JPH0983608A - 時刻同期装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信局と受信局との時刻同期をマイクロ秒
（μｓ）オーダーでとる。 【解決手段】この時刻同期装置の送信局１は、時刻デー
タ送信要求に対してコード変換した時刻データと送信遅
延時間とを受信局３に送信する送受信部１１と、送信遅
延時間を計測するタイマー部１４と、時刻データ送信要
求によって、ＨＤＬＣ手順における１６進数で表される
時刻データを、２進化によってゼロ挿入されないような
コードに変換するＣＰＵ部１２とを備え、受信局３は、
送信局１から送信されてきた時刻データと送信遅延時間
とを受信する送受信部３１と、時刻データの受信を完了
してから時刻設定までの受信遅延時間を計測するタイマ
ー部３４と、受信された時刻データを元の１６進数のコ
ードに逆変換し、送信遅延時間と受信遅延時間、伝送遅
延時間および時刻データのフレーム長時間を加算しそれ
を現在時刻として時計部３３に設定するＣＰＵ部３２と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電力システ
ムなどに利用されている時刻同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＨＤＬＣ伝送を使用して各所
に配置された電力設備間の時刻同期をとる時刻同期装置
は、よく知られている。

【０００３】このＨＤＬＣ伝送では、データのビット列
が、例えば“０１１１１１１０”というパターンではフ
ラグを示し、“１１１１１１１１”というパターンでは
アボートを示すなど、特殊なパターンが用いられてい
る。

【０００４】これら特殊なパターンと一般のデータのビ
ット列とを区別する上では、一般のデータの“１”が６
個以上連続して並ばないようにする必要があり、ＨＤＬ
Ｃ伝送の手順では、一般のデータ中にビット列の“１”
が連続５個以上となった場合は、“０”を自動的に挿入
する規則がある。

【０００５】例えばある送信局から一定長のフレームを
伝送路を通じて受信局へ送信する場合、上記ゼロ挿入が
発生するため、フレーム内のデータの長さが変わり、フ
レーム長が変化する。

【０００６】したがって、受信局での受信完了のタイミ
ングが一定にならず精度のよい時刻同期が困難であっ
た。

【０００７】また、送信局と受信局との間に中継装置な
どの伝送遅延を発生させる装置や長距離の伝送路が介在
する場合なども、その間の遅延時間が分からず、この場
合も精度のよい時刻同期が困難であった。

【０００８】以下、送信局と受信局間で時刻同期をとる
従来の時刻同期装置の動作について説明する。

【０００９】まず、送信局内の時計（外部時計装置の場
合もある）からの割り込み信号により起動されるソフト
ウェアが、上記時計から時刻を読み取り、その時刻を受
信局に送信する。このとき時計からの割り込み信号によ
り時間計測部（送信遅延時間測定用）が起動されて送受
信部が送信を開始した時点で時間計測を停止する。

【００１０】一方、受信局では、時刻データの入ったフ
レームの受信が完了すると、送受信部からの割り込み信
号が発生する。この信号によりタイマー部（受信遅延時
間測定用）を起動する。また受信局のソフトウェアはタ
イマー部から時刻データを取り出し、時刻データの受信
完了を送信局に通知する。

【００１１】この受信完了通知を受け取った送信局は、
計測済みの送信遅延時間を受信局に送信する。

【００１２】この送信遅延時間を受信局が受け取ると、
時刻設定を行うタイミングで時間計測部を停止し、その
時間を取り出してこれと時刻データと送信遅延時間およ
び（伝送遅延時間の予想値と伝送フレーム長時間の概算
値）を合計して時刻を設定する。

【００１３】ところで、ＨＤＬＣ伝送を利用したシステ
ムとしては、複数の発電所を通信回線で接続して制御す
る電力システムなどがある。

【００１４】この種の電力システムでは、複数の発電所
で故障や障害が発生したときに、各発電所の事故履歴を
基に、故障や障害の発生時間や障害の波及経路などをチ
ェックして、故障元や障害発生元を究明し復旧対策を講
じることが行なわれている。この場合、電力設備が停止
してからの復旧活動は迅速を究める必要があり、特に障
害の波及経路などを調べる上では、少なくともマイクロ
秒オーダーでの時刻確認が必要となる。

【００１５】しかしながら、このような電力システムで
は、各発電所に時刻情報を送る上で上記時刻同期装置を
利用しても、伝送遅延時間や伝送フレーム長が一定しな
いためマイクロ秒オーダーでの時刻同期が困難であり、
故障元や障害発生元を究明するために多大な時間が費や
されているのが現状である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように上述した従
来の時刻同期装置では、送信局と異なる地点に配置され
た受信局との時刻同期をマイクロ秒オーダーでとれない
ことから、特に電力システムなどに利用された場合、事
故発生時などに各発電所で時刻のずれが生じ、その原因
究明に多大な時間を要するという問題があった。

