(57)【要約】【課題】  同期の精度を高める。【解決手段】  同期マスタ装置が、基準時刻信号を受信し、基準時刻信号をもとに検査周期時間が経過したことを検出する検査周期時間検出部と、クロック周波数で発生されるクロックパルスをもとに周期的なカウント動作を行うカウンタ部と、検査周期時間検出部が最初の検査周期時間の経過を検出したときのカウンタ部のカウント値をカウント期待値とし、以降は、検査周期時間の経過を検出するたびに、検査周期時間経過時のカウント値とカウント期待値との比較を実行する比較部と、比較部による比較の結果、カウント値の位相がカウント期待値より進んでいるときには、カウント動作を遅らせる方向に制御し、反対に、カウント値の位相がカウント期待値より遅れているときにはカウント動作を進ませる方向に制御するカウンタ制御部とを備える。【選択図】  図１
2005184284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれカウンタ部を持つ複数の同期マスタ装置のカウンタ部の周期的なカウント動作を、同じ基準時刻信号を用いて同期させる同期システムにおいて、
前記同期マスタ装置が、
前記基準時刻信号を受信し、当該基準時刻信号をもとに所定の検査周期時間が経過したことを検出する検査周期時間検出部と、
所定のクロック周波数で発生されるクロックパルスをもとに周期的なカウント動作を行う前記カウンタ部と、
前記検査周期時間検出部が最初の検査周期時間の経過を検出したときの前記カウンタ部のカウント値をカウント期待値とし、以降は、前記検査周期時間の経過を検出するたびに、検査周期時間経過時のカウント値と前記カウント期待値との比較を実行する比較部と、
当該比較部による比較の結果、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より進んでいるときには、前記カウント動作を遅らせる方向に制御し、反対に、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より遅れているときには前記カウント動作を進ませる方向に制御するカウンタ制御部とを備えたことを特徴とする同期システム。
【請求項２】
それぞれカウンタ部を持つ複数の同期マスタ装置のカウンタ部の周期的なカウント動作を、同じ基準時刻信号を用いて同期させる同期システムの構成要素としての同期マスタ装置において、
前記基準時刻信号を受信し、当該基準時刻信号をもとに所定の検査周期時間が経過したことを検出する検査周期時間検出部と、
所定のクロック周波数で発生されるクロックパルスをもとに周期的なカウント動作を行う前記カウンタ部と、
前記検査周期時間検出部が最初の検査周期時間の経過を検出したときの前記カウンタ部のカウント値をカウント期待値とし、以降は、前記検査周期時間の経過を検出するたびに、検査周期時間経過時のカウント値と前記カウント期待値との比較を実行する比較部と、
当該比較部による比較の結果、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より進んでいるときには、前記カウント動作を遅らせる方向に制御し、反対に、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より遅れているときには前記カウント動作を進ませる方向に制御するカウンタ制御部とを備えたことを特徴とする同期マスタ装置。
【請求項３】
複数の請求項２記載の同期マスタ装置と、
各同期マスタ装置に対し所定のネットワーク範囲内に存在する１または複数の同期スレーブ装置に宛てて、所定のプロトコルデータ単位に、各同期マスタ装置のカウント動作の位相に応じた同期用の情報を収容した同期用プロトコルデータ単位を送信する同期用プロトコルデータ単位送信手段と、
各同期マスタ装置に対し所定のネットワーク範囲内に属すると共に、前記同期スレーブ装置を搭載して、所定のリアルタイム通信を行うリアルタイム通信装置とを備えたことを特徴とする同期システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は同期システムに関し、例えば、ＶｏＩＰ技術を用いたＩＰ電話などのようなリアルタイム通信を行う場合などに適用して好適なものである。
【０００２】
また、本発明はかかる同期システムの構成要素としての同期マスタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
インターネット・プロトコル・ネットワーク（ＩＰネットワーク）に接続されたＩＰ端末間で通信動作を行う際、同期を取るための技術としては、下記の特許文献１に記載されたものがあげられる。
【０００４】
特許文献１の技術では、マスタ−スレーブ型の構成で同期を実現している。
【０００５】
すなわち、全システム中にマスタとなる端末（同期動作の基準となる端末）を１つだけ設け、このマスタ端末から一定周期で同期パケット（同期用の情報を持つＩＰパケット）をスレーブとなる端末（同期パケットに追従して同期動作を行う端末）に送信することで、システム中に含まれる全端末間で同期を取ることを可能にしている。
【０００６】
スレーブ端末は同期パケットを受信するたびにその時点の自身のクロックが前記基準に照らして遅れているか、進んでいるかを判定することができるため、遅れている場合にはクロックのカウント動作を速め、進んでいる場合には遅らせる傾向の制御を行うことで、同期を実現することができる。
