本発明の特徴と実現形態を説明するため� ��、以下において、図面を参照して具体的な� ��施例を述べるものとする。しかしながら、� ��れらの図面および説明は、本発明の典型的� ��実施形態のみを示しており、その範囲を限� ��するものではないことを理解されたい。

<第1の実施の形態>
 本発明を実施するための第1の実施の形態に ついて、図面を参照して詳細に説明する。

 <構成>
 図5は、本発明における時刻同期システムの ブロック図である。図5を参照すると、本発� �の第1の実施の形態における時刻同期システ� ��は、ネットワーク52とマスタノード10とスレ ーブノード11とを有する。尚、本実施の形態� ��は、時刻同期を行うにあたって基準となる� ��刻を有するノードをマスタノードとする。

 マスタノード10は、パケット送受信部50B� �、ジッタ吸収部50Dと、スループット差吸収� �50Cと、クロック同期部50Eと、時刻同期部50A� �を有する。

 同じく、スレーブノード11は、パケット� �受信部51Bと、ジッタ吸収部51Dと、スループ� �ト差吸収部51Cと、クロック同期部51Eと、時� �同期部51Aとを有する。

<マスタノード>
 マスタノード10の時刻同期部50Aは、時刻同� �用メッセージをスレーブノード11に送信する 。なお、このメッセージには、IEEE
1588に準拠したものを使用しても良い。この� �合、時刻同期部50Aは、Syncメッセージ、Follow- upメッセージ、およびDelay Responseメッセージ� ��作成し、パケット送受信部50Bに渡す。また� ��時刻同期部50Aは、スレーブノード11からのDe lay
Requestメッセージをスループット差吸収部50C� �介して受け取る。

 クロック同期部50Eは、クロック信号を時� ��同期部50Aに渡すとともに、パケット送受信� ��50Bにクロック同期用メッセージを渡す。

 パケット送受信部50Bは、クロック同期部5 0Eからクロック同期用メッセージを受け取る� ��、IPヘッダとMACヘッダとを付けた後、ネッ� �ワーク52を介してスレーブノード11に送信す� ��。さらに、時刻同期部50Aから時刻同期用メ� ��セージを受け取ると、IPヘッダとMACヘッダ� �を付けた後、ネットワーク52を介してスレー ブノード11に送信する。また、パケット送受� ��部50Bは、ネットワーク52を介してスレーブ� �ード11から時刻同期用メッセージを受け取る と、ジッタ吸収部50Dに渡す。

 ジッタ吸収部50Dは、ジッタバッファを有� ��、パケット送受信部50Bから時刻同期用メッ� ��ージを受け取ると、パケットの到着間隔の� ��レを補正するために時刻同期用メッセージ� ��ジッタバッファに入れる。そして、このジ� ��タバッファのバッファリングで、パケット� ��到着間隔のズレを補正した後、時刻同期用� ��ッセージをクロック同期部50Eからのクロッ� ��に合わせてスループット差吸収部50Cに渡す� ��尚、ジッタバッファのバッファ量は予め設� ��されている。

 スループット差吸収部50Cは、ジッタ吸収� ��50Dから時刻同期用メッセージを受け取った� ��、その受け取り時間を記録する。そして、� ��刻同期用メッセージを時刻同期部50Aに渡す� ��

<スレーブノード>
 スレーブノード11の時刻同期部51Aは、時刻� �期用メッセージをマスタノード10から受信す る。なお、このメッセージには、IEEE 1588に� �拠したものを使用しても良い。この場合、� �刻同期部51Aは、Syncメッセージ、Follow-upメッ� ��ージ、およびDelay Responseメッセージをスル� ��プット差吸収部51Cを介して受け取る。また� ��時刻同期部51Aは、Delay Requestメッセージを� �成するとともに、パケット送受信部51Bを介� �てマスタノード10へ送信する。

