JP2022131917A

JP2022131917A - 時刻同期システム

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Publication number: JP2022131917A
Application number: JP2021031168A
Authority: JP
Inventors: 立洲成; Lizhou Cheng
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-09-07
Anticipated expiration: 2041-02-26
Also published as: JP7520748B2

Abstract

【課題】信頼性の低いマスター装置の基準時刻にスレーブ装置の時刻が同期することを抑制することができる時刻同期システムを提供することである。【解決手段】実施形態の時刻同期システムは、複数のマスター装置と、マスター装置状態確認用端末と、マスター装置状態確認用端末と、を持つ。複数のマスター装置は、ネットワーク上に配置され、基準時刻を有する。マスター装置状態確認用端末は、前記ネットワーク上に配置され、前記マスター装置の信頼性の度合いを示す評価値を前記マスター装置ごとに求める。スレーブ装置は、前記ネットワーク上に配置され、前記複数のマスター装置のうち前記評価値が最も高い前記マスター装置の前記基準時刻に同期する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、時刻同期システムに関する。

近代における情報の電子化と自動化装置との間の連携化・精密化に伴い、時刻の同期（以下、「時刻同期」という。）は産業分類上おいて、幅広く利用されている。従来、一般的な時刻同期の方法として、IEEE 1588 Precision Time Protocol(PTP)が知られている。時刻同期には、少なくとも１台のマスター(Master)装置と１台のスレーブ(Slave)装置とが必要となり、複数のマスター装置が存在する場合、Best Master Clock(BMC)アルゴリズムで最良のマスター装置が選出され、その選出されたマスター装置から配信される時刻の情報（以下、「時刻情報」という。）をスレーブ装置が受け取る。

しかしながら、スレーブ装置で時刻情報を受信しない間、スレーブ装置は、スレーブ装置自身が保有する自走クロックに装置内の時刻をカウントアップするため、時刻同期の精度が劣化する場合がある。また、マスター装置が配信する時刻情報に関する品質についての情報がなく、マスター装置の配信する時刻情報が伝送を経て劣化した場合に、誤った時刻情報に同期してしまう。そのため、スレーブ装置において、マスター装置毎に時刻情報を蓄積し、蓄積された過去の時刻情報と受信した時刻情報とを比較することにより、時刻精度の品質を監視する技術が考えられている。

上述時刻同期方式では、マスター装置から受信したデータを基づいて、マスター装置を選定するが、マスター装置自体の信頼性が考慮されていないという問題がある。したがって、試験運用中のマスター装置など、望ましくないマスター装置など信頼性の低いマスター装置の基準時刻にスレーブ装置の時刻が同期してしまう場合がある。

特開２０１６－１５２４８９号公報

本発明が解決しようとする課題は、信頼性の低いマスター装置の基準時刻にスレーブ装置の時刻が同期することを抑制することができる時刻同期システムを提供することである。

実施形態の時刻同期システムは、複数のマスター装置と、マスター装置状態確認用端末と、マスター装置状態確認用端末と、を持つ。複数のマスター装置は、通信ネットワーク上に配置され、基準時刻を有する。マスター装置状態確認用端末は、前記通信ネットワーク上に配置され、前記マスター装置の信頼性の度合いを示す評価値を前記マスター装置ごとに求める。スレーブ装置は、前記通信ネットワーク上に配置され、前記複数のマスター装置のうち前記評価値が最も高い前記マスター装置の前記基準時刻に同期する。

第１の実施形態の時刻同期システムの構成例を示す図。第１の実施形態のスレーブ装置及びマスター装置状態確認用端末の構成例を示す図。第１の実施形態のマスター装置状態確認用端末の時刻同期対象を選択する処理のフローチャート。第２の実施形態の時刻同期システムの構成例を示す図。第２の実施形態のスレーブ装置及びマスター装置状態確認用端末の構成例を示す図。第２の実施形態のマスター装置状態確認用端末の時刻同期対象を選択する処理のフローチャート。第３の実施形態の時刻同期システムの構成例を示す図。第３の実施形態のスレーブ装置及びマスター装置状態確認用端末の構成例を示す図。第３の実施形態のマスター装置状態確認用端末の時刻同期対象を選択する処理のフローチャート。

以下、実施形態の時刻同期システムを、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の時刻同期システム１を、図１に参照して説明する。図１は、第１の実施形態の時刻同期システム１の構成例を示す図である。

