(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイミング情報を提供する装置であって、
基準時刻（ＴｏＤ）及び基準周波数を提供するプライマリリファレンスタイムクロック（ＰＲＴＣ）と、
前記ＴｏＤ及び前記基準周波数を受信し、かつ前記ＴｏＤ及び前記基準周波数に対応するタイミングオーバーパケットプロシージャに基づいて、タイミングをスレーブクロックへ分配するように構成されるパケットマスタクロックと、
前記ＰＲＴＣ及び前記パケットマスタクロックの両方を収容するハウジングであって、前記ハウジングが、前記パケットマスタクロックをパケット交換ネットワーク（ＰＳＮ）へ接続するために既存のスモールフォームファクタ（ＳＦＰ）準拠のケージに差し込むことに適した、ハウジングと、を備える装置。
【請求項２】
前記ＰＲＴＣは、
グローバルサテライトナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ）衛星によって送信されたＧＮＳＳ伝送を受信するＧＮＳＳレシーバと、
前記基準周波数を生成するために、受信された前記ＧＮＳＳ伝送を処理するＧＮＳＳプロセッサと、を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＰＲＴＣは、前記基準周波数を生成する内部発振器を備える請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記ＰＲＴＣは、外部周波数源から前記基準周波数を受信するための入力を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記ＰＲＴＣは、前記装置が差し込まれるＳＦＰケージを含む前記ＳＦＰのネットワーク構成要素のバックプレーンの物理データ速度に対応する前記基準周波数を生成するクロックエクストラクタを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記ＰＲＴＣは、
グローバルサテライトナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ）衛星によって送信されたＧＮＳＳ伝送を受信するＧＮＳＳレシーバと、
前記ＴｏＤを生成するために、受信された前記ＧＮＳＳ伝送を処理するＧＮＳＳプロセッサと、を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ＰＲＴＣは、外部源からの基準ＴｏＤを受信するための入力を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ＰＲＴＣは、複数の予想基準周波数を受信し、前記複数の予想基準周波数から前記基準周波数を選択する周波数セレクタを備える請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ＰＲＴＣは、
グローバルサテライトナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ）衛星によって送信されたＧＮＳＳ伝送を受信するＧＮＳＳグローバルサテライトナビゲーションシステムレシーバと、
前記複数の基準周波数のうちの１つの予想基準周波数を生成するために、受信された前記ＧＮＳＳ伝送を処理するＧＮＳＳプロセッサと、を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ＰＲＴＣは、前記複数の基準周波数のうちの１つの予想基準周波数を生成する内部発振器を備える請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＰＲＴＣは、外部周波数源から前記複数の基準周波数のうちの１つの予想基準周波数を受信するための入力を含む請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ＰＲＴＣは、前記装置が差し込まれる前記ＳＦＰケージを含む前記ＳＦＰのネットワーク構成要素のバックプレーンの物理データ速度に対応する前記複数の基準周波数のうちの１つの予想基準周波数を生成するクロックエクストラクタを含む請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記ＰＲＴＣは、複数の予想基準ＴｏＤの中から１つの基準ＴｏＤを選択するＴｏＤセレクタを備える請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ＰＲＴＣは、
グローバルサテライトナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ）衛星によって送信されたＧＮＳＳ伝送を受信するＧＮＳＳレシーバと、
前記複数の基準ＴｏＤのうちの１つの予想基準ＴｏＤを生成するために、受信された前記ＧＮＳＳ伝送を処理するＧＮＳＳプロセッサと、を備える請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ＰＲＴＣは、外部源からの前記複数のＴｏＤのうちの１つの予想基準ＴｏＤを受信するための入力を含む請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記タイミングオーバーパケットプロシージャは、ＩＥＥＥ−１５８８−２００８に準拠する請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記タイミングオーバーパケットプロシージャは、ネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）に準拠する請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の複数の前記装置を備えるＰＳＮ。
【請求項１９】
前記複数の装置のうちの１つの装置に含まれるパケットマスタクロックによって分配されるタイミング情報を受信するスレーブクロックを備える請求項１８に記載のＰＳＮ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国特許法第１２０条の定めにより、２０１２年９月２５日に提出された米国特許出願第１３／６２５，８７６号の利益を主張するものであり、その開示は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明の実施形態は、パケット交換ネットワークにおけるタイミング分配に関する。
【背景技術】
【０００３】
現代の通信ネットワークは、多くの異なる種類の移動及び／又は固定通信端末とリンクしている。通信ネットワークのうち、セルラーフォンバックホールネットワークはよく知られており、エネルギーを制御及び分配するために動作するスマートグリッドネットワークはそれほど知られていない。ネットワークは、一例として、セルラーフォン、コンピュータ及び通信可能な産業プラント設備のような通信端末とリンクし、音声、ビデオ及びデータ通信サービスの絶えず増大するメニューを端末に提供する。
【０００４】
ネットワークは、ネットワークが提供するサービスに該当する情報を含む信号を用いるそれらの各端末の一方から他方へ情報を転送するために動作する。所与の通信ネットワークのソース端末から送信先端末への伝送では、信号は、通常、複数のネットワークノードを介して伝送する。各ノードにおいて、信号が受信され、その後、任意にノードでの処理の後、信号は、それらの送信先へ向かって転送される。典型的には、ネットワークは、パケット交換ネットワーク（ｐａｃｋｅｔ  ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＰＳＮｓ））であり、ネットワークによって伝送される情報は、マルチプロトコルラベルスイッチング（ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｌａｂｅｌ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＭＰＬＳ））、インターネットプロトコル（ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＰ））及び／又はイーサネット（登録商標）のような適切なパケット技術により構成されるパケットにおいてパッケージされる。
【０００５】
セルラー電話及びデータのような様々なサービスは、ＰＳＮネットワークで転送されるとき、それらの適切な操作のために、高い精度のタイミング情報に同期されるＰＳＮネットワークにおけるデバイスを必要とする。タイミング情報は、高い精度の基準周波数及び／又は時刻（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｄａｙ（ＴｏＤ））を含む。ＴｏＤは、国際原子時（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｔｏｍｉｃ  Ｔｉｍｅ（ＴＡＩ））又は協定世界時（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｔｉｍｅ（ＵＴＣ））のようないくつかの標準に示される、現在の年、月、日、時間、分、秒及び一秒の何分の一を定義する。