(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介して、複数の他の通信装置との間で通信する通信装置であって、
前記複数の他の通信装置のうちの少なくとも１つの装置である他の第１の通信装置と第１の同期系を形成し、前記第１の同期系での同期を管理する第１のマスタと、
前記複数の他の通信装置のうちの他の少なくとも１つの装置である他の第２の通信装置と第２の同期系を形成し、前記第２の同期系での同期を管理する第２のマスタと、
を有し、
前記第１のマスタは、前記他の第１の通信装置とともにＬ２スイッチに接続され、
前記第２のマスタは、前記他の第２の通信装置とともに前記Ｌ２スイッチに接続され、
前記第１のマスタは、前記第１の同期系で用いる第１の同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む第１のタイムスロットを生成し、
前記第２のマスタは、前記第２の同期系で用いる第２の同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む第２のタイムスロットを生成し、
前記第１のタイムスロットの各スロットと、前記第２のタイムスロットの各スロットとが同期しており、
前記第１のマスタは、前記第１のタイムスロットにおける第１のスロットにおいて、第１のＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信し、
前記第２のマスタは、前記第２のタイムスロットにおける前記第１のスロットとは異なる第２のスロットにおいて、第２のＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する、
通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記第１のマスタは、前記第２のタイムスロットの前記第２のスロットに対応する前記第１のタイムスロットの前記第２のスロットにおいて、通信を停止し、
前記第２のマスタは、前記第１のタイムスロットの前記第１のスロットに対応する前記第２のタイムスロットの前記第１のスロットにおいて、通信を停止する、
通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記第１のマスタは、前記第２のタイムスロットの前記第２のスロットに対応する前記第１のタイムスロットの前記第２のスロットにおいて、前記第１の同期系における前記他の第１の通信装置のうちの１つの装置との間でユニキャスト通信し、
前記第２のマスタは、前記第１のタイムスロットの前記第１のスロットに対応する前記第２のタイムスロットの前記第１のスロットにおいて、前記第２の同期系における前記他の第２の通信装置のうちの１つの装置との間でユニキャスト通信する、
通信装置。
【請求項４】
ネットワークを介して、第１の通信装置と複数の第２の通信装置との間で通信する通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
前記複数の第２の通信装置のうちの少なくとも１つの装置である第３の通信装置と第１の同期系を形成し、前記第１の同期系での同期を管理する第１のマスタと、
前記複数の第２の通信装置のうちの他の少なくとも１つの装置である第４の通信装置と第２の同期系を形成し、前記第２の同期系での同期を管理する第２のマスタと、
を有し、
前記第１のマスタは、前記第３の通信装置とともにＬ２スイッチに接続され、
前記第２のマスタは、前記第４の通信装置とともに前記Ｌ２スイッチに接続され、
前記第１のマスタは、前記第１の同期系で用いる第１の同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む第１のタイムスロットを生成し、
前記第２のマスタは、前記第２の同期系で用いる第２の同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む第２のタイムスロットを生成し、
前記第１のタイムスロットの各スロットと、前記第２のタイムスロットの各スロットとが同期しており、
前記第１のマスタは、前記第１のタイムスロットにおける第１のスロットにおいて、第１のＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信し、
前記第２のマスタは、前記第２のタイムスロットにおける前記第１のスロットとは異なる第２のスロットにおいて、第２のＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する、
通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信システムにおける同期に関する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１では、移動通信網における複数の基地局の同期化方法が記載されている。この同期化方法では、複数の基地局に、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して時間情報を伝送し、時間情報を受信する各基地局のクロック発生器を、受信時点と当該時間情報の時間情報内容とに基づいて調整する。また、この同期化方法では、各基地局に対する、無線時間フレームに係わる機能シーケンスの送信を、クロック発生器の信号に基づいて制御する。
【０００４】
特許文献２では、無線ＬＡＮにより接続された複数の通信装置の各々が、時計手段の時刻の同期を行う通信装置が記載されている。この通信装置は、時刻を示す時刻手段と、時刻検知手段と、第１フレーム認識手段と、第２フレーム送信手段と、を備える。時刻検知手段は、無線ＬＡＮにおいて複数の通信装置に対して送信された特定の第１フレームの受信、又は、送信を検知する。第１フレーム認識手段は、第１フレームの受信又は送信が検知された時の第１フレーム検知時刻を、時計手段が示す時刻に基づいて決定する。第２フレーム送信手段は、第１フレーム検知時刻情報を含む第２フレームを、無線ＬＡＮを介して外部の通信装置に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５０９９７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２の技術では、複数の通信装置間での同期精度が不十分であった。
【０００７】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置及び通信システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の通信装置は、ネットワークを介して、複数の他の通信装置との間で通信する通信装置であって、前記複数の他の通信装置のうちの少なくとも１つの装置である他の第１の通信装置と第１の同期系を形成し、前記第１の同期系での同期を管理する第１のマスタと、前記複数の他の通信装置のうちの他の少なくとも１つの装置である他の第２の通信装置と第２の同期系を形成し、前記第２の同期系での同期を管理する第２のマスタと、を有し、前記第１のマスタは、前記他の第１の通信装置とともにＬ２スイッチに接続され、前記第２のマスタは、前記他の第２の通信装置とともに前記Ｌ２スイッチに接続され、前記第１のマスタは、前記第１の同期系で用いる第１の同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む第１のタイムスロットを生成し、前記第２のマスタは、前記第２の同期系で用いる第２の同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む第２のタイムスロットを生成し、前記第１のタイムスロットの各スロットと、前記第２のタイムスロットの各スロットとが同期しており、前記第１のマスタは、前記第１のタイムスロットにおける第１のスロットにおいて、第１のＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信し、前記第２のマスタは、前記第２のタイムスロットにおける前記第１のスロットとは異なる第２のスロットにおいて、第２のＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、複数の通信装置間での同期精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の通信システムの概略構成例を示すブロック図
