通信装置、通信系统和时刻同步方法_2

文档序号:8417862阅读:来源:国知局
204、队列 206、253、网桥 205、252、计数器220、221、222、PPS信号接收部231、232、串行信号接收部241、242。区域160表示由PLL 200提供的PLL CLK同步区域。
[0046]PHY 250、207分别经由有线线路170、190与通信装置(从属)107、109连接。电平转换部211、212分别经由同轴线缆112、132与时钟源101、时钟/时刻源103连接。电平转换部211提取来自时钟源101的时钟,并将提取出的时钟(第I时钟信号)输入到MUX电路201。电平转换部212提取来自时钟/时刻源103的时钟,并将提取出的时钟(第2时钟信号)输入到MUX电路201。PHY 203经由有线线路150与时钟/时刻源105连接。PHY 203提取来自时钟/时刻源105的时钟,并将提取出的时钟(第3时钟信号)输入到MUX电路
201。此外,设为PHY 203具有提取时钟的功能,但还可以是另外具有该功能。时钟210在本装置内生成时钟(自身时钟),并将生成的时钟(第4时钟信号)输入到MUX电路201。
[0047]MUX电路201选择来自多个时钟源(时钟源101、时钟/时刻源103、105、时钟210)的时钟中的一个,将选择出的时钟提供给PLL电路200。PLL电路200将所提供的时钟倍增为适合于各电路的频率,来使通信装置(主控)100动作。
[0048]此外,PPS信号接收部231、232分别经由同轴线缆120、130,与时刻源102、时钟/时刻源103连接。PPS信号接收部231、232分别接收来自时刻源102、时钟/时刻源103的PPS信号,并将其分别输入到计数器221、222。串行信号接收部241、242从分别经由串行线缆121、131从时刻源102、时钟/时刻源103接收到的串行信号中提取ASCII字符串,进行格式解析,由此提取 UTC (Coordinated Universal Time)(协定世界时间)或 GMT (GreenwichMean Time)(世界标准时间)等信息,并输出到计数器221、222。计数器221、222分别以从PPS信号接收部231、232输出的PPS信号为触发,取入从串行信号接收部241、242输出的时刻信息,在取入下一时刻信息之前,持续根据从PLL 200提供的时钟来标示时间。这样,接收来自时刻源102的时刻(第一时刻信号)、来自时钟/时刻源103的时刻(第二时刻信号)O
[0049]此外,PHY 203接收从经由有线线路150连接的时钟/时刻源105发送的带有时刻信息的帧,并将接收到的帧输入到网桥205。网桥205对输入的帧的目的地进行解析,判定是发往CPU 204、发往通信装置(从属)107、109、还是进行废弃处理。判定后的帧按每一目的地而在队列206中排队。队列206按每一目的地而具有独立队列(发往CPU 204、发往PHY 207、发往PHY 250) ο CPU 204从队列206中取出与自身对应的独立队列内中存储的带有时刻信息的帧,对帧进行精细检查,从PHY 203取得该帧的接收时刻,将基于这些接收时刻和时刻信息实施规定的计算的结果设定给计数器220。计数器220基于来自CPU 204的设定,保持时刻信息(实施规定的计算的结果),并生成PPS信号。此外,在来自CPU 204的下一设定被反映之前的期间内,持续以来自PLL 200的时钟来标示时刻。这样,接收时钟/时刻源105 (第三时刻信号)。
[0050]计数器220、221、222将来自输入到自身的各时刻源的PPS信号输入到MUX电路
202。MUX电路202从输入的多个PPS信号中选择I个,将选择出的PPS信号提供给PHY 250、207。此外,CPU 204从与利用MUX电路202选择出PPS信号的计数器为同一个计数器(计数器220、221、222中的任意一个)收集时刻信息,并将其设定给PHY 250、207。
