称するときは、以下「スレーブ装置４」という。）とを備える。これらのグランドマスタ装置２、通信装置３及び複数のスレーブ装置４は、イーサネット（登録商標）等のＩＰネットワークにより通信可能に接続されている。ここで、グランドマスタ装置２は、マスタ装置の一例である。グランドマスタ装置２及びスレーブ装置４は、外部装置の一例である。ＩＰネットワークは、通信路の一例である。

【0014】

なお、同図では、通信装置３に接続されたスレーブ装置４を２つとしたが、３つ以上でもよい。また、同図では、複数のスレーブ装置４を１つの通信装置３を介してグランドマスタ装置２に接続したが、複数のスレーブ装置４を複数の通信装置３を介してグランドマスタ装置２に接続した構成としてもよい。

【0015】

グランドマスタ装置２は、ＩＰネットワーク全体の時刻源となる基準時刻情報の一例としてのＧＭクロックを含むＰＴＰパケットを定期的に生成し、通信装置３との間でＰＴＰパケットを送受信する。ここで、ＰＴＰパケットは、時刻同期用のパケットの一例である。

【0016】

通信装置３は、グランドマスタ装置２のＧＭクロックに対してＰＴＰの時刻同期で動作するバウンダリークロック（Boundary Clock）デバイスとして機能する。通信装置３は、例えば、ＰＴＰに準拠したＬ２スイッチを用いる。

【0017】

スレーブ装置４は、ＧＭクロックに対してＰＴＰの時刻同期で動作するオーディナリークロック（Ordinary Clock）デバイスとして機能する。スレーブ装置４Ａは、時刻同期処理を行う時刻同期処理部４１ａと、計時部４２ａを備える。スレーブ装置４Ｂも同様に時刻同期処理部４１ｂと、計時部４２ｂを備える。計時部４２ａ、４２ｂは、図示しないクロック源（例えば、発信器、振動子等）からのクロック信号を計時してスレーブ装置４Ａ、４Ｂの時刻を出力する。

【0018】

（通信装置の構成）
通信装置３は、送受信処理部３０と、時刻同期処理部３１と、計時部３２とを備える。

【0019】

送受信処理部３０は、グランドマスタ装置２用のポートＳ３０ａと、スレーブ装置４Ａ、４Ｂ用のポートＭ３０ａ、Ｍ３０ｂと、時刻同期処理部３１用のポートＣ３０ａ、Ｃ３０ｂとを備える。ポートＳ３０ａとポートＣ３０ａとは、第１の伝送路Ｒａによって接続され、ポートＣ３０ｂとポートＭ３０ａとは、第２の伝送路Ｒｂによって接続され、ポートＣ３０ｂとポートＭ３０ｂとは、第３の伝送路Ｒｃによって接続されている。なお、図１における各伝送路Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃは、実際の経路を示すものではなく、概念的に示すものである。

【0020】

時刻同期処理部３１は、ポートＣ３１ａ、Ｃ３１ｂを備え、グランドマスタ装置２との間でＰＴＰパケットを送受信することにより、ＩＰネットワークの通信路における後述する式（１）により算出して求めたオフセット時間Ｔoff及び第１の伝送路Ｒａによる遅延時間に基づいて、通信装置３の時刻をグランドマスタ装置２の時刻に同期するように補正する時刻同期処理を定期的（例えば、８回／秒）に行う。時刻同期処理部３１が２つのポートＣ３１ａ、Ｃ３１ｂを備えることにより、グランドマスタ装置２に関する処理とスレーブ装置４に関する処理とを並行して行うことができる。なお、ポートＣ３０ｂをスレーブ装置４Ａ用のポートと、スレーブ装置４Ｂ用のポートの２つにしてもよい。

【0021】

計時部３２は、図示しないクロック源（例えば、発信器、振動子等）からのクロック信号を計時して通信装置３の時刻を出力する。

【0022】

図２は、送受信処理部３０の構成の一例を示すブロック図である。送受信処理部３０は、遅延時間測定部３０１と、特定パケット生成部３０２と、パケットを送受信するパケット送受信部３０３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、遅延時間テーブル３０４ａ（図３参照）を記憶する遅延時間メモリ３０４と、パケットを記憶するパケットメモリ３０５とを備える。ここで、パケット送受信部３０３は、パケット送信部の一例である。