【図２】マスタＣＳ（Ｃｅｌｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ）とスレーブＣＳとの構成例を示すブロック図
【図３】通信システムによる同期処理の一例を示すシーケンス図
【図４】複数のＣＳ間で同期処理が行われる場合のタイムスロットの一例を示す模式図
【図５】第１の実施形態における各同期系におけるマスタ、Ｌ２スイッチ、及び複数のスレーブＣＳの構成例を示すブロック図
【図６】第１の実施形態における各同期系が用いるタイムスロットの一例を示す模式図
【図７】第２の実施形態における各同期系におけるマスタ、Ｌ３スイッチ、及び複数のスレーブＣＳの構成例を示すブロック図
【図８】第３の実施形態における各同期系におけるマスタ、ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）スヌーピング機能を有するＬ２スイッチ、及び複数のスレーブＣＳの構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１２】
（本開示の一形態を得るに至った経緯）
複数の通信装置を含む通信システムにおける各通信装置の同期技術として、ＩＥＥＥ１５８８Ｖｅｒ．２が知られている。ＩＥＥＥ１５８８Ｖｅｒ．２では、高精度時間プロトコル（ＰＴＰ：Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて同期が行われる。
【００１３】
ＰＴＰを使用する通信システムでは、互いに同期する通信装置は、１台のマスタ機器とマスタ機器以外のスレーブ機器とに区分される。例えば、マスタ機器からスレーブ機器に対して同期メッセージが送信され、マスタ機器とスレーブ機器との間でメッセージ交換される。
【００１４】
特許文献１に記載された同期化方法では、マスタ機器が送出する同期メッセージに応答するスレーブ機器の台数（例えば１００台）が多い場合、多数のスレーブ機器に対するメッセージ交換がマスタ機器に集中的に発生する可能性がある。この場合、例えば、ネットワークの負荷（トラフィック）、マスタ機器の処理負荷（例えば、ＣＰＵの処理負荷）が一時的に過大になり、マスタ機器による処理に遅延が生じる。この結果、マスタ機器とスレーブ機器との間の時刻の同期にずれが生じる可能性がある。
【００１５】
特許文献２に記載された通信装置では、無線により同期フレームが送信されており、複数のスレーブ機器のうちの１つのスレーブ機器が同期に失敗した場合、他のスレーブ機器についても連鎖的に同期に失敗することがある。従って、例えばスレーブ機器の台数（例えば１００台）が多い場合には、同期に失敗する可能性が高くなる。
【００１６】
更に、マスタ機器により、より多くのスレーブ機器（例えば１０００台）の同期を管理することも想定される。
【００１７】
以下では、複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置及び通信システムについて説明する。
【００１８】
以下の実施形態における通信システムは、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）−ＰＢＸ（Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｂｒａｎｃｈ  ｅＸｃｈａｎｇｅ）システムに適用される。
【００１９】
以下の実施形態における通信装置は、例えば、ＩＰ−ＰＢＸに接続されるＩＰ−ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）−ＣＳ（：Ｃｅｌｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ）に適用される。
【００２０】
（第１の実施形態）
［構成等］
図１は、実施形態における通信システム１の概略構成例を示す模式図である。通信システム１は、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２、ＩＰ−ＤＥＣＴ−ＣＳ４、及びＩＰ電話端末５を備える。ＩＰ−ＤＥＣＴ−ＣＳ４は、例えば、ＬＡＮ３（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を経由して、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２と有線接続される。ＩＰ電話端末５は、例えば、ＬＡＮ３を経由してＩＰ−ＰＢＸ主装置２と有線接続される。
【００２１】
ＩＰ−ＰＢＸ主装置２は、ＩＰネットワークにおいて、例えばＩＰ電話端末５又はＣＳ（Ｃｅｌｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ）配下のＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７の回線交換を行う装置である。ＩＰ−ＰＢＸ主装置２は、例えば、上記回線交換を行う専用の装置でもよいし、上記回線交換機能を有する汎用のサーバでもよい。ＩＰ−ＰＢＸ主装置２により、例えば企業、店舗、又はコールセンタ内において、ＩＰ電話による内線電話網が構築できる。
【００２２】
ＩＰ−ＤＥＣＴ−ＣＳ４は、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７の無線通信を可能にする複数の基地局としてのＣＳ（Ｃｅｌｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ）６を有する。ＣＳ６は、マスタとして動作するマスタＣＳ６Ｍと、スレーブとして動作するスレーブＣＳ６Ｓと、を含む。マスタＣＳ６Ｍは、スレーブＣＳ６Ｓの同期を管理する。図１では、３台のＣＳ６は、それぞれＬＡＮ３に接続され、ＩＰ−ＰＢＸ主装置２との通信及び各ＣＳ６間での通信を可能にされる。ＣＳ６は、通信装置の一例である。
【００２３】
図１では、３台のＣＳ６のうち、１台のＣＳ６がマスタＣＳ６Ｍとして設定され、残りの２台のＣＳ６がスレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢとして設定される。ＣＳ６をマスタＣＳ６Ｍとして動作させるかスレーブＣＳ６Ｓとして動作させるかは、例えばＩＰ−ＰＢＸ主装置２のメンテナンスコンソールにより設定されることもあれば、生産時からマスタ専用機、スレーブ専用機として別々に製造して動作させることもある。後者の場合には、マスタ専用機に高性能なＣＰＵを実装し、又は音声通信機能のない同期マスタ専用機とすることで、収容台数を増やすこともできる。
【００２４】
マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢとは、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７がＣＳ６Ｍ，６Ｓとの間でシームレスに通信が行えるように、ＬＡＮ３を経由して同期がとられる。シームレスな通信とは、例えば、通信が途切れることなくハンドオーバされることを指す。
【００２５】
ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７は、携帯型の通信端末であり、例えば電波強度の最も強いＣＳ６との間で通信を行う。ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７は、ＣＳ６との間で、ＤＥＣＴを用いて通信する。ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７は、例えば、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７の移動に伴って、通信先のＣＳ６との間での通信状態に悪化の兆候が見られた場合、通信先のＣＳ６を切り替え、他のＣＳ６との間で通信を開始（ハンドオーバー）する。従って、ＣＳ６の台数が多い場合、多数のＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７が配置可能であり、通信可能なエリアを拡大できる。ＣＳ６との間での通信状態に悪化の兆候が見られた場合とは、例えば、通信先のＣＳ６との間でモニタしている電波強度や通信品質が、他の周辺ＣＳ６との間のものに比べて低下する場合である。
【００２６】