【００１７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、送信局と受信局間でマイクロ秒オーダ
ーで時刻同期をとることのできる時刻同期装置を提供す
ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の時刻同期装置は、伝送路上に接
続された送信局と受信局との間で情報をＨＤＬＣ手順に
基づき伝送する情報伝送装置において、前記送信局は、
前記時刻設定要求を受け付け、それから時刻情報を送信
開始するまでの送信遅延時間を計測する送信遅延時間計
測手段と、前記受信局から時刻設定要求があったとき、
ＨＤＬＣ手順における１６進数で表される時刻情報を、
２進化によってゼロ挿入されないようなコードに変換す
るコード変換手段と、前記コード変換手段によりコード
変換された時刻情報と、前記送信遅延時間計測手段によ
り計測された送信遅延時間とを受信局に送信する送信手
段とを備え、前記受信局は、前記送信局から送信されて
きた時刻情報と送信遅延時間とを受信する受信手段と、
前記受信手段により時刻情報が受信完了してから時刻設
定までの受信遅延時間を計測する受信遅延時間計測手段
と、前記受信手段により受信された時刻情報を、元の１
６進数のコードに逆変換するコード逆変換手段と、前記
コード逆変換手段により逆変換された時刻情報に、前記
送信遅延時間と前記受信遅延時間と、前記伝送路上にお
ける伝送遅延時間と、前記時刻情報のフレーム長時間と
を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された
時刻情報の値を現在時刻として所定の時計部に設定する
時刻設定手段とを備えてなることを特徴としている。

【００１９】この場合、送信する時刻情報を２進化の際
にゼロ挿入されないようなコードに変換した後、送信手
段から２進化して送信するので、時刻情報送信時にゼロ
挿入されなくなり、時刻情報のフレーム長が変化しなく
なり、時刻情報のフレーム長時間ｔ３が一定になる。

【００２０】したがって、伝送路を通じて受信局に時刻
情報が伝送されてきたときに、時刻情報に、送信遅延時
間ｔ１と、伝送路上の遅延時間である伝送遅延時間ｔ２
と、フレーム長時間ｔ３と、受信遅延時間ｔ４とを加算
することにより、送信局と受信局間で時刻同期をマイク
ロ秒単位のオーダーでほぼ正確にとることができる。ま
た請求項２記載の時刻同期装置は、請求項１記載の時刻
同期装置において、前記送信局のコード変換手段は、１
６進数で表される時刻情報を２進化する際に、１のビッ
トが６つ以上連続して並ばないようなコードに変換する
ことを特徴としている。

【００２１】ＨＤＬＣ手順では、１のビットが５つまで
ならば、ゼロ挿入動作を行わないので、変換されたコー
ドでは、ゼロ挿入されなくなり、フレーム長時間ｔ３が
固定値になる。

【００２２】したがって、送信局と受信局間で時刻同期
をマイクロ秒単位のオーダーでほぼ正確にとることがで
きる。

【００２３】さらに請求項３記載の時刻同期装置は、伝
送路上に接続された送信局と受信局との間で、時刻設定
要求が発生したときにＨＤＬＣ手順に基づき送信局から
受信局へ時刻情報を送り時刻設定する時刻同期装置にお
いて、前記送信局は、前記時刻設定要求を受け付け、そ
れから時刻情報を送信開始するまでの送信遅延時間を計
測する送信遅延時間計測手段と、前記時刻設定要求に対
する時刻情報と、前記計測手段により計測された送信遅
延時間とを前記伝送路に送信する送信手段とを備え、前
記受信局は、前記伝送路から時刻情報と送信遅延時間と
を受信する受信手段と、前記受信手段により時刻情報が
受信され始めてから時刻設定までの受信遅延時間を計測
する受信遅延時間計測手段と、前記受信手段により受信
された時刻情報に、前記伝送路上における伝送遅延時間
と前記送信遅延時間と前記受信遅延時間を加算する加算
手段と、前記加算手段により加算された時刻情報の値を
現在時刻として所定の時計部に設定する時刻設定手段と
を備えてなることを特徴している。

【００２４】この場合、フレーム長時間ｔ３は、伝送フ
レーム全体の時間を含んで計測されるため伝送フレーム
長の変化に影響されず、送信局と受信局間で正確な時刻
同期が行える。

【００２５】請求項４記載の時刻同期装置は、伝送路上
に接続された送信局と受信局との間で、時刻設定要求が
発生したときにＨＤＬＣ手順に基づき送信局から受信局
へ時刻情報を送り時刻設定する時刻同期装置において、
前記送信局は、前記時刻設定要求を受け付け、それから
時刻情報の送信を終了するまでの送信遅延時間を計測す
る送信遅延時間計測手段と、前記時刻設定要求に対する
時刻情報と、前記送信遅延時間計測手段により計測され
た送信遅延時間を前記伝送路に送信する送信手段とを備
え、前記受信局は、前記伝送路から時刻情報と送信遅延
時間とを受信する受信手段と、前記受信手段により時刻
情報が受信終了してから時刻設定までの受信遅延時間を
計測する受信遅延時間計測手段と、前記受信手段により
受信された時刻情報に、前記伝送路上における伝送遅延
時間と前記送信遅延時間と前記受信遅延時間とを加算す
る加算手段と、前記加算手段により加算された時刻情報
の値を現在時刻として所定の時計部に設定する時刻設定
手段とを備えてなることを特徴としている。