図１に示すように、時刻同期システム１は、例えば、２台のマスター装置１０（マスター装置１０－１，１０－２）と、１台のスレーブ装置２０と、１台のマスター装置状態確認用端末３０と、を備える。なお、時刻同期システム１は、マスター装置１０の台数には限定されず、複数台のマスター装置１０を有していればよい。時刻同期システム１は、スレーブ装置２０の台数には限定されず、１台のスレーブ装置２０を有してもよいし、２台以上の複数のスレーブ装置２０を有してもよい。時刻同期システム１は、マスター装置状態確認用端末３０の台数には限定されず、複数台のマスター装置状態確認用端末３０を有してもよい。時刻同期システム１は、２台以上のマスター装置１０と１台以上のスレーブ装置２０との間において、ＰＴＰを利用してマスター装置１０の時刻にスレーブ装置２０の時刻を同期させる。

マスター装置１０－１は、伝送路１００－１を介してスレーブ装置２０に接続される。マスター装置１０－１は、伝送路１００－２を介してマスター装置状態確認用端末３０に接続される。

マスター装置１０－２は、伝送路１００－３を介してスレーブ装置２０に接続される。マスター装置１０－２は、伝送路１００－４を介してマスター装置状態確認用端末３０に接続される。

装置間を接続する伝送路（図１に示す例では伝送路１００－１～１００－５）を総称して通信ネットワークＮと称する場合がある通信ネットワークＮは、無線通信の伝送路（例えば、無線ＬＡＮ）であってもよいし、有線通信の伝送路であってもよいし、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信ネットワークＮは、携帯電話回線網などの移動体通信網、無線パケット通信網、インターネット及び専用回線又はそれらの組み合わせであってもよい。例えば、通信ネットワークＮは、省電力広域ネットワーク(LPWAN：LPWAN：Low-power Wide-area Network)を用いてもよいし、短距離無線通信規格であるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いてもよい。

マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２は、マスター装置状態確認用端末３０による状態確認の対象のマスター装置として設定されている。マスター装置１０のそれぞれは、基準時刻を有し、その基準時刻の情報（時刻情報）を含むＰＴＰパケットを、伝送路１００を介してスレーブ装置２０に送信する。第１の実施形態では、マスター装置１０－１は、マスター装置１０－１内の基準時刻の情報（以下、「第１の時刻情報」という。）を含むＰＴＰパケットを、伝送路１００－１を介してスレーブ装置２０に送信する。マスター装置１０－２は、マスター装置１０－２内の基準時刻の情報（以下、「第２の時刻情報」という。）を含むＰＴＰパケットを、伝送路１００－３を介してスレーブ装置２０に送信する。ＰＴＰパケットは、ＩＥＥＥ１５８８－２００８の規格で定められている。

マスター装置１０は、自身の信頼性に関する情報（以下、「信頼性情報」という。）を含むＰＴＰパケットを、マスター装置状態確認用端末３０に送信する。信頼性情報は、例えば、通信の安定性に関する情報やマスター装置１０の運用期間の情報などである。通信の安定性に関する情報は、例えば、マスター装置１０からスレーブ装置２０に送信したＰＴＰパケットのパケット到達率（以下、「パケット到達率」）や、そのパケット到達率の平均値（以下、「平均パケット到達率」という。）などである。運用期間とは、マスター装置１０が通信ネットワークＮ上において運用されている期間（運用が開始されてからの経過時間）である。パケット到達率は、例えば、運用期間において、マスター装置１０からスレーブ装置２０に送信されたＰＴＰパケット数のうち、スレーブ装置２０に到達したＰＴＰパケット数の割合を示す。

マスター装置１０－１は、マスター装置１０－１の信頼性情報を含むＰＴＰパケットをマスター装置状態確認用端末３０に送信する。例えば、マスター装置１０－１は、マスター装置１０－１の運用期間を含むＰＴＰパケットをマスター装置状態確認用端末３０に送信する。なお、このＰＴＰパケットには、運用期間の他に、マスター装置１０－１の通信の安定性に関する情報（例えば、平均パケット到達率）が含まれてもよい。

