(57)【要約】【課題】装置の複雑化等を必要とせずに時刻同期が可能な情報装置を得る。【解決手段】情報装置を送信手段７１と、受信手段７２と、同期時刻決定手段７３と、遅延時間計算手段７４と、同期時刻補正手段７５と、時刻同期手段７６とを備える構成とする。送信手段７１は、他の情報装置の時刻情報の要求を第１の通信路へ送信した時刻を第１の時刻とする。受信手段７２は、他の情報装置が応答した第２の時刻を第２の通信路を介して受信した時刻を第３の時刻とする。同期時刻決定手段７３は、第１、第２及び第３の時刻から算出した第１の補正値を出力する。遅延時間計算手段７４は、複数の各時刻から計算した通信路での遅延時間に統計処理を施した統計量を出力する。同期時刻補正手段７５は、第１の補正値に対し、統計量を基にした補正方法による補正を行った第２の補正値を出力する。時刻同期手段７６は、自装置の時刻情報に第２の補正値による補正を行う。【選択図】      図５
2014190735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の情報装置の時刻情報を要求する信号を第１の通信路へ複数回送信した時刻の各々を第１の時刻として保存する送信手段と、
前記要求する信号に対し前記他の情報装置が応答した時刻である第２の時刻を示す信号を第２の通信路を介して受信した時刻の各々を第３の時刻として保存する受信手段と、
対応する前記第１及び第３の時刻から所定の規則で計算した所定の時刻と前記第２の時刻との差から算出した第１の補正値を出力する同期時刻決定手段と、
対応する前記第１、第２及び第３の時刻から計算した前記第１及び第２の通信路での遅延時間の各々にそれぞれ所定の統計処理を施した結果である第１及び第２の統計量を出力する遅延特性計算手段と、
前記第１の補正値に対し、前記第１及び第２の統計量を基に決定した補正方法を行った結果である第２の補正値を出力する同期時刻補正手段と、
自装置の時刻情報に前記第２の補正値による補正を行う時刻同期手段と
を備えることを特徴とする情報装置。
【請求項２】
前記第１の統計量及び前記第２の統計量は前記第１の遅延時間及び前記第２の遅延時間の値のばらつきを表す統計量であることを特徴とする請求項１に記載の情報装置。
【請求項３】
前記第１の統計量及び前記第２の統計量は前記第１の遅延時間及び前記第２の遅延時間の標準偏差または分散値であることを特徴とする請求項１に記載の情報装置。
【請求項４】
前記同期時刻補正手段は前記第１の統計量が前記第２の統計量よりも小さい場合に、前記第１の補正値の値が大きくなる方向に前記第１の補正値を補正して前記第２の補正値を出力し、
前記第１の統計量が前記第２の統計量よりも大きい場合に、前記第１の補正値の値が小さくなる方向に前記第１の補正値を補正して前記第２の補正値を出力することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の情報装置。
【請求項５】
前記同期時刻補正手段は前記第１の統計量および前記第２の統計量を基に、前記第１の補正値の値を補正する量を判断する手段を有することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の情報装置。
【請求項６】
時刻情報を要求する信号に応答して自装置の時刻を示す信号を送信する手段を有する第２の情報装置と、
請求項１から５いずれかに記載の情報装置である第１の情報装置とを備え、
前記第１の情報装置から前記第１の通信路を介して前記時刻情報を要求する信号が前記第２の情報装置に送信され、
前記第２の情報装置から前記第２の情報装置の時刻を示す信号が前記第２の通信路を介して前記第１の情報装置へと送信されることを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項７】
他の情報装置の時刻情報を要求する信号を第１の通信路へ複数回送信した時刻の各々を第１の時刻として保存し、
前記要求する信号に対し前記他の情報装置が応答した時刻である第２の時刻を示す信号を第２の通信路を介して受信した時刻の各々を第３の時刻として保存し、
対応する前記第１及び第３の時刻から所定の規則で計算した所定の時刻と前記第２の時刻との差から算出した第１の補正値を出力し、
対応する前記第１、第２及び第３の時刻から計算した前記第１及び第２の通信路での遅延時間の各々にそれぞれ所定の統計処理を施した結果である第１及び第２の統計量を出力し、
前記第１の補正値に対し、前記第１及び第２の統計量を基に決定した補正方法を行った結果である第２の補正値を出力し、
自装置の時刻情報に前記第２の補正値による補正を行うことを特徴とする情報装置の時刻同期方法。
【請求項８】
前記第１の統計量及び前記第２の統計量は前記第１の遅延時間及び前記第２の遅延時間の値のばらつきを表す統計量であることを特徴とする請求項７に記載の情報装置の時刻同期方法。
【請求項９】
前記第１の統計量が前記第２の統計量よりも小さい場合に、前記第１の補正値の値が大きくなる方向に前記第１の補正値を補正して前記第２の補正値を出力し、
前記第１の統計量が前記第２の統計量よりも大きい場合に、前記第１の補正値の値が小さくなる方向に前記第１の補正値を補正して前記第２の補正値を出力することを特徴とする請求項７または８に記載の情報装置の時刻同期方法。
【請求項１０】
