JP2014135657A - 同期維持装置、局側装置、宅側装置、通信システム及び同期時刻の維持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定のサイクルで到来すべきリファレンス信号に抜けが発生しても、正常なサイクル及び時刻情報を適切に維持できるようにする。
【解決手段】 本発明は、時刻情報を含むリファレンス信号（１ＰＰＳ／ＴｏＤ）を所定のサイクルごとに外部から取得し、同じ時刻情報を含む同じサイクルの出力信号（同期イベントメッセージＦｍ）を生成して出力する同期維持装置（ＰＯＮインタフェース２１）に関する。この装置は、過去に取得した複数のリファレンス信号に含まれる時刻情報と、リファレンス信号の取得時刻とを記憶し、記憶した複数の時刻情報と取得時刻とに基づいて、次回のサイクルの発生時点とこれに対応する次回の時刻情報を求め、求めた次回の時刻情報を含む出力信号を、求めた次回のサイクルの発生時点に出力する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、リファレンス信号と同じ時刻情報を含む出力信号を、そのリファレンス信号と同じサイクルごとに生成して出力する同期維持装置に関する。
また、本発明は、上記同期維持装置を備えた局側装置及び宅側装置、この局側装置及び宅側装置を含む通信システム、並びに、上記同期維持装置が行う同期時刻の維持方法に関する。

近年、モバイルトラフィックの増加を背景として、１０Ｇ−ＥＰＯＮなどのキャリア網をモバイルバックホールとして利用する検討がなされている。
この場合、移動端末のハンドオーバーを適切に行うためには、各基地局装置のローカル時刻と搬送波周波数を合わせる必要がある。従って、ＰＯＮをモバイルバックホールとして利用する場合、コアネットワークに接続されたＰＯＮには、自身のネットワーク内の通信ノードはもとより、他のキャリア網とも同期していることが求められる。

そこで、非特許文献１に示すように、ＧＰＳ受信機で取得したＴｏＤ（Time of Day）、１ＰＰＳ（Pulse Per Second）及び１０ＭＨｚ正弦波の網同期クロックと、ＤＣＳ（Digital Clock Supply）で取得した６４ｋ＋８ｋの網同期クロックとをリファレンスとして、周波数と時刻の同期を図る、ハイブリット同期型の１０Ｇ−ＥＰＯＮのＯＬＴ（Optical Line Terminal）が既に開発されている。

非特許文献１に記載の通り、ＯＮＵ（Optical Network Unit）は、ＩＥＥＥ１５８８などで標準化されたＰＴＰ（Precision Timing Protocol）方式によりＯＬＴと時刻を同期させることができ、下りフレームの同期用区間から再生した伝送クロックに基づいてＯＬＴと同じ同期クロックを生成することで、ＯＬＴと周波数を同期させることができる。
従って、ＯＬＴと同期した時刻と周波数をＯＮＵが基地局装置に供給すれば、ＯＮＵの配下の基地局装置のローカル時刻と搬送波周波数を合わせることができる。

「周波数・時刻ハイブリッド同期型10G-EPONシステムの試作評価」 田代隆義他５名 電子情報通信学会 2012年秋ソサイエティ大会 B-8-20

ＰＯＮなどのキャリア網をモバイルバックホールとして利用する場合に、通信インフラとして安定したサービスを実現するためには、網同期クロック、１ＰＰＳ及びＴｏＤを同期網から受信してＯＬＴに供給する受信装置（例えばＧＰＳ受信機）や、その受信信号から網同期クロックなどの同期情報を再生するクロックボードの耐故障性が求められる。

そこで、受信装置とこれに対応するクロックボードを複数設けた冗長構成とし、運用系のクロックボードの異常を検知した場合に、他の予備系のクロックボードが生成する網同期クロック、１ＰＰＳ及びＴｏＤに切り替えることが考えられる。
しかし、リファレンス元とするクロックボードを単純に切り替えるだけでは、その切り替えタイミングがその到着タイミングとほぼ重複した場合に、切り替え後に出力する１ＰＰＳ及びＴｏＤに抜けが発生する場合がある。

また、落雷などの大きな外乱によって１ＰＰＳ及びＴｏＤの受信装置（例えばＧＰＳ受信機）に瞬間的な不調が生じた場合も、１ＰＰＳ及びＴｏＤに抜けが発生し得ると考えられる。
この場合、ＯＬＴが生成する同期イベントメッセージにも抜けが生じ、その配下のＯＮＵや基地局装置の１ＰＰＳ及びＴｏＤにも抜けが生じることになるので、キャリア網に属する各通信ノードの時刻同期精度が低下することになる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、所定のサイクルで到来すべきリファレンス信号に抜けが発生しても、正常なサイクル及び時刻情報を適切に維持できる同期維持装置等を提供することを目的とする。

（１） 本発明の同期維持装置は、時刻情報を含むリファレンス信号を所定のサイクルごとに外部から取得し、同じ時刻情報を含む同じサイクルの出力信号を生成して出力する同期維持装置であって、過去に取得した複数の前記リファレンス信号に含まれる時刻情報と、前記リファレンス信号の取得時刻とを記憶する記憶部と、記憶した複数の時刻情報と取得時刻とに基づいて、次回のサイクルの発生時点とこれに対応する次回の時刻情報を求め、求めた次回の時刻情報を含む前記出力信号を、求めた次回のサイクルの発生時点に出力する情報生成部と、を有することを特徴とする。

本発明の同期維持装置によれば、情報生成部が、記憶した複数の時刻情報と取得時刻とに基づいて、次回のサイクルの発生時点とこれに対応する次回の時刻情報を求め、求めた次回の時刻情報を含む出力信号を、求めた次回のサイクルの発生時点に出力するので、外部から取得するリファレンス信号がすべて揃っていなくても、そのリファレンス信号と同じ時刻情報を含む出力信号を、そのリファレンス信号と同じサイクルで出力することができる。

このため、所定のサイクルで到来すべきリファレンス信号に抜けが発生しても、正常なサイクル及び時刻情報を適切に維持することができ、前記目的が達成される。

（２） 本発明の同期維持装置において、前記情報生成部は、隣接する取得時刻の時刻差を用いて、今回のサイクルの発生時点から次回のサイクルの発生時点までの予測時刻差を算出することが好ましい。
この場合、前記情報生成部は、算出した予測時刻差を今回のサイクルの発生時点に加算することにより、次回のサイクルの発生時点を求めることができ、算出した予測時刻差を今回の時刻情報に加算することにより、次回の時刻情報を求めることができる。

このように、情報生成部は、今回の時刻情報の値に予測時刻差を加算して「次回の時刻情報」を算出するので、出力信号に含める時刻情報の値は、算出誤差等により、次回のリファレンス信号に含まれる実際の時刻値とは厳密に一致しない場合もあり得る。
従って、本発明において、出力信号に含める「同じ時刻情報」とは、リファレンス信号に含まれる時刻値と厳密に一致させることを意味するのではなく、上記の算出において発生し得る許容誤差の範囲内で同じ時刻値である場合をも含む趣旨である。

（３） 本発明の同期維持装置において、前記リファレンス信号のサイクルに同期する同期クロックを参照して、ローカル時刻を生成する時刻生成部を更に備えていることが好ましい。
この場合、前記記憶部が、前記ローカル時刻に従って計時された取得時刻を記憶し、前記情報生成部が、前記ローカル時刻に従って次回のサイクルの発生時点までの予測時刻差を算出することにすれば、正確かつ安定したローカル時刻にて取得時刻や予測時刻差を算出でき、出力信号を正確に生成することができる。