マスター装置１０－２は、マスター装置１０－２の信頼性情報を含むＰＴＰパケットをマスター装置状態確認用端末３０に送信する。例えば、マスター装置１０－２は、マスター装置１０－２の運用期間を含むＰＴＰパケットをマスター装置状態確認用端末３０に送信する。なお、このＰＴＰパケットには、運用期間の他に、マスター装置１０－２の通信の安定性に関する情報（例えば、平均パケット到達率）が含まれてもよい。

スレーブ装置２０は、内部クロックなどによって固有の時刻（以下、「スレーブ時刻」という。）を保持している。スレーブ装置２０は、通信ネットワークＮを介して複数のマスター装置１０に接続され、その複数のマスター装置１０のうち、いずれかのマスター装置の時刻情報にスレーブ時刻を同期させる。

例えば、スレーブ装置２０は、伝送路１００－１を介してマスター装置１０－１に接続され、マスター装置１０－１からＰＴＰパケットを受信する。例えば、スレーブ装置２０は、伝送路１００－２を介してマスター装置１０－２に接続され、マスター装置１０－２からＰＴＰパケットを受信する。例えば、スレーブ装置２０は、ＰＴＰパケットのそれぞれに含まれている第１の時刻情報と第２の時刻情報のうち、いずれかの時刻情報にスレーブ時刻を時刻同期させる。

スレーブ装置２０は、伝送路１００－５を介してマスター装置状態確認用端末３０に接続される。スレーブ装置２０は、スレーブ時刻の時刻同期を行うにあたって、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれの信頼性情報を含むＰＴＰパケットをマスター装置状態確認用端末３０に送信してもよい。この信頼性情報とは、マスター装置１０がマスター装置状態確認用端末３０に送信する信頼性情報と同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、スレーブ装置２０は、マスター装置１０－１の平均パケット到達率を計測し、マスター装置１０－１の平均パケット到達率とその運用期間との情報を含む信頼性情報をマスター装置状態確認用端末３０に送信してもよい。例えば、スレーブ装置２０は、マスター装置１０－２の平均パケット到達率を計測し、マスター装置１０－２の平均パケット到達率とその運用期間との情報を含む信頼性情報をマスター装置状態確認用端末３０に送信してもよい。

スレーブ装置２０は、マスター装置状態確認用端末３０に対して、時刻同期に関する問い合わせを行う。例えば、スレーブ装置２０は、マスター装置状態確認用端末３０に対して、マスター装置１０－１とマスター装置１０－２とのうち、どちらのマスター装置の時刻状態と同期すればよいかの問い合わせをマスター装置状態確認用端末３０に対して行う。そして、スレーブ装置２０は、その問い合わせの結果をマスター装置状態確認用端末３０から受け取り、受け取った問い合わせの結果に基づいて、スレーブ時刻の時刻同期を行う。なお、スレーブ装置２０は、各マスター装置１０の信頼性情報を含む情報をマスター装置状態確認用端末３０に送信することで上記問い合わせを行ってもよい。

マスター装置状態確認用端末３０は、伝送路１００－２を介してマスター装置１０－１に接続され、伝送路１００－４を介してマスター装置１０－１に接続される。マスター装置状態確認用端末３０は、伝送路１００－５を介してスレーブ装置２０に接続される。マスター装置状態確認用端末３０は、伝送路１００－２、伝送路１００－４及び伝送路１００－５などを含む通信ネットワークＮを介して、信頼性情報を含むＰＴＰパケットを受信する。マスター装置状態確認用端末３０は、受信したＰＴＰパケット内の信頼性情報に基づいて、確認対象のマスター装置として設定されている複数のマスター装置１０のそれぞれの信頼性を評価し、信頼性が高いマスター装置（例えば、信頼性が最も高いマスター装置）を選択する。図１に示す例では、マスター装置状態確認用端末３０は、スレーブ装置２０から伝送路１００－５を介して上記問い合わせを受信した場合には、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のうち、信頼性の高い方のマスター装置の情報をスレーブ装置２０に送信する。

以下に、第１の実施形態のスレーブ装置２０の概略構成の一例について、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係るスレーブ装置２０及びマスター装置状態確認用端末３０の構成例を示す図である。

スレーブ装置２０は、例えば、通信部２１と、ＰＴＰ処理部２２と、時刻情報蓄積部２３と、を備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。

通信部２１は、伝送路１００－１，伝送路１００－３を介して、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれと情報を送受する。通信部２１は、伝送路１００－５を介して、マスター装置状態確認用端末３０と情報を送受する。

