JP5595529B2 - 通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、冗長化された通信回線で接続された通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラムに関する。

高精度時刻同期プロトコルIEEE（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）1588規格では、複数のノードがネットワーク上で時刻情報を交換することにより、ネットワークに接続された複数のノード間で時刻情報を共有することが可能である。このIEEE1588規格に準拠した各ノードは隣接したノードから時刻情報を受信した際に通信経路の伝播遅延を考慮して時刻情報を補正し、時刻情報の伝播遅延による誤差の発生を防ぎ、高精度の同期を実現する。従って、通信経路上の伝播遅延の測定は正確に行われなければならない。

一方、通信経路上の耐障害性を高めるため、ノード間の通信経路を複数の回線で構成した冗長化システムが考えられている。

特開２００１−１１９３４５号公報は、ＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側終端装置）とスターカプラとの間を冗長化された２本の光ファイバーで接続した光通信システムを開示している（特許文献１）。

国際公開第２００８／１２６１６２号は、ＯＬＴが一定時間ＯＮＵ（Optical Network Unit：利用者側終端装置）からの上り信号を受信しなかった場合に、使用回線を現用系光ファイバーから予備系の光ファイバーに切り替えるプロテクションシステムを開示している（特許文献２）。

特開２００１−１１９３４５号公報（図１） 国際公開第２００８／１２６１６２号（図１）

このような従来のプロテクションシステムでは、状況によって通信経路を切り替えてしまう。そのため、時刻同期中に通信経路の切り替えが発生すると、遅延時間が変化し、受信ノードで補正される時刻情報に大きな誤差が生じる可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回線切替時の時刻同期精度を高めることが可能な通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の時刻同期方法は、現用系の回線と予備系の回線とを含む複数の物理回線を介して、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが接続された第１のネットワークと、前記ＯＮＵに接続された第２のネットワークとを備えたプロテクション切替を行う通信システムの時刻同期方法であって、前記ＯＬＴが前記ＯＮＵへ同期信号を送信し、前記ＯＮＵが受信した前記同期信号を用いて自装置のクロックを前記ＯＬＴのクロックに同期させるステップと、時刻情報とタイミング情報とが指定された同期指令を前記ＯＬＴが前記ＯＮＵへ送信するステップと、前記ＯＬＴが前記現用系の回線における上り信号の通信障害を検出した場合には、前記現用系の回線に替えて前記予備系の回線を新たな現用系の回線として使用するプロテクション切替を行う切替ステップと、前記ＯＮＵが、前記ＯＬＴから送信される下り信号に基づいて前記プロテクション切替の切替条件を検出しなかった場合には、前記ＯＮＵのクロックと前記タイミング情報に基づいて前記同期指令に含まれる時刻情報を補正して前記第２のネットワークへ送信する同期処理を実行し、前記プロテクション切替を検出または前記ＯＬＴから切替通知を受信した場合には前記ＯＮＵのクロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行する時刻同期ステップと、を備えたものである。

また、この発明による子局装置は、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して親局装置と接続され、前記親局装置と同期を取るための同期信号および第２のネットワークへ転送される時刻情報を有する同期指令を受信する受信器と、前記親局装置から受信した前記同期信号に同期して時刻を計測するクロックと、前記同期指令から前記時刻情報とタイミング情報とを抽出し、前記タイミング情報と前記クロックの出力時刻に基づいて前記時刻情報を補正する同期処理を行うとともに、前記親局装置との通信において前記第１のネットワークにおける回線切替の切替要因を検出または前記親局装置から切替通知を受信した場合には、前記クロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する制御装置と、前記第２のネットワークに接続され、前記制御装置により補正された前記時刻情報を前記第２のネットワークの同期メッセージとして送信するインタフェース装置と、を備えたものである。

また、この発明による親局装置は、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して子局装置に接続された第２のネットワークへ時刻情報を送信する親局装置であって、前記第１のネットワークに接続された複数の送受信器と、前記第１のネットワーク上の送受信タイミングの同期に用いられる同期信号を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信するとともに、前記送受信器で受信される上り信号に基づき前記冗長回線のうちの現用系の回線に障害が発生した場合に、予備系の回線を新たな現用系の回線として使用する回線切替を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第２のネットワークへ送信する時刻情報および前記第１のネットワークにおけるタイミング情報を有する同期指令を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信し、前記回線切替を行った場合には、前記時刻情報を前記新たな現用系の回線の遅延時間で補償する処理を実行することを特徴とするものである。

また、この発明の制御装置は、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して親局装置と接続され、前記親局装置と同期を取るための同期信号および第２のネットワークへ転送される時刻情報を有する同期指令を受信する子局装置の制御装置であって、前記同期指令から前記時刻情報とタイミング情報とを抽出し、前記タイミング情報と前記子局装置のローカルクロックの出力時刻に基づいて前記時刻情報を補正する同期処理を行うとともに、前記親局装置との通信において前記第１のネットワークにおける通信障害を検出または前記親局装置から切替を通知する信号を受信した場合には、前記ローカルクロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行することを特徴とするものである。

また、この発明の制御装置の１つは、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークに接続された送受信器を介して子局装置に接続された第２のネットワークへ時刻情報を送信する親局装置の制御装置であって、前記第１のネットワーク上の送受信タイミングの同期に用いられる同期信号を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信するとともに、前記送受信器で受信される上り信号に基づき前記冗長回線のうちの現用系の回線に障害が発生した場合に、予備系の回線を新たな現用系の回線として使用する回線切替を行い、前記第２のネットワークへ送信する時刻情報および前記第１のネットワークにおけるタイミング情報を有する同期指令を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信し、前記回線切替を行った場合には、前記時刻情報を前記新たな現用系の回線の遅延時間で補償することを特徴とするものである。

本発明にかかる時刻同期方法、子局装置、親局装置、それらの制御装置、並びにプログラムは、回線切替時の時刻同期精度を高めることができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態における通信システムの構成を示す構成図である。 図２は、仮想事例における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図３は、本発明の実施の形態１における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図４は、本発明の実施の形態２における親局装置の構成を示す構成図である。 図５は、本発明の実施の形態２における子局装置の構成を示す構成図である。 図６は、本発明の実施の形態２における子局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態２における親局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態３における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図９は、本発明の実施の形態３における子局装置の構成を示す構成図である。 図１０は、本発明の実施の形態３における子局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態３における子局装置の制御装置の処理を示す他のフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態４における子局装置の構成を示す構成図である。 図１３は、本発明の実施の形態４における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図１４は、本発明の実施の形態４における子局装置の制御装置の処理を示す他のフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態５における親局装置の部分構成を示す構成図である。 図１６は、本発明の実施の形態５における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図１７は、本発明の実施の形態６における通信システムの構成を示す構成図である。 図１８は、本発明の実施の形態６における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図１９は、本発明の実施の形態６における親局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図２０は、本発明の実施の形態６における子局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図２１は、本発明の実施の形態６における通信システムの他の構成例を示す構成図である。

以下に、本発明にかかる時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、時刻同期を行うグランドマスタ装置GMに、時刻同期のスレーブ装置SLが複数のネットワークで接続された時刻同期システムを示している。グランドマスタ装置GMは、精度の高い時刻情報を定期または不定期で、繰り返しスレーブ装置SLに送信することによりスレーブ装置SLを時刻同期させる装置である。スレーブ装置SLはこの時刻情報を受信し、自装置の時計を受信した時刻情報と第２のネットワーク上の遅延時間に基づき補正し、グランドマスタ装置GM上の時刻と同じ高精度の時刻情報を取得することができる。グランドマスタ装置GMは、IEEE1588のマスタ装置、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置など、時刻同期を有する装置であればどのような装置でもよい。

第１のネットワークは、スレーブ装置SLが接続された第２のネットワークに時刻情報を中継するネットワークであり、親局装置1と子局装置10とを冗長化された複数の回線30-1、30-2を用いて接続する。第１のネットワークの一例は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムである。第２のネットワークの一例は、IEEE1588ネットワークである。

親局装置1は各子局装置10との間の通信回線の設定を行い、第１のネットワーク上の通信を制御する。親局装置1と子局装置10とは、冗長化された通信回線30-1、30-2により接続されており、図１の通信システムでは、親局装置1からスプリッタ40までが冗長化されている。このような冗長化システムは、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおいて、ＴＹＰＥ−Ｂプロテクションシステムと呼ばれる。親局装置1は、各回線30-1、30-2毎にＯＬＴ1-1,1-2を備えており、一方のＯＬＴが現用系の装置として子局装置10と通信をしている間、他方のＯＬＴは予備系の装置となり、現用系の装置で障害が発生するまで待機する。各ＯＬＴ1-1,1-2は、各回線30-1,30-2に接続された送受信器5とこれを制御する制御装置2とを持つ。

切替器8は、制御装置2からの切替信号に従って制御装置2と外部装置またはネットワークとの接続を切り替える装置である。スプリッタ40は、回線30-1,30-2の信号を分岐させ各回線31に伝送するとともに、各回線31の信号を回線30-1、30-2に伝送する。通信回線30-1、30-2は物理的な経路が異なる例えば光ファイバー等の物理回線であり、この物理回線は論理的な論理リンクを複数収容することが可能である。

子局装置10は、第１のネットワークから送信された時刻情報を第２のネットワークに中継する装置(例えば、ＯＮＵ)である。

次に、この通信システムの時刻同期動作の概要を説明する。
グランドマスタ装置GMは、時刻情報を同期メッセージ(Syncメッセージ)に格納し、回線29を介して親局装置1へ送信する。親局装置1は、同期メッセージから時刻情報を抽出し、この時刻情報を予め測定していた回線29および第１のネットワークの遅延時間と自己の処理時間で補正して、子局装置10へ送信する。補正された時刻情報は第１のネットワークにおけるローカル時刻情報であるタイムスタンプとともに同期指令(TimeSync)に変換されて親局装置1から送信される。