【００２６】この場合、送信遅延時間ｔ１が伝送フレー
ム全体の長さの時間を含んで計測されるため伝送フレー
ム長の変化に影響されず、送信局と受信局間で時刻同期
をほぼ正確にとることができる。

【００２７】請求項５記載の時刻同期装置は、伝送路上
に接続された送信局と受信局との間で、時刻設定要求が
発生したときにＨＤＬＣ手順に基づき送信局から受信局
へ時刻情報を送り時刻設定する時刻同期装置において、
前記送信局は、前記受信局に対して前記伝送路を通じて
ループバック指令を発信するループバック指令発信手段
と、前記ループバック指令発信後、送信した送信データ
がループバック状態とされた伝送路を通じて自局に戻っ
てくるまでの時間を計測するループバック時間計測手段
と、前記ループバック時間計測手段により計測されたル
ープバック時間と時刻情報とを前記伝送路に送信する送
信手段とを備え、前記受信局は、前記伝送路からループ
バック指令、ループバック時間および時刻情報を受信す
る受信手段と、前記受信手段により受信されたループバ
ック指令を基に、前記伝送路をループバック状態とする
伝送路切り替え手段と、前記伝送路切り替え手段により
ループバック状態が解除された後、前記受信手段により
前記伝送路を通じて受信されたループバック時間を基
に、前記時刻情報が前記受信局に届くのに要する伝送遅
延時間を算出する算出手段と、前記受信手段により受信
された時刻情報に、前記算出手段により算出された伝送
遅延時間を加算する加算手段と、前記加算手段により加
算された時刻情報の値を現在時刻として所定の時計部に
設定する時刻設定手段とを具備したことを特徴としてい
る。

【００２８】この場合、受信局側の伝送路切り替え手段
により伝送路をループバック状態とした後、送信手段よ
りフレームを送信する。このときフレームの先頭が伝送
路にでたタイミングでタイマー部の時間計測を開始し、
そのフレームが受信局でループバックされて戻ってきた
時点で停止してループバック時間を得る。この時間の1/
2が片道の伝送遅延時間ｔ２となる。

【００２９】したがって、伝送遅延時間ｔ２が伝送路上
で変化する場合や中継装置を介すことにより変化する場
合でも、この時間をほぼ正確に求めることができる。

【００３０】請求項６記載の時刻同期装置は、請求項３
乃至５いずれか一記載の時刻同期装置において、請求項
１記載のコード変換手段およびコード逆変換手段をさら
に具備している。

【００３１】これにより、フレーム長時間ｔ３が一定に
なるので、さらに精度のよい時刻同期をとることができ
る。

【００３２】上記請求項２〜５の発明のポイントは、送
信局と受信局とに、時刻データのフレーム先頭を検出す
るフレーム先頭検出部、フレームエンドを検出するフレ
ームエンド検出部、それぞれの時間を計測するタイマー
部などを設けたことにある。そして、一つのフレーム中
から、特殊なビット列であるフラグパターンを検出し、
フラグパターンとそれ以外のパターンとの境界を捉える
ことにより、時刻データそのものの長さを求める。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００３４】まず、図１〜図３を参照して本発明に係る
第１の実施形態の時刻同期装置について説明する。図１
は本発明に係る第１の実施形態の時刻同期装置の構成を
示す図、図２はこの時刻同期装置において、１６進数の
“０”から“Ｆ”までの値をコード変換するテーブルを
示す図、図３は“１”が６個以上連続する組み合わせを
示す図、図４はこの時刻同期装置の動作を示すタイミン
グチャートである。

【００３５】図１において、この時刻同期装置は、送信
局１と受信局３との間に中継装置２を配し、それぞれの
間を伝送路４〜７を介して接続して構成されている。

【００３６】送信局１は、送受信部１１、ＭＰＵ部１
２、時計部１３、タイマー部１４などからなる。送受信
部１１はＭＰＵ部１２から与えられた送信データをシリ
アル変換し伝送路４に送り出すものである。ＭＰＵ部１
２は、時刻同期用のソフトウェアが動作する部分であ
る。時計部１３は時刻を発生する回路であり、例えば１
分毎などの時刻同期タイミングに割り込み信号２２を発
生する。タイマー部１４は時計部１３からの割り込み信
号２２により時間計測をスタートし送受信部１１からの
送信スタート信号２１により時間計測を停止し、送信遅
延時間ｔ１を得る。受信局３は、送受信部３１、ＭＰＵ
部３２、時計部３３、タイマー部３４などからなる。送
受信部３１は伝送路５からのシリアルデータをパラレル
変換しＭＰＵ部３２に与えるものである。ＭＰＵ部３２
は時刻同期用のソフトウェアが動作する部分である。時
計部３３は時刻を発生する回路であり送信局１の時計部
１３に時刻同期して時刻が設定される。タイマー部３４
は送受信部３１からの割り込み信号３６により時間計測
をスタートしＭＰＵ部３２からのタイマー停止信号３７
により時間計測を停止し、受信遅延時間ｔ４を得る。