ＰＴＰ処理部２２は、各マスター装置１０から通信部２１を介してＰＴＰパケットを受信し、その受信したＰＴＰパケットに含まれる基準時刻の情報を時刻情報蓄積部２３にマスター装置１０ごとに保存する。例えば、ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置１０－１から受信したＰＴＰパケットに含まれる第１の時刻情報を、マスター装置１０－１を識別する識別情報に対応付けて時刻情報蓄積部２３に保存する。ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置１０－２から受信したＰＴＰパケットに含まれる第２の時刻情報を、マスター装置１０－２を識別する識別情報に対応付けて時刻情報蓄積部２３に保存する。

ＰＴＰ処理部２２は、ＰＴＰに則って、マスター装置１０とＰＴＰパケットのやり取りを行い、ＰＴＰによる時刻同期を行う。ＰＴＰ処理部２２は、ＰＴＰによる時刻同期を行うにあたって、マスター装置１０－１の信頼性情報及びマスター装置１０－２の信頼性情報を、通信ネットワークＮを介してマスター装置状態確認用端末３０に送信する。

例えば、ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置１０－１の平均パケット到達率及び運用期間を計測する。ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置１０－２の平均パケット到達率及び運用期間を計測する。ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置１０－１の平均パケット到達率及び運用期間と、マスター装置１０－２の平均パケット到達率及び運用期間と、を含むＰＴＰパケットを、伝送路１００－５を介してマスター装置状態確認用端末３０に送信してもよい。

ＰＴＰ処理部２２は、時刻同期に関する問い合わせマスター装置状態確認用端末３０に送信する。時刻同期に関する問い合わせとは、例えばスレーブ時刻をどのマスター装置１０の時刻情報と同期させればよいのかの問い合わせである。ＰＴＰ処理部２２は、複数のマスター装置１０のうち、信頼性の高いマスター装置の時刻情報とＰＴＰによる時刻同期を行う。そのため、ＰＴＰ処理部２２は、時刻同期に関する問い合わせとして、例えば複数のマスター装置のうち、信頼性の高いマスター装置１０がどのマスター装置であるかの問い合わせをマスター装置状態確認用端末３０に送信してもよい。

ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置状態確認用端末３０から問い合わせの結果として、複数のマスター装置１０のうち、いずれかのマスター装置１０を示す情報を受信した場合には、その情報が示すマスター装置１０の時刻情報に、スレーブ時刻を同期させる。例えば、ＰＴＰ処理部２２は、マスター装置状態確認用端末３０から問い合わせの結果として、マスター装置１０の識別情報を受信した場合には、その識別情報に対応する時刻情報を、時刻情報蓄積部２３から取得する。そして、ＰＴＰ処理部２２は、時刻情報蓄積部２３から取得した時刻情報に、スレーブ時刻を同期させる。

時刻情報蓄積部２３には、スレーブ装置２０と通信ネットワークＮを介して通信する複数のマスター装置１０の時刻情報が格納される。図１に示す例では、時刻情報蓄積部２３には、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれの時刻情報がマスター装置１０ごとに格納される。

以下に、第１の実施形態のマスター装置状態確認用端末３０の概略構成の一例について説明する。

マスター装置状態確認用端末３０は、例えば、通信部３１と、ＰＴＰ処理部３２と、演算部３３と、特定リスト情報蓄積部３４とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、またはＲＡＭ等により構成される。

通信部３１は、通信ネットワークＮを介して、マスター装置１０－１、マスター装置１０－２、及びスレーブ装置２０のそれぞれと通信する。図１に示す例では、通信部３１は、伝送路１００－２及び伝送路１００－４を介して、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれと通信する。通信部３１は、伝送路１００－５を介して、スレーブ装置２０と通信する。

ＰＴＰ処理部３２は、通信部３１を介してマスター装置１０－１の信頼性情報及びマスター装置１０－２の信頼性情報を取得する。例えば、ＰＴＰ処理部３２は、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２から受信したＰＴＰパケットにより信頼性情報を取得してもよいし、スレーブ装置２０から受信したＰＴＰパケットにより信頼性情報を取得してもよいし、その両方であってもよい。すなわち、ＰＴＰ処理部３２は、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれの信頼性情報を取得できればよく、その情報がどこから送信されたかは問わない。

