通信裝置、通信系統(tǒng)和時(shí)刻同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信裝置、通信系統(tǒng)和時(shí)刻同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通過實(shí)施時(shí)鐘同步、時(shí)刻同步中的雙方或一方，構(gòu)成系統(tǒng)的裝置整體或僅同步所需的部分通過有線/無線線路進(jìn)行同步的技術(shù)，隨著近代信息的電子化和自動(dòng)化/多種各種裝置之間的協(xié)作化/精密化，在所有的產(chǎn)業(yè)分類中無論同步精度如何均被廣泛利用。
[0003]作為一例，針對(duì)與移動(dòng)回程/入口線路(傳輸路徑)連接的便攜基站之間的同步技術(shù)被應(yīng)用于配電網(wǎng)的故障部位檢測。在該同步技術(shù)中，主要利用GPS(GlobalPosit1ning System:全球定位系統(tǒng))作為參考時(shí)鐘源、參考時(shí)刻源。在接收天線相對(duì)于天空位置明確的情況下，基于GPS的同步方法無論陸?？帐冀K有效，但因接收天線的設(shè)置位置(不明確的情況下)、天候、太陽耀斑這樣的因素，來自GPS衛(wèi)星的信號(hào)接收受阻，會(huì)導(dǎo)致有時(shí)不能滿足系統(tǒng)所需的同步精度的情況。
[0004]因此，在電信領(lǐng)域、認(rèn)證/安全領(lǐng)域、配電網(wǎng)領(lǐng)域中，作為替代基于GPS的同步方法的、經(jīng)由通信線路的同步方法，關(guān)于時(shí)鐘同步，規(guī)定了 ITU-T (Internat1nalTelecommunicat1n Un1n Telecommunicat1n Standardizat1n Sector:國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門)G.8264等，關(guān)于時(shí)刻同步，在RFC(Request For Co_ents:請求注解)中，規(guī)定了 NTP (Network Time Protocol:網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)(參照非專利文獻(xiàn)1、2)。此外，由標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體(ITU-T、IEEE 等)進(jìn)行著與 IEEE1588、IEEE C37.238-2011、ITU-T G.8265.1 等的時(shí)鐘/時(shí)刻同步相關(guān)的討論(參照非專利文獻(xiàn)3?5)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]非專利文獻(xiàn)
[0007]非專利文獻(xiàn)1:1TU-T Rec.G.8264/Y.1364，“Distribut1n of timinginformat1n through packet networks，，，2008
[0008]非專利文獻(xiàn)2:1ETF RFC 5905，“Network Time Protocol Vers1n 4:Protocoland Algorithms Specificat1n，，，2010
[0009]非專利文獻(xiàn)3:1EEE Std.1588-2008，“IEEE Standard for a Precis1n ClockSynchronizat1n Protocol for Networked Measurement and Control Systems，，，2008
[0010]非專利文獻(xiàn)4:1EEE Std.C37.238-2011，“IEEE Standard Profile for Use ofIEEE1588Precis1n Time Protocol in Power System Applicat1ns，，，2011
[0011]非專利文獻(xiàn)5: ITU-T Rec.G.8265.1/Y.1365.1/‘Precis1n time protocoltelecom profile for frequency synchronizat1n，，，2010

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]在上述現(xiàn)有的時(shí)鐘同步中，經(jīng)由通信線路，從主控裝置向從屬裝置發(fā)送電信號(hào)或光信號(hào)，從由從屬裝置接收到的信號(hào)中提取出符號(hào)，進(jìn)行時(shí)鐘提取，設(shè)為自身時(shí)鐘，由此實(shí)現(xiàn)主控裝置/從屬裝置之間的時(shí)鐘同步。此外，在現(xiàn)有的時(shí)刻同步中，從主控裝置向從屬裝置進(jìn)行以時(shí)刻同步為目的的規(guī)定的幀的交換(協(xié)議處理)，由此，主控裝置與從屬裝置之間進(jìn)行同步幀的收發(fā)，從主控裝置進(jìn)行時(shí)刻信息通知，如果需要?jiǎng)t進(jìn)行主控裝置與從屬裝置之間的傳輸延遲測定，根據(jù)從主控裝置向從屬裝置通知的時(shí)刻信息進(jìn)行傳輸延遲量的校正，由此實(shí)現(xiàn)時(shí)刻同步。
[0014]在時(shí)刻同步中，在將時(shí)刻同步幀的發(fā)送間隔的設(shè)定值設(shè)定為固定值的情況下，盡管從屬裝置被判定為滿足同步精度，也會(huì)在必要程度以上地從主控裝置發(fā)送來時(shí)刻同步幀。因此，對(duì)主控裝置而言是發(fā)送負(fù)載，對(duì)從屬裝置而言是接收負(fù)載，對(duì)連接這些的通信線路而言成為傳輸頻帶的負(fù)擔(dān)。減輕這些負(fù)載可帶來低功耗化、低線路負(fù)載、抑制不必要的幀收發(fā)而帶來的安全性的強(qiáng)化，而在將時(shí)刻同步幀的發(fā)送間隔設(shè)為固定值時(shí)，例如不能根據(jù)時(shí)刻同步精度而以減輕負(fù)載的方式靈活地應(yīng)對(duì)。
