JP6278643B2 - Slave station device, master station device, control device, communication system, and time synchronization method - Google Patents

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Description

本発明は、時刻同期サービスを実現する子局装置、親局装置、制御装置、通信システムおよび時刻同期方法に関する。   The present invention relates to a slave station device, a master station device, a control device, a communication system, and a time synchronization method for realizing a time synchronization service.

クロック同期および時刻同期の双方、または一方を供給することで、システムを構成する装置全体または同期が必要な部分を有線・無線回線により同期させる要求は、近代における情報の電子化と、自動化・精密化に伴い、同期精度を問わず産業分類上の全てにおいて幅広く利用されている。   By supplying both or one of the clock synchronization and time synchronization, the request to synchronize the entire device constituting the system or the part that needs to be synchronized by wire / wireless line is the digitization of information in modern times, automation and precision As a result, it is widely used in all industrial categories regardless of synchronization accuracy.

一例として、電子カルテ、会計文書、知的財産保護が必要な電子データに対する、作成日時証明、非改ざん性保証への利用が挙げられる（非特許文献１）。   As an example, there is a use of electronic medical records, accounting documents, and electronic data that requires intellectual property protection for creation date / time certification and non-falsification guarantee (Non-Patent Document 1).

また、他の例として、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナを接続可能とした屋外無線アクセスポイント製品や、フェムト基地局によるモバイルサービスが展開されている（非特許文献２、非特許文献３）。   As other examples, outdoor wireless access point products that can be connected to a GPS (Global Positioning System) antenna and mobile services by femto base stations have been developed (Non-patent Documents 2 and 3).

また、テレコム分野においては、通信回線を介して行う同期手法も存在する。例えば、クロック同期については非特許文献４に記載されており、時刻同期については非特許文献５に記載されている。非特許文献６〜８にはクロック・時刻同期に関して記載されている。   In the telecom field, there is a synchronization method performed via a communication line. For example, the clock synchronization is described in Non-Patent Document 4, and the time synchronization is described in Non-Patent Document 5. Non-Patent Documents 6 to 8 describe clock / time synchronization.

「電子署名・認証・タイムスタンプ その役割と活用（リーフレット）」 総務省 ２００９年３月"Electronic signatures, authentication, time stamps, their roles and utilization (leaflet)" Ministry of Internal Affairs and Communications March 2009 “Cisco Aironet 1550 Series GPS Hardware Mounting Guide”，Cisco， Feb． 2013.“Cisco Aironet 1550 Series GPS Hardware Mounting Guide”, Cisco, Feb. 2013. “Verizon Wireless Network Extender for Business User Manual”，Samsung“Verizon Wireless Network Extender for Business User Manual”, Samsung ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ．Ｇ．８２６４／Ｙ．１３６４，"Distribution of timing information through packet networks"， 2008.ITU-T Rec. G. 8264 / Y. 1364, "Distribution of timing information through packet networks", 2008. ＩＥＴＦ ＲＦＣ５９０５，"Network Time Protocol Version 4:Protocol and Algorithms Specification"， 2010.IETF RFC 5905, “Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification”, 2010. ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．１５８８−２００８，"IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems"IEEE Std. 1588-2008, "IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems" ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．８０２．１ＡＳ−２０１１，"Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks”IEEE Std. 802.1AS-2011, “Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks” ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ．Ｇ．８２６５．１／Ｙ．１３６５．１，“Precision time protocol telecom profile for frequency synchronization”， 2010.ITU-T Rec. G. 8265.1 / Y. 1365.1, “Precision time protocol telecom profile for frequency synchronization”, 2010.

従来の時刻同期サービスでは、ネットワークを構成する例えばＬ２ＳＷ（レイヤ２スイッチ）またはＬ３ＳＷ（レイヤ３スイッチ）において、時刻伝達階層上の上位にあるマスタ装置とスレーブ装置が、時刻同期を目的として規定されたフレームのやり取り（プロトコル処理）を行うことに時刻同期を実現している。すなわち、マスタ装置とスレーブ装置間で同期フレームを送受信し、マスタ装置はスレーブ装置へ時刻情報通知を行う。また、必要であればマスタ装置とスレーブ装置間における伝送遅延測定を行う。スレーブ装置は、マスタ装置から通知された時刻情報から伝送遅延分の補正を行うことで、時刻同期を実現している。   In the conventional time synchronization service, for example, in the L2SW (layer 2 switch) or L3SW (layer 3 switch) constituting the network, a master device and a slave device that are higher in the time transmission hierarchy are defined for the purpose of time synchronization. Time synchronization is realized by exchanging frames (protocol processing). That is, a synchronization frame is transmitted and received between the master device and the slave device, and the master device notifies the slave device of time information. If necessary, transmission delay measurement is performed between the master device and the slave device. The slave device realizes time synchronization by correcting the transmission delay from the time information notified from the master device.

しかしながら、前述の時刻同期を実現するためには、マスタ装置やスレーブ装置以外の他の装置（マスタ装置とスレーブ装置の間に位置している装置）も同期機能に対応している必要があり、同期機能に未対応の装置が存在する場合には、時刻同期を実現できない。   However, in order to realize the above-described time synchronization, other devices other than the master device and the slave device (devices located between the master device and the slave device) must also support the synchronization function, If there is a device that does not support the synchronization function, time synchronization cannot be realized.

上記問題に対し、全ての未対応装置を同期対応装置（同期機能に対応している装置）へ変更するソリューションを選択した場合、同期対応装置導入のコストを通信事業者が支払わなければならず、得てしてサービスを享受するユーザー側への利用料に転嫁されてしまう別の課題が生じる。   For the above problem, if you select a solution that changes all unsupported devices to devices that support synchronization (devices that support the synchronization function), the carrier must pay the cost of introducing devices that support synchronization, Another problem that is passed on to the usage fee for the user who obtains the service and obtains it.

さらに、ネットワークのスケーラビリティが災いし、時刻同期サービスを実現するために構築するネットワークに対しても、自社ネットワークだけでなく、経由する他ネットワークに対しても同様の対応が必要となってしまうため、同期機能導入に対する協調対応が必要となる場合もある。   In addition, because the scalability of the network suffers, it will be necessary not only for the network built to realize the time synchronization service, but also for other networks via it, In some cases, it is necessary to cooperate with the introduction of the synchronization function.

