(57)【要約】【課題】クロックの位相オフセット（クロック位相差）の計測を小規模の回路にて実現し、ＰＤＶの増加を緩和して計測精度を高める。【解決手段】データ伝送装置１の位相計測情報抽出部１６は、対向するデータ伝送装置２から信号を受信した時点の応答パケット受信時刻を記録し、ＲＴＰパケットから位相計測情報を抽出し、位相計測情報から応答時刻を抽出する。位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットが送信可能となった時点の応答時刻を記録し、位相計測情報抽出部１６により抽出された応答時刻を照会時刻とし、応答パケット受信時刻を照会パケット受信時刻とし、照会時刻、照会パケット受信時刻、及び当該位相計測情報挿入部１２にて記録した応答時刻からなる位相計測情報を生成する。位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報をＲＴＰパケットに挿入する。リアルタイムデータ及び位相計測情報を含むＲＴＰパケットは、対向するデータ伝送装置２へ送信される。【選択図】図２
2018125768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックに対応付けられたデータを含むパケットを、ネットワークを介して伝送するデータ伝送装置において、
前記クロックに基づいて、前記パケットの送受信時点に関する時刻情報を、当該データ伝送装置と前記ネットワークに接続された他のデータ伝送装置との間のクロック位相差を計測するための位相計測情報として生成し、前記位相計測情報をパケットに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むパケットを生成する位相計測情報格納部と、
前記位相計測情報格納部により生成された前記パケットを、前記他のデータ伝送装置へ送信するパケット送信部と、
前記他のデータ伝送装置から送信されたパケットを受信するパケット受信部と、
前記パケット受信部により受信された前記パケットから他の位相計測情報を抽出する位相計測情報抽出部と、
前記位相計測情報抽出部により抽出された前記他の位相計測情報に含まれる、前記他のデータ伝送装置における送受信時点に関する時刻情報、及び当該データ伝送装置における送受信時点に関する時刻情報に基づいて、前記クロック位相差を計測するクロック位相計測部と、
前記クロック位相計測部により計測された前記クロック位相差に基づいて、前記クロックを制御するクロック制御部と、
を備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ伝送装置において、
前記位相計測情報格納部により生成される前記位相計測情報は、
前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す照会時刻、前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を示す照会パケット受信時刻、及び、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を示す応答時刻により構成される、ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項３】
請求項２に記載のデータ伝送装置において、
前記パケット受信部は、
前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す他の応答時刻を含む前記他の位相計測情報が格納された前記パケットを受信し、
前記位相計測情報抽出部は、
前記クロックに基づいて、前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を、応答パケット受信時刻として設定し、前記パケット受信部により受信された前記パケットから前記他の位相計測情報を抽出し、前記他の位相計測情報から前記他の応答時刻を抽出し、
前記位相計測情報格納部は、
前記クロックに基づいて、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を前記応答時刻として設定し、前記位相計測情報抽出部により抽出された前記他の応答時刻を前記照会時刻として設定し、前記位相計測情報抽出部により設定された前記応答パケット受信時刻を前記照会パケット受信時刻として設定し、前記照会時刻、前記照会パケット受信時刻及び前記応答時刻からなる前記位相計測情報を生成し、前記位相計測情報をパケットに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むパケットを生成する、ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項４】
請求項１に記載のデータ伝送装置において、
前記位相計測情報格納部により生成される前記位相計測情報は、
前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す照会時刻、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を示す応答時刻から前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を示す応答パケット受信時刻を減算して得られた応答待機時間、及び、前記応答時刻により構成される、ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ伝送装置において、
前記パケット受信部は、
前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す他の応答時刻を含む前記他の位相計測情報が格納された前記パケットを受信し、
前記位相計測情報抽出部は、
前記クロックに基づいて、前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を、応答パケット受信時刻として設定し、前記パケット受信部により受信された前記パケットから前記他の位相計測情報を抽出し、前記他の位相計測情報から前記他の応答時刻を抽出し、
前記位相計測情報格納部は、
前記クロックに基づいて、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を前記応答時刻として設定し、前記応答時刻から前記位相計測情報抽出部により設定された前記応答パケット受信時刻を減算し、その結果を前記応答待機時間として設定し、前記位相計測情報抽出部により抽出された前記他の応答時刻を前記照会時刻として設定し、前記照会時刻、前記応答待機時間及び前記応答時刻からなる前記位相計測情報を生成し、前記位相計測情報をパケットに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むパケットを生成する、ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載のデータ伝送装置において、
前記位相計測情報格納部は、
前記位相計測情報をＲＴＰパケットのＲＴＰ拡張ヘッダに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むＲＴＰパケットを生成する、ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１から６までのいずれか一項に記載のデータ伝送装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロックに対応付けられた映像、音声、波形情報等のデータを、ネットワークを介して伝送する技術に関し、特に、データ及びクロック情報を伝送するデータ伝送装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クロックに対応付けられた映像、音声、波形情報等のデータ（以下、リアルタイムデータという。）を、ＩＰネットワーク等を介して伝送するシステムにおいて、複数のデータ伝送装置間でクロックを同期させる手法が知られている。このクロック同期手法には、例えば、アダプティブ・クロック・リカバリ、ディファレンシャル・クロック・リカバリ、及びＮＴＰ（Network Time Protocol：ネットワークタイムプロトコル）の時刻同期がある。