ＰＳＮネットワークにおけるネットワーク装置は、各種ソースから、及び各種同期プロシージャに基づいて、タイミング情報を受信する。例えば、ＰＳＮにおけるネットワーク装置は、ＵＳのグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）、ロシアのＧＬＯＮＡＳ又は中国のＢｅｉｄｏｕ衛星伝送のようなグローバル・ナビゲーション・サテライト・システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＮＳＳ））伝送から直接タイミング情報を受信する、又は適切なパケットタイミング分配プロトコルに基づいて実行されるＰＳＮ“タイミングオーバーパケット（ｔｉｍｉｎｇ  ｏｖｅｒ  ｐａｃｋｅｔ）”プロシージャに加わることにより、タイミング情報を受信し、ここで、“パケットスレーブクロック”は、“パケットマスタクロック”に同期される。
【０００６】
タイミングオーバーパケットは、一般的に、時間を少なくとも１つのパケットスレーブクロックに伝えかつ同期する“パケットグランドマスタクロック”と呼ばれる単一の基準クロックを含むクロックのシステムによって提供される。パケットグランドマスタクロックは、プライマリ・リファレンス・タイム・クロック（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ（ＰＲＴＣ））のような高精度の基準クロックから周波数基準及び時刻（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｄａｙ（ＴｏＤ））基準を受信する。ＰＲＴＣは、正確かつ安定なパルス繰り返し周波数（例えば、１０ＭＨｚ）によって特徴付けられ、“クロックパルス”と呼ばれる等時性（ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ）パルス列として周波数基準を提供する。ＰＲＴＣは、ＴＡＩ又はＵＴＣのような標準に示される年、月、日、時間、分及び秒を有するパルスと関連する時間コードを伴う各パルスで、１パルス・パー・セカンド（ｏｎｅ  ｐｕｌｓｅ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ（１−ＰＰＳ））の繰り返し率を有する狭いパルスのシーケンスとしてＴｏＤを決定するための信号を提供する。ＰＲＴＣは、高精度の周波数を維持するために、高度に安定したセシウム又はルビジウム原子時計を備える。追加又は代替として、ＰＲＴＣは、ＧＮＳＳ衛星伝送からの正確なＴｏＤ情報を受信するために、ＧＮＳＳ無線レシーバを備えてもよい。ＰＲＴＣによって提供される基準周波数は、一般的に、１０１１分の１以上に正確であること及びＵＴＣに対して±１００ｎｓ（ナノ秒）の正確さのＴｏＤを要求する。パケットマスタクロックは、繰り返し、通常、一定の時間間隔で、“タイミング分配”と呼ばれる処理において、パケットマスタクロックがＰＲＴＣから受信する基準周波数及びＴｏＤに対応する各パケットスレーブクロックを同期する。
【０００７】
タイミング分配は、ネットワークの通信プロトコルに基づいて構成されるタイミングパケットのシーケンスを交換するパケットマスタクロック及びパケットスレーブクロックを含む。共通に利用されるプロトコルは、そのバージョンがＲＦＣ−１３０５及びＲＦＣ−５９０５に定義されるネットワーク・タイム・プロトコル（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＮＴＰ））、及びそのバージョンがＩＥＥＥ−  １５８８−２００２及びＩＥＥＥ−１５８８−２００８（しばしば１５８８−ｖ２と呼ばれる）定義されるプレシジョン・タイム・プロトコル（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＴＰ））である。タイミングパケットは、パケットスレーブクロックが記録し、かつタイミングパケットがマスタクロック及び／又はスレーブクロックを出る及び／又は入る時間を定義する“タイムスタンプ”のようなタイミング情報を含む。トランザクションが完了すると、パケットスレーブクロックは、パケットスレーブクロックがそれ自体をパケットマスタクロックに同期するために使用するタイムスタンプのセットを含むレコードを有する。
【０００８】