【００３７】図２に示すように、ＭＰＵ部３２は、コー
ド変換テーブル２０を有しており、このテーブル２０を
基に１６進の０からＦまでの値をコード変換して送受信
部３１に受け渡す。

【００３８】通常、“０”から“Ｆ”までの１６進数
は、４ビットの２進数で表すことができるので、このテ
ーブル２０上において、“１”が連続５個を越える組み
合わせは、図３に示すように、１６進数の“ＦＦ”、
“ＦＥ”、“ＦＤ”、“ＦＣ”、“３Ｆ”、“７Ｆ”、
“ＢＦ”、“７Ｅ”となる。

【００３９】よって“Ｆ”と“７”とを別のコードに置
き換えれば、“１”が連続して５個を越えて繋がらなく
なることがわかる。

【００４０】この場合、４ビットでは、別のコードには
変換できないため、１ビット追加し、５ビットで表すこ
ととする。

【００４１】この５ビットをテーブル２０上で、コード
変換すれば、全ての組み合わせにおいても“１”が連続
６個以上となることはない。

【００４２】ＨＤＬＣ手順では、“１”が連続して５個
を越えた場合に、ビットデータに““０”を挿入する規
則があるが、上記によりデータ送信時に２進化されたビ
ットデータにゼロ挿入されなくなり、フレーム長の変動
がなくなる。

【００４３】以下、この時刻同期装置の動作を説明す
る。

【００４４】この時刻同期装置の場合、ＨＤＬＣ手順に
基づきデータ伝送を行う。

【００４５】図４に示すように、まず、送信局１の時計
部１３からは、割り込み信号２２がそのタイミングで発
生する。この信号によりタイマー部１４の値が一旦０に
リセットされて再スタートする。

【００４６】またＭＰＵ部１２のソフトウェアは、上記
割り込み信号を受けて時刻同期のための処理を開始す
る。

【００４７】この場合、ＭＰＵ部１２は、時計部１３よ
り時刻を読み出して時刻同期用フレームに組立てて送受
信部１１にセットする。

【００４８】すると、送受信部１１は、伝送路４にフレ
ームを送信し始める。これと同じタイミングでタイマー
部１４に対して送信スタート信号２１を出力する。これ
を受けたタイマー部１４は、計測中の時間ｔ１の測定を
停止する。送信局１はここで受信局３からのアクノリッ
ジフレームの受信待ち状態となる。

【００４９】受信局３は、送信局１からの時刻データを
送受信部３１で受信すると、そのタイミングでタイマー
部３４へ割り込み信号３６を出力する。この信号３６に
よりタイマー部３４が一旦０にリセットされて再スター
トする。

【００５０】またＭＰＵ部３２のソフトウェアは、上記
割り込み信号３６を受けて時刻同期のための処理を開始
する。

【００５１】この場合、ＭＰＵ部３２は、送信受信部３
１より時刻データを読み出し、受信が完了したことを送
信局１に知らせるためアクノリッジフレームを送受信部
３１にセットし、送信局１からの時間ｔ１の間、フレー
ムの受信待ち状態になる。

【００５２】送信局１は、受信局３からアクノリッジフ
レームを受信すると、タイマー部１４から時間ｔ１を取
り出しフレームに組立て送受信部１１にセットする。受
信局３では、このフレームを受信すると、ＭＰＵ部３２
は、時計部３３への時刻設定処理を開始する。

【００５３】この場合、ＭＰＵ部３２は、受信済みの時
刻データと、時刻データを送信する際の送信遅延時間ｔ
１と、時刻データのフレーム長時間ｔ３（ゼロ挿入され
ないので固定値）と、伝送遅延時間ｔ２とを合計した時
間に、さらに時刻セットのタイミングで停止したタイマ
ー部３４の値を加えて時計部３３に設定する。

【００５４】このようにこの第１の実施形態の時刻同期
装置によれば、送信するフレームにゼロ挿入されなくな
り、フレーム長時間ｔ３が固定値になるので、受信局３
の時計部３３に設定される時刻は、送信局の時刻と水晶
発振器の発振タイミング程度はずれる可能性があるもの
の、マイクロ秒オーダーではほぼ一致し、送信局と受信
局とで正確な時刻同期をとることができる。

【００５５】すなわち、ゼロ挿入による伝送フレームの
フレーム長変化や、伝送路上の中継装置などによる伝送
遅延の影響をなくし、受信局に対して伝送路を通じてマ
イクロ秒オーダーでの高精度な時刻同期を行えるように
なる。

【００５６】例えば電力システムなどの高精度な時刻同
期を必要とする各所へ適用することにより、ある発電所
で事故が発生した場合に、各発電所から事故履歴を取り
寄せ、各時刻情報から原因究明を迅速にできるようにな
る。

【００５７】またハードウェア（タイマー部、フレーム
先頭検出部、フレームエンド検出部など）は既存のもの
でよいので、低価格でかつ高精度な時刻同期を実現でき
る。次に、図５および図６を参照して本発明に係る第２
の実施形態の時刻同期装置について説明する。図５は本
発明に係る第２の実施形態の時刻同期装置の構成を示す
図、図６はこの時刻同期装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【００５８】ここでの構成の説明は、第１の実施形態の
構成との差異で説明する。