【０００３】
〔アダプティブ・クロック・リカバリ〕
まず、アダプティブ・クロック・リカバリの同期手法について説明する。アダプティブ・クロック・リカバリは、大きさが一定のデータを一定のクロック間隔（以下、データ間隔という。）で伝送するシステムを対象とするものである（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
図１１は、アダプティブ・クロック・リカバリによりクロック同期を実現する従来のデータ伝送装置の構成例を示すブロック図である。このデータ伝送装置１００は、パケット受信部１０２、バッファ部１０３、ローカルクロック制御部１０４及びリアルタイムデータ抽出部１０５を備えている。
【０００５】
アダプティブ・クロック・リカバリでは、データ伝送装置１００は、リアルタイムデータをバッファ部１０３に一旦蓄積し、ローカルクロックで計測したデータ間隔で、バッファ部１０３からリアルタイムデータを読み出す。
【０００６】
パケット受信部１０２は、図示しない送信側のデータ伝送装置からＩＰネットワーク１０１を介してＩＰパケットを受信する。そして、パケット受信部１０２は、ＩＰパケットからＲＴＰ（Real-time Transport Protocol：リアルタイムトランスポートプロトコル）パケットを抽出し、ＲＴＰパケットをバッファ部１０３に格納する。この場合、送信側のデータ伝送装置は、大きさが一定のリアルタイムデータを格納したＩＰパケットを、ローカルクロックに基づいて、一定のデータ間隔にて送信する。
【０００７】
ローカルクロック制御部１０４は、バッファ部１０３に格納されたＲＴＰパケットの蓄積量（リアルタイムデータの量）を監視し、その蓄積量が常に一定の範囲内に収まるように、ローカルクロックの周波数を制御する。具体的には、ローカルクロック制御部１０４は、バッファ部１０３内の蓄積量が増加する傾向にある場合、ローカルクロックの周波数を増加させ、逆に減少する傾向にある場合、これを減少させる制御を行う。これにより、受信側のローカルクロックを、送信側のローカルクロックに同期させることができる。
【０００８】
リアルタイムデータ抽出部１０５は、ローカルクロック制御部１０４にて制御されたローカルクロックに基づいたデータ間隔で、バッファ部１０３からＲＴＰパケットを読み出す。そして、リアルタイムデータ抽出部１０５は、ＲＴＰパケットからリアルタイムデータを抽出し、リアルタイムデータを出力する。
【０００９】
尚、図１１では、パケット受信部１０２は、リアルタイムデータをＲＴＰパケットに格納したままバッファ部１０３に蓄積し、リアルタイムデータ抽出部１０５は、バッファ部１０３からＲＴＰパケットの状態で読み出す例を示している。これに対し、パケット受信部１０２は、ＲＴＰパケットからリアルタイムデータを抽出し、リアルタイムデータをバッファ部１０３に蓄積する場合もある。
【００１０】
一般に、ＩＰネットワーク１０１にはパケット遅延分散（ＰＤＶ：Packet Delay Variation）があるため、送信側のデータ伝送装置が一定間隔でＩＰパケットを送信したとしても、受信側のデータ伝送装置１００に到着する間隔は一定とならない。このため、受信側のデータ伝送装置１００のローカルクロック制御部１０４が出力するローカルクロックは、ＰＤＶの影響を受けてしまい、その位相ノイズが大きくなる。
【００１１】
そこで、ローカルクロック制御部１０４は、ＰＤＶの影響を減じるため、バッファ部１０３内の蓄積量に対し、平滑化処理またはローパスフィルタ処理を加える。
【００１２】
アダプティブ・クロック・リカバリは、リアルタイムデータの到着間隔が一定となることを利用して、クロックを同期させる手法である。このため、この手法は、ＰＤＶの影響またはパケットロスの影響を受け易いが、クロック同期のために特別なデータを送受信する必要がないという利点がある。
【００１３】
〔ディファレンシャル・クロック・リカバリ〕
次に、ディファレンシャル・クロック・リカバリの同期手法について説明する。ディファレンシャル・クロック・リカバリは、ＰＤＶの影響及びパケットロスを減らすために、送信側と受信側との間で共通に参照可能な基準クロック（共通クロック）を利用して、クロックを同期させるものである（例えば、特許文献２，３を参照）。
【００１４】
送信側のデータ伝送装置は、共通クロックを用いて、当該データ伝送装置にて利用しているクロックを計測し、計測したクロックの周波数偏差、位相偏差等のクロック情報を受信側のデータ伝送装置へ送信する。
【００１５】
受信側のデータ伝送装置は、送信側のデータ伝送装置からクロック情報を受信し、受信したクロック情報と共通クロックとに基づいて、当該データ伝送装置のクロックを再生する。共通クロックとしては、例えばＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）のクロック、ＩＰネットワークにおける物理層のクロック等が用いられる。
【００１６】
〔ＮＴＰの時刻同期〕
共通クロックを利用することなく、ＰＤＶの影響を減らすためのクロック同期手法として、送信側と受信側との間のクロックの時刻誤差を直接計測してクロックを補正する手法が知られている。この手法は、ＮＴＰに広く利用されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【００１７】
ＮＴＰにおけるクロックの時刻誤差を計測する手法は、ＩＥＥＥ１６８８ＰＴＰ（例えば、特許文献４を参照）にも使われている。また、この手法は、ＩＰネットワークを介して接続されたデータ伝送装置間で、それぞれの時刻情報を同期させる仕組みとして使われている（例えば、特許文献５を参照）。
【００１８】
ＮＴＰは、時計を同期させることを目的としたプロトコルであり、クロックの位相は、時計で計測した時刻に対応付けられる。このため、ＮＴＰにおけるクロックの時刻誤差を計測する手法は、クロックの位相差（位相オフセット）を計測する処理に用いることができる。
【００１９】
以下、クライアントのデータ伝送装置（クライアント装置）におけるローカルクロックと、サーバのデータ伝送装置（サーバ装置）におけるローカルクロックとの間の位相オフセットを計測する例について説明する。
【００２０】
図１２は、ＮＴＰのメッセージシーケンスチャートを示す図である。まず、クライアント装置は、照会パケットを作成してサーバ装置へ送信する。照会パケットには、クライアント装置によりローカルクロックを用いて計測された照会パケット送信時の時刻（照会時刻（Ｔｃｏ））が含まれる。照会時刻（Ｔｃｏ）は、例えばローカルクロックのパルスで駆動したバイナリーカウンタの値が用いられる。
【００２１】
サーバ装置は、クライアント装置から照会パケットを受信すると、応答パケットを作成してクライアント装置へ送信する。応答パケットには、照会パケットに含まれる照会時刻（Ｔｃｏ）、並びに、サーバ装置によりローカルクロックを用いて計測された照会パケット受信時の時刻（照会パケット受信時刻（Ｔｓｒ））及び応答パケット送信時の時刻（応答時刻（Ｔｓｔ））が含まれる。
【００２２】
クライアント装置は、サーバ装置から応答パケットを受信すると、当該クライアント装置のローカルクロックを用いて応答パケット受信時の時刻を応答パケット受信時刻（Ｔｃｒ）として記録する。
【００２３】
そして、クライアント装置は、これら４つの時刻情報（照会時刻（Ｔｃｏ）、照会パケット受信時刻（Ｔｓｒ）、応答時刻（Ｔｓｔ）及び応答パケット受信時刻（Ｔｃｒ））に基づいて、往復遅延時間（ＲＴＴ）を以下の数式で近似する。
〔数式１〕
ＲＴＴ≒（Ｔｃｒ−Ｔｃｏ）−（Ｔｓｔ−Ｔｓｒ）      ・・・（１）
【００２４】