【0023】

遅延時間測定部３０１、特定パケット生成部３０２及びパケット送受信部３０３は、ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって構成してもよい。また、これらの各部３０１～３０３の各機能は、プログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリに記憶し、そのプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に読み出してＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することにより実現してもよい。

【0024】

遅延時間測定部３０１は、装置内遅延時間の一例として各伝送路Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃにおける遅延時間を定期的（例えば、８回／秒）に測定する。なお、装置内遅延時間に待機時間や処理時間等を含めてもよい。

【0025】

特定パケット生成部３０２は、装置内遅延時間を記録したＰＴＰパケット（以下、「特定のＰＴＰパケット」という。）を生成し、時刻同期処理部３１に送信する。特定のＰＴＰパケットの詳細については後述する。ここで、特定のＰＴＰパケットは、特定の時刻同期用のパケットの一例である。

【0026】

パケット送受信部３０３は、グランドマスタ装置２又はスレーブ装置４から送信されたパケットの種類を、後述するイーサヘッダ１１０（図４参照）に記録されたパケットタイプを基に判断し、ＰＴＰパケットを他のパケットよりも優先的に送受信する。

【0027】

また、パケット送受信部３０３は、パケットのイーサヘッダ１１０から送信先アドレスを取得し、当該パケットをポートＳ３０ａ、Ｍ３０ａ、Ｍ３０ｂから送信先アドレスに対応するグランドマスタ装置２、スレーブ装置４Ａ、４ＢのポートＭ２ａ，Ｓ４ａ、Ｓ４ｂに送信する。

【0028】

さらに、パケット送受信部３０３は、グランドマスタ装置２又はスレーブ装置４から送信されたＰＴＰパケットを受信した時刻、及びグランドマスタ装置２又はスレーブ装置４にＰＴＰパケットを送信した時刻を計時部３２から取得し、時刻同期処理部３１に通知する。

【0029】

パケットメモリ３０５は、ＰＴＰパケットだけでなく、ＰＴＰパケット以外のパケットも記憶する。パケットメモリ３０５に対するパケットの記憶及び取り出しは、パケット送受信部３０３により行われる。

【0030】

図３は、遅延時間テーブル３０４ａの一例を示す図である。遅延時間テーブル３０４ａは、「ポート番号」、「遅延時間」の各項目を有する。「ポート番号」には、ポートＳ３０ａ、Ｍ３０ａ、Ｍ３０ｂにそれぞれ付与されたポート番号の００１、００２、００３が記録されている。遅延時間測定部３０１は、各伝送路Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃにおける遅延時間を定期的に測定し、図３に示すように、測定結果を外部装置用のポートＳ３０ａ、Ｍ３０ａ、Ｍ３０ｂの識別情報（例えば、ポート番号）に対応付けて遅延時間テーブル３０４ａに記録する。なお、図３では、遅延時間をＤｔａ、Ｄｔｂ、Ｄｔｃで表しているが、実際は測定値が記録される。ここで、遅延時間Ｄｔａは、第１の装置内遅延時間の一例であり、遅延時間Ｄｔｂ、Ｄｔｃは、第２の装置内遅延時間の一例である。

【0031】

図４は、特定のＰＴＰパケットのフォーマットの一例を示す図である。特定のＰＴＰパケット１００ａ～１００ｃ（２０１、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａ、２０３ｂ、２０４ａ、２０４ｂ）は、イーサヘッダ１１０、ＰＴＰヘッダ１２０、時刻情報格納部１３０を有する。イーサヘッダ１１０には、送信先を示す送信先アドレス（例えば、ＭＡＣアドレス）、送信元を示す送信元アドレス（例えば、ＭＡＣアドレス）、パケットがＰＴＰパケットかそれ以外のパケットかを示すパケットタイプ等が記録される。ＰＴＰヘッダ１２０は、メッセージの種類に対応した識別情報が記録されるメッセージタイプ１２１、装置内遅延時間等の時刻を補正するための情報が記録されるコレクションフィールド（Correction Field）１２２を含む。時刻情報格納部１３０には、ＰＴＰパケットの送信時刻、受信時刻等が記録される。図４では、遅延時間をＤｔａ、Ｄｔｂ、Ｄｔｃで表しているが、実際は測定値が記録される。