（４） 本発明の局側装置は、上述の（１）〜（３）のいずれかに記載の同期維持装置を備えた局側装置である。
この場合、前記リファレンス信号は、時刻同期網（例えば、ＧＰＳ同期網）から取得した１ＰＰＳ／ＴｏＤとなり、前記出力信号は、当該局側装置が配下の宅側装置に送信する下りフレームよりなる同期イベントメッセージとなる。

（５） 本発明の局側装置において、別個の受信機から前記１ＰＰＳ／ＴｏＤをそれぞれ取得して前記同期維持装置に入力する入力部を複数備える場合には、前記同期維持装置は、複数の前記入力部から入力される前記１ＰＰＳ／ＴｏＤのうちの１つを選択するセレクタを有することが好ましい。
この場合、上記入力部（例えば、クロックボード）を複数備えた冗長構成となるので、一方の受信機又は入力部が故障しても、他方の受信機及び入力部から１ＰＰＳ／ＴｏＤを取得でき、耐故障性に優れた局側装置が得られる。

また、上述の通り、本発明の同期維持装置は、１ＰＰＳ／ＴｏＤ（リファレンス信号）に抜けが生じても、正常なサイクル及び時刻情報を維持する。
このため、本発明の局側装置によれば、セレクタの切り替えタイミングが１ＰＰＳ／ＴｏＤの到着タイミングとほぼ重複したことにより、同期維持装置が取得する１ＰＰＳ／ＴｏＤに抜けが生じても、正常な時刻情報を含む同期イベントメッセージを正常なサイクルで出力することができる。

（６） 本発明の宅側装置は、上述の（１）〜（３）のいずれかに記載の同期維持装置を備えた宅側装置である。
この場合、前記リファレンス信号は、局側装置が配下の当該宅側装置に送信する下りフレームよりなる同期イベントメッセージとなり、前記出力信号は、当該宅側装置の配下の外部装置に提供する１ＰＰＳ／ＴｏＤとなる。

（７） 本発明の通信システムは、コアネットワークに繋がる複数のキャリア網を備えた通信システムであって、前記キャリア網は、時刻情報を含むリファレンス信号を時刻同期網から所定のサイクルごとに取得し、同じ時刻情報を記した同期イベントメッセージを同じサイクルごとに下り送信する局側装置と、前記同期イベントメッセージを用いて前記局側装置と時刻同期を行う宅側装置とを含み、前記局側装置及び前記宅側装置のうちの少なくとも一方に、上述の（１）〜（３）のいずれかに記載の同期維持装置が設けられていることを特徴とする。

本発明の通信システムにおいて、上述の同期維持装置を局側装置に設ける場合には、時刻同期網から取得するリファレンス信号（１ＰＰＳ／ＴｏＤ）に抜けが発生しても、局側装置が、正常な時刻情報を含む同期イベントメッセージを正常なサイクルで出力する。
このため、局側装置が生成する同期イベントメッセージの抜けに伴う、配下の宅側装置やこれに繋がる基地局装置などの外部装置における時刻同期精度の低下を防止することができる。

本発明の通信システムにおいて、上述の同期維持装置を宅側装置に設ける場合には、局側装置から取得するリファレンス信号（同期イベントメッセージ）に抜けが発生しても、宅側装置が、正常な時刻情報を含む１ＰＰＳ／ＴｏＤを正常なサイクルで出力する。
このため、局側装置が取得する１ＰＰＳ／ＴｏＤの抜けによって同期イベントメッセージに抜けが発生した場合だけでなく、下り通信での信号ロスによって同期イベントメッセージに抜けが発生した場合でも、宅側装置やこれに繋がる基地局装置などの外部装置の時刻同期精度の低下を防止することができる。

また、上述の同期維持装置を局側装置と宅側装置の双方に設けた場合には、上記効果の双方が得られることになるので、キャリア網に属する各通信ノードについての時刻同期精度をよりいっそう向上させることができる。
（８） 本発明の同期時刻の維持方法は、上述の（１）〜（３）に記載の同期維持装置が行う維持方法に関する。このため、本発明の同期時刻の維持方法は、当該同期維持装置と同様の作用効果を奏する。

以上の通り、本発明によれば、所定のサイクルで到来すべきリファレンス信号に抜けが発生しても、正常なサイクル及び時刻情報を適切に維持することができる。

本発明の実施形態に係る通信システムの全体構成図である。 ＯＬＴ及びＯＮＵの同期情報の生成及び伝送に関する機能ブロック図である。 １ＰＰＳとＴｏＤに欠落が生じる原因の一例を示す説明図である。 ＯＬＴのＰＯＮインタフェースの同期イベントメッセージの生成に関する内部構成を示す機能ブロック図である。 ＯＬＴのＰＯＮインタフェースによる同期イベントメッセージの生成方法の一例を示すタイムチャートである。 ＯＬＴのＰＯＮインタフェースによる同期イベントメッセージの生成方法の一例を示すタイムチャートである。 ＯＮＵのＰＯＮインタフェースの時刻同期情報の生成に関する内部構成を示す機能ブロック図である。 ＯＮＵのＰＯＮインタフェースによる１ＰＰＳ／ＴｏＤの生成方法の一例を示すタイムチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔通信システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの全体構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、通信事業者のキャリア網２をモバイルバックホールとして利用した移動体通信網を構成しており、コアネットワーク１と、このネットワーク１に繋がる有線通信網である複数のキャリア網２を備えている。

キャリア網２は、例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮなどのＰＯＮよりなる。図１の例では、ＰＯＮよりなるキャリア網２が２つ図示されているが、３つ以上のキャリア網２がコアネットワーク１に接続されていてもよい。
各ＰＯＮ２，２…は、１つのＯＬＴ３と、ＯＬＴ３と光ファイバによりＰ２ＭＰ形態で接続された複数のＯＮＵ４とを備えている。各々のＯＮＵ４には、１又は複数の基地局装置５が接続されている。

基地局装置５は、例えば３ＧＰＰやＬＴＥなどの通信方式を採用しており、図示しない携帯電話機などの移動端末との無線通信が可能である。移動端末は、いずれかの基地局装置５のセル内において当該基地局装置５と無線通信を行う。
各ＯＬＴ３には、後述の「同期情報」を含むＧＰＳ信号を受信可能な２つのＧＰＳ受信機７Ａ，７Ｂが接続され、ＧＰＳ同期の耐故障性を強化した冗長構成となっている。２つのＧＰＳ受信機７Ａ，７Ｂの設置位置は、特に限定されないが、例えばＯＬＴ３が設置される局舎の屋上に、所定の距離だけ離れた状態で設置されている。

２つのＧＰＳ受信機７Ａ，７Ｂは、受信した同期情報をそれぞれＯＬＴ３に入力する。ＯＬＴ３は、２つのＧＰＳ受信機７Ａ，７Ｂから入力された同期情報のうちのいずれか一方を、時刻や周波数の同期処理ためのリファレンスとして使用する。
ＧＰＳ衛星６が送信する「同期情報」には、高精度な１０ＭＨｚの網同期クロックと、１秒ごとのパルス信号である「１ＰＰＳ」（「ＰＰＳ」ともいう。）と、これらに同期した１秒ごとに進行する時刻情報である「ＴｏＤ」とが含まれる。