【特許文献１】特開２０００−１５１５７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、ＩＰネットワーク上では必ずしも通信品質が保証されておらず、ＩＰパケットが宛先に届く時間は、ＩＰネットワーク上で発生するゆらぎ（ジッタ）の影響を受け、前記スレーブ端末が同期パケットを受信する時間にも、ゆらぎの影響が混入する可能性がある。スレーブ端末において同期動作の基準となるべき同期パケット自体の受信時刻がゆらぎの影響でばらつくようでは、精度の良い同期を実現することは困難である。
【０００８】
なお、ゆらぎの影響はネットワークの規模が増大するほど大きくなる傾向があるため、例えば、インターネットなどが介在する通信の場合には、前記特許文献１の方法で高精度な同期を取ることは特に難しいといえる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、第１の本発明では、それぞれカウンタ部を持つ複数の同期マスタ装置のカウンタ部の周期的なカウント動作を、同じ基準時刻信号を用いて同期させる同期システムにおいて、前記同期マスタ装置が、（１）前記基準時刻信号を受信し、当該基準時刻信号をもとに所定の検査周期時間が経過したことを検出する検査周期時間検出部と、（２）所定のクロック周波数で発生されるクロックパルスをもとに周期的なカウント動作を行う前記カウンタ部と、（３）前記検査周期時間検出部が最初の検査周期時間の経過を検出したときの前記カウンタ部のカウント値をカウント期待値とし、以降は、前記検査周期時間の経過を検出するたびに、検査周期時間経過時のカウント値と前記カウント期待値との比較を実行する比較部と、（４）当該比較部による比較の結果、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より進んでいるときには、前記カウント動作を遅らせる方向に制御し、反対に、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より遅れているときには前記カウント動作を進ませる方向に制御するカウンタ制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第２の本発明は、それぞれカウンタ部を持つ複数の同期マスタ装置のカウンタ部の周期的なカウント動作を、同じ基準時刻信号を用いて同期させる同期システムの構成要素としての同期マスタ装置において、（１）前記基準時刻信号を受信し、当該基準時刻信号をもとに所定の検査周期時間が経過したことを検出する検査周期時間検出部と、（２）所定のクロック周波数で発生されるクロックパルスをもとに周期的なカウント動作を行う前記カウンタ部と、（３）前記検査周期時間検出部が最初の検査周期時間の経過を検出したときの前記カウンタ部のカウント値をカウント期待値とし、以降は、前記検査周期時間の経過を検出するたびに、検査周期時間経過時のカウント値と前記カウント期待値との比較を実行する比較部と、（４）当該比較部による比較の結果、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より進んでいるときには、前記カウント動作を遅らせる方向に制御し、反対に、検査周期時間経過時のカウント値の位相が前記カウント期待値より遅れているときには前記カウント動作を進ませる方向に制御するカウンタ制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、第３の本発明にかかる同期システムでは、（１）複数の請求項２記載の同期マスタ装置と、（２）各同期マスタ装置に対し所定のネットワーク範囲内に存在する１または複数の同期スレーブ装置に宛てて、所定のプロトコルデータ単位に、各同期マスタ装置のカウント動作の位相に応じた同期用の情報を収容した同期用プロトコルデータ単位を送信する同期用プロトコルデータ単位送信手段と、（３）各同期マスタ装置に対し所定のネットワーク範囲内に属すると共に、前記同期スレーブ装置を搭載して、所定のリアルタイム通信を行うリアルタイム通信装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、同期の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかる同期システムおよび同期マスタ装置をＩＰネットワークを用いた通信システムに適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【００１４】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態にかかる通信システム１０の全体構成例を図４に示す。
【００１５】
図４において、当該通信システム１０は、ＧＰＳ（Ｇ１ｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星１１と、２つの同期サーバ１２，１３と、２つのＩＰネットワーク１４，１５と、ＰＯＩ（相互接続点：Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１６と、ＩＰ通信端末１７〜１８とを備えている。
【００１６】
このうちＩＰネットワーク１４と１５は異なる通信事業者が運営するネットワークで、ＰＯＩ１６を介して接続されている。このような構成に替えて、ＰＯＩ１６の部分にインターネットが入る構成、例えば、ＩＰネットワーク１４，ＰＯＩ、インターネット、ＰＯＩ、ＩＰネットワーク１５のような構成としてもよいことは当然である。
【００１７】
前記ＩＰネットワーク１４には同期サーバ１２とＩＰ通信端末１７が接続されている。
【００１８】
同期サーバ１２は、ＩＰ通信端末１７が他のＩＰ通信端末（例えば、１８）と行う通信に関し、高精度な同期を実現するためのサーバで、内部には本実施形態に特徴的な同期サブマスタモジュール１２Ａを搭載している。同期サブマスタモジュール１２Ａの機能に応じて、当該同期サーバ１２は、ほぼ定期的に同期制御用パケットを収容したＭＡＣフレーム（同期制御用フレーム）ＳＰ１をブロードキャストする。