同期指令を受信した子局装置10は、同期指令のタイムスタンプと自装置のクロック（ＰＯＮクロック）が示す時刻(タイミング情報)とを比較し、両者の差分に基づいて同期指令の時刻情報を補正する。続いて、子局装置10は補正した時刻情報を第２のネットワークにおける同期メッセージ(Syncメッセージ)に変換しスレーブ装置SLへ送信する。スレーブ装置SLは、同期メッセージを受信すると、同期メッセージから時刻情報を抽出し、この時刻情報を予め計測しておいた第２のネットワークの遅延時間で補正する。スレーブ装置SLは、補正した時刻情報に自装置の時計の時刻を同期させることにより、グランドマスタ装置GMの時刻と同期を取ることができる。

回線切替動作の概要は以下のとおりである。
親局装置1は、冗長化された回線30-1,30-2のうちの一方、例えば回線30-1、を現用系の通信回線として指定し、子局装置10との通信を行う。残りの通信回線は予備系の通信回線、例えば回線30-2、として障害発生に備えて待機状態となる。第１のネットワークでは、親局装置1が現用系の回線30-1を介して子局装置10へタイムスタンプ（タイミング情報）を送信し、ローカルな時刻同期を行っている。子局装置10はタイムスタンプに基づき自装置の自走カウンタ（ＰＯＮクロック或いはＭＰＣＰカウンタ）を周期的に補正し、親局装置1および他の子局装置10との同期をとる。ＰＯＮシステムにおいてＰＯＮクロックが示すタイムスタンプは、子局装置10が送信タイミングを制御するためなどに用いられる。

親局装置1は、受信信号の状態から回線30の障害を監視し、障害が発生した場合に送受信に使用する回線を、現用系の通信回線30-1から予備系の通信回線30-2に切り替える。切替後、回線30-2は新たな現用系の通信回線として使用される。この回線30-2は、通信回線30-1とは異なる伝送遅延特性を持っているため、親局装置1は回線切替の際に、回線30-2を介してタイムスタンプを送信し、各子局装置10との再同期処理を実行する必要がある。

上述のように、子局装置10で実行される同期処理は、回線依存のタイミング情報である子局装置10のローカルクロックに基づいて行われる。そのため、回線切替の前後で、同期指令とタイムスタンプが異なる回線で送信されると、子局装置10で実行される時刻情報の補正に誤差が生じてしまう。

さらに、ＴＹＰＥ−Ｂプロテクションシステムのように、冗長回線30-1,30-2が共通の回線31に結合して子局装置10へ接続されている場合、子局装置10は受信信号が冗長回線30-1,30-2のうちどちらの回線を通過して到着した信号であるかを区別できない。そのため、切替後の回線30-2経由のタイムスタンプに基づくローカルクロックの変動（タイムスタンプドリフト）と、このローカルクロックの変動に基づく補正の誤差が生じやすくなる。

図２に回線切替に起因する、時刻情報の誤差の発生シーケンスを示す。このシーケンスは、この実施の形態の回線切替時の保護制御を機能させない場合を仮定した、仮想例を示している。まず親局側は、ＯＬＴ1-1（ＯＬＴ−Ａ）が現用系の親局装置として動作を開始し、第１のネットワークに接続されている子局装置10（ＯＮＵ）を捜索し、発見された子局装置10を通信相手として自装置に登録する。この処理の一例は、光アクセスシステムのＭＰＣＰ（Multi-Point control protocol）ディスカバリーである。

次に、親局装置1は、第１のネットワーク上の伝送遅延時間を測定する。ＰＯＮシステムは、この遅延時間測定の機能を持っており、ＯＬＴ1-1は、ＯＮＵ10に上りの送信帯域を付与するＧａｔｅメッセージを送信し、その応答信号であるＲｅｐｏｒｔメッセージの到達時間に基づいて、往復遅延時間（RTT）を測定する（ステップＳＴ１１）。Ｇａｔｅメッセージの送受信は、第１のネットワークのローカルな同期処理も兼ねており、ＯＮＵ10は、Ｇａｔｅメッセージに記載された親局装置1のタイムスタンプ情報Ｘ０を用いて自装置のローカルクロックの時刻Ｓを補正し、自装置のローカルクロックを親局装置1のローカルクロックと同期させる。

グランドマスタ装置GMから時刻情報を指定したＳｙｎｃメッセージを受信すると、親局装置1(ＯＬＴ1-1)は、同期処理を実行する（ステップＴＳ１２）。この同期処理において、親局装置1はＲＴＴを用いて受信した時刻情報を補正する。親局装置1は補正後の時刻情報ＴｏＤＸ３を自装置のタイムスタンプ情報Ｘ３とともにＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージへ格納し、子局装置10(ＯＮＵ)へ送信する。ここで、ＴｏＤＸ３は子局装置10においてタイムスタンプがＸ３を示す時の時刻情報を示している。

子局装置10はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを受信すると、同期処理を実行する（ステップＳＴ１３）。ただし、子局装置10で実行される同期処理の開始には時間がかかる。開始時間の遅れ（遅延時間Ｌｉｎ）は、同期処理が物理レイヤよりも上位のレイヤで実行されるため、同期処理よりも下位のレイヤの処理時間等により発生する。

子局装置10は、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージのタイムスタンプＸ３と自装置のローカルクロックの示す時刻Ｓとの差異に基づき時刻情報ＴｏＤＸ３を補正し、現在の正しい時刻を計算する。また、同期処理実行後に第２のネットワークへ時刻情報を送信する際にも、遅延時間Ｌｅが発生するため、子局装置10は、そのような遅延時間も考慮して送信用の時刻情報を作成しこれをＳｙｎｃメッセージに格納する。このようにして作成されたＳｙｎｃメッセージは第２のネットワークを介して子局装置10からスレーブ装置SLへ送信される。スレーブ装置SLは、受信したＳｙｎｃメッセージの時刻情報と第２ネットワークの遅延時間に基づいて、自己装置で計測している時刻の修正を行い、自装置のクロックをグランドマスタ装置GMの時刻と同期させる。

次に、第１のネットワークに通信障害が発生して、冗長切替が実行される場合を説明する。タイミングＸ１０で、親局装置1が送信したＧａｔｅメッセージが回線30-1の障害等で子局装置10で受信されなかったと仮定する。親局装置1は、通信回線の異常を常に監視しており異常を検出すると（ステップＳＴ１４）、回線30を切り替える冗長切替処理を開始する（ステップＳＴ１５）。例えば、Ｇａｔｅメッセージに対して子局装置10が応答信号（Ｒｅｐｏｒｔ）を返信しない場合、入力信号断(LoS: Loss of signalやLoB:Loss of Burst)の警報を検知する。

図２のタイミングＸ１０では、子局装置10はＧａｔｅメッセージを受信していないため、Ｒｅｐｏｒｔメッセージを送信していない。そのため、親局装置1は、子局装置10からのＲｅｐｏｒｔメッセージが未受信であることを検出し、回線切替を実施する。なお、障害検出は、回線が一時的に不安定になったり、冗長回線30-1,30-2ではなく支線31に問題が発生するなどの場合があるため、複数回の信号の未受信(LoS,LoB)の検出や１つの子局装置10との通信だけでなく多数の子局または全ての子局との通信に障害が発生した場合に、親局装置1が切替処理を実行するようにすることができる。

切替処理が開始されると親局装置1は、現用系の回線30-1を用いた信号の送信を停止し、予備系の回線30-2を用いた信号の送信を開始する。このとき、ＯＬＴ1-1はＯＬＴ1-2（ＯＬＴ−Ｂ）に対し、切替要求信号を送信し、この要求信号を受信したＯＬＴ1-2の制御装置2がＯＬＴ1-1の制御装置2の代わりに処理を継続する。処理の継続に必要なパラメータ（このパラメータに時刻情報を含めてもよい）は、予め共有されているか、或いは、切替時にＯＬＴ1-1からＯＬＴ1-2へ送信される。

切替により処理を開始したＯＬＴ1-2は、子局装置10に対して制御メッセージ（ここではＧａｔｅ）を送信し、切り替えられた回線30-2で子局装置10との通信を再開する。Ｇａｔｅメッセージには、新しい回線30-2上で正確な同期を取るためにタイムスタンプがタイミング情報として記録されている。

子局装置10はＧａｔｅメッセージを受信すると、通常通りタイムスタンプに基づきローカルクロックの修正を行うが、このとき異なる通信経路を経由して受信されたタイムスタンプは、切替前のＯＬＴ1-1と同期していた子局装置10のローカルクロックと大きくずれている場合がある（タイムスタンプドリフト）。また、ＯＬＴ1-2がＯＬＴ1-1のタイムスタンプと非同期のタイムスタンプを新たに設定し、このタイムスタンプを送信してきた場合にも同様にタイムスタンプドリフトが発生する。

上述のように、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを用いて送信された時刻情報ＴｏＤは、子局装置10のローカルクロックを用いて補正される。そのため、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの受信時点（例えばＳ＝Ｘ９）から遅延時間Ｌｉｎ後までの間に、切替処理が行われタイムスタンプドリフトが発生した場合には、同期処理（ステップＳＴ２１）後の時刻情報に大きな誤差が発生してしまう可能性がある。すなわち、切替後のタイムスタンプｘ１１に従って、切替前のタイムスタンプに基づく時刻情報ＴｏＤＸ９を補正してしまうと、補正後の時刻情報ＴｏＤには、タイムスタンプドリフト分の誤差が生じてしまう。

そのため、この実施の形態の同期方法では、図３のステップＳ１７に示すように子局装置10が障害検出を行い、障害ありと判定した場合（すなわち、切替の発生を予測した場合）には、子局装置10は時刻情報の第２のネットワークへの出力を抑制する。図３において図２と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしており、図３のシーケンスは障害検知ＳＴ１７とホールドオーバーＳＴ２０以外は、図２のシーケンスと同様のものである。