図１では、ＩＰ−ＤＥＣＴ−ＣＳ４におけるＣＳ６の台数を３台としたが、この台数に限られない。但し、スレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢがマスタＣＳ６Ｍと同期をとる関係上、スレーブＣＳ６Ｓの台数はマスタＣＳ６Ｍのリソース能力（例えば、ＣＰＵの処理能力）以内となる。通信システム１は、少なくとも複数のＣＳ６を含む。
【００２７】
尚、後述するように、マスタＣＳ６Ｍ及びスレーブＣＳ６Ｓは、複数の同期系に分離される。具体的には、マスタＣＳ６Ｍによる同期管理能力を向上するため、マスタＣＳ６Ｍ内の同期管理機能を複数に分離する。つまり、マスタＣＳ６Ｍ内の複数のマスタＭ（図２，図５参照）のそれぞれが、配下のスレーブＣＳ６Ｓの同期管理機能を有する。
【００２８】
各マスタＭは、例えば、マスタＣＳ６Ｍにおいて、個別にＣＰＵ等のプロセッサによりハードウェアで分離される。
【００２９】
１つのマスタＭに対して複数のスレーブＣＳ６Ｓが配置されて、１つの同期系が形成される。１つの同期系におけるスレーブＣＳ６Ｓの台数は、上記と同様に、マスタＭのリソース能力（例えば、ＣＰＵの処理能力）以内となる。
【００３０】
図２は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとの構成例を示すブロック図である。図２に示すように、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとの相違点は、後述するように、ＤＥＣＴ無線部１０、ディスプレイ１３、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理部１４１の有無である。
【００３１】
マスタＣＳ６Ｍは、ＰＨＹ（ＰＨＹｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）−ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）１１、メモリ１２、及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４を有する。このＣＰＵ１４は、メモリ１２に保持されたプログラムを実行することで、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）−ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ブロック１４２、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ブロック１４３、及び同期制御ソフトウェア処理部１４４の各機能を有する。
【００３２】
図２では、詳細な図示が省略されているが、マスタＣＳ６Ｍは、複数のマスタＭを含む。各マスタＭの構成は同じである。マスタＭは、各々、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１、メモリ１２、及びＣＰＵ１４を有する。
【００３３】
また、スレーブＣＳ６Ｓは、ＤＥＣＴ無線部１０、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１、メモリ１２、ディスプレイ１３、及びＣＰＵ１４を有する。このＣＰＵ１４は、メモリ１２に保持されたプログラムを実行することで、ＶｏＩＰ処理部１４１、ＴＣＰ−ＩＰブロック１４２、ＭＡＣブロック１４３、及び同期制御ソフトウェア処理部１４４の各機能を有する。
【００３４】
ＤＥＣＴ無線部１０は、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７との間でＤＥＣＴ方式に従って無線通信するためのハードウェア（ＨＷ：ＨａｒｄＷａｒｅ）とソフトウェア（ＳＷ：ＳｏｆｔＷａｒｅ）とを含む。ＤＥＣＴ無線部１０は、後述する同期制御ハードウェア１１２により生成されたクロック信号を入力し、クロック信号に同期して動作する。
【００３５】
ＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、ＰＨＹブロック１１１と同期制御ハードウェア１１２とを有する。
【００３６】
ＰＨＹブロック１１１は、例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  Ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを、ＬＡＮ３（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を介して、他のＶｏＩＰ機器と通信するためのＰＨＹ層に係る処理を行う。他のＶｏＩＰ機器は、例えば、他のＣＳ６、ＩＰ電話端末５を含む。
【００３７】
同期制御ハードウェア１１２は、ＩＥＥＥ１５８８  Ｖｅｒ．２に準拠したハードウェア・アクセラレータを含む。同期制御ハードウェア１１２は、クロックを生成し、内部に持つＴｉｍｅＳｔａｍｐ（タイムスタンプ）の時刻情報及びクロックレートを、ＩＥＥＥ１５８８  Ｖｅｒ．２プロトコルによってタイミングマスタに同期させるためのハード機能を有する。本実施形態では、タイミングマスタは、マスタＣＳ６Ｍである。図２では、同期制御ハードウェア１１２がＰＨＹ−ＬＳＩ１１に含まれることを例示したが、他の構成部に含まれてもよい。
【００３８】
ＶｏＩＰ処理部１４１は、例えば、ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７との間で無線通信された双方向音声データを、ＶｏＩＰパケットに変換する。ＶｏＩＰ処理部１４１は、例えば音声データをＤＥＣＴ無線部１０との間で送受する。
【００３９】
ＴＣＰ−ＩＰブロック１４２は、ＶｏＩＰパケットをＬＡＮ３経由で他のＶｏＩＰ機器と通信するためのＴＣＰ層及びＩＰ層に係る処理を行う。ＭＡＣブロック１４３は、ＶｏＩＰパケットをＬＡＮ３経由で他のＶｏＩＰ機器と通信するためのＭＡＣ層に係る処理を行う。図２では、ＭＡＣブロック１４３がＣＰＵ１４に含まれることを例示したが、他の構成部に含まれてもよい。
【００４０】
同期制御ソフトウェア処理部１４４は、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１の同期制御ハードウェア１１２を制御して、ＩＥＥＥ１５８８  Ｖｅｒ．２プロトコルによる同期を実現するためのソフトウェアを処理する。例えば、ＣＰＵ１４が、メモリ１２に記憶されたプログラムを実行することにより、同期制御ソフトウェア処理部１４４の機能を実現する。
【００４１】
同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｍａｓｔｅｒ（マスタ）／Ｓｌａｖｅ（スレーブ）の２つのモードを有する。本実施形態では、マスタＣＳ６Ｍの同期制御ソフトウェア処理部１４４には、マスターモードが設定され、スレーブＣＳ６Ｓの同期制御ソフトウェア処理部１４４には、スレーブモードが設定される。
【００４２】
同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、自ＣＳの初期設定、ＰＬＬ制御（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を実行し、自ＣＳのクロックの位相及びクロックレートを制御する。例えば、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、スレーブモードである場合、同期メッセージの通信に基づいてマスタＣＳ６Ｍとの間の伝搬遅延時間を算出し、伝搬遅延時間に基づいて、自ＣＳのクロックを補正する。この場合、同期制御ソフトウェア処理部１４４は、クロック補正部としての機能を有する。
【００４３】
ＴＣＰ−ＩＰブロック１４２、ＭＡＣブロック１４３、及びＰＨＹブロック１１１は、例えば、同期メッセージを通信する通信部としての機能を有する。
【００４４】
メモリ１２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。メモリ１２は、各種データ、情報、プログラム、を記憶する。
【００４５】
ディスプレイ１３は、例えば、各種データ、情報を表示する。
【００４６】
次に、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢとの間の同期メッセージの通信例について説明する。