【００５９】第１の実施形態の場合、タイマー部１４の
停止が、送受信部１１からの送信スタート信号２１で行
われていたのに対し、図５に示すように、この第２の実
施形態の時刻同期装置では、フレーム先頭検出部１５を
有しており、ここからタイマー停止信号２４が発信され
るようになっている。

【００６０】またタイマー部３４のスタートが、第１の
実施形態では、送受信部３１からの割り込み信号３６で
行われていたのに対し、この第２の実施形態の時刻同期
装置では、フレーム先頭検出部３８からのタイマースタ
ート信号３９となっている。この時刻同期装置の場合、
送信局１の時計部１３から、時刻同期のための割り込み
信号２２が、図６に示すタイミングで発生すると、この
割り込み信号２２によりタイマー部１４の時間が一旦０
にリセットされて再スタートする。

【００６１】またＭＰＵ部１２のソフトウェアは、上記
割り込み信号２２を受けて時刻同期のための処理を開始
する。

【００６２】この場合、ＭＰＵ部１２は、時計部１３よ
り時刻を読み出し、時刻同期用フレームに組立てて送受
信部１１にセットする。

【００６３】すると、送受信部１１は、伝送路４にフレ
ームを送信し始める。このとき同時にフレーム先頭検出
部１５からは、タイマー部１４に対して、図６に示すタ
イムチャートのタイミングでタイマー停止信号２４が出
力される。このタイマー停止信号２４を受けたタイマー
部１４は、計測中の時間ｔ１の計測を停止する。送信局
１は、ここで受信局３からのアクノリッジフレームの受
信待ちの状態となる。受信局３は、送信局１からの時刻
データを送受信部３１で受信すると、フレーム先頭検出
部３８がフレームの先頭を検出し、図６に示すタイムチ
ャートのタイミングでタイマースタート信号３９をタイ
マー部３４へ出力する。このタイマースタート信号３９
によりタイマー部３４が一旦０にリセットされて再スタ
ートする。

【００６４】またＭＰＵ部３２のソフトウェアは、割り
込み信号３６を受けて時刻同期のための処理を開始す
る。

【００６５】この場合、ＭＰＵ部３２は、送受信部３１
より時刻データを読み出し受信が完了したことを送信局
１に知らせるためアクノリッジフレームを送受信部３１
にセットし送信局１からの送信遅延時間ｔ１の間、フレ
ームの受信待ち状態になる。送信局１は、受信局３から
のアクノリッジフレームを受信すると、タイマー部１４
から送信遅延時間ｔ１を取り出しフレームに組立てて送
受信部１１にセットし、送受信部１１から送信される。

【００６６】受信局３では、伝送路４、中継装置２およ
び伝送路５を通じてフレームを受信すると、ＭＰＵ部３
２が時計部３３への時刻設定処理を開始する。

【００６７】この場合、ＭＰＵ部３２は、受信済みの時
刻データと送信遅延時間ｔ１と伝送遅延時間ｔ２とを合
計した時間に、さらに図６の時刻セットのタイミングで
停止したタイマー部３４の計測値ｔ３を加えて時計部３
３に設定する。

【００６８】このようにこの第２の実施形態の時刻同期
装置によれば、送信局１と受信局３とで、時刻データを
含むフレームのフレーム先頭を検出して、そのフレーム
長に応じた遅延時間を求め、その遅延時間を受信局３で
時刻データに加算して時刻を設定するので、上記第１の
実施形態同様に送信局と受信局とでマイクロ秒単位のオ
ーダーで正確な時刻同期をとることができる。

【００６９】次に、図７および図８を参照して本発明に
係る第３の実施形態の時刻同期装置について説明する。
図７は本発明に係る第３の実施形態の時刻同期装置の構
成を示す図、図８はこの時刻同期装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。

【００７０】ここでの構成の説明は、第１の実施形態の
構成との差異で説明する。

【００７１】第１の実施形態の場合、タイマー部１４の
停止が送受信部１１からの送信スタート信号２１で行わ
れていたのに対し、図７に示すように、この第３の実施
形態の時刻同期装置では、フレームエンド検出部１６か
らのタイマー停止信号２４となっている。

【００７２】図８に示すように、この時刻同期装置の場
合、送信局１の時計部１３から、図８に示すタイムチャ
ートのタイミングで割り込み信号２２が発生すると、こ
の信号２２によりタイマー部１４の時間が一旦０にリセ
ットされて再スタートする。またＭＰＵ部１２のソフト
ウェアは、上記割り込み信号２２を受けて時刻同期のた
めの処理を開始する。

【００７３】この場合、ＭＰＵ部１２は、送受信部１１
より時刻データを読み出して時刻同期用フレームに組立
てて送受信部１１にセットする。

【００７４】すると、送受信部１１は、伝送路４上にフ
レームを送信し始める。そしてこのフレームエンドをフ
レームエンド検出部１９が検出すると、タイマー停止信
号２４を出力する。これを受けたタイマー部１４は、計
測中の時間ｔ１の計測を停止する。送信局１はここで受
信局３からのアクノリッジフレームの受信待ちの状態と
なる。