子局装置10は通信回線31を監視し、受信信号に基づいて回線障害が発生したかを判定する（ステップＳＴ１７）。例えば、回線障害は受信器において光信号が検出されない、或いは、タイムスタンプドリフトエラーが発生したなどによって行う。タイムスタンプドリフトエラーは、受信信号のタイムスタンプとローカルクロックの差が予め定められたしきい値を超えた場合に、検出されるエラーである。

ＯＮＵ10は回線障害を検出すると、時刻情報の同期処理を停止或いは、時刻情報の出力を停止するホールドオーバー状態に移行する（ステップＳＴ２０）。ホールドオーバー状態では、同期指令(TimeSyncメッセージ)を受信したとしても、子局装置10は同期処理を実行せず、（同期処理を行う目的において）以前に修正した時刻をそのまま保持するか、あるいは、時刻情報の第２のネットワークへの出力を停止する。そのため、回線切替後に親局装置1から新たなタイムスタンプを受信し、ローカルクロックが修正されたとしても、この修正に伴う誤差の第２のネットワークへの伝播を抑制することができる。なお、ホールドオーバー状態において、ＯＮＵ10は回線切替前のローカルクロックを保護し、この保護したローカルクロックを用いて時刻情報の補正を実行するようにすることもできる。

第２のネットワークに接続されたスレーブ装置SLでは、自装置内の計時手段により時刻を図っているため、この計時手段の単位時間当たりの誤差が小さければ、同期メッセージによる計時手段の時刻の補正がスキップされたとしても、大きな問題は発生しない。

親局装置1による回線切替が終了すると（ステップＳＴ１６）、ＯＬＴ1-1（ＯＬＴ−Ａ）による送受信は停止され、ＯＬＴ1-1が新たな予備系の終端装置として待機状態に移行する。一方、ＯＬＴ1-2（ＯＬＴ−Ｂ）は、新たな現用系の終端装置として、回線切替前と同様の通信を開始する。子局装置10は、予め定められたホールドオーバー状態の終了条件に従い、ホールドオーバーの処理を終了し、通常どおり時刻情報の第２のネットワークへの送信を再開する。このとき、誤差を含むであろう時刻情報は削除されるか、或いは、補正されて出力される。

ホールドオーバーの終了条件は、誤差発生の抑制効果があればどのような条件を用いても構わないが、例えば下記のようなものがある。
(1)ホールドオーバーの開始から予め定められた時間経過したか否かで判断する。
(2)回線切替の完了を第１のネットワークの受信信号の種別で判断する。
(3)親局装置1にホールドオーバー状態の終了許可を要求し、許可信号の受信の有無で判断する。

回線切替後、グランドマスタ装置GMより新たな時刻情報を受信した場合には、親局装置1は上述のように同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ)を子局装置10へ送信する。子局装置10は同期指令を受信すると、この同期指令に基づいて同期処理を行い、スレーブ装置SLへ同期メッセージを送信する。

以上のように、この実施の形態の通信システムとその時刻同期方法では、回線切替時に子局装置10が回線切替の発生要因を検知してスレーブ装置への時刻情報の出力を停止するため、回線切り替えに伴う予測できない誤差の発生を効果的に抑制することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施形態２として、時刻同期方法を実行するＯＬＴ1、ＯＮＵ10、およびその制御装置の一例を説明する。
図４は、親局装置1として機能する２つのＯＬＴ1を示している。図４において図１と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ＯＬＴ1-1とＯＬＴ1-2（以下、両者を区別しない場合にはＯＬＴ1と記す）は同様の内部構成を有しており、片方が現用系、もう一方が予備系として動作する。

各ＯＬＴ1は、図１の切替器8に接続され、グランドマスタ装置GMとネットワークとの間でＮＮＩ（Network Node Interface）の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）７と、この物理層処理部７で受信した信号を一時的に記憶する送信バッファ４と、送信バッファ４および制御装置2から出力される制御信号、データを光信号へ変換して出力する送信器52とを備える。送受器52から出力された光信号はＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ6に送られ、回線30へ送信される。ＷＤＭカプラ6は、上りデータと下りデータを波長多重する結合器であり、ＯＮＵ10から受信した光信号を受信器51へ送る。

受信器51は受信した光信号を電気信号に変換し、受信データとして受信バッファ3に出力する。受信バッファ3はこのデータを一時的に記憶し、物理層処理部７、制御装置2のアクセスに応じて出力する。ローカルクロック9はＰＯＮカウンタとも呼ばれ、３２ビットの時刻情報を定期的にカウントアップし、第１のネットワークにおける送受信タイミングの基準となるクロックを提供する。タイムスタンプ(ＴＳ)挿入部20は、ローカルクロック9からタイムスタンプ（ＭＰＣＰカウンタ情報）を取得し、Ｇａｔｅメッセージ等に格納してＯＮＵ10へ送信する。制御装置2はＰＯＮプロトコルに基づいてＯＬＴ側の送受信処理を制御する制御装置であり、ＰＯＮプロトコルの制御だけでなく、冗長切替の切替処理やＯＬＴ1における時刻情報の同期処理も実行する。

制御装置2は、同期処理に関係して時刻情報抽出部21、時刻タイムスタンプ関連付け処理部22（以下、関連付け処理部）、メッセージ挿入部23という構成を備える。時刻情報抽出部21は、グランドマスタ装置GM等の時刻情報供給源から受信された時刻情報をＰＨＹ７の出力信号から抽出し、抽出した時刻情報を関連付け処理部22へ出力する。関連付け処理部22は、ローカルクロック9からタイムスタンプ情報を取得し、任意のタイムスタンプXnの値に対して遅延時間を考慮して時刻情報を補正し、補正した時刻情報ToDXnとタイムスタンプXnをメッセージ挿入部23へ出力する。メッセージ挿入部23は時刻情報ToDXnとタイムスタンプXnをＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージに格納し、送信器52へ入力される送信信号に挿入する。

一方、切替処理に関して、ＯＬＴ1は障害検出部24と切替制御部25とを備えている。障害検出部24は、受信器51から出力された受信信号を監視し、入力信号断等の通信障害を検出し、切替制御部25へ送信する。切替制御部25は障害検出部24が出力した検出信号に基づき、回線切り替えが必要な障害が発生した場合に、予備系の切替制御部25と切替器8へ切替信号を出力し、自装置のＯＬＴによる送信の停止処理を行う。予備系として待機していた切替制御部25は、現用系の切替制御部25から切替信号を受信すると、自装置のＯＬＴ全体を現用系のＯＬＴとして動作させるために、起動処理を実行する。新たな現用系の処理装置となった制御装置2は、ＰＯＮプロトコルのパラメータと実行を元の現用系の制御装置2から引き継ぎ、ＯＮＵ10に対するサービスを継続する。

なお、図４の親局装置1は同じ構成の２つのＯＬＴを備えているが、制御装置2やバッファ等を複数の回線で共用の装置として設け、受信器51,送信器52を回線30-1,30-2毎に設けることもできる。

図５は、この実施の形態のＯＮＵ10を示した図である。スプリッタ40に接続されたＷＤＭカプラ15は、下りの光信号を受信器142へ出力し、送信器143から入力された光信号を第１のネットワークへ出力する。受信器142は光信号を電気信号に変換し、受信データとして受信バッファ13へ出力する。受信バッファ13はこのデータを一時的に記憶し、物理層処理部16、制御装置11のアクセスに応じて出力する。物理層処理部（ＰＨＹ）16は、第２のネットワークに対してＮＮＩ（Network Node Interface）の物理インタフェース機能を実行する。送信バッファ12はＰＨＹ16が出力した受信データを一時的に記憶するバッファであり、記憶されたデータは制御装置11の制御に基づき、制御装置11や送信器143へ出力される。ローカルクロック17はＯＬＴ1のローカルクロック9と同期して、ＯＮＵ10の送受信タイミングの基準となるクロック情報（ＭＰＣＰカウンタ）を制御装置11へ供給する。

制御装置11は、ＯＮＵ10におけるＰＯＮプロトコルの制御を行う制御装置である。制御装置11のタイムスタンプ(ＴＳ)抽出部111は、受信データからＯＬＴが送信したタイムスタンプ情報を抽出し、ローカルクロックを受信したタイムスタンプに同期させる。この第１のネットワーク上のローカルな同期制御により、ＯＮＵ10は正確な送信タイミングを得ることができるので、自装置の送信信号と他のＯＮＵ10の送信信号とが衝突することなく、高速な時分割多元アクセス(ＴＤＭＡ)通信を実行することができる。

制御装置11はさらに、同期処理を実行するため、メッセージ抽出部112,時刻情報補正部113、時刻情報挿入部114を備えている。また、制御装置11は障害検出部115と抑制制御部116とにより回線切替が発生した場合でも、回線切替に起因する時刻情報の誤差の伝搬を抑制することができる。

メッセージ抽出部112は、受信データから同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ)を抽出し、時刻情報ＴｏＤＸｎとタイムスタンプＸｎを時刻情報補正部113へ出力する。時刻情報補正部113は、受信したタイムスタンプＸｎと自装置のローカルクロック17から取得した現在の時刻情報Ｓ（ＭＰＣＰカウンタ）との差異に基づき、時刻情報ＴｏＤＸｎを補正し、現在の正確な時刻情報を得る。次に、時刻情報補正部113は自装置の処理遅延等を補償して送信用の時刻情報を作成し、時刻情報挿入部114へ送信する。時刻情報挿入部114は受け取った時刻情報を用いて第２のネットワークにおける同期メッセージ（Ｓｙｎｃメッセージ）を作成し、ＰＨＹ16を介してスレーブ装置SLへ送信する。