前記同期時刻補正手段は前記第１の統計量および前記第２の統計量を基に、前記第１の補正値の値を補正する量を判断することを特徴とする請求項７または８に記載の情報装置の時刻同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報装置間の時刻同期を行う技術に関するものであり、特に双方向の通信路での遅延特性に差がある場合において時刻同期を行うための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報装置間で相互に情報データを伝達して処理を行う場合には、情報装置間で同じ時刻情報を保有していないと情報データに付された時刻情報の不整合等から情報の利用に問題が生じる可能性がある。そのため、情報装置の相互間で時刻の同期を出来るだけ正確に行う必要がある。情報装置間で時刻同期を行う際には、例えば、時刻同期のためのデータの送受信を行い送受信時刻等から情報装置間の時刻の差を求めて、その差を補正するような補正値を設定する。しかし、送受信時刻を基に判断していると、通信路における遅延や通信路に設置されている中継装置での処理時間などから生じるデータ伝送にかかる時間の変動の影響を受けやすい。そのため、途中経路で遅延時間の変動の影響を抑制するような時刻同期の方法の検討が広く行われている。例えば、そのような情報装置間の時刻同期の技術として特許文献１のような技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１では、マスターノードとスレーブノードとの間での時刻同期に関する技術が示されている。特許文献１の時刻同期システムでは、一方のノードからもう一方のノードへとパケット化された情報データが送られる際に中継装置等で生じるキューイング遅延を計測し、その値を基に遅延時間を計算して時刻の補正を行っている。特許文献１を構成する各装置は受信部に一時保存されているパケットの数を計測する機能を有する。受信部で一時保存されているパケットは基準となるクロックに従って出力されるため、受信と出力のタイミングによりパケット数は増減する。特許文献１ではその増減を監視し、基準となるクロックのタイミングと増減のタイミングとのずれを計測している。タイミングのずれは受信するパケットの伝送時のキューイング遅延によるものとして遅延時間を計算し、時刻同期の補正値を設定している。
【０００４】
また、特許文献２においても送信装置と受信装置の間で同期を行う技術が開示されている。特許文献２では隣接して送信される２つの同期パケットおよび隣接して受信される２つの同期パケットの時間の差をそれぞれ測定している。特許文献２では試験信号のみを流した状態であらかじめ測定されている伝送路の遅延特性と連続する２つの同期パケットの時間差を用いて、実際に運用されている状態での遅延特性を計算して時刻同期の際の補正値を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３５４８２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術には次のような課題がある。特許文献１の技術ではパケット量を常に計測する必要があり、パケット量のクロックに従った変動を検知する機能を各装置が有する必要がある。そのため、そのような機能を有しない装置を経路に含むときなどに利用できない可能性や装置の構成等が複雑化するといった課題が生じ得る。また、特許文献２の技術では、あらかじめ伝送路の遅延特性の測定等を行っておく必要がある。よって、あらかじめデータを準備している状態以上に伝送路の遅延特性が大きく変動するようなとき等には時刻同期が行えない場合がある。また、連続する同期パケットの時間差等を正確に計測するための手段が必要である。
【０００７】
本発明は、事前の伝送路特性の測定等や装置の複雑化を必要とせずに時刻同期が可能な情報装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の情報装置は、送信手段と、受信手段と、同期時刻決定手段と、遅延時間計算手段と、同期時刻補正手段と、時刻同期手段とを備えている。送信手段は、他の情報装置の時刻情報を要求する信号を第１の通信路へ複数回送信した時刻の各々を第１の時刻として保存する。受信手段は、要求する信号に対し他の情報装置が応答した時刻である第２の時刻を示す信号を第２の通信路を介して受信した時刻の各々を第３の時刻として保存する。同期時刻決定手段は、対応する第１及び第３の時刻から所定の規則で計算した所定の時刻と第２の時刻との差から算出した第１の補正値を出力する。遅延時間計算手段は、対応する第１、第２及び第３の時刻から計算した第１及び第２の通信路での遅延時間の各々にそれぞれ所定の統計処理を施した結果である第１及び第２の統計量を出力する。同期時刻補正手段は、第１の補正値に対し、第１及び第２の統計量を基に決定した補正方法を行った結果である第２の補正値を出力する。時刻同期手段は、自装置の時刻情報に第２の補正値による補正を行う。
【０００９】
また、本発明の情報装置の時刻同期方法では、他の情報装置の時刻情報を要求する信号を第１の通信路へ複数回送信した時刻の各々を第１の時刻として保存する。要求する信号に対し他の情報装置が応答した時刻である第２の時刻を示す信号を第２の通信路を介して受信した時刻の各々を第３の時刻として保存する。対応する第１及び第３の時刻から所定の規則で計算した所定の時刻と第２の時刻との差から算出した第１の補正値を出力する。対応する第１、第２及び第３の時刻から計算した第１及び第２の通信路での遅延時間の各々にそれぞれ所定の統計処理を施した結果である第１及び第２の統計量を出力する。第１の補正値に対し、第１及び第２の統計量を基に決定した補正方法を行った結果である第２の補正値を出力する。自装置の時刻情報に前記第２の補正値による補正を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の情報装置では時刻情報等を他の情報装置との間で送受信することのみで、複雑な装置等を必要とせずに、他の情報装置との間で時刻同期を行う際の適切な補正値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるフローの概要を示す図である。
【図３】本発明の第１の嫉視形態におけるフローの概要を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の通信ネットワークシステムの構成の概要を示すものである。本実施形態の通信ネットワークシステムは第１の情報装置１０と、第２の情報装置２０とを備えている。第１の情報装置１０および第２の情報装置２０は、第１の通信路３１および第２の通信路３２を介して接続されている。第１の通信路３１では、第１の情報装置１０から第２の情報装置２０へと信号が送られる。また、第２の通信路３２では、第２の情報装置２０から第１の情報装置１０へと信号が送られる。
