通信装置、通信系统和时刻同步方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信装置、通信系统和时刻同步方法。
【背景技术】
[0002]通过实施时钟同步、时刻同步中的双方或一方，构成系统的装置整体或仅同步所需的部分通过有线/无线线路进行同步的技术，随着近代信息的电子化和自动化/多种各种装置之间的协作化/精密化，在所有的产业分类中无论同步精度如何均被广泛利用。
[0003]作为一例，针对与移动回程/入口线路(传输路径)连接的便携基站之间的同步技术被应用于配电网的故障部位检测。在该同步技术中，主要利用GPS(GlobalPosit1ning System:全球定位系统)作为参考时钟源、参考时刻源。在接收天线相对于天空位置明确的情况下，基于GPS的同步方法无论陆海空始终有效，但因接收天线的设置位置(不明确的情况下)、天候、太阳耀斑这样的因素，来自GPS卫星的信号接收受阻，会导致有时不能满足系统所需的同步精度的情况。
[0004]因此，在电信领域、认证/安全领域、配电网领域中，作为替代基于GPS的同步方法的、经由通信线路的同步方法，关于时钟同步，规定了 ITU-T (Internat1nalTelecommunicat1n Un1n Telecommunicat1n Standardizat1n Sector:国际电信联盟电信标准化部门)G.8264等，关于时刻同步，在RFC(Request For Co_ents:请求注解)中，规定了 NTP (Network Time Protocol:网络时间协议)(参照非专利文献1、2)。此外，由标准化团体(ITU-T、IEEE 等)进行着与 IEEE1588、IEEE C37.238-2011、ITU-T G.8265.1 等的时钟/时刻同步相关的讨论(参照非专利文献3?5)。
[0005]在先技术文献
[0006]非专利文献
[0007]非专利文献1:1TU-T Rec.G.8264/Y.1364，“Distribut1n of timinginformat1n through packet networks，，，2008
[0008]非专利文献2:1ETF RFC 5905，“Network Time Protocol Vers1n 4:Protocoland Algorithms Specificat1n，，，2010
[0009]非专利文献3:1EEE Std.1588-2008，“IEEE Standard for a Precis1n ClockSynchronizat1n Protocol for Networked Measurement and Control Systems，，，2008
[0010]非专利文献4:1EEE Std.C37.238-2011，“IEEE Standard Profile for Use ofIEEE1588Precis1n Time Protocol in Power System Applicat1ns，，，2011
[0011]非专利文献5: ITU-T Rec.G.8265.1/Y.1365.1/‘Precis1n time protocoltelecom profile for frequency synchronizat1n，，，2010
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]在上述现有的时钟同步中，经由通信线路，从主控装置向从属装置发送电信号或光信号，从由从属装置接收到的信号中提取出符号，进行时钟提取，设为自身时钟，由此实现主控装置/从属装置之间的时钟同步。此外，在现有的时刻同步中，从主控装置向从属装置进行以时刻同步为目的的规定的帧的交换(协议处理)，由此，主控装置与从属装置之间进行同步帧的收发，从主控装置进行时刻信息通知，如果需要则进行主控装置与从属装置之间的传输延迟测定，根据从主控装置向从属装置通知的时刻信息进行传输延迟量的校正，由此实现时刻同步。
[0014]在时刻同步中，在将时刻同步帧的发送间隔的设定值设定为固定值的情况下，尽管从属装置被判定为满足同步精度，也会在必要程度以上地从主控装置发送来时刻同步帧。因此，对主控装置而言是发送负载，对从属装置而言是接收负载，对连接这些的通信线路而言成为传输频带的负担。减轻这些负载可带来低功耗化、低线路负载、抑制不必要的帧收发而带来的安全性的强化，而在将时刻同步帧的发送间隔设为固定值时，例如不能根据时刻同步精度而以减轻负载的方式灵活地应对。
[0015]此外，如果作为时钟源的主控装置是能够提供与从属装置取得时刻同步(与时刻的刻度同步)的时钟的系统结构，则在极端的例子中，在与所述时钟取得同步的期间内，即使仅向从属装置提供一次时刻信息，从属装置即可将基于来自主控装置的时钟来标示时亥IJ，由此，即使不提供定期的时刻信息，也能够维持与时刻源取得了同步的时刻。
[0016]本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，得到一种能够减轻收发负载的通信装置、通信系统和时刻同步方法。
[0017]用于解决问题的手段
[0018]为了解决上述问题，达成目的，本发明是一种通信装置，其是作为从属装置进行动作的通信装置，该从属装置基于从主控装置按规定周期发送的时刻同步消息而与所述主控装置进行时刻同步，所述通信装置具有控制部，该控制部将所述时刻同步消息的发送速率的请求值即请求发送速率存储在请求发送所述时刻同步消息的发送请求消息中，并发送给所述主控装置，所述控制部基于所述时刻同步消息，求出作为所述主控装置与本装置的时刻之差的时刻同步精度，基于所述时刻同步精度，判定是否变更所述请求发送速率，在判断为要变更的情况下，将存储有变更后的所述请求发送速率的所述发送请求消息发送给所述主控装置。
[0019]发明效果
[0020]本发明的通信装置、通信系统和时刻同步方法起到能够减轻收发负载的效果。
【附图说明】
[0021]图1是示出本发明的通信系统的结构例的图。
[0022]图2是示出通信装置(主控)的结构例的图。
[0023]图3是示出通信装置(从属)的结构例的图。
[0024]图4是示出遵循IEEE1588-2008的时钟/时刻同步的步骤的一例的线图。
[0025]图5是示出使用由IEEE1588-2008规定的信令消息(Signaling message)、基于 ITU-T G.8265.1 来进行 Sync 消息(Sync message)、Pdelay_Resp 消息(Pdelay_Respmessage)、Delay_Resp 消息(Delay_Resp message)、Announce 消息(Announce message)的单播发送请求的步骤的一例的线图。