【００１９】
なお、ここでは、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層の通信プロトコルとしてイーサネット（（イーサネットは登録商標）ＣＳＭＡ／ＣＤ）を用いるものとしている。
【００２０】
ＩＰネットワーク１４が単一のブロードキャストドメイン内に含まれているものとすると、ブロードキャストされた同期制御用フレームＳＰ１の内容（同期制御用パケット）はＩＰネットワーク１４内の全端末が受信可能である。したがって、ＩＰネットワーク１４内の端末の１つであるＩＰ通信端末１７も、当該同期制御用フレームＳＰ１を受信することができる。
【００２１】
伝送媒体へのアクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＤを用いる場合、１つのブロードキャストドメイン内では、（衝突検知の必要性から）１つのＭＡＣフレームの最大長に相当する時間以上の伝送遅延が生じることは原理的にあり得ず、ゆらぎが生じることもないので、同期制御用フレームＳＰ１は伝送遅延やゆらぎの影響をほとんど受けることなくＩＰ通信端末１７まで伝送される。
【００２２】
ただし必要ならば、いわゆる広域イーサネット網で採用されているように、ＣＳＭＡ／ＣＤを用いない方式のイーサネットを利用してもよい。
【００２３】
ＩＰ通信端末１７は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層の通信プロトコルとしてＩＰプロトコルを使用する通信端末である。ＩＰプロトコルは様々な通信アプリケーションによって利用されているが、ここでは、一例として、ＩＰ電話を例に取る。ＩＰ電話では、通信品質上、リアルタイム性が重要な要素となるので、高精度な同期の必要性が高い。
【００２４】
ＩＰ通信端末（ＩＰ電話機）１７は、本実施形態に特徴的な同期スレーブモジュール１７Ａを搭載している。同期スレーブモジュール１７Ａは、当該ＩＰ通信端末１７が通信相手（例えば、１８）とリアルタイム通信（ＶｏＩＰによる音声通話）を実行しているとき、前記同期制御用フレームＳＰ１に基づいて高精度な同期を実現する部分である。
【００２５】
ＩＰ通信端末１７は当該リアルタイム通信のため、パケットＲＴ１を通信相手に宛てて送信するとともに、パケットＲＴ２を通信相手から受信する。
【００２６】
ＩＰ通信端末１７の通信相手をＩＰ通信端末１８とすると、当該パケットＲＴ２は、送信元のＩＰ通信端末１８から送信されたあと、ＩＰネットワーク１５と、ＰＯＩ１６と、ＩＰネットワーク１４を経由してＩＰ通信端末１７まで到着するため、その到着時刻には、ゆらぎや遅延の影響が混入し得る。ＩＰネットワーク１４とＰＯＩ１６のあいだや、ＰＯＩ１６とＩＰネットワーク１５のあいだには、ルータが介在するのが普通だからである。
【００２７】
リアルタイム通信を継続しているあいだ、ＩＰ通信端末１８からのパケットＲＴ２は時系列に次々とＩＰ通信端末１７に受信されることになるが、ゆらぎの影響があると、当該パケットＲＴ２が本来、受信されるはずの時刻より早く受信されたり、遅く受信されたりして、受信間隔にばらつきが発生する。同期の精度が低いとこのようなばらつきが発生していることを検出すること自体、困難であるが、高精度な同期が取れている場合には、このようなばらつきが発生していること、および、そのばらつきの時間幅を正確に検出することができるため、ゆらぎに対応した処理（ゆらぎ対応処理）を行い、ゆらぎの影響下でも、通信品質を維持することが可能となる。
【００２８】
ゆらぎ対応処理には様々なものがあり得るが、例えば、ＩＰ通信端末１７内の受信バッファで受信したパケットＲＴ２の待ち行列を形成してキューイングを行う場合には、次のような処理をゆらぎ対応処理としてもよい。
【００２９】
すなわち、最新の受信パケットＲＴ２が、本来、受信されるはずの時刻より、ある時間幅だけ早く受信されたときには、その時間幅に応じて、受信バッファ内に当該パケットＲＴ２を蓄積しておく時間を長くし、反対に、本来より、ある時間幅だけ遅く受信されたときには、その時間幅に応じた長さの代替データの挿入を行う。同期の精度が高いほど、この時間幅の検出精度も高いから、より正確な制御を実行することができる。
【００３０】
一方、前記ＩＰネットワーク１５側において、同期サーバ１３は前記同期サーバ１２に対応し、ＩＰ通信端末１９は前記ＩＰ通信端末１７に対応し、ＩＰ通信端末１８は前記ＩＰ通信端末１７に対応し、同期サブマスターモジュール１３Ａは前記同期サブマスターモジュール１２Ａに対応し、同期スレーブモジュール１９Ａは前記同期スレーブモジュール１７Ａに対応し、同期スレーブモジュール１８Ａは前記同期スレーブモジュール１７Ａに対応し、同期制御用フレームＳＰ２は前記同期制御用フレームＳＰ１に対応するので、その詳しい説明は省略する。
【００３１】
なお、例えば、当該ＩＰ通信端末１８と１９のように、同じブロードキャストドメイン内に属する通信端末間でリアルタイム通信を行う場合にも、そのブロードキャストドメイン内（そのＩＰネットワーク１５内）でブロードキャストされている同期制御用フレームＳＰ２を用いて同期を取るようにしてもよいが、もともと同じブロードキャストドメイン内では、ゆらぎや遅延の影響がほとんど無いのであるから、その必要性は低いといえる。
【００３２】
通信相手が同じサブネット（ブロードキャストドメインに対応）に属するか否かは、同期サーバ１３およびＩＰ通信端末１８も含めＩＰプロトコルを処理する機能を持つ通信装置が一般的に搭載しているＩＰモジュールの機能によって判定できることなので、その判定結果に応じて、同期制御用フレームＳＰ２を用いた同期を行うか否かを決めることは、比較的容易であると考えられる。ここで、ＩＰモジュールは、ＩＰプロトコルを処理するためのプロトコル処理プログラムである。