【００１３】
第１の情報装置１０は同期情報送信部１１と、同期情報受信部１２と、時刻情報管理部１３と、同期時刻決定部１４と、同期時刻補正部１５と、遅延特性計算部１６とを備えている。第１の情報装置１０の同期情報送信部１１は、第２の情報装置２０における時刻を示す時刻情報を要求するための同期情報を送信する機能を有する。同期情報送信部１１は第１の通信路３１を介して第２の情報装置２０へと同期情報を送る。同期情報は、第１の情報装置１０および第２の情報装置２０の間で送受信されるデータであり、時刻同期のための補正値を得る際に用いる２つの情報装置が有する時刻情報を収集するためのデータである。同期情報には同期情報ごとの識別子とそれぞれの情報装置で同期情報のデータを送受信した際の時刻情報が記録されている。同期情報には、１つの同期情報ごとにその同期情報を識別するために付加されたリクエスト番号、同期情報を生成した時刻および第２の情報装置２０への時刻情報を要求することを示す情報などが含まれている。同期情報を生成した時刻は同期情報送信部１１から同期情報を送信した時刻とみなすこともできる。また、同期情報送信部１１は、第２の情報装置２０に同期情報を送信する際に、送信する同期情報に付加したリクエスト番号と送信した時刻を時刻情報管理部１３へと送る。
【００１４】
同期情報受信部１２は、第２の情報装置２０から第２の通信路３２を介して送られてくる同期情報を受信する機能を有する。同期情報受信部１２は同期情報を受信すると、同期情報に含まれるリクエスト番号、第２の情報装置２０により付加された第２の情報装置２０の時刻情報および同期情報受信部１２での受信時刻を時刻情報管理部１３へと送る。同期情報に同期情報送信部１１が同期情報を生成した際に付加した時刻情報が含まれている場合は、その時刻も時刻情報管理部１３へと送る。
【００１５】
時刻情報管理部１３は、同期情報送信部１１から同期情報の送信の際に同期情報に付加したリクエスト番号とその同期情報の送信時刻を受けとると、リクエスト番号と送信時刻を関連づけて保存する機能を有する。時刻情報管理部１３は、同期情報受信部１２から、リクエスト番号、第２の情報装置２０で付加された時刻および同期情報受信部１２での受信時刻の情報を受け取ると、既に保存されている同じリクエスト番号のデータと関連づけて保存する。時刻情報管理部１３は、保存されているリクエスト番号ごとのデータに、受信した同期情報のうち同じリクエスト番号を有する同期情報に含まれる第２の情報端末２０で付加された時刻情報および同期情報受信部１２での受信時刻を組み合わせて保存する。すなわち、時刻情報管理部１３は、１つのリクエスト番号ごとに、リクエスト番号、同期情報送信部１１での送信時刻、第２の情報装置２０での時刻情報および同期情報受信部１２での受信時刻の３つの種類の時刻情報を関連づけて保存する。
【００１６】
同期時刻決定部１４は、時刻情報管理部１３に保存されている時刻情報に基づいて第１の情報装置１０の時刻を第２の情報装置２０の時刻に合わせるための補正値である同期値を計算する機能を有する。同期時刻決定部１４で計算される同期値は、実際に時刻同期を行う際の補正値を決定する段階で用いるための暫定的な値である。本実施形態では、同期時刻決定部１４で算出される同期値のことを第１の同期値と呼ぶことにする。
【００１７】
同期時刻補正部１５は遅延特性計算部１６で計算された遅延特性の値を基に同期時刻決定部１４で計算された第１の同期値を補正して第２の同期値を計算する機能を有する。第２の同期値が、情報処理等の際に第１の情報装置１０における時刻を第２の情報装置２０の時刻に合わせる時刻同期を行うときに用いられる最終的な補正値である。
【００１８】
遅延特性計算部１６は時刻情報管理部１３に保存されている３つの種類の時刻情報および第１の同期値に基づいて、第１の通信路３１および第２の通信路３２の遅延特性を計算する機能を有する。遅延特性とは通信路ごとにその通信路での通信にかかった時間である遅延時間を測定し、同じ通信路の複数の遅延時間のデータを基に計算した基本統計量を指標として用いる特性である。基本統計量としては、例えば、遅延時間の標準偏差の値が用いられる。
【００１９】
第２の情報装置２０は同期情報送信部２１と、同期情報受信部２２と、時刻計算部２３とを備えている。同期情報送信部２１は時刻計算部２３から受け取った同期情報を第２の通信路３２へと送信する機能を有する。同期情報受信部２２は、第１の通信路３１を介して送られてくる同期情報を受信する機能を有する。同期情報受信部２２は受信した同期情報を時刻計算部２３へと送る。時刻計算部２３は同期情報受信部２２から受け取った同期情報に、第２の情報装置２０が内部で有している現時刻の情報を受信時刻として付加する機能を有する。時刻計算部２３は時刻の情報を同期情報に付加すると、同期情報を同期情報送信部２１へと送る。
【００２０】
第１の通信路３１および第２の通信路３２はそれぞれ光ファイバ等で構成され、信号を伝送する機能を有する。第１の通信路３１および第２の通信路３２には、その経路上に中継装置やその他の信号の伝送に必要な装置が備えられている。また、第１の通信路３１および第２の通信路３２はそれぞれ１方向にのみ信号を伝送し、第１の通信路３１および第２の通信路３２が組み合わされて用いられることにより第１の情報装置１０および第２の情報装置２０の間で双方向の通信が行われる。
【００２１】
本実施形態の通信ネットワークシステムで時刻同期のための補正値が決定される際の動作について説明する。図２は時刻同期のための補正値を決定するフローのうち、第１の同期値を決定するまでのフローを示したものである。第１の情報装置１０で情報処理等を行う際に、相互に情報の送受信を行う第２の情報装置２０との時刻同期を行うための補正値が必要になったとする。