図１の移動体通信網において、ＯＮＵ４に繋がる複数の基地局装置５が移動端末のハンドオーバーを適切に実行するには、各々の基地局装置５のローカル時刻と搬送周波数が一致している必要がある。
そこで、本実施形態のＰＯＮ２では、例えばＩＥＥＥ１５８８やＩＥＥＥ８０２．１ＡＳにて標準化されたＰＴＰ方式により、ＯＬＴ３と各ＯＮＵ４との間で時刻同期が取られている。

すなわち、ＯＬＴ３は、各ＯＮＵ４との間のＲＴＴ（Round Trip Time）を測定し、ＴｏＤに従って自身のマスタクロックが生成したタイムスタンプと、測定したＲＴＴとを記した同期用メッセージ（「同期イベントメッセージ」という場合がある。）を、各ＯＮＵ４に送信する。
そして、各ＯＮＵ４は、受信した同期用メッセージからタイムスタンプとＲＴＴを抽出し、そのＲＴＴ分だけタイプスタンプ値を補正した時刻値を自身のローカル時刻とすることにより、ＯＬＴ３との間の時刻同期を行う。

また、ＯＬＴ３は、ＧＰＳクロック又はＤＣＳクロックから生成した同期クロックを所定倍率で逓倍したクロックを用いて、所定の伝送速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）の下りフレームを生成し、生成した下りフレームを各ＯＮＵ４に送信する。
各ＯＮＵ４は、自身のＣＤＲ（Clock Data Recovery）により、受信した下りフレームの先頭部分に含まれる同期用区間（プリアンブル）から下りの伝送クロックを再生し、再生した伝送クロックを分周して、ＯＬＴ３側と同じ１０ＭＨｚのクロック信号を生成する。

そして、各ＯＮＵ４は、自身に繋がる基地局装置５などの外部装置に、自身のローカル時刻と１０ＭＨｚのクロック信号とを提供する。基地局装置５は、通知された時刻と１０ＭＨｚのクロック信号を基準として、移動端末との無線通信を行う。
このように、本実施形態の通信システムでは、ＧＰＳ衛星６の同期情報に従う各ＯＬＴ３が、配下のＯＮＵ４との間で時刻と周波数をアクセス同期させており、ＰＯＮ２に属するＯＮＵ４がアクセス同期にて取得した時刻と周波数を基地局装置５に提供する。

従って、コアネットワーク１が非同期のネットワークシステムであっても、各々のＰＯＮ２に属するＯＮＵ４や基地局装置５などの通信ノードのローカル時刻と使用周波数を同期させることができる。
このため、基地局装置５は、どのＰＯＮ２のＯＮＵ４に接続されているかに関係なく、正確なローカル時刻と搬送周波数にて移動端末と無線通信することができ、隣接する他の基地局装置５とのハンドオーバーを適切に行うことができる。

〔ＯＬＴの内部構成〕
図２は、ＯＬＴ３及びＯＮＵ４の同期情報の生成及び伝送に関する機能ブロック図である。
図２に示すように、ＯＬＴ３は、２つのクロックボード１１Ａ，１１Ｂ、管理部１２、バックプレーン１３及び複数のＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）１４を備えている。これらの各部は、ＯＬＴ３の筐体（図２の一点鎖線）の内部に収容されている。なお、ＯＳＵ１４の数は、図２で例示した１６個に限定されるものではない。

図２において、ＯＮＵ４と光ファイバで繋がるＯＳＵ１４は、各クロックボード１１Ａ，１１Ｂから同期クロックＣＬａ，ＣＬｂや同期時刻Ｔａ，Ｔｂが入力される「送受信ユニット」に相当する。
また、ＯＬＴ３は、２つのクレームボード１１Ａ，１１Ｂと複数のＯＳＵ１４などを備えたキャリア網２の「局側装置」に相当し、ＯＮＵ４は、そのキャリア網２の「宅側装置」に相当する。なお、ＯＮＵ４は、自身に繋がる基地局装置５に同期情報を提供する。

本実施形態では、説明の便宜上、添え字「Ａ」又は「ａ」を付した場合（例えば、クロックボード１１Ａ）を「第１系統」とし、添え字「Ｂ」又は「ｂ」を付した場合（例えば、クロックボード１１Ｂ）を「第２系統」とする。
また、本明細書において、「運用系」とは、現時点において恒常的に使用している方の系統のことをいい、「予備系」とは、異常等が原因で運用系を使用しない場合に、その代わりに使用する予備的なの系統のことをいう。

第１系統のクロックボード１１Ａには、ＧＰＳ受信機７Ａの同期情報である１０ＭＨｚのＧＰＳクロック、ＴｏＤ及びＰＰＳが入力される。
クロックボード１１Ａは、ＧＰＳクロックを参照クロックとして、ＧＰＳクロックと同じ周波数（１０ＭＨｚ）の同期クロックＣＬａを生成し、生成した同期クロックＣＬａをバックプレーン１３に出力する。

クロックボード１１Ａは、ＧＰＳ受信機７Ａから所定時間（１秒）ごとに入力されるＴｏＤについては、その所定時間と同じ時間間隔（１秒）で同期する同期時刻Ｔａを生成し、生成した同期時刻Ｔａをバックプレーン１３に出力する。
また、クロックボード１１Ａは、ＧＰＳ受信機７Ａから所定時間（１秒）ごとに入力されるＰＰＳについても、これと同期する同期クロックであるＰＰＳａを生成し、生成したＰＰＳａをバックプレーン１３に出力する。

第２系統のクロックボード１１Ｂには、ＧＰＳ受信機７Ｂの同期情報である１０ＭＨｚのＧＰＳクロック、ＴｏＤ及びＰＰＳが入力される。
クロックボード１１Ｂは、ＧＰＳクロックを参照クロックとして、ＧＰＳクロックと同じ周波数（１０ＭＨｚ）の同期クロックＣＬｂを生成し、生成した同期クロックＣＬｂをバックプレーン１３に出力する。

クロックボード１１Ｂは、ＧＰＳ受信機７Ｂから所定時間（１秒）ごとに入力されるＴｏＤについては、その所定時間と同じ時間間隔（１秒）で同期する同期時刻Ｔｂを生成し、生成した同期時刻Ｔｂをバックプレーン１３に出力する。
また、クロックボード１１Ｂは、ＧＰＳ受信機７Ｂから所定時間（１秒）ごとに入力されるＰＰＳについても、これと同期する同期クロックであるＰＰＳｂを生成し、生成したＰＰＳｂをバックプレーン１３に出力する。

バックプレーン１３は、それぞれ２本ずつの同期情報伝送用の信号線Ｘａ，Ｘｂ，Ｙａ，Ｙｂ，Ｚａ，Ｚｂを有しており、クロックボード１１Ａ，１１Ｂからバックプレーン１３に出力された同期情報は、信号線Ｘａ，Ｘｂ，Ｙａ，Ｙｂ，Ｚａ，Ｚｂを介してそれぞれ後段の各ＯＳＵ１４に分配される。

同期クロックＣＬａ伝送用の信号線Ｘａは、クロックボード１１Ａと各ＯＳＵ１４に接続されている。従って、クロックボード１１Ａが出力する同期クロックＣＬａは、信号線Ｘａを介して各ＯＳＵ１４にそれぞれ供給される。
同期クロックＣＬｂ伝送用の信号線Ｘｂは、クロックボード１１Ｂと各ＯＳＵ１４に接続されている。従って、クロックボード１１Ｂが出力する同期クロックＣＬｂは、信号線Ｘｂを介して各ＯＳＵ１４にそれぞれ供給される。