【００３３】
なお、図４において、前記ＩＰ通信端末１７はユーザＵ１によって使用され、前記ＩＰ通信端末１８はユーザＵ２によって使用され、前記ＩＰ通信端末１９はユーザＵ３によって使用される。
【００３４】
また、同期サーバ１２，１３内の同期サブマスターモジュール１２Ａ、１３Ａは、ＧＰＳ衛星１１が衛星軌道上から無線送信する時刻信号ＮＭ１，ＮＭ２を受信し、当該時刻信号ＮＭ１，ＮＭ２に基づいて前記同期制御用フレームＳＰ１，ＳＰ２を送信するものである。ここでは、１つのＧＰＳ衛星１１から時刻信号ＮＭ１とＮＭ２が送信されているが、もし必要ならば、複数のＧＰＳ衛星から時刻信号を送信するようにしてもよい。同期サーバ１２と１３が地球の表と裏に大きく離れて設置されている場合などには、１つのＧＰＳ衛星では２つの同期サーバ１２，１３へ時刻信号を送信できないこともあり得るからである。各ＧＰＳ衛星が協調動作している場合などには、時刻信号の送信元が複数存在しても、実質的に１つのＧＰＳ衛星から送信されたものとみなすことができる。
【００３５】
ＧＰＳ衛星１１から送信された時刻信号ＮＭ１，ＮＭ２は、あいだにルータなどのネットワーク機器が介在しない空間を伝送路として伝送されるものであるから、その伝送にはゆらぎの影響がほとんどなく、同期サーバ１２，１３に受信された時点でも物理的に同一の信号であるとみなすことができる。
【００３６】
本実施形態のＧＰＳ衛星１１は、同期の観点で、各同期サブマスターモジュール１２Ａ、１３Ａの上位に位置付けられる唯一の構成要素であるから、同期マスターモジュールとみることができる。
【００３７】
前記同期サーバ１２内に設けられた同期サブマスターモジュール１２Ａの内部構成は、例えば、図５に示す通りであってよい。前記同期サブマスターモジュール１３Ａの内部構成もこれと同様である。
【００３８】
（Ａ−１−１）同期サブマスターモジュールの内部構成例
図５において、当該同期サブマスターモジュール１２Ａは、ＧＰＳ電波受信機２０と、コントローラ２１と、クロックカウンタ２２と、伝送クロック生成器２３とを備えている。
【００３９】
このうちＧＰＳ電波受信機２０は、前記ＧＰＳ衛星１１から無線送信された電波（時刻信号）ＮＭ１を受信し、当該時刻信号ＮＭ１が持つ時刻データＤＭ１をコントローラ２１に供給する部分である。
【００４０】
伝送クロック生成器２３は、基本的には所定の周波数ｆでクロックパルスＣＬ１を生成、出力する部分であるが、コントローラ２１から供給される制御信号ＰＣ１に応じて当該周波数ｆを変更することができる。当該伝送クロック生成器２３は例えば水晶発振子などを用いて一定周波数（ｆ）のクロックパルスＣＬ１を出力することができるが、厳密にみると、当該伝送クロック生成器２３内外の要因によって、当該周波数ｆが変動する可能性があり、また、通信相手側の水晶発振子（ここでは、同期サブマスターモジュール１３Ａ内の伝送クロック生成器（２３に対応）が持つ水晶発振子）と位相が揃っていない可能性がある。その点を補うのが、本実施形態の役割である。
【００４１】
当該伝送クロック生成器２３が出力するクロックパルスＣＬ１は、前記クロックカウンタ２２に供給される。
【００４２】
クロックカウンタ２２は、クロックパルスＣＬ１が所定数（例えば、１パルス）供給されるごとにカウント値ＣＴ１を所定値（例えば、１）変化させる巡回型カウンタである。クロックパルスＣＬ１が供給されるごとにカウント値ＣＴ１をデクリメント（−１）するダウンカウンタもあり得るが、ここでは、クロックパルスＣＬ１が供給されるごとにカウント値ＣＴ１をインクリメント（＋１）するアップカウンタを想定する。また、巡回型カウンタであるから、当該クロックカウンタ２２は、最小値（ここでは、０とする）から逐次インクリメントするカウント値ＣＴ１が最大値（ここでは、Ａ−１とする）に達すると前記最小値に戻って、再度、当該最小値から最大値に向けてのインクリメントを行うカウント動作を繰り返す。この場合、当該カウント値ＣＴ１の周期はＡである。
【００４３】
インクリメントによって変化する当該カウント値ＣＴ１は、常時、前記コントローラ２１に供給されている。
【００４４】
同期サブマスターモジュール１２Ａ内の中心的な構成要素であるコントローラ２１は、例えば、図１に示す内部構成を有する。
【００４５】
（Ａ−１−２）コントローラ２１の内部構成例
図１において、当該コントローラ２１は、主制御部３０と、周期解析部３１と、期待値記憶部３２と、比較演算部３３と、しきい値記憶部３４とを備えている。
【００４６】
このうち主制御部３０は、当該コントローラ２１を含む同期サブマスターモジュール１２ＡのＣＰＵ（中央処理装置）に相当する部分である。
【００４７】
また、周期解析部３１は、前記ＧＰＳ電波受信機２０から供給される時刻データＤＭ１に基づいて所定の検査用周期の到来を伝える部分である。検査用周期とは、比較演算部３３や主制御部３０が行う検査の周期である。検査用周期は一定の時間に設定されるが、ここでは、その時間をＴ１とする。
【００４８】
なお、当該検査用周期Ｔ１（秒），前記カウント値ＣＴ１の周期Ａ（回）、前記クロックパルスＣＬ１の周波数ｆ（Ｈｚ）のあいだには、次の式（１）に示す関係が成立する。
【００４９】
Ｔ１＝１÷ｆ×Ａ         …（１）
この式（１）において、周波数ｆは理想的な値である。
【００５０】