【００４７】
図３は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢとの間の同期メッセージの通信例を示すシーケンス図である。本実施形態では、同期系毎に、マスタＭと配下のスレーブＣＳ６Ｓとが同期メッセージを通信し、同期をとる。尚、各同期系のマスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、相互に、チップ間同期を行う（図５参照）。そのため、マスタＣＳ６Ｍと複数のスレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢ，・・・とは、どのマスタＭにより同期処理がされたかに依存せず、同様に同期される。
【００４８】
図３のシーケンスでは、例えば、ＩＥＥＥ１５８８  Ｖｅｒ．２プロトコル（ＰＴＰ）に従って同期メッセージが通信される。ＰＴＰでは、例えば、パケットベースで、時刻（＝位相）、及び周波数が同期される。ＰＴＰでは、例えば、マスタＭとスレーブＣＳ６Ｓとの間において、パケットメッセージ交換により同期が行われる。ＰＴＰでは、例えば、マスタＭ及びスレーブＣＳ６Ｓにおいて、ハードウェアタイムスタンプが使用される。ＰＴＰでは、例えば、ＰＴＰ専用線の敷設が不要であり、ユーザトラフィックとの混在が可能である。
【００４９】
時刻Ｔ１において、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６ＳＡ，６ＳＢに対して、Ｓｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する。Ｓｙｎｃメッセージは、例えば、パケット単位で送信される。Ｓｙｎｃメッセージは、例えば、マスタＭの同期制御ハードウェア１１２により付される当該メッセージの送信時刻（Ｔ１）の情報を含む。Ｓｙｎｃメッセージは、単に「Ｓｙｎｃ」とも記載される。時刻（Ｔｘ）の情報を含むＳｙｎｃメッセージは、単にＳｙｎｃ（Ｔｘ）とも記載される。
【００５０】
時刻Ｔ２において、スレーブＣＳ６ＳＡのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｓｙｎｃ（Ｔ１）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ２）の情報を取得する。スレーブＣＳ６ＳＡの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｓｙｎｃメッセージに含まれる時刻Ｔ１の情報と、取得された時刻Ｔ２の情報と、を用いて、Ｔ２−Ｔ１を算出する。
【００５１】
時刻Ｔ３において、スレーブＣＳ６ＳＡのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、受信されたＳｙｎｃメッセージに応じて、マスタＭに対して、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージをユニキャスト送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、例えば、パケット単位で送信される。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、単に「Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ」とも記載される。スレーブＣＳ６ＳＡのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの送信時刻（Ｔ３）を取得し、例えばメモリ１２に記憶させる。
【００５２】
時刻Ｔ４において、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑを受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ４）の情報を取得する。
【００５３】
時刻Ｔ５において、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６ＳＡに対して、受信されたＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑに対するＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージをユニキャスト送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージは、例えば、パケット単位で送信される。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージは、単に「Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ」とも記載される。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐは、例えば、時刻Ｔ４の情報を含む。つまり、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４）を送信する。
【００５４】
時刻Ｔ６において、スレーブＣＳ６ＳＡのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージに含まれる受信時刻（Ｔ４）の情報を取得する。スレーブＣＳ６ＳＡの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４）に含まれる時刻Ｔ４の情報と、記憶された時刻Ｔ３の情報と、を用いて、Ｔ４−Ｔ３を算出する。
【００５５】
算出された（Ｔ２−Ｔ１）の値と（Ｔ４−Ｔ３）の値との合計値は、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６ＳＡとの間の往復遅延時間を表す。往復遅延時間の半分の値は、片道遅延時間の平均値を表し、「伝搬遅延時間」とも称する。スレーブＣＳ６ＳＡの同期制御ハードウェア１１２及び同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、（Ｔ２−Ｔ１）の値と（Ｔ４−Ｔ３）の値とが伝搬遅延時間に一致するように、スレーブＣＳ６ＳＡのクロックの位相（＝時刻）及びクロックレートを調整する。これにより、スレーブＣＳ６ＳＡのクロックをマスタＭ（つまりマスタＣＳ６Ｍ）のクロックに同期させることができ、両者の時刻のずれを解消できる。
【００５６】
同様に、時刻Ｔ２’において、スレーブＣＳ６ＳＢのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｓｙｎｃ（Ｔ１）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ２’）の情報を取得する。スレーブＣＳ６ＳＢの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｓｙｎｃメッセージに含まれる時刻Ｔ１の情報と、取得された時刻Ｔ２’の情報と、を用いて、Ｔ２'−Ｔ１を算出する。
【００５７】
時刻Ｔ３’において、スレーブＣＳ６ＳＢのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、受信されたＳｙｎｃメッセージに応じて、マスタＭに対して、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑをユニキャスト送信する。スレーブＣＳ６ＳＢのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの送信時刻（Ｔ３’）を取得し、例えばメモリ１２に記憶させる。
【００５８】
時刻Ｔ４’において、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６ＳＢからのＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑを受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージの受信時刻（Ｔ４’）の情報を取得する。
【００５９】