[0051]此外,PHY 250,207分别经由有线线路170、190接收从通信装置(从属)107、109发送的帧,并将接收到的帧输入到MUX电路251。MUX电路251将来自通信装置(从属)107、109的帧复用并传送到网桥252。网桥252针对复用的帧,判定该复用帧是发往CPU 204、发往时钟/时刻源105、还是发往网络151上的其它装置中的任意一个。进行了目的地判定后的复用帧按每一目的地而在队列253中排队。队列253具有按每一目的地的独立队列。CPU 204从队列253中取出与自身对应的独立队列内中存储的带有时刻信息的帧,对帧进行精细检查。此外,CPU 204作为精细检查的结果而确定出接收到该帧的PHY(PHY 250或PHY 207),从确定出的PHY取得对应的帧的接收时刻,将实施了基于接收时刻和时刻信息的规定的计算的结果设定到帧中,将该帧发送给发送源(通信装置(从属)107或通信装置(从属)109)。而且,连接通信装置(主控)100与通信装置(从属)107、109之间的PHY250、207的传输标准取决于安装,本发明不受传输标准的制约。
[0052]图3是示出本实施方式的通信装置(从属)107的结构例的图。通信装置(从属)107具有PHY 303、350、]?^电路(]\1^)301、时钟(自身时钟生成部)310、PLL电路(PLL) 300、CPU (控制部)304、队列 306、353、网桥 305,352 和计数器 320。
[0053]PHY 303经由有线线路170与通信装置(主控)100连接。PHY 303提取来自通信装置(主控)100的时钟,并将提取出的时钟输入到MUX电路301。此外,此处PHY 303具有作为提取时钟的时钟提取部的功能,也可以在PHY 303之外,另外具有时钟提取部。时钟310在本装置内生成时钟(自身时钟),并将生成的时钟输入到MUX电路301。
[0054]MUX电路301选择来自多个时钟源(通信装置(主控)100、时钟210)的时钟中的一个,并将选择出的时钟提供给PLL电路300。PLL电路300将提供来的时钟倍增为适合于各电路的频率,来使通信装置(通信装置(从属)107动作。
[0055]PHY 303经由有线线路170与通信装置(主控)100连接。PHY 303接收从通信装置(主控)100发送的带有时刻信息的帧,输入到网桥305。网桥305对所输入的帧的目的地进行解析,判定是发往CPU 304、发往终端108、还是进行废弃处理。判定后的帧按每一目的地而在队列306中排队。队列306具有针对每一目的地的独立队列(发往CPU 304、发往PHY 350) ο CPU 304从队列306中取出与自身对应的独立队列内中存储的带有时刻信息的帧,对帧进行精细检查,并从PHY 303取得该帧的接收时刻,将基于这些接收时刻和时刻信息实施了规定的计算的结果设定给计数器320。计数器320基于来自CPU 304的设定,保持时刻信息(实施规定的计算的结果),生成PPS信号。此外,在来自CPU 304的下一设定被反映为止的期间内,持续按照来自PLL300的时钟来标示时刻。
[0056]计数器320将生成的PPS信号提供给PHY 350。此外,CPU 304从计数器320收集时刻信息,设定到PHY 350中。此外,PHY 350经由有线线路180接收从终端108发送的帧,并将接收到的帧传送到网桥352。网桥352对输入的帧的目的地进行解析,判定是发往CPU 304、发往通信装置(主控)100、还是进行废弃处理。判定后的帧按每一目的地而在队列353中排队。队列353具有针对每一目的地的独立队列(发往CPU 304、发往PHY 303)。CPU 304从队列353中取出与自身对应的独立队列内中存储的带有时刻信息的帧,对帧进行精细检查,并从PHY 350取得该帧的接收时刻,将基于这些接收时刻和时刻信息实施了规定的计算的结果设定到帧中,并发送给作为发送源的终端108。而且,连接通信装置(从属)107、终端108之间的PHY350的传输标准取决于安装,本发明不受传输标准的制约。
[0057]图4是示出通信装置(主控)100与通信装置(从属)107之间的遵循IEEE1588-2008的时钟/时刻同步的步骤的一例的线图。作为主控的通信装置(主控)100按固定周期分别发送:通知自身具有的时刻的属性信息(有无闰秒、时刻源精度等)的Announce消息;和存储有从CPU发送时的发送时刻的Sync消息(步骤S1、S2)。此外,在用于对“不能在Sync消息内的发送时刻存储区域中覆写即将从PHY发送Sync消息之前的发送时刻的情况”进行辅助的两步模式中,发送Follow_Up消息(Follow_Up message),该Follow_Up消息存储有先前刚从PHY发送的Sync消息的发送时刻(从PHY发送时的时间)(步骤S3)。