期待値記憶部３２はカウンタ期待値を記憶する部分である。カウンタ期待値は、同期サブマスターモジュール１２Ａが起動して、前記周期解析部３１が時刻データＤＭ１を受信できるようになってから、はじめて検査用周期Ｔ１の到来を伝えてきたときに、主制御部３０が前記クロックカウンタ２２から読み込んで当該期待値記憶部３２に格納したカウント値ＣＴ１を指す。したがってカウンタ期待値の値は、同期サブマスターモジュール１２Ａが起動するたびに変動し得るが、ここでは、カウンタ期待値をＸ０とする。
【００５１】
比較演算部３３は、前記検査用周期Ｔ１が到来するたびに前記カウンタ期待値Ｘ０とその時点のクロックカウンタ２２のカウント値ＣＴ１の比較演算を行う部分である。比較演算の対象となるカウント値ＣＴ１を、Ｘ１とする。当該カウントＸ１は主制御部３０を介して比較演算部３３に供給されるものであってよい。伝送クロック生成器２３が出力するクロックパルスＣＬ１の位相が、周期解析部３１が検査用周期Ｔ１の到来を伝えてくるタイミングに対して誤差を持たない場合、当該Ｘ１は毎回、前記Ｘ０と一致するはずであるが、実際には誤差が発生し得る。
【００５２】
比較演算部３３が実行する比較演算には様々なものがあり得るが、ここでは、Ｘ１とＸ０の差を求めるため、Ｘ１−Ｘ０の演算を行うものとする。この演算結果は、比較演算部３３から主制御部３０へ供給される。
【００５３】
クロックカウンタ２２がアップカウンタである以上、Ｘ１−Ｘ０が正の値となるときには、クロックパルスＣＬ１の位相が本来より進んでいることを示し、反対に、Ｘ１−Ｘ０が負の値となるときには、クロックパルスＣＬ１の位相が本来より遅れていることを示す。
【００５４】
しきい値記憶部３４には、所定のしきい値ＴＨ１が記憶されている。前記カウンタ期待値Ｘ０と異なり、しきい値ＴＨ１のほうは変更する必要はないから、当該しきい値記憶部３４は不揮発性の記憶手段（ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなど）によって構成するようにしてもよい。
【００５５】
比較演算部３３から演算結果を受け取った主制御部３０は、演算結果（Ｘ１−Ｘ０）の絶対値を、前記しきい値ＴＨ１と比較し、絶対値が当該しきい値ＴＨ１を越えている場合に、前記制御信号ＰＣ１を用いて伝送クロック生成器２３のクロックパルスＣＬ１の周波数ｆを変化させる。
【００５６】
前記演算結果（Ｘ１−Ｘ０）が正の値となり、クロックパルスＣＬ１の位相が本来より進んでいるときには、制御信号ＰＣ１は周波数ｆを低くしてクロックパルスＣＬ１の位相を遅らせる方向に制御し、反対に、前記演算結果（Ｘ１−Ｘ０）が負の値となり、クロックパルスＣＬ１の位相が本来より遅れているときには、制御信号ＰＣ１は周波数ｆを高くしてクロックパルスＣＬ１の位相を進ませる方向に制御することは当然である。
【００５７】
当該しきい値ＴＨ１を用いた検査により、制御信号ＰＣ１でクロックパルスＣＬ１の位相を変更する頻度を低減できるから、安定動作が可能となる。
【００５８】
前記主制御部３０はまた、クロックカウンタ２２から供給されるカウント値ＣＴ１に基づいて決まる一定の間隔（同期制御間隔）で、同期制御用データＥＤ１をＩＰモジュールに供給する機能を備えている。ＩＰモジュールは当該同期制御用データＥＤ１を受け取るたびに、上述した同期制御用パケットを生成して、同期制御用フレームＳＰ１をブロードキャストさせる。ここで、同期制御用データＥＤ１は、同期制御用パケットに包含され、同期制御用パケットは同期制御用フレームＳＰ１に包含されるものである。
【００５９】
前記カウント値ＣＴ１の周期Ａに対して、当該同期制御間隔をどのように決めるかは自由である。例えば、一周期Ａ内に複数回、同期制御用データＥＤ１を出力したり、複数周期（例えば、３Ａ）ごとに１回、同期制御用データＥＤ１を出力すること等も可能であるが、ここでは、１周期Ａに１回、同期制御用データＥＤ１を出力するものとする。
【００６０】
また、１周期Ａ内のどのタイミング（どのカウント値）で同期制御用データＥＤ１を出力することも自由であるが、ここでは、一例として、カウント値ＣＴ１が前記カウンタ期待値Ｘ０になったタイミングで、主制御部３０が同期制御用データＥＤ１を出力するものとする。
【００６１】
この場合、前記制御信号ＰＣ１によってクロックパルスＣＬ１の位相（周波数）が変更されれば、それに応じて、同期制御用フレームＳＰ１がブロードキャストされる間隔も変更されることになる。
【００６２】
前記ＩＰモジュールからの依頼を受けて実際に前記同期制御用フレームＳＰ１を送信するのは、同期サーバ１２に装着されているＬＡＮカード（図示せず）等である。同期制御用フレームＳＰ１はその送信タイミングに特徴を有するのであり、フレームのフォーマット構成自体は通常のＭＡＣフレームとまったく同じであってよいから、通常のＬＡＮカードからブロードキャストすることも可能である。
【００６３】
ただし、ＣＳＭＡ／ＣＤでは、ＭＡＣフレームを送信するとき衝突の発生を検知するとその送信を中止し、ランダムな時間だけ待ってから送信する手順を取るが、同期制御用フレームＳＰ１の送信タイミングが遅れてしまっては意味がないだけでなく高精度な同期を取るという観点からは有害であるから、その同期制御用フレームＳＰ１の送信を行わないか、または、本来の送信タイミングからどれだけ遅れて送信されたかを同期制御用フレームＳＰ１に記述した上で送信する機能を、ＬＡＮカード等に持たせるようにしてもよい。
【００６４】
もちろん、伝送媒体アクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＤを用いない場合には、このような機能は不要である。
【００６５】
ＩＰネットワーク１４内の構成が、例えば、伝送路としてツイストペアケーブルを用い、ネットワーク機器としてスイッチングハブ等を用いるものである場合などには、実際にはＭＡＣフレームの衝突は発生しないので、ＣＳＭＡ／ＣＤを用いなくても不都合は生じない。