演算部３３は、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれの信頼性情報に基づいて、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれの信頼性を評価する。例えば、演算部３３は、マスター装置１０－１の信頼性情報に基づいて、マスター装置１０－１の評価値（以下、「第１の評価値」という。）を求める。例えば、演算部３３は、マスター装置１０－２の信頼性情報に基づいて、マスター装置１０－２の評価値（以下、「第２の評価値」という。）を求める。評価値は、マスター装置１０の信頼性の度合いを表す指標である。評価値は、マスター装置１０の信頼性を示すものであれば、どのような値であってもよい。評価値は、平均パケット到達率であってもよいし、運用期間であってもよいし、平均パケット到達率と運用期間とから求まる値であってもよい。例えば、評価値は、平均パケット到達率と運用期間との積算値である。

演算部３３は、通信ネットワークＮ上の複数のマスター装置１０のそれぞれに対して評価値を求め、求めた複数の評価値を互いに比較する。図１に示す例では、演算部３３は、マスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のそれぞれに対して評価値を求める。評価値が高いほど信頼性が高い場合には、演算部３３は、第１の評価値と第２の評価値とのうち、値が高い方の評価値のマスター装置１０を時刻同期のマスター装置（以下、「時刻同期対象」という。）として選択する。なお、評価値が低いほど信頼性が高い場合には、演算部３３は、第１の評価値と第２の評価値とのうち、値が低い方の評価値のマスター装置１０を時刻同期のマスター装置（以下、「時刻同期対象」という。）として選択する。演算部３３は、スレーブ装置２０からの問い合わせを受信した場合には、時刻同期対象として決定したマスター装置１０の情報をスレーブ装置２０に送信する。

以下に、第１の実施形態におけるマスター装置状態確認用端末３０の時刻同期対象を選択する処理の流れについて説明する。図３は、第１の実施形態におけるマスター装置状態確認用端末３０の時刻同期対象を選択する処理のフローチャートである。

マスター装置状態確認用端末３０は、通信ネットワークＮ上にある複数のマスター装置１０と通信したり、通信ネットワークＮ上にあるスレーブ装置２０と通信したりするなどして、複数のマスター装置１０の信頼性情報を含むＰＴＰパケットを取得する。

マスター装置状態確認用端末３０は、信頼性情報に基づいて、マスター装置１０のそれぞれの評価値を算出する（ステップＳ１０１）。例えば、マスター装置状態確認用端末３０は、マスター装置１０－１の評価値と、マスター装置１０－２の評価値と、を算出する。そして、マスター装置状態確認用端末３０は、マスター装置１０－１の評価値（以下、「第１の評価値」という。）と、マスター装置１０－２の評価値（以下、「第２の評価値」という。）と、を比較する。例えば、マスター装置状態確認用端末３０は、第１の評価値と第２の評価値との差の絶対値が基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

例えば、マスター装置状態確認用端末３０は、第１の評価値と第２の評価値との差の絶対値が基準値以上である場合には、第１の評価値と第２の評価値との大小を比較する（ステップＳ１０３）。マスター装置状態確認用端末３０は、第１の評価値が第２の評価値よりも大きい場合には、時刻同期対象としてマスター装置１０－１を選択する（ステップＳ１０４）。マスター装置状態確認用端末３０は、第２の評価値が第１の評価値よりも大きい場合には、時刻同期対象としてマスター装置１０－２を選択する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０２において、マスター装置状態確認用端末３０は、第１の評価値と第２の評価値との差の絶対値が基準値未満である場合には、公知のＢＭＣＡアルゴリズムを用いてマスター装置１０－１及びマスター装置１０－２のいずれかのマスター装置を時刻同期対象として選択する（ステップＳ１０６）。

マスター装置状態確認用端末３０は、時刻同期対象として選択したマスター装置１０の情報（例えば、識別情報）をスレーブ装置２０に送信する（ステップＳ１０７）。

以上説明した第１の実施形態の時刻同期システム１は、通信ネットワークＮ上に配置された複数のマスター装置１０のそれぞれの信頼性を評価し、より信頼性の高いマスター装置１０の基準時刻にスレーブ装置２０の時刻を同期させることで、信頼性の低いマスター装置１０の基準時刻にスレーブ装置２０の時刻が同期することを抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の時刻同期システム１Ａについて説明する。以下の説明において、第１の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。

