中継装置、受信装置及び送信装置
【課題】伝送遅延が発生する通信システムにおいて、送信装置から受信装置でデータを処理するまでの伝送遅延を所望の目標伝送遅延に合わせて、伝送遅延の変動をなくす。
【解決手段】中継装置が、データを受信するとともに、前記データを受信した際に受信フラグの信号を生成するデータ受信部と、前記データ受信部により受信された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記受信フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、外部から遅延情報を受信する遅延情報受信部と、前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて遅延情報を送信する遅延情報通知部とを備える。
【解決手段】中継装置が、データを受信するとともに、前記データを受信した際に受信フラグの信号を生成するデータ受信部と、前記データ受信部により受信された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記受信フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、外部から遅延情報を受信する遅延情報受信部と、前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて遅延情報を送信する遅延情報通知部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、受信装置及び送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信の技術において、伝送遅延を一定に保つためには、その通信のための通信路もしくは通信帯域を専有させるようにして、他の通信の影響を受けないようにしていた。
【０００３】
また、パケット交換型の通信では、パケットを一旦蓄積して転送する際の遅延時間の量が本質的に変動しうるため、タイムスタンプを用いた制御も行なわれていた。例えば、送信装置と、複数の中継装置と、受信装置とが順に通信路で結ばれて構成され、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、インターネットプロトコル）を用いて通信する通信システムを考える。従来技術では、送信装置は、送信するためのデータを生成する際に、タイムスタンプをデータに付加する。このタイムスタンプは現在時刻Ｔ０に目標伝送遅延Ｄを加えた（Ｔ０＋Ｄ）の時刻を表わす。このタイムスタンプ付きデータが、送信装置から、中継装置を経て、受信装置に伝送される。そのとき、途中の各々の中継装置で遅延時間が発生する。受信装置は、そのタイムスタンプ付きデータを受信すると、タイムスタンプを解釈し、上記の（Ｔ０＋Ｄ）の時刻情報を得る。そして、受信装置は、自己が保有する時計を参照しながら、当該時刻が到来するまでデータの処理を延期し、当該時刻が到来したらデータの処理を開始する。
【０００４】
なお、特許文献１には、伝送遅延の変動を小さくする技術として、通信の手続において、ある送信装置が他の送信装置のデータ送信を禁止する手順を取り決め、特定の送信装置に通信の優先権を持たせる構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２２９９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現在、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，インターネットプロトコル）通信技術を活用した通信が広く利用されるようになり、これまではＩＰ以外の通信技術により伝送されていた各種の通信がＩＰ通信網に統合されていく流れにある。そして、放送技術と通信技術の融合の流れにおいて、映像や音声などといったリアルタイム性を有するコンテンツもＩＰに代表されるパケット交換型の通信技術に統合することが試みられている。このような分野では、例えば、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ｐｈａｓｅ ２ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）方式などによる符号化映像・音声の多重化技術が用いられる。
このような、リアルタイム性を有するコンテンツの信号や、他にも、クロック周期の開始タイミングを示すクロック同期用の校正信号の伝送においては、パケット交換型の通信を用いる場合においても、送信元の装置から受信先の装置までの伝送遅延が一定であることが望ましい。
また、その際には適用可能な通信路の種類を特に限定することなく、一般的な通信路に適用可能であることも求められる。
【０００６】
一方で、従来技術として述べたタイムスタンプをデータに付加する方法では、所望の目標伝送遅延を実現するためには、タイムスタンプを計算する際に用いられる送信装置側の時計と、タイムスタンプを解釈して処理を延期する際に用いられる受信装置側の時計とが、常に一致していなければならない。例えば、受信装置側の時計が送信装置側の時計に対して１秒遅れており目標伝送遅延が１秒である場合であって、送信装置側の時計が時刻「９：５９：５９」であるときに、目標伝送遅延１秒を加えて時刻「１０：００：００」のタイムスタンプを付加して送信されたデータは、受信装置側の機能によってその時計が時刻「１０：００：００」になるときまで処理が延期されるが、上記の通り両装置の時計がずれているため、そのときの送信装置側の時計が指す時刻は「１０：００：０１」である。つまり、送受信装置間の伝送遅延は２秒となってしまっており、目標伝送遅延（１秒）を実現することができない。
【０００７】
また、同期するしくみを持たない複数の時計は、それらの間の時刻のズレの量が常に変動する可能性がある。そのため、送信装置側から見たときの、受信装置においてデータを処理する時刻も、時々刻々と変動する。結果として、送信装置と受信装置の間の伝送遅延は一定とならず、変動が生じてしまう。
送受の時計のズレを無くすために、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの外部の高精度な基準時計と送受の時計とを同期させる方法があるが、外部の基準時計を参照できない場合には解決できない。
【０００８】
本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＩＰ通信網のように、エンド・トゥ・エンドの伝送遅延が本来ならば変動する通信網においても、通信網内で生じる通信の伝送遅延を常に一定に保つことのできる、あるいは伝送遅延の変動を所定量以下に保つことのできる、中継装置、受信装置、送信装置、通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、データを受信するとともに、前記データを受信した際に受信フラグの信号を生成するデータ受信部と、前記データ受信部により受信された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記受信フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、外部から遅延情報を受信する遅延情報受信部と、前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて、前記遅延情報受信部により受信された前記遅延情報を更新して新たな遅延情報を生成する遅延情報更新部と、前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信する遅延情報通知部と、を備えることを特徴とする中継装置である。
上記の構成によれば、データ受信部がデータを受信したタイミングで受信フラグが生成される。そして、データ送信部がデータを送信可能になったタイミングで（即ち、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了した後の、実際にデータの送信が可能となったタイミングで）送信フラグが生成される。遅延測定部は、これらのタイミングに基づき、データ受信のタイミングとデータ送信のタイミングの差、即ち当該中継装置内における遅延時間を測定する。遅延情報更新部は、この測定された遅延時間を用いて遅延情報受信部が受信した遅延情報を更新する。即ち、外部から受信した遅延情報に測定された遅延時間を加算するなどして当該装置における遅延時間を反映した新たな遅延情報を生成する。そして、遅延情報通知部は、更新された新たな遅延情報を送信する。このような中継装置を多段に接続することにより、各中継装置での遅延時間を積算して受信装置に通知することができる。受信装置は、その通知を受けて、目標伝送遅延と実際の伝送遅延の差分を計算することができる。その計算された差分の時間だけ、受信装置がデータの処理を延期することにより、受信装置側では、目標伝送遅延に合わせてデータの処理を開始するようにできる。
【００１０】
（２）また、本発明の一態様は、上記の中継装置において、前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報更新部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、前記遅延情報更新部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて前記新たな遅延情報を生成し、前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信することを特徴とするものである。
上記の構成によれば、中継装置において、送信先がＮ個に分岐する場合に、つまりデータ送信部がＮ個存在する場合に、個々のデータ送信部についてそれぞれ遅延時間を測定し、それぞれの分岐先に対して当該分岐先特有の遅延情報を通知することが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明の一態様は、データを受信するデータ受信部と、遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて前記データ受信部により受信された前記データの処理を延期させるとともに、延期が完了した際に処理延期完了フラグの信号を生成する処理延期部と、前記処理延期部により延期された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記処理延期完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、前記遅延情報部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、を備えることを特徴とする中継装置である。
上記の構成によれば、中継装置において、遅延情報受信部が遅延情報を受信し、目標伝送遅延とその遅延情報に含まれる遅延時間との差分を計算できる。つまり、上流から通知された遅延時間に基づき、目標伝送遅延に合わせて処理を延期することができる。そして、処理延期部は処理の延期が完了したタイミングで処理延期完了フラグを生成する。また、データ送信部は、データの送信が可能となったタイミングで（即ち、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了した後の、実際にデータの送信が可能となったタイミングで）送信フラグを生成する。遅延測定部は、これら両フラグのタイミングの差の時間を測定することができる。この差が即ち当該中継装置において測定された遅延時間である。そして、遅延情報通知部は、この遅延時間を含んだ遅延情報を送信する。このような中継装置を多段に接続することにより、各中継装置は、前段の中継装置で測定された遅延時間に基づいて、目標伝送遅延に合わせるための処理延期を行なえる。各中継装置間でこのような処理延期を行なうと、送信装置から、中継装置を経由して受信装置までのトータルな伝送遅延も目標伝送遅延に合わせることができる。
【００１２】
（４）また、本発明の一態様は、上記の中継装置において、前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づく遅延情報を送信することを特徴とするものである。
上記の構成によれば、中継装置において、送信先がＮ個に分岐する場合に、つまりデータ送信部がＮ個存在する場合に、個々のデータ送信部についてそれぞれ遅延時間を測定し、それぞれの分岐先に対して当該分岐先特有の遅延情報を通知することが可能となる。
【００１３】
（５）また、本発明の一態様は、データを受信するデータ受信部と、遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて、受信された前記データの処理を延期させる処理延期部と、を備えることを特徴とする受信装置である。
なお、ここで、目標伝送遅延は、送信装置から単数または複数の中継装置を経由して当該受信装置までのトータルな伝送遅延の目標値であっても良いし、あるいは、目標伝送遅延は、直近の前段の中継装置から当該受信装置までの伝送遅延の目標値であっても良い。
このような受信装置に適切な目標伝送遅延を設定しておくことにより、中継装置側から通知された遅延情報に基づき、処理延期部が適切な時間だけデータの処理を延期させる。つまり、目標伝送遅延に合わせてデータの処理を開始することが可能となる。
【００１４】
（６）また、本発明の一態様は、上記の受信装置において、前記データ受信部が受信するデータに時刻情報が含まれ、さらに、前記時刻情報に基づき受信装置の時刻基準であるクロックを校正するデータ処理部を備えることを特徴とするものである。
上記のような構成により、送信装置から受信装置に対して送るデータに含まれる時刻情報を、所望の目標伝送遅延に合わせて、受信装置側で処理開始することが可能となる。
この構成は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式や、ＮＴＰプロトコルなどに応用できる。
【００１５】
（７）また、本発明の一態様は、送信するデータの生成が完了した際に生成完了フラグの信号を生成するデータ生成部と、前記データ生成部により生成されたデータを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記生成完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、前記遅延測定部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、を備えることを特徴とする送信装置である。
上記のような構成により、データ生成部はデータの生成が完了したタイミングで生成完了フラグを生成する。また、データ送信部はデータの送信が可能な状態となったタイミングで（即ち、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了した後の、実際にデータの送信が可能となったタイミングで）送信フラグを生成する。遅延測定部はこれら両フラグに基づき、当該送信装置における遅延時間を測定する。そして、遅延情報通知部は、測定された遅延時間を含む遅延情報を送信することができる。これにより、下流の装置では、当該送信装置で発生した遅延時間を取得することができ、この遅延時間を用いて目標伝送遅延に合わせて処理を延期することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中継装置内における遅延時間を測定することができる。この遅延時間の情報を上流の中継装置から下流の中継装置に段階的に更新しながら通知していくことにより、最終的にデータを受信する受信装置においては、目標伝送遅延と実際に測定された伝送遅延の差を取り、その差の時間分だけデータの処理を延期できるので、伝送遅延を一定にすることができる。あるいは伝送遅延の変動を所定量以下に抑えることができる。
また、中継装置内で測定された遅延時間の情報を、次段の中継装置に通知することにより、その通知を受けた中継装置においては、目標伝送遅延と実際に測定された遅延時間の差を取り、その差の時間分だけデータの処理を延期できるので、伝送遅延を一定にすることができる。あるいは伝送遅延の変動を所定量以下に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態による通信システム１の構成を示すブロック図である。図示するように、この通信システム１は、データを生成し送信する送信装置１００と、データを受信しデータ処理する受信装置１３０と、送信装置１００と受信装置１３０との間の通信を中継するｎ台（ｎは１以上の整数）の中継装置１１０と、を含んで構成される。ここで、Ｄは目標伝送遅延であり、送信装置１００がデータを送信した時刻と、受信装置１３０がデータ処理を開始する時刻との間の差分の時間の目標値である。目標伝送遅延Ｄは、通信システム１の利用者によって規定される、一定とすべき伝送遅延である。目標伝送遅延の具体的な値は、設定情報として受信装置１３０の内部に記憶されている。
【００１８】
なお、伝送遅延は、通信路上を信号が電気的に伝わることで生じる伝播遅延と、中継装置１１０などの各装置内でデータの適切な出力先を決定するために一時的にデータを蓄積したり送信前に送信権の調停動作などの送信準備をしたりするために生じる遅延とを含む。しかしながら、伝播遅延はこれらの遅延と比較して充分に小さく、また、伝播遅延には変動もほとんど生じないので、伝播遅延を無視しても実際には差し支えない。よって、以下では伝播遅延を問題にしない。
【００１９】
また、図示するように、ｎ台のうちのｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の中継装置１１０において時間δｉの遅延時間が生じる。また、ｉ番目の中継装置は、直近の前段の（つまり（ｉ−１）番目の）中継装置１１０から、遅延情報として自装置より上流の中継装置１１０で生じた遅延時間の総和（つまり、δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を表わす遅延情報を受信する。そして、ｉ番目の中継装置は、自装置で生じる遅延時間δｉの情報を用いてこの遅延情報を更新し、自装置を含めた遅延時間の総和（つまり、δ１＋δ２＋・・・＋δｉ）を表わす遅延情報を次段の（つまり（ｉ＋１）番目の）中継装置１１０に宛てて送信する。
但し、１番目の中継装置１１０は、直近の前段の中継装置１１０がないため、上流からの遅延情報を受信せず、自装置で生じる遅延時間δｉの情報を遅延情報として下流に向けて送信する。あるいは、送信装置１００から「遅延なし」を表わす遅延情報を送信し、これを１番目の中継装置１１０が受信するようにしても良い。
【００２０】
図２は、本実施形態における送信装置１００の機能構成を示すブロック図である。図示するように、送信装置１００は、データ生成部１０１とデータ送信部１０２とを含んで構成される。データ生成部１０１は、送信するためのデータを生成する。そして、データ送信部１０２は、データ生成部１０１により生成されたデータを外部に対して送信する。送信されるデータは、中継装置によって中継され、最終的に受信装置に伝送される。