【００６６】
一方、同期サーバ１２からブロードキャストされた同期制御用フレームＳＰ１を受信するＩＰ通信端末１７内の同期スレーブモジュール１７Ａの内部構成は、例えば、図３に示す通りである。他の同期スレーブモジュール１８Ａ、１９Ａの内部構成もこれと同様である。
【００６７】
（Ａ−１−３）同期スレーブモジュールの内部構成例
図３において、当該同期スレーブモジュール１７Ａは、コントローラ４１と、クロックカウンタ４２と、伝送クロック生成器４３とを備えている。
【００６８】
このうちクロックカウンタ４２は前記クロックカウンタ２２に対応し、伝送クロック生成器４３は前記伝送クロック生成器２３に対応するので、その詳しい説明は省略する。
【００６９】
ここで、クロックカウンタ４２のカウント値をＣＴ２とし、伝送クロック生成器４３が出力するクロックパルスをＣＬ２とする。
【００７０】
必ずしも、カウント値ＣＴ２の周期Ａ２が前記カウント値ＣＴ１の周期Ａと同じである必要はなく、クロックパルスＣＬ２の周波数ｆ２が前記クロックパルスＣＬ１の周波数ｆと同じである必要もないが、ここでは、説明を簡単にするため、カウント値ＣＴ２の周期Ａ２は前記カウント値ＣＴ１の周期Ａと同じ値であり、クロックパルスＣＬ２の周波数ｆ２は前記クロックパルスＣＬ１の周波数ｆと同じ値であるものとする。
【００７１】
コントローラ４１は前記コントローラ２１に相当する構成要素であるが、その機能にはコントローラ２１と相違する点がある。
【００７２】
すなわち当該コントローラ４１は、ＩＰ通信端末１７が、ブロードキャストされた前記同期制御用フレームＳＰ１を受信し、その同期制御用データＥＤ１をＩＰモジュールが供給してきたとき、その供給タイミングに応じて制御信号ＰＣ２を出力し、クロックパルスＣＬ２の周波数であるｆ２を変更することができる。ここで、当該同期制御用データＥＤ１は、ＩＰ通信端末１７に受信された同期制御用フレームＳＰ１に含まれる同期制御用パケットから、当該ＩＰ通信端末１７Ａに搭載されているＩＰモジュールが抽出したものである。
【００７３】
当該コントローラ４１の内部構成は例えば図２に示す通りであってよい。
【００７４】
（Ａ−１−４）コントローラ４１の内部構成例
図２において、当該コントローラ４１は、主制御部５０と、期待値記憶部５１と、比較演算部５２とを備えている。
【００７５】
このうち主制御部５０は前記主制御部３０に対応し、期待値記憶部５１は前記期待値記憶部３２に対応し、比較演算部５２は前記比較演算部３３に対応するので、その詳しい説明は省略する。
【００７６】
ただし主制御部５０は、前記検査用周期Ｔ１の替わりに、同期制御用データＥＤ１の供給を受けることを契機として検査を開始する。
【００７７】
また、期待値記憶部５１は、カウンタ期待値Ｙ０を格納する部分である。当該カウンタ期待値Ｙ０は前記Ｘ０に相当するもので、同期スレーブモジュール１７Ａが起動して、ＩＰモジュールから同期制御用データＥＤ１を受け取ることができるようになってから、はじめて当該同期制御用データＥＤ１を受け取ったとき、主制御部５０が前記クロックカウンタ４２から読み込んで当該期待値記憶部５１に格納したカウント値ＣＴ２を指す。
【００７８】
それ以降、主制御部５０は、同期制御用データＥＤ１を受け取るたびに、その時点のクロックカウンタ４２のカウント値ＣＴ２であるＹ１を比較演算部５２に渡し、比較演算部５２による比較演算結果（Ｙ１−Ｙ０）を受け取る。
【００７９】
クロックカウンタ４２が前記クロックカウンタ２２と同様のアップカウンタであるとすると、Ｙ１−Ｙ０が正の値となるときには、クロックパルスＣＬ２の位相が本来より進んでいることを示し、反対に、Ｙ１−Ｙ０が負の値となるときには、クロックパルスＣＬ２の位相が本来より遅れていることを示す。
【００８０】
そこで、主制御部５０は、Ｙ１−Ｙ０が正の値となり、クロックパルスＣＬ２の位相が本来より進んでいるときには、周波数ｆ２を低くしてクロックパルスＣＬ２の位相を遅らせる制御信号ＰＣ２を出力し、反対に、Ｙ１−Ｙ０が負の値となり、クロックパルスＣＬ２の位相が本来より遅れているときには、周波数ｆ２を高くしてクロックパルスＣＬ２の位相を進ませる制御信号ＰＣ２を出力する。
【００８１】
なお、必要に応じて、当該同期スレーブモジュール１７Ａ内でも、前記同期サブマスターモジュール１２Ａ内で行っているものと同様に、演算結果（Ｙ１−Ｙ０）の絶対値を求めて当該絶対値を所定のしきい値と比較し、絶対値が当該しきい値を越えている場合に、前記制御信号ＰＣ２を用いて伝送クロック生成器４３のクロックパルスＣＬ２の周波数ｆ２を変化させるようにしてもよい。
【００８２】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【００８３】
ここでは、前記ＩＰ通信端末１７と１８がリアルタイム通信を行う場合を例に実施形態について説明する。
【００８４】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
同期サーバ１２ＡはＩＰ通信端末１７が稼動するまえにすでに起動され、前記カウンタ期待値Ｘ０を期待値記憶部３２に格納しているものとする。この点、同期サーバ１３についても同様で、ＩＰ通信端末１８が稼動するまえにすでに起動され、カウンタ期待値を期待値記憶部に格納している。
【００８５】
同期サーバ１２は、常時、前記同期制御用フレームＳＰ１をブロードキャストするものであってもよいが、ＩＰネットワーク１４内のいずれかのクライアント（例えば、ＩＰ通信端末１７）からの要求があったときに同期制御用フレームＳＰ１のブロードキャストを開始するものであってもよい。この点、ＩＰネットワーク１５側の同期サーバ１３やＩＰ通信端末１８等についても同様である。