また、従来のモバイル基地局による時刻同期方式では、各基地局がＧＰＳ受信機を具備することで、モバイル基地局間のクロック同期および時刻同期を実現していた。この方式によれば、コアネットワーク網とモバイル基地局への回線経路に同期機能未対応装置が介在していたとしても、モバイル基地局間でクロック同期および時刻同期が実現できる。しかし、ＧＰＳ受信アンテナが天空に対して見通しが効く場合には、陸空海問わず定常的に有効に機能するが、ＧＰＳ受信アンテナの設置位置（見通しが効かない場合）・天候・太陽フレア・ＧＰＳ衛星の位置といった要因により同期精度が阻害され、システムに必要な同期精度を満足させられない場合もあり、その阻害期間を高価だがクロック安定度の高いＯＣＸＯ（Oven Controlled Crystal Oscillators）にて補わざるを得ないため、ＯＣＸＯ内蔵ＧＰＳ受信機の設置によるコスト高が生じる課題がある。   Further, in the conventional time synchronization system using mobile base stations, each base station is equipped with a GPS receiver, thereby realizing clock synchronization and time synchronization between mobile base stations. According to this method, clock synchronization and time synchronization can be realized between mobile base stations even if a device that does not support the synchronization function is present in the line route to the core network and the mobile base station. However, if the GPS receiving antenna is effective against the sky, it functions effectively regardless of whether it is land, air, or sea. However, the location of the GPS receiving antenna (if the line of sight does not work), weather, solar flare, GPS There are cases where synchronization accuracy is hindered due to factors such as the position of the satellite, and the synchronization accuracy required for the system may not be satisfied. The inhibition period must be compensated with OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillators), which is expensive but has high clock stability. Since it cannot obtain, there exists a subject which the high cost by installation of GPS receiver with a built-in OCXO arises.

以上のように、従来の時刻同期ソリューションは、ネットワーク側で機能を実施しようとした場合、同期プロトコルが経由する全装置が同期機能に対応する必要があり、全装置に対して同期機能対応コストが要求される。一方、基地局などの終端装置側のみで同期機能を実施しようとした場合、全終端装置に対して同期機能対応コストが要求される。   As described above, when trying to implement a function on the network side, the conventional time synchronization solution requires that all devices through which the synchronization protocol passes must support the synchronization function. Required. On the other hand, when the synchronization function is to be performed only on the terminal device side such as a base station, the cost of the synchronization function is required for all terminal devices.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時刻同期サービスを低コストで実現可能な子局装置、親局装置、制御装置、通信システムおよび時刻同期方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a slave station device, a master station device, a control device, a communication system, and a time synchronization method capable of realizing a time synchronization service at a low cost.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、１台以上の子局装置を収容可能な親局装置に収容された子局装置であって、時刻源から時刻情報を取得する情報取得部と、前記時刻情報に基づいてローカル時刻を調整する時刻調整部と、前記時刻源に対して時刻同期するための情報である時刻関連情報を前記時刻情報に基づいて生成する情報生成部と、前記時刻関連情報を前記親局装置へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a slave station device accommodated in a master station device capable of accommodating one or more slave station devices, and acquires time information from a time source An information acquisition unit, a time adjustment unit that adjusts the local time based on the time information, and information generation that generates time-related information that is information for synchronizing the time with the time source based on the time information And a transmission unit that transmits the time-related information to the master station device.

本発明によれば、時刻同期サービスを低コストで実現できる、という効果を奏する。   According to the present invention, the time synchronization service can be realized at low cost.

図１は、実施の形態１の時刻同期システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a time synchronization system according to the first embodiment. 図２は、ＯＬＴの内部構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration example of the OLT. 図３は、ＯＬＴ制御部の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the OLT control unit. 図４は、ＯＮＵの内部構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration example of the ONU. 図５は、ＯＮＵ制御部の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the ONU control unit. 図６−１は、ＰＯＮシステムにおけるレンジング処理の概要を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating an overview of the ranging process in the PON system. 図６−２は、ＭＰＣＰフレームのフォーマットを示す図である。FIG. 6B is a diagram illustrating a format of the MPCP frame. 図７−１は、ＴＩＭＥＳＹＮＣフレームの送信動作を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating a transmission operation of the TIMESYNC frame. 図７−２は、ＴＩＭＥＳＹＮＣフレームのフォーマットを示す図である。FIG. 7-2 is a diagram illustrating a format of the TIMESYNC frame. 図７−３は、経過時間とクロック数の関係を示す図である。FIG. 7C is a diagram illustrating a relationship between elapsed time and the number of clocks. 図８は、ＯＮＵの動作例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the ONU. 図９は、ＯＬＴの動作例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the OLT. 図１０は、ＰＴＰメッセージをカプセル化したフレームのフォーマットを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a format of a frame in which a PTP message is encapsulated. 図１１は、ＰＴＰメッセージの送受信動作の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a PTP message transmission / reception operation. 図１２は、ＥＳＭＣ ＰＤＵフレームのフォーマットを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a format of an ESMC PDU frame. 図１３は、ＥＳＭＣ ＰＤＵフレームの送受信動作の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an ESMC PDU frame transmission / reception operation. 図１４は、実施の形態３の時刻同期システムの構成例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a time synchronization system according to the third embodiment. 図１５は、時刻同期サービスを実現する従来のシステムを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a conventional system for realizing a time synchronization service.

以下に、本発明にかかる子局装置、親局装置、制御装置、通信システムおよび時刻同期方法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。   Hereinafter, embodiments of a slave station device, a master station device, a control device, a communication system, and a time synchronization method according to the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

各実施の形態では、一例として、クロック同期および時刻同期の双方を実現するシステムについて説明するが、時刻同期のみを実現するシステムとしても構わない。クロック同期も実現する構成の場合、より高精度な時刻同期サービスを実現できる。   In each embodiment, a system that realizes both clock synchronization and time synchronization will be described as an example. However, a system that realizes only time synchronization may be used. In the case of a configuration that also realizes clock synchronization, a more accurate time synchronization service can be realized.