さらに、クライアント装置は、受信した応答パケットの伝送遅延を往復遅延時間の半分と仮定し、サーバ装置が応答パケットを送信したときのクライアント装置の時刻（Ｔｓｔ’）を、以下の数式にて推定する。
〔数式２〕
Ｔｓｔ’＝Ｔｃｒ−ＲＴＴ／２      ・・・（２）
【００２５】
クライアント装置は、サーバ装置が応答パケットを送信したときのクライアント装置の時刻（Ｔｓｔ’）から、サーバ装置が応答パケットを送信したときの応答時刻（Ｔｓｔ）を減算した値を求め、これを位相オフセットＴｏｆｆと推定する。これにより、位相オフセット（Ｔｏｆｆ）は、以下の数式で表される。
〔数式３〕
Ｔｏｆｆ＝Ｔｃｒ−ＲＴＴ／２−Ｔｓｔ      ・・・（３）
【００２６】
このように、位相オフセットは、４つの時刻情報（照会時刻（Ｔｃｏ）、照会パケット受信時刻（Ｔｓｒ）、応答時刻（Ｔｓｔ）及び応答パケット受信時刻（Ｔｃｒ））に基づいて推定される。このようなＮＴＰにおける位相オフセットを計測する手法では、パケット遅延時間が変動した場合であっても、照会パケット及び応答パケットの伝送遅延が同程度であれば、位相オフセットを精度高く計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００２−３６８７２６号公報
【特許文献２】米国特許第７４９２７３２号明細書
【特許文献３】特開２０１２−８０３６５号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９６３５号公報
【特許文献５】特開２０１３−８３４５１号公報
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】Mills, D.,“Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification”, RFC 5905, June 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
前述のとおり、アダプティブ・クロック・リカバリは、クロック同期のために特別なデータを送受信する必要はないが、ＰＤＶの影響を受け易い。また、ディファレンシャル・クロック・リカバリは、ＰＤＶの影響を受けないが、共通クロックを伝送する手段を別途構築する必要がある。
【００３０】
また、ＮＴＰにおける位相オフセットを計測する手法は、ＰＤＶの影響を緩和することができ、共通クロックを伝送する必要はないが、時刻情報を照会するための通信を行う必要がある。このため、各データ伝送装置には、リアルタイムデータを伝送するパケットの送受信を行う通信機能に加えて、位相オフセットを計測するための時刻情報を伝送するパケットの送受信を行う通信機能を備える必要がある。
【００３１】
リアルタイムデータの伝送処理及び位相オフセットを計測するための時刻情報の伝送処理は、それぞれ専用のパケットとプロトコルを用いて行われる。例えば、リアルタイムデータの伝送処理にはＲＴＰ（ＲＦＣ３５５０）が用いられ、時刻情報の伝送処理にはＮＴＰ（ＲＦＣ５９０５）またはＩＥＥＥ１５８８ＰＴＰが用いられる。ＲＴＰ（ＲＦＣ３５５０）については、以下の非特許文献を参照されたい。
Schulzrinne, H.,“RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications”, RFC 3550, July 2003
【００３２】
このように、ＮＴＰにおける位相オフセットを計測する手法では、２種類のプロトコルの処理機能を実装する必要があるため、データ伝送装置をハードウェア化する際に、回路規模が増加するという問題があった。
【００３３】
また、位相オフセットを計測するためのパケットが間欠的に伝送されることにより、リアルタイムデータを伝送するパケットと位相オフセットを計測するためのパケットの送信タイミングが重なることがある。このため、伝送遅延が一時的に増加し、ＰＤＶが増加するという問題があった。
【００３４】
また、ローカルクロックを精度高く同期させるには、位相オフセットを計測する間隔を短くすることが有効であるが、計測間隔を短くするには、計測のためのパケットの送信頻度を増やす必要がある。このため、ネットワークの帯域が圧迫され、ＰＤＶの増加を招くという問題があった。
【００３５】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クロックの位相オフセット（クロック位相差）の計測を小規模の回路にて実現し、ＰＤＶの増加を緩和して計測精度を高めることが可能なデータ伝送装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
前記課題を解決するために、請求項１のデータ伝送装置は、クロックに対応付けられたデータを含むパケットを、ネットワークを介して伝送するデータ伝送装置において、前記クロックに基づいて、前記パケットの送受信時点に関する時刻情報を、当該データ伝送装置と前記ネットワークに接続された他のデータ伝送装置との間のクロック位相差を計測するための位相計測情報として生成し、前記位相計測情報をパケットに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むパケットを生成する位相計測情報格納部と、前記位相計測情報格納部により生成された前記パケットを、前記他のデータ伝送装置へ送信するパケット送信部と、前記他のデータ伝送装置から送信されたパケットを受信するパケット受信部と、前記パケット受信部により受信された前記パケットから他の位相計測情報を抽出する位相計測情報抽出部と、前記位相計測情報抽出部により抽出された前記他の位相計測情報に含まれる、前記他のデータ伝送装置における送受信時点に関する時刻情報、及び当該データ伝送装置における送受信時点に関する時刻情報に基づいて、前記クロック位相差を計測するクロック位相計測部と、前記クロック位相計測部により計測された前記クロック位相差に基づいて、前記クロックを制御するクロック制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２のデータ伝送装置は、請求項１に記載のデータ伝送装置において、前記位相計測情報格納部により生成される前記位相計測情報が、前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す照会時刻、前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を示す照会パケット受信時刻、及び、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を示す応答時刻により構成される、ことを特徴とする。
【００３８】
また、請求項３のデータ伝送装置は、請求項２に記載のデータ伝送装置において、前記パケット受信部が、前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す他の応答時刻を含む前記他の位相計測情報が格納された前記パケットを受信し、前記位相計測情報抽出部が、前記クロックに基づいて、前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を、応答パケット受信時刻として設定し、前記パケット受信部により受信された前記パケットから前記他の位相計測情報を抽出し、前記他の位相計測情報から前記他の応答時刻を抽出し、前記位相計測情報格納部が、前記クロックに基づいて、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を前記応答時刻として設定し、前記位相計測情報抽出部により抽出された前記他の応答時刻を前記照会時刻として設定し、前記位相計測情報抽出部により設定された前記応答パケット受信時刻を前記照会パケット受信時刻として設定し、前記照会時刻、前記照会パケット受信時刻及び前記応答時刻からなる前記位相計測情報を生成し、前記位相計測情報をパケットに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むパケットを生成する、ことを特徴とする。
