JP3515056B2 - 時刻同期システム及び伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークから
基準となる時刻を受け、その時刻によりスケジュール管
理を行うようなアプリケーションに適用することを目的
に、信頼性の高い、安定な基準時刻を供給することを可
能にする時刻同期システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークを使用して時刻を供給する
場合、時刻の基準となる秒信号と、時分秒などの時刻情
報の両方を、ネットワークを利用して転送する。また、
ノード間で時刻情報を送受信して、ノード間で時刻同期
を確立する。

【０００３】ノード間で時刻情報を送受信する場合、通
常、時刻情報の送信と受信に２本のファイバを使用す
る。このため、２ファイバリングネットワークでは、右
か左のどちらかの回り方で、順次ノード間の同期をとる
こととなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術による
と、片方の回り方で２ファイバ必要であるため、リング
の利点を活かして右回りと左回りで両方から順次同期を
とるには、４ファイバリングネットワークにしなければ
ならないという問題点がある。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、２ファイバリングネットワークで、右回りと左回
りで順次時刻同期を確立することを可能とする時刻同期
システム及び伝送装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、時刻マスタと時刻スレーブ間で時刻情報を送受信す
ることにより時刻差を求め、その時刻差を用いて時刻ス
レーブ側で補正された時刻情報を得る時刻同期方法を用
いた時刻同期システムであって、ノード内の複数の系の
時刻供給装置を２系統の伝送媒体で接続して複数ノード
からなるリングネットワークを構成し、各ノードにおい
て、対向する片側のノードに対して前記２系統の伝送媒
体のそれぞれを送信、受信に割当て、前記複数の系の時
刻供給装置の各々から前記対向する片側のノードに送信
される時刻情報を前記送信に割り当てられた伝送媒体で
送信し、前記複数の系の時刻供給装置の各々が前記対向
する片側のノードから受信する時刻情報は前記受信に割
り当てられた伝送媒体から受信するようにする。

【０００７】本発明によれば、上記の時刻同期方法を用
いた複数の系の時刻供給装置間をリングネットワークに
おいて接続する場合でも複数に系の送受信分の伝送媒体
（例えば、第１系と第２系がある場合には４系統の伝送
媒体）を必要とすることはなくなり、２系統の伝送媒体
でリングネットワークにおける時刻同期システムを構成
することが可能となる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１の記載
において、前記リングネットワークにおいて、リング内
の任意のノードを時刻マスタとし、その他のノードを時
刻スレーブとし、右回りと左回りで時刻分配を行う。

【０００９】本発明によれば、各ノードでは、右回りに
より得られた時刻情報と左回りにより得られた時刻情報
の両方を使用することができるので、例えば、初期状態
で右回りで時刻が伝送されている複合、この方向での上
位ノードとの伝送路が故障して時刻情報が途絶えても、
左回りで時刻が供給されるので、通常の片方回りの時刻
同期システムより高い信頼性を確保しながら正確な時刻
を供給することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
の記載において、前記リングネットワークで使用する伝
送方式の多重化フォーマットにおいて一般情報に影響を
与えない領域内に、前記時刻情報を各系それぞれ独立に
設けたものである。

【００１１】本発明によれば、ノード間の時刻情報の送
受信には、例えば右回り用と左回り用時刻情報に対して
別々の伝送エリアを使用することとなり、各系の時計は
独立に制御される。例えば、第１系時計が故障している
場合でも、伝送媒体が正常であれば、第２系時計は独立
に制御されているので、第１系の故障は波及しない。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３の記載
において、前記伝送方式はＳＤＨ伝送方式であり、前記
時刻情報をセクションオーバーヘッド内に設けたもので
ある。

【００１３】本発明によれば、請求項３と実質的に同様
な作用効果を奏する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、時刻マスタと時
刻スレーブ間で時刻情報を送受信することにより時刻差
を求め、その時刻差を用いて時刻スレーブ側で補正され
た時刻情報を得る時刻同期方法に基づき動作する複数の
系の時刻供給装置を備え、前記複数の系の時刻供給装置
の各々から対向するノードに送信される時刻情報を一つ
の伝送媒体で送信し、前記複数の系の時刻供給装置の各
々が前記対向するノードから受信する時刻情報を他の一
つの伝送媒体から受信する手段を有する。

【００１５】本発明の伝送装置を用いることにより、上
述した本発明による時刻同期システムを構築することが
できる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項５の記載
において、前記伝送装置の伝送方式の多重化フォーマッ
トにおいて一般情報に影響を与えない領域内に、前記時
刻情報を各系それぞれ独立に設ける手段を有する。