ＯＮＵ10で実行される同期処理は、ＭＰＣＰレイヤで実行されるローカルクロック17の更新処理よりも上位のレイヤで実行される処理である。そのため、上述のように実施際に同期処理が開始されるまでに時間がかかり、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージよりも後から受信したタイムスタンプ値に基づいて、ローカルクロック17の更新が同期処理よりも先に行われるということが起きうる。そのため、ＯＮＵ10がＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ受信後に、切替後の回線を介して新しいタイムスタンプを受信すると、新しいタイムスタンプに基づいて補正された時刻情報には誤差が生じる。1つの誤差要因は、通信経路によって異なる遅延時間であり、また、他の誤差要因は、２つのＯＬＴ1-1,1-2がそれぞれローカルクロック9を持っている場合に、両者の有するタイムスタンプ値の差異である。

このような誤差の伝搬を抑制するため、制御装置11は抑制制御部116を持ち、障害検出部115で通信障害を検出した場合に、抑制制御部116がこの検出結果に基づいて時刻情報補正部113の補正情報を停止させ、または時刻情報挿入部114による同期メッセージの送信を停止させる。この抑制処理により、誤差を含んだ時刻情報がスレーブ装置SLへ送信されることを抑制できる。

（１）子局装置の制御詳細
図６は、この実施の形態の子局装置(ＯＮＵ)10における制御装置の処理を示したフローチャートである。この処理は、ソフトウェアで実現することもできるし、専用回路によるハードウェアを用いて実行することもできる。図６に示された制御は、フレーム処理や送受信タイミングの制御などの下位レイヤの制御と、下位レイヤの通信機能を使って時刻同期を行う上位レイヤの制御に分かれている。下位レイヤはＭＡＣ（Media Access Control）、ＭＡＣコントロールの下位副層であり、上位レイヤはＭＡＣコントロールレイヤより上位のＯＳＳＰ(Organization-Specific Slow Protocol)，ＭＤ(Media Dependent)レイヤを含んだレイヤである。

まず、下位レイヤの制御について説明する。制御装置11は、起動するとディスカバリー処理により初期設定を行い(ステップＳ１)、ディスカバリー処理等によってＯＬＴ1とのリンクを確立し通信を開始する。第１のネットワークを介して到着した信号は、受信処理によって受信され受信バッファに記憶される（ステップＳ２）。続いて、制御装置11はローカルクロック17の同期処理を行う（ステップＳ３）。受信信号にタイムスタンプ情報が含まれている場合、制御装置11は受信信号から抽出されたタイムスタンプに合わせて、ローカルクロック17の値を変更する。ローカルクロック17は、３２ビットのカウンタ値を周期的(16ns毎)にカウントアップする増加カウンタである。ＯＮＵ10のローカルクロック17の値は、高精度でＯＬＴ1のローカルクロック9と同期していなければならないため、両者のカウント周期の僅かなずれの累積誤差は、このタイムスタンプを用いたローカルクロックの同期処理によって定期／不定期に修正される。

次に、制御装置11は、受信信号に基づいて通信異常の発生を監視する（ステップＳ４）。通信異常の監視は、障害検出部115が行い、例えば、受信器142で光信号が一定時間検出されない場合に、障害検出部115は第１のネットワークに何らかの異常が発生したと認識し、監視結果としてOptical LoSの異常発生を出力する。通信異常としては、その他にも、ＭＡＣレベルで未受信を検出した場合のMAC LoSや、受信したタイムスタンプと自装置で計測している時刻（ローカルタイム）情報との差が所定のしきい値以上になった場合に検出されるタイムスタンプドリフトエラー等がある。障害検出部11が検出する通信障害は、冗長切替の原因となる通信障害であり、冗長切替条件に応じて適切な障害検出方法が選択されるべきである。

異常がない場合、制御装置11はステップＳ７の処理に移行し、異常が検出されるとステップＳ６の処理に移行する（ステップＳ５）。ステップＳ６では、制御装置11は異常の発生をメモリ等に記録する。このとき、異常の発生を即座に上位レイヤに出力するようにしてもよい。図６のフローチャートには記載されていないが、通信異常が発生した場合には、ＰＯＮプロトコル等で決められた他のエラー制御も行われる。

ＯＬＴ1からＧａｔｅメッセージを受信した場合、制御装置11は送信器143を介してＲｅｐｏｒｔメッセージを送信する(ステップＳ７)。Ｒｅｐｏｒｔメッセージは帯域要求信号であり、送信バッファに蓄積されたデータ量等の要求帯域のパラメータを持っている。また、ＯＬＴ1がＲＴＴを測定するため、制御装置11はＲｅｐｏｒｔメッセージにローカルクロック17から取得された送信時のタイムスタンプの情報を記録し、ＲｅｐｏｒｔメッセージをＯＬＴ1へ送信する。

次に、制御装置11は受信バッファ13に記憶された受信データからメッセージを抽出し、上位レイヤへ送信する（ステップＳ８）。このメッセージには同期指令であるＴｉｍｅＳｙｎｃが含まれる。また、制御装置11は送信フレームを作成し、上位レイヤから取得した送信データをこの送信フレームに格納する（ステップＳ９）。この送信データにはＳｙｎｃメッセージが含まれる。なお、送受信は、第１のネットワークに対する送受信と、第２のネットワークに対する送受信とがあるため、制御装置11はこの両方の送受信をそれぞれのプロトコルとデータフォーマットを用いて実行する。

続いて、制御装置11は作成したフレームを送信し（ステップＳ１０）、通信を継続する場合には（ステップＳ１１の"Ｎｏ"）、ステップＳ２からの送受信処理を継続する。

続いて、上位レイヤによる時刻情報の同期制御について説明する。上位レイヤの制御は、下位レイヤの制御と並列に実行されており、下位レイヤとデータやメッセージの交換を行うことにより、協調した制御が実行される。制御装置11は、下位レイヤの出力から未処理のメッセージを抽出すると（ステップＳ２１）、メッセージが同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃ)であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。メッセージが他のメッセージである場合、制御装置11はそのメッセージ種別に応じた動作を行うが（ステップＳ２３）、それがＴｉｍｅＳｙｎｃであった場合には、ステップＳ２４以下の同期制御を実行する。

ステップＳ２４において、制御装置11は通信異常が検出されたかを判断する。制御装置11は、いずれの条件にも該当しないと判断したときはステップＳ２５の処理の実行を開始し、ローカルクロック17からタイミング情報Ｓ（すなわち現在のタイムスタンプ情報）を取得する。続いて、制御装置11はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの時刻情報ＴｏＤＸ，ｉを補正する処理を行う（ステップＳ２６）。時刻情報の補正は、タイムスタンプ情報を用いて、時刻情報と遅延時間による現在時刻との差異を補正できるものであればどのような方法を取ってもよい。補正後の時刻情報ToDの一例としては、下記のような計算を用いることができる。

ここで、
modは剰余演算
(16ns)は16ナノ秒
ＴｏＤＸ，ｉ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの時刻情報
Ｘ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージのタイムスタンプ情報
ｉ：クロックスレーブ（ＯＮＵ）の識別番号
Ｓ：ＯＮＵのローカルクロックのタイムスタンプ情報
ｒａｔｅＲａｔｉｏ：ローカルクロックの時刻周期に対するグランドマスタ装置GMの時刻周期の比

また、上記の式を用いずに、ローカルクロック１７がタイムスタンプＸの値を示したときに、ＴｏＤＸ，ｉを現在の時刻情報として設定することによっても同様に、正確な時刻情報を得ることができる。この場合、ＯＬＴ1はＯＮＵ10の受信タイミングより後のタイミングにタイムスタンプＸを設定し、時刻情報ＴｏＤＸ，ｉもこのタイムスタンプＸに合わせてタイミングＸにおける正確な時刻を示すように計算しなければならない。

次に、制御装置11は補正した時刻情報ＴｏＤを処理の遅延時間、第２のネットワークに対する送信処理における内部遅延時間をさらに足して、送信用の時刻情報を作成する（ステップＳ２７）。さらに、制御装置11は第２のネットワークのＳｙｎｃメッセージを作成し、作成した送信用の時刻情報をこのＳｙｎｃメッセージに格納する（ステップＳ２８）。作成されたＳｙｎｃメッセージは下位レイヤに出力され（ステップＳ２９）、ステップＳ10の送信処理によって第２のネットワークへ送信される。

一方、ステップＳ２４で通信異常が発生したと判断されたときは、制御装置11はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを廃棄し（ステップＳ３１）、ステップＳ３０の処理に移行する。ステップＳ３における下位レイヤのローカルクロックの補正は、高速かつＭＰＣＰのメッセージを受信する毎に頻繁に実行されるため、上位レイヤで時刻同期処理を実行する直前に、ローカルクロックの示すタイムスタンプが回線切替後のタイムスタンプに変更されてしまう可能性がある。制御装置11は冗長切替の発生要因を検出した場合には時刻情報の出力を止めるので、誤った時刻情報がスレーブ装置SLに送信されることを防ぐことができる。

ステップＳ３０において、制御装置11は通信を継続するか否かを判断し、通信を継続する場合には上述の処理を繰り返し実行する。

（２）親局装置の制御詳細
図７は、ＯＬＴ1の制御装置2が実行する処理を示すフローチャートである。制御装置2は起動すると、自装置の動作が現用系であるか予備系であるかを判断する（ステップＳ５１）。モードが現用系でない場合、ステップＳ６５の処理に移行し、モードの切り替えがあるまで予備系の制御装置2として待機する。

・現用系での動作（通常時）
動作モードが現用系である場合、制御装置2はディスカバリー処理を開始する（ステップＳ５２）。ディスカバリー処理による論理リンクの確立とＯＮＵ10の登録が完了すると、制御装置2は回線異常の検出を行う（ステップＳ５３）。