【００７５】受信局３は、送信局１からの時刻データを
送受信部３１で受信すると、図８のタイムチャートのタ
イミングで割り込み信号３６をタイマー部３４へ出力す
る。この信号３６によりタイマー部３４が一旦０にリセ
ットされて再スタートする。またＭＰＵ部３２のソフト
ウェアは、上記割り込み信号３６を受けて時刻同期のた
めの処理を開始する。

【００７６】この場合、ＭＰＵ部３２は、送受信部３１
より時刻データを読み出し、受信が完了したことを送信
局１に知らせるためアクノリッジフレームを送受信部３
１にセットし、送信局１からの時間ｔ１の間、フレーム
の受信待ち状態になる。

【００７７】送信局１は、受信局３からのアクノリッジ
フレームを受信すると、タイマー部１４から時間ｔ１を
取り出しフレームに組立てて送受信部１１にセットし、
送受信部１１からフレームが送信される。

【００７８】受信局３では、このフレームを受信する
と、ＭＰＵ部３２が時計部３３への時刻設定処理を開始
する。

【００７９】この場合、ＭＰＵ部３２は、受信済みに時
刻データと、時間ｔ１の時間データと、時間伝送遅延ｔ
２とを合計した時間に、さらに図８の時刻セットのタイ
ミングで停止したタイマー部３４の値を加えて時計部３
３に設定する。

【００８０】このようにこの第３の実施形態の時刻同期
装置によれば、送信局１と受信局３とで、時刻データを
含むフレームのフレームエンドを検出して、そのフレー
ム長に応じた遅延時間を求め、その遅延時間を受信局３
で時刻データに加算して時刻を設定するので、上記第１
の実施形態同様に送信局と受信局とでマイクロ秒オーダ
ーで正確な時刻同期をとることができる。

【００８１】ここで、上記第２の実施形態のフレーム先
頭検出部１５および第３の実施形態のフレームエンド検
出部１６の具体例について説明する。

【００８２】図９に示すように、上記フレーム先頭検出
部１５およびフレームエンド検出部１６などは、モデム
１０１、シフトレジスト１０２、０〜７までカウントア
ップするカウンタ１０３、ＡＮＤゲート１０４ａ、１０
４ｂ、フリップフロップ１０５およびＯＲゲート１０６
などから構成されている。

【００８３】この場合、モデム１０１は、まず、伝送路
１０７上の信号をデータ信号１０８とクロック信号１０
９とに分ける。そしてデータ信号１０８をクロック１０
９でシフトレジスタ１０２に順次シフトインする。シフ
トレジスト１０２のパラレル出力Ｑ１〜Ｑ８に“０１１
１１１１０”のビットパターン（フラグパターン）が出
現すると、ＡＮＤゲート１０４ａからフリップフロップ
１０５とＯＲゲート１０６とに信号“１”が出力され
る。

【００８４】ＯＲゲート１０６では、この信号“１”の
入力で信号“１”をカウンタ１０３へ出力し、カウンタ
１０３の値をクリアし０となる。さらにカウンタ１０３
は０〜７までカウントの値がクリアされて０となる。

【００８５】その後、カウンタ１０３は０〜７までカウ
ントアップし、カウンタ１０３の値が７になると、ＡＮ
Ｄゲート１０４ｂからフリップフロップ１０５へ信号１
１３へ“１”が出力される。この信号１１３の“１”が
フリップフロップ１０５に入力されたとき、フリップフ
ロップ１０５では信号１１４の値が記憶される。

【００８６】以上により、フリップフロップ１０５から
の出力信号１１５は、フラグパターン中（“Ｆ”が入っ
てきているとき）は“１”でフラグパターン以外となっ
たとき“０”に変化する。またフラグパターン以外から
フラグパターンとなったときは“０”から“１”に変化
する。

【００８７】したがって、この信号１１５が“１”から
“０”の変化点がフレームの先頭を示し、“０”から
“１”の変化点がフレームのエンドを示すこととなる。

【００８８】次に、図１０および図１１を参照して本発
明に係る第４の実施形態の時刻同期装置について説明す
る。図１０は本発明に係る第４の実施形態の時刻同期装
置の構成を示す図、図１１はこの時刻同期装置の動作を
示すタイミングチャートである。

【００８９】図１０に示すように、この時刻同期装置の
送信局１は、伝送路４上に出力されたフレームの先頭を
検出するフレーム先頭検出部１５と、先頭検出と共にス
タートするタイマー部１４と、伝送路７を通じて返って
きたフレームの先頭を検出しタイマー部１４をストップ
するフレーム先頭検出部１７とを有している。

【００９０】受信局３は、伝送路５からのフレームを伝
送路６に折り返すための切り替えスイッチ４０、４１
と、切り替え信号（指令）４５を出力するＭＰＵ部４２
とからなる。

【００９１】図１１に示すように、この場合、まず、送
信局１から受信局３に対してスイッチ４０、４１の切り
替え信号４５を送る。スイッチ４０は、平常時閉、スイ
ッチ４１は閉となっているが、切り替え信号４５により
スイッチ４０は閉、スイッチ４１は開となり、ループバ
ック状態となる。