ＰＰＳａ伝送用の信号線Ｙａは、クロックボード１１Ａと各ＯＳＵ１４に接続されている。従って、クロックボード１１Ａが出力するＰＰＳａは、信号線Ｙａを介して各ＯＳＵ１４にそれぞれ供給される。
ＰＰＳｂ伝送用の信号線Ｙｂは、クロックボード１１Ｂと各ＯＳＵ１４に接続されている。従って、クロックボード１１Ｂが出力するＰＰＳｂは、信号線Ｙｂを介して各ＯＳＵ１４にそれぞれ供給される。

Ｔａ伝送用の信号線Ｚａは、クロックボード１１Ａと各ＯＳＵ１４に接続されている。従って、クロックボード１１Ａが出力する同期時刻Ｔａは、信号線Ｚａを介して各ＯＳＵ１４にそれぞれ供給される。
Ｔｂ伝送用の信号線Ｘｂは、クロックボード１１Ｂと各ＯＳＵ１４に接続されている。従って、クロックボード１１Ｂが出力する同期時刻Ｔｂは、信号線Ｚｂを介して各ＯＳＵ１４にそれぞれ供給される。

管理部１２は、クロックボード１１Ａ，１１Ｂの状態監視機能を有する。例えば、管理部１２は、筐体内の基板（図示せず）が出力するボード検出信号に基づいて、クロックボード１１Ａ，１１Ｂが基板のコネクタに正常に挿入されているか否かを検出する。
また、管理部１２は、同期クロックＣＬａ，ＣＬｂなどの同期情報が所望の周波数範囲を逸脱しているか否か、或いは、所望の振幅に達してないか否かを判定することにより、同期情報の異常を検出することもできる。

管理部１２は、各ＯＳＵ１４に信号線を介して切り替え信号Ｓｃを出力することにより、ＯＳＵ１４が使用する同期クロックなどの同期情報の参照元が、クロックボード１１Ａ又はクロックボード１１Ｂのいずれであるかを各ＯＳＵ１４に通知することができる。

例えば、第１系統のクロックボード１１Ａを運用系とし、第２系統のクロックボード１１Ｂを予備系とする場合は、管理部１２は、切り替え信号Ｓｃを「第１系統」（Ａ系）にセットする。
また、第１系統のクロックボード１１Ａに異常を検出したため、第２系統のクロックボード１１Ｂを運用系とし、第１系統のクロックボード１１Ａを予備系に切り替える場合には、管理部１２は、切り替え信号Ｓｃを「第２系統」（Ｂ系）にセットする。

〔ＯＳＵの内部構成〕
図２に示すように、各ＯＳＵ１４は、クロック抽出部２０と、この抽出部２０が再生成した同期クロックが供給されるＰＯＮインタフェース（ＯＬＴＭＡＣ）２１と、２つのセレクタ２２，２３とを内部に有する。
クロック抽出部２０は、参照クロックの入力元が切り替え可能に構成されたＰＬＬ回路を内部に具備する。

クロック抽出部２０のＰＬＬ回路は、管理部１２からの切り替え信号Ｓｃによって選択された参照クロック（同期クロックＣＬａ又は同期クロックＣＬｂ）に基づいて同期クロックを再生成し、同期状態を保持するとともに、再生成した同期クロックをＰＯＮインタフェース２１に入力する。

すなわち、クロック抽出部２０は、管理部１２の切り替え信号Ｓｃが「第１系統」（Ａ系）を指示している場合は、クロックボード１１Ａの同期クロックＣＬａを参照クロックとして自身のＰＬＬ回路に入力し、その参照クロックの同期クロックを生成させる。
また、クロック抽出部２０は、管理部１２の切り替え信号Ｓｃが「第２系統」（Ｂ系）を指示している場合は、クロックボード１１Ｂの同期クロックＣＬｂを、参照クロックとして自身のＰＬＬ回路に入力し、その参照クロックの同期クロックを生成させる。

セレクタ２２は、ＰＰＳ切替用のスイッチング素子であり、管理部１２の切り替え信号Ｓｃに従ってＰＰＳａ又はＰＰＳｂをＰＯＮインタフェース２１に入力する。
すなわち、セレクタ２２は、切り替え信号Ｓｃが「第１系統」（Ａ系）を指示している場合は、クロックボード１１ＡのＰＰＳａをＰＯＮインタフェース２１に入力し、切り替え信号Ｓｃが「第２系統」（Ｂ系）を指示している場合は、クロックボード１１ＢのＰＰＳｂをＰＯＮインタフェース２１に入力する。

セレクタ２３は、同期時刻切替用のスイッチング素子であり、管理部１２の切り替え信号Ｓｃに従って同期時刻Ｔａ又は同期時刻ＴｂをＰＯＮインタフェース２１に入力する。
すなわち、セレクタ２３は、切り替え信号Ｓｃが「第１系統」（Ａ系）を指示している場合は、クロックボード１１Ａの同期時刻ＴａをＰＯＮインタフェース２１に入力し、切り替え信号Ｓｃが「第２系統」（Ｂ系）を指示している場合は、クロックボード１１Ｂの同期時刻ＴｂをＰＯＮインタフェース２１に入力する。

ＯＳＵ１４のＰＯＮインタフェース２１は、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース（ＯＮＵＭＡＣ）２４との間で、光ファイバを伝送路としたＰＯＮ通信を行う通信インタフェースである。
これらのＰＯＮインタフェース２１，２４は、ＭＰＣＰやＯＡＭなどの通信制御を行うＭＡＣチップや、電気信号と光信号の相互変換を行う光送受信モジュールなどの通信デバイスを備える。

ＯＳＵ１４のＰＯＮインタフェース２１は、クロック抽出部２０から供給された同期クロックに基づく所定の伝送クロックにて、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４とＰＯＮ通信を行うことで、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４にクロック同期を行わせる。

具体的には、ＯＳＵ１４のＰＯＮインタフェース２１は、クロック抽出部２０から供給された同期クロックを所定倍率で逓倍したクロックを用いて、所定の伝送速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）の下りフレームを生成し、生成した下りフレームを各ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４に送信する。
ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４は、受信した下りフレームの先頭部分に含まれる同期用区間（プリアンブル）から下りの伝送クロックを再生し、再生した伝送クロックを分周して１０ＭＨｚのクロック信号を生成し、ＯＳＵ１４との間のクロック同期を行う。

ＯＳＵ１４のＰＯＮインタフェース２１は、セレクタ２２から入力されたＰＰＳ（ＰＰＳａ又はＰＰＳｂ）とＴｏＤ（Ｔａ又はＴｂ）を用いて、自身のマスタクロックにてタイムスタンプを生成し、生成したタイムスタンプと各ＯＮＵ４との間のＲＴＴとを記した下りフレームである同期イベントメッセージＦｍを各ＯＮＵ４に送信する。
ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４は、同期イベントメッセージＦｍからタイムスタンプとＲＴＴを抽出し、そのＲＴＴ分だけタイプスタンプ値を補正した時刻値を自身のローカル時刻とすることにより、ＯＳＵ１４との間の時刻同期を行う。