[0015]此外，如果作為時(shí)鐘源的主控裝置是能夠提供與從屬裝置取得時(shí)刻同步(與時(shí)刻的刻度同步)的時(shí)鐘的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，則在極端的例子中，在與所述時(shí)鐘取得同步的期間內(nèi)，即使僅向從屬裝置提供一次時(shí)刻信息，從屬裝置即可將基于來自主控裝置的時(shí)鐘來標(biāo)示時(shí)亥IJ，由此，即使不提供定期的時(shí)刻信息，也能夠維持與時(shí)刻源取得了同步的時(shí)刻。
[0016]本發(fā)明是鑒于上述而完成的，其目的在于，得到一種能夠減輕收發(fā)負(fù)載的通信裝置、通信系統(tǒng)和時(shí)刻同步方法。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]為了解決上述問題，達(dá)成目的，本發(fā)明是一種通信裝置，其是作為從屬裝置進(jìn)行動(dòng)作的通信裝置，該從屬裝置基于從主控裝置按規(guī)定周期發(fā)送的時(shí)刻同步消息而與所述主控裝置進(jìn)行時(shí)刻同步，所述通信裝置具有控制部，該控制部將所述時(shí)刻同步消息的發(fā)送速率的請求值即請求發(fā)送速率存儲(chǔ)在請求發(fā)送所述時(shí)刻同步消息的發(fā)送請求消息中，并發(fā)送給所述主控裝置，所述控制部基于所述時(shí)刻同步消息，求出作為所述主控裝置與本裝置的時(shí)刻之差的時(shí)刻同步精度，基于所述時(shí)刻同步精度，判定是否變更所述請求發(fā)送速率，在判斷為要變更的情況下，將存儲(chǔ)有變更后的所述請求發(fā)送速率的所述發(fā)送請求消息發(fā)送給所述主控裝置。
[0019]發(fā)明效果
[0020]本發(fā)明的通信裝置、通信系統(tǒng)和時(shí)刻同步方法起到能夠減輕收發(fā)負(fù)載的效果。
【附圖說明】
[0021]圖1是示出本發(fā)明的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0022]圖2是示出通信裝置(主控)的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0023]圖3是示出通信裝置(從屬)的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0024]圖4是示出遵循IEEE1588-2008的時(shí)鐘/時(shí)刻同步的步驟的一例的線圖。
[0025]圖5是示出使用由IEEE1588-2008規(guī)定的信令消息(Signaling message)、基于 ITU-T G.8265.1 來進(jìn)行 Sync 消息(Sync message)、Pdelay_Resp 消息(Pdelay_Respmessage)、Delay_Resp 消息(Delay_Resp message)、Announce 消息(Announce message)的單播發(fā)送請求的步驟的一例的線圖。
[0026]圖6是示出使用由IEEE1588-2008規(guī)定的信令消息、基于ITU-T G.8265.1來進(jìn)行Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息的單播發(fā)送取消請求的步驟的一例的線圖。
[0027]圖 7 是示出使由 IEEE1588-2008 規(guī)定的 PTP (Precis1n Time Protocol:精密時(shí)間協(xié)議)消息封裝的幀結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0028]圖8是示出PTP消息(PTP message)的格式例的圖。
[0029]圖9是示出信令消息中的從從屬發(fā)送的請求單播發(fā)送(Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp 消息、Announce 消息的單播發(fā)送)的消息(REQUEST_UNICAST_TRANSMISS1NTLV)的格式例的圖。
[0030]圖10是示出信令消息中的從主控發(fā)送的單播發(fā)送請求的應(yīng)答消息(GRANT_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)的格式例的圖。
[0031]圖11是示出信令消息中的從從屬發(fā)送的請求單播發(fā)送取消(Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息的單播發(fā)送的取消)的消息(CANCEL_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)的格式例的圖。
[0032]圖12是示出信令消息中的從主控發(fā)送的單播發(fā)送取消應(yīng)答消息(ACKKNOWLEDGE_CANCEL_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)的格式例的圖。
[0033]圖13是示出按照由ITU-T G.8265.1規(guī)定的步驟來實(shí)施IEEE1588-2008下的時(shí)鐘/時(shí)刻同步的情況下的消息的發(fā)送步驟的一例的線圖。
[0034]圖14是不出由 ITU-T G.8264規(guī)定的ESMC (Ethernet (注冊商標(biāo))Synchronizat1nMessaging Channel:同步消息信道)PDU (Protocol Data Unit:協(xié)議數(shù)據(jù)單元)的格式例的圖。
[0035]圖15是示出ESMC PDU的發(fā)送步驟示例的線圖。
[0036]圖16是示出用于決定從通信裝置(從屬)發(fā)送的單播發(fā)送請求的信令消息的1gInterMessagePer1de中存儲(chǔ)的有效期間的處理步驟的流程圖。
[0037]圖17是示出接收到EMSC PDU的通信裝置(從屬)根據(jù)消息通知來判定時(shí)鐘質(zhì)量的流程圖的一例的圖。
[0038]圖18是示出根據(jù)經(jīng)由線路從通信裝置(主控)100接收到的時(shí)鐘的時(shí)鐘提取狀況來判定時(shí)鐘質(zhì)量的流程圖的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下，基于附圖，對(duì)本發(fā)明的通信裝置、通信系統(tǒng)和時(shí)刻同步方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明不受限于該實(shí)施方式。
[0040]實(shí)施方式.