【００２１】
図３は、本実施形態による中継装置１１０の構成を示すブロック図である。図示するように、中継装置１１０は、データ受信部１２１と、データ送信部１２２と、計時部１２３と、遅延測定部１２４と、遅延情報受信部１２５と、遅延情報更新部１２６と、遅延情報通知部１２７と、を含んで構成される。
【００２２】
データ受信部１２１は、送信装置１００又は通信路上で上流の中継装置１１０からデータを受信し、受信したデータをデータ送信部１２２に出力するとともに、データを受信した際に受信フラグの信号を生成し、この受信フラグを遅延測定部１２４に出力する。
データ送信部１２２は、データ受信部１２１から出力されたデータを送信すべく送信動作を開始し、データの一時的な蓄積や送信準備動作を全て完了してデータを通信路に送信可能な状態になった際に、送信フラグの信号を生成し、生成した送信フラグの信号を遅延測定部１２４に出力するとともに、通信路上で下流にある中継装置１１０あるいは受信装置１３０にデータを送信する。
【００２３】
ここで、受信フラグの信号は、中継装置１１０内の信号線を介して、電気信号としてデータ受信部１２１から遅延測定部１２４に伝えられる。同様に、送信フラグの信号は、中継装置１１０内の信号線を介して、電気信号としてデータ送信部１２２から遅延測定部１２４に伝えられる。あるいは、信号線を介して電気信号として直接、これら各々のフラグの信号を伝える代わりに、フラグの信号を発生する側（データ受信部１２１やデータ送信部１２２）が、書換可能なメモリ上のフラグに相当するデータを書き換え、このデータを遅延測定部１２４が電気信号として読み出す形態としても良い。この、メモリを介する形態とする場合は、メモリの読み書きに要する時間が充分に小さくなるように、高速なメモリを用いる。
【００２４】
計時部１２３は、内部にクロックを有しており、計時を行う。そして、遅延測定部１２４は、計時部１２３による計時の結果を用いながら、受信フラグの信号がデータ受信部１２１から通知された時刻（受信フラグの信号が生成された時刻）と、送信フラグの信号がデータ送信部１２２から通知された時刻（送信フラグの信号が生成された時刻）との差分、すなわち、両フラグの時間的間隔を測定する。これは、当該中継装置１１０で生じた遅延時間を測定していることになる。そして、遅延測定部１２４は、測定された遅延時間を遅延情報更新部１２６に出力する。ここで、図示するように、ｉ番目の中継装置１１０において生じる遅延時間はδｉである。
【００２５】
遅延情報受信部１２５は、通信路上で上流にある外部の中継装置１１０から遅延情報を受信する。この遅延情報には、ｉ−１番目の中継装置１１０までに生じた遅延時間の総和（つまり、δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を表わす情報が含まれている。
ただし、上流に遅延情報を送信する中継装置１１０を持たない場合（つまり、ｉ＝１の場合）は、遅延情報受信部１２５は遅延情報を受信しない。あるいは、その場合、遅延情報受信部は、送信装置１００から、「遅延なし」を表わす遅延情報を受信するようにしても良い。
【００２６】
遅延情報更新部１２６は、遅延測定部１２４が測定した遅延時間に基づいて、遅延情報受信部１２５が受信した遅延情報を更新して新たな遅延情報を生成し、遅延情報通知部１２７に出力する。すなわち、通信路上でｉ番目の中継装置１１０の遅延情報更新部１２６は、自装置の遅延測定部１２４による測定結果である遅延時間δｉを用いて、遅延情報受信部１２５が受信した遅延情報を更新し、その結果として新たな遅延情報を生成する。この新たな遅延情報は、送信装置１００からｉ番目の中継装置１１０までに生じた遅延時間の総和を表すものであり、この遅延時間の総和は、次の式（１）で表わされる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
遅延情報通知部１２７は、遅延情報更新部１２６が出力した遅延情報を、通信路上で下流にある中継装置１１０あるいは受信装置１３０に向けて送信する。遅延情報を通知する形式および通知する方法については、後で図を参照しながら述べる。
なお、中継装置１１０において、遅延情報受信部１２５はデータ受信部１２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部１２７はデータ送信部１２２と共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００２９】
図４は、本実施形態による受信装置１３０の機能構成を示すブロック図である。図示するように、受信装置１３０は、データ受信部１３１と、処理延期部１３５と、データ処理部１３２と、遅延情報受信部１３４と、計時部１３３とを含んで構成される。
【００３０】
データ受信部１３１は、通信路上で最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０からデータを受信し、処理延期部１３５に出力する。遅延情報受信部１３４は、最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０が送信した遅延情報を受信し、受信した遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延Ｄとの差分を計算し、処理延期部１３５に出力する。
この目標伝送遅延Ｄと受信した遅延情報が表わす遅延時間の総和との差分は、次の式（２）で表わされる。
【００３１】
【数２】
【００３２】
計時部１３３は、内部にクロックを有しており、計時を行う。そして、処理延期部１３５は、計時部１３３による計時の結果を用いながら、目標伝送遅延Ｄと遅延情報の差分の時間だけ受信したデータの処理を延期させた後、受信したデータをデータ処理部１３２に出力する。すなわち、処理延期部１３５は、上記式（２）で表わされる時間だけ受信したデータを保持する。
なお、受信装置１３０において、遅延情報受信部１３４はデータ受信部１３１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態における遅延情報の通知方法について説明する。
図５、図６、および図７は、それぞれ、最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０から受信装置１３０へデータ及び遅延情報を送るシーケンスを示した概略図である。なお、これらの図では、最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０から受信装置１３０への送信を例として示しているが、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ−１）の中継装置１１０から（ｉ＋１）番目の中継装置１１０へデータ及び遅延情報を送信する場合についても、これらと同様である。以下、それぞれの図を参照しながら３種類の送信方法について説明する。
【００３４】
図５に示す実施例では、中継装置１１０が送信するデータに、当該データの遅延情報を付加した形態で、遅延情報が中継装置１１０から受信装置１３０へ送信される。つまり、図示するようにｊ番目のデータ（ｊはデータの順序を表わす）にｊ番目の遅延情報を付加した形態で、遅延情報の通知が行なわれる。ここで、付加した形態とは、例えば、同一のデータパケット内に含める形態である。なお、遅延情報をデータに付加する位置や遅延情報を符号化する方法など、遅延情報の通知形式は限定されるものではなく、中継装置１１０と受信装置１３０の間で事前に規定しておくようにする。
【００３５】
図６に示す実施例では、中継装置１１０は、データと遅延情報とを分けて受信装置１３０へ送信する。ここで、分けて送信するとは、例えば、データ用のパケットと遅延情報用のパケットとを別々に送信する形態である。図示するように、中継装置１１０は、ｊ番目のデータを送信した後で当該ｊ番目のデータに関するｊ番目の遅延情報を送信する。そして、中継装置１１０は、その後、（ｊ＋１）番目のデータを送信し、その後それに対応する（ｊ＋１）番目の遅延情報を送信する。本実施例では、データと遅延情報とをそれぞれ別の通信路を介して次段の中継装置１１０あるいは受信装置１３０に送信してもよい。
【００３６】
なお、ｊ番目のデータを送信してからｊ番目の遅延情報を送信するまでの時間が目標伝送遅延の時間に比べて充分に小さくなるように、中継装置１１０は遅延情報の通知を行なう。
受信装置１３０は、ｊ番目のデータを受信すると、そのデータを処理延期部（１３５）において一時的に蓄積する。そして、ｊ番目の遅延情報が到着すると、処理延期部（１３５）は目標伝送遅延に一致させる延期処理を実施する。また、上記の通り、ｊ番目のデータとｊ番目の遅延情報との時間差は目標遅延時間Ｄに比べて充分に小さいので、処理延期部（１３５）においてデータが蓄積されてから目標遅延時間Ｄが経過するよりも充分に前に、処理延期部（１３５）は遅延情報を取得することができる。なお、遅延情報を符号化する方法など、遅延情報の通知形式は限定されるものではなく、中継装置１１０と受信装置１３０の間で事前に規定しておくようにする。
【００３７】
図７に示す実施例では、中継装置１１０は、あるデータに関する遅延情報を次に送信するデータに付加して送信する。つまり、中継装置１１０は、ｊ番目のデータの中継で生じた遅延時間を含むｊ番目の遅延情報を、（ｊ＋１）番目のデータに付加して送信する。
【００３８】
なお、ｊ番目のデータを送信してから（ｊ＋１）番目のデータを送信するまでの時間が目標伝送遅延の時間に比べて充分に小さくなるようにする。
ｊ番目のデータを受信すると、そのデータを処理延期部（１３５）において一時的に蓄積する。そして、ｊ番目の遅延情報が付加された（ｊ＋１）番目のデータが到着すると、処理延期部（１３５）はｊ番目のデータに関して目標伝送遅延に一致させる延期処理を実施する。また、上記の通り、ｊ番目のデータと（ｊ＋１）番目のデータとの時間差は目標遅延時間Ｄに比べて充分に小さいので、処理延期部（１３５）においてｊ番目のデータが蓄積されてから目標遅延時間Ｄが経過するよりも充分に前に、処理延期部（１３５）はｊ番目の遅延情報を取得することができる。なお、遅延情報をデータに付加する位置や遅延情報を符号化する方法など、遅延情報の通知形式は限定されるものではなく、中継装置１１０と受信装置１３０の間で事前に規定しておくようにする。
【００３９】
なお、本実施形態において、仮に中継装置１１０および受信装置１３０それぞれが持つ時計にズレが生じたとしても、一つのデータを中継する極めて短い時間に生じる各時計のズレは極めて小さい。従って、各中継装置１１０が相対的に計測した遅延時間を積算したとしても、伝送遅延の変動量を小さく抑えることができる。
【００４０】
例えば、送信装置１００、中継装置１１０、受信装置１３０がそれぞれ、１秒あたりに１ミリ秒のズレを生じ得る時計（すなわち１０−３の精度）を持っている場合、従来技術として述べたタイムスタンプを用いる方法では、タイムスタンプ（Ｔ０＋Ｄ）を生成・処理する送信装置とそのタイムスタンプを付加したデータを受信する受信装置との間である時点で時計を正確に合わせたとしても、その１秒後には最大１ミリ秒ずれるため、目標伝送遅延Ｄに対して実際の伝送遅延が最大１ミリ秒の誤差を生じる可能性がある。送信装置と受信装置との間で時計を合わせてから長時間運用を継続すれば、その誤差の量は運用時間に比例して増加し得る。
しかし、本実施形態の構成を用いれば、同じ精度の時計を用いたとしても、データの平均的な中継時間が１ミリ秒（１０−３秒）である中継装置において、その中継装置が計測する遅延時間は平均１ミリ秒であり、その中継装置の時計のずれに起因する遅延時間の測定誤差は最大１マイクロ秒（１０−６秒）である。そして、この中継装置をｎ台経由した場合の遅延時間の総和はｎミリ秒で、その測定誤差は最大ｎマイクロ秒であり、従来技術の場合に比べて目標伝送遅延に対する誤差を大幅に小さく抑えることができる。また、本実施形態による通信システムの運用を長時間継続しても、誤差の量が運用時間に比例して増加することはない。
【００４１】
このように、本実施形態の通信システムにおいて、一連の中継装置１１０は、中継装置１１０毎に生じた遅延時間を遅延情報に追加・更新し、中継装置１１０で生じた遅延時間の総和を受信装置１３０に通知する。この遅延時間の総和は、次の式（３）で表わされる。
【００４２】
【数３】
【００４３】
また、受信装置１３０は、一連の中継装置１１０で生じた遅延時間の総和を受信し、遅延時間の総和と目標伝送遅延との差分の時間だけデータの処理を延期させるため、目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。これにより、他の通信の存在により通信の伝送遅延が変化する通信網において、通信網内で生じる通信の伝送遅延を常に一定、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えることができる。
【００４４】
［第二の実施形態］
次に、この発明の第二の実施形態による通信システム２について説明する。
図８は、本実施形態による通信システム２の構成を示すブロック図である。図示するように、この通信システム２は、送信装置１００と、受信装置２３０と、送信装置１００と受信装置２３０との間に配置され両者間の通信を中継するｎ台の中継装置２１０（ｎは１以上の整数）とを含んで構成される。送信装置１００は、データを生成し送信する。受信装置２３０は、送信されたデータを受信しデータ処理する。中継装置２１０は、データおよび遅延情報を受信し、受信したデータを次の中継装置２１０に向けてあるいは受信装置２３０に向けて送信するとともに、受信した遅延情報に基づく処理延期を行なう。
【００４５】
この図において、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の中継装置２１０における遅延時間はδｉである。
また、ｄは目標伝送遅延であり、本実施形態における目標伝送遅延ｄは、ある中継装置２１０から隣接する次段の中継装置２１０の間、あるいは、最終段の中継装置２１０から受信装置２３０の間で生じる伝送遅延の目標値である。より厳密に言うと、目標伝送遅延ｄは、伝送される通信データがｉ番目の中継装置２１０の処理延期部２２８より出力されてから（ｉ＋１）番目の中継装置２１０の処理延期部２２８より出力されるまでの時間、あるいは、伝送される通信データがn番目（最終段）の中継装置２１０の処理延期部２２より出力されてから受信装置２３０の処理延期部２３５より出力されるまでの時間である。本実施形態においても、前の実施形態と同様に、通信路上の信号伝播時間は、中継装置２１０内での一時的なデータの蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作に起因して生じる遅延時間の量に比較して充分小さく、また、変動もほとんど生じないので、問題にする必要がない。目標伝送遅延ｄは、本通信システムにおいて規定され一定とすべき伝送遅延の目標値である。目標伝送遅延の具体的な値は、設定情報として中継装置２１０や受信装置２３０の内部に記憶されている。
なお、本実施形態では、各々の中継装置２１０から隣接する次段の中継装置２１０の間の目標伝送遅延も、最終段の中継装置２１０から受信装置２３０の間の目標伝送遅延も、すべて同じくｄとしているが、各段階における装置間で目標伝送遅延の量が異なっていてもよい。
【００４６】
本実施形態における送信装置１００の内部の構成は、第一の実施形態におけるそれと同様であるため、ここでは説明を省略する。
図９は、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の中継装置２１０の機能構成を示すブロック図である。図示するように、中継装置２１０は、データ受信部２２１と、データ送信部２２２と、計時部２２３と、遅延測定部２２４と、遅延情報受信部２２５と、処理延期部２２８と、遅延情報通知部２２７とを含んで構成される。
【００４７】
データ受信部２２１は、通信路上で上流の（つまり、（ｉ−１）番目の）中継装置２１０又は送信装置１００からデータを受信し、受信したデータを処理延期部２２８に出力する。
遅延情報受信部２２５は、同じく（ｉ−１）番目の中継装置２１０（外部の中継装置２１０）から遅延情報を受信し、受信した遅延情報に含まれる遅延時間δｉ−１と目標伝送遅延ｄとの差分（ｄ−δｉ−１）を計算し、計算した差分を処理延期部２２８に通知する。
処理延期部２２８は、計時部２２３から得る計時結果を用いながら、目標伝送遅延ｄと遅延情報δｉ−１の差分（ｄ−δｉ−１）の時間だけ受信したデータの処理を延期させた後、受信したデータをデータ処理部２２２に出力するとともに、処理延期が完了した際に、処理延期完了フラグの信号を生成し、遅延測定部２２４に通知する。
なお、ｉ＝１のときは、遅延情報受信部２２５は遅延情報（δ０）を受信せず、その場合には処理延期部２２８はデータの処理を延期せずに直ちにデータをデータ処理部２２２に送るとともに、処理延期完了フラグの信号を遅延測定部２２４に通知する。なお、ｉ＝１のとき、遅延情報受信部２２５が、送信装置１００から「遅延なし」を表わす遅延情報を受信するようにしても良い。
【００４８】
データ送信部２２２は、処理延期部２２８から受け取ったデータを送信すべく送信動作を開始し、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了してデータを実際に通信路にデータを送信可能な状態になった際に、送信フラグの信号を生成し、遅延測定部２２４に通知するとともに、通信路上の下流にある（ｉ＋１）番目の中継装置２１０あるいは受信装置２３０にデータを送信する。
【００４９】
なお、処理延期完了フラグの信号および送信フラグの信号は、いずれも、第一の実施形態と同様に、中継装置２１０内の信号線を介して電気信号として遅延測定部２２４に伝えられる形態でも良いし、中継装置２１０内の書換可能なメモリ上のフラグに相当するデータが書き換えられ、このデータを遅延測定部２２４が電気信号として読み出す形態としても良い。
【００５０】
計時部２２３は、内部にクロックを有しており、計時を行う。そして、遅延測定部２２４は、計時部２２３による計時の結果を用いながら、処理延期完了フラグの信号が処理延期部２２８から通知された時刻（処理延期完了フラグの信号が生成された時刻）と、送信フラグの信号がデータ送信部２２２から通知された時刻（送信フラグの信号が生成された時刻）との差分（両フラグの時間的間隔）、すなわち、当該中継装置２１０で生じた遅延時間δｉを測定し、遅延情報通知部２２７に出力する。
【００５１】
遅延情報通知部２２７は、遅延測定部２２４が測定した遅延時間δｉを含む遅延情報を、通信路上で下流にある（ｉ＋１）番目の中継装置２１０あるいは受信装置２３０に送信する。なお、遅延情報を通知する形式や手順などについては、第一の実施形態と同様である。