第２の実施形態の時刻同期システム１Ａは、第１の実施形態と比較して、時刻同期対象から除外するマスター装置１０の一覧表（以下、「特定除外リスト」という。）を有する点が異なる。

図４は、第２の実施形態に係る時刻同期システム１Ａの構成例を示す図である。時刻同期システム１Ａは、例えば、３台のマスター装置１０（マスター装置１０－１～１０－３）と、１台のスレーブ装置２０と、１台のマスター装置状態確認用端末３０Ａと、を備える。なお、時刻同期システム１Ａは、マスター装置１０の台数には限定されず、４台以上のマスター装置１０を有してもよい。時刻同期システム１Ａは、スレーブ装置２０の台数には限定されず、２台以上の複数のスレーブ装置２０を有してもよい。時刻同期システム１Ａは、第１の実施形態と同様に、２台以上のマスター装置１０と１台以上のスレーブ装置２０との間において、ＰＴＰを利用してマスター装置１０の時刻にスレーブ装置２０の時刻を同期させる。

図５は、第２の実施形態に係るマスター装置状態確認用端末３０Ａの構成例を示す図である。マスター装置状態確認用端末３０Ａは、例えば、通信部３１と、ＰＴＰ処理部３２と、演算部３３Ａと、特定リスト情報蓄積部３４と、を備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、またはＲＡＭ等により構成される。

特定リスト情報蓄積部３４には、時刻同期対象から除外するマスター装置１０の情報（
例えば、識別情報）が格納されている。例えば、特定リスト情報蓄積部３４には、時刻同期対象から除外するマスター装置１０の情報が格納されている。一例として、特定リスト情報蓄積部３４には、時刻同期対象から除外するマスター装置１０の一覧表である特定除外リストが格納されている。

演算部３３Ａは、時刻同期対象を選択するにあたって、特定除外リストにあるマスター装置１０を、時刻同期対象から除外してもよい。演算部３３Ａにおける評価値の算出方法及び時刻同期対象の決定方法は、第１の実施形態の演算部３３と同様の方法である。

以下に、第２の実施形態におけるマスター装置状態確認用端末３０Ａの時刻同期対象を選択する処理の流れについて説明する。図６は、第２の実施形態におけるマスター装置状態確認用端末３０Ａの時刻同期対象を選択する処理のフローチャートである。マスター装置１０－１～１０－３は、マスター装置状態確認用端末３０Ａの確認対象のマスター装置として設定されている。また、マスター装置１０－２は、試験運用中の装置であり、特定除外リストが含まれている。

マスター装置状態確認用端末３０Ａは、通信ネットワークＮ上にある複数のマスター装置１０－１～１０－３と通信したり、通信ネットワークＮ上にあるスレーブ装置２０と通信したりするなどして、マスター装置１０－１～１０－３の信頼性情報を取得する。マスター装置状態確認用端末３０Ａは、特定リスト情報蓄積部３４に格納されている特定除外リストに、確認対象のマスター装置の情報があるか否かを照合する（ステップＳ２０１）。マスター装置状態確認用端末３０Ａは、特定リスト情報蓄積部３４に格納されている特定除外リスト内に、確認対象のマスター装置１０の情報が含まれている場合には、そのマスター装置１０を時刻同期対象から除外し（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０３の処理を行う。マスター装置１０－２の情報は、特定除外リストに含まれている。そのため、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、マスター装置１０－２を時刻同期対象から除外する。

マスター装置状態確認用端末３０Ａは、特定リスト情報蓄積部３４に格納されている特定除外リスト内に、確認対象のマスター装置１０の情報が含まれていない場合には、ステップＳ２０２の処理を実行せずに、ステップＳ２０３の処理を行う。

ステップＳ２０３の処理では、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、確認対象のマスター装置１０であって、特定除外リストに含まれていないマスター装置１０－１及びマスター装置１０－３の各評価値を算出する。例えば、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、マスター装置１０－１の第１の評価値と、マスター装置１０－３の評価値（以下、「第３の評価値」という。）と、を算出する。そして、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、マスター装置１０－１の第１の評価値と、マスター装置１０－３の第３の評価値と、を比較する。