【００２２】
第１の情報装置１０の同期情報送信部１１は同期情報を生成し、第１の通信路３１へと送信する（ステップ１０１）。同期情報送信部１１は第１の通信路３１へと同期情報を送信すると、その同期情報に付加したリクエスト番号と送信時刻を、時刻情報管理部１３へと送る。時刻情報管理部１３はリクエスト番号と送信時刻と受け取ると、リクエスト番号と送信時刻とを関連づけて保存する（ステップ１０２）。同期情報送信部１１において同期情報を送信した送信時刻はＴＳ１として表されるとする。第２の情報装置２０の同期情報受信部２２は、第１の通信路３１を介して同期情報を受信すると（ステップ１０３）、受信した同期情報を時刻計算部２３へと送る。時刻計算部２３は同期情報を受け取ると、自装置の時刻を同期情報に付加して同期情報送信部２１へと送る（ステップ１０４）。時刻計算部２３において同期情報に付加する時刻をＴＳ２とする。また、時刻計算部２３が同期情報に付加する時刻を第２の情報装置２０における同期情報の受信時刻または送信時刻とみなして扱うこともできる。同期情報送信部２１は同期情報を受け取ると、第２の通信路３２へと同期情報を送信する（ステップ１０５）。
【００２３】
第１の情報装置１０の同期情報受信部１２は第２の通信路３２を介して第２の情報装置２０から送られてくる同期情報を受信する（ステップ１０６）。同期情報受信部１２は同期情報を受信すると受信した時刻を同期情報に付加する（ステップ１０７）。同期情報受信部１２において受信時刻として同期情報に付加される時刻をＴＲ１とする。同期情報受信部１２は同期情報に受信時刻を付加すると同期情報を時刻情報管理部１３へと送る。時刻情報管理部１３は同期情報受信部１２から同期情報を受け取ると、同期情報に含まれるリクエスト番号と保存されているリクエスト番号とを比較する。時刻情報管理部１３は、一致するリクエスト番号のデータに同期情報に含まれる第２の情報装置２０で付加された時刻ＴＳ２と、同期情報受信部１２で付加された時刻ＴＲ１を関連付けて保存する（ステップ１０８）。時刻ＴＳ２と時刻ＴＲ１が保存されると、１つのリクエスト番号に対して３つの時刻、すなわち、時刻ＴＳ１、時刻ＴＳ２および時刻ＴＲ１が関連付けられて時刻情報管理部１３に保存された状態となる。
【００２４】
時刻情報管理部１３は１つのリクエスト番号について３つの時刻についての時刻情報がそろうと、３つの時刻を関連付けて同期時刻決定部１４へと送る。同期時刻決定部１４は時刻情報を受け取ると第１の同期値を決定する（ステップ１０９）。同期時刻決定部１４は、第１の同期値ＳＹ１をＳＹ１＝ＴＳ２−（ＴＳ１＋ＴＲ１）／２により計算する。第１の同期値の計算においては、第１の通信路３１と第２の通信路３２においてデータの伝送にかかる時間、すなわち、遅延時間が同一であると仮定している。このとき、第１の情報装置１０と第２の情報装置２０が同期されていると、第１の情報装置１０からの同期時刻の送信時刻と受信時刻の中間の時刻、すなわち、（ＴＳ１＋ＴＲ１）／２が、第２の情報装置２０が同期情報に受信時刻を付加した時刻ＴＳ２となる。実際には通信路における遅延特性の違いから２つの時刻は一致しないので、この２つの時刻の差を求めて時刻同期の際の補正値、すなわち、第１の同期値ＳＹ１とする。第１の同期値ＳＹ１は第２の情報端末２０での時刻ＴＳ２と第１の情報装置１０の送受信の中間の時刻である（ＴＳ１＋ＴＲ１）／２との差として計算される。すなわち、第１の同期値ＳＹ１は第１の通信路３１と第２の通信路３２でのデータの伝送にかかる時間が同一として場合における、第１の情報装置１０と第２の情報装置２０が内部で有している時刻の差を表している。また、このとき、第１の情報装置１０の時刻に第１の同期値ＳＹ１の値を足すと、第２の情報装置２０の時刻となる。
【００２５】
次に第１の同期値を補正して第２の同期値を求めて時刻同期の際の補正値を決定する際の動作について説明する。図３は所定の数の同期情報を収集してから第２の同期値を決定するまでのフローの概略を示したものである。
【００２６】
第１の同期値が決定されると、時刻情報管理部１３は同期情報送信部１１に対して所定の数の同期情報を第２の情報装置２０に対して送信する要求を送る。同期情報送信部１１は同期情報の送信の要求を受け取ると、所定の数の同期情報を生成して第１の通信路３１へと送信する。このとき同期情報送信部１１は１つの同期情報ごとに他の同期情報とは異なるリクエスト番号を採番して第１の通信路３１へと送信する。また、同期情報送信部１１はリクエスト番号と送信時刻を時刻情報管理部１３へと送る。時刻情報管理部１３はリクエスト番号と送信時刻を受け取ると、リクエスト番号ごとにリクエスト番号と送信時刻とを関連付けて保存する。第１の情報装置１０から送信された各同期情報は、第１の通信路３１を介して第２の情報装置２０へと送られる。第２の情報装置２０は同期情報を受信すると同期情報に自装置の時刻を付加して、第２の通信路３２を介して第１の情報装置１０へと送る。第１の情報装置１０の同期情報受信部１２は同期情報を受信すると、受信時刻を付加して時刻情報管理部１３へと送る。時刻情報管理部１３は同期情報を同期情報受信部１３から受け取ると、同期情報に含まれるリクエスト番号と保存されているリクエスト番号とが一致するように同期情報に含まれる時刻情報をリクエスト番号に関連付けて保存する。
【００２７】