〔クロックボードの切り替えに伴う問題点とその解決方法〕
図３は、１ＰＰＳとＴｏＤに欠落が生じる原因の一例を示す説明図である。
具体的には、図３は、図２のセレクタ２２，２３とその入力信号及び出力信号とを重畳して示した図である。前述の通り、各セレクタ２２，２３には、第１系統のＴａ，ＰＰＳａと第２系統のＴｂ，ＰＰＳｂが入力され、各セレクタ２２，２３は、管理部１２の切り替え信号Ｓｃによって指示されたいずれか一方の系統のＴｏＤと１ＰＰＳを出力する。

ここで、例えば図３の下向き矢印に示すように、時刻「１７：１５：０３」のＴａ（ＴｏＤ）とＰＰＳａが立ち上がる直前に、第１系統のＧＰＳ受信機７Ａが落雷などの何らかの原因でダウンし、各セレクタ２２，２３が、ＴｏＤと１ＰＰＳの入力元を運用系である第１系統から予備系である第２系統に切り替える場合を想定する。

この場合、１ＰＰＳとＴｏＤは１秒に１回受信するシリアル信号であるため、時刻「１７：１５：０３」のＰＰＳａとＴａの受信直前でＧＰＳ受信機７Ａがダウンした時点から切り替え完了までの処理遅延により、セレクタ２２，２３が、時刻「１７：１５：０３」を飛ばして時刻「１７：１５：０４」以後の１ＰＰＳとＴｏＤを出力し、ＰＯＮインタフェース２１に入力する１ＰＰＳとＴｏＤ（以下、これらを総称して、「時刻同期信号」又は「１ＰＰＳ／ＴｏＤ」という。）が１つ欠落することがある。

そして、このように、ＰＯＮインタフェース２１に入力する時刻同期信号に抜けが発生すると、ＰＯＮインタフェース２１は、欠落した時刻同期信号（図３では、時刻「１７：１５：０３」の１ＰＰＳとＴｏＤ）に対応する同期イベントメッセージＦｍの生成に失敗することになる。
その結果、ＯＮＵ４が基地局装置５に提供する１ＰＰＳとＴｏＤにも抜けが発生し、基地局装置５間の時刻同期精度が低下するという問題が生じる。

なお、図３の例では、セレクタ２２，２３の入力元を、運用系である第１系統から予備系である第２系統に入力元を切り替える場合を想定したが、逆に、第２系統から第１系統に切り替える場合にも同様の問題が生じる。
また、２つのクロックボード１１Ａ，１１Ｂを設けた冗長構成のＯＬＴ３だけでなく、１つのクロックボード１１Ａがシリアルに供給する時刻同期信号の一部が、落雷などの原因で欠落した場合にも同様の問題が生じる。

そこで、本実施形態では、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１は、１ＰＰＳ／ＴｏＤの受信を直接的なトリガーとせず、記憶した過去の履歴に基づいて１ＰＰＳ／ＴｏＤのロスを補完し、同期イベントメッセージＦｍの生成の失敗を防止する。
具体的には、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１は、ローカル時刻で計時した過去の一定期間分又は一定回数分の１ＰＰＳ／ＴｏＤの受信タイミングと時刻値とを記憶し、記憶したそれらの情報を用いて、最も尤度の高い次回のサイクルの１ＰＰＳ／ＴｏＤの発生時点と時刻値を予測し、予測したそれらの情報に基づいて同期イベントメッセージＦｍを生成する。

なお、本実施形態では、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４は、ＯＬＴ３から受信する同期イベントメッセージＦｍの受信をトリガーとして、１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成するものとする。
以下、図４〜図６を参照しつつ、上記の解決方法によって同期イベントメッセージＦｍを生成する、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１の内部構成と同期イベントメッセージＦｍの生成方法の具体例について説明する。

〔ＯＬＴのＰＯＮインタフェースの構成〕
図４は、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース（ＯＬＴＭＡＣ）２１の同期イベントメッセージの生成に関する内部構成を示す機能ブロック図である。
図４に示すように、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１は、時刻生成部３０、信号記憶部３１、メッセージ生成部３２及び光送信部３３を備えている。

クロック抽出部２０（図２参照）が再生成した１０ＭＨｚの同期クロックは、時刻生成部３０と光送信部３３に入力される。
時刻生成部３０は、入力された同期クロックにてインクリメントを繰り返してローカル時刻をカウントし、そのローカル時刻を信号記憶部３１とメッセージ生成部３２に出力する。光送信部３３は、入力された同期クロックと同期する所定の送信タイミングにて、同期イベントメッセージＦｍなどの光信号よりなる下りフレームをＰＯＮに送出する。

セレクタ２２，２３（図２参照）が出力する時刻同期信号（１ＰＰＳ／ＴｏＤ）は、いずれも信号記憶部３１に入力される。
信号記憶部３１は、時刻生成部３０がカウントするローカル時刻に従って、１ＰＰＳ／ＴｏＤの受信時刻と受信したＴｏＤの時刻値を、一定期間分あるいは一定回数分だけ記憶する。また、信号記憶部３１は、記憶した情報を過去ログとして後段のメッセージ生成部３２に逐次的に出力する。

メッセージ生成部３２は、信号記憶部３１から入力された、１ＰＰＳ／ＴｏＤのローカル時刻に基づく過去分の受信時刻と、記憶されたＴｏＤの時刻値を用いて、ローカル時刻に基づく次回サイクルの１ＰＰＳ／ＴｏＤの到着時刻と、その到着時刻に対応するＧＰＳ同期網のシステム時刻である次回サイクルのＴｏＤの時刻値を予測する。
また、メッセージ生成部３２は、予測した到着時刻に１ＰＰＳ／ＴｏＤが到着したものとして、予測したＴｏＤの時刻値を記した同期イベントメッセージＦｍを生成し、そのメッセージＦｍを予測した到着時刻に送信する。

〔同期イベントメッセージの生成方法〕
図５及び図６は、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１による同期イベントメッセージＦｍの生成方法の一例を示すタイムチャートである。
図５及び図６において、最上段の「Ｃｌｋ」は、クロック抽出部２０からＰＯＮインタフェース２１の時刻生成部３０に入力される同期クロックを示し、「ローカル時刻」は、その同期クロックに基づいて時刻生成部３０がカウントするローカル時刻の値を示す。

また、「１ＰＰＳ」は、セレクタ２２からＰＯＮインタフェース２１の信号記憶部３１に入力される１ＰＰＳのタイミングを示し、「ＴｏＤ」は、セレクタ２３からＰＯＮインタフェース２１の信号記憶部３１に入力されるＧＰＳ同期網のシステム時刻（ＴｏＤの時刻値）を示す。
更に、「同期イベントメッセージ」は、ＰＯＮインタフェース２１のメッセージ生成部３２が生成する同期イベントメッセージＦｍの時刻値と送信タイミングを示す。

図５及び図６の例では、信号記憶部３１は、過去の４サイクル分の時刻同期信号（１ＰＰＳ／ＴｏＤ）を、その時のローカル時刻（ｔ１〜ｔ４）と関連付けて記憶している。
この場合、メッセージ生成部３２は、信号記憶部３１が記憶する過去の時刻同期信号に基づいて、ローカル時刻における次回の時刻同期信号の予測到着時刻（次回サイクルの発生時点）ｔexpect と、これに対応する次回のＧＰＳ同期網のシステム時刻Ｔexpectとを予測し、その予測に従って同期イベントメッセージＦｍを生成する。