典型的には、ＰＳＮのパケットマスタクロックは、タイミングを複数のパケットスレーブクロックに分配し、その各々は、ネットワークの複数のノードの異なるノードに位置付けられる。信頼性の満足度を提供するために、パケットマスタクロックは、バックアップ電源供給及び冗長パケット送信及び受信回路のような冗長な構成要素を備えてもよい。ＰＲＴＣ及びパケットマスタクロックの費用、及び一貫性を確保するために、ネットワークは、一般的に、ネットワークの中央の位置にあるネットワークの物理層に接続される単一のパケットマスタクロックを備える。
【０００９】
ＰＳＮにおける同一の２つのノード間で伝搬するパケットは、２つのノード間を伝搬する際に、伝搬遅延と呼ばれる異なる経過時間を経験する。伝搬遅延の変動（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ−ＰＤＶ）は、パケットがノード間を伝わる経路に沿う、及び／又はノード間の異なる経路に沿って伝わるパケットからの、ネットワーク構成要素におけるキューイング遅延（ｑｕｅｕｉｎｇ  ｄｅｌａｙｓ）の変動から生じる。第１ノードから第２ノードへの伝搬遅延と第２ノードから第１ノードへの伝搬遅延との差は、遅延非対称（ｄｅｌａｙ  ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）と呼ばれる。一定の遅延非対称は、第１ノードから第２ノードへのものとは一致しない第２ノードから第１ノードへの経路をもたらす。上述した論理構造及びＰＳＮネットワークのオペレーションからもらされる遅延非対称及びＰＤＶの原因に加えて、遅延非対称及びＰＤＶは、ＰＳＮをサポートする物理層に含まれる物理ハードウェアでの変化によっても生成される。このような変化は、例えば、物理コネクタ、ファイバ及び／又は銅ケーブル配線及び／又はインターフェース回路における変化を含む。例えば、（ケーブル長さに依存する）数百ナノ秒の遅延非対称及びＰＤＶは、ケーブル配線及びケーブルコネクタに影響を与える環境変化によって生じる。全体に、遅延非対称及びＰＤＶは、１０ミリ秒又はさらに１００ミリ秒のオーダーでありうる。
【００１０】
ＰＳＮネットワークに固有の遅延非対称及びＰＤＶは、タイミングオーバーパケットプロトコルを用いるパケットスレーブクロックによってリカバリされるタイミングの品質を低下させる。また、ＰＳＮネットワークにおける複数のノードが増加し、かつマスタクロックとスレーブクロックとの間の複数の別の通信経路が増加すると、ネットワーククロックへタイミングを分配する際に受ける困難性、費用及び帯域幅オーバーヘッドが増加する。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の一実施形態は、一例として、パケットマスタクロックをＰＳＮに接続することを可能にするＰＳＮスイッチ、ルーター又はエンドデバイスに配置される既存のスモールフォームファクタ（ｓｍａｌｌ  ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒ（ＳＦＰ））準拠ケージへ差し込まれるハウジングに収容されるパケットマスタクロックを提供することに関する。任意に、パケットマスタクロックは、ＩＥＥＥ  １５８８に応じたタイミングを分配する。任意に、パケットマスタクロックは、そこからタイミング情報を受信するＧＮＳＳレシーバを備える。以下、本発明の一実施形態に係るパケットマスタクロックは、プラガブル（差し込み可能な）パケットマスタクロック（ｐｌｕｇｇａｂｌｅ  ｐａｃｋｅｔ  ｍａｓｔｅｒ  ｃｌｏｃｋ（ＰＰＭＣ））という。ＰＰＭＣは、パケットマスタクロックの機能により、差し込まれたホストデバイスの機能を向上させる。
【００１２】
ＳＦＰ準拠ケージは、“マルチソースアグリーメント（ｍｕｌｔｉｓｏｕｒｃｅ  ａｇｒｅｅｍｅｎｔｓ（ＭＳＡ））”として知られる協定の業界団体によって特定される、スモールフォームファクタプラガブル（Ｓｍａｌｌ  Ｆｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ（ＳＦＰ））モジュール、エンハンスドスモールフォームファクタプラガブル（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｍａｌｌ  Ｆｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ（ＳＦＰ＋））モジュール、１０Ｇフォームファクタプラガブル（１０Ｇ  Ｆｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ（ＸＦＰ））モジュール、１００Ｇフォームファクタプラガブル（１００Ｇ  Ｆｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ（ＣＦＰ））モジュール、ギガビットインターフェースコンバータ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＧＢＩＣ））モジュールのようなスモールコミュニケーションモジュールを受け入れるように構成されるソケットを示す。