【００８６】
ＩＰ通信端末が行う通信がリアルタイム性が重要なリアルタイム通信でない場合、高精度な同期を行う必要性は高くないので、同期制御用フレームＳＰ１のブロードキャストを行わず、帯域を節約したほうがよいこともあるからである。
【００８７】
同期サーバ１２が起動し、同期制御用フレームＳＰ１をブロードキャストする状態になっていると、前記周期解析部３１が検査用周期Ｔ１の到来を伝えてくるたびに、主制御部３０がその時点のカウント値ＣＴ１を、前記Ｘ１として比較演算部３３に渡し、比較演算部３３は、Ｘ１−Ｘ０の比較演算を実行してその演算結果を主制御部３０に返す。
【００８８】
主制御部３０は当該演算結果の絶対値を求め、その絶対値が、しきい値ＴＨ１未満である場合には、その時点の伝送クロック生成器２３のクロックパルスＣＬ１の周波数ｆを維持させ、しきい値ＴＨ１を越えている場合には、前記制御信号ＰＣ１を用いて伝送クロック生成器２３のクロックパルスＣＬ１の周波数ｆを変化させる。
【００８９】
この動作とともに、主制御部３０は、前記カウント値ＣＴ１が所定値（ここでは、前記Ｘ０とする）になるたび、前記同期制御用データＥＤ１をＩＰモジュールに供給し、前記同期制御用フレームＳＰ１をブロードキャストさせる。主制御部３０がクロックパルスＣＬ１の周波数ｆを維持させるのは、当該伝送クロック生成器２３内外の要因による当該周波数ｆの変動がほとんど起きていない場合であり、制御信号ＰＣ１でクロックパルスＣＬ１の周波数ｆを変化させるのは、当該伝送クロック生成器２３内外の要因による当該周波数ｆの変動が起きている場合である。
【００９０】
いずれにしても、この制御によって、前記ＧＰＳ衛星１１から到来する時刻信号ＮＭ１の正確さに根拠を置く高い精度で、同期制御用フレームＳＰ１のブロードキャストの時間間隔を決めることができる。
【００９１】
したがって、この同期制御用フレームＳＰ１を受信するＩＰ通信端末１７の同期スレーブモジュール１７Ａでも、前記同期制御用データＥＤ１の供給タイミングに基づいて、高い精度の同期を実現することができる。
【００９２】
一方、ＩＰネットワーク１５側でも、同期サーバ１３がブロードキャストする同期制御用フレームＳＰ２をもとにＩＰ通信端末１８の同期スレーブモジュール１８Ａが同期を取っている。
【００９３】
この同期は最終的には前記ＧＰＳ衛星１１から到来する時刻信号ＮＭ２に基礎を置くものであり、当該時刻信号ＮＭ２は同期サーバ１３に受信された時点でも上述したように前記時刻信号ＮＭ１と物理的に同一の信号であるとみなすことができるから、結局、相互にパケットＲＴ１，ＲＴ２によるリアルタイム通信を行うＩＰ通信端末１７と１８は、高い精度で同期することができる。
【００９４】
同期の精度が高ければ、例えば、上述したゆらぎ対応処理の精度も高くなるため、リアルタイム通信に関し、いっそう高い通信品質を実現することが可能である。
【００９５】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、同期の精度を高めることができる。
【００９６】
また、本実施形態では、この高精度な同期を利用して、ゆらぎの発生し得る環境で行われるリアルタイム通信の品質を高めることが可能である。
【００９７】
（Ｂ）第２の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００９８】
本実施形態は、第１の実施形態と比べ、ネットワーク構成が相違するだけである。
【００９９】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
本実施形態の通信システム６０の全体構成例を図６に示す。
【０１００】
図６において、図４と同じ符号１１，１２，１３，１４，１５，１７，１８，１９を付与した構成要素の機能は第１の実施形態に対応するので、その詳しい説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態においても、同期サーバ１２内には同期マスターサブモジュール１２Ａが搭載され、同期サーバ１３内には同期マスターサブモジュール１３Ａが搭載され、ＩＰ通信端末１７内には同期スレーブモジュール１７Ａが搭載され、ＩＰ通信端末１８内には同期スレーブモジュール１８Ａが搭載され、ＩＰ通信端末１９内には同期スレーブモジュール１９Ａが搭載されていることは当然である。
【０１０２】
図６に示すように、本実施形態では、前記ＩＰネットワーク１４側の構成要素１２，１４，１７が存在するブロードキャストドメインに符号ＤＮ１を付与してある。同様に、前記ＩＰネットワーク１５側の構成要素１３，１５，１８，１９が存在するブロードキャストドメインには符号ＤＮ２を付与してある。
【０１０３】
符号ＤＮ３，ＤＮ４を付与した各ブロードキャストドメイン内の構成も、ブロードキャストドメインＤＮ１やＤＮ２と同じであってよい。なお、１つのブロードキャストドメイン（例えば、ＤＮ１）内に含まれるＩＰ通信端末（例えば、１７）の数は特に限定する必要がないので、図６に示したものより、少なくてもよく、多くてもよい。
【０１０４】
また、図６の例では、４つのブロードキャストドメインＤＮ１〜ＤＮ４が示されているが、通信システム６０に含まれるブロードキャストドメインの数は、２つ以上であれば、いくつであってもかまわない。
【０１０５】
本実施形態において、各ブロードキャストドメインＤＮ１〜ＤＮ４は、大規模ＩＰネットワーク６１を介して接続されている。当該大規模ＩＰネットワーク６１は、例えば、インターネットなどであってもよい。
【０１０６】