所定の数の同期情報がそれぞれのリクエスト番号に関連付けられて時刻情報管理部１３に保存されたとする（ステップ１１１）。所定の数の同期情報が保存されると、遅延特性計算部１６は時刻情報管理部１３に保存されている各リクエスト番号の時刻情報を用いて、第１の通信路３１と第２の通信路３２での遅延時間を計算する（ステップ１１２）。第１の通信路３１の遅延時間は第２の情報装置２０が同期情報を受信した時刻と第１の情報装置１０の送信時刻の差により計算される。遅延特性計算部１６は第１の情報装置１０の送信時刻には第１の同期値を加算して遅延時間を計算する。第２の通信路３２の遅延時間は第１の情報装置１０の受信時刻と第２の情報装置２０が同期情報を受信した時刻との差により計算される。第１の情報装置１０の受信時刻には第１の同期値が加算されて遅延時間の計算が行われる。各リクエスト番号の時刻情報を基にそれぞれ遅延時間の計算が行われ、第１の通信路３１および第２の通信路３２のそれぞれについて所定の数の同期情報に対応した数の遅延時間のデータが得られたとする。遅延特性計算部１６は第１の通信路３１と第２の通信路３２のそれぞれの遅延時間について標準偏差の計算を行い、得られた標準偏差の値を同期時刻補正部１５へと出力する（ステップ１１３）。同期時刻補正部１５は第１の通信路３１と第２の通信路３２のそれぞれの標準偏差の値を受け取ると、第１の通信路３１と第２の通信路３２の標準偏差の値の比較を行う（ステップ１１４）。
【００２８】
同期時刻補正部１５は第１の通信路３１と第２の通信路３２の遅延特性の指標データ、すなわち、標準偏差の値を基に、第１の同期値が大小どちらにずれているかを判断する。同期時刻補正部１５は第１の同期値のずれ方向について以下のように判断する。標準偏差が大きい方の通信路では、遅延を引き起こす要因が多く遅延時間が長くなる傾向にあると推定される。通信路での遅延時間のばらつきは通信路に設置された中継装置等の数への依存が大きい。すなわち、中継装置等の数が多くなると各中継装置におけるデータごとの処理時間のばらつきが大きくなり、遅延時間のばらつきが大きくなると考えられる。一方で、遅延時間の平均値や中央値等は、通信路における信号の伝搬距離への依存が大きい。また、伝搬距離が長いときは、その通信路に設置されている中継装置の数は増加する傾向にある。遅延時間が短い方が、ばらつきが大きいというような現象は、伝搬距離が短い経路側の方が中継装置の数が多い場合に生じるので、２つの通信路の特性を比較した際にそのような現象が起こる可能性は低い。よって、ばらつきが大きい通信路ほど、中継装置等の数が多いことによる処理の待ち時間の蓄積等から遅延時間が長くなると推定することができる。そのため、標準偏差が小さい方の通信路ではデータの伝送にかかる時間短く、標準偏差の大きい方の通信路ではデータの伝送にかかる時間が長いとして、２つの通信路でのデータの伝送の時間が同じであるとみなして設定した第１の同期値を補正する。このような補正を行うことにより、実際の通信路等の状況を反映した第２の同期値、すなわち、時刻同期のための補正値が得られることが期待される。
【００２９】
例えば、第１の通信路３１の標準偏差の値の方が小さいときは、第１の通信路３１でのデータの伝送にかかる時間、すなわち、遅延時間が短いと推定される。また、第１の通信路３１の標準偏差の値の方が大きいときは、第１の通信路３１での遅延時間が長いと推定される。第１および第２同期値は第１の情報装置１０の時刻を第２の情報装置２０の時刻に合わせる時刻同期を行う際の補正値である。すなわち、第２の情報装置２０の時刻を固定して、第１の情報装置１０の時刻を補正している。よって、第１の通信路３１の遅延時間が短いと推定されるときは、第１の情報装置１０の時刻を進める方向、すなわち同期値を大きくする方向に補正して時刻同期を行うことができる。また、第１の通信路３１の遅延時間が長いと推定されるときは、第１の情報装置１０の時刻を遡らせて第１の情報装置１０が有している時刻よりも早い時刻にする方向、すなわち同期値を小さくする方向に補正して時刻同期を行うことができる。
【００３０】
同期時刻補正部１５は第１の通信路３１の標準偏差の方が小さいと判断すると（ステップ１１５でＹｅｓ）、第１の同期値から所定の値を加えて同期値が大きくなる方向に補正して第２の同期値を計算する(ステップ１１６）。同期時刻補正部１５は第２の通信路３２の標準偏差の方が小さいと判断すると（ステップ１１５でＮｏ）、第１の同期値から所定の値を引いて同期値が小さくなる方向に補正して第２の同期値を計算する（ステップ１１７）。同期時刻補正部１５はステップ１１６またはステップ１１７の補正を行うと補正後の値を第２の同期値として決定する（ステップ１１８）。第１の情報装置１０は第２の情報装置２０と情報の送受信を行う際に、この第２の同期値を用いて自装置の時刻補正を行うことにより、第２の情報装置２０と同期した状態での情報処理等を行う。また、第１に同期値を補正して第２の同期値を計算する際の補正値である同期補正値は通信ネットワークシステムの設計を基にあらかじめ設定されている。
【００３１】
第１の同期値および第２の同期値を決める際の動作について数値を例に用いて説明する。第１の情報装置１０の同期情報送信部１１が同期情報を第１の通信路３１へと出力する。このとき第１の情報装置１０におけるＵｎｉｘ（登録商標）時刻が「１００００１」、割り当てられたリクエスト番号が１であったとする。同期情報送受信部１１は同期情報として「１，１００００１」のようなデータを生成して第１の通信路３１へと出力する。また、同期情報送送信部１１は「１，１００００１」のようなデータを時刻情報管理部１３に送る。時刻情報管理部１３は同期情報受信部１１から「１，１００００１」のようなデータを受け取ると、リクエスト番号である「１」と送信時刻である「１００００１」を関連付けて保存する。第２の情報端末２０の同期情報受信部２２は第１の伝送路３１を介して第１の情報端末１０から送られてくる「１，１００００１」のようなデータを含む同期情報を受信する。同期情報受信部２２は同期情報を受信すると受信した同期情報を時刻計算部２３へと送る。時刻計算部２３は同期情報を受け取ると第２の情報装置２０における時刻を同期情報に付加する。第２の情報装置２０におけるＵｎｉｘ時刻が「１００１０１」であったとすると、時刻計算部２３により時刻が付加された後の同期情報は「１，１００００１，１００１０１」のようなデータを含むものとなる。時刻計算部２３は同期情報に時刻を付加すると、同期情報を同期情報送信部２１へと送る。同期情報送信部２１は同期情報を受け取ると、第２の通信路３２へと出力する。
【００３２】