マルチソースアグリーメントは、モジュール及びモジュールが差し込まれる“ケージ”と呼ばれるソケットの電気的、光学的及び物理的特徴を特定する。“ＳＦＰ”は、ＭＳＡアグリーメントのいずれかに準拠するスモールコミュニケーションモジュール及びケージを総称的に言及するために用いられる。
【００１３】
本発明の一実施形態では、ＰＰＭＣは、ＧＮＳＳ衛星から受信される信号に対応するＴｏＤ及び基準周波数を生成するＧＮＳＳレシーバを備える。ＰＰＭＣは、ＧＮＳＳ信号を受信し、ＴｏＤ及び基準周波数を生成するＰＲＴＣと、受信された基準周波数及びＴｏＤを提供するパケットマスタクロックと、を備える。以下、特定のＧＮＳＳに限定しない限り、通常のＧＮＳＳ衛星、伝送（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）及びレシーバをＧＮＳＳ衛星、伝送及びレシーバという。
【００１４】
通信ネットワークの複数のネットワーク構成要素の各々には、その独自のＰＰＭＣが設けられ、それによって、パケットマスタクロックの分散コンフィグレーションを有するネットワークを形成し、各パケットマスタクロックが、タイミング分配プロトコルに頼らずに、ネットワークにおける他のパケットマスタクロックとの同期を維持する。これらのＰＰＭＣは、近傍のネットワーク構成要素にタイミングを分配し、単一の中央に配置されたパケットグランドマスタクロックに替えて、複数のパケットマスタクロックを有するネットワークをもたらす。
【００１５】
複数のネットワーク構成要素にその独自のＰＰＭＣを設けることにより、本発明の一実施形態によれば、正確なタイミングを要求するエンドポイントノードは、一般的に、正確なタイミング情報のソースへの従来通りに構成されるネットワークのあるエンドポイントノードよりも近くなる。その結果、エンドポイントノードの同期を低下させるＰＤＶ及び遅延非対称は低減され、エンドポイントは、ネットワークにおける他の通信装置との正確な同期に依存する改善されたタイミングの品質及びサービスの機能から利益を得る。また、分配されたＰＰＭＣは、タイミングの分配に貢献する帯域幅を小さくする。
【００１６】
ネットワークは、ＧＮＳＳ衛星からの信号の照準線の受信の損失からもたらされるタイミング低下への低減された感度からも利益を得る。都市環境では、ＧＮＳＳ衛星の照準線の損失及びＧＮＳＳタイミング信号の結果的な損失は、例えば、高層ビルディングによるマスキングからもたらされる。ＧＮＳＳタイミング信号の損失も意図的な又は意図しないジャミングからももたらされる。
【００１７】
複数のネットワーク構成要素に独立ＰＰＭＣを設けることにより、ネットワークは、空間的に分散されたＰＲＴＣ及びパケットマスタクロックとして機能することができる相対的に多数のクロックを備える。相対的に多数かつ空間的に分散されたＰＰＭＣは、ネットワークにおける全てのＰＰＭＣが、ＧＮＳＳ機能停止を同時に被り、正確なＴｏＤ及び周波数基準なしにネットワークをそのままにしておくという可能性を少なくする。多数の空間的に分散されたＰＰＭＣのディスポジションは、タイミング品質を維持した実質的に改善されたロバスト性をネットワークに提供する。
【００１８】
この説明では、別途述べない限り、本発明の実施形態の１つ又は複数の特徴の条件又は関係特性を変更する“実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）”及び“約（ａｂｏｕｔ）”のような形容詞は、条件又は特性が、意図された用途のための実施形態の処理のために容認可能である許容範囲内に定義されることを意味するものと理解される。
【００１９】
この発明の概要は、以下の発明でさらに説明される、簡素化された形態での概念の選択を導入するために提供される。この発明の概要は、特許請求の範囲に記載された発明の重要な特徴又は本質的な特徴を同定するためのものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するために用いられるものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の実施形態の非限定的な例は、この段落に挙げられ、本明細書に添付された図面を参照すると共に以下に説明される。１以上の図面に記載される同一の構造、要素及び部材は、通常、それらが記載される全ての図面において同一の符号が付されており、図面において所与の特徴を表す構成に付した符号は、所与の特徴を示すために用いられる。図面に示される構成要素及び特徴の寸法は、説明の便宜及び簡素化のために選ばれており、縮尺通りに示される必要はない。