また、各実施の形態では、一例として、光ネットワークのＰＯＮ（Passive Optical Network）において、時刻情報伝達プロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ−２０１１を使用して時刻同期を実現する場合について説明するが、発明が前提とするネットワークや使用プロトコルをこれらに限定するものではない。   In each embodiment, as an example, a case will be described in which time synchronization is realized using IEEE802.1AS-2011 as a time information transmission protocol in a PON (Passive Optical Network) of an optical network. However, the network and the protocol used are not limited to these.

実施の形態１．
まず、時刻同期サービスを実現する従来のシステムとその問題点について、具体例を示しながら説明する。 Embodiment 1 FIG.
First, a conventional system for realizing a time synchronization service and its problems will be described with specific examples.

図１５は、時刻同期サービスを実現する従来のシステムを示す図である。図示したように、従来のシステムは、ＧＰＳ衛星８０から供給される時刻情報を基にして、時刻情報をネットワーク中継装置、または終端装置へ出力するＧＰＳ受信機１と、時刻同期機能に対応した第１の中継装置１１、２１および３１と、時刻同期機能に未対応の第２の中継装置１２、２２、３２および３３と、終端装置４１、４２、４３および４４と、を含んでいる。終端装置４１、４２、４３および４４には、オシロスコープ６１、６２、６３および６４がそれぞれ接続されている。終端装置４１、４２、４３および４４は、時刻同期機能に対応している。ここで、時刻同期機能に対応した装置は、所定の時刻同期プロトコルに従って送信された時刻情報を受信すると、受信した時刻情報に従い自身が管理している時刻（ローカル時刻）を補正する。また、時刻情報の伝送遅延が発生する場合にはそれを補正する。   FIG. 15 is a diagram showing a conventional system for realizing a time synchronization service. As shown in the figure, the conventional system is based on the time information supplied from the GPS satellite 80, the GPS receiver 1 that outputs the time information to the network relay device or the terminal device, and the time synchronization function. 1 relay devices 11, 21 and 31, second relay devices 12, 22, 32 and 33 that are not compatible with the time synchronization function, and termination devices 41, 42, 43 and 44. Oscilloscopes 61, 62, 63 and 64 are connected to the termination devices 41, 42, 43 and 44, respectively. The terminal devices 41, 42, 43 and 44 correspond to the time synchronization function. Here, when receiving the time information transmitted according to a predetermined time synchronization protocol, the device corresponding to the time synchronization function corrects the time (local time) managed by the device according to the received time information. Further, when a transmission delay of time information occurs, it is corrected.

ＧＰＳ受信機１から出力される時刻情報は、時刻供給経路５１または５２を経由して終端装置４１および４２へ伝送される。すなわち、終端装置４１は、時刻供給経路５１を構成している第１の中継装置１１→第１の中継装置２１→第１の中継装置３１を介して時刻情報を受信する。終端装置４２は、時刻供給経路５２を構成している第１の中継装置１１→第１の中継装置２１→第２の中継装置３２を介して時刻情報を受信する。終端装置４３および４４には、ＧＰＳ受信機１と同様のＧＰＳ受信機２および３がそれぞれ接続されている。終端装置４３および４４は、時刻供給経路５３から時刻情報を受信する。   The time information output from the GPS receiver 1 is transmitted to the terminal devices 41 and 42 via the time supply path 51 or 52. That is, the terminal device 41 receives time information via the first relay device 11 → the first relay device 21 → the first relay device 31 that constitutes the time supply path 51. The termination device 42 receives time information via the first relay device 11, the first relay device 21, and the second relay device 32 constituting the time supply path 52. The GPS receivers 2 and 3 similar to the GPS receiver 1 are connected to the terminal devices 43 and 44, respectively. The terminal devices 43 and 44 receive time information from the time supply path 53.

このように、従来のシステムにおいては、ネットワークが階層構造となっており、最上位層の時刻源（ＧＰＳ受信機１に相当）から時刻情報を必要とする各終端装置（終端装置４１および４２に相当）へ伝達する方式Ａ（図１５の時刻供給経路５１または５２で伝達する方式）、もしくは、各終端装置の対向装置に時刻源を設置する方式Ｂ（図１５の時刻供給経路５３で伝達する方式）のいずれかが取られてきた。   As described above, in the conventional system, the network has a hierarchical structure, and each terminal device (terminal devices 41 and 42) that requires time information from the highest time source (corresponding to the GPS receiver 1). Equivalent to) A (transmission via the time supply path 51 or 52 in FIG. 15), or B (transmission via the time supply path 53 in FIG. 15) in which a time source is installed in the opposite device of each terminal device. One of the methods) has been taken.

しかし、上記の階層構造方式（方式Ａ）では、時刻源装置を集約することによるコスト低減効果が見込まれるが、階層構造を構成する中継装置の一部において時刻同期プロトコルに対応できない中継装置がある場合、すなわち、図１５の時刻供給経路５２のような構成の場合、例えば、中継装置で時刻情報を滞留した分の遅延時間が補正されずに終端装置へ到達するため、各終端装置で再生された時刻をオシロスコープで観測すると、図１５のオシロスコープ６２に示すように、他の終端装置で再生された時刻に比べてバラつきが大きくでてしまう。このため、例えば高精度時刻同期を行うためにエージング時間を長時間必要とする運用制約が生じる。そのような状況を回避するための対策として、時刻源から終端装置に至る経路において、時刻同期プロトコルに未対応の中継装置を時刻同期プロトコル対応の中継装置に置き換える方法が考えられる。しかし、この方法を適用する場合、中継装置置き換えコストが必要となる。さらに外部ネットワークを経由する場合には、外部ネットワーク運用者との間で時刻情報精度を維持するための運用規定を設ける必要に迫られてしまう。また、終端装置に時刻源を直接接続する方式（方式Ｂ）は、終端装置数と同数の時刻源が必要となり、コスト増につながる。   However, in the above hierarchical structure method (scheme A), a cost reduction effect can be expected by consolidating time source devices, but there are relay devices that cannot support the time synchronization protocol in some of the relay devices that constitute the hierarchical structure. 15, that is, in the case of the configuration like the time supply path 52 in FIG. 15, for example, since the delay time for the time information accumulated in the relay device reaches the terminal device without being corrected, it is reproduced by each terminal device. When the time is observed with an oscilloscope, as shown by an oscilloscope 62 in FIG. 15, the variation becomes larger than the time reproduced by another terminal device. For this reason, for example, operation restrictions that require a long aging time in order to perform high-accuracy time synchronization occur. As a countermeasure for avoiding such a situation, a method of replacing a relay device that does not support the time synchronization protocol with a relay device that supports the time synchronization protocol in the route from the time source to the terminal device can be considered. However, when this method is applied, a relay device replacement cost is required. Further, when going through an external network, it is necessary to provide an operation rule for maintaining time information accuracy with an external network operator. In addition, the method (method B) in which the time sources are directly connected to the terminal devices requires the same number of time sources as the number of terminal devices, leading to an increase in cost.