第１の情報装置１０の同期情報受信部１２は第２の通信路３２を介して「１，１００００１，１００１０１」のようなデータを含む同期情報を受信する。同期情報受信部１２は同期情報を受信すると、同期情報に第１の情報装置１０におけるその時点の時刻を付加する。同期情報を受信したときの第１の情報装置１０のＵｎｉｘ時刻が「１００６０１」であったとすると、同期情報受信部１２は「１，１００００１，１００１０１，１００６０１」のようなデータを生成する。同期情報受信部１２は受信時の時刻を付加した同期情報を生成すると、その同期情報を時刻情報管理部１３へと送る。時刻情報管理部１３は同期情報受信部１２から「１，１００００１，１００１０１，１００６０１」のようなデータを受け取ると、受け取ったデータに含まれるリクエスト番号「１」を抽出する。時刻情報管理部１３はリクエスト番号を抽出すると、同期情報の送信時に保存されたリクエスト番号「１」のデータと受け取ったデータを関連付けて保存する。
【００３３】
時刻情報管理部１３において同期情報の保存が終わると、同期時刻決定部１４は保存された同期情報のデータを用いて第１の同期値を計算する。同期時刻決定部１４は、「１００００１，１００１０１，１００６０１」の３つの時刻データから第１の同期値を計算して、第１の同期値として「−２００」の値を算出する。
【００３４】
第１の同期値が決定されると、第１の情報装置１０と第２の情報装置２０の間で所定の数の同期情報の送受信が行われる。例えば、１０００個の同期情報の送受信が行われ、１０００個の同期情報が時刻情報管理部１３に保存されたとする。遅延特性計算部１６は時刻情報管理部１３に保存されている１０００個の同期情報のそれぞれについて、第１の同期値を用いて時刻同期を行って第１の通信路３１および第２の通信路３２の遅延時間を計算する。１０００個のデータそれぞれについて遅延時間の計算が終わると、遅延特性計算部１６は第１の通信路３１と第２の通信路３２の各々について、１０００個の遅延時間のデータに基づく標準偏差を計算して結果を遅延特性とする。遅延特性計算部１６が標準偏差の計算が終わると、同期時刻補正部１５は遅延特性計算部１６によって計算された第１の通信路３１と第２の通信路３２の標準偏差について、どちらの値が小さいかを判断する。例えば、第１の通信路３１の遅延時間から計算した標準偏差が「５０」、第２の通信路３２の遅延時間から計算した標準偏差が「１２０」であったとする。このとき同期情報補正部１５は第１の通信路３１の標準偏差の方が小さいと判断する。同期情報補正部１５は第１の通信路３１の標準偏差の方が小さいと判断すると、第１の同期値を値が大きくなる方向に補正する。所定の補正値が「２０」と設定されているとすると、同期情報補正部１６は第１の同期値「−２００」を補正して第２の同期値「−１８０」を算出する。第１の情報装置１０は第２の情報装置２０との通信の際に、この第２の同期値「−１８０」を用いて時刻同期を行う。また、所定の補正値は通信ネットワークシステムの設計を基に装置や通信路の特性から想定され得る遅延時間からあらかじめ設定されている値を用いる。
【００３５】
本実施形態において、遅延時間の標準偏差を計算して遅延特性としたが、標準偏差以外の基本統計量を計算して遅延特性として用いることもできる。基本統計量としては、例えば、平均値、中央値、最頻値、分散値およびパーセンタイル値などの基本統計量を用いることができる。例えば、分散値を用いた際は標準偏差の例と同様に、第１の通信路３１および第２の通信路３２の遅延時間の分散値を計算し、どちらの分散値が小さいかにより判断する。分散値の大小と第１の同期値の補正の方向の関係は標準偏差の場合と同様である。分散値はばらつきに関する基本統計量のため、標準偏差と同様に遅延時間のばらつきが大きいほど中継装置等の数が多くなり、遅延時間が長くなるという傾向に基づいての補正の方向が決定されている。平均値、中央値、最頻値、およびパーセンタイル値など値は信号の伝搬距離に関するものであり、これらの基本統計量の値が大きいときに遅延時間は長くなり、値が小さいときに遅延時間は短くなる。よって、平均値等の場合においても、どちらの通信路の値が小さいかにより、第１の同期値の補正の方向を判断し、所定の補正値の分だけ第１の同期値を補正して第２の同期値を得ることができる。平均値等の基本統計量を用いた場合は、平均値等が小さい方が通信路の距離が短いと推定することができるため、平均値等が小さいときに第１の同期値から大きくなる方向に補正して第２の同期値を設定する。
【００３６】
本実施形態において第１の同期値を計算する際に、第１の情報装置１０から同期情報を送信した時刻と、第２の情報装置から同期情報を受信した時刻の平均値を用いたが、平均値以外の時刻を用いてもよい。例えば、第１の情報装置１０での同期情報の送信時刻と受信時刻を所定の方法で案分した時刻と、第２の情報装置２０で同期情報に付加された時刻との差を第１の同期値とすることもできる。
【００３７】
本実施形態において第１の同期値を計算する際に最初に送受信された同期情報を用いたが、他の同期情報を用いて第１の同期値を計算してもよい。第１の同期値を計算する際の同期情報には、各リクエスト番号の同期情報に含まれる第１の情報装置１０での送信時刻と受信時刻の差が全同期情報のなかで、平均、最頻値、中央値、最小値などに該当するリクエスト番号の同期情報を用いることもできる。その際、条件に該当する同期情報が複数ある場合には、その中で最小や中央などの所定の条件に該当する１つの同期情報が選定される。また、第１の同期値は所定の数の同期情報から計算した平均値を用いてもよい。平均値を用いることにより、第１の同期値を求める際の基となる同期情報が、特異的なものである場合の影響を抑制することができる。
【００３８】