時刻Ｔ５’において、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、スレーブＣＳ６ＳＢに対して、受信されたＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑに対するＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐをユニキャスト送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐは、例えば、時刻Ｔ４’の情報を含む。つまり、マスタＭのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４’）を送信する。
【００６０】
時刻Ｔ６’において、スレーブＣＳ６ＳＢのＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４’）を受信し、内部のタイムスタンプを参照して、当該メッセージに含まれる受信時刻（Ｔ４’）の情報を取得する。スレーブＣＳ６ＳＢの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ（Ｔ４’）に含まれる時刻Ｔ４’の情報と、記憶された時刻Ｔ３’の情報と、を用いて、Ｔ４’−Ｔ３’を算出する。
【００６１】
算出された（Ｔ２’−Ｔ１）の値と（Ｔ４’−Ｔ３’）の値との合計値は、マスタＭとスレーブＣＳ６ＳＢとの間の往復遅延時間を表す。往復遅延時間の半分の値は、片道遅延時間の平均値を表し、伝搬遅延時間とも称する。スレーブＣＳ６ＳＢの同期制御ハードウェア１１２及び同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、（Ｔ２’−Ｔ１）の値と（Ｔ４’−Ｔ３’）の値とが伝搬遅延時間に一致するように、スレーブＣＳ６ＳＢのクロックの位相及びクロックレートを調整する。これにより、スレーブＣＳ６ＳＢのクロックをマスタＭ（つまりマスタＣＳ６Ｍ）のクロックに同期させることができ、両者の時刻のずれを解消できる。
【００６２】
図３に示したように、各スレーブＣＳ６Ｓは、自ＣＳが属する同期系のマスタＭを参照し、同期処理を行う。スレーブＣＳ６Ｓは、同期メッセージ（例えばＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャスト通信されることで、他のスレーブＣＳ６Ｓとの間の処理は発生せず、マスタＭとの間の処理を行う。
【００６３】
マスタＭは、同期メッセージ（例えばＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャスト通信された場合、このユニキャスト通信の通信タイミングが異なる場合、各スレーブＣＳとの処理が集中しない、又は集中が緩和される。そのため、マスタＣＳ６Ｍのリソースが不足（例えば、ＣＰＵの能力不足）することを抑制できる。
【００６４】
次に、通信システム１におけるタイムスロットＴＳについて説明する。
【００６５】
図４は、通信システム１における複数のＣＳ６間で同期処理が行われる場合のタイムスロットＴＳの一例を示す模式図である。以下、タイムスロットＴＳにおけるｎ番目のスロットを「Ｓｌｏｔｎ」とも記載する。タイムスロットＴＳは、同期メッセージを通信するための複数のスロットを含む。
【００６６】
タイムスロットＴＳは、同期系毎に同じでもよいし、異なってもよい。本実施形態では、タイムスロットＴＳが同期系毎に異なることを例示する。尚、後述するように、図４は、１つの同期系におけるタイムスロットＴＳの詳細を示している。
【００６７】
マスタＭの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、例えば、タイムスロットＴＳを生成し、同じ同期系の各スレーブＣＳ６Ｓに対してタイムスロットＴＳに含まれるスロットの１つを割り当てる。つまり、マスタＭの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、スロット制御部としての機能を有する。
【００６８】
スレーブＣＳ６Ｓでは、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１又は同期制御ソフトウェア処理部１４４が、マスタＭにより割り当てられたスロットの情報を取得する。スロットの情報は、例えばＬＡＮ３を介した通信により取得されてもよいし、予めスレーブＣＳ６Ｓ毎に定められてメモリ１２に記憶され、メモリ１２から取得されてもよい。つまり、スレーブＣＳ６ＳのＰＨＹ−ＬＳＩ１１又は同期制御ソフトウェア処理部１４４は、取得部としての機能を有する。
【００６９】
ＰＴＰでは、図３に示した同期メッセージ（例えば、Ｓｙｎｃ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）の伝送は、例えば、１秒の周期で繰り返される。
【００７０】
図４では、マスタＭの同期制御ソフトウェア処理部１４４が、タイムスロットＴＳの周期である１秒間を１００分割し、１００個のスロットを含むタイムスロットＴＳを形成する。つまり、マスタＭの同期制御ソフトウェア処理部１４４は、１スロットあたり１０ｍｓｅｃの時間を割り当て、０番目のスロットＳｌｏｔ０から９９番目のスロットＳｌｏｔ９９までを形成する。また、１秒周期で同じ動作が繰り返され、９９番目のスロットＳｌｏｔ９９の次に、０番目のスロットＳｌｏｔ０が現れる。
【００７１】
１スロットあたりの時間長を１０ｍｓｅｃとした場合、特定の環境下（例えば、ＯＳとしてＬｉｎｕｘ（登録商標）を使用する環境）において実装を容易にできる。１スロットあたりの時間長が１０ｍｓｅｃとされることは一例であり、１０ｍｓｅｃ以外の時間長が採用されても良い。
【００７２】
図４では、Ｓｌｏｔ０において、ＭａｓｔｅｒとしてのマスタＭと同じ同期系の全てのスレーブＣＳ６Ｓ（６ＳＡ，６ＳＢ，・・・）との間で、同期メッセージ（Ｓｙｎｃ）がマルチキャストにより通信される（例えば図３の時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ２’参照）。Ｓｌｏｔ１において、Ｓｌａｖｅ１としてのスレーブＣＳ６ＳＡとマスタＭとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ，Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される（例えば図３のＴ３〜Ｔ６参照）。Ｓｌｏｔ２において、Ｓｌａｖｅ２としてのスレーブＣＳ６ＳＢとマスタＭとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される（例えば図３のＴ３’〜Ｔ６’参照）。
【００７３】
同様に、Ｓｌｏｔ３〜Ｓｌｏｔ９９において、Ｓｌａｖｅ３〜９９としてのスレーブＣＳ（不図示）とマスタＭとの間で、同期メッセージ（Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ）がユニキャストにより通信される。従って、図４では、最大で９９台のスレーブＣＳが割り当てられる。
【００７４】
図４のタイムスロットＴＳを用いる場合、マスタＭは、複数（例えば多数）のスレーブＣＳ６Ｓとの間で、同期メッセージを一定の周期で順番に通信できる。これにより、マスタＭにおける同期処理が一時期に集中することを抑制でき、マスタＭの処理負荷を時間的に分散できる。従って、マスタＭが格別に高性能のＣＰＵを内蔵しない場合でも、マスタＭにおける処理遅延が抑制され、各ＣＳ６間における同期ずれの発生を抑制できる。
【００７５】
図４に示した各スロットでは、例えばＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）のスロットとは異なり、通信タイミングが厳格に規制されない。従って、仮に１つのスロットにおいて同期メッセージの通信処理が終了しない場合でも、この通信処理が継続されてもよい。この場合、次のスロットの処理開始タイミングが少し遅れる程度の影響が現れるが、マスタＭに負荷が集中することは抑制され、マスタＭの処理負荷は分散される。
【００７６】
図４では、１周期におけるＳｌｏｔ９９に９９番目のスレーブＣＳ６Ｓに割り当てられることを例示しているが、スレーブＣＳ６Ｓの総数の最大値が９８個に定められ、Ｓｌｏｔ９９がブランクにされてもよい。この場合、Ｓｌｏｔ９９には、同期メッセージを通信するスレーブＣＳ６Ｓが割り当てられない。これにより、各スロットの処理が遅延した場合でも、遅延の影響をＳｌｏｔ９９において吸収でき、次の１周期の処理開始が遅延することを抑制できる。