【００３９】
また、請求項４のデータ伝送装置は、請求項１に記載のデータ伝送装置において、前記位相計測情報格納部により生成される前記位相計測情報が、前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す照会時刻、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を示す応答時刻から前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を示す応答パケット受信時刻を減算して得られた応答待機時間、及び、前記応答時刻により構成される、ことを特徴とする。
【００４０】
また、請求項５のデータ伝送装置は、請求項４に記載のデータ伝送装置において、前記パケット受信部が、前記他のデータ伝送装置にて前記パケットが送信可能となった時点を示す他の応答時刻を含む前記他の位相計測情報が格納された前記パケットを受信し、前記位相計測情報抽出部が、前記クロックに基づいて、前記パケット受信部により前記パケットが受信された時点を、応答パケット受信時刻として設定し、前記パケット受信部により受信された前記パケットから前記他の位相計測情報を抽出し、前記他の位相計測情報から前記他の応答時刻を抽出し、前記位相計測情報格納部が、前記クロックに基づいて、前記パケット送信部により前記パケットが送信可能となった時点を前記応答時刻として設定し、前記応答時刻から前記位相計測情報抽出部により設定された前記応答パケット受信時刻を減算し、その結果を前記応答待機時間として設定し、前記位相計測情報抽出部により抽出された前記他の応答時刻を前記照会時刻として設定し、前記照会時刻、前記応答待機時間及び前記応答時刻からなる前記位相計測情報を生成し、前記位相計測情報をパケットに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むパケットを生成する、ことを特徴とする。
【００４１】
また、請求項６のデータ伝送装置は、請求項１から５までのいずれか一項に記載のデータ伝送装置において、前記位相計測情報格納部が、前記位相計測情報をＲＴＰパケットのＲＴＰ拡張ヘッダに格納し、前記データ及び前記位相計測情報を含むＲＴＰパケットを生成する、ことを特徴とする。
【００４２】
さらに、請求項７のプログラムは、コンピュータを、請求項１から６までのいずれか一項に記載のデータ伝送装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように、本発明によれば、クロック位相差の計測を小規模の回路にて実現することができ、ＰＤＶの増加を緩和して計測精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態によるデータ伝送装置を含む伝送システムの全体構成例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるデータ伝送装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＲＴＰパケットの構成例及び位相計測情報の構成例を説明する図である。
【図４】位相計測情報挿入部及び位相計測情報抽出部を説明するためのメッセージシーケンスチャートを示す図である。
【図５】受信パケットα１及び送信パケットβ１の位相計測情報の構成例を説明する図である。
【図６】位相計測情報抽出部の処理例を示すフローチャートである。
【図７】位相計測情報挿入部の処理例を示すフローチャートである。
【図８】応答待機時間を用いた場合のメッセージシーケンスチャートを示す図である。
【図９】受信パケットα２及び送信パケットβ２の位相計測情報の構成例を説明する図である。
【図１０】応答待機時間を用いた場合の位相計測情報挿入部の処理例を示すフローチャートである。
【図１１】アダプティブ・クロック・リカバリによりクロック同期を実現する従来のデータ伝送装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】ＮＴＰのメッセージシーケンスチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、データ伝送装置において、データを伝送するパケットに、クロック位相差を計測するための時刻情報を多重することを特徴とする。
【００４６】
これにより、データの伝送処理及び時刻情報の伝送処理を実現する２種類のプロトコルの処理機能を実装する必要がないから、回路規模を小さくすることができる。つまり、クロック位相差の計測を小規模の回路にて実現することができる。また、これらのパケットの送信タイミングが重なることがないから、これに伴うＰＤＶの増加がなく、クロック位相差の計測精度を高めることができる。
【００４７】
以下、２台のデータ伝送装置がＩＰネットワークを介して接続される伝送システムを例として、本発明の実施形態によるデータ伝送装置について説明する。この伝送システムは、第１のデータ伝送装置から第２のデータ伝送装置へリアルタイムデータを伝送し、これとは逆の向きに、第２のデータ伝送装置から第１のデータ伝送装置へリアルタイムデータを伝送する。
【００４８】
〔システム構成〕
まず、本発明の実施形態によるデータ伝送装置を含む伝送システムについて説明する。図１は、伝送システムの全体構成例を示す概略図である。この伝送システムは、２台のデータ伝送装置１，２を備えて構成され、データ伝送装置１，２は、ＩＰネットワーク３を介して接続される。
【００４９】
データ伝送装置１，２は、マスターモードまたはスレーブモードで動作する。図１の例では、データ伝送装置１がマスターモードで動作し、データ伝送装置２がスレーブモードで動作する。スレーブモードで動作するデータ伝送装置２は、マスターモードで動作するデータ伝送装置１に入力されたクロック、またはデータ伝送装置１の内部で生成されたクロックに同期したクロックを生成して出力する。
【００５０】
データ伝送装置１は、クロックに対応付けられたリアルタイムデータａを入力すると共に、クロックを入力する。そして、データ伝送装置１は、リアルタイムデータａ及びクロック情報を格納したＩＰパケットを作成し、ＩＰパケットを、ＩＰネットワーク３を介してデータ伝送装置２へ送信する。
【００５１】
データ伝送装置２は、データ伝送装置１から送信されたＩＰパケットを、ＩＰネットワーク３を介して受信し、ＩＰパケットからリアルタイムデータａ及びクロック情報を抽出する。そして、データ伝送装置２は、クロック情報に基づいてクロックを生成し、リアルタイムデータａ及びクロックを出力する。
【００５２】
また、データ伝送装置２は、当該データ伝送装置２が出力したクロックに対応付けられたリアルタイムデータｂを入力し、リアルタイムデータｂを格納したＩＰパケットを作成し、ＩＰパケットを、ＩＰネットワーク３を介してデータ伝送装置１へ送信する。
【００５３】
データ伝送装置１は、データ伝送装置２から送信されたＩＰパケットを、ＩＰネットワーク３を介して受信し、ＩＰパケットからリアルタイムデータｂを抽出する。そして、データ伝送装置１は、リアルタイムデータｂを出力する。
【００５４】
これにより、データ伝送装置１に入力されたクロックに関する時刻情報であるクロック情報がデータ伝送装置２へ伝送され、データ伝送装置２において、データ伝送装置１のクロックに同期したクロックが生成される。そして、リアルタイムデータａ，ｂは、同期したデータとして送受信される。
【００５５】
〔データ伝送装置〕
次に、図１に示したデータ伝送装置１，２について詳細に説明する。図２は、データ伝送装置１，２の構成例を示すブロック図である。このデータ伝送装置１，２は、ＲＴＰパケット作成部１０、バッファ部１１、位相計測情報挿入（格納）部１２、パケット送信部１３、ネットワークインターフェース１４、パケット受信部１５、位相計測情報抽出部１６、バッファ部１７、リアルタイムデータ抽出部１８、クロック位相計測部１９及びローカルクロック制御部２０を備えている。