例えば、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、第１の評価値と第３の評価値との差の絶対値が基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。例えば、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、第１の評価値と第２の評価値との差の絶対値が基準値以上である場合には、第１の評価値と第３の評価値との大小を比較する（ステップＳ２０５）。マスター装置状態確認用端末３０Ａは、第１の評価値が第３の評価値よりも大きい場合には、時刻同期対象としてマスター装置１０－１を選択する（ステップＳ２０６）。マスター装置状態確認用端末３０Ａは、第３の評価値が第１の評価値よりも大きい場合には、時刻同期対象としてマスター装置１０－３を選択する（ステップＳ２０７）。

ステップＳ２０４において、マスター装置状態確認用端末３０Ａは、第１の評価値と第３の評価値との差の絶対値が基準値未満である場合には、公知のＢＭＣＡアルゴリズムを用いてマスター装置１０－１及びマスター装置１０－３のいずれかのマスター装置を時刻同期対象として選択する（ステップＳ２０８）。マスター装置状態確認用端末３０Ａは、時刻同期対象として選択したマスター装置１０の情報（例えば、識別情報）をスレーブ装置２０に送信する（ステップＳ２０９）。

以上説明した第２の実施形態の時刻同期システム１Ａでは、第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、試験運用のマスター装置１０を時刻同期対象から除外することで、望ましくない時刻同期を防ぐことができる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の時刻同期システム１Ｂについて説明する。以下の説明において、第１の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。

図７に示すように、時刻同期システム１Ｂは、例えば、３台のマスター装置１０（マスター装置１０－１～１０－３）と、１台のスレーブ装置２０と、複数台のマスター装置状態確認用端末３０Ｂと、を備える。時刻同期システム１Ｂは、２台以上のマスター装置１０と１台以上のスレーブ装置２０との間において、ＰＴＰを利用してマスター装置１０の時刻にスレーブ装置２０の時刻を同期させる。なお、以下に説明する例として、時刻同期システム１Ｂは、４台のマスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１～３０Ｂ－４を備える。

マスター装置１０－１～１０－３は、複数の伝送路１００を介して、マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１～３０Ｂ－４に接続される。

マスター装置状態確認用端末３０Ｂは、電源が起動して通信ネットワークＮ上に配置された場合には、すでに通信ネットワークＮ上に配置されているその他のマスター装置状態確認用端末Ｂから時刻同期対象の情報を取得してもよい。なお、マスター装置状態確認用端末３０Ｂにおける評価値の算出方法及び時刻同期対象の決定方法は、第１の実施形態と同様である。

図８は、第３の実施形態に係るマスター装置状態確認用端末３０Ｂの構成例を示す図である。マスター装置状態確認用端末３０Ｂは、例えば、通信部３１と、ＰＴＰ処理部３２Ｂと、演算部３３Ｂと、特定リスト情報蓄積部３４と、を備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、またはＲＡＭ等により構成される。

ＰＴＰ処理部３２Ｂは、自身のマスター装置状態確認用端末３０Ｂ（以下、「自端末」という。）の電源が起動して通信ネットワークＮ上に配置された場合には、他のマスター装置状態確認用端末３０Ｂ（以下、「他端末」という。）が選択した時刻同期対象の情報を、他端末から受信する。ＰＴＰ処理部３２Ｂは、受信した時刻同期対象の情報を演算部３３Ｂに送信する。複数の他端末が通信ネットワークＮ上に配置されている場合には、ＰＴＰ処理部３２Ｂは、他端末ごとに時刻同期対象の情報を受信して、演算部３３Ｂに送信する。ＰＴＰ処理部３２Ｂは、他端末が通信ネットワークＮ上に存在しない場合には、ＰＴＰ処理部３２と同様の動作を行う。

演算部３３Ｂは、自端末の電源が起動した場合において、ＰＴＰ処理部３２Ｂから複数の時刻同期対象の情報を受信した場合には、多数決論理で時刻同期対象を選択する。ただし、演算部３３Ｂは、多数決論理で時刻同期対象を選択できない場合には、複数の時刻同期対象のそれぞれの運用期間の長さを比較し、比較結果に基づいて時刻同期対象を選択する。例えば、演算部３３Ｂは、運用期間が最も長い時刻同期対象を選択する。演算部３３Ｂは、選択した時刻同期対象の情報をスレーブ装置２０に送信する。なお、演算部３３Ｂは、自端末が既に通信ネットワークＮ上に配置されている場合や他端末が存在しない場合には、演算部３３又は演算部３３Ａと同様の方法で評価値を求めて時刻同期対象を選択する。