[0041]圖1是示出本發(fā)明的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。通信裝置(主控)100與通信裝置(從屬)107、109分別通過有線線路170、190連接。此外，終端108經(jīng)由有線線路180與通信裝置(從屬)107連接。通信裝置(主控(主控裝置))100分別經(jīng)由有線線路170、190向通信裝置(從屬(從屬裝置))107、109提供時(shí)刻信息和時(shí)鐘信號(hào)。此外，通信裝置(主控)100經(jīng)由同軸線纜112與時(shí)鐘源(基準(zhǔn)時(shí)鐘源)101連接。此外，通信裝置(主控)100經(jīng)由同軸線纜120與時(shí)刻源(基準(zhǔn)時(shí)刻源)102連接，并經(jīng)由串行線纜121與時(shí)刻源102連接。此外，通信裝置(主控)100經(jīng)由同軸線纜130和132，與時(shí)鐘/時(shí)刻源(基準(zhǔn)時(shí)鐘源和基準(zhǔn)時(shí)刻源)103連接，并經(jīng)由串行線纜131與時(shí)鐘/時(shí)刻源103連接。此外，通信裝置(主控)100經(jīng)由有線線路150和網(wǎng)絡(luò)151與時(shí)鐘/時(shí)刻源105連接。經(jīng)由該連接，時(shí)鐘源101、時(shí)刻源102、時(shí)鐘/時(shí)刻源103、105向通信裝置(主控)100提供時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)刻信息。此外，時(shí)鐘源101與時(shí)刻源102分別經(jīng)由同軸線纜140、141與GPS接收機(jī)104連接，基于從GPS衛(wèi)星106提供的高精度時(shí)刻信息，分別生成時(shí)鐘、時(shí)刻信息。
[0042]以下，在本實(shí)施方式中，基于分別使用IEEE1588-2008作為時(shí)刻信息傳遞協(xié)議，使用ITU-T G.8265.1作為發(fā)送速率請求變更協(xié)議，在主控-從屬裝置之間利用有線線路進(jìn)行連接的例子進(jìn)行記述，但所使用的協(xié)議及結(jié)構(gòu)不限于這些。此外，不僅是NTP/SNTP (SimpleNetwork Time Protocol:簡單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)這樣的現(xiàn)有的基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，也可以應(yīng)用于EtherCAT (注冊商標(biāo))等的專用于產(chǎn)業(yè)用途的協(xié)議，本發(fā)明不限于上述各協(xié)議。
[0043]此外，圖1的結(jié)構(gòu)例只是一例，與通信裝置(主控)100連接的時(shí)鐘源、時(shí)刻源、時(shí)鐘/時(shí)刻源的數(shù)量各自不限于圖1的例子。此外，與通信裝置(主控)100連接通信裝置(從屬)的數(shù)量也不限于圖1的例子。此外，在圖1中，示出了通信裝置(主控)100與通信裝置(從屬)107、109通過有線線路連接的例子，但也可以通過無線線路連接。
[0044]對(duì)本實(shí)施方式的與時(shí)鐘同步控制協(xié)作的時(shí)刻同步控制方法的概念進(jìn)行說明。此夕卜，在本實(shí)施方式中，以通過有線線路連接的樹結(jié)構(gòu)的同步系統(tǒng)為例進(jìn)行了如下說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于樹結(jié)構(gòu)的同步系統(tǒng)(例如，也可以是全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))。此外，也可以同時(shí)使用利用了無線等的其它同步技術(shù)，對(duì)線路介質(zhì)/傳輸速度沒有限定。此外，針對(duì)時(shí)刻同步接口，不僅是以下記述的PPS (Pulse Per Second:每秒脈沖)信號(hào)+TOD (Time Of Day)串行信號(hào)形式，例如，也可以是IRIG信號(hào)等，對(duì)時(shí)刻同步接口沒有限定。
[0045]圖2是示出本實(shí)施方式的通信裝置(主控)100的結(jié)構(gòu)例的圖。通信裝置(主控)100 具有 PHY(物理層處理部)203,250,207,MUX (Multiplexer:復(fù)用器)電路 201,202,251、電平轉(zhuǎn)換部211、212、時(shí)鐘(自身時(shí)鐘生成部)210、PLL (Phase Locked Loop:鎖相環(huán))電路 200、CPU (Central Processing Unit:中央處理器)