【００９２】ここで、送信局１がこれから送信するフレ
ームの先頭５０を、図１１に示すタイムチャートのタイ
ミングでフレーム先頭検出部１５が検出すると、タイマ
ー部１４にタイマースタート信号２５を出力する。この
信号２５によりタイマー部１４の時間が一旦０にリセッ
トされて再スタートする。

【００９３】そしてこのフレームが送信局１から伝送路
４、中継装置２、伝送路５、スイッチ４０、伝送路６、
中継装置２および伝送路７というような経路を通ってき
たとき、送信局１のフレーム先頭検出部１７がフレーム
の先頭５１を、図１１のタイミングで検出し、タイマー
部１４へタイマー停止信号２６を出力しタイマー部１４
の時間計測を停止させる。

【００９４】このタイマー部１４の値が中継装置２を含
めた往復の伝送遅延時間であるので、この値を受信局３
に送り、受信局３が 1/2することによって片道の伝送遅
延時間が求められる。

【００９５】そして切り替え信号４５の出力を停止、こ
れによりスイッチ４０を開、スイッチ４１を閉とした
後、送信局１から時刻データを送信し、受信局３で時刻
データが受信されたとき、この片道の伝送遅延時間を加
算して時刻設定を行うことにより、送信局１と受信局３
とで正確な時刻同期をとることができる。

【００９６】このようにこの第４の実施形態の時刻同期
装置によれば、フレームを送信局１から伝送路４、中継
装置２、伝送路５、スイッチ４０、伝送路６、中継装置
２および伝送路７というような経路で周回させて得られ
た時間を受信局３に送ることにより、伝送経路上におけ
る遅延時間が分かるので、送信局と受信局間における時
刻同期を、従来困難であったマイクロ秒（μｓ）単位の
オーダーでとることができる。

【００９７】なお上記第２〜第４の実施形態には、第１
の実施形態のようなコード変換については記載していな
いが、それぞれについて時刻データの送信時と受信時に
コード変換を行うことにより、送信局１から送信するフ
レームにゼロ挿入されなくなるので、フレーム長時間ｔ
３が固定されるようになり、さらに精度よく時刻同期を
行うことができる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、時
刻データ送信時にＨＤＬＣ手順のゼロ挿入動作が行われ
なくなり、時刻データのフレーム長が固定するので、受
信局側で、時刻データにフレーム長時間や、さまざまな
遅延時間を加算することにより、送信局と受信局間で時
刻同期をマイクロ秒単位のオーダーでほぼ正確にとるこ
とができる。

【００９９】また、時刻データのフレーム先頭やフレー
ムエンドを正確に検出することにより、フレームの伝送
遅延時間が正確に求められ、受信局側で時刻データに伝
送遅延時間を加算することにより、送信局と受信局間で
時刻同期をマイクロ秒単位のオーダーでほぼ正確にとる
ことができる。

【０１００】さらに伝送遅延時間が伝送路上のハードウ
ェア要因で変化する場合でも、あるフレームのループバ
ック時間を求めることにより、この時間がほぼ正確に求
められるので、上記同様に送信局と受信局間で時刻同期
をマイクロ秒単位のオーダーでほぼ正確にとることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態の時刻同期装置の
構成を示す図である。

【図２】この時刻同期装置のコード変換テーブルを示す
図である。

【図３】図２のコード変換テーブルの１６進数うち、２
進化に伴って１が連続６個以上となる組み合わせを示す
図である。

【図４】この時刻同期装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図５】本発明に係る第２の実施形態の時刻同期装置の
構成を示す図である。

【図６】この時刻同期装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図７】本発明に係る第３の実施形態の時刻同期装置の
構成を示す図である。

【図８】この時刻同期装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図９】上記第２の実施形態の時刻同期装置のフレーム
先頭検出部および第３の実施形態の時刻同期装置のフレ
ームエンド検出部の具体例を示す図である。