【００７７】
図４では、１周期におけるスロット数が１００個であることを例示したが、１００個以外でもよい。
【００７８】
［タイムスロットの並列動作］
次に、各同期系を考慮した通信システム１の構成について説明する。通信システム１は、複数（例えば１０個）の同期系を有する。各同期系は、マスタＭ及び複数の（例えば最大９９台の）スレーブＣＳ６Ｓを含む。各同期系では、個別のタイムスロットＴＳが用いられ、マスタＭ及び複数のスレーブＣＳ６Ｓ間で通信される。尚、マスタＭは、マスタＣＳ６Ｍの一部ではあるが、以下では、マスタＭをＣＳ６の１つとして示すこともある。
【００７９】
図５は、各同期系におけるマスタＭ、Ｌ２スイッチＳＷ１、及び複数のスレーブＣＳ６Ｓの構成例を示すブロック図である。図５では、同期系がＮ系統あることを例示する。尚、各同期系におけるスレーブＣＳ６Ｓの数は９９台であることを例示するが、他の数でもよい。
【００８０】
例えば、同期系ＸにおけるマスタＭを、「マスタＭＸ」として示す。例えば、同期系１におけるマスタＭをマスタＭ１とし、同期系２におけるマスタＭをマスタＭ２とし、同期系ＮにおけるマスタＭをマスタＭＮとする。
【００８１】
図５では、マスタＭＸは、ＣＰＵ＿Ｘ及びＰＨＹ−ＬＳＩ＿Ｘを含む。ＣＰＵ＿Ｘは、ＣＰＵ１４の１つであり、ＰＨＹ−ＬＳＩ＿Ｘは、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１の１つである。尚、図５では、マスタＭＸが備えるメモリ１２の図示が省略されている。
【００８２】
また、同期系ＸにおけるスレーブＣＳ６Ｓを「スレーブＣＳ６ＳＸ」として示し、同期系Ｘにおける第ｘのスレーブＣＳ６Ｓを「スレーブＣＳ６ＳＸ−ｘ」として示す。従って、例えば、同期系１におけるスレーブＣＳは、スレーブＣＳ６Ｓ１−１，６Ｓ１−２，・・・６Ｓ１−ｘで表わされ、同期系ＮにおけるスレーブＣＳは、スレーブＣＳ６ＳＮ−１，６ＳＮ−２，・・・６ＳＮ−ｘで表わされる。
【００８３】
尚、スレーブＣＳ６Ｓ１−１は、前述したスレーブＣＳ６ＳＡの一例であり、スレーブＣＳ６Ｓ１−２は、前述したスレーブＣＳ６ＳＢの一例である。
【００８４】
図５では、同期系１は、マスタＭ１及びスレーブＣＳ６Ｓ１−１，・・・，６Ｓ１−９９を含む。同期系２は、マスタＭ２及びスレーブＣＳ６Ｓ２−１，・・・，６Ｓ２−９９を含む。同期系Ｎは、マスタＭＮ及びスレーブＣＳ６ＳＮ−１，・・・，６ＳＮ−９９を含む。
【００８５】
マスタＭＸとスレーブＣＳ６ＳＸとは、Ｌ２スイッチＳＷ１を介して接続される。Ｌ２スイッチＳＷ１は、複数の同期系において共通に用いられる。Ｌ２スイッチＳＷ１は、ＯＳＩ参照モデルの第２層において動作するスイッチである。Ｌ２スイッチＳＷ１の各ポートには、各同期系のマスタＭとスレーブＣＳ６Ｓに接続される。
【００８６】
マスタＭＸが同じ同期系ＸのスレーブＣＳ６ＳＸに対してユニキャスト送信すると、Ｌ２スイッチＳＷ１は、送信先のスレーブＣＳ６ＳＸが接続されたポートに同期信号を転送する。そのため、異なる同期系との間では同期信号（例えば同期メッセージ）の混在は生じない。同様に、スレーブＣＳ６ＳＸが同じ同期系ＸのマスタＭＸに対してユニキャスト送信すると、Ｌ２スイッチＳＷ１は、送信先のマスタＭＸが接続されたポートに同期信号を転送する。そのため、異なる同期系との間では同期信号の混在は生じない。尚、ユニキャスト送信される同期信号は、例えばユニキャスト同期パケットである。
【００８７】
一方、マスタＭＸが同期信号をマルチキャスト送信すると、Ｌ２スイッチＳＷ１は、マスタＭＸが接続されたポート以外の全ポートに、同期信号を転送する。つまり、マルチキャスト送信された同期信号は、Ｌ２スイッチＳＷ１を介して、同じ同期系ＸのスレーブＣＳ６ＳＸ並びに異なる同期系のマスタＭ及びスレーブＣＳ６Ｓに対して、同期信号が伝送される。従って、任意の同期系におけるマルチキャスト通信時に、異なる同期系においてマルチキャスト通信又はユニキャスト通信が発生すると、同期信号が干渉することになる。尚、マルチキャスト送信される同期信号は、例えばマルチキャスト同期パケットである。
【００８８】
これに対し、本実施形態では、各同期系においてマルチキャスト通信が異なるタイミングで発生するよう工夫される。つまり、各同期系では、図４に示したタイムスロットＴＳが共通して用いられず、個別に異なるタイムスロットＴＳが用いられる。
【００８９】
図６は、各同期系が用いるタイムスロットＴＳの一例を示す模式図である。
【００９０】
図６では、同期系１〜１０の１０個のタイムスロットＴＳの一部が抜粋して例示されている。図６では、各同期系において、各マスタＭ及び各スレーブＣＳ６Ｓに割り当てられるスロットの順序は同じであるが、スロット番号が異なる。つまり、同期系１のタイムスロットＴＳ１を基準とすると、他の同期系のタイムスロットＴＳでは、スロット位置がオフセットされており、各ＣＳの通信タイミングが異なるように設定される。尚、タイムスロットＴＳ１は、図４に示したタイムスロットＴＳと同じである。
【００９１】
図６では、同期系Ｘにおいて、スロット位置が１０×（Ｘ−１）だけオフセットされる。つまり、各同期系のタイムスロットＴＳにおいて、同期系２のタイムスロットＴＳ２では１０スロット分オフセットされ、同期系３のタイムスロットＴＳ３では２０スロット分オフセットされ（不図示）、同期系１０のタイムスロットＴＳ１０では９０スロット分オフセットされている。つまり、各同期系でオフセット量が異なる。
【００９２】
よって、各マスタＭの各ＣＰＵ１４は、オフセット量の異なるタイムスロットＴＳ（ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，・・・）を生成し、自マスタＭ及び同じ同期系の各スレーブＣＳ６Ｓに対して、タイムスロットＴＳに含まれるスロットの１つを割り当てる。
【００９３】
この結果、同期系１では、マスタＭ１のＰＨＹ−ＬＳＩ＿１が、Ｓｌｏｔ０においてＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する。同期系２では、マスタＭ２のＰＨＹ−ＬＳＩ＿２が、Ｓｌｏｔ１０においてＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する。同期系１０では、マスタＭ１０のＰＨＹ−ＬＳＩ＿１０が、Ｓｌｏｔ９０においてＳｙｎｃメッセージをマルチキャスト送信する。
【００９４】
従って、各同期系の各マスタＭは、異なるスロットを用いてマルチキャスト送信するので、Ｌ２スイッチＳＷ１においてマルチキャスト同士の通信干渉が発生することを抑制できる。よって、通信システム１は、スレーブＣＳ６Ｓを多数増設しても、例えばスレーブＣＳ６Ｓを１０００台に増設しても、同期系毎にマスタＭ及びスレーブＣＳ６Ｓを分離し、同期系毎に個別のタイムスロットＴＳを用いて通信することで、通信干渉を抑制して通信できる。
【００９５】
また、各マスタＭによるマルチキャスト送信のタイミングが異なるので、マスタＣＳ６Ｍにおける同期処理が一時期に集中することを抑制でき、マスタＣＳ６Ｍの処理負荷を時間的に分散できる。従って、マスタＣＳ６Ｍが格別に高性能のＣＰＵを内蔵しない場合でも、マスタＣＳ６Ｍにおける処理遅延が抑制され、各ＣＳ６間における同期ずれの発生を抑制できる。
【００９６】
尚、図６に示すように、任意の同期系のマスタＭがマルチキャスト送信するスロットでは、他の同期系のマスタＭは、他の同期系のマスタＭ又はスレーブＣＳ６Ｓによる通信を停止させてもよい。これにより、いずれかの同期系のマルチキャスト送信のタイミングにおいて他の同期系での通信が回避されるので、通信システム１は、通信干渉を更に抑制できる。
【００９７】
一方、任意の同期系のマスタＭがマルチキャスト送信するスロットにおいて、他の同期系のマスタＭ又はスレーブＣＳ６Ｓがユニキャスト通信してもよい。この場合でも、同期系毎のマルチキャスト送信のタイミングはずれているので、通信干渉の抑制を達成できる。
【００９８】
［効果等］