【００５６】
前述したとおり、データ伝送装置１はマスターモードとして動作し、データ伝送装置２はスレーブモードとして動作する。前述のとおり、マスターモードとスレーブモードとの違いは、マスターモードのクロックを基準として、当該クロックに、スレーブモードのクロックを同期させる点にある。つまり、スレーブモードで動作するデータ伝送装置２は、マスターモードで動作するデータ伝送装置１が使用するクロックと同期したクロックを生成し、当該クロックを使用する。
【００５７】
図２において、データ伝送装置１，２の違いは、ローカルクロック制御部２０の処理にある。データ伝送装置１に備えたローカルクロック制御部２０は、入力したクロックまたは内部で生成したクロックをローカルクロックとして使用する。これに対し、データ伝送装置２に備えたローカルクロック制御部２０は、データ伝送装置１，２間のクロック位相差に基づいて、データ伝送装置１のローカルクロックに同期したクロックを生成し、これをローカルクロックとして使用する。ローカルクロック制御部２０以外の構成部は、データ伝送装置１，２間で同じ処理を行う。
【００５８】
ＲＴＰパケット作成部１０は、ローカルクロック制御部２０が入力するクロックに対応付けられた送信対象のリアルタイムデータを入力し、リアルタイムデータを格納したＲＴＰパケットを作成し、ＲＴＰパケットをバッファ部１１に格納する。
【００５９】
バッファ部１１は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ（First In First Out））バッファであり、ＲＴＰパケットがＩＰネットワーク３へ送信可能となるまでの間、ＲＴＰパケットを保持する。
【００６０】
位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報抽出部１６から応答時刻及び応答パケット受信時刻を入力する。応答時刻は、対向するデータ伝送装置１，２から受信した位相計測情報に含まれていた応答時刻、すなわち、対向するデータ伝送装置１，２が位相計測情報を含むＲＴＰパケットを送信する際の送信時点に関する時刻である。また、応答パケット受信時刻は、ＲＴＰパケットがパケット受信部１５または位相計測情報抽出部１６に到着した時刻、すなわち、対向するデータ伝送装置１，２から位相計測情報を含むＲＴＰパケットを受信する際の受信時点に関する時刻である。
【００６１】
位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットがＩＰネットワーク３へ送信可能となるまでの間待機し、送信可能であることを示す送信可能通知をパケット送信部１３から入力する。位相計測情報挿入部１２は、送信可能通知を入力すると、当該時点（送信可能となった時点）のクロック（ローカルクロック制御部２０により出力されたローカルクロック）の位相が計測された応答時刻を記録（設定）する。この応答時刻は、当該データ伝送装置１，２が位相計測情報を含むＲＴＰパケットを送信する際の送信時点に関する時刻である。クロックの位相は、クロック位相計測部１９にて、バイナリーカウンタをローカルクロックにてカウントアップすることで計測される。
【００６２】
位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報抽出部１６から入力した応答時刻及び応答パケット受信時刻をそれぞれ照会時刻及び照会パケット受信時刻とする。そして、位相計測情報挿入部１２は、照会時刻、照会パケット受信時刻、及び当該位相計測情報挿入部１２にて記録した応答時刻からなる位相計測情報を生成する。
【００６３】
さらに、位相計測情報挿入部１２は、バッファ部１１からＲＴＰパケットを読み出し、位相計測情報をＲＴＰパケットに挿入し、ＲＴＰパケットをパケット送信部１３に出力する。位相計測情報挿入部１２の詳細については後述する。
【００６４】
（ＲＴＰパケット及び位相計測情報）
図３は、ＲＴＰパケットの構成例及び位相計測情報の構成例を説明する図である。ＲＴＰパケットは、ＵＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダ、ＲＴＰ拡張ヘッダ及びＲＴＰペイロードにより構成される。図３の例は、位相計測情報がＲＴＰパケットのＲＴＰ拡張ヘッダに格納される例を示している。
【００６５】
位相計測情報は、照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻により構成される。ＮＴＰにおけるoriginal timestamp、receive timestamp及びtransmit timestampの３つの情報が、照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻として用いられる。
【００６６】
このように、位相計測情報挿入部１２は、照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻からなる位相計測情報を生成し、位相計測情報を、ＲＴＰパケットのＲＴＰ拡張ヘッダの領域に格納する。
【００６７】
尚、位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報を、ＲＴＰパケットにおけるＲＴＰペイロードの先頭の領域に格納するようにしてもよいし、他の領域に格納するようにしてもよい。
【００６８】
ここで、位相計測情報は、ＲＴＰ拡張ヘッダの領域に格納されるのが好適である。なぜならば、当該データ伝送装置１，２をアダプティブ・クロック・リカバリに基づく従来のデータ伝送装置と接続し、アダプティブ・クロック・リカバリに基づくデータ伝送システムを構成することができるからである。データ伝送装置１，２の送信するＲＴＰパケットには位相計測情報が格納されるが、従来のデータ伝送装置はこの位相計測情報を必要としない。ＲＴＰでは、ＲＴＰ拡張ヘッダを用いた追加機能に対応しない装置は、ＲＴＰ拡張ヘッダの情報を無視するように規定されている。このため、データ伝送装置１，２をマスター、従来のデータ伝送装置をスレーブとして接続した場合も、従来のデータ伝送装置はＲＴＰパケットに含まれている位相計測情報以外のデータを正常に読み出すことができ、アダプティブ・クロック・リカバリに基づくクロック同期を行うことができる。
【００６９】
さらに、データ伝送装置１，２におけるＲＴＰパケットの拡張ヘッダの領域に位相計測情報が含まれていない場合には、データ伝送装置１，２に、アダプティブ・クロック・リカバリに基づくクロック同期を行う機能を追加する。これにより、従来のデータ伝送装置をマスター、前記アダプティブ・クロック・リカバリに基づくクロック同期機能を追加したデータ伝送装置１，２をスレーブとして接続した場合も、アダプティブ・クロック・リカバリに基づくクロック同期を行うことができる。
【００７０】
図２に戻って、パケット送信部１３は、ＲＴＰパケットをＩＰネットワーク３へ送信することが可能であるか否かを監視し、送信可能であると判定すると、送信可能通知を位相計測情報挿入部１２に出力する。
【００７１】
パケット送信部１３は、位相計測情報挿入部１２からＲＴＰパケットを入力し、ＲＴＰパケットにＩＰヘッダ及びＭＡＣヘッダ等を付加し、対向するデータ伝送装置１，２宛のＩＰパケットを作成する。そして、パケット送信部１３は、作成したＩＰパケットの送信信号をネットワークインターフェース１４に出力する。
【００７２】
ネットワークインターフェース１４は、パケット送信部１３から送信信号を入力し、送信信号を、ＩＰネットワーク３を介して対向するデータ伝送装置１，２へ送信する。また、ネットワークインターフェース１４は、対向するデータ伝送装置１，２から送信された信号を、ＩＰネットワーク３を介して受信し、受信信号をパケット受信部１５に出力する。
【００７３】