【００２１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣを概略的に示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る図１Ａに示されるＰＰＭＣの構成要素を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣにより同期された構成要素を含むセルラーネットワークを概略的に示す。
【図３】図３は、図２に示されるセルラーネットワークを概略的に示し、ネットワークの構成要素は、従来のパケットマスタクロック及びパケットスレーブクロックにより同期される。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣ２０を概略的に示す。ＰＰＭＣ２０は、標準的なＳＦＰケージへの挿入に適したスモールフォームファクタプラガブルハウジング２２に収容される。任意に、ハウジング２２は、入力コネクタ２４及び２６を備え、入力コネクタ２４及び２６は、ＧＮＳＳアンテナ３０及び外部基準周波数源４０をそれぞれＰＰＭＣの内部回路と接続するＢＮＣコネクタであってもよい。
【００２３】
図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣ２０に含まれる回路構成要素の模式的なブロック図を示す。ＰＰＭＣは、任意に、ＧＮＳＳ衛星からの伝送（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）を受信するＲＦフロントエンド５１及びＧＮＳＳプロセッサ５２を含むＧＮＳＳレシーバ５０を備えるＰＲＴＣ４９を有する。ＧＮＳＳプロセッサ５２は、フロントエンド５１により受信された伝送を処理し、ＧＮＳＳ衛星信号から、図１Ｂにｔ＊として示されるＴｏＤ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｄａｙ）及び予想基準周波数ｆ＊（１）をリカバーする。
【００２４】
本発明の一実施形態では、ＧＮＳＳレシーバ５０は、ｔ＊をパケットマスタクロック６０に送信し、予想基準周波数基準周波数ｆ＊（２）、ｆ＊（３）及びｆ＊（４）も受信する基準周波数セレクタ７０に予想基準周波数ｆ＊（１）を任意に送信する。予想基準周波数基準周波数ｆ＊（２）は、外部基準周波数源４０により生成される（図１Ａ）。予想基準周波数基準周波数ｆ＊（４）は、クォーツ発振器又は小型原子時計のようなローカル発振器７２によって生成され、ハウジング２２の内部に収容され、任意にＰＲＴＣ４９に含まれる。予想基準周波数基準周波数ｆ＊（３）は、ＰＰＭＣ２０が、差し込まれるＰＳＮネットワーク構成要素のバックプレーン（図示せず）から受信する信号の物理データ速度から、ＰＲＴＣ４９に任意に含まれる“クロックエクストラクタ”７４によりリカバーされる。ＰＰＭＣがネットワーク構成要素のＳＦＰケージに差し込まれたとき、ＰＰＭＣ２０は、送信ポート８１及び受信ポート８２のそれぞれによってバックプレーンに接続される。基準周波数セレクタ７０は、予想基準周波数ｆ＊（１）、ｆ＊（２）、ｆ＊（３）及びｆ＊（４）に対応する基準周波数ｆ＊信号を決定する。基準周波数セレクタ７０は、ＰＳＮ、さらにＰＳＮに接続されるパケットスレーブクロックへの送信ポート８１を介したタイミングの分配に用いる基準周波数ｆ＊をパケットマスタクロック６０に送信する。
【００２５】
なお、上記の説明では、ＴｏＤは、ＧＮＳＳ伝送、ＰＰＭＣ２０のようなＰＰＭＣに対応して生成される一方で、本発明の一実施形態によれば、複数の予想ＴｏＤを生成及び／又は受信し、複数の予想基準ＴｏＤのうちから１つの基準ＴｏＤを選択するＴｏＤセレクタを備えてもよい。例えば、ＴｏＤセレクタは、外部ＧＮＳＳレシーバ又は外部ＰＲＴＣのような独立源（ソース）から適切な受信ポートを通じて、プロセッサ５２により生成された予想ＴｏＤ及び追加予想ＴｏＤを受信してもよい。
【００２６】