なお、中継装置２１０において、遅延情報受信部２２５はデータ受信部２２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部２２７はデータ送信部２２２と共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００５２】
図１０は、受信装置２３０の機能構成を示すブロック図である。受信装置２３０は、データ受信部２３１と、データ処理部２３２と、計時部２３３と、遅延情報受信部２３４と、処理延期部２３５とを含んで構成される。
【００５３】
データ受信部２３１は、通信路上のｎ番目の中継装置２１０からデータを受信し、処理延期部２３５に出力する。
遅延情報受信部２３４は、同じくｎ番目の中継装置２１０から遅延情報を受信し、遅延情報に含まれる遅延時間δｎと目標伝送遅延ｄとの差分（ｄ−δｎ）を計算し、この差分（ｄ−δｎ）を処理延期部２３５に出力する。
【００５４】
計時部２３３は、内部に有しているクロックを用いて計時を行う。
処理延期部２３５は、計時部２３３による計時結果を用いながら、遅延情報受信部２３４から取得した差分（ｄ−δｎ）の時間だけ受信したデータの処理を延期させた後、受信データをデータ処理部２３２に出力する。
データ処理部２３２は、処理延期部２３５から受け取ったデータを対象とする処理を行なう。
なお、受信装置２３０において、遅延情報受信部２３４はデータ受信部２３１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。
【００５５】
このように、本実施形態の通信システム２では、通信路上の各々の中継装置２１０および受信装置２３０において目標伝送遅延ｄを設定する。そして、各々の中継装置２１０は、前段の中継装置２１０から遅延情報を受信し、この遅延情報を用いて、目標伝送遅延ｄに合わせてデータ送信のタイミングを遅延させる。また、受信装置２３０は、前段の中継装置２１０から遅延情報を受信し、この遅延情報を用いて、目標伝送遅延ｄに合わせてデータの処理を延期させる。このため、送信装置１００から受信装置２３０までのトータルの伝送遅延は（ｎ×ｄ）となり、目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。また、各中継装置２１０における目標伝送遅延を異ならせても良いことは前にも述べたが、この場合にｉ番目の目標伝送遅延をｄｉとすると、トータルの伝送遅延は（ｄ１＋ｄ２＋・・・＋ｄｎ）となり、同様に目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。
これにより、本実施形態を用いる場合も、他の通信の存在により通信の伝送遅延が変化する通信網において、通信網内で生じる通信の伝送遅延を常に一定にし、また伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えることができる。
【００５６】
［第三の実施形態］
次に、この発明の第三の実施形態について説明する。ＩＰマルチキャストに代表される１対多の通信では、通信路上の中継装置は、通信データを複製し、複数のデータ送信部から通信路上で下流にある複数の中継装置もしくは受信装置に向けて、通信データを送信する場合がある。本実施形態による中継装置は、受信したデータを複数の方路に向けて送信する構成を有する。
【００５７】
図１１は、本実施形態による中継装置３１０の機能構成を示すブロック図である。図示するように、この中継装置３１０は、データ受信部３２１と、データ送信部３２２Ａおよび３２２Ｂと、遅延情報受信部３２５と、計時部３２３と、遅延測定部３２４Ａおよび３２４Ｂと、遅延情報更新部３２６Ａおよび３２６Ｂと、遅延情報通知部３２７Ａおよび３２７Ｂとを含んで構成される。この中継装置３１０は第一の実施形態における中継装置と類似の構成を有しているが、これを一部改変し、出力先ごとにデータ送信部と遅延測定部と遅延情報更新部と遅延情報通知部とを有していることがこの中継装置３１０の特徴である。なお、本実施形態では、１入力２出力の中継装置について説明するが、これをさらに拡張して１入力Ｎ出力（Ｎ≧２）の中継装置について、出力先ごとに必要な構成を有するようにしても良い。
【００５８】
この中継装置３１０の場合、データ送信部（３２２Ａおよび３２２Ｂ）ごとに、データの一時的な蓄積や送信準備動作を全て完了するまでの時間が異なることがある。つまり、データ送信部ごとに、本中継装置内で生じる遅延時間が異なることがある。そのため、データ送信部ごとに遅延時間を測定し、測定された遅延時間を用いてそれぞれ遅延情報の更新を行い、それぞれの遅延情報通知部が更新された遅延情報を下流の装置に対して送信する。つまり、データ送信部３２２Ａと遅延測定部３２４Ａと遅延情報更新部３２６Ａと遅延情報通知部３２７Ａとが第１の出力先のための機能グループ（組）となっている。また、データ送信部３２２Ｂと遅延測定部３２４Ｂと遅延情報更新部３２６Ｂと遅延情報通知部３２７Ｂとが第２の出力先のための機能グループ（組）となっている。
【００５９】
そして、データ送信部３２２Ａからデータを送信する際に中継装置３１０で生じる遅延時間はδＡであり、データ送信部３２２Ｂからデータを送信する際に中継装置３１０で生じる遅延時間はδＢである。
遅延測定部３２４Ａは、データ受信部３２１からの受信フラグの信号と、データ送信部３２２Ａからの送信フラグの信号を用いて、両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＡを測定し、遅延情報更新部３２６Ａに出力する。遅延情報更新部３２６Ａは、遅延時間δＡを用いて、遅延情報受信部３２５が外部から受信した遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を更新して、新たな遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１＋δＡ）を生成する。遅延情報通知部３２７Ａは、この生成された新たな遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部３２２Ａがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
同様に、遅延測定部３２４Ｂは、データ受信部３２１からの受信フラグの信号と、データ送信部３２２Ｂからの送信フラグの信号を用いて両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＢを測定し、遅延情報更新部３２６Ｂに出力する。遅延情報更新部３２６Ｂは、遅延時間δＢを用いて、遅延情報受信部３２５が受信した遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を更新して、新たな遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１＋δＢ）を生成する。遅延情報通知部３２７Ｂは、この生成された新たな遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部３２２Ｂがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
【００６０】
なお、中継装置３１０において、遅延情報受信部３２５はデータ受信部３２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部３２７Ａはデータ送信部３２２Ａと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部３２７Ｂはデータ送信部３２２Ｂと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００６１】
このように、本実施形態では、複数のデータ送信部がある場合にも、それぞれのデータ送信部に対応する、遅延測定部と遅延情報更新部と遅延情報通知部とを設けたことにより、データ送信部ごとに異なる遅延時間を含む場合にも、それぞれ適切な遅延情報を、通信路上の下流にある中継装置あるいは受信装置に通知することが可能となる。
【００６２】
［第四の実施形態］
次に、この発明の第四の実施形態による中継装置について説明する。本実施形態の中継装置は、第二の実施形態による中継装置を、複数出力方路に分岐できるように拡張したものである。
図１２は、本実施形態による中継装置４１０の構成を示すブロック図である。図示するように、中継装置４１０は、データ受信部４２１と、データ送信部４２２Ａおよび４２２Ｂと、遅延情報受信部４２５と、計時部４２３と、処理延期部４２８と、遅延測定部４２４Ａおよび４２４Ｂと、遅延情報通知部４２７Ａおよび４２７Ｂとを含んで構成される。この中継装置４１０は第二の実施形態における中継装置を一部改変し、出力先ごとにデータ送信部と遅延測定部と遅延情報通知部とを有している。なお、本実施形態では、１入力２出力の中継装置について説明するが、これをさらに拡張して１入力Ｎ出力（Ｎ≧２）の中継装置について、出力先ごとに必要な構成を有するようにしても良い。
【００６３】
この中継装置４１０の場合、データ送信部ごとに、データの一次的な蓄積や送信準備動作を全て完了するまでの時間が異なることがあるため、それぞれ、本中継装置内で生じる遅延時間が異なることがある。そのため、データ送信部ごとに遅延時間を測定し、測定された遅延時間をそれぞれの遅延情報通知部が下流の装置に対して送信する。つまり、データ送信部４２２Ａと遅延測定部４２４Ａと遅延情報通知部４２７Ａとが第１の出力先のための機能グループ（組）となっている。また、データ送信部４２２Ｂと遅延測定部４２４Ｂと遅延情報通知部４２７Ｂとが第２の出力先のための機能グループ（組）となっている。
【００６４】
ここで、データ送信部４２２Ａからデータを送信する際に中継装置４１０で生じる遅延時間はδＡであり、データ送信部４２２Ｂからデータを送信する際に中継装置４１０で生じる遅延時間はδＢである。
遅延測定部４２４Ａは、処理延期部４２８からの処理延期完了フラグの信号と、データ送信部４２２Ａからの送信フラグの信号を用いて両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＡを測定し、遅延情報通知部４２７Ａに出力する。遅延情報通知部４２７Ａは、遅延時間δＡを含む遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部４２２Ａがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
同様に、遅延測定部４２４Ｂは、処理延期部４２８からの処理延期完了フラグの信号と、データ送信部４２２Ｂからの送信フラグの信号を用いて両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＢを測定し、遅延情報通知部４２７Ｂに出力する。遅延情報通知部４２７Ｂは、遅延時間δＢを含む遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部４２２Ｂがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
【００６５】
なお、中継装置４１０において、遅延情報受信部４２５はデータ受信部４２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部４２７Ａはデータ送信部４２２Ａと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部４２７Ｂはデータ送信部４２２Ｂと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
なお、中継装置４１０のその他の構成については、第二の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【００６６】
このように、本実施形態では、複数のデータ送信部がある場合にも、それぞれのデータ送信部に対応する、遅延測定部と遅延情報通知部とを設けたことにより、データ送信部ごとに異なる遅延時間を生ずる場合にも、それぞれ適切な遅延情報を、通信路上の下流にある中継装置あるいは受信装置に通知することが可能となる。
【００６７】
［第五の実施形態］
次に、この発明の第五の実施形態による通信システムについて説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いながら、通信のアプリケーション層において、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式で多重化された符号化映像・音声の通信を行う。なお、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式の詳細はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１標準としてまとめられている。
【００６８】
本実施形態では、送信装置１００で符号化した映像や音声のリアルタイムストリームデータを受信装置１３０で復号・提示するタイミングを制御するために、送信装置１００と受信装置１３０がそれぞれ保持する周波数２７ＭＨｚ（メガヘルツ）のクロックＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ、システム時刻クロック）の同期を維持する必要がある。なお、符号化映像・音声の生成及び処理はアプリケーション層で行われるものであり、送信装置１００および受信装置１３０それぞれの中のアプリケーション層の処理を行なう部分が、このクロックＳＴＣの管理および同期維持を行なう。
【００６９】
送信装置１００と受信装置１３０の間でのＳＴＣの同期を維持するために、送信装置１００は、少なくとも０．１秒間に１回、自らのＳＴＣの値を受信装置１３０に伝えるためのＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、プログラムクロック参照）データ（時刻情報）を映像・音声データに多重して受信装置１３０に送信する。そして、受信装置１３０は、送信装置１００から送られてきたＰＣＲに記述された送信装置１００のＳＴＣの値と自らのＳＴＣの値を比較して自らのＳＴＣを校正する。
【００７０】
ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１標準では、ＰＣＲの伝送に際しては伝送遅延の変動を±５００ナノ秒の範囲に抑えることを求めているが、本実施形態によって、前述の通り、受信装置１３０（図４参照）内の処理延期部１３５が目標伝送遅延と伝送遅延の差分の時間だけ受信したデータの処理を延期させるので、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式の映像・音声通信における伝送遅延を高い精度で一定、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えることが可能となる。
【００７１】
本実施形態における送信装置１００（図２参照）のデータ生成部１０１は、映像や音声等のリアルタイム信号をＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式を用いて多重化したデータ（符号化リアルタイム情報）を生成する。
受信装置１３０（図４参照）内のデータ処理部１３２は、受信したＭＰＥＧ−２ ＴＳデータを復号・提示し、ＭＰＥＧ−２ ＴＳデータからＰＣＲを抽出した場合、ＳＴＣの値を校正する。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いてＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式のデータ伝送を行なう例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いて同様にＰＣＲを伝送して、受信側のＳＴＣを校正するようにしてもよい。
【００７２】
このように、本実施形態によれば、第一から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式で多重化された符号化映像・音声の通信を行う。これにより、ＩＰ通信網を使用してＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式で多重化された符号化映像・音声の通信を行った場合にも、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１標準を満たすよう、伝送遅延の変動を所望の範囲内に抑えることが可能となる。
【００７３】
［第六の実施形態］
次に、この発明の第六の実施形態について説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いながら、所定の周期を有するクロックの同期のための校正信号の伝送を行うものである。
例えば、システム内で同一の周期で機器の制御を行う制御システムなどがある。そのようなシステムでは、システム内で周期を一致させるために、送信装置が受信装置宛てに、自らのクロックの周期が開始されるタイミング（つまり、クロック信号の位相が０度）で周期スタート信号を送信し、受信装置はスタート信号の到着したタイミングを周期の開始タイミングとみなして、自らのクロックを微調整（校正）する、という方法を取る。
【００７４】
このようなクロック校正信号の伝送では、通信路上で生じた伝送遅延の変動がそのまま受信装置のクロック校正に悪影響を与え、受信装置側でのクロック信号の周期が不安定になる。このようなことを防止するために、本実施形態では、送信装置１００が周期スタート信号を送信し、第一の実施形態で述べたように各中継装置では遅延時間の測定を行い、測定に基づく遅延情報の通知を行い、最終的に受信装置１３０（図４参照）の処理延期部１３５が目標伝送遅延Ｄと遅延情報から得られる遅延の総和との差分の時間だけ受信したデータの処理を延期させるので、要求される周期の一致精度に応じて、通信路の伝送遅延の変動量を所望の範囲内に抑えることが可能となる。
【００７５】
本実施形態における送信装置１００（図２参照）のデータ生成部１０１は、送信装置１００が有するクロック信号の周期が開始されるタイミングで周期スタート信号のデータ（時刻情報）を生成する。そして、データ送信部１０２はこのデータを送信する。このデータは、複数の中継装置１１０によって中継され、受信装置１３０へ伝送される。
受信装置１３０（図４参照）のデータ処理部１３２は、周期スタート信号が入力された場合、周期スタート信号が入力したタイミングをクロックの周期の開始タイミングとして受信装置１３０のクロックを微調整（校正）する。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてもよい。
このように、本実施形態によれば、第一から第四いずれかの実施形態における通信システムを用いて周期スタート信号の伝送を行う。これにより、システム内で同一の周期で機器の制御を行う制御システムにおいて、周期の一致精度を向上させることが可能となる。
【００７６】