パケット受信部１５は、ネットワークインターフェース１４から受信信号を入力し、受信信号のＩＰパケットからＲＴＰパケットを抽出し、ＲＴＰパケットを位相計測情報抽出部１６に出力する。ＲＴＰパケットには、対向するデータ伝送装置１，２により生成された位相計測情報、及びリアルタイムデータが含まれている。
【００７４】
位相計測情報抽出部１６は、パケット受信部１５からＲＴＰパケットを入力すると、当該時点のクロック（ローカルクロック制御部２０により出力されたローカルクロック）の位相が計測された応答パケット受信時刻を記録する。尚、位相計測情報抽出部１６は、パケット受信部１５が受信信号を入力した時点について、当該時点のクロックの位相が計測された応答パケット受信時刻を記録するようにしてもよい。応答パケット受信時刻は、対向するデータ伝送装置１，２から位相計測情報を受信した時刻を示す。クロックの位相は、クロック位相計測部１９にて、バイナリーカウンタをローカルクロックにてカウントアップすることで計測される。
【００７５】
位相計測情報抽出部１６は、ＲＴＰパケットから位相計測情報を抽出し、位相計測情報から応答時刻を抽出する。そして、位相計測情報抽出部１６は、抽出した応答時刻及び記録した応答パケット受信時刻を位相計測情報挿入部１２に出力すると共に、抽出した位相計測情報及び記録した応答パケット受信時刻をクロック位相計測部１９に出力する。また、位相計測情報抽出部１６は、ＲＴＰパケットをバッファ部１７に格納する。位相計測情報抽出部１６の詳細については後述する。
【００７６】
尚、ＲＴＰパケットには、リアルタイムデータを抽出するために必要な情報に加え、リアルタイムデータを抽出するために必要でない情報も含まれている。位相計測情報抽出部１６は、リアルタイムデータを抽出するために必要でない位相計測情報等の各種情報を削除した後のＲＴＰパケットを、バッファ部１７に格納するようにしてもよい。
【００７７】
バッファ部１７は、バッファ部１１と同様に、先入れ先出しバッファであり、リアルタイムデータ抽出部１８によりＲＴＰパケットからリアルタイムデータの抽出が必要となるまでの間、ＲＴＰパケットを保持する。
【００７８】
リアルタイムデータ抽出部１８は、バッファ部１７からＲＴＰパケットを読み出し、ローカルクロック制御部２０により出力されたローカルクロックのタイミングにて、ＲＴＰパケットからリアルタイムデータを抽出し、リアルタイムデータを出力する。
【００７９】
クロック位相計測部１９は、位相計測情報抽出部１６から位相計測情報及び応答パケット受信時刻を入力し、位相計測情報から照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻を抽出する。そして、クロック位相計測部１９は、照会時刻、照会パケット受信時刻、応答時刻及び応答パケット受信時刻に基づいて、当該データ伝送装置１，２のクロックと対向するデータ伝送装置１，２のクロックとの間のクロック位相差を計測する。クロック位相差は、図１２にて説明した処理と同様に、これら４つの時刻情報に基づいて計測することができる。クロック位相計測部１９は、クロック位相差をローカルクロック制御部２０に出力する。
【００８０】
クロック位相計測部１９は、ローカルクロック制御部２０からローカルクロックを入力し、バイナリーカウンタをローカルクロックにてカウントアップすることで、クロックの位相を計測する。これにより、位相計測情報挿入部１２にて、送信可能通知が入力された時点のクロックの位相が応答時刻として記録され、位相計測情報に設定される。また、位相計測情報抽出部１６にて、ＲＴＰパケットが入力された時点のクロックの位相が応答パケット受信時刻として記録される。
【００８１】
ローカルクロック制御部２０は、クロックを入力すると共に、クロック位相計測部１９からクロック位相差を入力し、ローカルクロックを生成し、ローカルクロックをクロック位相計測部１９に出力する。また、ローカルクロック制御部２０は、ローカルクロックをクロックとして外部に出力する。
【００８２】
具体的には、マスターモードで動作するデータ伝送装置１に備えたローカルクロック制御部２０は、入力したクロックまたは内部で生成したクロックを、ローカルクロックとして使用する。
【００８３】
一方、スレーブモードで動作するデータ伝送装置２に備えたローカルクロック制御部２０は、クロック位相計測部１９から入力したクロック位相差に基づいて、ＰＬＬ（Phase Locked Loop：位相同期回路）を制御し、ローカルクロックを生成する。生成したローカルクロックは、マスターモードで動作するデータ伝送装置１のクロックに同期したクロックとなる。
【００８４】
尚、スレーブモードで動作するデータ伝送装置２に備えたローカルクロック制御部２０は、入力したクロックに、クロック位相計測部１９から入力したクロック位相差に相当する位相を加算することで、ローカルクロックを生成するようにしてもよい。
【００８５】
〔位相計測情報抽出部１６〕
次に、図２に示した位相計測情報抽出部１６について詳細に説明する。図４は、位相計測情報挿入部１２及び位相計測情報抽出部１６を説明するためのメッセージシーケンスチャートを示す図であり、図５は、受信パケットα１及び送信パケットβ１の位相計測情報の構成例を説明する図である。図６は、位相計測情報抽出部１６の処理例を示すフローチャートである。これは、図３に示したとおり、位相計測情報が照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻により構成される場合の例である。
【００８６】
データ伝送装置１は、対向するデータ伝送装置２から、照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻ｃ１からなる位相計測情報を含むパケット（図５（１）受信パケットα１を参照）を受信する。受信パケットα１には、リアルタイムデータ及び位相計測情報が格納されている。
【００８７】
データ伝送装置１の位相計測情報抽出部１６は、パケット受信部１５または当該位相計測情報抽出部１６にＲＴＰパケット（受信パケットα１）が到着するまで待機する（ステップＳ６０１）。位相計測情報抽出部１６は、ＲＴＰパケットの到着を検知すると（パケット受信部１５からＲＴＰパケットを入力すると）、この時点のクロックの位相を、応答パケット受信時刻として記録する（ステップＳ６０２）。
【００８８】
位相計測情報抽出部１６は、受信したＲＴＰパケットから位相計測情報を抽出し、位相計測情報及び応答パケット受信時刻をクロック位相計測部１９に出力する（ステップＳ６０３）。また、位相計測情報抽出部１６は、位相計測情報から応答時刻ｃ１を抽出し、応答時刻ｃ１及び応答パケット受信時刻を位相計測情報挿入部１２に出力する（ステップＳ６０４）。
【００８９】
位相計測情報抽出部１６は、受信したＲＴＰパケットをバッファ部１７に格納する（ステップＳ６０５）。
【００９０】
このように、位相計測情報抽出部１６により、受信した位相計測情報に含まれる応答時刻ｃ１、及び受信パケットα１を受信した時刻である応答パケット受信時刻が位相計測情報挿入部１２へ出力される。
【００９１】
〔位相計測情報挿入部１２〕
次に、図２に示した位相計測情報挿入部１２について詳細に説明する。図７は、位相計測情報挿入部１２の処理例を示すフローチャートである。これは、図３に示したとおり、位相計測情報が照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻により構成される場合の例である。
【００９２】
位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットがＩＰネットワーク３へ送信可能となるまでの間待機する（ステップＳ７０１）。位相計測情報挿入部１２は、パケット送信部１３から送信可能通知を入力し、送信可能であることを検知すると、この時点のクロックの位相を、応答時刻ｃ２として記録する（ステップＳ７０２）。
【００９３】