このように、通信システム１では、マスタＣＳ６Ｍは、ＬＡＮ３を介して他の通信装置との間で通信し、ＣＰＵ１４及びＰＨＹ−ＬＳＩ１１を備える。ＣＰＵ１４は、同期系１で用いる同期メッセージを通信するための複数のスロットを含むタイムスロットＴＳ１を生成する。ＣＰＵ１４は、同期系２で用いる同期メッセージを通信するための複数のスロットを含むタイムスロットＴＳ２を生成する。ＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、同期系１では、タイムスロットＴＳ１におけるＳｌｏｔ０において、同期メッセージをマルチキャスト送信する。ＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、同期系２では、タイムスロットＴＳ２におけるＳｌｏｔ１０において、同期メッセージをマルチキャスト送信する。
【００９９】
尚、マスタＣＳ６Ｍは、通信装置の一例である。ＬＡＮ３は、ネットワークの一例である。ＣＰＵ１４は、プロセッサの一例である。ＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、通信デバイスの一例である。同期系１は、第１の同期系の一例である。同期系２は、第２の同期系の一例である。タイムスロットＴＳ１は、第１のタイムスロットの一例である。タイムスロットＴＳ２は、第２のタイムスロットの一例である。Ｓｌｏｔ０は、第１のスロットの一例である。Ｓｌｏｔ１０は、第１のスロットと異なる第２のスロットの一例である。
【０１００】
これにより、マスタＣＳ６ＭとスレーブＣＳ６Ｓとの間にＬ２スイッチＳＷ１が接続されても、Ｌ２スイッチＳＷ１を通過するマルチキャスト信号（同期信号）の伝送タイミングが同期系毎に異なり、Ｌ２スイッチＳＷ１において通信干渉が発生することを抑制できる。
【０１０１】
従って、マスタＣＳ６Ｍは、スレーブＣＳ６Ｓの台数が多数（例えば１０００台）であっても、同期系毎にマスタＭ及びスレーブＣＳ６Ｓを分離し、個別のタイムスロットＴＳを用いて通信することで、各ＣＳ６間での同期精度を向上できる。
【０１０２】
また、Ｌ２スイッチＳＷ１に対して特別な設定が不要である。また、後述するＬ３スイッチと比較すると安価なＬ２スイッチを使用するので、通信システム１を低コスト化できる。
【０１０３】
また、ＰＨＹ−ＬＳＩ１１は、ＣＰＵ１４の制御により、タイムスロットＴＳ２のＳｌｏｔ０において、同期メッセージの通信を停止してもよい。
【０１０４】
これにより、Ｌ２スイッチＳＷ１における通信干渉が更に抑制されるので、各ＣＳ６間での同期精度を更に向上できる。
【０１０５】
このように、通信システム１は、タイムスロットＴＳを用いた同期方式により、複数の同期系を並列動作させ、各同期系のマスタＭ間においても同期させて、通信システム１におけるスレーブＣＳ６Ｓの収容台数を増大できる。この場合でも、複数のＣＳ６間での同期精度を向上できる。また、同期精度が向上することで、例えばＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末７と各ＣＳ６とがハンドオーバする場合でも、通話切断が生じる可能性を低減できる。
【０１０６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、マスタＣＳ６Ｍ及びスレーブＣＳ６Ｓ間に、Ｌ３スイッチが接続されることを示す。本実施形態では、例えば、各同期系で用いるタイムスロットＴＳは同じであり、オフセットしていない。
【０１０７】
図７は、各同期系におけるマスタＭ、Ｌ３スイッチＳＷ２、及び複数のスレーブＣＳ６Ｓの構成例を示すブロック図である。図７において、図５と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【０１０８】
図７に示すように、通信システム１Ａでは、マスタＭとスレーブＣＳ６Ｓとは、Ｌ３スイッチＳＷ２を介して接続される。Ｌ３スイッチＳＷ２は、複数の同期系において共通に用いられる。Ｌ３スイッチＳＷ２は、ＯＳＩ参照モデルの第３層において動作するスイッチである。
【０１０９】
Ｌ３スイッチＳＷ２は、不図示であるが、複数のポート、プロセッサ、メモリ、等を備える。各ポートには、各ＣＳ６が接続される。メモリは、各種データ、情報、プログラム、等を保持する。プロセッサは、例えばメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種処理や制御（例えば、ＶＬＡＮの設定、ルーティング制御）を行う。
【０１１０】
Ｌ３スイッチＳＷ２のプロセッサは、ポート毎にＶＬＡＮを設定する。従って、複数のポートがＶＬＡＮによって複数のグループに分割される。ＶＬＡＮの設定情報は、Ｌ３スイッチＳＷ２のメモリに保持される。
【０１１１】
図７では、Ｌ３スイッチＳＷ２においてＶＬＡＮ１に設定されたポートに、同期系１に属するマスタＭ１及びスレーブＣＳ６Ｓ１が接続される。Ｌ３スイッチＳＷ２においてＶＬＡＮ２に設定されたポートに、同期系２に属するマスタＭ２及びスレーブＣＳ６Ｓ２が接続される。Ｌ３スイッチＳＷ２においてＶＬＡＮＮに設定されたポートに、同期系Ｎに属するマスタＭＮ及びスレーブＣＳ６ＳＮが接続される。
【０１１２】
Ｌ３スイッチＳＷ２は、同期系ＸのマスタＭＸからマルチキャスト送信された同期メッセージを受けると、マスタＭＸが接続されたポートと同じＶＬＡＮに設定された全ポートに対して、同期メッセージを転送する。この結果、同じ同期系ＸのスレーブＣＳ６ＳＸに対して、同期メッセージが転送される。一方、他の同期系のマスタＭ及びスレーブＣＳ６Ｓに対しては、ＶＬＡＮが異なるため、同期メッセージが転送されない。
【０１１３】
このように、通信システム１Ａでは、ＬＡＮ３を介して、マスタＣＳ６Ｍ、複数のスレーブＣＳ６Ｓ、及びＬ３スイッチＳＷ２が接続される。マスタＣＳ６Ｍ及び複数のスレーブＣＳ６Ｓは、同期系毎に分離される。Ｌ３スイッチＳＷ２は、同一の同期系Ｘに含まれるマスタＭＸ及びスレーブＣＳ６ＳＸが接続される各ポートを、同一のＶＬＡＮに設定する。Ｌ３スイッチＳＷ２は、マスタＭＸからマルチキャスト送信された同期メッセージを受信する。Ｌ３スイッチＳＷ２は、同期メッセージを送信したマスタＭＸが接続されたポートと同一のＶＬＡＮに属するポートに接続されたスレーブＣＳ６ＳＸへ、同期メッセージを転送する。
【０１１４】
尚、マスタＣＳ６Ｍは、第１の通信装置の一例である。スレーブＣＳ６Ｓは、第２の通信装置の一例である。Ｌ３スイッチＳＷ２は、ＯＳＩ参照モデルの第３層のデータを通信するスイッチの一例である。ＶＬＡＮは、仮想ネットワークの一例である。マスタＭＸは、第１の通信装置の一部の一例である。
【０１１５】
これにより、通信システム１Ａは、同期系毎に異なるタイムスロット（例えばスロット位置がオフセットされたタイムスロット）を生成しなくても、Ｌ３スイッチＳＷ２において通信干渉が発生しないので、マルチキャスト信号に起因する通信干渉が発生することを抑制できる。
【０１１６】
従って、マスタＣＳ６Ｍは、スレーブＣＳ６Ｓの台数が多数（例えば１０００台）であっても、同期系（ＶＬＡＮ）毎にマスタ及びスレーブＣＳを分離し、同じタイムスロットＴＳを用いて通信して、各ＣＳ６間での同期精度を向上できる。
【０１１７】
また、ＶＬＡＮにより同期系を分離することで、通信システム１Ａは、異なる同期系のパケットが互いに流入することを抑制し、各同期系でのＣＰＵ１４の負荷の増大を抑制できる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、マスタＣＳ６Ｍ及びスレーブＣＳ６Ｓ間に、ＩＧＭＰスヌーピング機能を有するＬ２スイッチが接続されることを示す。本実施形態では、例えば、各同期系で用いるタイムスロットＴＳは同じであり、オフセットしない。
【０１１９】
図８は、各同期系におけるマスタＭ、Ｌ２スイッチＳＷ３、及び複数のスレーブＣＳ６Ｓの構成例を示すブロック図である。図８において、図５，図７と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【０１２０】
図８に示すように、通信システム１Ｂでは、マスタＭＸとスレーブＣＳ６ＳＸとは、Ｌ２スイッチＳＷ３を介して接続される。Ｌ２スイッチＳＷ３は、複数の同期系において共通に用いられる。Ｌ２スイッチＳＷ３は、ＯＳＩ参照モデルの第２層において動作するスイッチであり、ＩＧＭＰスヌーピング機能を有する。
【０１２１】
Ｌ２スイッチＳＷ３は、不図示であるが、複数のポート、プロセッサ、メモリ、等を備える。各ポートには、各ＣＳ６が接続される。メモリは、各種データ、プログラム、等を保持する。プロセッサは、例えばメモリに保持されたプログラムを実行することで、各種処理や制御（例えば、ＩＧＭＰスヌーピング機能の有効化（イネーブル）、マルチキャストグループの設定、ルーティング制御）を行う。
【０１２２】