回線異常がない場合、制御装置2はＧａｔｅメッセージを用いて各ＯＮＵ10に帯域割当情報を通知し（ステップＳ５４）、各ＯＮＵ10からＲｅｐｏｒｔメッセージを受信する（ステップＳ５５）。次に、制御装置2はＲｅｐｏｒｔに含まれるタイムスタンプに基づき、各ＯＮＵのＲＴＴを算出し（ステップＳ５６）、Ｒｅｐｏｒｔの要求帯域情報とＲＴＴに基づき、各ＯＮＵ10に割当てる送信帯域を決定する（ステップＳ５７）。

制御装置2は、Ｓｙｎｃメッセージをグランドマスタ装置GMから受け取っている場合には同期処理を実行し、時間情報ＴｏＤＸｎを計算する（ステップＳ５８）。計算された時間情報ＴｏＤＸｎは、タイムスタンプ情報Ｘｎとともに、同期指令（ＳｙｎｃＴｉｍｅメッセージ）に格納され、次のデータ送受信の処理で子局装置10へ送信される。

上述の処理と並行して制御装置2は現在の帯域更新周期におけるデータの送受信を行う（ステップＳ５９）。次に、制御装置2はディスカバリー処理が必要かを判断し（ステップＳ６０）、必要ない場合にはステップＳ５３に、必要な場合にはステップＳ５１に戻る。新規に接続されたＯＮＵ10や、起動したＯＮＵ10を発見するため、ディスカバリー処理は定期的に実行される。また、ＯＬＴをシャットダウンする必要があるときは、ここで処理を終了する。

・現用系での動作（切替動作時）
ステップＳ５３で回線異常を検出した場合には、制御装置2はステップＳ６１の警報出力処理を行う。次に、制御装置2は各ＯＮＵ10の設定情報を予備系のＯＬＴへ送信する（ステップＳ６２）。なお、設定情報が既に予備系のＯＬＴと共有されている場合には、制御装置2は改めてこの情報を送信しなくともよい。

続いて、制御装置2は回線切替処理（プロテクション切替処理）を実行する（ステップＳ６３）。制御装置2は回線切替を行う際、予備系のＯＬＴへ切替指示信号を送信し、ＯＮＵ10への制御メッセージの送信を停止する。回線切替処理が終了すると制御装置2は、以降、動作モード情報を「予備系」に書き換え（ステップＳ６４）、ステップＳ５１に戻って、予備系の制御装置2としての動作を開始する。なお、回線異常が回復不能な異常であったり、強制切替時など自装置をシャットダウンする必要があるときは、予備系としての動作に移行せず、自装置のシャットダウンを行って処理を終了する。

・予備系での動作
次に動作モードが予備系であるときの制御装置2の動作を説明する。ステップＳ６５にて、制御装置2は回線切替が必要かを監視し、回線切替が必要となるまで待機する。制御装置2は、現用系のＯＬＴから切替指示信号を受信したときや、現用系のＯＬＴの動作を監視して異常があると判断したときなどに回線切替を実行する。切替を行う際、予備系のＯＬＴの制御装置2は、切替を行うことを通知する信号を現用系のＯＬＴおよび切替器8に送信する。この切替指示信号を受け取った切替器8は、以降、ネットワークとの接続を予備系のＯＬＴ側に切り替える。

続いて、制御装置2は現用系のＯＬＴから設定情報を取得し（ステップＳ６６）、この設定情報を用いて各ＯＮＵ10へタイムスタンプを含むＧａｔｅメッセージを送信する（ステップＳ６７）。なお、ＰＯＮプロテクションシステムでは、スプリッタ40がＯＮＵ10からの上り信号を、現用系および予備系の回線30-1,30-2の双方に中継する。そのため、予備系のＯＬＴの制御装置2は、予備系として動作している場合であってもＯＮＵ10からの信号を受信することができる。そのため、ステップＳ６５で待機状態にあるときに、上り信号に含まれる設定情報を常に監視して予め設定情報を入手するようにしても構わない。

ホールドオーバー期間中のＯＮＵ10は、上り信号を送信しないため、Ｇａｔｅに対するＲｅｐｏｒｔは送られてこない。従って、制御装置2はＲｅｐｏｒｔの受信を待たずに、ホールドオーバー完了を指示する制御メッセージを送信することができる（ステップＳ６８）。なお、１つの制御メッセージでＧａｔｅとホールドオーバー完了を通知することも可能である。また、同期をとるための制御メッセージはＧａｔｅ以外を使用することも可能である。

ホールドオーバー終了通知を送信した制御装置2は、動作モード情報を現用系に書き換えて、以降、現用系の制御装置2として動作する（ステップＳ６９）。回線切替後に現用系としての動作を開始する場合には、制御装置2は現用系のＯＬＴから引き継いだ設定情報を使用して通信を再開するので、ディスカバリー処理（ステップＳ５２）を省略することができる。そのため、通信の中断時間が短くなる。

ステップＳ５８の同期処理において、制御装置2は時刻情報を下記のように算出する。この時刻情報は複数のＯＮＵ10のうちのi番目のＯＮＵにおいて、ローカルクロックのＭＰＣＰカウンタが
[Ｘ−（ＯＮＵ10内の所定の遅延時間）]
を示したときの同期時間である。

ここで、
Ｘ： ＭＰＣＰカウンタ
Ｔｏｄｘ，０：ＯＬＴにおけるＭＰＣＰカウンタ＋ＯＬＴ内の所定の遅延時間
ＲＴＴｉ：ＯＮＵｉに対する往復遅延時間
ｎｄｏｗｎ：ダウンストリームチャネルの光の実効屈折率
ｎup：アップストリームチャネルの光の実効屈折率
ＯＮＵ内の所定の遅延時間はonuLatencyFactorと呼ばれ、ＯＬＴ内の所定の遅延時間とはoltLatencyFactorと呼ばれる。

実施の形態３．
実施の形態２では、子局装置10は、回線切替に伴い時刻同期処理に誤差が生じる可能性がある場合は同期メッセージの出力を抑制する処理を行ったが、次に、子局装置10がローカルクロックの保護を行い、誤差の発生を抑えながら同期処理を実行する実施の形態の形態を説明する。

図８は実施の形態３の通信システムの時刻同期シーケンスを示している。図８において図２又は図３と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。子局装置(ＯＮＵ)10は、ステップＳＴ１７において、通信障害を検出するとステップＳＴ２０ａで一時的にホールドオーバー状態に移行し、回線切替前のローカルクロックを保護する。回線切替後に親局装置(ＯＬＴ−Ｂ)1からタイムスタンプを受信しても、子局装置10は切替前の回線で使用していたローカルクロック情報の計測を継続し、ローカルクロックの更新による同期処理の誤差を防ぐように動作する。

そして、同期処理が開始されると、子局装置10は保護したローカルクロックに基づいて上述と同様に時刻情報ＴｏＤを計算する（ステップＳＴ１９）。保護されたローカルクロックは切替前の親局装置1のローカルクロックに同期しているため、子局装置10は大きな誤差を発生させずに通常通り、正しい時刻情報ＴｏＤを第２のネットワークへ送信することができる。

子局装置10はホールドオーバー状態から通常状態に移行すると、ローカルクロックの保護を解除し、回線切替後の親局装置1から送信されたタイムスタンプに基づいたローカルクロックの補正を再開する。
ホールドオーバ条件の終了条件には下記のようなものがあり、いずれを採用することも可能である。
(1)通信異常を検出してから予め定められた期間が終了したか否か
(2)冗長切替の完了
(3)新しいTimeSyncメッセージの受信

次に、ローカルクロックを保護する子局装置10の一例として、ＯＮＵとその制御装置の例について説明する。図９は２つのローカルクロック17,17bを持つ子局装置10を示している。図９において図５と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ローカルクロック17bは、回線切替前のローカルクロックを保護するための予備のローカルクロックである。通常時においては、ローカルクロックＡ17と同様に動作し、制御装置11（のＴＳ抽出部111a）は受信したタイムスタンプを用いてこの予備のローカルクロックＢ17bを補正する。ホールドオーバ管理部116aは、障害検出部１１５が障害を検出した場合に、切替器（切替手段）swを制御して、時刻情報補正部１１３が時刻情報の補正のために使用するローカルクロックを切り替える制御を行う制御手段である。

図１０は、このＯＮＵ10の制御装置の実行する制御を示すフローチャートである。図１０において，図６と同一の符号は同一又は相当の処理を表わしている。下位レイヤのタイムスタンプの同期処理は、異常検出したか（或いは保護期間か）、異常検出されていないか（および保護期間でないか）によって異なる。異常が検出されず、保護期間中でもない場合には、制御装置11は受信したタイムスタンプに基づいて、ローカルクロックＢ17bを補正する、すなわち同期処理を行う（ステップＳ３２）。

この補正は、ローカルクロックＡ17の補正（ステップＳ３）と同様であるが、制御装置11はステップＳ３２の補正に当たり、タイムスタンプを受信してから補正が実行されるまでの遅延時間を補償する必要がある。ここで、制御装置11は、ローカルクロックＡ17のタイムスタンプ値をローカルクロックＢ17bにセットする方法で、補正を実行してもよい。

一方、異常が出されたか、或いは、保護期間中では、制御装置11はステップＳ６ａの処理で、図６のステップＳ６と同様に検出した異常を記録し、上位レイヤへ通知する。なお、既に記録済み／通知済みであるものは、改めてそれらを実行する必要はない。そして、保護期間を開始しホールドオーバー状態に移行したことをメモリ等に記憶する。この処理によりホールドオーバー状態においてはローカルクロックＢ17bのタイムスタンプによる補正がスキップされるので、ローカルクロックＢ17bは回線切替前にセットされた時刻の計測を継続することができる。従って、切替前のローカルクロックに基づく時刻（ＭＰＣＰカウンタ）が保護される。

次に、制御装置11は保護期間が終了したかを調べ、終了した場合にはローカルクロックの保護を終了し、ホールドオーバー状態から通常状態に移行する（ステップＳ３３）。この処理によりステップＳ６ａで記憶された保護期間中（或いはホールドオーバー状態）であることを示す情報がクリアされ、制御装置11が次にステップＳ５ａを実行する際には、ステップＳ３２でローカルクロックＢ17bの同期処理が実行される。なお、保護期間が終了していない場合、ここでは何も処理されない。