 クロック同期部51Eは、パケット送受信部5 1Bを介してマスタノード10からのクロック同� �用メッセージを受け取ると、そのメッセー� �中に記載されているタイムスタンプ情報を� �に、マスタノード10のクロックとのクロック 同期を行い、クロック同期後、その同期させ たクロック信号を時刻同期部51Aに渡す。また 、ジッタ吸収部51Dのバッファ量がマスタ側の ジッタ吸収部50Dのバッファ量と等しくなるよ うに調整する。これは、時間の経過と共に、 マスタ側とスレーブ側のクロックに誤差が出 てしまい、予め設定してあるバッファ量の精 度が低下してしまい、マスタ側のジッタバッ ファのバッファ量とズレが出てきてしまうた めである。

 パケット送受信部51Bは、時刻同期部51Aか� ��時刻同期用メッセージを受け取ると、IPヘ� �ダとMACヘッダを付けた後、ネットワーク52に 送信する。また、ネットワーク52から時刻同� ��用メッセージを受け取ると、ジッタ吸収部5 1Dに渡す。また、パケット送受信部51Bは、ネ� ��トワーク52からクロック同期用メッセージ� �受け取ると、クロック同期部51Eに渡す。

 ジッタ吸収部51Dは、ジッタバッファを有� ��、パケット送受信部51Bから時刻同期用メッ� ��ージを受け取ると、パケットの到着間隔の� ��レを補正するために時刻同期用メッセージ� ��ジッタバッファに入れる。そして、このバ� ��ファのバッファリングで、パケットの到着� ��隔のズレを補正した後、時刻同期部51Eから� ��クロック信号に合わせて時刻同期用メッセ� ��ジをスループット差吸収部51Cに渡す。尚、� ��ッタバッファのバッファ量は予め設定され� ��いる。

 スループット差吸収部51Cは、ジッタ吸収� ��51Dから時刻同期用メッセージを受け取った� ��、その受け取り時間を記録する。そして、� ��刻同期用メッセージを時刻同期部51Aに渡す� ��

 <動作>
 次に、図4及び図5を参照しながら、本発明� �実施するための実施の形態の動作について� �細に説明する。

 図7は、本実施の形態の全体の処理の流れ を示すフローチャートである。

 まず、マスタノード10のクロック同期部50 Eは、パケット送受信部50Bを介して、スレー� �ノード11にクロック同期用メッセージを送信 する。このクロック同期用メッセージには、 RTP(Real-time Transport Protocol)のように、タイム� ��タンプが付けられているものを使用する。� ��のように、クロック同期部50Eは、クロック� ��応じたタイムスタンプをクロック同期用メ� ��セージを付け、スレーブノード11に送信す� �。このクロック同期用メッセージの送出は� �意であるが、時間の経過と共に発生するク� �ックのズレを考慮すると定期的に送出する� �が望ましい。尚、少なくとも時刻同期を行� �前には送出されるものとする。

 このクロック同期用メッセージがスレー� ��ノード11に到着すると、パケット送受信部51 Bはこのメッセージをクロック同期部51Eに転� �する。クロック同期部51Eでは、クロック同� �メッセージ中に含まれているタイムスタン� �を元にして、マスタノード10側のクロック同 期部50Eのクロック信号を再生する。この再生 方法には、位相同期ループ(PLL:Phase locked Loop )を用いる。

 ここで、PLLについて説明する。図6は、ク ロック同期部51Eに設けられたPLLのブロック図 である。

 PLLの比較部60は、受信したクロック同期� �ッセージのタイムスタンプと、スレーブノ� �ド11が生成した現在のタイムスタンプとを比 較し、その比較結果として2つのタイムスタ� �プの誤差量を示す値を低域通過フィルタ61に 入力し、平滑化する。