１台のマスタＭＸ及び１台以上のスレーブＣＳ６ＳＸは、同期系Ｘのマルチキャストグループを形成する。例えば、マスタＭＸ及びスレーブＣＳ６ＳＸの入力デバイス（不図示）が、ユーザ操作に基づいてマルチキャストグループの識別情報（例えばマルチキャストグループＸ）を入力し、ＣＰＵ１４が、入力情報に応じてマルチキャストグループを設定する。マルチキャストグループの設定情報は、マスタＭＸ及びスレーブＣＳ６ＳＸのメモリ１２に保持される。
【０１２３】
マルチキャストグループが形成されると、マスタＭＸは、同じマルチキャストグループに属する各スレーブＣＳ６ＳＸに対して、所定の制御信号（マルチキャスト信号）を送信する。この制御信号は、同期系内での通信の開始時や定期的に送信される。
【０１２４】
Ｌ２スイッチＳＷ３のプロセッサは、Ｌ２スイッチＳＷ３を通過するこの制御信号をスヌーピングし、制御信号の送信元のマスタＭＸ及び送信先の各スレーブＣＳ６ＳＸが接続された各ポートを、当該マルチキャストグループのメンバが接続されたポートとして設定する。Ｌ２スイッチＳＷ３は、当該マルチキャストグループのメンバが接続されたポートの情報を、Ｌ２スイッチＳＷ３のメモリに保持する。
【０１２５】
図８では、Ｌ２スイッチＳＷ３において、同期系１に属するマスタＭ１及びスレーブＣＳ６Ｓ１が接続されたポートが、マルチキャストグループ１のメンバが接続されたポートとして設定される。Ｌ２スイッチＳＷ３において、同期系２に属するマスタＭ２及びスレーブＣＳ６Ｓ２が接続されたポートが、マルチキャストグループ２のメンバが接続されたポートとして設定される。Ｌ２スイッチＳＷ３において、同期系Ｎに属するマスタＭＮ及びスレーブＣＳ６ＳＮが接続されたポートが、マルチキャストグループ３のメンバが接続されたポートとして設定される。
【０１２６】
Ｌ２スイッチＳＷ３は、同期系ＸのマスタＭＸからマルチキャスト送信された同期メッセージを受けると、マスタＭＸと同じマルチキャストグループのメンバが接続された全ポートに対して、同期メッセージを転送する。この結果、同じ同期系ＸのスレーブＣＳ６ＳＸに対して、同期メッセージが転送される。一方、他の同期系のマスタＭ及びスレーブＣＳ６Ｓに対しては、マルチキャストグループが異なるため、同期メッセージが転送されない。
【０１２７】
このように、通信システム１Ｂでは、ＬＡＮ３を介して、マスタＣＳ６Ｍ、複数のスレーブＣＳ６Ｓ、及びＬ２スイッチＳＷ３が接続される。マスタＣＳ６Ｍ及び複数のスレーブＣＳ６Ｓは、同期系毎に分離される。Ｌ２スイッチＳＷ３は、Ｌ２スイッチＳＷ３を通過する制御信号を監視し、制御信号の送信元としてのマスタＭＸ及び制御信号の送信先としてのスレーブＣＳ６ＳＸが接続される各ポートを、同一のマルチキャストグループのメンバが接続されたポートに設定する。Ｌ２スイッチＳＷ３は、マスタＭＸからマルチキャスト送信された同期メッセージを受信し、同期メッセージを送信したマスタＭＸと同一のマルチキャストグループのメンバであるスレーブＣＳ６ＳＸへ、同期メッセージを転送する。尚、Ｌ２スイッチＳＷ３は、ＯＳＩ参照モデルの第２層のデータを通信するスイッチの一例である。
【０１２８】
これにより、通信システム１Ｂは、同期系毎に異なるタイムスロット（例えばスロット位置がオフセットされたタイムスロット）を生成しなくても、Ｌ２スイッチＳＷ３において通信干渉が発生しないので、マルチキャスト信号に起因する通信干渉が発生することを抑制できる。
【０１２９】
従って、マスタＣＳ６Ｍは、スレーブＣＳ６Ｓの台数が多数（例えば１０００台）であっても、同期系（マルチキャストグループ）毎にマスタ及びスレーブＣＳを分離し、同じタイムスロットＴＳを用いて通信して、各ＣＳ６間での同期精度を向上できる。また、Ｌ３スイッチＳＷ２と比較すると安価なＬ２スイッチを使用するので、通信システム１Ｂを低コスト化できる。
【０１３０】
また、マルチキャストグループにより同期系を分離することで、通信システム１Ｂは、異なる同期系のパケットが互いに流入することを抑制し、各同期系でのＣＰＵ１４の負荷の増大を抑制できる。
【０１３１】
（他の実施形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、第１〜第３の実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
【０１３２】
第１〜第３の実施形態では、マスタＣＳ６ＭがＤＥＣＴ無線部１０及びＶｏＩＰ処理部１４１を備えないことを例示したが、マスタＣＳ６ＭがＤＥＣＴ無線部１０及びＶｏＩＰ処理部１４１を備えてもよい。また、マスタＣＳ６Ｍがディスプレイ１３を備えてもよい。即ち、マスタＣＳ６Ｍは、同期処理の専用機でもよいし、音声処理してもよい。
【０１３３】
第１〜第３の実施形態では、マスタＭ毎に個別のＣＰＵ１４及びＰＨＹ−ＬＳＩ１１が設けられ、ハードウェアにより分離されることを例示した。尚、１つのＣＰＵ１４及びＰＨＹ−ＬＳＩ１１が設けられ、ＣＰＵ１４がメモリ１２に保持されたプログラムを実行することで、複数のマスタＭとして機能してもよい。
【０１３４】
第１の実施形態では、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージがユニキャスト送信されることを例示したが、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの一部がマルチキャスト送信されてもよい。この場合、同期系毎に異なるタイムスロットＴＳにおいて、マルチキャスト送信のタイミングが重複しないようにされる。これにより、通信システム１Ａ，Ｂは、マルチキャスト信号に起因する通信干渉を抑制できる。
【０１３５】
第２，第３の実施形態では、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ及びＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージがユニキャスト送信されることを例示したが、マルチキャスト送信されてもよい。マルチキャスト送信される場合でも、Ｌ３スイッチＳＷ２又はＬ２スイッチＳＷ３によりネットワークが分離されるので、通信システム１Ａ，Ｂは、マルチキャスト信号に起因する通信干渉を抑制できる。
【０１３６】
第１の実施形態では、プロセッサ（例えばＣＰＵ１４）は、物理的にどのように構成してもよい。また、プログラム可能なプロセッサを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。プロセッサは、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、第１〜第３の実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで１つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサ等）で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成してもよい。また、複数のプロセッサが１つのプロセッサで構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本開示は、複数の通信装置間での同期精度を向上できる通信装置及び通信システム等に有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１，１Ａ，１Ｂ  通信システム
２  ＩＰ−ＰＢＸ主装置
３  ＬＡＮ
４  ＩＰ−ＤＥＣＴ−ＣＳ
５  ＩＰ電話端末
６  ＣＳ
６Ｍ  マスタＣＳ
６Ｓ，６ＳＡ，６ＳＢ，６Ｓ１，６Ｓ２，６ＳＮ  スレーブＣＳ
７  ＩＰ−ＤＥＣＴ子機端末
１０  ＤＥＣＴ無線部
１１  ＰＨＹ−ＬＳＩ
１１１  ＰＨＹブロック
１１２  同期制御ハードウェア
１２  メモリ
１３  ディスプレイ
１４  ＣＰＵ
１４１  ＶｏＩＰ処理部
１４２  ＴＣＰ−ＩＰブロック
１４３  ＭＡＣブロック
１４４  同期制御ソフトウェア処理部
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，ＭＮ  マスタ
ＳＷ１，ＳＷ３  Ｌ２スイッチ
ＳＷ２  Ｌ３スイッチ
【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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