なお、ローカルクロックＡ17は、ＭＰＣＰに必要なタイミング情報であるため、ホールドオーバー状態中であっても受信したタイムスタンプに基づいて補正される。また、図１に示されるようにＯＮＵ10は１本の支線31でＯＬＴ1と接続されており、幹線側でどちらの回線30-1,30-2を経由しても最後は１本の支線31を経由してタイムスタンプを受信する。ホールドオーバー状態にあるときに、ローカルクロックＡ17の値が回線切替後に受信したタイムスタンプ情報と大きく異なると、タイムスタンプドリフトエラーの検出条件に当てはまってしまうが、リンクの再設定を回避するために、制御装置11は、ホールドオーバー状態にあるときはタイムスタンプドリフトエラーの検出条件に当てはまっても、非登録状態に移行しないように制御する。

次に上位レイヤの動作を説明する。ステップＳ２４で異常検出があったと判断すると、制御装置11はステップＳ３４の処理を実行する。ステップＳ３４では、制御装置11はローカルクロックＡ17のタイムスタンプの代わりに、ローカルクロックＢ17bのタイムスタンプＳを取得し、このタイムスタンプＳをステップＳ２６における時刻情報の補正に用いる（図９のホールドオーバー管理部116aの制御による切替器ｓｗの機能に相当する）。

なお、図１０の下位レイヤのステップＳ３２の処理により、ローカルクロックＢ17bはローカルクロックＡ17と同期しているため、図１１のフローチャートに示されるように、上位レイヤの時刻情報の補正処理（ステップＳ２７）を常にローカルクロックＢ17ｂに基づいて行うことも可能である。

以上のように、この実施の形態によれば、回線切替時にローカルクロックが保護され、ロールクロックの変動による時刻情報の補正誤差が効果的に抑制されるため、子局装置10は正確な時刻を第２のネットワークに供給することができる。また、実施の形態２と比べ、この実施の形態の子局装置10は、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを破棄せずに、安定的に時刻同期メッセージを中継することができるという特長を有する。

実施の形態４．
実施の形態３の通信システムでは、回線切替時に切替前のローカルクロックを保護し、この保護したローカルクロックに基づいて時刻情報の補正を行った。次に説明する実施の形態では、子局装置10はどちらの回線系統を経由してタイムスタンプを受信したかを判別し、経由回線に応じた時刻情報の補正を行うことができる。

図１２はこの実施の形態の子局装置（ＯＮＵ）10を示しており、この図１２において図５または図９と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。タイムスタンプ（ＴＳ）抽出部111bは、図５のＴＳ抽出部111と同様の機能を有し、さらに受信したタイムスタンプがどちらのＯＬＴ1-1,1-2から送られてきたか（どちらの回線30-1,30-2を経由してきたか）を判別し、更新履歴メモリ119に記録する履歴更新機能を有する。

タイムスタンプの送信元は、ＭＰＣＰＤＵ（Multi-Point Control Protocol Data Unit）信号に含まれるソースアドレスによって判別できる。例えば、ＧａｔｅメッセージはＭＰＣＰＤＵを用いて子局装置10へ送信される。その際、親局装置1のＯＬＴ1-1,1-2はディスティネーションアドレスに子局装置10のＭＡＣアドレスを、ソースアドレスに自局のＭＡＣアドレスをそれぞれ指定し、タイムスタンプとともにＭＰＣＰＤＵにこれらの情報を格納する。ＯＮＵ10のＴＳ抽出部111bは、タイムスタンプ情報を受信信号から抽出し、ローカルクロック17を補正したときに、ＭＰＣＰＤＵのソースアドレスに基づいて、どちらのＯＬＴ1-1,1-2から送信されたタイムスタンプに従って補正を行ったかを履歴更新メモリ119に記憶する。

次に、時刻同期のシーケンスについて説明する。図１３はこのシーケンスを示し、図１３において図３または図８と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ＯＬＴ1-1は、同期指令（ＴｉｍｅＳｙｎｃ）にソースアドレス（ＭＡＣアドレス）などのＯＬＴを識別することができる識別子Id、若しくは、回線30-1,30-2を識別することができる識別子を挿入し、ＯＮＵ10へ送信する。ＯＮＵ10はこの識別子Idを記憶する。

同期処理の実行を開始する際は、ＯＮＵ10は履歴更新メモリ119にアクセスし、最新の更新履歴を調べる。ＯＮＵ10は、この履歴に記録されたIdと同期指令に指定された識別子Idとを比較し（ステップＳＴ３０）、両者が符合すれば同期処理（ステップＳＴ１４）を実行する。逆に、ステップＳＴ３１のように、直前に他のＯＬＴ1-2によってタイムスタンプが更新されていた場合、履歴更新メモリ119に記録されている識別子Idは他のＯＬＴ1-2のIdになっているため、ＯＮＵ10は同期指令の識別子Idとの不一致を検出する（ステップＳＴ３１）。識別子の不一致を検出すると、ＯＮＵ10はその同期指令に基づく同期処理を抑制し、時刻情報を送信しない（ステップＳＴ３２）。

図１４は本実施の形態における制御装置の処理を示すフローチャートである。図１４において、図６または図１０と同一の符号は同一又は相当の処理を表わしている。ステップＳ３ａに示されるように、下位レイヤにおいて制御装置11はローカルクロック17の同期を行うとともに、その同期に使用したタイムスタンプの供給元の情報を更新履歴メモリ119に記録する。

一方、上位レイヤでは、ステップＳ２４ａにおいて、制御装置11は同期指令の送信元識別子Idと更新履歴メモリに記録されたタイムスタンプの送信元の情報が一致するかどうかを判別し、一致しない場合は当該同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ)を廃棄する（ステップＳ３１）。一致する場合には、制御装置11は時刻情報の補正を行う（ステップＳ２５）。

このように、この実施の形態では、回線切替に基づいてローカルクロックと同期指令に不整合が起きたか否かを送信元の情報で判別し、不整合が起きた場合には、第２のネットワークへの時刻情報の送出を控えるので、誤差の発生を効果的に抑制することができる。

実施の形態５．
次に、親局装置1から回線切替に伴うタイムスタンプの差異を子局装置10へ通知し、子局装置10がこの差異情報を用いて正しく時刻同期処理を実行することのできる通信システムを説明する。

図１５はこの実施の形態の親局装置1を示している。図１５において、図４と同一の符号は同一又は相当の構成を表わしている。図１５においては、図４に記載された構成のうち時刻同期に関する機能構成を抜き出して記載し、他の構成を省略しているが、この親局装置1は他の構成も図４と同様に有している。

図１５に記載されたＯＬＴ1-1,1-2は、自装置のローカルクロック9だけでなく他装置のローカルクロック9のタイムスタンプ情報も取得して、これらの差異情報を生成する時刻タイムスタンプ(ＴＳ)関連付け処理部22a（以下、関連付け処理部22aという）を持っている。例えば、ＯＬＴ1-1が現用系のＯＬＴとして動作しているとき、ＯＬＴ1-1の関連付け処理部22aはＯＬＴ1-1のタイムスタンプｔｓ１を取得し、前述のように時刻情報との関連付けをおこなう。この動作だけでなくＯＬＴ1-1の関連付け処理部22aはさらにＯＬＴ1-2のローカルクロック9からもタイムスタンプ情報ｔｓ２を取得し、差異情報（ｔｓ２−ｔｓ１）を計算し、同期指令（ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ）に挿入する。従って、同期指令は、送信元アドレスＩｄ、時刻情報Ｘ、タイムスタンプｔｓ１，および差異情報Ｄを持ち、子局装置10に対して回線切替時の誤差の修正情報を提供する。

図１６は、この実施の形態の通信シーケンスを示す。図１６において図１３と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。同期処理（ステップＳＴ１２）の結果、出力されるＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージには上述４つのパラメータが含まれ、ＯＮＵ10は差異情報Ｄを含めて受信したパラメータを記憶する。同期処理を開始するとき、ＯＮＵ10はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの通信経路を調べ（すなわち、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの送信元が、現在のローカルクロックを修正したタイムスタンプの送信元と同一の送信元であるかを調べ）、送信元が一致している場合には、差異Ｄを考慮せずに通常通り同期処理を行う（ステップＳＴ３０）。一方、一致していないときには（ステップＳＴ３１）、ＯＮＵ10は差異Ｄに基づいて同期処理によって生成される時刻情報を補正する（ステップＳＴ３４）。

このときの補正は以下のように行う。

ここで、
modは剰余演算
(16ns)は16ナノ秒
ＴｏＤＸ，ｉ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの時刻情報
Ｘ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージのタイムスタンプ情報
i：クロックスレーブ（ＯＮＵ）の識別番号
Ｓ：ＯＮＵのローカルクロックのタイムスタンプ情報
ｒａｔｅＲａｔｉｏ：ローカルクロックの時刻周期に対するグランドマスタ装置GMの時刻周期の比
Ｄ：差異情報

また、ＯＬＴ1で生成される差異情報Ｄは、回線30-1と回線30-2との下り方向の伝送遅延時間の差異を考慮することが望ましい。従って、ＯＬＴ1-1の関連付け処理部22aが生成する差異情報Ｄは下記のように計算される。

ここで
ｔｓ１：ＯＬＴ1-1のローカルクロックのタイムスタンプ
ｔｓ２：ＯＬＴ1-2のローカルクロックのタイムスタンプ
ＲＴＴ１：ＯＬＴ1-1で計測されたＯＮＵ10に対する往復遅延時間
ＲＴＴ２：ＯＬＴ1-2で計測されたＯＮＵ10に対する往復遅延時間
ｎｄｏｗｎ：ダウンストリームチャネルの光の実効屈折率
ｎup：アップストリームチャネルの光の実効屈折率