［第七の実施形態］
次に、この発明の第七の実施形態について説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いて、ＩＰ通信網を介して二地点間で時計を一致させるＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルの通信を行う。ＮＴＰプロトコルの詳細はＲＦＣ１３０５に詳しく記載されている。
【００７７】
ＮＴＰプロトコルでは、マスター機器とスレーブ機器とが通信を行なう。スレーブ機器は、自己の時計をマスター機器の時計に一致させることを目的として、マスター機器へ問い合わせのパケットを送信する。これに応じて、マスター機器は、自己の時計を参照し、応答のパケットをスレーブ機器に送信する。この応答を受けたスレーブ機器は、応答に含まれるデータを用いて、マスター機器との時計のズレの大きさを計算できるようになっている。
しかしながら、ＮＴＰプロトコルを用いる場合、スレーブ機器からマスター機器への上りの問い合わせパケットの伝送遅延ｄ１と、マスター機器からスレーブ機器への下りの応答パケットの伝送遅延ｄ２が等しくない場合、上記の時計のズレの大きさの計算に誤差が生じてしまう。
【００７８】
そこで、本実施形態の通信システムは、第一の実施形態で示した通信システム１を用いて、上りの問い合わせパケットの伝送遅延ｄ１と下りの応答パケットの伝送遅延ｄ２とが、共に等しくｄとなるような制御を行なう。
【００７９】
本実施形態では、マスター機器及びスレーブ機器は、第一の実施形態における送信装置１００及び受信装置１３０の各部を含んで構成される。
スレーブ機器からマスター機器に対して問い合わせパケットを送るときは、スレーブ機器が送信装置１００（図１参照）であり、マスター機器が受信装置１３０という位置付けである。そして、この通信システム１を用いて、目標伝送遅延をｄと設定することにより、前述の通り、問い合わせパケットはスレーブ機器から送信されるタイミングの丁度ｄの伝送遅延の後に、マスター機器のデータ処理部１３２（図４参照）で処理が開始される。
そして逆に、マスター機器からスレーブ機器に対して応答パケットを送るときは、マスター機器が送信装置１００（図１参照）であり、スレーブ機器が受信装置１３０という位置付けである。そして、同様に目標伝送遅延をｄと設定することにより、応答パケットはマスター機器から送信されるタイミングの丁度ｄの伝送遅延の後に、スレーブ機器のデータ処理部１３２（図４参照）で処理が開始される。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてもよい。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、ＩＰ通信網を介して二地点間で時計を一致させるＮＴＰプロトコルの通信において、第一から第四の実施形態いずれかにおける通信システムを適用し、上りと下りの伝送遅延を等しくすることができる。これにより、ＮＴＰプロトコルを用いる際にも、時計のズレの大きさの計算に誤差が生じず、マスター機器とスレーブ機器の時計を正確に一致させることが可能となる。
【００８１】
［第八の実施形態］
次に、この発明の第八の実施形態について説明する。本実施形態では、第一の実施形態おける通信システム１を用いて、ＩＥＥＥ８０２．１および８０２．３標準に準拠したいわゆるイーサネット（登録商標）による通信を行う。この場合、中継装置１１０は、通信ハブ（集線装置）に相当する。この通信ハブは、イーサネット（登録商標）通信で使用される金属ケーブルや光ケーブルなどの伝送媒体を複数収容する。通常、このようなイーサネット（登録商標）の通信ハブを用いて通信を行なう場合、トラフィックの輻輳状態によっては、データパケットが通信ハブを通過する際の遅延時間が数ミリ秒単位で変動する。
【００８２】
本実施形態では、送信装置１００（図２参照）のデータ送信部１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１および８０２．３に従った通信方式でイーサネットにデータを送信する。また、中継装置１１０（図３参照）のデータ受信部１２１やデータ送信部１２２、および、受信装置１３０（図４参照）のデータ受信部１３１もまた、ＩＥＥＥ８０２．１および８０２．３に従った通信方式でイーサネット（登録商標）を用いたデータの送受信をする。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてイーサネット（登録商標）による通信を行うようにしても良い。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、イーサネット通信において、第一から第四までの実施形態いずれかにおける通信システムを適用して、伝送遅延が常に一定の通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現することが可能となる。
【００８４】
［第九の実施形態］
次に、この発明の第九の実施形態について説明する。本実施形態は第一の実施形態おける通信システム１を用いて、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ、非同期伝送モード）によるパケット交換通信を行う。この場合、中継装置１１０は、集線装置に相当する。
【００８５】
本実施形態では、送信装置１００（図２参照）のデータ送信部１０２は、ＡＴＭ方式に従った通信方式でデータを送信する。また、中継装置１１０（図３参照）のデータ受信部１２１やデータ送信部１２２、および、受信装置１３０（図４参照）のデータ受信部１３１もまた、ＡＴＭによるパケット交換通信を行う。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてＡＴＭによるパケット交換通信を行うようにしても良い。
【００８６】
このように、本実施形態によれば、ＡＴＭ通信において、第一から第四までの実施形態いずれかにおける通信システムを適用して、伝送遅延が常に一定の通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現することが可能となる。
【００８７】
［第十の実施形態］
次に、この発明の第十の実施形態について説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いて、メディア（通信媒体）共有型のパケット交換通信を行う。
【００８８】
パケット交換通信の中でも特に、多数の送信装置が一本の通信メディアを共有するメディア共有型のネットワーク構成をとっている場合には、伝送遅延の変動の問題が深刻である。メディア共有型のネットワークでは、他の送信装置のデータ送信動作によって、自らの送信が待機させられる可能性を考慮しなければならないからである。メディア共有型である半二重通信モードイーサネット通信を例にとると、ある機器がパケットを送信中であれば、通信メディアを共有する他の機器はパケットを送信できない。パケットの長さは送信するデータの内容により様々に変化するため、パケットを送信可能になるまでの待機時間は、他の機器の通信状況の影響を受けて様々に変動する。
このような通信においては、中継装置によるデータパケットの中継動作の他にも、送信装置のデータパケット送信動作にも伝送遅延が変動する要因を含んでいる。つまり、中継装置だけでなく、送信装置においても遅延時間が発生し、伝送遅延が変動する要因となる。よって、本実施形態では、送信装置にも伝送遅延を一定にするための構成を持たせるようにする。
【００８９】
図１３は、本実施形態による送信装置５００の機能構成を示すブロック図である。図示するように、送信装置５００は、データ生成部５０１と、データ送信部５０２と、計時部５０３と、遅延測定部５０４と、遅延情報通知部５０７とを含んで構成される。
【００９０】
データ生成部５０１は、送信するためのデータを生成し、生成したデータをデータ送信部５０２に出力とともに、データの生成が完了した際には生成完了フラグの信号を遅延測定部５０４に出力する。
データ送信部５０２は、データ生成部５０１から出力されたデータを送信すべく送信動作を開始し、他の送信装置の送信終了の待機動作や送信準備動作を全て完了して自らがデータを通信路に送信できる状況になったら、データを受信装置に向けて送信するとともに、送信フラグの信号を生成し、遅延測定部５０４に出力する。なお、データ送信部５０２から送信されたデータは、必要に応じて中継装置で中継されてから受信装置に伝送される。
【００９１】
計時部５０３は、内部にクロックを備えており、計時結果を出力する。
遅延測定部５０４は、計時部５０３による計時結果を用いながら、生成完了フラグの信号がデータ生成部５０１から通知された時刻（生成完了フラグの信号が生成された時刻）と、送信フラグの信号がデータ送信部５０２から通知された時刻（送信フラグの信号が生成された時刻）との差分、すなわち、送信装置５００で生じた遅延時間δ０を測定し、遅延情報通知部５０７に出力する。
【００９２】
遅延情報通知部５０７は、遅延時間δ０を含む遅延情報を送信する。
なお、送信装置５００において、遅延情報通知部５０７はデータ送信部５０２と共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００９３】
このように本実施形態によれば、送信装置５００は、送信装置５００で生じた遅延時間を測定してその遅延時間の情報を含む遅延情報を送信するため、データ及び遅延情報を受信する中継装置や受信装置は、送信装置５００で生じた遅延時間を含めた遅延時間の総和と目標伝送遅延との差分の時間だけ遅延を発生させることができる。つまり、本実施形態の通信システムでは、目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。つまり、メディア共有型パケット通信網を用いる場合も、伝送遅延を常に一定とした通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現できる。
【００９４】
なお、本実施形態の通信システムは、第一から第四までのいずれかの実施形態に記載した中継装置および受信装置と送信装置５００を用いて構成されるが、メディア共有型のネットワーク構成をとっているために衝突により再送が行われる可能性がある。そこで、送信装置および中継装置における遅延時間の測定も次のように行なう。即ち、第一の実施形態で示した中継装置１１０（図３参照）の場合、データ送信部１２２は、衝突により同一のデータを再送する場合であってもその再送データの送信が可能になる毎に、送信フラグの信号を生成し、遅延測定部１２４に出力する。これにより、遅延測定部１２４は、衝突による再送で生じた遅延時間を含んだ遅延情報を送信することができる。
なお、第二から第四までの実施形態に記載した中継装置および送信装置５００を用いる場合にも、それぞれ同様に、再送するデータをデータ送信部が送信可能になる毎に送信フラグの信号を生成するようにして、その都度遅延測定部が遅延時間を測定する。
【００９５】
［第十一の実施形態］
次に、この発明の第十一の実施形態について説明する。本実施形態は、第十の実施形態おける通信システム１を用いて、ＩＥＥＥ８０２．１１方式のいわゆる無線ＬＡＮ通信を行う。
【００９６】
本実施形態では、送信装置５００（図１３参照）のデータ送信部５０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１に従った通信方式で無線ＬＡＮにデータを送信する。また、中継装置１１０（図３参照）のデータ受信部１２１やデータ送信部１２２、および、受信装置１３０（図４参照）のデータ受信部１３１もまた、ＩＥＥＥ８０２．１１に従った通信方式で無線ＬＡＮによるデータの送受信を行う。なお無線ＬＡＮ通信は、通信帯域を他の通信機器と共用するメディア共有型ネットワークであるため、送信装置１００や中継装置１１０が、データの送信を開始しようとした際に無線信号の衝突が発生する可能性があり、衝突を予防するため、データパケットの送信に先立ってあらかじめ無線局毎に異なるランダムな時間だけ送信を待機する規定になっている。そのため、実際に衝突が起こるか否かに関わらず、データパケットの送信動作そのものに伝送遅延が変動する要因を含んでいる。そこで、本実施形態においても、遅延を一定にするための構成を持たせた送信装置５００を用いる。
【００９７】
このように、本実施形態によれば、無線ＬＡＮ通信において、第一から第四までの実施形態いずれかにおける通信システムと送信装置５００を組み合わせて、伝送遅延が常に一定の通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現できる。
【００９８】
以上、図面を参照してこの発明の複数の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第一の実施形態による通信システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】第一の実施形態による送信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】第一の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】第一の実施形態による受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】第一の実施形態における遅延情報を通知する方法の実施例を示した概略図である。
【図６】第一の実施形態における遅延情報を通知する方法の実施例を示した概略図である。
【図７】第一の実施形態における遅延情報を通知する方法の実施例を示した概略図である。
【図８】第二の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。
【図９】第二の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】第二の実施形態による受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】第三の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】第四の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】第十および第十一の実施形態による送信装置の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１００】
１，２ … 通信システム
１００，５００ … 送信装置
１０１，５０１ … データ生成部
１０２，５０２ … データ送信部
５０３ … 計時部
５０４ … 遅延測定部
５０７ … 遅延情報通知部
１１０，２１０，３１０，４１０ … 中継装置
１２１，２２１，３２１，４２１ … データ受信部
１２２，２２２，３２２Ａ，３２２Ｂ，４２２Ａ，４２２Ｂ … データ送信部
１２３，２２３，３２３，４２３ … 計時部
１２４，２２４，３２４Ａ，３２４Ｂ，４２４Ａ，４２４Ｂ … 遅延測定部
１２５，２２５，３２５，４２５ … 遅延情報受信部
１２６，３２６Ａ，３２６Ｂ … 遅延情報更新部
１２７，２２７，３２７Ａ，３２７Ｂ，４２７Ａ，４２７Ｂ … 遅延情報通知部
１３０，２３０ … 受信装置
１３１，２３１ … データ受信部
１３２，２３２ … データ処理部
１３３，２３３ … 計時部
１３４，２３４ … 遅延情報受信部
１３５，２２８，２３５，４２８ … 処理延期部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、受信装置及び送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信の技術において、伝送遅延を一定に保つためには、その通信のための通信路もしくは通信帯域を専有させるようにして、他の通信の影響を受けないようにしていた。
【０００３】
また、パケット交換型の通信では、パケットを一旦蓄積して転送する際の遅延時間の量が本質的に変動しうるため、タイムスタンプを用いた制御も行なわれていた。例えば、送信装置と、複数の中継装置と、受信装置とが順に通信路で結ばれて構成され、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、インターネットプロトコル）を用いて通信する通信システムを考える。従来技術では、送信装置は、送信するためのデータを生成する際に、タイムスタンプをデータに付加する。このタイムスタンプは現在時刻Ｔ０に目標伝送遅延Ｄを加えた（Ｔ０＋Ｄ）の時刻を表わす。このタイムスタンプ付きデータが、送信装置から、中継装置を経て、受信装置に伝送される。そのとき、途中の各々の中継装置で遅延時間が発生する。受信装置は、そのタイムスタンプ付きデータを受信すると、タイムスタンプを解釈し、上記の（Ｔ０＋Ｄ）の時刻情報を得る。そして、受信装置は、自己が保有する時計を参照しながら、当該時刻が到来するまでデータの処理を延期し、当該時刻が到来したらデータの処理を開始する。
【０００４】
なお、特許文献１には、伝送遅延の変動を小さくする技術として、通信の手続において、ある送信装置が他の送信装置のデータ送信を禁止する手順を取り決め、特定の送信装置に通信の優先権を持たせる構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２２９９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現在、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，インターネットプロトコル）通信技術を活用した通信が広く利用されるようになり、これまではＩＰ以外の通信技術により伝送されていた各種の通信がＩＰ通信網に統合されていく流れにある。そして、放送技術と通信技術の融合の流れにおいて、映像や音声などといったリアルタイム性を有するコンテンツもＩＰに代表されるパケット交換型の通信技術に統合することが試みられている。このような分野では、例えば、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ｐｈａｓｅ ２ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）方式などによる符号化映像・音声の多重化技術が用いられる。
このような、リアルタイム性を有するコンテンツの信号や、他にも、クロック周期の開始タイミングを示すクロック同期用の校正信号の伝送においては、パケット交換型の通信を用いる場合においても、送信元の装置から受信先の装置までの伝送遅延が一定であることが望ましい。
また、その際には適用可能な通信路の種類を特に限定することなく、一般的な通信路に適用可能であることも求められる。
【０００６】