【００１７】請求項７に記載の発明は、請求項６の記載
において、前記伝送方式はＳＤＨ伝送方式であり、前記
時刻情報をセクションオーバーヘッド内に設ける手段を
有する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に、時刻同期システムの構成
例を示す。ノード間は、２系統の伝送媒体で接続され、
図１のノード１は、ノード２との間の送受信伝送路によ
りノード２に接続される。各ノード内には時計（時刻供
給装置）が設置される。ここで、“ノード”は、時計を
有する伝送装置又は時計を有する伝送局の意味で使用す
る。

【００１９】図１において、ノード１をマスタノードと
すれば、ノード２の時計２は、ノード１の時計１を基準
に、時刻を補正する。ノード３の時計３は同様に、ノー
ド２の時計２を基準に、時刻を補正する。これを順次繰
り返すことにより、複数のノード間で時刻同期を確立す
る。

【００２０】図２に、後述する本発明の実施例で用いら
れ、各ノードに設置される時計（時刻供給装置）の構成
を示す。

【００２１】時計は、時刻発生部１１、時刻差測定部１
３、時刻補正部１５、送信部１７、受信部１９を有す
る。送信部１７と受信部１９は伝送端局装置内に有して
いてもよい。また、図２に示す時計は伝送端局装置とと
もに伝送装置を構成する。次に動作を説明する。

【００２２】時刻発生部１１は内部に基準発振器を内蔵
し、それを基準に１秒信号を発生する。１秒信号は、時
刻補正部１５に入力される。

【００２３】時刻補正部１５からの１秒信号は、３系統
に分岐され、一つは、出力１秒信号となり、その時計を
有するノード内で使用される。もう一つは、送信１秒信
号となり送信部１７を介して、対向するノードに送られ
る。３系統目の送信１秒信号は、時刻差測定部１３に入
力される。

【００２４】時刻差測定部１３は、対向ノードからの受
信１秒信号と、時刻発生部１３からの送信１秒信号との
時刻差を測定し、その結果をデータとして時刻補正部１
５に送信する。同時に、その自ノードでの時刻差はデー
タとして、対向ノードに送られる。

【００２５】時刻補正部１５は、時刻差測定部１３から
の時刻差データと、対向ノードで測定された時刻差デー
タを受け、時刻発生部１１からの１秒信号と、対向ノー
ドの１秒信号との時刻差を計算し、時刻差を補正後、出
力１秒信号を出力する。以下、秒信号間の時間関係につ
いて詳細に説明する。

【００２６】図３に秒信号間の時間関係を示す。Ｔ１
は、マスタノード側で判定される、マスタノード側の時
計（時刻補正部）の送信１秒信号（１ＰＰＳ−ＭＳ）
と、スレーブノード側の時計（時刻補正部）からの受信
１秒信号（１ＰＰＳ−ＳＲ）との時刻差であり、Ｔ２
は、スレーブノード側で測定される、スレーブノード側
の時計の送信１秒信号（１ＰＰＳ−ＳＳ）と、マスタノ
ード側の時計からの受信基準１秒信号（１ＰＰＳ−Ｍ
Ｒ）との時刻差である。

【００２７】マスタノード側では、時刻補正は行わず、
時刻差測定部で測定されたＴ１を、スレーブノードに転
送する。

【００２８】スレーブノード側では、時間差に従って時
計の時刻補正を行う。図３では、時刻マスタから時刻ス
レーブまでの伝送遅延時間は、ｔ１、逆方向の遅延時間
は、ｔ２である。ｔ１とｔ２が等しい場合、（Ｔｌ−Ｔ
２）／２（図３におけるΔ）はマスタノード側の時計と
スレーブノード側の時計の時刻差を表している。マスタ
ノード例の時計で計測されたＴ１は、送信部の通信機能
により、マスタノードからスレーブノードに転送され、
スレーブノード側で、上記の演算が行われる。これによ
り、スレーブノード側での時刻差測定部は、マスタノー
ド側の時計とスレーブノード側の時計の時刻差を計算
し、時刻を補正することができる。

【００２９】このスレーブノードは、他のノードに対し
てはマスタノードの役割を有する。そのため、他のノー
ドに対しては補正された時刻を送信することと、時刻差
測定部で測定された他のノードとの時刻差（Ｔ１に相
当）を、他のノードに転送する。これにより、スレーブ
ノードが多段に接続された場合にも、時刻同期を順次確
立することができる。なお、上記の時計をスレーブとし
て有する装置を時刻スレーブ、マスタとして有する装置
を時刻マスタと称する。