 そして、低域通過フィルタ61の出力信号� �VCO(電圧制御発信器)62に入力し、VCOの発振周� ��数を制御する。

 この発振周波数を分周器63で分周してク� �ック信号を再生し、以降、この再生された� �ロック信号を元にタイムスタンプを生成す� �。

 以上の処理を繰り返し実行することによ� ��、クロック同期部51Eは、スレーブノード11� �のクロックをマスタノード10側のクロックと 一致させることができる(クロック再生)。

 次に、クロック同期部51Eは、上記のよう� ��して再生したクロック信号を元にジッタ吸� ��部51Dのバッファ量の精度を調整し、マスタ� ��ード10側のジッタ吸収部50Dのバッファ量と� �致させる。このように、マスタ側のクロッ� �を再生することにより、マスタノード10とス レーブノード11とのジッタ吸収部のバッファ� ��を正確に一致させることができる。

 クロックの同期が完了した後、クロック� ��期部51Eはマスタノード10側の時刻同期部50A� �、クロック同期が完了した旨を伝える。

 クロック同期の完了が通知された後、マ� ��タノード10側の時刻同期部50Eは、時刻同期� �メッセージをスレーブノード11に送信する。

 まず、時刻同期部50Aは、IEEE1588のsyncメッ� ��ージを送信し、続けてFollow-upメッセージを� ��信する。このとき、パケット送受信部50Bは� ��syncメッセージを送信した時刻Tm(i)をFollow-up� ��ッセージの中に書き込んで送信する。

 一方、スレーブノード11側のパケット送� �信部51Bは、受信したsyncメッセージとFollow-up� ��ッセージとをジッタ吸収部51Dに渡す。

 ジッタ吸収部51Dは、これらのメッセージ� ��到着間隔のズレをバッファで吸収した後、� ��メッセージをスループット差吸収部51Cに渡� ��。このバッファにより、キューイング遅延� ��よる遅延量のバラつき(ジッタ)の影響を吸� �できる。すなわち、Queue1(i)の影響は実質見� �なくなる。

 次に、スループット差吸収部51Cは、syncメ ッセージを受け取った時刻Ts(i)を記録する。

 そして、スループット差吸収部51Cは、このT s(i)と、Follow-upメッセージ中に書き込まれて� �るTm(i)とを比較する。この比較により、以下 の量が求められる。
式(9)
Dms(Length)=Ts(i)-Tm(i)=Delay1-Offset=Propagate+Forward1(i)- Offset=Propagate+f1・Length-Offset
 ここで、Queue1(i)が消去されているのは、上� ��の説明により、ジッタ吸収部51Dのジッタバ� ��ファにより、その影響を吸収できているた� ��である。

 スループット差吸収部51Cは、このsyncメッ セージとFollow-upメッセージとを時刻同期部51A に渡す。

 次に、時刻同期部51Aは、パケット送受信部5 1Bを介して、Delay
Requestメッセージをマスタノード10に送信する 。このとき、パケット送受信部51Bは、このDel ay
Requestメッセージを送信した時刻Ts(j)を記録し ておく。

 一方、マスタノード10側のパケット送受信� �50Bは、受信したDelay
Requestメッセージをジッタ吸収部50Dに渡す。

 ジッタ吸収部50Dは、このメッセージの到� ��間隔のズレをジッタバッファで吸収した後� ��スループット差吸収部50Cに渡す。

 スループット差吸収部50Cは、このDelay Req uestメッセージが到着した時刻Tm(j)をメッセー ジの中に記録するとともに、時刻同期部50Aに 渡す。

 マスタノード10側の時刻同期部50Aは、このDe lay
Requestメッセージを受け取ると、そのメッセ� �ジの中に書き込まれているTm(j)をペイロード に含んだDelay Responseメッセージをスレーブノ ード51に送信する。

 スレーブノード11側のスループット差吸収� �51Cは、このDelay
Responseメッセージ中に含まれているTm(j)と、� �に記録しているTs(j)を比較する。この比較に より、以下の量が求められる。
式(10)
Dsm(Length)=Tm(j)-Ts(j)=Delay2+Offset=Propagate+Forward2(i)+ Offset=Propagate+f2・Length+Offset