位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報抽出部１６から入力した応答時刻ｃ１（受信した位相計測情報に含まれる応答時刻ｃ１）を照会時刻ａ２に転記（設定）する（ステップＳ７０３）。また、位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報抽出部１６から入力した応答パケット受信時刻を照会パケット受信時刻ｂ２に転記する（ステップＳ７０４）。
【００９４】
位相計測情報挿入部１２は、ステップＳ７０３にて転記した照会時刻ａ２、ステップＳ７０４にて転記した照会パケット受信時刻ｂ２、及びステップＳ７０２にて記録した応答時刻ｃ２からなる位相計測情報を生成する（ステップＳ７０５）。
【００９５】
位相計測情報挿入部１２は、バッファ部１１から読み出したＲＴＰパケットに位相計測情報を挿入し（ステップＳ７０６）、ＲＴＰパケットをパケット送信部１３に出力する（ステップＳ７０７）。
【００９６】
尚、バッファ部１１から読み出されたＲＴＰパケットに、ダミーの位相計測情報が格納されている場合には、位相計測情報挿入部１２は、ステップＳ７０５にて生成した位相計測情報を上書きするようにしてもよい。この場合、ＲＴＰパケット作成部１０は、ダミーの位相計測情報を生成し、リアルタイムデータ及びダミーの位相計測情報を格納したＲＴＰパケットを生成し、ＲＴＰパケットをバッファ部１１に格納する。位相計測情報挿入部１２は、バッファ部１１から読み出したＲＴＰパケットにおけるダミーの位相計測情報に、ステップＳ７０５にて生成した位相計測情報を上書きする。
【００９７】
データ伝送装置１は、照会時刻ａ２、照会パケット受信時刻ｂ２及び応答時刻ｃ２からなる位相計測情報を含むパケット（図５（２）送信パケットβ１を参照）を、対向するデータ伝送装置２へ送信する。送信パケットβ１には、リアルタイムデータ及び位相計測情報が格納されている。
【００９８】
このように、位相計測情報挿入部１２により、受信した位相計測情報に含まれる応答時刻ｃ１が照会時刻ａ２として、パケット（受信パケットα１）を受信した時刻である応答パケット受信時刻が照会パケット受信時刻ｂ２として、また、パケット（送信パケットβ１）が送信可能となった時刻が応答時刻ｃ２として設定される。そして、照会時刻ａ２、照会パケット受信時刻ｂ２及び応答時刻ｃ２からなる位相計測情報が生成され、リアルタイムデータ及び位相計測情報を含むＲＴＰパケットが生成される。
【００９９】
以上のように、本発明の実施形態のデータ伝送装置１，２によれば、位相計測情報抽出部１６は、対向するデータ伝送装置１，２から信号を受信した時点の応答パケット受信時刻を記録し、ＲＴＰパケットから位相計測情報を抽出し、位相計測情報から応答時刻を抽出する。
【０１００】
位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットが送信可能となった時点の応答時刻を記録し、位相計測情報抽出部１６により抽出された応答時刻を照会時刻とし、位相計測情報抽出部１６により記録した応答パケット受信時刻を照会パケット受信時刻とする。そして、位相計測情報挿入部１２は、照会時刻、照会パケット受信時刻、及び当該位相計測情報挿入部１２にて記録した応答時刻からなる位相計測情報を生成し、位相計測情報をＲＴＰパケットに挿入する。
【０１０１】
これにより、リアルタイムデータ及び位相計測情報を含むＲＴＰパケットが、対向するデータ伝送装置１，２へ送信される。
【０１０２】
クロック位相計測部１９は、位相計測情報抽出部１６により抽出された位相計測情報に含まれる照会時刻、照会パケット受信時刻及び応答時刻、並びに、位相計測情報抽出部１６により記録された応答パケット受信時刻に基づいて、クロック位相差を計測する。
【０１０３】
マスターモードで動作するデータ伝送装置１のローカルクロック制御部２０は、入力したクロックまたは内部で生成したクロックをローカルクロックとして生成する。一方、スレーブモードで動作するデータ伝送装置２のローカルクロック制御部２０は、クロック位相計測部１９により計測されたクロック位相差に基づいてＰＬＬを制御し、ローカルクロックを生成する。
【０１０４】
これにより、スレーブモードのローカルクロックは、マスターモードのローカルクロックに同期することとなる。
【０１０５】
したがって、リアルタイムデータの伝送処理と、クロック位相差を計測するための時刻情報の伝送処理とを、１種類のプロトコルにて同時に実現することができるから、回路規模を小さくすることができる。つまり、クロック位相差の計測を小規模の回路にて実現することができる。
【０１０６】
また、クロック位相差を計測するための時刻情報を伝送するパケットが不要となるから、リアルタイムデータを伝送するパケットと位相オフセットを計測するためのパケットの送信タイミングが重なることがなく、ＰＤＶの増加を緩和し、クロック位相差の計測精度を高めることができる。
【０１０７】
〔応答待機時間を用いる場合の例〕
尚、図３に示した位相計測情報において、照会パケット受信時刻の代わりに、応答待機時間を用いるようにしてもよい。この場合の位相計測情報は、照会時刻、応答待機時間及び応答時刻により構成される。また、この場合のデータ伝送装置１，２は、図２において、位相計測情報挿入部１２及びクロック位相計測部１９の処理が異なり、その他の構成部の処理は同じである。
【０１０８】
位相計測情報挿入部１２は、記録した応答時刻から、位相計測情報抽出部１６から入力した応答パケット受信時刻を減算し、応答待機時間を求め、照会時刻、応答待機時間及び応答時刻からなる位相計測情報を生成する。
【０１０９】
クロック位相計測部１９は、位相計測情報抽出部１６から入力した位相計測情報に含まれる応答待機時間及び応答時刻を抽出し、応答時刻から応答待機時間を減算し、照会パケット受信時刻を求める。そして、クロック位相計測部１９は、位相計測情報に含まれる照会時刻及び応答時刻、当該クロック位相計測部１９が求めた照会パケット受信時刻、並びに、位相計測情報抽出部１６から入力した応答パケット受信時刻に基づいて、クロック位相差を計測し、クロック位相差をローカルクロック制御部２０に出力する。クロック位相計測部１９は、バイナリーカウンタをローカルクロックにてカウントアップすることで、クロックの位相を計測する。
【０１１０】
以下、位相計測情報が、照会時刻、応答待機時間及び応答時刻により構成される場合において、位相計測情報挿入部１２の処理例を詳細に説明する。
【０１１１】
図８は、応答待機時間を用いた場合のメッセージシーケンスチャートを示す図であり、図９は、受信パケットα２及び送信パケットβ２の位相計測情報の構成例を説明する図である。図１０は、応答待機時間を用いた場合の位相計測情報挿入部１２の処理例を示すフローチャートである。
【０１１２】
データ伝送装置１は、対向するデータ伝送装置２から、照会時刻、応答待機時間及び応答時刻ｃ１からなる位相計測情報を含むパケット（図９（１）受信パケットα２を参照）を受信する。受信パケットα２には、リアルタイムデータ及び位相計測情報が格納されている。
【０１１３】
データ伝送装置１の位相計測情報抽出部１６は、パケット受信部１５または当該位相計測情報抽出部１６にＲＴＰパケットが到着するまで待機する等、図６に示した処理と同じ処理を行う。位相計測情報抽出部１６により、受信した位相計測情報に含まれる応答時刻ｃ１、及びパケット（受信パケットα２）を受信した時刻である応答パケット受信時刻が位相計測情報挿入部１２へ出力される。
【０１１４】
位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットがＩＰネットワーク３へ送信可能となるまでの間待機する（ステップＳ１００１）。位相計測情報挿入部１２は、パケット送信部１３から送信可能通知を入力し、送信可能であることを検知すると、この時点のクロックの位相を、応答時刻ｃ２として記録する（ステップＳ１００２）。
【０１１５】
位相計測情報挿入部１２は、応答時刻ｃ２から応答パケット受信時刻を減算した結果である応答待機時間ｄ２を記録する（ステップＳ１００３）。すなわち、応答待機時間ｄ２は、応答パケット受信時刻におけるクロックの位相から、応答時刻ｃ２におけるクロックの位相までの位相増加分として記録される。