そこで、本実施の形態にかかるシステム（時刻同期サービスを実現するシステム、以下、時刻同期システムと称する）においては、終端装置の内一台が時刻源と同期できた場合に、時刻情報を上位ネットワークの装置である上位装置へ集約し、上位装置が各終端装置へ再分配することで、上位装置および各終端装置の間の高精度な時刻同期を低コストで実現する。   Therefore, in the system according to the present embodiment (system for realizing a time synchronization service, hereinafter referred to as a time synchronization system), when one of the terminal devices can be synchronized with the time source, the time information is transmitted to the upper network. The high-order apparatus is a high-order apparatus, and the high-order apparatus redistributes to each terminal apparatus, thereby realizing high-accuracy time synchronization between the host apparatus and each terminal apparatus at a low cost.

本実施の形態にかかる時刻同期システムにおける、時刻源親局の概念について説明する。時刻源親局とは、時刻源から基準となる時刻情報を取得し、時刻同期が必要な装置に対して送信する装置（時刻情報の送信元装置）である。本実施の形態の時刻同期システムでは、時刻源と同期できている終端装置が時刻源親局となる。なお、本実施の形態では光回線で接続されたツリー構成のＰＯＮシステムを例として説明するが、本発明がツリー構成のＰＯＮシステムだけに限定されるものではない。また、時刻情報の伝送経路には無線回線や光回線以外の有線回線が含まれていてもよく、回線伝送速度に限定される訳ではない。さらに、時刻同期インターフェイスについては、後述するＰＰＳ（Pulse Per Second）信号＋ＴＯＤ（Time Of Day）シリアル信号形式だけではなく、ＩＲＩＧ（Inter Range Instrumentation Group）信号などでもよい。   The concept of the time source master station in the time synchronization system according to the present embodiment will be described. The time source master station is a device (time information transmission source device) that obtains reference time information from a time source and transmits the time information to a device that requires time synchronization. In the time synchronization system of the present embodiment, the terminal device that is synchronized with the time source is the time source master station. In this embodiment, a tree-structured PON system connected by an optical line will be described as an example. However, the present invention is not limited to the tree-structured PON system. The time information transmission path may include a wired line other than a wireless line or an optical line, and is not limited to the line transmission speed. Further, the time synchronization interface may be not only a PPS (Pulse Per Second) signal + TOD (Time Of Day) serial signal format described later but also an IRIG (Inter Range Instrumentation Group) signal.

次に、本実施の形態にかかる時刻同期システムの構成について説明する。   Next, the configuration of the time synchronization system according to the present embodiment will be described.

図１は、実施の形態１の時刻同期システムの構成例を示す図である。本実施の形態の時刻同期システムは、上位ネットワークに接続され、ＰＯＮシステムの親局装置として動作する局側終端装置（"Optical Line Terminal"とも言い、以降「ＯＬＴ」と称する）１１０と、光ファイバ１１１およびスプリッタ１２１を介してＯＬＴ１１０に接続され、子局装置として動作する光回線終端装置（"Optical Network Unit"とも言い、以降「ＯＮＵ」と称する）１４１および１４２と、光ファイバ１１２およびスプリッタ１２２を介してＯＬＴ１１０に接続されているＯＮＵ１４３および１４４と、を含んで構成されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a time synchronization system according to the first embodiment. The time synchronization system according to the present embodiment includes a station-side terminal device (also referred to as “Optical Line Terminal”, hereinafter referred to as “OLT”) 110 that is connected to an upper network and operates as a master station device of the PON system, and an optical fiber. 111 and 142 are connected to the OLT 110 via the splitter 121 and operate as slave station devices (also referred to as “Optical Network Unit”, hereinafter referred to as “ONU”) 141 and 142, the optical fiber 112 and the splitter 122. And the ONUs 143 and 144 connected to the OLT 110 via the OLT 110.

ＯＮＵ１４１には、ＧＰＳ衛星１８が送信する時刻情報をＧＰＳアンテナ１０３で受信するフェムト基地局１７１がＬＡＮ回線１５１を介して接続されている。このフェムト基地局１７１には、無線アンテナ１８１を介してノートＰＣ１６１が接続している。フェムト基地局１７１は、例えば非特許文献３に記載された基地局である。ＯＮＵ１４２は、ＰＣ１６２とＬＡＮ回線１５２を介して接続しており、ＯＮＵ１４３は、ＰＣ１６３とＬＡＮ回線１６３を介して接続している。ＯＮＵ１４４には、ＧＰＳアンテナ１０４が接続されており、ＧＰＳ衛星１８が送信する時刻情報をＧＰＳアンテナ１０４経由で取得する。また、このＯＮＵ１４４は、ＰＣ１６４とＬＡＮ回線１５４を介して接続している。また、ＯＬＴ１１０は、複数のインターフェイスカードであるインターフェイスカード群１００および複数の同期カードである同期カード群１０１で構成されている。なお、ＯＬＴ１１０と、ＯＮＵ１４１、１４２、１４３および１４４とを接続する伝送規格は実装に依存するものであり、適用する伝送規格により本実施の形態が制限されることはない。図１に示したシステム構成の場合、ＧＰＳ衛星１８から送信された時刻情報を受信可能なＯＮＵ１４１および１４４が、時刻源親局として動作可能である。   A femto base station 171 that receives time information transmitted from the GPS satellite 18 by the GPS antenna 103 is connected to the ONU 141 via the LAN line 151. A notebook PC 161 is connected to the femto base station 171 via a wireless antenna 181. The femto base station 171 is a base station described in Non-Patent Document 3, for example. The ONU 142 is connected to the PC 162 via the LAN line 152, and the ONU 143 is connected to the PC 163 via the LAN line 163. A GPS antenna 104 is connected to the ONU 144, and time information transmitted by the GPS satellite 18 is acquired via the GPS antenna 104. The ONU 144 is connected to the PC 164 via the LAN line 154. The OLT 110 includes an interface card group 100 that is a plurality of interface cards and a synchronization card group 101 that is a plurality of synchronization cards. Note that the transmission standard for connecting the OLT 110 and the ONUs 141, 142, 143, and 144 depends on the implementation, and the present embodiment is not limited by the transmission standard to be applied. In the case of the system configuration shown in FIG. 1, ONUs 141 and 144 that can receive time information transmitted from the GPS satellite 18 can operate as time source master stations.