 以上のようにして、Dms(Length)とDsm(Length)が 求められたが、上記の処理をパケット長Length を変えながら繰り返し行う。これにより、図 8のような、横軸をパケット長(Length)、縦軸を Dms/Dsmとするグラフが得られる。また、これ� �のグラフの傾きは、f1およびf2となる。

 ここで、この2つのグラフの縦軸の切片は、 上式から、それぞれDms(0)=Propagate-Offset、Dsm(0)= Propagate+Offsetとなっているはずである。した� �って、これらの切片データの差分を取るこ� �により、以下のようにOffsetを求めることが� �きる。
式(11)
Offset=(Dsm0-Dms0)/2

 スレーブノード側のスループット差吸収� ��51Cは、以上の処理によって求められた時刻� ��フセット情報を、時刻同期部51Aに通知する� ��

 スレーブノード側の時刻同期部51Aは、この� ��刻オフセット情報Offsetを用いて、クロック� ��期部51Eから受け取っているクロック信号に� ��して補正をかける。この補正により、以下� ��ように、スレーブノード11側のタイムスタ� �プTs'(t)とマスタノード10側のタイムスタンプ Tm(t)は一致する。
式(12)
Ts'(t)=Ts(t)+Offset=Tm(t)

 以上の処理により、ネットワークの遅延� ��非対称の場合でも、正確な時刻同期を実現� ��きることが示された。

 <効果>
 次に、本発明を実施するための第1の実施の 形態の効果について説明する。
 本発明を実施するための第1の実施の形態で は、キューイング遅延による遅延変動を吸収 するとともにスループット差による遅延変動 を吸収することにより、ネットワークの遅延 が非対称の場合でも正確な時刻同期を実現で きるので、本発明の目的を達成することがで きる。

 また、スレーブ側でマスタ側のクロック� ��号を再生させてスレーブ側とマスタ側との� ��ロック信号を一致させることによって、キ� ��ーイング遅延を吸収するジッタバッファの� ��度をスレーブ側とマスタ側とで一致させる� ��とができるため、正確な時刻同期を実現で� ��、本発明の目的を達成することができる。

〈発明を実施するための第2の形態〉
 本発明を実施するための第2の実施の形態に ついて、図面を参照して詳細に説明する。尚 、上記実施の形態と同様の構成については同 一番号を付し、詳細な説明を省略する。

 <構成>
 本発明の第2の実施の形態の構成は、第1の� �施の形態とほぼ同じである。ただし、第2の� ��施の形態の構成では、第1の実施の形態のジ ッタ吸収部にて行う処理を変更している。

<マスタノード>
 マスタノード10のジッタ吸収部50Dは、ネッ� �ワークのキューイング遅延の影響を吸収す� �ために、スレーブノード11からマスタノード 10へのネットワーク遅延の時間を一定時間計� ��し、その最小値を求めることにより、キュ� ��イング遅延が時刻オフセット量の推定精度� ��与える影響を排除する。

<スレーブノード>
 同様に、スレーブノード11のジッタ吸収部51 Dは、ネットワークのキューイング遅延の影� �を吸収するために、マスタノード10からスレ ーブノード11へのネットワーク遅延の時間を� ��定時間計測し、その最小値を求めることに� ��り、キューイング遅延が時刻オフセット量� ��推定精度に与える影響を排除する。

 <動作>
 次に、図4及び図5を参照しながら、本発明� �実施するための実施の形態の動作について� �細に説明する。図10は、本実施の形態の全体 の処理の流れを示すフローチャートである。

 まず、マスタノード10のクロック同期部50 Eは、スレーブノードに向けて、クロック同� �用メッセージを送信する。このクロック同� �用メッセージには、RTP(Real-time Transport Protoc ol)のように、タイムスタンプが付けられてい るものを使用する。つまり、クロック同期部 50Eは、クロックに応じたタイムスタンプをク ロック同期用メッセージを付けて送信する。