【図１０】本発明に係る第４の実施形態の時刻同期装置
の構成を示す図である。

【図１１】この時刻同期装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１…送信局、２…中継装置、３…受信局、４〜７…伝送
路、１１、３１…送受信部、１２、３２…ＭＰＵ部、１
３、３３…時計部、１４、３４…タイマー部、１５、３
８…フレーム先頭検出部、２３、３５…データバス、１
５…フレーム先頭検出部、１６…フレームエンド検出
部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送路上に接続された送信局と受信局と
   の間で、時刻設定要求が発生したときにＨＤＬＣ手順に
   基づき送信局から受信局へ時刻情報を送り時刻設定する
   時刻同期装置において、 前記送信局は、 前記時刻設定要求を受け付け、それから時刻情報を送信
   開始するまでの送信遅延時間を計測する送信遅延時間計
   測手段と、 前記受信局から時刻設定要求があったとき、ＨＤＬＣ手
   順における１６進数で表される時刻情報を、２進化によ
   ってゼロ挿入されないようなコードに変換するコード変
   換手段と、 前記コード変換手段によりコード変換された時刻情報
   と、前記送信遅延時間計測手段により計測された送信遅
   延時間とを受信局に送信する送信手段とを備え、 前記受信局は、 前記送信局から送信されてきた時刻情報と送信遅延時間
   とを受信する受信手段と、 前記受信手段により時刻情報が受信完了してから時刻設
   定までの受信遅延時間を計測する受信遅延時間計測手段
   と、 前記受信手段により受信された時刻情報を、元の１６進
   数のコードに逆変換するコード逆変換手段と、 前記コード逆変換手段により逆変換された時刻情報に、
   前記送信遅延時間と前記受信遅延時間と、前記伝送路上
   における伝送遅延時間と、前記時刻情報のフレーム長時
   間とを加算する加算手段と、 前記加算手段により加算された時刻情報の値を現在時刻
   として所定の時計部に設定する時刻設定手段とを備えて
   なることを特徴とした時刻同期装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の時刻同期装置において、 前記送信局のコード変換手段は、 １６進数で表される時刻情報を２進化する際に、１のビ
   ットが６つ以上連続して並ばないようなコードに変換す
   ることを特徴とする時刻同期装置。
3. 【請求項３】 伝送路上に接続された送信局と受信局と
   の間で、時刻設定要求が発生したときにＨＤＬＣ手順に
   基づき送信局から受信局へ時刻情報を送り時刻設定する
   時刻同期装置において、 前記送信局は、 前記時刻設定要求を受け付け、それから時刻情報を送信
   開始するまでの送信遅延時間を計測する送信遅延時間計
   測手段と、 前記時刻設定要求に対する時刻情報と、前記計測手段に
   より計測された送信遅延時間とを前記伝送路に送信する
   送信手段とを備え、 前記受信局は、 前記伝送路から時刻情報と送信遅延時間とを受信する受
   信手段と、 前記受信手段により時刻情報が受信され始めてから時刻
   設定までの受信遅延時間を計測する受信遅延時間計測手
   段と、 前記受信手段により受信された時刻情報に、前記伝送路
   上における伝送遅延時間と前記送信遅延時間と前記受信
   遅延時間を加算する加算手段と、 前記加算手段により加算された時刻情報の値を現在時刻
   として所定の時計部に設定する時刻設定手段とを備えて
   なることを特徴とした時刻同期装置。
4. 【請求項４】 伝送路上に接続された送信局と受信局と
   の間で、時刻設定要求が発生したときにＨＤＬＣ手順に
   基づき送信局から受信局へ時刻情報を送り時刻設定する
   時刻同期装置において、 前記送信局は、 前記時刻設定要求を受け付け、それから時刻情報の送信
   を終了するまでの送信遅延時間を計測する送信遅延時間
   計測手段と、 前記時刻設定要求に対する時刻情報と、前記送信遅延時
   間計測手段により計測された送信遅延時間を前記伝送路
   に送信する送信手段とを備え、 前記受信局は、 前記伝送路から時刻情報と送信遅延時間とを受信する受
   信手段と、 前記受信手段により時刻情報が受信終了してから時刻設
   定までの受信遅延時間を計測する受信遅延時間計測手段
   と、 前記受信手段により受信された時刻情報に、前記伝送路
   上における伝送遅延時間と前記送信遅延時間と前記受信
   遅延時間とを加算する加算手段と、 前記加算手段により加算された時刻情報の値を現在時刻
   として所定の時計部に設定する時刻設定手段とを備えて
   なることを特徴とした時刻同期装置。
5. 【請求項５】 伝送路上に接続された送信局と受信局と
   の間で、時刻設定要求が発生したときにＨＤＬＣ手順に
   基づき送信局から受信局へ時刻情報を送り時刻設定する
   時刻同期装置において、 前記送信局は、 前記受信局に対して前記伝送路を通じてループバック指
   令を発信するループバック指令発信手段と、 前記ループバック指令発信後、送信した送信データがル
   ープバック状態とされた伝送路を通じて自局に戻ってく
   るまでの時間を計測するループバック時間計測手段と、 前記ループバック時間計測手段により計測されたループ
   バック時間と時刻情報とを前記伝送路に送信する送信手
   段とを備え、 前記受信局は、 前記伝送路からループバック指令、ループバック時間お
   よび時刻情報を受信する受信手段と、 前記受信手段により受信されたループバック指令を基
   に、前記伝送路をループバック状態とする伝送路切り替
   え手段と、 前記伝送路切り替え手段によりループバック状態が解除
   された後、前記受信手段により前記伝送路を通じて受信
   されたループバック時間を基に、前記時刻情報が前記受
   信局に届くのに要する伝送遅延時間を算出する算出手段
   と、 前記受信手段により受信された時刻情報に、前記算出手
   段により算出された伝送遅延時間を加算する加算手段
   と、 前記加算手段により加算された時刻情報の値を現在時刻
   として所定の時計部に設定する時刻設定手段とを具備し
   たことを特徴とする時刻同期装置。
6. 【請求項６】 請求項３乃至５いずれか一記載の時刻同
   期装置において、 請求項１記載のコード変換手段およびコード逆変換手段
   をさらに具備したことを特徴とする時刻同期装置。