また、ＰＲＴＣ４９は、複数の４つの基準周波数から１つの基準周波数を決定するが、本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣは、４つではない複数の予想周波数から１つの基準周波数を決定してもよい。任意に、ＰＰＭＣは、複数の予想基準周波数から１つの基準周波数を決定しないが、常にｆ＊（１）、ｆ＊（２）、ｆ＊（３）又はｆ＊（４）のいずれかである１つの基準周波数を提供するＰＲＴＣを含む。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係る、ＰＳＮ１００に亘るタイミングを提供するように配置されたＰＰＭＣ２０を概略的に示す。ＰＳＮネットワーク１００は、一例として、複数の４つのアクセスネットワーク１２１、１２２、１２３及び１２４を含むセルラーフォンバックホールネットワークであるものとし、４つのアクセスネットワーク１２１、１２２、１２３及び１２４は、サブスクライバをアグリゲーションネットワーク１０１に接続する。アグリゲーションネットワーク１０１は、アクセスネットワークをセルラーフォンコアネットワーク（図示せず）に接続する。各アクセスネットワークは、複数の基地局１４０を含んでもよい。
【００２８】
アグリゲーションネットワーク１０１は、通信リンク１０３により互いに接続される複数のスイッチ及び／又はルーター１０２（以下、アグリゲーションルーター１０２として総称される）を備え、これは、一例として、光学ファイバ、銅ケーブル配線及び／又はマイクロ波リンク及び適切なコネクタによって提供されてもよい。アグリゲーションルーター１０２は、複数のエッジデバイス１０６間の通信チャネルを介して音声、ビデオ及びデータ通信パケットを送受信し、複数のエッジデバイス１０６は、ルーター又はスイッチであってもよく、アクセスネットワーク１２１，１２４をアグリゲーションネットワーク１０１にインターフェース接続する。エッジデバイス１０６及びアグリゲーションルーター１０２は、一般的に、エッジデバイス１０６及びルーター１０２をネットワーク１００に接続する複数のＳＦＰケージ（図示せず）を備える。
【００２９】
各アクセスネットワーク１２１，１２４は、ネットワークの“セル”と呼ばれる限定された地理的領域におけるユーザ・エクイップメント（ＵＥ）（図示せず）への正確に定義された無線周波数（ＲＦ）搬送周波数、及びユーザ・エクイップメント（ＵＥ）からの正確に定義された無線周波数（ＲＦ）搬送周波数で、それぞれが無線信号を送受信する複数の基地局１４０を備えてもよい。無線信号は、音声、ビデオ及び／又はデータをＵＥへ又はＵＥから伝送し、ＵＥは、セルラーフォン、セルラーアクセスで構成されるラップトップ、タブレット、電子書籍リーダ等であってもよい。所与のアクセスネットワーク１２１、１２４における基地局１４０は、通信リンク１０３のコンフィグレーションによって所与のアクセスネットワークをアグリゲーションネットワーク１０１にインターフェース接続する関連するエッジデバイス１０６に接続される。
【００３０】
各基地局１４０は、基地局オペレーションを示す周波数及びＴｏＤのためのクロック信号を提供する独自の“ローカル”クロック１４１を備える又は独自の“ローカル”クロック１４１へのアクセスを有する。通信パケットを転送し、許容できるＱｏＳにおけるネットワークサービスを提供するために、セルラーフォンネットワーク１００のアクセスネットワーク１２１，１２４に含まれる全ての基地局クロック１４１は、一般的に、実質的に同一の基準周波数に同期されなければならず、多くの場合、ＵＴＣと実質的に一致するＴｏＤに同期されなければならない。
【００３１】
本発明の一実施形態では、ＰＰＭＣ２０は、各エッジデバイス１０６のＳＦＰケージ（図示せず）に差し込まれる。各ＰＰＭＣ２０は、実質的に同一の基準周波数ｆ＊、及びＧＮＳＳ衛星伝送に対応するＵＴＣ時刻と実質的に一致するＴｏＤｔ＊を有する、ＰＰＭＣ２０が差し込まれるエッジデバイス１０６を提供する。その結果、本発明の一実施形態によれば、アグリゲーションネットワーク１０１におけるエッジデバイス１０６は、エッジルーターをアグリゲーションネットワーク１０１に接続するリンクにおけるタイミングパケットを送信せずに、互いに実質的に同期されたまま維持されてもよい。したがって、アグリゲーションネットワーク１０１は、タイミングを分配する帯域幅の低減されたアロケーションにより機能することができるだけでなく、そのネットワーク構成要素は、タイミングパケットのためのオンパス（ｏｎ−ｐａｔｈ）サポートを導入するためにアップグレードする必要もない。よって、エッジデバイス１０６は、改善されたタイミング品質及び安定性、並びにタイミングを分配するように従来通りに構成されたセルラーフォンネットワークに対する改善されたＱｏＳから利益を得ることができる。