 このクロック同期メッセージがスレーブ� ��ード11に到着すると、パケット送受信部51B� �クロック同期部51Eに転送する。

 クロック同期部51Eでは、このクロック同� ��メッセージ中に含まれているタイムスタン� ��を元にして、クロック同期部50Eのクロック� ��再生する。この再生方法には、位相同期ル� ��プ(PLL:Phase locked Loop)を用いる。

 PLLは、受信したタイムスタンプとスレー� ��ノードで生成したタイムスタンプを比較し� ��その比較結果を低域通過フィルタに入力し� ��平滑化する。

 そして、フィルタの出力信号をVCO(電圧制 御発信器)に入力し、VCOの発振周波数を制御� �る。

 この発振周波数を分周器で分周してクロ� ��クを再生した後、このクロックを元にタイ� ��スタンプを生成する。

 以上の処理を繰り返し実行することによ� ��、クロック同期部51Eは、スレーブノード側� ��クロックをマスタノード側のクロックと一� ��させることができる。

 クロック同期完了後、クロック同期部51E� ��マスタノード側の時刻同期部50Aに、クロッ� ��同期が完了した旨を伝える。

 次に、マスタノード側の時刻同期部50Aは� ��時刻同期用メッセージをスレーブノード11� �送信する。

 まず、時刻同期部50Aは、IEEE1588のsyncメッ� ��ージを送信し、続けてFollow-upメッセージを� ��信する。ここで、パケット送受信部50Bは、s yncメッセージを送信した時刻Tm(i)をFollow-upメ� ��セージの中に書き込んで送信する。

 一方、スレーブノード側のパケット送受� ��部51Bは、受信したsyncメッセージとFollow-upメ ッセージをジッタ吸収部51Dに渡す。

 ジッタ吸収部51Dは、Follow-upメッセージを� ��信した時刻Ts(i)を記録する。

 そして、ジッタ吸収部51Dは、このTs(i)と、Fo llow-upメッセージ中に書き込まれているTm(i)を 比較する。この比較により、以下の量が求め られる。
式(13)
Dms(Length)=Ts(i)-Tm(i)=Delay1-Offset=Propagate+Queue1(i)+Fo rward1(i)-Offset=Propagate+Queue1(i)+f1・Length-Offset

 このDms(Length)の計測を長時間繰り返し行� �ていくと、図9の上図のように、時間的に変� ��するグラフとなる。Dmsが時間的に変化する� ��もそもの原因は、キューイング遅延Queue1(i)� ��図9の上図のように時間的に変化するためで ある。そして、このDmsのグラフが最小になる ポイントでは、変動要素を表すQueue1(i)が0に� �っていると考えられる。

 したがって、このグラフの最小値を読み取� ��ことにより、式(13)のQueue1(i)を0とした以下� �式が得られる。
式(14)
Dms'(Length)=Propagate+f1・Length-Offset

 ジッタ吸収部51Dは、このようにして得ら� ��たDms'(Length)をスループット差吸収部に渡す� ��

 次に、スレーブノード側の時刻同期部51Aは� ��Delay
Requestメッセージをマスタノードに送信する� �パケット送受信部51Bは、このDelay Requestメッ セージを送信した時刻Ts(j)を記録しておく。

 一方、マスタノード側のパケット送受信部5 0Bは、受信したDelay
Requestメッセージをジッタ吸収部50Dに渡す。

 ジッタ吸収部50Dは、このメッセージを受� ��した時刻Tm(j)をDelay Requestメッセージの中に 記録するとともに、スループット差吸収部50C に渡す。

 スループット差吸収部50Cは、このDelay Req uestメッセージを時刻同期部50Aに渡す。

 マスタノード側の時刻同期部50Aは、このDela y
Requestメッセージを受け取ると、そのメッセ� �ジの中に書き込まれているTm(j)をペイロード に含んだDelay Responseメッセージをスレーブノ ードに送信する。