具体的には、メッセージ生成部３２は、上記の予測を次のようにして行う。
すなわち、メッセージ生成部３２は、４つのローカル時刻ｔ１〜ｔ４の差分Δ１〜Δ３を算出し、それらの差分を用いて１ＰＰＳ／ＴｏＤのロスを判定する。
ローカル時刻のカウントに用いるローカルクロックは、運用系と予備系の双方から受信する１０ＭＨｚの同期クロックを、一度ＰＬＬ（クロック抽出部２０）を通して再生したものであるから、周波数は既知でかつ安定している。このため、期待されるローカル時刻の差分Δ１〜Δ３も事前に決定することができる。

ここで、ローカル時刻の差分Δ１〜Δ３の下限値（閾値）をΔｍｉｎとし、上限値（閾値）をΔｍａｘとすると、メッセージ生成部３２は、上限値Δｍａｘを超えたΔｍ （図５の例ではｍ＝１）があった場合に、１ＰＰＳのロスが発生したと判定する。
また、メッセージ生成部３２は、次の不等式を満たす「ｎ」を探索することにより、１ＰＰＳが抜けた回数を予測する。なお、次の不等式において、１ＰＰＳが抜けた回数は（ｎ−１）であり、図５の例ではｎ＝２となる。
Δｍｉｎ ＜（Δｍ）／ｎ＜ Δｍａｘ ただし、ｎ＝２，３，４……

そして、図５に示すように、最新の１ＰＰＳ以外でロスが発生した場合は、メッセージ生成部３２は、過去４回分のローカル時刻ｔ１〜ｔ４から期待される受信周期Δexpectを最新のローカル時刻ｔ４に加算することにより、そのローカル時刻ｔ４の次に到来する時刻同期信号の予測到着時刻ｔexpectを求める。
Δexpectとしては、例えば過去のΔ１〜Δ３の平均値を採用することができる。この場合のΔexpectを数式で記述すると、次式となる。
Δexpect ＝ （Δ１／２ + Δ２ ＋ Δ３）／３

なお、上式において、Δ１を２で除しているのは、Δ１では１回分の抜けが発生しているからである。
そして、メッセージ生成部３２は、Δexpectを同期系のシステム時刻の単位ドメインに変換した値を、最新のシステム時刻Ｔn+4に加算することにより、そのＴn+4 の次の予測システム時刻Ｔexpectを求める。

一方、図６に示すように、最新のローカル時刻ｔ４に相当する１ＰＰＳやＴn+4が抜けている場合もあり得る。
そこで、メッセージ生成部３２は、更に、ローカル時刻ｔ４と現在時刻ｔnow との差分Δ４を算出し、このΔ４に基づいてローカル時刻ｔ４の抜けを判定する。具体的には、メッセージ生成部３２は、Δ４＞Δｍａｘとなった場合に、最新の１ＰＰＳがロスしたと判定し、次のようにしてｔexpect とＴexpectを算出する。

すなわち、最新の１ＰＰＳがロスの場合、メッセージ生成部３２は、前回の処理で決定した予測到着時刻ｔexpect（＝ｔlast）に対して、今回の処理で求めたΔexpectを加算することにより、ｔlastの次に到来する時刻同期信号の予測到着時刻ｔexpectを求める。
また、最新のTn+4がロスの場合は、メッセージ生成部３２は、Δexpectを同期系のシステム時刻の単位ドメインに変換した値を、最新のシステム時刻Ｔexpect（＝Ｔlast）に加算することにより、そのＴlastの次の予測システム時刻Ｔexpectを求める。

メッセージ生成部３２は、ローカル時刻 に基づく予測到着時刻ｔexpect に、システム時刻の値がＴexpectである時刻同期信号（１ＰＰＳ／ＴｏＤ）を受信したものとして、ＩＥＥＥ１５８８や１ＡＳなどのプロトコルに準拠する同期イベントメッセージＦｍにＴexpectの値を格納し、このようにして生成した同期イベントメッセージＦｍを予測到着時刻ｔexpectにＯＮＵ４に送信する。

〔ＯＬＴの効果〕
以上の通り、本実施形態のＯＬＴ３によれば、ＰＯＮインタフェース２１のメッセージ生成部３２が、記憶した複数のＴｏＤの時刻値とその取得時刻ｔ１〜ｔ４とに基づいて、次回のサイクルの発生時点ｔexpectとこれに対応する次回のＴｏＤの時刻値Ｔexpectを求め、求めた時刻値Ｔexpectを含む同期イベントメッセージＦｍを、求めた次回のサイクルの発生時点ｔexpectに送信する。

このため、ＧＰＳ同期網から取得する１ＰＰＳ／ＴｏＤがすべて揃っていなくても、その１ＰＰＳ／ＴｏＤと同じ時刻値Ｔexpectを含む同期イベントメッセージＦｍを、正常なサイクルで送信することができる。
従って、１ＰＰＳ／ＴｏＤに抜けが発生しても、正常なサイクル及び時刻値の同期イベントメッセージＦｍを配下のＯＮＵ４に送信でき、そのメッセージＦｍの抜けに伴うＯＮＵ４や基地局装置５の時刻同期精度の低下を未然に防止することができる。

なお、メッセージ生成部３２が算出する時刻値Ｔexpectは、上述の通り、記憶した過去の複数のＴｏＤの時刻値とその取得時刻ｔ１〜ｔ４から求めた予測時刻値であるから、次回の時刻同期信号（１ＰＰＳ／ＴｏＤ）に含まれる実際のＴｏＤ値と若干の誤差が生じ、そのＴｏＤ値と厳密には一致しない場合もあり得る。

もっとも、本実施形態のＯＬＴ３によれば、ＰＯＮインタフェース２１の時刻生成部３０が、１ＰＰＳのサイクルに同期するＧＰＳ由来の同期クロックを参照してローカル時刻を生成するので、ローカル時刻が正確かつ安定している。
そして、信号記憶部３１が、その安定したローカル時刻に従って計時された取得時刻ｔ１〜ｔ４を記憶し、メッセージ生成部３２が、その安定したローカル時刻に従って次回のサイクルの発生時点ｔexpectまでの予測時刻差Δexpectを算出するので、次の発生時点ｔexpectや時刻値Ｔexpectを正確に求めることができ、同期イベントメッセージＦｍを正確に生成することができる。

〔第１の変形例〕
上述の実施形態では、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１が、１ＰＰＳ／ＴｏＤの受信を直接的なトリガーとせず、記憶した過去の履歴に基づいて１ＰＰＳ／ＴｏＤのロスを補完するが、ＯＬＴ３側では、通常通り、１ＰＰＳ／ＴｏＤの受信をトリガーとして同期イベントメッセージＦｍを生成し、ＯＮＵ４側において、記憶した過去の履歴に基づいて同期イベントメッセージＦｍのロスを補完して、１ＰＰＳ／ＴｏＤの生成の失敗を防止することにしてもよい。

具体的には、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４は、ローカル時刻で計時した過去の一定期間分又は一定数回数分の同期イベントメッセージＦｍの受信タイミングと受信情報の内容を記憶し、記憶したそれらの情報を用いて、最も尤度の高い次回のサイクルの同期イベントメッセージＦｍの発生時点とメッセージＦｍに含まれる時刻値を予測し、予測したそれらの情報に基づいて１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成する。