本実施形態の通信ネットワークシステムでは時刻情報の送受信により、第１の同期値を決定し、その第１の同期値を用いて複数の時刻情報から遅延時間およびその基本統計量である標準偏差を計算している。基本統計量を用いることにより、個々の同期情報の送受信において他の同期情報とは大きく異なるデータがあっても、そのデータは基本統計量を計算する中での１データとして用いられるだけのため、判断に与える影響を抑制することができる。よって、基本統計量から第１の同期値の補正方向を判断して第２の同期値を決定することにより、個々の同期情報が通信路で受けた遅延のばらつき等の影響を受けずに判断を行うことができる。以上より、本実施形態では、時刻情報の送受信のみで時刻同期の際の補正の適切な方向性の判断が可能であり、複雑な構成の装置等を必要とせずに時刻同期が可能となる。
【００３９】
本発明の第２の実施形態について図４を参照して詳細に説明する。図４は本実施形態の通信ネットワークシステムの構成の概要を示したものである。第１の実施形態の通信ネットワークシステムでは第１の同期値を補正するための補正値に固定的な値を用いたが、本実施形態では可変として補正の精度を高めている。本実施形態の通信ネットワークシステムは第１の情報装置４０と第２の情報装置５０とを備えている。第１の情報装置４０と第２の情報装置５０は第１の通信路６１および第２の通信路６２を介して接続されている。第１の通信路６１では、第１の情報装置４０から第２の情報装置５０へと信号が送られる。また、第２の通信路６２では、第２の情報装置５０から第１の情報装置４０へと信号が送られる。
【００４０】
第１の情報装置４０は同期情報送信部４１と、同期情報受信部４２と、時刻情報管理部４３と、同期時刻決定部４４と、同期時刻補正部４５と、遅延特性計算部４６と、通信路情報管理部４７とを備えている。同期情報送信部４１、同期情報受信部４２および同期時刻決定部４４は第１の実施形態における第１の情報装置１０の同一名称の部位と構成および機能が同一のものを用いることができる。時刻情報管理部４３は第１の実施形態の時刻情報管理部１３の機能に加え、時刻同期のための補正値、すなわち第２の同期値を新たに計算する必要があるかを判断する機能を有する。
【００４１】
同期時刻補正部４５は遅延特性計算部４６で計算した遅延時間の標準偏差等と遅延時間の平均値を基に第１の同期値を補正して第２の同期値を算出する機能を有する。遅延特性計算部４６は第１の実施形態の遅延特性計算部１６の機能に加え、遅延時間の平均値を計算して同期時刻補正部４５へと出力する機能を有する。通信路情報保管部４７は標準偏差等の基本統計量のデータ、遅延時間のデータおよび同期補正のための補正値、すなわち、第２の同期値等を保存する機能を有する。通信路情報保管部４７は同期情報から抽出したデータや第２の同期値等のデータをそのデータを取得した日時とともに保存している。第２の通信端末５０は、同期情報送信部５１と、同期情報受信部５２と、時刻計算部５３とを備えている。第２の端末装置５０の各部位の構成および機能は第１の実施形態の第２の通信端末２０と同一名称の部位と同様である。
【００４２】
本実施形態において時刻同期のための補正値、すなわち、第２の同期値が設定されるときの動作について説明する。第１の情報装置４０の時刻情報管理部４３に、情報処理を行うユニット等から時刻同期のための補正値、すなわち、第２の同期値の要求があったとする。時刻情報管理部４３は通信路情報管理部４７のデータを参照して第２の同期値の更新が必要かを判断する。第２の同期値の更新が必要かの判断は、例えば、前回の更新から所定の期間が経過しているかの有無等により行うことができる。また、そのときの通信量と保存されている第２の同期値の値を設定したときの通信量とを比較して、保存されている値を用いることが適当な通信量かにより、更新の必要性の有無を判断することもできる。時刻情報管理部４３は第２の同期値の更新が必要ないと判断したときは、通信路情報管理部４７に保存されている値を要求元に送信する。時刻情報管理部４３は、第２の同期値の更新が必要と判断したときは同期値の決定の動作に移行する。
【００４３】
本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法で同期情報の送受信により第１の同期値の算出が行われる。第１の同期値が算出されると、第１の情報装置４０と第２の情報装置５０の間で、所定の数の同期情報の送受信が行われて同期情報の収集が行われる。所定の数の同期情報の収集も第１の実施形態と同様に行われる。
【００４４】
次に、第１の同期値を補正するための同期補正値が計算され、第２の同期値が設定される際の動作について説明する。同期情報は第１の情報装置４０から第１の通信路６１を介して第２の情報装置５０へ送られ、第２の情報装置５０から第２の通信路６２を介して第１の情報装置４０へと返信されて、時刻情報管理部４３に保存される。時刻情報管理部４３に所定の数の同期情報が保存されると、遅延特性計算部４６は第１の同期値と送受信時刻等から第１の通信路６１および第２の通信路６２の遅延時間を計算する。遅延特性計算部４６は、所定の数の同期情報についての遅延時間を算出すると、第１の通信路６１および第２の通信路６２のそれぞれの遅延時間のデータから標準偏差の計算を行う。遅延特性計算部４６は標準偏差を算出すると、標準偏差のデータを同期時刻補正部４５へと送る。また、遅延特性計算部４６は、同期情報のデータから第１の情報装置４０での送信時刻の平均値、第２の情報装置５０での受信時刻の平均値、第１の情報装置４０での受信時刻の平均値を計算する。
【００４５】