上述の差異情報Ｄの計算では、回線30-1と回線30-2との下り方向の伝送遅延時間を計算するために、ＲＴＴを用い、往復遅延時間に占める下り方向の遅延時間の割合を使って、下り方向の遅延時間を求めている。しかし、ＯＮＵ10に信号が到達する時点の時間差が補償できるような方法であれば、どのような方法で差異情報Ｄを算出してもよく、ＲＴＴを使うことは必須ではない。

ＰＯＮシステムでは、プロトコル上、現用系のＯＬＴはＲＴＴを定期的に計測している。一方、待機系のＯＬＴがＲＴＴを測定する方法はいくつかある。第１番目の方法は、待機系のＯＬＴも自らＯＮＵ10に対して信号を送信して、ＯＮＵ10から受信した応答信号に基づいてＲＴＴを計算する方法である。また、第２番目の方法は、現用系のＯＬＴが送信したＧａｔｅメッセージを検出し、その応答信号（Ｒｅｐｏｒｔ）を自装置の受信器で受信し、ＲＴＴを計算する方法である。Ｔｙｐｅ−Ｂプロテクションでは、ＯＮＵ10が送信した信号は、スプリッタ40により両方の冗長回線30-1,30-2に送信されるため、待機系のＯＬＴでもＲｅｐｏｒｔを受信することが可能である。なお、ＲＴＴを計算するためには、予備系のＯＬＴは現用系のＯＬＴからＧａｔｅメッセージの送信タイミングと、送信時のタイムスタンプとを入手しなければならない。測定されたＲＴＴの情報は、ＲＴＴ記憶メモリ２７に記憶される。

実施の形態６．
上述の実施の形態では、回線切替要因として、通信障害を検出した場合の通信システムの動作を説明した。次に、回線切替要因として保守のための切替要求を検出する実施の形態について説明する。

図１７は、この実施の形態６の通信システムを示す構成図である。図１７において図１、図４、図１５と同一の符号は同一または相当の部分を表している。この通信システムは、親局装置1(ＯＬＴ1-1,1-2)に親局装置1の監視制御を行う監視制御装置50が接続されている。監視制御装置50は、親局装置1の動作を指示する制御信号を出力して親局装置1を制御するだけでなく、親局装置1から各種の警報やステータス情報を取得して、通信システムの管理者に運転情報を提供する。監視制御装置50は親局装置1が設置される場所に設置されていてもよいし、複数の親局装置1を一か所で集中管理するような場合に、遠隔地にある他の施設に設置されていてもよい。

このＯＬＴの制御装置2は、監視制御装置50から送信される切替指示信号を監視し、切替指示信号を検出した場合には、切替制御部25に対して切替情報を出力する切替指示検出部28を備えている。なお、図１７において、ＯＬＴ1-2の構成の記載が簡略化されているが、ＯＬＴ1-2の構成はＯＬＴ1-1と同様である。

通信回線30-1,30-2の切り替えは、通信障害が検出された場合に限らず、通信システムの保守を行うためにも実行される。上述の実施の形態では、通信障害が発生してから回線切替に伴う同期処理の誤差抑制制御が行われるが、保守作業に伴う回線切替においても誤差抑制制御を行うことが望ましい。保守作業は、特定回線の故障診断を行うため、また、ＯＬＴ1の基板など一部の機器の修理、交換時などのために行われる。

保守を開始する場合に、システムの管理者等によって、監視制御装置50に切替コマンドが入力されると、監視制御装置50はＯＬＴ1-1または／およびＯＬＴ1-2に切替指示信号を送信する。この信号の送信は、有線、無線によるどのような通信媒体を介して行われることも可能である。また、監視制御装置50を使わずに保守管理者が親局装置１に信号入力してもよい。この切替指示信号を受信したＯＬＴの切替指示検出部28は、切替制御部25に対して回線切替を指示する。そして、この指示情報を受け取った切替制御部25が上述の実施の形態で説明したような回線切替の処理を開始する。

切替指示検出部28は、また、送信器52を介して子局装置10へ回線切替を行うことを通知する回線切替通知を送信する。この回線切替通知とその後の処理のシーケンスを図１８に示す。図１８において、図３、図８、図１３，または図１６と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。親局装置1は切替通知としてHoldover＿startメッセージを子局装置10へ送信する（ステップＳＴ３５）。子局装置10は、この切替通知を受け取ると、通信障害を検出していなくとも切替に備えるためにホールドオーバー状態に移行する。

ホールドオーバー状態では、子局装置10は、例えば、ＬＬＩＤ(Logical Link Identification)などの通信を継続するための制御情報を維持し、回線が切り替えられた後も正常に通信を継続できるように、通常時であればリンク断の原因となるような警報検出を抑制する。その一例は、タイムスタンプドリフトエラーである。回線30-1,30-2の切り替えに伴い、Gateメッセージ等に含まれるタイムスタンプ情報が大きく変動しても、子局装置10はホールドオーバー期間中は、回線エラーとしてタイムスタンプドリフトエラーを検出し、リンク断の処理を行わないようにする。

出願人は、このタイムスタンプドリフトエラーの抑制制御に関して、特許協力条約出願（国際出願番号）ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００６８６３にて特許出願を行った。この抑制制御に関し、この出願に記載された発明を本発明を実施するための形態の内容として引用する。この抑制制御とそのプロトコルを用いて、ホールドオーバー期間中に時刻同期処理の回線切替時における誤差抑制処理を実行すれば、リンク断を抑制して高速な回線切替が実現され、同時に時刻同期処理の誤差も抑制することができる。

ステップＳＴ３５で送信される切替通知は、複数のＯＮＵ10に宛てた拡張ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）メッセージを用いたマルチキャスト送信であってもよいし、各ＯＮＵ10に宛てた拡張ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）メッセージを用いたユニキャスト送信であってもよい。切替通知は所定のフレームフォーマットにメッセージ種別を記載した形式で作成される。従って、切替通知の名称は、Holdover＿startに限定されるものではない。メッセージの種類は、回線切替を予期できるものや、時刻同期処理の誤差抑制処理タイミングを知ることができるものであれば、どのような種類のものであってもよい。

子局装置10は、切替通知を受信するとホールドオーバー状態に移行し、同期処理の誤差抑制処理を開始する。この誤差抑制処理は、上述実施の形態１〜５で説明されたいずれの処理であってもよい。

なお、オプション機能として、親局装置1は回線切替が終了すると、この終了を拡張ＭＰＣＰまたは拡張ＯＡＭ等の制御メッセージによって子局装置10へ通知する。この完了通知（Holdover＿complete）を受信すると子局装置10はホールドオーバー状態を終了し通常の状態に戻る。このとき、誤差抑制処理も終了し、通常状態に戻る（ステップＳＴ３６）。

図１９はこの実施の形態の親局装置1の処理を示すフローチャートである。図１９において、図７と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ステップＳ７１において、親局装置1の制御装置2は、監視制御装置50から切替指示を受信していないかをチェックする。そして、切替指示を受信した場合には、制御装置2は回線切替通知であるホールドオーバー開始通知を送信器52を介して送信する（ステップＳ７２）。なお、回線切替通知は、現用系のＯＬＴ1-1、予備系のＯＬＴ1-2のいずれが送信してもよい。予備系のＯＬＴ1-2が送信する場合には、予備系のＯＬＴ1-2はステップＳ７２の処理を例えばステップＳ６５とＳ６６の間で実行する。

図２０は、子局装置10の処理を示すフローチャートである。図２０において図６，図１０，または図１４と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。子局装置の制御装置11はステップＳ７３において、受信器142を介して回線切替通知を受信していないか監視し、回線切替通知を受信していた場合には、通信異常の有無にかかわらずステップＳ６ａの処理で保護期間、すなわちホールドオーバー状態の期間に移行する。図２０は、図１０の下位レイヤの処理を示しているが、上位レイヤの処理も上述の実施の形態と同様に実行される。同期処理に用いるクロックとして、ローカルクロックＡを選択するかＢを選択するかについては、制御装置11は保護期間（ホールドオーバー状態）であるか否かによって決定する（図１０のステップＳ２４）。図６および図１４の場合も、図２０のステップＳ３２がないことを除いて、同様の処理が行われる。

回線切替通知が拡張ＭＰＣＰを用いて送信される場合には、制御装置11は下位レイヤから上位レイヤに回線切替通知があったことを通知する。拡張ＯＡＭを用いた場合には、拡張ＯＡＭがＭＰＣＰより上位のレイヤであるため、この通知は自動的に上位レイヤに転送される。下位レイヤは、上位レイヤからこの通知の情報を取得するが、自らこの通知を検出するようにすることも可能である。また、他の変形例として、上位レイヤがローカルクロックＢ同期等の処理を行うことも可能である。

一般に、通信回線の異常検出は、通信の一時的な問題に過剰に反応しないように、一定の検出期間において複数回以上問題を検出した場合に、はじめて異常が検出されるように設計される。従って、通信異常の検出には一定の時間がかかる。保守作業の際にも、一方のＯＬＴをシャットダウンしてＯＮＵ10に異常を検出させることも可能であるが、例えば、音声通信などのリアルタイムで通信を行っている場合に、通信の瞬断があるとユーザに提供するサービスの劣化に繋がる。従って、保守作業を行う場合などは、より早く切替を完了することが望ましいが、この実施の形態によれば、子局装置10はより早く回線切替に対応することができ、ネットワーク上のユーザに提供できるサービス品質を向上することができる。

以上、この発明の実施の形態について説明した。この発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の主旨に包含される限り、どのような変形が行われてもよい。例えば、この通信方法が適用される通信システムは、ＰＯＮシステムである必要はなく。アクティブ素子を用いた光通信システムにも適用することができる。また、光通信に限らず、端末間を電気信号を用いて通信する通信システムに適用することも可能である。