これにより、ＯＬＴ３側での同期イベントメッセージＦｍの生成の失敗を、ＯＮＵ４側においてカバーする。
以下、図７及び図８を参照しつつ、上記の解決方法によって１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成する、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４の内部構成と１ＰＰＳ／ＴｏＤの生成方法の具体例について説明する。

〔ＯＮＵのＰＯＮインタフェースの構成〕
図７は、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース（ＯＮＵＭＡＣ）２４の時刻同期情報の生成に関する内部構成を示す機能ブロック図である。
図７に示すように、ＯＬＴ３のＰＯＮインタフェース２１は、光受信部４０、クロック復元部４１、時刻生成部４２、メッセージ記憶部４３及びメッセージ復号部４４を備えている。

ＯＬＴ３が配下のＯＮＵ４に同報的に送出した同期イベントメッセージＦｍは、光受信部４０によって電気信号よりなる下りフレームに変換され、この下りフレームは、クロック復元部４１とメッセージ記憶部４３にそれぞれ入力される。
クロック復元部４１は、下りフレームの先頭部分に含まれる同期用区間（プリアンブル）から下りの伝送クロックを再生し、再生した伝送クロックを分周して１０ＭＨｚの同期クロックを生成する。この同期クロックは、時刻生成部４２に入力される。

時刻生成部４２は、入力された同期クロックにてインクリメントを繰り返してローカル時刻をカウントし、そのローカル時刻をメッセージ記憶部４３とメッセージ復号部４４に出力する。
信号記憶部３１は、時刻生成部４２がカウントするローカル時刻に従って、光受信部４０から提供される同期イベントメッセージＦｍの受信時刻と、そのメッセージＦｍに含まれる時刻値を、一定期間分あるいは一定回数分だけ記憶する。また、信号記憶部３１は、記憶した情報を過去ログとして後段のメッセージ復号部４４に逐次的に出力する。

メッセージ復号部４４は、メッセージ記憶部４３から入力された、同期イベントメッセージＦｍのローカル時刻に基づく過去分の受信時刻と、記憶されたメッセージＦｍに含まれる時刻値を用いて、ローカル時刻に基づく次回サイクルのメッセージＦｍの到着時刻と、ＧＰＳ同期網のシステム時刻である次回サイクルのＴｏＤの時刻値を予測する。
また、メッセージ復号部４４は、予測した到着時刻に同期イベントメッセージＦｍが到着したものとして、次回の１ＰＰＳとＴｏＤの時刻値を生成し、生成した１ＰＰＳ／ＴｏＤを基地局装置５に提供する。

〔時刻同期信号の生成方法〕
図８は、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース２４による１ＰＰＳ／ＴｏＤの生成方法の一例を示すタイムチャートである。
図８において、最上段の「Ｃｌｋ」は、クロック復元部４１が下りフレームから再生した同期クロックを示し、「ローカル時刻」は、その同期クロックに基づいて時刻生成部４２がカウントするローカル時刻の値を示す。

また、「同期イベントメッセージ」は、当該メッセージＦｍよりなる下りフレームの受信タイミングと、その下りフレームに記された時刻値を示す。
更に、「１ＰＰＳ」は、ＰＯＮインタフェース２４のメッセージ復号部４４が生成する１ＰＰＳのタイミングを示し、「ＴｏＤ」は、メッセージ復号部４４が生成するＧＰＳ同期網のシステム時刻（ＴｏＤの時刻値）を示す。

図８の例では、メッセージ記憶部４３は、過去の４サイクル分の同期イベントメッセージＦｍを、その時のローカル時刻（ｔ１〜ｔ４）と関連付けて記憶している。
この場合、メッセージ復号部４４は、メッセージ記憶部４３が記憶する過去の同期イベントメッセージＦｍに基づいて、ローカル時刻における次回のメッセージＦｍの予測到着時刻（次回サイクルの発生時点）ｔexpect と、これに対応する次回のＧＰＳ同期網のシステム時刻Ｔexpectとを予測し、その予測に従って１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成する。

具体的には、メッセージ復号部４４は、上記の予測を次のようにして行う。
すなわち、メッセージ復号部４４は、４つのローカル時刻ｔ１〜ｔ４の差分Δ１〜Δ３を算出し、それらの差分を用いて同期イベントメッセージＦｍのロスを判定する。
クロック復元部４１が生成するローカルクロックは、下りフレームのプリアンブルから再生した伝送クロックを分周したものであるから、周波数は既知でかつ安定している。このため、期待されるローカル時刻の差分Δ１〜Δ３も事前に決定することができる。

ここで、ローカル時刻の差分Δ１〜Δ３の下限値（閾値）をΔｍｉｎとし、上限値（閾値）をΔｍａｘとすると、メッセージ復号部４４は、上限値Δｍａｘを超えたΔｍ （図８の例ではｍ＝１）があった場合に、同期イベントメッセージＦｍのロスが発生したと判定する。
また、メッセージ生成部３２は、次の不等式を満たす「ｎ」を探索することにより、メッセージＦｍが抜けた回数を予測する。なお、次の不等式において、メッセージＦｍが抜けた回数は（ｎ−１）であり、図８の例ではｎ＝２となる。
Δｍｉｎ ＜（Δｍ）／ｎ＜ Δｍａｘ ただし、ｎ＝２，３，４……

そして、図８に示すように、最新の同期イベントメッセージＦｍ以外でロスが発生した場合は、メッセージ復号部４４は、過去４回分のローカル時刻ｔ１〜ｔ４から期待される受信周期Δexpectを最新のローカル時刻ｔ４に加算することにより、そのローカル時刻ｔ４の次に到来する同期イベントメッセージＦｍの予測到着時刻ｔexpectを求める。
Δexpectとしては、例えば過去のΔ１〜Δ３の平均値を採用することができる。この場合のΔexpectを数式で記述すると、次式となる。
Δexpect ＝ （Δ１／２ + Δ２ ＋ Δ３）／３

なお、上式において、Δ１を２で除しているのは、Δ１では１回分の抜けが発生しているからである。
そして、メッセージ復号部４４は、Δexpectを同期系のシステム時刻の単位ドメインに変換した値を、最新のシステム時刻Ｔn+4に加算することにより、そのＴn+4 の次の予測システム時刻Ｔexpectを求める。

また、メッセージ復号部４４は、ローカル時刻 に基づく予測到着時刻ｔexpect に、システム時刻の値がＴexpectである同期イベントメッセージＦｍを受信したものとして、１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成し、生成した１ＰＰＳ／ＴｏＤを基地局装置５に提供する。
なお、最新のローカル時刻ｔ４に相当する同期イベントメッセージＦｍが抜けている場合の処理は、上述の実施形態の場合（図６の場合）と同様である。

すなわち、この場合、メッセージ復号部４４は、ローカル時刻ｔ４と現在時刻ｔnow との差分Δ４が、Δ４＞Δｍａｘとなった場合に、最新の同期イベントメッセージＦｍがロスしたと判定し、前回の処理で決定した予測到着時刻ｔexpect（＝ｔlast）に対して、今回の処理で求めたΔexpectを加算することにより、ｔlastの次に到来する同期イベントメッセージＦｍの予測到着時刻ｔexpectを求める。

また、ｔ４に対応する最新の同期イベントメッセージＦｍがロスした場合は、メッセージ復号部４４は、Δexpectを同期系のシステム時刻の単位ドメインに変換した値を、最新のシステム時刻Ｔexpect（＝Ｔlast）に加算することにより、そのＴlastの次の予測システム時刻Ｔexpectを求める。