【０１１６】
位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報抽出部１６から入力した応答時刻ｃ１（受信した位相計測情報に含まれる応答時刻ｃ１）を照会時刻ａ２に転記する（ステップＳ１００４）。
【０１１７】
位相計測情報挿入部１２は、ステップＳ１００４にて転記した照会時刻ａ２、ステップＳ１００３にて記録した応答待機時間ｄ２、及びステップＳ１００２にて記録した応答時刻ｃ２からなる位相計測情報を生成する（ステップＳ１００５）。
【０１１８】
位相計測情報挿入部１２は、バッファ部１１から読み出したＲＴＰパケットに位相計測情報を挿入し（ステップＳ１００６）、ＲＴＰパケットをパケット送信部１３に出力する（ステップＳ１００７）。
【０１１９】
データ伝送装置１は、照会時刻ａ２、応答待機時間ｄ２及び応答時刻ｃ２からなる位相計測情報を含むパケット（図９（２）送信パケットβ２を参照）を、対向するデータ伝送装置２へ送信する。送信パケットβ２には、リアルタイムデータ及び位相計測情報が格納されている。
【０１２０】
このように、位相計測情報挿入部１２により、受信した位相計測情報に含まれる応答時刻ｃ１が照会時刻ａ２として、パケット（送信パケットβ２）が送信可能となった時刻が応答時刻ｃ２として、また、応答時刻ｃ２から、パケット（受信パケットα２）を受信した時刻である応答パケット受信時刻を減算した結果が応答待機時間ｄ２として設定される。そして、照会時刻ａ２、応答待機時間ｄ２及び応答時刻ｃ２からなる位相計測情報が生成され、リアルタイムデータ及び位相計測情報を含むＲＴＰパケットが生成される。
【０１２１】
以上のように、本発明の実施形態のデータ伝送装置１，２によれば、応答待機時間を用いる場合、位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットが送信可能となった時点の応答時刻を記録し、この応答時刻から位相計測情報抽出部１６により記録された応答パケット受信時刻を減算し、応答待機時間を求める。位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報抽出部１６により抽出された応答時刻を照会時刻とし、当該照会時刻、当該位相計測情報挿入部１２にて求めた応答待機時間、及び当該位相計測情報挿入部１２にて記録した応答時刻からなる位相計測情報を生成する。そして、位相計測情報挿入部１２は、位相計測情報をＲＴＰパケットに挿入する。
【０１２２】
これにより、リアルタイムデータ及び位相計測情報を含むＲＴＰパケットが、対向するデータ伝送装置１，２へ送信される。
【０１２３】
クロック位相計測部１９は、位相計測情報抽出部１６により抽出された位相計測情報に含まれる応答時刻から応答待機時間を減算し、照会パケット受信時刻を求める。そして、クロック位相計測部１９は、位相計測情報に含まれる照会時刻及び応答時刻、当該クロック位相計測部１９にて求めた照会パケット受信時刻、並びに位相計測情報抽出部１６により記録された応答パケット受信時刻に基づいて、クロック位相差を計測する。ローカルクロック制御部２０は、図２に示した同じ処理にて、ローカルクロックを生成する。
【０１２４】
これにより、スレーブモードのローカルクロックは、マスターモードのローカルクロックに同期することとなる。
【０１２５】
したがって、照会パケット受信時刻を用いる場合と同様に、クロック位相差の計測を小規模の回路にて実現することができ、ＰＤＶの増加を緩和して計測精度を高めることが可能となる。また、位相計測情報において、照会パケット受信時刻と応答時刻とが極めて近い時刻であるから、応答待機時間は小さい値となり、位相計測情報を、全体として少ないビット数で伝送することができる。
【０１２６】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば前記実施形態では、データ伝送装置１，２は、リアルタイムデータ及び位相計測情報を格納したＲＴＰパケットを伝送するようにしたが、本発明は、ＲＴＰパケットに限定するものではなく、他の種類のパケットを伝送するようにしてもよい。
【０１２７】
また、図４にて説明したとおり、データ伝送装置２がクロック位相差を計測するために必要な４つの情報は、受信した位相計測情報に含まれる３つの情報（応答時刻ｃ１が転記された照会時刻ａ２、データ伝送装置１における応答パケット受信時刻が転記された照会パケット受信時刻ｂ２、及び応答時刻ｃ２）、及び、当該データ伝送装置２における応答パケット受信時刻である。
【０１２８】
本発明の実施形態では、データ伝送装置２は、応答時刻ｃ１を含む位相計測情報を送信し、当該応答時刻ｃ１が転記された照会時刻ａ２を含む位相計測情報を受信する。そして、データ伝送装置２は、受信した位相計測情報から応答時刻ｃ１である照会時刻ａ２を抽出し、クロック位相差を計測する。これに対し、データ伝送装置２は、応答時刻ｃ１の代わりにＲＴＰパケットのヘッダに含まれるシーケンス番号を用い、シーケンス番号を含む位相計測情報を送信するようにしてもよい。
【０１２９】
この場合、データ伝送装置２の位相計測情報挿入部１２は、ＲＴＰパケットに位相計測情報を挿入する際に、ＲＴＰパケットからシーケンス番号を抽出し、シーケンス番号を含む位相計測情報を生成する。また、位相計測情報挿入部１２は、シーケンス番号と応答時刻ｃ１とを対応付けて、インデックステーブルに格納する。そして、データ伝送装置２は、位相計測情報を送信する。
【０１３０】
データ伝送装置１がデータ伝送装置２から位相計測情報を受信すると、データ伝送装置１の位相計測情報抽出部１６は、位相計測情報からシーケンス番号を抽出し、位相計測情報挿入部１２は、シーケンス番号を照会時刻ａ２に転記して位相計測情報を生成する。そして、データ伝送装置１は、位相計測情報を送信する。
【０１３１】
データ伝送装置２がデータ伝送装置１から位相計測情報を受信すると、データ伝送装置２の位相計測情報抽出部１６は、位相計測情報からシーケンス番号を抽出し、シーケンス番号に対応する応答時刻ｃ１をインデックステーブルから読み出す。これにより、クロック位相計測部１９は、前記４つの情報に基づいて、クロック位相差を計測することができる。
【０１３２】
尚、本発明の実施形態によるデータ伝送装置１，２のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。データ伝送装置１，２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。
【０１３３】
データ伝送装置１，２に備えたＲＴＰパケット作成部１０、バッファ部１１、位相計測情報挿入部１２、パケット送信部１３、ネットワークインターフェース１４、パケット受信部１５、位相計測情報抽出部１６、バッファ部１７、リアルタイムデータ抽出部１８、クロック位相計測部１９及びローカルクロック制御部２０の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。
【０１３４】
これらのプログラムは、前記記憶媒体に格納されており、ＣＰＵに読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。
【符号の説明】
【０１３５】
１，２，１００  データ伝送装置
３，１０１  ＩＰネットワーク
１０  ＲＴＰパケット作成部
１１，１７，１０３  バッファ部
１２  位相計測情報挿入（格納）部
１３  パケット送信部
１４  ネットワークインターフェース
１５，１０２  パケット受信部
１６  位相計測情報抽出部
１８，１０５  リアルタイムデータ抽出部
１９  クロック位相計測部
２０，１０４  ローカルクロック制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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