第１の情報装置４０での送信時刻の平均値がＴＡ１、第２の情報装置５０での受信時刻の平均値がＴＡ２、第１の情報装置４０での受信時刻の平均値がＴＢ１であるとする。また、第１の通信路６１の遅延時間の標準偏差がＳ１、第２の通信路６２の遅延時間の標準偏差がＳ２であったとする。同期時刻補正部４５は送受信時刻の平均値および標準偏差のデータを受け取ると、第１の同期値を補正するための値である同期補正値を計算する。同期時刻補正部４５は第１の情報装置４０での送信時刻と受信時刻の差を標準偏差の比によって案分した時刻を求める。この時刻をＴ１と表すとする。第１の情報装置４０での送信時刻と受信時刻の差をＴｄとすると、時刻の差ＴｄはＴｄ＝ＴＢ１−ＴＡ１と表すことができる。このとき、時刻Ｔ１はＴ１＝ＴＡ１＋（Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２））×Ｔｄとなる。同期時刻補正部４５は第１の情報装置４０での送信と受信時刻の差を案分した時刻Ｔｄを計算すると、第２の情報装置５０の受信時刻ＴＡ２と時刻Ｔｄの差である（ＴＡ２−Ｔｄ）の値を計算する。同期時刻補正部４５は（ＴＡ２−Ｔｄ）の値を計算すると、この値を第２の同期値、すなわち、第１の情報装置４０および第２の情報装置５０の間の時刻同期を行う際に用いる補正値とする。同期時刻補正部４５は第２の同期値の値を計算すると、結果を通信路情報管理部４７へと送る。通信路情報管理部４７は第２の同期値のデータを受け取ると、その値を取得した日時等の情報とともに保存する。第１の情報装置４０は、自装置の時刻に第２の同期値を加算した時刻が、第２の情報装置５０における時刻であるとして時刻同期を行って情報の処理等を行う。
【００４６】
本実施形態において、遅延時間の標準偏差を計算して遅延特性としたが、標準偏差以外の基本統計量を計算して遅延特性として用いることもできる。基本統計量としては、例えば、平均値、中央値、最頻値、分散値およびパーセンタイル値などの基本統計量を用いることができる。
【００４７】
本実施形態の通信ネットワークシステムにおいても時刻情報を付加した同期情報の送受信により、第１の同期値を決定し、その第１の同期値を用いて複数の同期情報から遅延時間およびその基本統計量を計算している。基本統計量である標準偏差から第１の同期値の補正値を判断して第２の同期値を決定することにより、個々の同期情報が通信路で受けた遅延のばらつき等の影響を抑制することができる。また、第１の同期値を補正するための補正値を時刻情報に基づいて設定するため、時刻同期のためのより最適な補正値を設定することができる。また、第１の実施形態と同様に時刻情報の送受信のみで補正値の決定が可能であり、複雑な装置等を必要とせずに正確な時刻同期が可能となる。
【００４８】
第１の実施形態および第２の実施形態では２台の情報装置の間での時刻同期について示したが、通信ネットワークシステムは３台以上の情報装置で構成されていてもよい。３台以上の場合は、個々の情報装置は他の情報装置との間で、２台のみで構成されている場合と同様の方法で時刻同期の際の補正値である第２の同期値を計算することができる。
【００４９】
本発明の第３の実施形態について図５を参照して詳細に説明する。図５は本実施形態の情報装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の情報装置は、送信手段７１と、受信手段７２と、同期時刻決定手段７３と、遅延時間計算手段７４と、同期時刻補正手段７５と、時刻同期手段７６とを備えている。
【００５０】
送信手段７１は、他の情報装置の時刻情報を要求する信号を第１の通信路へ複数回送信した時刻の各々を第１の時刻として保存する。受信手段７２は、要求する信号に対し他の情報装置が応答した時刻である第２の時刻を示す信号を第２の通信路を介して受信した時刻の各々を第３の時刻として保存する。同期時刻決定手段７３は、対応する第１及び第３の時刻から所定の規則で計算した所定の時刻と第２の時刻との差から算出した第１の補正値を出力する。遅延時間計算手段７４は、対応する第１、第２及び第３の時刻から計算した第１及び第２の通信路での遅延時間の各々にそれぞれ所定の統計処理を施した結果である第１及び第２の統計量を出力する。同期時刻補正手段７５は、第１の補正値に対し、第１及び第２の統計量を基に決定した補正方法を行った結果である第２の補正値を出力する。時刻同期手段７６は、自装置の時刻情報に第２の補正値による補正を行う。
【００５１】
本実施形態の情報装置では時刻情報等を同期情報として送受信することにより、第１の補正値を決定している。また、同期情報を基に送信側と受信側の通信路における遅延時間の統計量を計算して、同期情報と統計量をもとに第１の補正値を補正して第２の補正値を決定している。統計量から第１の補正値の補正方法を判断して第２の補正値を決定することにより、通信路においてデータの送受信にかかる時間のばらつき等の影響を抑制して時刻同期のための適切な補正値を設定することができる。また、時刻情報の送受信のみで補正値の決定が可能であり、複雑な装置等を必要とせずに時刻同期が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、通信機能を有するサーバ等の情報装置間において時刻同期を行う際に用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０    第１の情報装置
１１    同期情報送信部
１２    同期情報受信部
１３    時刻情報管理部
１４    同期時刻決定部
１５    同期時刻補正部
１６    遅延特性計算部
２０    第２の情報装置
２１    同期情報送信部
２２    同期情報受信部
２３    時刻計算部
３１    第１の通信路
３２    第２の通信路
４０    第１の情報装置
４１    同期情報送信部
４２    同期情報受信部
４３    時刻情報管理部
４４    同期時刻決定部
４５    同期時刻補正部
４６    遅延特性計算部
４７    通信路情報管理部
５０    第２の情報装置
５１    同期情報送信部
５２    同期情報受信部
５３    時刻計算部
６１    第１の通信路
６２    第２の通信路
７１    送信手段
７２    受信手段
７３    同期時刻決定手段
７４    遅延時間計算手段
７５    同期時刻補正手段
７６    時刻同期手段
１０１−１０９    第１の同期値を計算するステップ
１１１−１１８    第２の同期値を決定するステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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