〔ＯＮＵの効果〕
以上の通り、第１の変形例に係るＯＮＵ４によれば、ＰＯＮインタフェース２４のメッセージ復号部４４が、記憶した複数の同期イベントメッセージＦｍに含まれる時刻値とその受信時刻ｔ１〜ｔ４とに基づいて、次回のサイクルの発生時点ｔexpectとこれに対応する次回の時刻値Ｔexpectを求め、求めた時刻値ＴexpectをＴｏＤとして次回のサイクルの発生時点ｔexpectに出力して、１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成する。

このため、ＯＬＴ３から受信する同期イベントメッセージＦｍがすべて揃っていなくても、そのメッセージＦｍと同じ時刻値Ｔexpectを含む１ＰＰＳ／ＴｏＤを、正常なサイクルで出力することができる。
従って、同期イベントメッセージＦｍに抜けが発生しても、正常なサイクル及び時刻値の１ＰＰＳ／ＴｏＤを配下の基地局装置５に提供でき、そのメッセージＦｍが抜けに伴うＯＮＵ４や基地局装置５の時刻同期精度の低下を未然に防止することができる。

また、第１の変形例では、ＯＬＴ３での同期イベントメッセージＦｍの生成の失敗をＯＮＵ４がカバーするので、ＯＬＴ３が取得する１ＰＰＳ／ＴｏＤの抜けによって同期イベントメッセージＦｍに抜けが発生した場合だけでなく、キャリア網２の伝送路（ＰＯＮの場合は光ファイバ）における下りフレームのロスによって同期イベントメッセージＦｍに抜けが発生した場合でも、ＯＮＵ４やこれに繋がる基地局装置５などの外部装置の時刻同期精度の低下を防止できるという利点もある。

〔第２の変形例〕
上述の実施形態では、ＯＬＴ３が１ＰＰＳ／ＴｏＤの抜けをカバーして正常な同期イベントメッセージＦｍを生成し、上述の第１の変形例では、ＯＮＵ４が同期イベントメッセージＦｍの抜けをカバーして正常な１ＰＰＳ／ＴｏＤを生成することにしているが、これらの実装の双方を採用することにしてもよい。
このようにすれば、キャリア網２に属する各通信ノード４，５についての時刻同期精度をよりいっそう向上させることができる。

〔その他の変形例〕
本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲及びその構成と均等な範囲内のすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では、ＧＰＳ受信機７Ａ，７Ｂとクロックボード１１Ａ，１１Ｂがそれぞれ２つある冗長構成の場合を例示したが、これらの各部材を１つずつ設けた単独構成を採用してもよい。

また、上述の実施形態において、キャリア網２は、ＰＯＮ以外の有線通信網を採用することができる。
例えば、キャリア網２は、ツリー構造のＡｃｔｉＯＮ（Active Optical Network）であってもよいし、同軸ケーブル（Ｃｏａｘ）を使用したＣＤＮ（Coaxial Distribution Network ）やＨＦＣ（Hybrid Fiber-Coaxial Network）であってもよい。

１ コアネットワーク
２ ＰＯＮ（キャリア網）
３ ＯＬＴ（局側装置）
４ ＯＮＵ（宅側装置）
５ 基地局装置
１１Ａ クロックボード（入力部）
１１Ｂ クロックボード（入力部）
１４ ＯＳＵ
２０ クロック抽出部
２１ ＰＯＮインタフェース
２２ セレクタ
２３ セレクタ
２４ ＰＯＮインタフェース
２０ 時刻生成部
３１ 信号記憶部（記憶部）
３２ メッセージ生成部（情報生成部）
３３ 光送信部
４０ 光受信部
４１ クロック復元部
４２ 時刻生成部
４３ メッセージ記憶部（記憶部）
４４ メッセージ復号部（情報生成部）

Claims (8)

1. 時刻情報を含むリファレンス信号を所定のサイクルごとに外部から取得し、同じ時刻情報を含む同じサイクルの出力信号を生成して出力する同期維持装置であって、
   過去に取得した複数の前記リファレンス信号に含まれる時刻情報と、前記リファレンス信号の取得時刻とを記憶する記憶部と、
   記憶した複数の時刻情報と取得時刻とに基づいて、次回のサイクルの発生時点とこれに対応する次回の時刻情報を求め、求めた次回の時刻情報を含む前記出力信号を、求めた次回のサイクルの発生時点に出力する情報生成部と、
   を有することを特徴とする同期維持装置。
2. 前記情報生成部は、隣接する取得時刻の時刻差を用いて、今回のサイクルの発生時点から次回のサイクルの発生時点までの予測時刻差を算出し、
   算出した予測時刻差を今回のサイクルの発生時点に加算して次回のサイクルの発生時点を求め、算出した予測時刻差を今回の時刻情報に加算して次回の時刻情報を求める請求項１に記載の同期維持装置。
3. 前記リファレンス信号のサイクルに同期する同期クロックを参照して、ローカル時刻を生成する時刻生成部を更に備え、
   前記記憶部は、前記ローカル時刻に従って計時された取得時刻を記憶し、前記情報生成部は、前記ローカル時刻に従って次回のサイクルの発生時点までの予測時刻差を算出する請求項２に記載の同期維持装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の同期維持装置を備えた局側装置であって、
   前記リファレンス信号は、時刻同期網から受信された１ＰＰＳ／ＴｏＤであり、
   前記出力信号は、当該局側装置が配下の宅側装置に送信する下りフレームよりなる同期イベントメッセージであることを特徴とする局側装置。
5. 別個の受信機から前記１ＰＰＳ／ＴｏＤをそれぞれ取得して前記同期維持装置に入力する入力部を複数備え、
   前記同期維持装置は、複数の前記入力部から入力される前記１ＰＰＳ／ＴｏＤのうちの１つを選択するセレクタを有する請求項４に記載の局側装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の同期維持装置を備えた宅側装置であって、
   前記リファレンス信号は、局側装置が配下の当該宅側装置に送信する下りフレームよりなる同期イベントメッセージであり、
   前記出力信号は、当該宅側装置の配下の外部装置に提供する１ＰＰＳ／ＴｏＤであることを特徴とする宅側装置。
7. コアネットワークに繋がる複数のキャリア網を備えた通信システムであって、
   前記キャリア網は、時刻情報を含むリファレンス信号を時刻同期網から所定のサイクルごとに取得し、同じ時刻情報を記した同期イベントメッセージを同じサイクルごとに下り送信する局側装置と、前記同期イベントメッセージを用いて前記局側装置と時刻同期を行う宅側装置とを含み、
   前記局側装置及び前記宅側装置のうちの少なくとも一方に、請求項１〜３のいずれか１項に記載の同期維持装置が設けられていることを特徴とする通信システム。
8. 時刻情報を含むリファレンス信号を所定のサイクルごとに外部から取得するステップと、
   過去に取得した複数の前記リファレンス信号に含まれる時刻情報と、前記リファレンス信号の取得時刻とを記憶するステップと、
   記憶した複数の時刻情報と取得時刻とに基づいて、次回のサイクルの発生時点とこれに対応する次回の時刻情報を求め、求めた次回の時刻情報を含む出力信号を、求めた次回のサイクルの発生時点に出力するステップと、
   を含むことを特徴とする同期時刻の維持方法。

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