以下に、第３の実施形態における電源起動直後のマスター装置状態確認用端末３０Ｂの時刻同期対象の選択処理の流れについて説明する。図９は、第３の実施形態におけるマスター装置状態確認用端末３０Ｂの時刻同期対象を選択する処理のフローチャートである。マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１は、通信ネットワークＮに初めて接続し、電源起動直後の状態である。マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－２～３０Ｂ－４は、通信ネットワークＮに対して既に接続されており、マスター装置１０－１～１０－３から信頼性情報を含むＰＴＰパケットを取得して時刻同期対象を選択した状態である。

マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１は、電源が起動して通信ネットワークＮに接続された場合には、マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－２～３０Ｂ－４のそれぞれが選択した時刻同期対象の情報を、マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－２～３０Ｂ－４のそれぞれから受信する（ステップＳ３０１）。

マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１は、受信した複数の時刻同期対象の情報に対して多数決処理を実施し（ステップＳ３０２）、多数決論理により、複数の時刻同期対象の中から１つの時刻同期対象を選択する。マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１は、多数決処理により１つの時刻同期対象を選択できたか否かを判定し（ステップＳ３０３）、選択できた場合には、ステップＳ３０５の処理に移行する。マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１は、ステップＳ３０３において１つの時刻同期対象を選択できないと判定した場合には、受信した複数の時刻同期対象の中で運用期間が最も長い時刻同期対象を選択する（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０５では、マスター装置状態確認用端末３０Ｂ－１は、スレーブ装置２０からの問い合わせを受信した場合には、選択した時刻同期対象の情報をスレーブ装置２０に送信する。

以上説明した第３の実施形態の時刻同期システム１Ｂでは、第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、マスター装置状態確認用端末３０Ｂが起動して通信ネットワークＮに接続された際には通信ネットワークＮにすでに接続されている他のマスター装置状態確認用端末３０Ｂから時刻同期対象の情報を受信することで同期先確立時間を早めることができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、マスター装置１０の信頼性の度合いを示す評価値をマスター装置１０ごとに求めるマスター装置状態確認用端末３０と、複数のマスター装置１０のうち評価値が最も高いマスター装置１０の基準時刻に同期するスレーブ装置２０とを持つことにより、信頼性の低いマスター装置の基準時刻にスレーブ装置の時刻が同期することを抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１，１Ａ，１Ｂ…時刻同期システム、１０…マスター装置、２０‥スレーブ装置、３０，３０Ａ，３０Ｂ…マスター装置状態確認用端末

Claims

通信ネットワーク上に配置され、基準時刻を有する複数台のマスター装置と、
前記通信ネットワーク上に配置され、前記マスター装置の信頼性の度合いを示す評価値を前記マスター装置ごとに求める１台以上のマスター装置状態確認用端末と、
前記通信ネットワーク上に配置され、前記複数台のマスター装置のうち前記評価値が最も高い前記マスター装置の前記基準時刻に同期する１台以上のスレーブ装置と、
を備える時刻同期システム。
前記マスター装置状態確認用端末は、前記評価値が最も高い前記マスター装置を時刻同期対象として選択し、選択した前記時刻同期対象の情報を前記スレーブ装置に送信し、
前記スレーブ装置は、前記マスター装置状態確認用端末から受信した前記時刻同期対象の前記マスター装置の前記基準時刻に同期する、
請求項１に記載の時刻同期システム。
前記スレーブ装置は、前記複数台のマスター装置のそれぞれから前記基準時刻を含むＰＴＰパケットを受信し、
前記マスター装置状態確認用端末は、前記マスター装置から前記スレーブ装置への平均パケット到達率と前記マスター装置の運用期間との積算値を前記評価値として算出する、
請求項２に記載の時刻同期システム。
前記マスター装置状態確認用端末は、特定の前記マスター装置の情報である特定リストを有し、前記特定リストに含まれる前記マスター装置を前記時刻同期対象から除外する、
請求項２又は３に記載の時刻同期システム。
前記通信ネットワークに接続されていない前記マスター装置状態確認用端末は、起動して前記通信ネットワークに接続した場合には、前記通信ネットワークに接続されている１台以上の前記マスター装置状態確認用端末から前記時刻同期対象を受信し、受信した前記時刻同期対象の中から多数決論理で１つの前記時刻同期対象を選択する、
請求項２から４のいずれか一項に記載の時刻同期システム。