図２は、ＯＬＴ１１０の内部構成例を示す図である。図示したように、ＯＬＴ１１０は、複数のインターフェイスカード２０１であるインターフェイスカード群１００および複数の同期カード２０２である同期カード群１０１により構成されている。各インターフェイスカード２０１と各同期カード２０２は、バックボード２３０を介して接続されており、バックボード２３０経由で各種信号（トラフィック、クロック信号、Timestamp信号）を送受信する。バックボード２３０は、同期カード２０２と各インターフェイスカード２０１との間のそれぞれのクロック信号線およびタイムスタンプ（Timestamp）信号線が同じ長さとなるように設計されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration example of the OLT 110. As illustrated, the OLT 110 includes an interface card group 100 that is a plurality of interface cards 201 and a synchronization card group 101 that is a plurality of synchronization cards 202. Each interface card 201 and each synchronization card 202 are connected via a backboard 230, and transmit / receive various signals (traffic, clock signal, timestamp signal) via the backboard 230. The backboard 230 is designed so that the clock signal line and the time stamp signal line between the synchronization card 202 and each interface card 201 have the same length.

各インターフェイスカード２０１は同じ内部構成となっている。各インターフェイスカード２０１は、ＯＮＵと接続される光モジュール２１４と、トラフィック処理を行うＯＬＴ制御部２１３と、同期カード２０２からのクロック信号を受信し、信号レベルを増幅後にＯＬＴ制御部２１３へクロック信号を供給する受信部２１２と、同期カード２０２からのタイムスタンプ信号を受信し、信号レベルを増幅後にＯＬＴ制御部２１３へ供給する受信部２１１と、フレーム信号をバックボード２３０経由で他のインターフェイスカード２０１と送受信する送受信部２１５と、を含んで構成されている。   Each interface card 201 has the same internal configuration. Each interface card 201 receives an optical module 214 connected to the ONU, an OLT control unit 213 that performs traffic processing, and a clock signal from the synchronization card 202, amplifies the signal level, and sends the clock signal to the OLT control unit 213. A receiving unit 212 that supplies the time stamp signal from the synchronization card 202, a receiving unit 211 that amplifies the signal level and then supplies the signal to the OLT control unit 213, and the other interface card 201 via the backboard 230. And a transmission / reception unit 215 for transmitting and receiving.

複数の同期カード２０２は同じ内部構成となっている。各同期カード２０２は、外部クロック源からクロック信号を受信するク局側ロックＩ／Ｆ２２８と、内蔵高精度クロック２２９と、外部クロック源から受信したクロック信号および内蔵高精度クロック２２９が生成したクロック信号のいずれか一方を選択し後段へ伝送するセレクタ２２７と、セレクタ２２７から入力されたクロック信号から、タイムスタンプ情報を生成するために必要な周波数を逓倍する逓倍回路２２５と、逓倍回路２２５で逓倍された後のクロック信号を使用して３２ビット幅のカウンタ値であるタイムスタンプ信号を生成するタイムスタンプ生成部２２３と、タイムスタンプ生成部２２３で生成されたタイムスタンプ信号を多分岐するとともに、多分岐による振幅減少分を増幅する送信部２２１と、セレクタ２２７から入力されたクロック信号の周波数を、低周波数に変換してバックボード２３０経由で各インターフェイスカード２０１へ分配する逓倍回路２２６と、逓倍回路２２６のクロック信号を多分岐しつつ、多分岐による振幅減少分を増幅する送信部２２２と、を含んで構成されている。逓倍回路２２６は、入力されたクロック信号の周波数を低周波数に変換して各インターフェイスへ分配することによりノイズ耐性と配線長による位相差による影響を軽減している。セレクタ２２７およびタイムスタンプ生成部２２３は、ＣＰＵ２２４により制御される。   The plurality of synchronization cards 202 have the same internal configuration. Each synchronization card 202 includes a clock-side lock I / F 228 that receives a clock signal from an external clock source, a built-in high-precision clock 229, a clock signal received from the external clock source, and a clock signal generated by the built-in high-precision clock 229. Is selected and transmitted to the subsequent stage, and a frequency multiplier 225 for multiplying a frequency necessary for generating time stamp information from the clock signal input from the selector 227, and a frequency multiplier 225 multiplies the frequency. A time stamp generation unit 223 that generates a time stamp signal that is a counter value having a 32-bit width using the clock signal after the time signal, and multi-branch the time stamp signal generated by the time stamp generation unit 223 and From the transmission unit 221 that amplifies the amplitude decrease due to the The frequency of the inputted clock signal is converted to a low frequency and distributed to each interface card 201 via the back board 230, and the clock signal of the multiplier circuit 226 is branched into multiple branches, while the amplitude reduction due to multiple branches And a transmission unit 222 that amplifies the signal. The multiplier circuit 226 reduces the influence of the noise tolerance and the phase difference due to the wiring length by converting the frequency of the input clock signal to a low frequency and distributing it to each interface. The selector 227 and the time stamp generation unit 223 are controlled by the CPU 224.