【0032】

特定パケット生成部３０２は、ポート番号００１、００２、００３に対応する遅延時間を遅延時間テーブル３０４ａから読み出し、読み出した遅延時間をコレクションフィールド１２２に記録した特定のＰＴＰパケット１００ａ～１００ｃ等を生成し、時刻同期処理部３１に送信する。

【0033】

（本実施の形態の動作）
次に、本実施の形態に係る通信システム１の動作の一例を、図５及び図６を参照して説明する。図５は、装置２、３、４間のパケットの流れの一例を示すシーケンス図である。図６は、通信装置３内におけるパケットの流れの一例を示すシーケンス図である。

【0034】

（１）グランドマスタ装置２と通信装置３との間の時刻同期処理
特定パケット生成部３０２は、ポート番号００１に対応する遅延時間Ｄｔａを遅延時間テーブル３０４ａから読み出し、読み出した遅延時間Ｄｔａをコレクションフィールド（Correction Field）１２２に記録した特定のＰＴＰパケット１００ａを生成する。特定パケット生成部３０２は、図６に示すように、特定のＰＴＰパケット１００ａを時刻同期処理部３１に送信する。

【0035】

グランドマスタ装置２は、図５（ａ）に示すように、ポートＭ２ａからSyncメッセージを含むＰＴＰパケット１０１を通信装置３のポートＳ３０ａに送信する。通信装置３のパケット送受信部３０３は、グランドマスタ装置２から送信されたSyncメッセージを含むＰＴＰパケット１０１を受信し、その受信した時刻ｔ２を計時部３２から取得し、時刻同期処理部３１に通知する。時刻同期処理部３１は、通知された時刻ｔ２を記録する。

【0036】

グランドマスタ装置２は、図５（ａ）に示すように、Syncメッセージを含むＰＴＰパケット１０１を送信した時刻ｔ１を記録した、Follow-upメッセージを含むＰＴＰパケット１０２を通信装置３のポートＳ３０ａに送信する。

【0037】

通信装置３のパケット送受信部３０３は、図５（ａ）に示すように、グランドマスタ装置２から送信されたＰＴＰパケット１０２を受信する。当該ＰＴＰパケット１０２は、図６に示すように、パケットメモリ３０５に保持された後、パケット送受信部３０３により時刻同期処理部３１に送信される。時刻同期処理部３１は、当該ＰＴＰパケット１０２から時刻ｔ１を取得し、記録する。ここで、Syncメッセージを含むＰＴＰパケット１０１及びFollow-upメッセージを含むＰＴＰパケット１０２は、時刻同期用のパケットの一例である。

【0038】

次に、時刻同期処理部３１は、図６に示すように、特定パケット生成部３０２から送信された特定のＰＴＰパケット１００ａからDelay_Requestメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０１を生成して送受信処理部３０に送信する。当該特定のＰＴＰパケット２０１は、パケットメモリ３０５に保持された後、図５（ａ）に示すように、パケット送受信部３０３によりポートＳ３０ａからグランドマスタ装置２のポートＭ２ａに送信される。

【0039】

パケット送受信部３０３は、当該特定のＰＴＰパケット２０１を送信した時刻ｔ３を計時部３２から取得し、時刻同期処理部３１に通知する。時刻同期処理部３１は、通知された時刻ｔ３を記録する。

【0040】

次に、グランドマスタ装置２は、図５（ａ）に示すように、Delay_Requestメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０１を受信した時刻ｔ４を記録した、Delay_Resposeメッセージを含むＰＴＰパケット１０３を通信装置３のポートＳ３０ａに送信する。

【0041】

次に、当該ＰＴＰパケット１０３は、図６に示すように、パケットメモリ３０５に保持された後、パケット送受信部３０３により時刻同期処理部３１に送信される。時刻同期処理部３１は、当該ＰＴＰパケット１０３から時刻ｔ４を取得し、記録する。