 スレーブノード側のジッタ吸収部51Dは、既� ��記録されているTs(j)と、受け取ったDelay Resp onseメッセージ中に書き込まれているTm(i)を比 較する。この比較により、以下の量が求めら れる。
式(15)
Dsm(Length)=Tm(j)-Ts(j)=Delay2+Offset=Propagate+Queue2(i)+Fo rward2(i)+Offset=Propagate+Queue2(i)+f2・Length+Offset

 このDsm(Length)の計測を長時間繰り返し行� �ていくと、図9の上図と同様に、時間的に変� ��するグラフとなる。ここで、このグラフの� ��小値は、変動要素を表すQueue2(i)が0になって いると考えられる。

 したがって、このグラフの最小値を読み取� ��ことにより、式(15)のQueue2(i)を0とした以下� �式が得られる。
式(16)
Dsm'(Length)=Propagate+f2・Length+Offset

 ジッタ吸収部51Dは、このようにして得ら� ��たDsm'(Length)をスループット差吸収部51Cに渡� ��。

 以上のようにして、スループット差吸収� ��51Cは、Dms'(Length)とDsm'(Length)を取得できたが� ��上記の処理をパケット長Lengthを変えながら� ��り返し行う。これにより、図8と同じように 、横軸をパケット長(Length)、縦軸をDms'/Dsm'と� ��るグラフが得られる。

 この2つのグラフの縦軸の切片は、上式から 、それぞれDms'0=Propagate-Offset、Dsm'0=Propagate+Offs etとなっているので、切片データの差分を取� ��ことにより、Offsetを求めることができる。
式(17)
Offset=(Dsm'0-Dms'0)/2

 スループット差吸収部51Cは、以上の処理� ��よって求められた時刻オフセット情報を、� ��刻同期部51Aに通知する。

 時刻同期部51Aは、この時刻オフセット情報� �Offset を用いて、クロック同期部51Eから受け 取っているクロック信号に対して補正をかけ る。この補正により、以下のように、スレー ブ側のタイムスタンプTs'(t)とマスタ側のタイ ムスタンプTm(t)は一致する。
式(18)
Ts'(t)=Ts(t)+Offset=Tm(t)

 以上の処理により、ネットワークの遅延� ��非対称の場合でも、正確な時刻同期を実現� ��きることが示された。

 <効果>
 次に、本発明を実施するための第2の実施の 形態の効果について説明する。
 本発明を実施するための第2の実施の形態で は、キューイング遅延による遅延変動を吸収 するとともにスループット差による遅延変動 を吸収することにより、ネットワークの遅延 が非対称の場合でも正確な時刻同期を実現で きるので、本発明の目的を達成することがで きる。

 尚、上記第1及び第2の実施の形態では、� �ューイング遅延とスループット差による転� �遅延との両方を考慮してオフセットを決定� �る場合を用いて説明したが、どちらか一方� �みを考慮してオフセットを決定する構成で� �ってもよい。このような構成の場合、キュ� �イング遅延又は転送遅延は無いものとして� �フセットを決定する。キューイング遅延と� �送遅延とのどちらか一方のみを考慮してオ� �セットを決定する構成であっても、従来と� �べて正確な時刻同期を実現できるので、本� �明の目的を達成することができる。

 また、上述した本発明の端末は、上記説� ��からも明らかなように、ハードウェアで構� ��することも可能であるが、コンピュータプ� ��グラムにより実現することも可能である。� ��の場合、プログラムメモリに格納されてい� ��プログラムで動作するプロセッサによって� ��上述した実施の形態と同様の機能、動作を� ��現させる。尚、上述した実施の形態の一部� ��機能のみをコンピュータプログラムにより� ��現することも可能である。

 本出願は、2007年1月29日に出願された日本 出願特願2007-018074号を基礎とする優先権を主� ��し、その開示の全てをここに取り込む。