図２に示した構成のＯＬＴ１１０においては、複数の同期カード２０２の内、運用で定められた規定（優先度、クロック状況など）に従って定められた任意の同期カード２０２が、ＯＬＴ１１０に実装された全てのインターフェイスカード２０１に対してクロック信号およびタイムスタンプ情報（３２ビット）を供給する。各インターフェイスカード２０１においては、受信部２１１がタイムスタンプ情報を受信し、受信部２１２がクロック信号を受信する。受信部２１１は、受信したタイムスタンプ情報をＯＬＴ制御部２１３へ出力し、受信部２１２は、受信したクロック信号を光モジュール２１４およびＯＬＴ制御部２１３へ出力する。各インターフェイスカード２０１は、同期カード２０２から入力されたクロック信号およびタイムスタンプ情報に基づいて動作することにより、同じタイミングで同じタイムスタンプ値を刻むことになる。   In the OLT 110 having the configuration shown in FIG. 2, all the synchronization cards 202 determined according to the rules (priority, clock status, etc.) determined in operation among the plurality of synchronization cards 202 are all installed in the OLT 110. A clock signal and time stamp information (32 bits) are supplied to the interface card 201. In each interface card 201, the reception unit 211 receives time stamp information, and the reception unit 212 receives a clock signal. The reception unit 211 outputs the received time stamp information to the OLT control unit 213, and the reception unit 212 outputs the received clock signal to the optical module 214 and the OLT control unit 213. Each interface card 201 operates based on the clock signal and time stamp information input from the synchronization card 202, so that the same time stamp value is recorded at the same timing.

図３は、図２に示したＯＬＴ制御部２１３の構成例を示す図である。ＯＬＴ制御部２１３は、同期カード２０２から入力されるタイムスタンプおよびクロック信号に基づいて動作するタイムスタンプカウンタ５０１、を含んだＭＰＣＰ処理部５０８と、タイムスタンプ値を取得する命令がＣＰＵ５０４から発行されると、タイムスタンプカウンタ５０１から命令発行時のタイムスタンプ値（インターフェイスカード２０１のローカル時刻を示す３２ビット値）を取得してＣＰＵ５０４へ返信するタイムスタンプ取得部５０２と、ＣＰＵ５０４と、各ＯＮＵへ送信するフレームが格納される下りキュー５０５と、ＣＰＵ５０４への入力フレームが格納されるＣＰＵキュー５０６と、送受信部２１５またはＭＰＣＰ処理部５０８から入力されるフレームの宛先を判定するブリッジ回路５０７と、他のインターフェイスカード２０１宛てのフレームが格納される上りキュー５０９と、を含んで構成されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the OLT control unit 213 illustrated in FIG. The OLT control unit 213 issues an MPCP processing unit 508 including a time stamp counter 501 that operates based on a time stamp and a clock signal input from the synchronization card 202, and a command for obtaining a time stamp value from the CPU 504. Then, the time stamp value at the time of issuing the command (32-bit value indicating the local time of the interface card 201) is acquired from the time stamp counter 501 and sent back to the CPU 504, and sent to the CPU 504 and each ONU. Downstream queue 505 in which frames are stored, CPU queue 506 in which frames input to CPU 504 are stored, bridge circuit 507 that determines the destination of frames input from transmission / reception unit 215 or MPCP processing unit 508, and other interfaces Faye It is configured to include an upstream queue 509, the frame of the card 201 addressed is stored.

図４は、ＯＮＵの内部構成例を示す図であり、一例としてＯＮＵ１４４の内部構成例を示している。なお、図１に示したＯＮＵ１４１、１４２、１４３および１４４の内部構成は同一である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration example of the ONU, and illustrates an internal configuration example of the ONU 144 as an example. The internal configurations of the ONUs 141, 142, 143, and 144 shown in FIG. 1 are the same.

図示したように、ＯＮＵ１４４は、ＯＬＴ１１０と接続される光モジュール３１４と、ＯＬＴ１１０からの下り光信号からクロック信号を抽出し、抽出したクロック信号をＯＮＵ制御部３１３、クロック信号送受信部３１８、クロック偏差算出部３２０およびＰＨＹ部３１６へ供給するＣＤＲ（Clock Data Recovery）部３１５と、トラフィック処理と時刻同期処理を行うＯＮＵ制御部３１３と、ＰＣ等の対向装置とのインターフェイスであるＰＨＹ部３１６と、外部ＧＰＳアンテナ経由でＧＰＳ衛星からの信号を受信し、時刻情報とクロック信号を生成するＧＰＳ受信機３１７と、外部クロック源としての対向装置から外部クロック信号Ｉ／Ｆ３２２経由でクロック信号を受信するクロック受信処理、または、ＣＤＲ部３１５から入力されたクロック信号を外部クロック信号Ｉ／Ｆ３２２経由で対向装置へ送信するクロック送信処理を選択実行するクロック信号送受信部３１８と、外部時刻源としての対向装置から外部時刻信号Ｉ／Ｆ３２１経由で時刻情報（時刻信号）を受信する時刻信号受信処理、または、ＯＮＵ制御部３１３から受け取った時刻情報を外部時刻信号Ｉ／Ｆ３２１経由で対向装置へ送信する時刻信号送信処理を選択実行する時刻信号送受信部３１２と、ＧＰＳ受信機３１７から出力されたクロック信号、クロック信号送受信部３１８から出力されたクロック信号、および、ＰＨＹ部３１６が対向装置から受信したクロック信号の内、いずれか一つを選択してクロック偏差算出部３２０へ出力するセレクタ３１９と、ＣＤＲ部３１５から入力されるクロック信号およびセレクタ３１９から入力されるクロック信号のクロック偏差を算出し、算出したクロック偏差値をＯＮＵ制御部３１３へ通知するクロック偏差算出部３２０と、を含んで構成されている。   As shown in the figure, the ONU 144 extracts the clock signal from the optical module 314 connected to the OLT 110 and the downstream optical signal from the OLT 110, and uses the extracted clock signal as the ONU control unit 313, the clock signal transmission / reception unit 318, and the clock deviation calculation. Unit 320 and CDR (Clock Data Recovery) unit 315 supplied to PHY unit 316, ONU control unit 313 that performs traffic processing and time synchronization processing, PHY unit 316 that is an interface with a counter device such as a PC, and external GPS A GPS receiver 317 that receives a signal from a GPS satellite via an antenna and generates time information and a clock signal, and a clock reception process that receives a clock signal from an opposite device as an external clock source via an external clock signal I / F 322 Or a black signal input from the CDR unit 315 A clock signal transmission / reception unit 318 that selectively executes a clock transmission process for transmitting a clock signal to the opposite device via the external clock signal I / F 322, and time information (time) from the opposite device as an external time source via the external time signal I / F 321. A time signal reception process for receiving a signal), or a time signal transmission / reception unit 312 for selectively executing a time signal transmission process for transmitting the time information received from the ONU control unit 313 to the opposite device via the external time signal I / F 321; Clock deviation calculation by selecting any one of the clock signal output from the GPS receiver 317, the clock signal output from the clock signal transmission / reception unit 318, and the clock signal received by the PHY unit 316 from the opposite device Selector 319 for output to unit 320, clock signal input from CDR unit 315, and Calculating a clock error of the clock signal input from the selector 319 is configured calculated clock deviation between the clock deviation calculation unit 320 notifies the ONU controller 313, it includes.