【0042】

そして時刻同期処理部３１は、次の式（１）によりオフセット時間Ｔoffを算出する。
Ｔoff＝（Ｄｍｓ＋Ｄｓｍ）／２
＝｛（ｔ２－ｔ１）＋（ｔ４－ｔ３）｝／２ ・・・（１）

【0043】

続いて時刻同期処理部３１は、特定のＰＴＰパケット１００ａのコレクションフィールド１２２から遅延時間Ｄｔａを取得し、オフセット時間Ｔoff及び遅延時間Ｄｔａに基づいて、通信装置３の時刻がグランドマスタ装置２の時刻に同期するように計時部３２を補正する時刻同期処理を行う。

【0044】

（２）通信装置３とスレーブ装置４Ａ、４Ｂとの間の時刻同期処理
ここでは、通信装置３がマスタ装置として動作する。

【0045】

特定パケット生成部３０２は、ポート番号００２、００３に対応する遅延時間Ｄｔｂ、Ｄｔｃを遅延時間テーブル３０４ａから読み出し、遅延時間Ｄｔｂをコレクションフィールド１２２に記録した特定のＰＴＰパケット１００ｂを生成し、遅延時間Ｄｔｃをコレクションフィールド１２２に記録した特定のＰＴＰパケット１００ｃを生成する。特定パケット生成部３０２は、図６に示すように、特定のＰＴＰパケット１００ｂ、１００ｃを時刻同期処理部３１に送信する。

【0046】

時刻同期処理部３１は、図６に示すように、特定パケット生成部３０２から送信された特定のＰＴＰパケット１００ｂ、１００ｃからSyncメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０２ａ、２０２ｂを生成する。

【0047】

当該特定のＰＴＰパケット２０２ａ、２０２ｂは、図５（ｂ）に示すように、パケットメモリ３０５に保持された後、パケット送受信部３０３によりポートＭ３０ａからスレーブ装置４Ａ、４ＢのポートＳ４ａ、Ｓ４ｂに送信される。

【0048】

スレーブ装置４Ａ、４Ｂの時刻同期処理部４１ａ、４１ｂは、Syncメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０２ａ、２０２ｂを受信した時刻ｔ６、ｔ６’を記録する。

【0049】

次に、時刻同期処理部３１は、図６に示すように、特定のＰＴＰパケット２０２ａ、２０２ｂから、Syncメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０２ａ、２０２ｂを送信した時刻ｔ５を記録した、Follow-upメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０３ａ、２０３ｂを生成して送受信処理部３０に送信する。

【0050】

当該特定のＰＴＰパケット２０３ａ、２０３ｂは、図５（ｂ）に示すように、パケットメモリ３０５に保持された後、パケット送受信部３０３によりポートＭ３０ａ、Ｍ３０ｂからスレーブ装置４Ａ、４ＢのポートＳ４ａ、Ｓ４ｂに送信される。スレーブ装置４Ａ、４Ｂの時刻同期処理部４１ａ、４１ｂは、時刻ｔ５を記録する。ここで、通信装置３は、バウンダリークロックデバイスとして機能するものであるので、通信装置３が記録した時刻ｔ５は、グランドマスタ装置２の時刻に同期した時刻である。

【0051】

次に、スレーブ装置４Ａ、４Ｂは、図５（ｂ）に示すように、ポートＳ４ａ、Ｓ４ｂからDelay_Requestメッセージを含む特定のＰＴＰパケット４０１ａ、４０１ｂを通信装置３のポートＭ３０ａに送信する。

【0052】

スレーブ装置４Ａ、４Ｂの時刻同期処理部４１ａ、４１ｂは、Delay_Requestメッセージを含む特定のＰＴＰパケット４０１ａ、４０１ｂを送信した時刻ｔ７、ｔ７’を記録する。通信装置３は、図５（ｂ）に示すように、当該ＰＴＰパケット４０１ａ、４０１ｂを受信した時刻ｔ８、ｔ８’を記録した、Delay_Resposeメッセージを含む特定のＰＴＰパケット２０４ａ、２０４ｂをスレーブ装置４Ａ、４ＢのポートＳ４ａ、Ｓ４ｂに送信する。スレーブ装置４Ａ、４Ｂの時刻同期処理部４１は、時刻ｔ８、ｔ８’を記録する。