図６に示す構成の場合、各ブロードキャストドメインＤＮ１〜ＤＮ４内の同期サーバ（例えば、１２）に内蔵された同期サブマスターモジュールは、ＧＰＳ衛星１１から無線送信される時刻信号に応じて高精度で同期している。また、各同期サーバからブロードキャストで送信される前記同期制御用フレーム（例えば、ＳＰ１）はそのブロードキャストドメイン内（すなわち、そのＩＰネットワーク内）の全ＩＰ通信端末（例えば、１７）によって受信されるので、当該ＩＰ通信端末内の同期スレーブモジュールは、その同期制御用フレームの送信元である同期サーバ内の同期サブマスターモジュールと同期している。
【０１０７】
したがって異なるブロードキャストドメインに属する任意のＩＰ通信端末が内蔵する同期スレーブモジュール相互間でも、高精度の同期を取ることができる。
【０１０８】
このため、４つのブロードキャストドメインＤＮ１〜ＤＮ４のいずれに属するＩＰ通信端末のあいだでも、高精度な同期に基づき、高い通信品質でリアルタイム通信を行うことが可能である。
【０１０９】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態と異なるネットワーク構成においても第１の実施形態と同等な効果を得ることができる。
【０１１０】
（Ｃ）他の実施形態
上記第１、第２の実施形態では、実装の形態まで具体的に示したが、本発明は上記第１、第２の実施形態で示したものと異なる実装形態を取ることも可能である。
【０１１１】
例えば、同期サブマスターモジュール１３Ａの機能を、同期サーバ１３に搭載するのではなく、各ＩＰ通信端末（例えば、１８）に搭載するようにしてもよい。その場合、少なくとも一部のＩＰ通信端末（例えば、１８）では、同期サブマスターモジュールと同期スレーブモジュールの２つが搭載された構成となる。
【０１１２】
また、上記第１、第２の実施形態にかかわらず、ＧＰＳ衛星１１以外の同期マスターモジュールを用いることも可能である。例えば、ある１つの伝送経路について、ＱｏＳ制御や専用線などを用いて予め帯域を確保し、ゆらぎの影響がないことを保証しておくことができれば、その伝送経路を用いて各ＩＰネットワーク（例えば、１４，１５）の同期サブマスターモジュール（例えば、１２Ａ、１３Ａ）へ同期用の情報（前記時刻信号ＮＭ１，ＮＭ２に相当）を届けることにより、上記第１、第２の実施形態とほぼ同等な効果を得ることも可能である。
【０１１３】
なお、上記第１、第２の実施形態では、１つの同期サーバが送信する同期制御用フレーム（例えば、ＳＰ１）は、１つのブロードキャストドメイン内のＩＰ通信端末にのみ届く構成であったが、必ずしも同期制御用フレームが到達するネットワーク範囲をブロードキャストドメイン内に制限する必要はない。例えば、あいだにルータが介在し、複数のブロードキャストドメインにまたがるネットワーク範囲であっても、ＱｏＳ制御などによって十分な帯域が確保されており、ゆらぎの影響なく同期制御用フレームを届けることができる場合には、十分に高い精度の同期を実現することが可能である。
【０１１４】
また、上記第１、第２の実施形態にかかわらず、同期制御用フレーム（例えば、ＳＰ１）はブロードキャストしなくてもかまわない。例えば、マルチキャストによって特定多数のＩＰ通信端末へ同期制御用フレームを届けることもできるし、ユニキャストによって１つのＩＰ通信端末だけに宛てて同期制御用フレームを送信するようにしてもかまわない。
【０１１５】
さらに、上記第１、第２実施形態ではＩＰ電話機を例に取ったが、本発明は、ＩＰ電話以外のリアルタイム通信に適用しても効果的である。例えば、テレビ会議システムなどに適用してもよい。
【０１１６】
なお、特段のリアルタイム性を要しない通信アプリケーション（例えば、ＦＴＰや電子メールなど）に本発明を適用してもよいことは当然である。
【０１１７】
また、本発明を適用する通信プロトコルは、上記第１、第２の実施形態で例示した各通信プロトコルに限定する必要はない。例えば、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層の通信プロトコルとしては、前記ＩＰプロトコルのかわりに、ＩＰＸプロトコルなどを用いることも可能である。
【０１１８】
以上の説明では主としてハードウエア的に本発明を実現したが、本発明はソフトウエア的に実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】第１および第２の実施形態にかかる同期サブマスタモジュール内のコントローラの内部構成例を示す概略図である。
【図２】第１および第２の実施形態にかかる同期スレーブモジュール内のコントローラの内部構成例を示す概略図である。
【図３】第１および第２の実施形態にかかる同期スレーブモジュールの内部構成例を示す概略図である。
【図４】第１の実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。
【図５】第１および第２の実施形態にかかる同期サブマスターモジュールの内部構成例を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…通信システム、１１…ＧＰＳ衛星、１２，１３…同期サーバ、１２Ａ、１３Ａ…同期サブマスターモジュール、１４，１５…ＩＰネットワーク、１６…ＰＯＩ、１７〜１９…ＩＰ通信端末、１７Ａ〜１９Ａ…同期スレーブモジュール、３０，５０…主制御部、３１…周期解析部、３２、５１…期待値記憶部、３３，５２…比較演算部、３４…しきい値記憶部、ＥＤ１…同期制御用データ、ＤＭ１…時刻データ、ＰＣ１，ＰＣ２…制御信号。
【図１】
2005184284.tif 000003
【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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