一方で、従来技術として述べたタイムスタンプをデータに付加する方法では、所望の目標伝送遅延を実現するためには、タイムスタンプを計算する際に用いられる送信装置側の時計と、タイムスタンプを解釈して処理を延期する際に用いられる受信装置側の時計とが、常に一致していなければならない。例えば、受信装置側の時計が送信装置側の時計に対して１秒遅れており目標伝送遅延が１秒である場合であって、送信装置側の時計が時刻「９：５９：５９」であるときに、目標伝送遅延１秒を加えて時刻「１０：００：００」のタイムスタンプを付加して送信されたデータは、受信装置側の機能によってその時計が時刻「１０：００：００」になるときまで処理が延期されるが、上記の通り両装置の時計がずれているため、そのときの送信装置側の時計が指す時刻は「１０：００：０１」である。つまり、送受信装置間の伝送遅延は２秒となってしまっており、目標伝送遅延（１秒）を実現することができない。
【０００７】
また、同期するしくみを持たない複数の時計は、それらの間の時刻のズレの量が常に変動する可能性がある。そのため、送信装置側から見たときの、受信装置においてデータを処理する時刻も、時々刻々と変動する。結果として、送信装置と受信装置の間の伝送遅延は一定とならず、変動が生じてしまう。
送受の時計のズレを無くすために、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの外部の高精度な基準時計と送受の時計とを同期させる方法があるが、外部の基準時計を参照できない場合には解決できない。
【０００８】
本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＩＰ通信網のように、エンド・トゥ・エンドの伝送遅延が本来ならば変動する通信網においても、通信網内で生じる通信の伝送遅延を常に一定に保つことのできる、あるいは伝送遅延の変動を所定量以下に保つことのできる、中継装置、受信装置、送信装置、通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、データを受信するとともに、前記データを受信した際に受信フラグの信号を生成するデータ受信部と、前記データ受信部により受信された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記受信フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、外部から遅延情報を受信する遅延情報受信部と、前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて、前記遅延情報受信部により受信された前記遅延情報を更新して新たな遅延情報を生成する遅延情報更新部と、前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信する遅延情報通知部と、を備えることを特徴とする中継装置である。
上記の構成によれば、データ受信部がデータを受信したタイミングで受信フラグが生成される。そして、データ送信部がデータを送信可能になったタイミングで（即ち、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了した後の、実際にデータの送信が可能となったタイミングで）送信フラグが生成される。遅延測定部は、これらのタイミングに基づき、データ受信のタイミングとデータ送信のタイミングの差、即ち当該中継装置内における遅延時間を測定する。遅延情報更新部は、この測定された遅延時間を用いて遅延情報受信部が受信した遅延情報を更新する。即ち、外部から受信した遅延情報に測定された遅延時間を加算するなどして当該装置における遅延時間を反映した新たな遅延情報を生成する。そして、遅延情報通知部は、更新された新たな遅延情報を送信する。このような中継装置を多段に接続することにより、各中継装置での遅延時間を積算して受信装置に通知することができる。受信装置は、その通知を受けて、目標伝送遅延と実際の伝送遅延の差分を計算することができる。その計算された差分の時間だけ、受信装置がデータの処理を延期することにより、受信装置側では、目標伝送遅延に合わせてデータの処理を開始するようにできる。
【００１０】
（２）また、本発明の一態様は、上記の中継装置において、前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報更新部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、前記遅延情報更新部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて前記新たな遅延情報を生成し、前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信することを特徴とするものである。
上記の構成によれば、中継装置において、送信先がＮ個に分岐する場合に、つまりデータ送信部がＮ個存在する場合に、個々のデータ送信部についてそれぞれ遅延時間を測定し、それぞれの分岐先に対して当該分岐先特有の遅延情報を通知することが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明の一態様は、データを受信するデータ受信部と、遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて前記データ受信部により受信された前記データの処理を延期させるとともに、延期が完了した際に処理延期完了フラグの信号を生成する処理延期部と、前記処理延期部により延期された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記処理延期完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、前記遅延情報部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、を備えることを特徴とする中継装置である。
上記の構成によれば、中継装置において、遅延情報受信部が遅延情報を受信し、目標伝送遅延とその遅延情報に含まれる遅延時間との差分を計算できる。つまり、上流から通知された遅延時間に基づき、目標伝送遅延に合わせて処理を延期することができる。そして、処理延期部は処理の延期が完了したタイミングで処理延期完了フラグを生成する。また、データ送信部は、データの送信が可能となったタイミングで（即ち、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了した後の、実際にデータの送信が可能となったタイミングで）送信フラグを生成する。遅延測定部は、これら両フラグのタイミングの差の時間を測定することができる。この差が即ち当該中継装置において測定された遅延時間である。そして、遅延情報通知部は、この遅延時間を含んだ遅延情報を送信する。このような中継装置を多段に接続することにより、各中継装置は、前段の中継装置で測定された遅延時間に基づいて、目標伝送遅延に合わせるための処理延期を行なえる。各中継装置間でこのような処理延期を行なうと、送信装置から、中継装置を経由して受信装置までのトータルな伝送遅延も目標伝送遅延に合わせることができる。
【００１２】
（４）また、本発明の一態様は、上記の中継装置において、前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づく遅延情報を送信することを特徴とするものである。
上記の構成によれば、中継装置において、送信先がＮ個に分岐する場合に、つまりデータ送信部がＮ個存在する場合に、個々のデータ送信部についてそれぞれ遅延時間を測定し、それぞれの分岐先に対して当該分岐先特有の遅延情報を通知することが可能となる。
【００１３】
（５）また、本発明の一態様は、データを受信するデータ受信部と、遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて、受信された前記データの処理を延期させる処理延期部と、を備えることを特徴とする受信装置である。
なお、ここで、目標伝送遅延は、送信装置から単数または複数の中継装置を経由して当該受信装置までのトータルな伝送遅延の目標値であっても良いし、あるいは、目標伝送遅延は、直近の前段の中継装置から当該受信装置までの伝送遅延の目標値であっても良い。
このような受信装置に適切な目標伝送遅延を設定しておくことにより、中継装置側から通知された遅延情報に基づき、処理延期部が適切な時間だけデータの処理を延期させる。つまり、目標伝送遅延に合わせてデータの処理を開始することが可能となる。
【００１４】
（６）また、本発明の一態様は、上記の受信装置において、前記データ受信部が受信するデータに時刻情報が含まれ、さらに、前記時刻情報に基づき受信装置の時刻基準であるクロックを校正するデータ処理部を備えることを特徴とするものである。
上記のような構成により、送信装置から受信装置に対して送るデータに含まれる時刻情報を、所望の目標伝送遅延に合わせて、受信装置側で処理開始することが可能となる。
この構成は、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式や、ＮＴＰプロトコルなどに応用できる。
【００１５】
（７）また、本発明の一態様は、送信するデータの生成が完了した際に生成完了フラグの信号を生成するデータ生成部と、前記データ生成部により生成されたデータを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、前記生成完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、前記遅延測定部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、を備えることを特徴とする送信装置である。
上記のような構成により、データ生成部はデータの生成が完了したタイミングで生成完了フラグを生成する。また、データ送信部はデータの送信が可能な状態となったタイミングで（即ち、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了した後の、実際にデータの送信が可能となったタイミングで）送信フラグを生成する。遅延測定部はこれら両フラグに基づき、当該送信装置における遅延時間を測定する。そして、遅延情報通知部は、測定された遅延時間を含む遅延情報を送信することができる。これにより、下流の装置では、当該送信装置で発生した遅延時間を取得することができ、この遅延時間を用いて目標伝送遅延に合わせて処理を延期することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中継装置内における遅延時間を測定することができる。この遅延時間の情報を上流の中継装置から下流の中継装置に段階的に更新しながら通知していくことにより、最終的にデータを受信する受信装置においては、目標伝送遅延と実際に測定された伝送遅延の差を取り、その差の時間分だけデータの処理を延期できるので、伝送遅延を一定にすることができる。あるいは伝送遅延の変動を所定量以下に抑えることができる。
また、中継装置内で測定された遅延時間の情報を、次段の中継装置に通知することにより、その通知を受けた中継装置においては、目標伝送遅延と実際に測定された遅延時間の差を取り、その差の時間分だけデータの処理を延期できるので、伝送遅延を一定にすることができる。あるいは伝送遅延の変動を所定量以下に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態による通信システム１の構成を示すブロック図である。図示するように、この通信システム１は、データを生成し送信する送信装置１００と、データを受信しデータ処理する受信装置１３０と、送信装置１００と受信装置１３０との間の通信を中継するｎ台（ｎは１以上の整数）の中継装置１１０と、を含んで構成される。ここで、Ｄは目標伝送遅延であり、送信装置１００がデータを送信した時刻と、受信装置１３０がデータ処理を開始する時刻との間の差分の時間の目標値である。目標伝送遅延Ｄは、通信システム１の利用者によって規定される、一定とすべき伝送遅延である。目標伝送遅延の具体的な値は、設定情報として受信装置１３０の内部に記憶されている。
【００１８】
なお、伝送遅延は、通信路上を信号が電気的に伝わることで生じる伝播遅延と、中継装置１１０などの各装置内でデータの適切な出力先を決定するために一時的にデータを蓄積したり送信前に送信権の調停動作などの送信準備をしたりするために生じる遅延とを含む。しかしながら、伝播遅延はこれらの遅延と比較して充分に小さく、また、伝播遅延には変動もほとんど生じないので、伝播遅延を無視しても実際には差し支えない。よって、以下では伝播遅延を問題にしない。
【００１９】
また、図示するように、ｎ台のうちのｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の中継装置１１０において時間δｉの遅延時間が生じる。また、ｉ番目の中継装置は、直近の前段の（つまり（ｉ−１）番目の）中継装置１１０から、遅延情報として自装置より上流の中継装置１１０で生じた遅延時間の総和（つまり、δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を表わす遅延情報を受信する。そして、ｉ番目の中継装置は、自装置で生じる遅延時間δｉの情報を用いてこの遅延情報を更新し、自装置を含めた遅延時間の総和（つまり、δ１＋δ２＋・・・＋δｉ）を表わす遅延情報を次段の（つまり（ｉ＋１）番目の）中継装置１１０に宛てて送信する。
但し、１番目の中継装置１１０は、直近の前段の中継装置１１０がないため、上流からの遅延情報を受信せず、自装置で生じる遅延時間δｉの情報を遅延情報として下流に向けて送信する。あるいは、送信装置１００から「遅延なし」を表わす遅延情報を送信し、これを１番目の中継装置１１０が受信するようにしても良い。
【００２０】
図２は、本実施形態における送信装置１００の機能構成を示すブロック図である。図示するように、送信装置１００は、データ生成部１０１とデータ送信部１０２とを含んで構成される。データ生成部１０１は、送信するためのデータを生成する。そして、データ送信部１０２は、データ生成部１０１により生成されたデータを外部に対して送信する。送信されるデータは、中継装置によって中継され、最終的に受信装置に伝送される。
【００２１】
図３は、本実施形態による中継装置１１０の構成を示すブロック図である。図示するように、中継装置１１０は、データ受信部１２１と、データ送信部１２２と、計時部１２３と、遅延測定部１２４と、遅延情報受信部１２５と、遅延情報更新部１２６と、遅延情報通知部１２７と、を含んで構成される。
【００２２】
データ受信部１２１は、送信装置１００又は通信路上で上流の中継装置１１０からデータを受信し、受信したデータをデータ送信部１２２に出力するとともに、データを受信した際に受信フラグの信号を生成し、この受信フラグを遅延測定部１２４に出力する。
データ送信部１２２は、データ受信部１２１から出力されたデータを送信すべく送信動作を開始し、データの一時的な蓄積や送信準備動作を全て完了してデータを通信路に送信可能な状態になった際に、送信フラグの信号を生成し、生成した送信フラグの信号を遅延測定部１２４に出力するとともに、通信路上で下流にある中継装置１１０あるいは受信装置１３０にデータを送信する。
【００２３】
ここで、受信フラグの信号は、中継装置１１０内の信号線を介して、電気信号としてデータ受信部１２１から遅延測定部１２４に伝えられる。同様に、送信フラグの信号は、中継装置１１０内の信号線を介して、電気信号としてデータ送信部１２２から遅延測定部１２４に伝えられる。あるいは、信号線を介して電気信号として直接、これら各々のフラグの信号を伝える代わりに、フラグの信号を発生する側（データ受信部１２１やデータ送信部１２２）が、書換可能なメモリ上のフラグに相当するデータを書き換え、このデータを遅延測定部１２４が電気信号として読み出す形態としても良い。この、メモリを介する形態とする場合は、メモリの読み書きに要する時間が充分に小さくなるように、高速なメモリを用いる。
【００２４】
計時部１２３は、内部にクロックを有しており、計時を行う。そして、遅延測定部１２４は、計時部１２３による計時の結果を用いながら、受信フラグの信号がデータ受信部１２１から通知された時刻（受信フラグの信号が生成された時刻）と、送信フラグの信号がデータ送信部１２２から通知された時刻（送信フラグの信号が生成された時刻）との差分、すなわち、両フラグの時間的間隔を測定する。これは、当該中継装置１１０で生じた遅延時間を測定していることになる。そして、遅延測定部１２４は、測定された遅延時間を遅延情報更新部１２６に出力する。ここで、図示するように、ｉ番目の中継装置１１０において生じる遅延時間はδｉである。
【００２５】
遅延情報受信部１２５は、通信路上で上流にある外部の中継装置１１０から遅延情報を受信する。この遅延情報には、ｉ−１番目の中継装置１１０までに生じた遅延時間の総和（つまり、δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を表わす情報が含まれている。
ただし、上流に遅延情報を送信する中継装置１１０を持たない場合（つまり、ｉ＝１の場合）は、遅延情報受信部１２５は遅延情報を受信しない。あるいは、その場合、遅延情報受信部は、送信装置１００から、「遅延なし」を表わす遅延情報を受信するようにしても良い。
【００２６】
遅延情報更新部１２６は、遅延測定部１２４が測定した遅延時間に基づいて、遅延情報受信部１２５が受信した遅延情報を更新して新たな遅延情報を生成し、遅延情報通知部１２７に出力する。すなわち、通信路上でｉ番目の中継装置１１０の遅延情報更新部１２６は、自装置の遅延測定部１２４による測定結果である遅延時間δｉを用いて、遅延情報受信部１２５が受信した遅延情報を更新し、その結果として新たな遅延情報を生成する。この新たな遅延情報は、送信装置１００からｉ番目の中継装置１１０までに生じた遅延時間の総和を表すものであり、この遅延時間の総和は、次の式（１）で表わされる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
遅延情報通知部１２７は、遅延情報更新部１２６が出力した遅延情報を、通信路上で下流にある中継装置１１０あるいは受信装置１３０に向けて送信する。遅延情報を通知する形式および通知する方法については、後で図を参照しながら述べる。
なお、中継装置１１０において、遅延情報受信部１２５はデータ受信部１２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部１２７はデータ送信部１２２と共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００２９】
図４は、本実施形態による受信装置１３０の機能構成を示すブロック図である。図示するように、受信装置１３０は、データ受信部１３１と、処理延期部１３５と、データ処理部１３２と、遅延情報受信部１３４と、計時部１３３とを含んで構成される。
【００３０】