【0053】

スレーブ装置４Ａ、４Ｂの時刻同期処理部４１ａ、４１ｂは、時刻ｔ５、ｔ６、ｔ６’、ｔ７、ｔ、７’、ｔ８、ｔ８’に基づいてオフセット時間Ｔoffを算出し、特定のＰＴＰパケット２０２ａ、２０２ｂ（又は２０３ａ、２０３ｂ）のコレクションフィールド１２２に記録された遅延時間及びオフセット時間Ｔoffに基づいて、自装置４Ａ、４Ｂの時刻を通信装置３の時刻に補正する時刻同期処理を行う。すなわち、スレーブ装置４Ａの時刻同期処理部４１ａは、オフセット時間Ｔoff及びポート番号００２に対応する遅延時間Ｄｔｂに基づいて、スレーブ装置４Ａの時刻が通信装置３の時刻に同期するように自己の計時部４２ａを補正する時刻同期処理を行う。スレーブ装置４Ｂの時刻同期処理部４１ｂは、オフセット時間Ｔoff及びポート番号００３に対応する遅延時間Ｄｔｃに基づいて、スレーブ装置４Ｂの時刻が通信装置３の時刻に同期するように自己の計時部４２ｂを補正する時刻同期処理を行う。

【0054】

なお、図５（ａ）、（ｂ）では、Two-step clock方式の時刻配信の例として、Follw-upメッセージを含むＰＴＰパケット、及びDelay_Resposeメッセージを含むＰＴＰパケットに時刻情報を記録したが、One-step clock方式の時刻配信の場合、Syncメッセージを含むＰＴＰパケット、及びDelay_Requestメッセージを含むＰＴＰパケットに時刻情報を記録してもよい。

【0055】

（本実施の形態の作用、効果）
本実施の形態に係る通信システム１によれば、以下の作用、効果を奏する。
（ａ）装置内遅延時間を考慮して通信装置３の時刻をグランドマスタ装置２の時刻に同期させることで、装置内遅延時間を考慮しない場合と比較して、時刻同期精度の向上を図ることができる。
（ｂ）グランドマスタ装置２及びスレーブ装置４と通信装置３の間の通信では、ＰＴＰパケットを他のパケットよりも優先的に処理し、装置内遅延時間を送信先に通知することにより、時刻同期精度をＩＥＥＥ１５８８規格の１μｓの１／５程度（２００ｎｓ）に向上させることができた。また、時刻同期精度のばらつきを、従来７００ｎｓから６０ｍｓであったものが２００ｎｓ以下に抑えることができた。
（ｃ）通信装置３は、バウンダリークロックデバイスとして機能するため、グランドマスタ装置の代わりにマスタ装置の役割を担うので、グランドマスタ装置２に掛かる負荷を軽減することができる。

【0056】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、特定パケット生成部３０２は、出力先に対応する装置内遅延時間を記録した特定のＰＴＰパケットを生成したが、全ての出力先に対応する装置内遅延時間を出力先を示す情報とともに記録した特定のＰＴＰパケットを生成してもよい。

【符号の説明】

【0057】

１…通信システム、２…グランドマスタ装置、３…通信装置、４、４Ａ、４Ｂ…スレーブ装置、３０…送受信処理部、３１、４１ａ、４１ｂ…時刻同期処理部、３２、４２ａ、４２ｂ…時計部、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、２０１、２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ、２０４ｂ…特定のＰＴＰパケット、１０１、１０３、４０１ａ、４０１ｂ…ＰＴＰパケット、１１０…イーサヘッダ、１２０…ＰＴＰヘッダ、１２１…メッセージタイプ、１２２…コレクションフィールド、１３０…時刻情報格納部、３０１…遅延時間測定部、３０２…特定パケット生成部、３０３…パケット送受信部、３０４…遅延時間メモリ、３０４ａ…遅延時間テーブル、３０５…パケットメモリ、Ｃ３０ａ、Ｃ３０ｂ、Ｃ３１ａ、Ｃ３１ｂ、Ｍ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ２ａ、Ｓ３０ａ…ポート、Ｒａ…第１の伝送路、Ｒｂ…第２の伝送路、Ｒｃ…第３の伝送路、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】