図５は、図４に示したＯＮＵ制御部３１３の構成例を示す図である。ＯＮＵ制御部３１３は、ＣＤＲ部３１５から出力された６２．５ＭＨｚクロックに基づいてカウンタを１６ナノ秒（＝１ＴＱ）毎に刻むタイムスタンプカウンタ４０１、を含んだＭＰＣＰ処理部４０８と、ＧＰＳ受信機３１７から入力されるＰＰＳ信号３３０をトリガとしてタイムスタンプカウンタ４０１が示している値（ＯＮＵ１４４のローカル時刻）をラッチし、３２ビットのタイムスタンプ情報としてＣＰＵ４０４へ通知するタイムスタンプ取得部４０２と、ＧＰＳ受信機３１７から入力されるＰＰＳ信号３３０をトリガとしてＧＰＳ受信機３１７より通知されるシリアル信号３３１（時刻源であるＧＰＳの時刻を示す信号）をラッチし、８０ビットの時刻情報としてＣＰＵ４０４へ通知する処理、または、ＣＰＵ４０４から時刻同期フレームによって通知される時刻情報を基に時刻を刻み、特定時刻をトリガとしてタイムスタンプ取得部４０２へタイムスタンプの取得を指示する処理、を実行する時刻情報管理部４０３と、ＣＰＵ４０４と、対向装置へ送信するフレームが格納される下りキュー４０５と、ＣＰＵ４０４宛てのフレームが格納されるＣＰＵキュー４０６と、ＰＨＹ部３１６またはＭＰＣＰ処理部４０８から入力されるフレームの宛先を判定するブリッジ回路４０７と、ＯＬＴ１１０へ送信するフレームが格納される上りキュー４０９と、を備えている。なお、本実施の形態では、ＣＤＲ部３１５から出力されるクロック信号の周波数を６２．５ＭＨｚとしたが、この周波数に限定されない。例えば、ＣＤＲ部３１５から１２５ＭＨｚのクロック信号が出力される場合、タイムスタンプカウンタ４０１のビット幅を３３ビットとし、下位１ビットを無視することで上記と同様の３２ビット値を出力する３２ビットカウンタとしてもよい。また、各構成要素の一部やＣＰＵ４０４はＯＮＵ制御部３１３に内蔵されていなくてもよく、例えば、外部のＦＰＧＡ等の別デバイスで同等の機能を実現してもよい。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the ONU control unit 313 illustrated in FIG. The ONU control unit 313 includes an MPCP processing unit 408 including a time stamp counter 401 that counts the counter every 16 nanoseconds (= 1 TQ) based on the 62.5 MHz clock output from the CDR unit 315, and a GPS receiver 317. A time stamp acquisition unit 402 that latches a value (local time of the ONU 144) indicated by the time stamp counter 401 using the PPS signal 330 input from the CPU as a trigger, and notifies the CPU 404 as 32-bit time stamp information, and a GPS receiver A process of latching a serial signal 331 (a signal indicating the time of GPS as a time source) notified from the GPS receiver 317 using the PPS signal 330 input from 317 as a trigger and notifying the CPU 404 as 80-bit time information; Or time synchronization from CPU404 To the time information management unit 403, the CPU 404, and the opposite device that performs processing that instructs the time stamp acquisition unit 402 to acquire the time stamp using the specific time as a trigger, based on the time information notified by the frame. Downstream queue 405 that stores frames to be transmitted, CPU queue 406 that stores frames addressed to CPU 404, bridge circuit 407 that determines the destination of frames input from PHY unit 316 or MPCP processing unit 408, and to OLT 110 And an upstream queue 409 in which frames to be transmitted are stored. In the present embodiment, the frequency of the clock signal output from the CDR unit 315 is 62.5 MHz, but is not limited to this frequency. For example, when a clock signal of 125 MHz is output from the CDR unit 315, a 32-bit counter that outputs the same 32-bit value as described above by setting the bit width of the time stamp counter 401 to 33 bits and ignoring the lower 1 bit. Also good. Further, some of the components and the CPU 404 may not be built in the ONU control unit 313. For example, an equivalent function may be realized by another device such as an external FPGA.

次に、本実施の形態にかかる時刻同期システムの全体動作について、ＯＮＵの動作とＯＬＴの動作に分けて詳しく説明する。一例として、図１に示したＧＰＳ衛星８０を時刻源とし、この時刻源に対してＯＮＵ１４４が同期し、その後、ＯＮＵ１４４が時刻源親局として動作する動作（ＯＮＵ１４４のローカル時刻にＯＬＴ１１０および他のＯＮＵが同期する動作）を説明する。ＯＮＵ１４４の動作を説明するが、他のＯＮＵが時刻源親局として動作する場合も同様である。なお、ＯＮＵ１４４は、ＧＰＳ受信機３１７がＧＰＳ衛星８０から受信したＧＰＳ信号を時刻源とする場合と、ＰＨＹ部３１６が対向装置から受信した同期フレームを時刻源とする場合（対向装置を時刻源とする場合）の２方式に対応しているが、後者については実施の形態２で説明する。   Next, the overall operation of the time synchronization system according to this exemplary embodiment will be described in detail by dividing it into ONU operation and OLT operation. As an example, the GPS satellite 80 shown in FIG. 1 is used as a time source, the ONU 144 is synchronized with this time source, and then the ONU 144 operates as a time source parent station (the OLT 110 and other ONUs at the local time of the ONU 144). Will be described. Although the operation of the ONU 144 will be described, the same applies when other ONUs operate as time source master stations. The ONU 144 uses the GPS signal received by the GPS receiver 317 from the GPS satellite 80 as a time source, and the PHY unit 316 uses the synchronization frame received from the opposite device as the time source (the opposite device is used as the time source). 2), the latter will be described in the second embodiment.