図７に示されたＯＬＴの制御装置2の処理は、実施の形態３〜５にも適用できる。また、ＯＬＴの制御装置2（ＰＯＮプロセッサ）はコンピュータで実行可能なプログラムを用いて処理を実行することが可能であるため、図７および図１９の処理はコンピュータプログラムを用いて記述することができる。ＯＮＵ10の制御装置11においても同様に、図６、図１０、図１１、図１４および図２０に記載された処理をコンピュータプログラムを用いて記述することができる。

なお、上述の実施の形態１〜６では、図１に示されるように親局装置2-1、2-2が複数の送受信機5に対応してそれぞれ設けられているが、制御装置2は図２１に示されるように１つの装置であってもよい。この場合、制御装置2-1、2-2間の設定情報の受け渡し、および、切替器8は不要になる。

実施の形態では、汎用的な通信システムだけでなく、ＩＥＥＥ８０２．３への適用例について説明されているが、本発明はこれに限定されず、他のプロトコルを使用する通信システムでも実施可能である。第２のネットワークの時刻同期プロトコルにはＩＥＥＥ１５８８や他のプロトコルを用いることができる。また、第１のネットワークの時刻同期プロトコルにはＩＥＥＥ８０２．３ＡＳを適用することが想定される。

第１のネットワークの下位レイヤのプロトコルは、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８７．３、Ｇ．９８４．３や同様の規格を用いることも可能である。また、子局装置10とスプリッタ40との間の回線を冗長回線で接続することも可能である。

親局装置1は、グランドマスタ装置GMからネットワーク29経由で同期メッセージを受信し、この同期メッセージを第１のネットワークにおける同期指令に変換するだけでなく、自らが起点となって同期指令を出力するようにすることもできる。時刻情報の取得源は例えば，ＧＰＳ受信装置から精密な時刻情報を取得するなど、時刻情報の入手源は特定のものに限定されない。

この発明は、通信回線を冗長化した通信システムの時刻同期に適している。

１ 親局装置
２，１１ 制御装置
３，１３ 受信バッファ
４，１２ 送信バッファ
５，１４ 送受信機
６，１５ ＷＤＭカプラ
７，１６ ＰＨＹ
１０ 子局装置
３０−１，３０−２ 通信回線
３１ 加入者線（回線，支線）
４０ スプリッタ
５１，１４２ 受信器
５２，１４３ 送信器
ＧＭ グランドマスタ装置
ＳＬ スレーブ装置

Claims (21)

1. 現用系の回線と予備系の回線とを含む複数の物理回線を介して、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが接続された第１のネットワークと、前記ＯＮＵに接続された第２のネットワークとを備えたプロテクション切替を行う通信システムの時刻同期方法であって、
   前記ＯＬＴが前記ＯＮＵへ自装置の時刻情報である同期信号を送信し、前記ＯＮＵが受信した前記同期信号を用いて自装置のクロックを前記ＯＬＴのクロックに同期させるステップと、
   時刻情報とタイミング情報とが指定された同期指令を前記ＯＬＴが前記ＯＮＵへ送信するステップと、
   前記ＯＬＴが前記現用系の回線における上り信号の通信障害を検出した場合には、前記現用系の回線に替えて前記予備系の回線を新たな現用系の回線として使用するプロテクション切替を行う切替ステップと、
   前記ＯＮＵが、前記ＯＬＴから送信される下り信号に基づいて前記プロテクション切替の切替条件を検出しなかった場合には、前記ＯＮＵのクロックと前記タイミング情報に基づいて前記同期指令に含まれる時刻情報を補正して前記第２のネットワークへ送信する同期処理を実行し、前記プロテクション切替の切替条件を検出または前記ＯＬＴから切替通知を受信した場合には前記ＯＮＵのクロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行する時刻同期ステップと、
   を備えた通信システムの時刻同期方法。
2. 前記時刻同期ステップにおいて、前記ＯＮＵは前記プロテクション切替前のクロックを前記プロテクション切替後の前記同期信号による同期から保護することを特徴とする請求項１に記載の時刻同期方法。
3. 前記時刻同期ステップにおいて、前記ＯＮＵは、前記プロテクション切替の切替条件を検出した場合には、前記プロテクション切替前に受信した前記同期指令に基づいた前記同期処理後の時刻情報の出力を抑制することを特徴とする請求項１に記載の時刻同期方法。
4. 前記時刻同期ステップにおいて、前記ＯＮＵは、前記同期信号の送信元の情報に基づいて、前記時刻情報の出力の抑制を決定することを特徴とする請求項３に記載の時刻同期方法。
5. 前記時刻同期ステップにおいて、前記ＯＮＵは、前記プロテクション切替によって発生する前記同期信号の誤差情報に基づいて、前記時刻情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の時刻同期方法。
6. 冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して親局装置と接続され、前記親局装置と同期を取るための同期信号として、前記親局装置の時刻情報を受信するとともに、第２のネットワークへ転送される時刻情報を有する同期指令を受信する受信器と、
   前記親局装置から受信した前記同期信号に同期して時刻を計測するクロックと、
   前記同期指令から前記時刻情報とタイミング情報とを抽出し、前記タイミング情報と前記クロックの出力時刻に基づいて前記時刻情報を補正する同期処理を行うとともに、前記親局装置との通信において前記第１のネットワークにおける回線切替の発生要因を検出または前記親局装置から切替通知を受信した場合には、前記クロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行する制御装置と、
   前記第２のネットワークに接続され、前記制御装置により補正された前記時刻情報を前記第２のネットワークの同期メッセージとして送信するインタフェース装置と、
   を備えたことを特徴とする子局装置。
7. 前記回線切替前の前記同期信号に基づく時刻を前記回線切替後も継続して計測する他のクロックを備えたことを特徴とする請求項６に記載の子局装置。
8. 前記制御装置は、前記回線切替を検出した場合に、前記回線切替前に受信した前記同期指令に基づく前記同期メッセージの出力を抑制することを特徴とする請求項６に記載の子局装置。
9. 前記制御装置は、前記同期信号の送信元の情報に基づいて、前記同期メッセージの出力の抑制を実行することを特徴とする請求項８に記載の子局装置。
10. 前記制御装置は、前記回線切替によって発生する前記同期信号の誤差情報に基づいて、前記時刻情報を補正することを特徴とする請求項６に記載の子局装置。
11. 前記制御装置は、前記第１のネットワークの通信障害に基づいて、前記回線切替を検出することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の子局装置。
12. 前記制御装置は、前記親局装置からの切替通知に基づいて、前記回線切替を検出することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の子局装置。
13. 前記クロックはＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）カウンタであり、前記同期信号はＭＰＣＰを用いて受信されるタイムスタンプであることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか一項に記載の子局装置。
14. 前記第１のネットワークは、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であることを特徴とする請求項６乃至１３のいずれか一項に記載の子局装置。
15. 冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して子局装置に接続された第２のネットワークへ時刻情報を送信する親局装置であって、
    前記第１のネットワークに接続された複数の送受信器と、
    前記第１のネットワーク上の送受信タイミングの同期に用いられる、自装置の時刻情報である同期信号を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信するとともに、前記送受信器で受信される上り信号に基づき前記冗長回線のうちの現用系の回線に障害が発生した場合に、予備系の回線を新たな現用系の回線として使用する回線切替を行う制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記第２のネットワークへ送信する時刻情報および前記第１のネットワークにおけるタイミング情報を有する同期指令を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信し、前記回線切替を行った場合には、前記時刻情報を前記新たな現用系の回線の遅延時間で補償する、
    ことを特徴とする親局装置。
16. 前記送受信器は、アップリンクの光信号と異なる波長の光信号をダウンリンクの送信に用いることにより波長分割多重方式の通信を行い、
    前記制御装置は、前記第１のネットワークの往復遅延時間を前記アップリンクの光信号と前記ダウンリンクの光信号の実効屈折率に基づいて修正した遅延時間に基づいて、前記時刻情報を補正することを特徴とする請求項１５に記載の親局装置。
17. 前記制御装置は、前記複数の送受信器のそれぞれに対応し、現用系の制御装置と予備系の制御装置とに分割され、前記回線切替の実行に伴い、前記予備系の制御装置が前記現用系の制御装置に代わって新たな現用系の制御装置として通信を行うことを特徴とする請求項１５または１６に記載の親局装置。
18. 前記制御装置は、回線切替を行う場合に、前記送受信器を介して回線切替通知を送信することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の親局装置。
19. 冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して親局装置と接続され、前記親局装置と同期を取るための同期信号として、前記親局装置の時刻情報を受信するとともに、第２のネットワークへ転送される時刻情報を有する同期指令を受信する子局装置の制御装置であって、前記同期指令から前記時刻情報とタイミング情報とを抽出し、前記タイミング情報と前記子局装置のローカルクロックの出力時刻に基づいて前記時刻情報を補正する同期処理を行うとともに、前記親局装置との通信において前記第１のネットワークにおける通信障害を検出または前記親局装置から切替を通知する信号を受信した場合には、前記ローカルクロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行することを特徴とする制御装置。
20. 冗長回線を用いて構成された第１のネットワークに接続された送受信器を介して子局装置に接続された第２のネットワークへ時刻情報を送信する親局装置の制御装置であって、前記第１のネットワーク上の送受信タイミングの同期に用いられる同期信号として、自装置の時刻情報を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信するとともに、前記送受信器で受信される上り信号に基づき前記冗長回線のうちの現用系の回線に障害が発生した場合に、予備系の回線を新たな現用系の回線として使用する回線切替を行い、前記第２のネットワークへ送信する時刻情報および前記第１のネットワークにおけるタイミング情報を有する同期指令を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信し、前記回線切替を行った場合には、前記時刻情報を前記新たな現用系の回線の遅延時間で補償することを特徴とする制御装置。
21. 請求項１に記載の時刻同期方法をコンピュータに実行させるプログラム。

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