【００３０】図１の例において、ノード１に設置された
時計をマスタ時計、ノード２に設置された時計をスレー
ブ時計とすれば、上述の演算をノード２で行うことで、
時計２を時計１に時刻同期することができる。さらに、
ノード２に設置された時計に対して、ノード３に設置さ
れた持計をスレーブ時計とすれば、上述の演算をノード
３で行うことで、時計３を時計２に時刻同期することが
できる。この時刻同期プロセスを順次行うことで、多数
のノードが接続されるネットワークにおいても、全ノー
ドの時計を一つのマスタ時計に時刻同期することができ
る。

【００３１】図４は、リングネットワークにおける時計
間の時刻転送構成の例を示す図である。この構成では、
各ノードには、第１系の時計（時計Ｐ）と第２系の時計
（時計Ｓ）が設置されている。時計間は、第１系時計用
の時刻転送リングと、第２系時計用の時刻転送リングで
接続されている。

【００３２】図１、図２の構成を採用すれば、それぞれ
のリングに２系統の伝送媒体が必要となり、図４の構成
では、全体で４系統の伝送媒体が必要となるが、以下で
説明する本発明の実施例では、図４の構成を２系統の媒
体で構成する例を示す。

【００３３】図５に、本発明の一実施例における２系統
の媒体での構成を示す。図５では、図４のリングの構成
から、ノード１、ノード２、ノード３を抽出し、ノード
間の接続を示す。本実施例では、ノード１をマスタノー
ドとして、ノード１内の時計１Ｐと時計１Ｓをそれぞれ
第１系時計のマスタ、第２系時計のマスタとしている。

【００３４】第１系時計（時計Ｐ）の時刻転送方向は、
ノード１→ノード２→ノード３とし、第２系時計（時計
Ｓ）の時刻転送方向は、ノード１からリングを第１系と
は逆方向で回り、ノード３→ノード２とする。

【００３５】図１、図２で説明した時刻同期方法を用い
た場合のノード間の時刻情報は、第１系で送受信の２種
類、第２系でも送受信の２種類ある。本発明では、これ
らの情報を転送方向でまとめ、２種類を多重化すること
で、２系統の伝送媒体で時刻転送を可能にする。

【００３６】すなわち、ノード１とノード２の間では、
第１系時計用の時刻情報ａ、ｂと、第２系時計用の時刻
情報ｃ、ｄが必要である。ここでａ、ｃはともに、ノー
ド１からノード２の向きに転送されるので、これらを伝
送媒体Ｒで転送し、ｂ、ｄを伝送媒体Ｌで転送する。な
お、このような転送を行うために、図２における送信部
及び受信部が用いられる。

【００３７】時刻情報の転送は、例えば、図２における
送信部及び受信部をＳＤＨ（Synchronous Digital Hier
archy）系伝送装置とすることにより実現することがで
きる。

【００３８】図６にＳＤＨ系装置で使用されているフレ
ームフォーマットを示す。このフレームは、ＳＯＨ（セ
クションオーバーヘッド）と呼ばれるネットワーク管理
情報部分と、Ｐａｙｌｏａｄと呼ばれる一般情報部分か
ら構成される。本実施例では、時刻情報は、一般情報に
影響を与えないように、ＳＯＨ内に重畳することとす
る。ＳＯＨ内で記号の書かれているバイト領域は、すで
に標準化され、使用方法が決まっているところである。
この中で、Ｄ３からＤ１２までの領域はＤＣＣ（Data C
ommunication Channel）と呼ばれ、多重化区間（ここで
は、伝送装置間）のネットワーク管理用の通信に使用す
ることができる。本実施例では、時刻情報転送に、Ｄ
４、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ８を使用する。

【００３９】Ｄ４は第１系時計の時刻マーカ、Ｄ７は第
２系時計の時刻マーカ、Ｄ５は第１系時計の時刻情報、
Ｄ８は第２系時計の時刻情報を転送する。時刻マーカと
は、前述した基準１秒信号や時刻差であり、時刻情報と
は時分秒等の時刻を表す情報である。なお、本明細書に
おいて、時刻情報との用語は、時刻マーカと上記時刻情
報とを含む意味で使用する場合がある。