【００３２】
また、本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣ２０を収容するエッジデバイス１０６は、ＧＮＳＳタイミング情報に対応するタイミング情報を提供するＰＲＴＣとして機能する、及びアクセスネットワーク１２１又は１２４においてタイミングを基地局クロック１４１へ分配するパケットマスタクロックとして機能する。所与のエッジデバイス１０６は、例えば、タイミングパケットを送信し、所与のエッジデバイス１０６が接続されるアクセスネットワーク１２１，１２４における基地局スレーブクロック１４１へタイミングを分配する。ＰＰＭＣが接続されるアクセスネットワークにおける所与のエッジデバイス１０６とスレーブクロック１４１との間のタイミングパケットの伝搬経路は、破線矢印１８０によって示される。通常、伝搬経路１８０は、物理的に短く、かつ、従来通りに構成されるセルラーフォンネットワークにおけるタイミングパケットの伝搬経路よりも通信リンク１０３及びネットワークノードを通過する数が少ない。よって、各アクセスネットワーク１２１，１２４における基地局１４０は、改善されたタイミング品質及び安定性、並びにタイミングを分配するように従来通りに構成されたセルラーフォンネットワークに対する改善されたＱｏＳの証拠となる。
【００３３】
本発明の一実施形態に係るＰＰＭＣ２０を用いるタイミングを分配するように構成されたセルラーフォンネットワーク１００との比較のために、図３は、タイミングを分配するように従来通りに構成されたセルラーフォンネットワーク２００を概略的に示す。セルラーフォンネットワーク２００は、ＰＰＭＣ２０のようなＰＰＭＣを含まないこと、及び既存のＰＲＴＣ（図示せず）及びパケットグランドマスタクロック２０２からタイミングを分配すること以外はセルラーフォンネットワーク１００と同様である。
【００３４】
パケットグランドマスタクロック２０２は、アグリゲーションネットワーク１０１に接続され、バックホールネットワークによって提供される通信チャネルを介してネットワーク２００におけるスレーブクロック１４１のいずれかとタイミングパケットを交換する。タイミングパケットの伝搬経路は、破線矢印２８０によって示され、図２に示されるセルラーフォンネットワーク１００の伝搬経路１８０よりも実質的に長く、かつ、伝搬経路１８０よりも多数の通信リンク１０３及びネットワークノードを通過する。その結果、セルラーフォンネットワーク２００の同期の時間における品質及び安定性は、セルラーフォンネットワーク１００によって提供されるものよりも劣っている。
【００３５】
セルラーフォンネットワーク２００の同期の品質及び安定性は、ネットワーク２００に１以上の従来のパケットマスタクロック２０２を設けることにより改善される場合もあるが、従来のパケットマスタクロックは、比較的高価である。従来のパケットマスタクロックは、ＰＰＭＣ２０を搭載するよりも実質的に複雑であり、従来のパケットマスタクロックを最も近いネットワーク構成要素に接続するために用いられるケーブル配線及びケーブルコネクタは、同期の劣化に寄与する非対称及びパケット遅延変動の源である。
【００３６】
本願の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲では、動詞“備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）”、“含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）”及び“有する（ｈａｖｅ）”のそれぞれ及びそれらの活用形は、当該動詞の目的語が、当該動詞の主語の構成要素、要素又は部品を全て挙げる必要がないことを示すために用いられる。
【００３７】
本願における発明の実施形態の説明は、一例として提供されるものであり、本発明の範囲を制限するものではない。説明された実施形態は、異なる特徴を備えるが、その全てが、本発明の全ての実施形態において要求されるわけではない。一部の実施形態は、特徴の一部のみ又は特徴の取り得る組み合わせのみを使用する。説明された本発明の実施形態及び説明された実施形態において述べられた特徴の異なる組み合わせを含む本発明の実施形態の変形を当業者は想起するであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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