データ受信部１３１は、通信路上で最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０からデータを受信し、処理延期部１３５に出力する。遅延情報受信部１３４は、最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０が送信した遅延情報を受信し、受信した遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延Ｄとの差分を計算し、処理延期部１３５に出力する。
この目標伝送遅延Ｄと受信した遅延情報が表わす遅延時間の総和との差分は、次の式（２）で表わされる。
【００３１】
【数２】
【００３２】
計時部１３３は、内部にクロックを有しており、計時を行う。そして、処理延期部１３５は、計時部１３３による計時の結果を用いながら、目標伝送遅延Ｄと遅延情報の差分の時間だけ受信したデータの処理を延期させた後、受信したデータをデータ処理部１３２に出力する。すなわち、処理延期部１３５は、上記式（２）で表わされる時間だけ受信したデータを保持する。
なお、受信装置１３０において、遅延情報受信部１３４はデータ受信部１３１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態における遅延情報の通知方法について説明する。
図５、図６、および図７は、それぞれ、最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０から受信装置１３０へデータ及び遅延情報を送るシーケンスを示した概略図である。なお、これらの図では、最終段の（つまり、ｎ番目の）中継装置１１０から受信装置１３０への送信を例として示しているが、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ−１）の中継装置１１０から（ｉ＋１）番目の中継装置１１０へデータ及び遅延情報を送信する場合についても、これらと同様である。以下、それぞれの図を参照しながら３種類の送信方法について説明する。
【００３４】
図５に示す実施例では、中継装置１１０が送信するデータに、当該データの遅延情報を付加した形態で、遅延情報が中継装置１１０から受信装置１３０へ送信される。つまり、図示するようにｊ番目のデータ（ｊはデータの順序を表わす）にｊ番目の遅延情報を付加した形態で、遅延情報の通知が行なわれる。ここで、付加した形態とは、例えば、同一のデータパケット内に含める形態である。なお、遅延情報をデータに付加する位置や遅延情報を符号化する方法など、遅延情報の通知形式は限定されるものではなく、中継装置１１０と受信装置１３０の間で事前に規定しておくようにする。
【００３５】
図６に示す実施例では、中継装置１１０は、データと遅延情報とを分けて受信装置１３０へ送信する。ここで、分けて送信するとは、例えば、データ用のパケットと遅延情報用のパケットとを別々に送信する形態である。図示するように、中継装置１１０は、ｊ番目のデータを送信した後で当該ｊ番目のデータに関するｊ番目の遅延情報を送信する。そして、中継装置１１０は、その後、（ｊ＋１）番目のデータを送信し、その後それに対応する（ｊ＋１）番目の遅延情報を送信する。本実施例では、データと遅延情報とをそれぞれ別の通信路を介して次段の中継装置１１０あるいは受信装置１３０に送信してもよい。
【００３６】
なお、ｊ番目のデータを送信してからｊ番目の遅延情報を送信するまでの時間が目標伝送遅延の時間に比べて充分に小さくなるように、中継装置１１０は遅延情報の通知を行なう。
受信装置１３０は、ｊ番目のデータを受信すると、そのデータを処理延期部（１３５）において一時的に蓄積する。そして、ｊ番目の遅延情報が到着すると、処理延期部（１３５）は目標伝送遅延に一致させる延期処理を実施する。また、上記の通り、ｊ番目のデータとｊ番目の遅延情報との時間差は目標遅延時間Ｄに比べて充分に小さいので、処理延期部（１３５）においてデータが蓄積されてから目標遅延時間Ｄが経過するよりも充分に前に、処理延期部（１３５）は遅延情報を取得することができる。なお、遅延情報を符号化する方法など、遅延情報の通知形式は限定されるものではなく、中継装置１１０と受信装置１３０の間で事前に規定しておくようにする。
【００３７】
図７に示す実施例では、中継装置１１０は、あるデータに関する遅延情報を次に送信するデータに付加して送信する。つまり、中継装置１１０は、ｊ番目のデータの中継で生じた遅延時間を含むｊ番目の遅延情報を、（ｊ＋１）番目のデータに付加して送信する。
【００３８】
なお、ｊ番目のデータを送信してから（ｊ＋１）番目のデータを送信するまでの時間が目標伝送遅延の時間に比べて充分に小さくなるようにする。
ｊ番目のデータを受信すると、そのデータを処理延期部（１３５）において一時的に蓄積する。そして、ｊ番目の遅延情報が付加された（ｊ＋１）番目のデータが到着すると、処理延期部（１３５）はｊ番目のデータに関して目標伝送遅延に一致させる延期処理を実施する。また、上記の通り、ｊ番目のデータと（ｊ＋１）番目のデータとの時間差は目標遅延時間Ｄに比べて充分に小さいので、処理延期部（１３５）においてｊ番目のデータが蓄積されてから目標遅延時間Ｄが経過するよりも充分に前に、処理延期部（１３５）はｊ番目の遅延情報を取得することができる。なお、遅延情報をデータに付加する位置や遅延情報を符号化する方法など、遅延情報の通知形式は限定されるものではなく、中継装置１１０と受信装置１３０の間で事前に規定しておくようにする。
【００３９】
なお、本実施形態において、仮に中継装置１１０および受信装置１３０それぞれが持つ時計にズレが生じたとしても、一つのデータを中継する極めて短い時間に生じる各時計のズレは極めて小さい。従って、各中継装置１１０が相対的に計測した遅延時間を積算したとしても、伝送遅延の変動量を小さく抑えることができる。
【００４０】
例えば、送信装置１００、中継装置１１０、受信装置１３０がそれぞれ、１秒あたりに１ミリ秒のズレを生じ得る時計（すなわち１０−３の精度）を持っている場合、従来技術として述べたタイムスタンプを用いる方法では、タイムスタンプ（Ｔ０＋Ｄ）を生成・処理する送信装置とそのタイムスタンプを付加したデータを受信する受信装置との間である時点で時計を正確に合わせたとしても、その１秒後には最大１ミリ秒ずれるため、目標伝送遅延Ｄに対して実際の伝送遅延が最大１ミリ秒の誤差を生じる可能性がある。送信装置と受信装置との間で時計を合わせてから長時間運用を継続すれば、その誤差の量は運用時間に比例して増加し得る。
しかし、本実施形態の構成を用いれば、同じ精度の時計を用いたとしても、データの平均的な中継時間が１ミリ秒（１０−３秒）である中継装置において、その中継装置が計測する遅延時間は平均１ミリ秒であり、その中継装置の時計のずれに起因する遅延時間の測定誤差は最大１マイクロ秒（１０−６秒）である。そして、この中継装置をｎ台経由した場合の遅延時間の総和はｎミリ秒で、その測定誤差は最大ｎマイクロ秒であり、従来技術の場合に比べて目標伝送遅延に対する誤差を大幅に小さく抑えることができる。また、本実施形態による通信システムの運用を長時間継続しても、誤差の量が運用時間に比例して増加することはない。
【００４１】
このように、本実施形態の通信システムにおいて、一連の中継装置１１０は、中継装置１１０毎に生じた遅延時間を遅延情報に追加・更新し、中継装置１１０で生じた遅延時間の総和を受信装置１３０に通知する。この遅延時間の総和は、次の式（３）で表わされる。
【００４２】
【数３】
【００４３】
また、受信装置１３０は、一連の中継装置１１０で生じた遅延時間の総和を受信し、遅延時間の総和と目標伝送遅延との差分の時間だけデータの処理を延期させるため、目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。これにより、他の通信の存在により通信の伝送遅延が変化する通信網において、通信網内で生じる通信の伝送遅延を常に一定、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えることができる。
【００４４】
［第二の実施形態］
次に、この発明の第二の実施形態による通信システム２について説明する。
図８は、本実施形態による通信システム２の構成を示すブロック図である。図示するように、この通信システム２は、送信装置１００と、受信装置２３０と、送信装置１００と受信装置２３０との間に配置され両者間の通信を中継するｎ台の中継装置２１０（ｎは１以上の整数）とを含んで構成される。送信装置１００は、データを生成し送信する。受信装置２３０は、送信されたデータを受信しデータ処理する。中継装置２１０は、データおよび遅延情報を受信し、受信したデータを次の中継装置２１０に向けてあるいは受信装置２３０に向けて送信するとともに、受信した遅延情報に基づく処理延期を行なう。
【００４５】
この図において、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の中継装置２１０における遅延時間はδｉである。
また、ｄは目標伝送遅延であり、本実施形態における目標伝送遅延ｄは、ある中継装置２１０から隣接する次段の中継装置２１０の間、あるいは、最終段の中継装置２１０から受信装置２３０の間で生じる伝送遅延の目標値である。より厳密に言うと、目標伝送遅延ｄは、伝送される通信データがｉ番目の中継装置２１０の処理延期部２２８より出力されてから（ｉ＋１）番目の中継装置２１０の処理延期部２２８より出力されるまでの時間、あるいは、伝送される通信データがn番目（最終段）の中継装置２１０の処理延期部２２より出力されてから受信装置２３０の処理延期部２３５より出力されるまでの時間である。本実施形態においても、前の実施形態と同様に、通信路上の信号伝播時間は、中継装置２１０内での一時的なデータの蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作に起因して生じる遅延時間の量に比較して充分小さく、また、変動もほとんど生じないので、問題にする必要がない。目標伝送遅延ｄは、本通信システムにおいて規定され一定とすべき伝送遅延の目標値である。目標伝送遅延の具体的な値は、設定情報として中継装置２１０や受信装置２３０の内部に記憶されている。
なお、本実施形態では、各々の中継装置２１０から隣接する次段の中継装置２１０の間の目標伝送遅延も、最終段の中継装置２１０から受信装置２３０の間の目標伝送遅延も、すべて同じくｄとしているが、各段階における装置間で目標伝送遅延の量が異なっていてもよい。
【００４６】
本実施形態における送信装置１００の内部の構成は、第一の実施形態におけるそれと同様であるため、ここでは説明を省略する。
図９は、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の中継装置２１０の機能構成を示すブロック図である。図示するように、中継装置２１０は、データ受信部２２１と、データ送信部２２２と、計時部２２３と、遅延測定部２２４と、遅延情報受信部２２５と、処理延期部２２８と、遅延情報通知部２２７とを含んで構成される。
【００４７】
データ受信部２２１は、通信路上で上流の（つまり、（ｉ−１）番目の）中継装置２１０又は送信装置１００からデータを受信し、受信したデータを処理延期部２２８に出力する。
遅延情報受信部２２５は、同じく（ｉ−１）番目の中継装置２１０（外部の中継装置２１０）から遅延情報を受信し、受信した遅延情報に含まれる遅延時間δｉ−１と目標伝送遅延ｄとの差分（ｄ−δｉ−１）を計算し、計算した差分を処理延期部２２８に通知する。
処理延期部２２８は、計時部２２３から得る計時結果を用いながら、目標伝送遅延ｄと遅延情報δｉ−１の差分（ｄ−δｉ−１）の時間だけ受信したデータの処理を延期させた後、受信したデータをデータ処理部２２２に出力するとともに、処理延期が完了した際に、処理延期完了フラグの信号を生成し、遅延測定部２２４に通知する。
なお、ｉ＝１のときは、遅延情報受信部２２５は遅延情報（δ０）を受信せず、その場合には処理延期部２２８はデータの処理を延期せずに直ちにデータをデータ処理部２２２に送るとともに、処理延期完了フラグの信号を遅延測定部２２４に通知する。なお、ｉ＝１のとき、遅延情報受信部２２５が、送信装置１００から「遅延なし」を表わす遅延情報を受信するようにしても良い。
【００４８】
データ送信部２２２は、処理延期部２２８から受け取ったデータを送信すべく送信動作を開始し、データの一時的な蓄積や送信権の調停動作などの送信準備動作を全て完了してデータを実際に通信路にデータを送信可能な状態になった際に、送信フラグの信号を生成し、遅延測定部２２４に通知するとともに、通信路上の下流にある（ｉ＋１）番目の中継装置２１０あるいは受信装置２３０にデータを送信する。
【００４９】
なお、処理延期完了フラグの信号および送信フラグの信号は、いずれも、第一の実施形態と同様に、中継装置２１０内の信号線を介して電気信号として遅延測定部２２４に伝えられる形態でも良いし、中継装置２１０内の書換可能なメモリ上のフラグに相当するデータが書き換えられ、このデータを遅延測定部２２４が電気信号として読み出す形態としても良い。
【００５０】
計時部２２３は、内部にクロックを有しており、計時を行う。そして、遅延測定部２２４は、計時部２２３による計時の結果を用いながら、処理延期完了フラグの信号が処理延期部２２８から通知された時刻（処理延期完了フラグの信号が生成された時刻）と、送信フラグの信号がデータ送信部２２２から通知された時刻（送信フラグの信号が生成された時刻）との差分（両フラグの時間的間隔）、すなわち、当該中継装置２１０で生じた遅延時間δｉを測定し、遅延情報通知部２２７に出力する。
【００５１】
遅延情報通知部２２７は、遅延測定部２２４が測定した遅延時間δｉを含む遅延情報を、通信路上で下流にある（ｉ＋１）番目の中継装置２１０あるいは受信装置２３０に送信する。なお、遅延情報を通知する形式や手順などについては、第一の実施形態と同様である。
なお、中継装置２１０において、遅延情報受信部２２５はデータ受信部２２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部２２７はデータ送信部２２２と共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００５２】
図１０は、受信装置２３０の機能構成を示すブロック図である。受信装置２３０は、データ受信部２３１と、データ処理部２３２と、計時部２３３と、遅延情報受信部２３４と、処理延期部２３５とを含んで構成される。
【００５３】
データ受信部２３１は、通信路上のｎ番目の中継装置２１０からデータを受信し、処理延期部２３５に出力する。
遅延情報受信部２３４は、同じくｎ番目の中継装置２１０から遅延情報を受信し、遅延情報に含まれる遅延時間δｎと目標伝送遅延ｄとの差分（ｄ−δｎ）を計算し、この差分（ｄ−δｎ）を処理延期部２３５に出力する。
【００５４】
計時部２３３は、内部に有しているクロックを用いて計時を行う。
処理延期部２３５は、計時部２３３による計時結果を用いながら、遅延情報受信部２３４から取得した差分（ｄ−δｎ）の時間だけ受信したデータの処理を延期させた後、受信データをデータ処理部２３２に出力する。
データ処理部２３２は、処理延期部２３５から受け取ったデータを対象とする処理を行なう。
なお、受信装置２３０において、遅延情報受信部２３４はデータ受信部２３１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。
【００５５】
このように、本実施形態の通信システム２では、通信路上の各々の中継装置２１０および受信装置２３０において目標伝送遅延ｄを設定する。そして、各々の中継装置２１０は、前段の中継装置２１０から遅延情報を受信し、この遅延情報を用いて、目標伝送遅延ｄに合わせてデータ送信のタイミングを遅延させる。また、受信装置２３０は、前段の中継装置２１０から遅延情報を受信し、この遅延情報を用いて、目標伝送遅延ｄに合わせてデータの処理を延期させる。このため、送信装置１００から受信装置２３０までのトータルの伝送遅延は（ｎ×ｄ）となり、目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。また、各中継装置２１０における目標伝送遅延を異ならせても良いことは前にも述べたが、この場合にｉ番目の目標伝送遅延をｄｉとすると、トータルの伝送遅延は（ｄ１＋ｄ２＋・・・＋ｄｎ）となり、同様に目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。
これにより、本実施形態を用いる場合も、他の通信の存在により通信の伝送遅延が変化する通信網において、通信網内で生じる通信の伝送遅延を常に一定にし、また伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えることができる。
【００５６】
［第三の実施形態］
次に、この発明の第三の実施形態について説明する。ＩＰマルチキャストに代表される１対多の通信では、通信路上の中継装置は、通信データを複製し、複数のデータ送信部から通信路上で下流にある複数の中継装置もしくは受信装置に向けて、通信データを送信する場合がある。本実施形態による中継装置は、受信したデータを複数の方路に向けて送信する構成を有する。
【００５７】
図１１は、本実施形態による中継装置３１０の機能構成を示すブロック図である。図示するように、この中継装置３１０は、データ受信部３２１と、データ送信部３２２Ａおよび３２２Ｂと、遅延情報受信部３２５と、計時部３２３と、遅延測定部３２４Ａおよび３２４Ｂと、遅延情報更新部３２６Ａおよび３２６Ｂと、遅延情報通知部３２７Ａおよび３２７Ｂとを含んで構成される。この中継装置３１０は第一の実施形態における中継装置と類似の構成を有しているが、これを一部改変し、出力先ごとにデータ送信部と遅延測定部と遅延情報更新部と遅延情報通知部とを有していることがこの中継装置３１０の特徴である。なお、本実施形態では、１入力２出力の中継装置について説明するが、これをさらに拡張して１入力Ｎ出力（Ｎ≧２）の中継装置について、出力先ごとに必要な構成を有するようにしても良い。
【００５８】
この中継装置３１０の場合、データ送信部（３２２Ａおよび３２２Ｂ）ごとに、データの一時的な蓄積や送信準備動作を全て完了するまでの時間が異なることがある。つまり、データ送信部ごとに、本中継装置内で生じる遅延時間が異なることがある。そのため、データ送信部ごとに遅延時間を測定し、測定された遅延時間を用いてそれぞれ遅延情報の更新を行い、それぞれの遅延情報通知部が更新された遅延情報を下流の装置に対して送信する。つまり、データ送信部３２２Ａと遅延測定部３２４Ａと遅延情報更新部３２６Ａと遅延情報通知部３２７Ａとが第１の出力先のための機能グループ（組）となっている。また、データ送信部３２２Ｂと遅延測定部３２４Ｂと遅延情報更新部３２６Ｂと遅延情報通知部３２７Ｂとが第２の出力先のための機能グループ（組）となっている。
【００５９】
そして、データ送信部３２２Ａからデータを送信する際に中継装置３１０で生じる遅延時間はδＡであり、データ送信部３２２Ｂからデータを送信する際に中継装置３１０で生じる遅延時間はδＢである。