作为从属的通信装置(从属)107向通信装置(主控)100发送Delay_Req消息(Delay_Req message)(步骤S4),并记录Delay_Req消息的发送时刻。通信装置(主控)100以从通信装置(从属)107接收到Delay_Req消息为触发,将存储有接收到Delay_Req消息的时刻的Delay_Resp消息发送给通信装置(从属)107 (步骤S5)。通信装置(从属)107基于Sync消息(单步模式时)或Follow_Up消息(两步模式时)中存储的发送时亥IJ、该Sync消息的接收时刻、Delay_Req消息的发送时刻和Delay_Resp消息中存储的通信装置(主控)100中的Delay_Req消息的接收时刻,求出通信装置(主控)100的时间与自身的时间差,对求出的差进行校正,由此实现与通信装置(主控)100的时刻同步。
[0058]图5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消息的单播发送请求的步骤的一例的线图。在IEEE1588-2008中,能够对在时钟/时刻同步中使用的各消息进行单播发送。此外,在IEEE1588-2008中,除了图4所示的消息以外,还定义了 Pdelay_Req消息(Pdelay_Req message)、Pdelay_Resp消息等。在作为从属的通信装置(从属)107请求Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息的单播发送的情况下,如图5那样,向通信装置(主控)100发送请求单播发送的信令消息(REQUEST_UNICAST_TRANSMISS1NTLV)(步骤Sll)。关于请求单播发送的信令消息的格式定义,接下来将在图8以后进行记述。进而,通信装置(主控)100在接收到该信令消息时,判定是否能够实现来自通信装置(从属)107的请求(单播发送请求),并将反映有该结果的信令消息(GRANT_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)发送给通信装置(从属)107 (步骤S12)。通过该步骤,在能够满足来自通信装置(从属)107的请求的情况下,通过单播从通信装置(主控)100将Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息中的从通信装置(从属)107请求的消息返回给通信装置(从属)107。
[0059]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。作为从属的通信装置(从属)107在停止来自通信装置(主控)100的Sync消息、Pdelay_Resp消息、Delay_Resp消息、Announce消息的发送时,向通信装置(主控)100发送请求取消单播发送的信令消息(CANCEL_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)(步骤S21)。通信装置(主控)100在接收到请求取消单播发送的信令消息(ACKKNOWLEDGE_CANCEL_UNICAST_TRANSMISS1N TLV)时,进行与来自通信装置(从属)107的取消请求相伴的处理,将对识别出取消的情况进行通知的信令消息返回给通信装置(从属)107(步骤S22)。
[0060]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。PTP消息包含Announce/Sync/Delay_Req/Follow_Up/Delay_Resp/Pdelay_Req/Pdelay_Resp/Pdelay_Resp_Follow_Up/Signaling/Management这各个消息。图7的(a)示出了通过基于IPv4/v6/UDP的PTP进行通信的情况下的封装的帧的结构例,图7的(b)示出了通过基于IEEE802.3/Ethernet (注册商标)的PTP进行通信的情况下的封装的帧的结构例。
[0061]图8是示出PTP消息的格式例的图。如图8所示,PTP消息由共用消息头和
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