【００４０】本発明は、上記の実施例に限定されること
なく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能であ
る。例えば、上記の実施例では第１系と第２系がある場
合を示したが、より多くの系がある場合でも、本発明を
適用して同じ転送方向の情報を同じ伝送媒体にまとめる
ことにより、２ファイバリングネットワークとして構成
することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、２ファイバリングネッ
トワークにおいて、右回りと左回りで順次時刻同期を確
立することが可能となる。

【００４２】また、第１系と第２系時計の情報を別の領
域で転送することで、２種類の時計は独立に制御され
る。例えば、第１系時計が故障している場合でも、伝送
媒体が正常であれば、第２系時計は独立に制御されてい
るので、第１系の故障は波及しない。すなわち、本発明
を使用することで、各ノードは高い信頼度で、マスタノ
ードとの時刻同期を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】時刻同期システムの構成例を示す図である。

【図２】各ノードに設置される時計の構成を示す図であ
る。

【図３】秒信号間の時間関係を示す図である。

【図４】４系統の伝送媒体を用いたリングネットワーク
における時計間の時刻転送構成の例を示す図である。

【図５】本発明の一実施例において２系統の媒体を用い
たリングネットワークにおける時計間の時刻転送構成の
例を示す図である。

【図６】ＳＤＨ系装置で使用されているフレームフォー
マットを示す図である。

【符号の説明】

１１ 時刻発生部 １３ 時刻差測定部 １５ 時刻補正部 １７ 送信部 １９ 受信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 太一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 エヌ・ティ・ティ・コミュニケーション ズ株式会社内 (72)発明者 丸山 秀一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 エヌ・ティ・ティ・コミュニケーション ズ株式会社内 (72)発明者 木原 雅巳 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 ▲芦▼ 賢浩 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 通信事業部内 (72)発明者 稲田 学 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 通信事業部内 (56)参考文献 特開 昭61−6954（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−164609（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−284141（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 7/00 G04G 5/00 H04L 12/437

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時刻マスタと時刻スレーブ間で時刻情報
   を送受信することにより時刻差を求め、その時刻差を用
   いて時刻スレーブ側で補正された時刻情報を得る時刻同
   期方法を用いた時刻同期システムであって、 ノード内の複数の系の時刻供給装置を２系統の伝送媒体
   で接続して複数ノードからなるリングネットワークを構
   成し、 各ノードにおいて、対向する片側のノードに対して前記
   ２系統の伝送媒体のそれぞれを送信、受信に割当て、 前記複数の系の時刻供給装置の各々から前記対向する片
   側のノードに送信される時刻情報を前記送信に割り当て
   られた伝送媒体で送信し、前記複数の系の時刻供給装置
   の各々が前記対向する片側のノードから受信する時刻情
   報は前記受信に割り当てられた伝送媒体から受信するこ
   とを特徴とする時刻同期システム。
2. 【請求項２】 前記リングネットワークにおいて、リン
   グ内の任意のノードを時刻マスタとし、その他のノード
   を時刻スレーブとし、右回りと左回りで時刻分配を行う
   請求項１に記載の時刻同期システム。
3. 【請求項３】 前記リングネットワークで使用する伝送
   方式の多重化フォーマットにおいて一般情報に影響を与
   えない領域内に、前記時刻情報を各系それぞれ独立に設
   けた請求項１又は２に記載の時刻同期システム。
4. 【請求項４】 前記伝送方式はＳＤＨ伝送方式であり、
   前記時刻情報をセクションオーバーヘッド内に設けた請
   求項３に記載の時刻同期システム。
5. 【請求項５】 時刻マスタと時刻スレーブ間で時刻情報
   を送受信することにより時刻差を求め、その時刻差を用
   いて時刻スレーブ側で補正された時刻情報を得る時刻同
   期方法に基づき動作する複数の系の時刻供給装置を備
   え、 前記複数の系の時刻供給装置の各々から対向するノード
   に送信される時刻情報を一つの伝送媒体で送信し、前記
   複数の系の時刻供給装置の各々が前記対向するノードか
   ら受信する時刻情報を他の一つの伝送媒体から受信する
   手段を有することを特徴とする伝送装置。
6. 【請求項６】 前記伝送装置の伝送方式の多重化フォー
   マットにおいて一般情報に影響を与えない領域内に、前
   記時刻情報を各系それぞれ独立に設ける手段を有する請
   求項５に記載の伝送装置。
7. 【請求項７】 前記伝送方式はＳＤＨ伝送方式であり、
   前記時刻情報をセクションオーバーヘッド内に設ける手
   段を有する請求項６に記載の伝送装置。