遅延測定部３２４Ａは、データ受信部３２１からの受信フラグの信号と、データ送信部３２２Ａからの送信フラグの信号を用いて、両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＡを測定し、遅延情報更新部３２６Ａに出力する。遅延情報更新部３２６Ａは、遅延時間δＡを用いて、遅延情報受信部３２５が外部から受信した遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を更新して、新たな遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１＋δＡ）を生成する。遅延情報通知部３２７Ａは、この生成された新たな遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部３２２Ａがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
同様に、遅延測定部３２４Ｂは、データ受信部３２１からの受信フラグの信号と、データ送信部３２２Ｂからの送信フラグの信号を用いて両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＢを測定し、遅延情報更新部３２６Ｂに出力する。遅延情報更新部３２６Ｂは、遅延時間δＢを用いて、遅延情報受信部３２５が受信した遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１）を更新して、新たな遅延情報（δ１＋δ２＋・・・＋δｉ−１＋δＢ）を生成する。遅延情報通知部３２７Ｂは、この生成された新たな遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部３２２Ｂがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
【００６０】
なお、中継装置３１０において、遅延情報受信部３２５はデータ受信部３２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部３２７Ａはデータ送信部３２２Ａと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部３２７Ｂはデータ送信部３２２Ｂと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００６１】
このように、本実施形態では、複数のデータ送信部がある場合にも、それぞれのデータ送信部に対応する、遅延測定部と遅延情報更新部と遅延情報通知部とを設けたことにより、データ送信部ごとに異なる遅延時間を含む場合にも、それぞれ適切な遅延情報を、通信路上の下流にある中継装置あるいは受信装置に通知することが可能となる。
【００６２】
［第四の実施形態］
次に、この発明の第四の実施形態による中継装置について説明する。本実施形態の中継装置は、第二の実施形態による中継装置を、複数出力方路に分岐できるように拡張したものである。
図１２は、本実施形態による中継装置４１０の構成を示すブロック図である。図示するように、中継装置４１０は、データ受信部４２１と、データ送信部４２２Ａおよび４２２Ｂと、遅延情報受信部４２５と、計時部４２３と、処理延期部４２８と、遅延測定部４２４Ａおよび４２４Ｂと、遅延情報通知部４２７Ａおよび４２７Ｂとを含んで構成される。この中継装置４１０は第二の実施形態における中継装置を一部改変し、出力先ごとにデータ送信部と遅延測定部と遅延情報通知部とを有している。なお、本実施形態では、１入力２出力の中継装置について説明するが、これをさらに拡張して１入力Ｎ出力（Ｎ≧２）の中継装置について、出力先ごとに必要な構成を有するようにしても良い。
【００６３】
この中継装置４１０の場合、データ送信部ごとに、データの一次的な蓄積や送信準備動作を全て完了するまでの時間が異なることがあるため、それぞれ、本中継装置内で生じる遅延時間が異なることがある。そのため、データ送信部ごとに遅延時間を測定し、測定された遅延時間をそれぞれの遅延情報通知部が下流の装置に対して送信する。つまり、データ送信部４２２Ａと遅延測定部４２４Ａと遅延情報通知部４２７Ａとが第１の出力先のための機能グループ（組）となっている。また、データ送信部４２２Ｂと遅延測定部４２４Ｂと遅延情報通知部４２７Ｂとが第２の出力先のための機能グループ（組）となっている。
【００６４】
ここで、データ送信部４２２Ａからデータを送信する際に中継装置４１０で生じる遅延時間はδＡであり、データ送信部４２２Ｂからデータを送信する際に中継装置４１０で生じる遅延時間はδＢである。
遅延測定部４２４Ａは、処理延期部４２８からの処理延期完了フラグの信号と、データ送信部４２２Ａからの送信フラグの信号を用いて両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＡを測定し、遅延情報通知部４２７Ａに出力する。遅延情報通知部４２７Ａは、遅延時間δＡを含む遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部４２２Ａがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
同様に、遅延測定部４２４Ｂは、処理延期部４２８からの処理延期完了フラグの信号と、データ送信部４２２Ｂからの送信フラグの信号を用いて両フラグの時間的間隔、即ち遅延時間δＢを測定し、遅延情報通知部４２７Ｂに出力する。遅延情報通知部４２７Ｂは、遅延時間δＢを含む遅延情報を、次段の中継装置または受信装置（つまりデータ送信部４２２Ｂがデータを送信する先の装置と同装置）に向けて送信する。
【００６５】
なお、中継装置４１０において、遅延情報受信部４２５はデータ受信部４２１と共通の信号受信手段（図示せず）を介して遅延情報を受信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部４２７Ａはデータ送信部４２２Ａと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。また、遅延情報通知部４２７Ｂはデータ送信部４２２Ｂと共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
なお、中継装置４１０のその他の構成については、第二の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【００６６】
このように、本実施形態では、複数のデータ送信部がある場合にも、それぞれのデータ送信部に対応する、遅延測定部と遅延情報通知部とを設けたことにより、データ送信部ごとに異なる遅延時間を生ずる場合にも、それぞれ適切な遅延情報を、通信路上の下流にある中継装置あるいは受信装置に通知することが可能となる。
【００６７】
［第五の実施形態］
次に、この発明の第五の実施形態による通信システムについて説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いながら、通信のアプリケーション層において、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式で多重化された符号化映像・音声の通信を行う。なお、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式の詳細はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１標準としてまとめられている。
【００６８】
本実施形態では、送信装置１００で符号化した映像や音声のリアルタイムストリームデータを受信装置１３０で復号・提示するタイミングを制御するために、送信装置１００と受信装置１３０がそれぞれ保持する周波数２７ＭＨｚ（メガヘルツ）のクロックＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ、システム時刻クロック）の同期を維持する必要がある。なお、符号化映像・音声の生成及び処理はアプリケーション層で行われるものであり、送信装置１００および受信装置１３０それぞれの中のアプリケーション層の処理を行なう部分が、このクロックＳＴＣの管理および同期維持を行なう。
【００６９】
送信装置１００と受信装置１３０の間でのＳＴＣの同期を維持するために、送信装置１００は、少なくとも０．１秒間に１回、自らのＳＴＣの値を受信装置１３０に伝えるためのＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、プログラムクロック参照）データ（時刻情報）を映像・音声データに多重して受信装置１３０に送信する。そして、受信装置１３０は、送信装置１００から送られてきたＰＣＲに記述された送信装置１００のＳＴＣの値と自らのＳＴＣの値を比較して自らのＳＴＣを校正する。
【００７０】
ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１標準では、ＰＣＲの伝送に際しては伝送遅延の変動を±５００ナノ秒の範囲に抑えることを求めているが、本実施形態によって、前述の通り、受信装置１３０（図４参照）内の処理延期部１３５が目標伝送遅延と伝送遅延の差分の時間だけ受信したデータの処理を延期させるので、ＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式の映像・音声通信における伝送遅延を高い精度で一定、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えることが可能となる。
【００７１】
本実施形態における送信装置１００（図２参照）のデータ生成部１０１は、映像や音声等のリアルタイム信号をＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式を用いて多重化したデータ（符号化リアルタイム情報）を生成する。
受信装置１３０（図４参照）内のデータ処理部１３２は、受信したＭＰＥＧ−２ ＴＳデータを復号・提示し、ＭＰＥＧ−２ ＴＳデータからＰＣＲを抽出した場合、ＳＴＣの値を校正する。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いてＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式のデータ伝送を行なう例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いて同様にＰＣＲを伝送して、受信側のＳＴＣを校正するようにしてもよい。
【００７２】
このように、本実施形態によれば、第一から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式で多重化された符号化映像・音声の通信を行う。これにより、ＩＰ通信網を使用してＭＰＥＧ−２ ＴＳ方式で多重化された符号化映像・音声の通信を行った場合にも、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１標準を満たすよう、伝送遅延の変動を所望の範囲内に抑えることが可能となる。
【００７３】
［第六の実施形態］
次に、この発明の第六の実施形態について説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いながら、所定の周期を有するクロックの同期のための校正信号の伝送を行うものである。
例えば、システム内で同一の周期で機器の制御を行う制御システムなどがある。そのようなシステムでは、システム内で周期を一致させるために、送信装置が受信装置宛てに、自らのクロックの周期が開始されるタイミング（つまり、クロック信号の位相が０度）で周期スタート信号を送信し、受信装置はスタート信号の到着したタイミングを周期の開始タイミングとみなして、自らのクロックを微調整（校正）する、という方法を取る。
【００７４】
このようなクロック校正信号の伝送では、通信路上で生じた伝送遅延の変動がそのまま受信装置のクロック校正に悪影響を与え、受信装置側でのクロック信号の周期が不安定になる。このようなことを防止するために、本実施形態では、送信装置１００が周期スタート信号を送信し、第一の実施形態で述べたように各中継装置では遅延時間の測定を行い、測定に基づく遅延情報の通知を行い、最終的に受信装置１３０（図４参照）の処理延期部１３５が目標伝送遅延Ｄと遅延情報から得られる遅延の総和との差分の時間だけ受信したデータの処理を延期させるので、要求される周期の一致精度に応じて、通信路の伝送遅延の変動量を所望の範囲内に抑えることが可能となる。
【００７５】
本実施形態における送信装置１００（図２参照）のデータ生成部１０１は、送信装置１００が有するクロック信号の周期が開始されるタイミングで周期スタート信号のデータ（時刻情報）を生成する。そして、データ送信部１０２はこのデータを送信する。このデータは、複数の中継装置１１０によって中継され、受信装置１３０へ伝送される。
受信装置１３０（図４参照）のデータ処理部１３２は、周期スタート信号が入力された場合、周期スタート信号が入力したタイミングをクロックの周期の開始タイミングとして受信装置１３０のクロックを微調整（校正）する。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてもよい。
このように、本実施形態によれば、第一から第四いずれかの実施形態における通信システムを用いて周期スタート信号の伝送を行う。これにより、システム内で同一の周期で機器の制御を行う制御システムにおいて、周期の一致精度を向上させることが可能となる。
【００７６】
［第七の実施形態］
次に、この発明の第七の実施形態について説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いて、ＩＰ通信網を介して二地点間で時計を一致させるＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルの通信を行う。ＮＴＰプロトコルの詳細はＲＦＣ１３０５に詳しく記載されている。
【００７７】
ＮＴＰプロトコルでは、マスター機器とスレーブ機器とが通信を行なう。スレーブ機器は、自己の時計をマスター機器の時計に一致させることを目的として、マスター機器へ問い合わせのパケットを送信する。これに応じて、マスター機器は、自己の時計を参照し、応答のパケットをスレーブ機器に送信する。この応答を受けたスレーブ機器は、応答に含まれるデータを用いて、マスター機器との時計のズレの大きさを計算できるようになっている。
しかしながら、ＮＴＰプロトコルを用いる場合、スレーブ機器からマスター機器への上りの問い合わせパケットの伝送遅延ｄ１と、マスター機器からスレーブ機器への下りの応答パケットの伝送遅延ｄ２が等しくない場合、上記の時計のズレの大きさの計算に誤差が生じてしまう。
【００７８】
そこで、本実施形態の通信システムは、第一の実施形態で示した通信システム１を用いて、上りの問い合わせパケットの伝送遅延ｄ１と下りの応答パケットの伝送遅延ｄ２とが、共に等しくｄとなるような制御を行なう。
【００７９】
本実施形態では、マスター機器及びスレーブ機器は、第一の実施形態における送信装置１００及び受信装置１３０の各部を含んで構成される。
スレーブ機器からマスター機器に対して問い合わせパケットを送るときは、スレーブ機器が送信装置１００（図１参照）であり、マスター機器が受信装置１３０という位置付けである。そして、この通信システム１を用いて、目標伝送遅延をｄと設定することにより、前述の通り、問い合わせパケットはスレーブ機器から送信されるタイミングの丁度ｄの伝送遅延の後に、マスター機器のデータ処理部１３２（図４参照）で処理が開始される。
そして逆に、マスター機器からスレーブ機器に対して応答パケットを送るときは、マスター機器が送信装置１００（図１参照）であり、スレーブ機器が受信装置１３０という位置付けである。そして、同様に目標伝送遅延をｄと設定することにより、応答パケットはマスター機器から送信されるタイミングの丁度ｄの伝送遅延の後に、スレーブ機器のデータ処理部１３２（図４参照）で処理が開始される。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてもよい。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、ＩＰ通信網を介して二地点間で時計を一致させるＮＴＰプロトコルの通信において、第一から第四の実施形態いずれかにおける通信システムを適用し、上りと下りの伝送遅延を等しくすることができる。これにより、ＮＴＰプロトコルを用いる際にも、時計のズレの大きさの計算に誤差が生じず、マスター機器とスレーブ機器の時計を正確に一致させることが可能となる。
【００８１】
［第八の実施形態］
次に、この発明の第八の実施形態について説明する。本実施形態では、第一の実施形態おける通信システム１を用いて、ＩＥＥＥ８０２．１および８０２．３標準に準拠したいわゆるイーサネット（登録商標）による通信を行う。この場合、中継装置１１０は、通信ハブ（集線装置）に相当する。この通信ハブは、イーサネット（登録商標）通信で使用される金属ケーブルや光ケーブルなどの伝送媒体を複数収容する。通常、このようなイーサネット（登録商標）の通信ハブを用いて通信を行なう場合、トラフィックの輻輳状態によっては、データパケットが通信ハブを通過する際の遅延時間が数ミリ秒単位で変動する。
【００８２】
本実施形態では、送信装置１００（図２参照）のデータ送信部１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１および８０２．３に従った通信方式でイーサネットにデータを送信する。また、中継装置１１０（図３参照）のデータ受信部１２１やデータ送信部１２２、および、受信装置１３０（図４参照）のデータ受信部１３１もまた、ＩＥＥＥ８０２．１および８０２．３に従った通信方式でイーサネット（登録商標）を用いたデータの送受信をする。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてイーサネット（登録商標）による通信を行うようにしても良い。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、イーサネット通信において、第一から第四までの実施形態いずれかにおける通信システムを適用して、伝送遅延が常に一定の通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現することが可能となる。
【００８４】
［第九の実施形態］
次に、この発明の第九の実施形態について説明する。本実施形態は第一の実施形態おける通信システム１を用いて、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ、非同期伝送モード）によるパケット交換通信を行う。この場合、中継装置１１０は、集線装置に相当する。
【００８５】