[0026]图6是示出使用由IEEE1588-2008规定的信令消息、基于ITU-T G.8265.1来进行Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息的单播发送取消请求的步骤的一例的线图。
[0027]图 7 是示出使由 IEEE1588-2008 规定的 PTP (Precis1n Time Protocol:精密时间协议)消息封装的帧结构的一例的图。
[0028]图8是示出PTP消息(PTP message)的格式例的图。
[0029]图9是示出信令消息中的从从属发送的请求单播发送(Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp 消息、Announce 消息的单播发送)的消息(REQUEST_UNICAST_TRANSMISS1NTLV)的格式例的图。
[0030]图10是示出信令消息中的从主控发送的单播发送请求的应答消息(GRANT_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)的格式例的图。
[0031]图11是示出信令消息中的从从属发送的请求单播发送取消(Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息的单播发送的取消)的消息(CANCEL_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)的格式例的图。
[0032]图12是示出信令消息中的从主控发送的单播发送取消应答消息(ACKKNOWLEDGE_CANCEL_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)的格式例的图。
[0033]图13是示出按照由ITU-T G.8265.1规定的步骤来实施IEEE1588-2008下的时钟/时刻同步的情况下的消息的发送步骤的一例的线图。
[0034]图14是不出由 ITU-T G.8264规定的ESMC (Ethernet (注册商标)Synchronizat1nMessaging Channel:同步消息信道)PDU (Protocol Data Unit:协议数据单元)的格式例的图。
[0035]图15是示出ESMC PDU的发送步骤示例的线图。
[0036]图16是示出用于决定从通信装置(从属)发送的单播发送请求的信令消息的1gInterMessagePer1de中存储的有效期间的处理步骤的流程图。
[0037]图17是示出接收到EMSC PDU的通信装置(从属)根据消息通知来判定时钟质量的流程图的一例的图。
[0038]图18是示出根据经由线路从通信装置(主控)100接收到的时钟的时钟提取状况来判定时钟质量的流程图的一例的图。
【具体实施方式】
[0039]以下，基于附图，对本发明的通信装置、通信系统和时刻同步方法的实施方式进行详细说明。此外，本发明不受限于该实施方式。
[0040]实施方式.
[0041]图1是示出本发明的通信系统的结构例的图。通信装置(主控)100与通信装置(从属)107、109分别通过有线线路170、190连接。此外，终端108经由有线线路180与通信装置(从属)107连接。通信装置(主控(主控装置))100分别经由有线线路170、190向通信装置(从属(从属装置))107、109提供时刻信息和时钟信号。此外，通信装置(主控)100经由同轴线缆112与时钟源(基准时钟源)101连接。此外，通信装置(主控)100经由同轴线缆120与时刻源(基准时刻源)102连接，并经由串行线缆121与时刻源102连接。此外，通信装置(主控)100经由同轴线缆130和132，与时钟/时刻源(基准时钟源和基准时刻源)103连接，并经由串行线缆131与时钟/时刻源103连接。此外，通信装置(主控)100经由有线线路150和网络151与时钟/时刻源105连接。经由该连接，时钟源101、时刻源102、时钟/时刻源103、105向通信装置(主控)100提供时钟信号、时刻信息。此外，时钟源101与时刻源102分别经由同轴线缆140、141与GPS接收机104连接，基于从GPS卫星106提供的高精度时刻信息，分别生成时钟、时刻信息。
[0042]以下，在本实施方式中，基于分别使用IEEE1588-2008作为时刻信息传递协议，使用ITU-T G.8265.1作为发送速率请求变更协议，在主控-从属装置之间利用有线线路进行连接的例子进行记述，但所使用的协议及结构不限于这些。此外，不仅是NTP/SNTP (SimpleNetwork Time Protocol:简单网络时间协议)这样的现有的基于网络的协议，也可以应用于EtherCAT (注册商标)等的专用于产业用途的协议，本发明不限于上述各协议。
[0043]此外，图1的结构例只是一例，与通信装置(主控)100连接的时钟源、时刻源、时钟/时刻源的数量各自不限于图1的例子。此外，与通信装置(主控)100连接通信装置(从属)的数量也不限于图1的例子。此外，在图1中，示出了通信装置(主控)100与通信装置(从属)107、109通过有线线路连接的例子，但也可以通过无线线路连接。
[0044]对本实施方式的与时钟同步控制协作的时刻同步控制方法的概念进行说明。此夕卜，在本实施方式中，以通过有线线路连接的树结构的同步系统为例进行了如下说明，但本发明的实施方式不仅限于树结构的同步系统(例如，也可以是全网状结构)。此外，也可以同时使用利用了无线等的其它同步技术，对线路介质/传输速度没有限定。此外，针对时刻同步接口，不仅是以下记述的PPS (Pulse Per Second:每秒脉冲)信号+TOD (Time Of Day)串行信号形式，例如，也可以是IRIG信号等，对时刻同步接口没有限定。
[0045]图2是示出本实施方式的通信装置(主控)100的结构例的图。通信装置(主控)100 具有 PHY(物理层处理部)203,250,207,MUX (Multiplexer:复用器)电路 201,202,251、电平转换部211、212、时钟(自身时钟生成部)210、PLL (Phase Locked Loop:锁相环)电路 200、CPU (Central Processing Unit:中央处理器)