本実施形態では、送信装置１００（図２参照）のデータ送信部１０２は、ＡＴＭ方式に従った通信方式でデータを送信する。また、中継装置１１０（図３参照）のデータ受信部１２１やデータ送信部１２２、および、受信装置１３０（図４参照）のデータ受信部１３１もまた、ＡＴＭによるパケット交換通信を行う。
なお、上では第一の実施形態における通信システム１を用いた例を説明したが、第二から第四までのいずれかの実施形態における通信システムを用いてＡＴＭによるパケット交換通信を行うようにしても良い。
【００８６】
このように、本実施形態によれば、ＡＴＭ通信において、第一から第四までの実施形態いずれかにおける通信システムを適用して、伝送遅延が常に一定の通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現することが可能となる。
【００８７】
［第十の実施形態］
次に、この発明の第十の実施形態について説明する。本実施形態は、第一の実施形態おける通信システム１を用いて、メディア（通信媒体）共有型のパケット交換通信を行う。
【００８８】
パケット交換通信の中でも特に、多数の送信装置が一本の通信メディアを共有するメディア共有型のネットワーク構成をとっている場合には、伝送遅延の変動の問題が深刻である。メディア共有型のネットワークでは、他の送信装置のデータ送信動作によって、自らの送信が待機させられる可能性を考慮しなければならないからである。メディア共有型である半二重通信モードイーサネット通信を例にとると、ある機器がパケットを送信中であれば、通信メディアを共有する他の機器はパケットを送信できない。パケットの長さは送信するデータの内容により様々に変化するため、パケットを送信可能になるまでの待機時間は、他の機器の通信状況の影響を受けて様々に変動する。
このような通信においては、中継装置によるデータパケットの中継動作の他にも、送信装置のデータパケット送信動作にも伝送遅延が変動する要因を含んでいる。つまり、中継装置だけでなく、送信装置においても遅延時間が発生し、伝送遅延が変動する要因となる。よって、本実施形態では、送信装置にも伝送遅延を一定にするための構成を持たせるようにする。
【００８９】
図１３は、本実施形態による送信装置５００の機能構成を示すブロック図である。図示するように、送信装置５００は、データ生成部５０１と、データ送信部５０２と、計時部５０３と、遅延測定部５０４と、遅延情報通知部５０７とを含んで構成される。
【００９０】
データ生成部５０１は、送信するためのデータを生成し、生成したデータをデータ送信部５０２に出力とともに、データの生成が完了した際には生成完了フラグの信号を遅延測定部５０４に出力する。
データ送信部５０２は、データ生成部５０１から出力されたデータを送信すべく送信動作を開始し、他の送信装置の送信終了の待機動作や送信準備動作を全て完了して自らがデータを通信路に送信できる状況になったら、データを受信装置に向けて送信するとともに、送信フラグの信号を生成し、遅延測定部５０４に出力する。なお、データ送信部５０２から送信されたデータは、必要に応じて中継装置で中継されてから受信装置に伝送される。
【００９１】
計時部５０３は、内部にクロックを備えており、計時結果を出力する。
遅延測定部５０４は、計時部５０３による計時結果を用いながら、生成完了フラグの信号がデータ生成部５０１から通知された時刻（生成完了フラグの信号が生成された時刻）と、送信フラグの信号がデータ送信部５０２から通知された時刻（送信フラグの信号が生成された時刻）との差分、すなわち、送信装置５００で生じた遅延時間δ０を測定し、遅延情報通知部５０７に出力する。
【００９２】
遅延情報通知部５０７は、遅延時間δ０を含む遅延情報を送信する。
なお、送信装置５００において、遅延情報通知部５０７はデータ送信部５０２と共通の信号送信手段（図示せず）を介して遅延情報を送信するようにしてもよい。
【００９３】
このように本実施形態によれば、送信装置５００は、送信装置５００で生じた遅延時間を測定してその遅延時間の情報を含む遅延情報を送信するため、データ及び遅延情報を受信する中継装置や受信装置は、送信装置５００で生じた遅延時間を含めた遅延時間の総和と目標伝送遅延との差分の時間だけ遅延を発生させることができる。つまり、本実施形態の通信システムでは、目標伝送遅延に一致させてデータ処理を行うことができる。つまり、メディア共有型パケット通信網を用いる場合も、伝送遅延を常に一定とした通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現できる。
【００９４】
なお、本実施形態の通信システムは、第一から第四までのいずれかの実施形態に記載した中継装置および受信装置と送信装置５００を用いて構成されるが、メディア共有型のネットワーク構成をとっているために衝突により再送が行われる可能性がある。そこで、送信装置および中継装置における遅延時間の測定も次のように行なう。即ち、第一の実施形態で示した中継装置１１０（図３参照）の場合、データ送信部１２２は、衝突により同一のデータを再送する場合であってもその再送データの送信が可能になる毎に、送信フラグの信号を生成し、遅延測定部１２４に出力する。これにより、遅延測定部１２４は、衝突による再送で生じた遅延時間を含んだ遅延情報を送信することができる。
なお、第二から第四までの実施形態に記載した中継装置および送信装置５００を用いる場合にも、それぞれ同様に、再送するデータをデータ送信部が送信可能になる毎に送信フラグの信号を生成するようにして、その都度遅延測定部が遅延時間を測定する。
【００９５】
［第十一の実施形態］
次に、この発明の第十一の実施形態について説明する。本実施形態は、第十の実施形態おける通信システム１を用いて、ＩＥＥＥ８０２．１１方式のいわゆる無線ＬＡＮ通信を行う。
【００９６】
本実施形態では、送信装置５００（図１３参照）のデータ送信部５０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１に従った通信方式で無線ＬＡＮにデータを送信する。また、中継装置１１０（図３参照）のデータ受信部１２１やデータ送信部１２２、および、受信装置１３０（図４参照）のデータ受信部１３１もまた、ＩＥＥＥ８０２．１１に従った通信方式で無線ＬＡＮによるデータの送受信を行う。なお無線ＬＡＮ通信は、通信帯域を他の通信機器と共用するメディア共有型ネットワークであるため、送信装置１００や中継装置１１０が、データの送信を開始しようとした際に無線信号の衝突が発生する可能性があり、衝突を予防するため、データパケットの送信に先立ってあらかじめ無線局毎に異なるランダムな時間だけ送信を待機する規定になっている。そのため、実際に衝突が起こるか否かに関わらず、データパケットの送信動作そのものに伝送遅延が変動する要因を含んでいる。そこで、本実施形態においても、遅延を一定にするための構成を持たせた送信装置５００を用いる。
【００９７】
このように、本実施形態によれば、無線ＬＡＮ通信において、第一から第四までの実施形態いずれかにおける通信システムと送信装置５００を組み合わせて、伝送遅延が常に一定の通信、あるいは伝送遅延の変動を所望の量以下に抑えた通信を実現できる。
【００９８】
以上、図面を参照してこの発明の複数の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第一の実施形態による通信システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】第一の実施形態による送信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】第一の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】第一の実施形態による受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】第一の実施形態における遅延情報を通知する方法の実施例を示した概略図である。
【図６】第一の実施形態における遅延情報を通知する方法の実施例を示した概略図である。
【図７】第一の実施形態における遅延情報を通知する方法の実施例を示した概略図である。
【図８】第二の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。
【図９】第二の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】第二の実施形態による受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】第三の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】第四の実施形態による中継装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】第十および第十一の実施形態による送信装置の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１００】
１，２ … 通信システム
１００，５００ … 送信装置
１０１，５０１ … データ生成部
１０２，５０２ … データ送信部
５０３ … 計時部
５０４ … 遅延測定部
５０７ … 遅延情報通知部
１１０，２１０，３１０，４１０ … 中継装置
１２１，２２１，３２１，４２１ … データ受信部
１２２，２２２，３２２Ａ，３２２Ｂ，４２２Ａ，４２２Ｂ … データ送信部
１２３，２２３，３２３，４２３ … 計時部
１２４，２２４，３２４Ａ，３２４Ｂ，４２４Ａ，４２４Ｂ … 遅延測定部
１２５，２２５，３２５，４２５ … 遅延情報受信部
１２６，３２６Ａ，３２６Ｂ … 遅延情報更新部
１２７，２２７，３２７Ａ，３２７Ｂ，４２７Ａ，４２７Ｂ … 遅延情報通知部
１３０，２３０ … 受信装置
１３１，２３１ … データ受信部
１３２，２３２ … データ処理部
１３３，２３３ … 計時部
１３４，２３４ … 遅延情報受信部
１３５，２２８，２３５，４２８ … 処理延期部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを受信するとともに、前記データを受信した際に受信フラグの信号を生成するデータ受信部と、
前記データ受信部により受信された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、
前記受信フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、
外部から遅延情報を受信する遅延情報受信部と、
前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて、前記遅延情報受信部により受信された前記遅延情報を更新して新たな遅延情報を生成する遅延情報更新部と、
前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信する遅延情報通知部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報更新部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、
前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、
前記遅延情報更新部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて前記新たな遅延情報を生成し、
前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
データを受信するデータ受信部と、
遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、
前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて前記データ受信部により受信された前記データの処理を延期させるとともに、延期が完了した際に処理延期完了フラグの信号を生成する処理延期部と、
前記処理延期部により延期された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、
前記処理延期完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、
前記遅延情報部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項４】
前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、
前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、
前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づく遅延情報を送信する
ことを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【請求項５】
データを受信するデータ受信部と、
遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、
前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて、受信された前記データの処理を延期させる処理延期部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
前記データ受信部が受信するデータに時刻情報が含まれ、
さらに、前記時刻情報に基づき受信装置の時刻基準であるクロックを校正するデータ処理部を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
送信するデータの生成が完了した際に生成完了フラグの信号を生成するデータ生成部と、
前記データ生成部により生成されたデータを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、
前記生成完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、
前記遅延測定部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項１】
データを受信するとともに、前記データを受信した際に受信フラグの信号を生成するデータ受信部と、
前記データ受信部により受信された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、
前記受信フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、
外部から遅延情報を受信する遅延情報受信部と、
前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて、前記遅延情報受信部により受信された前記遅延情報を更新して新たな遅延情報を生成する遅延情報更新部と、
前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信する遅延情報通知部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報更新部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、
前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、
前記遅延情報更新部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づいて前記新たな遅延情報を生成し、
前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延情報更新部により生成された前記新たな遅延情報を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
データを受信するデータ受信部と、
遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、
前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて前記データ受信部により受信された前記データの処理を延期させるとともに、延期が完了した際に処理延期完了フラグの信号を生成する処理延期部と、
前記処理延期部により延期された前記データを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、
前記処理延期完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、
前記遅延情報部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項４】
前記データ送信部と前記遅延測定部と前記遅延情報通知部とをＮ組（Ｎは２以上の整数）備え、
前記遅延測定部は、対応する前記データ送信部からの前記送信フラグの信号に基づき前記遅延時間を測定し、
前記遅延情報通知部は、対応する前記遅延測定部により測定された前記遅延時間に基づく遅延情報を送信する
ことを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【請求項５】
データを受信するデータ受信部と、
遅延情報を受信し、前記遅延情報に含まれる遅延時間と目標伝送遅延との差分を計算する遅延情報受信部と、
前記遅延情報受信部により計算された前記差分に基づいて、受信された前記データの処理を延期させる処理延期部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
前記データ受信部が受信するデータに時刻情報が含まれ、
さらに、前記時刻情報に基づき受信装置の時刻基準であるクロックを校正するデータ処理部を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
送信するデータの生成が完了した際に生成完了フラグの信号を生成するデータ生成部と、
前記データ生成部により生成されたデータを送信するとともに、前記データが送信可能な状態になった際に送信フラグの信号を生成するデータ送信部と、
前記生成完了フラグの信号と前記送信フラグの信号との間隔を計時することにより遅延時間を測定する遅延測定部と、
前記遅延測定部により測定された前記遅延時間を含んだ遅延情報を送信する遅延情報通知部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１５３０５５（Ｐ２００９−１５３０５５Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３１００３（Ｐ２００７−３３１００３）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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