なお、以下の説明で使用するクロック同期・時刻同期を制御するプロトコルについてはＩＴＵ−Ｔ、ＩＥＥＥ、ＲＦＣ、産業・工業団体などによる様々な規定の標準があるが、各々の標準への準拠は実装に依存するものであり、これにより発明が制限されるものではない。また、以下の説明では、時刻源とＯＮＵとの同期フレームを制御するプロトコルについてＩＥＥＥ１５８８−２００８、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ.８２６４規定の用語を用いて説明するが、クロック同期を制御するプロトコルおよび時刻同期を制御するプロトコルについて各々の標準への準拠は実装に依存するものであり、これにより発明が限定されるものではない。   In addition, there are various stipulated standards by ITU-T, IEEE, RFC, industrial / industrial organizations, etc. for the protocol for controlling clock synchronization and time synchronization used in the following explanation, but compliance with each standard is implemented. And the invention is not limited thereby. In the following description, a protocol for controlling a synchronization frame between a time source and an ONU will be described using terms defined in IEEE 1588-2008 and ITU-T G.8264. However, a protocol for controlling clock synchronization and time synchronization are described. Compliance with each standard for the protocol to be controlled depends on the implementation, and the invention is not limited thereby.

＜ＯＮＵの動作＞
ＯＮＵ１４４（図４参照）は、ＧＰＳアンテナ１０４を介して、ＧＰＳ衛星８０からの信号を、情報取得部であるＧＰＳ受信機３１７で受信する。ＧＰＳ受信機３１７は、ＧＰＳ衛星８０からの受信信号よりＰＰＳ信号３３０、シリアル信号３３１およびクロック信号３３２を抽出し、ＰＰＳ信号３３０およびシリアル信号３３１をＯＮＵ制御部３１３へ出力し、クロック信号をセレクタ３１９へ出力する。なお、ＧＰＳ受信機３１７からの信号が時刻を通知する方式は、ＰＰＳ信号３３０とシリアル信号３３１の組み合わせによって通知する方式に限定されない。他の方式（他の信号）で時刻通知を行うようにしても構わない。 <Operation of ONU>
The ONU 144 (see FIG. 4) receives a signal from the GPS satellite 80 via the GPS antenna 104 by a GPS receiver 317 that is an information acquisition unit. The GPS receiver 317 extracts the PPS signal 330, the serial signal 331, and the clock signal 332 from the received signal from the GPS satellite 80, outputs the PPS signal 330 and the serial signal 331 to the ONU control unit 313, and outputs the clock signal to the selector 319. Output to. Note that the method of notifying the time by the signal from the GPS receiver 317 is not limited to the method of notifying by the combination of the PPS signal 330 and the serial signal 331. You may make it perform time notification by another system (other signals).

ＧＰＳ受信機３１７からＰＰＳ信号３３０およびシリアル信号３３１を受け取ったＯＮＵ制御部３１３（図５参照）において、タイムスタンプ取得部４０２は、ＰＰＳ信号３３０をトリガとして、ＭＰＣＰ処理部４０８のタイムスタンプカウンタ４０１よりタイムスタンプ（MPCP Timestamp）値を取得する。時刻情報管理部４０３は、ＰＰＳ信号３３０をトリガとして、シリアル信号３３１で通知される時刻情報（年月日時分秒を示す情報）を取り込み、ＥＰＯＣＨと呼ばれる基準時間（例えば、ＰＴＰ ＥＰＯＣＨは１９７０年１月１日の０時０分０秒）からの経過時間を示すＴＩＭＥに変換し、時刻調整部および情報生成部としての機能を有するＣＰＵ４０４へ通知する。ＴＩＭＥは８０ビットの情報であり、４８ビット幅で秒を示し、３２ビット幅でナノ秒を示す。   In the ONU control unit 313 (see FIG. 5) that has received the PPS signal 330 and the serial signal 331 from the GPS receiver 317, the time stamp acquisition unit 402 uses the PPS signal 330 as a trigger from the time stamp counter 401 of the MPCP processing unit 408. Gets the time stamp (MPCP Timestamp) value. The time information management unit 403 takes time information (information indicating year / month / day / hour / minute / second) notified by the serial signal 331 using the PPS signal 330 as a trigger, and a reference time called EPOCH (for example, PTP EPOCH is 1970 1). The time is converted to TIME indicating the elapsed time from 0:00 on March 1) and notified to the CPU 404 having functions as a time adjustment unit and an information generation unit. TIME is 80-bit information, indicating 48 seconds in seconds and 32 bits in nanoseconds.

なお、本実施の形態のＯＬＴと各ＯＮＵは、図６−１に示したようなレンジングを実行することにより、それぞれが有しているタイムスタンプカウンタ（タイムスタンプカウンタ４０１，５０１）が同期している。すなわち、ＰＯＮシステムを形成しているＯＬＴ１１０は、一般的なＰＯＮシステムのＯＬＴと同様に、所定のタイミングで各ＯＮＵ（ＯＮＵ１４１〜１４４）との間でレンジング処理を行い、自装置と各ＯＮＵとの間の距離に依存するＲＴＴを測定する。レンジング動作について以下に説明する。   Note that the OLT and each ONU according to the present embodiment perform ranging as shown in FIG. 6A to synchronize their time stamp counters (time stamp counters 401 and 501). Yes. That is, the OLT 110 forming the PON system performs the ranging process with each ONU (ONUs 141 to 144) at a predetermined timing in the same manner as the OLT of a general PON system. Measure the RTT depending on the distance between. The ranging operation will be described below.

図６−１は、ＰＯＮシステムにおけるレンジング処理の概要を示す図であり、一例として、ＯＬＴ１１０とＯＮＵ１４４の間でＲＴＴを測定する場合のレンジング処理を示している。ＯＬＴ１１０がＯＮＵ１４４以外のＯＮＵとの間でＲＴＴを測定するレンジング処理も同様である。図６−２は、図６−１に示したＰＯＮシステムで使用するＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）フレームのフォーマットを示す図である。   FIG. 6A is a diagram illustrating an overview of the ranging process in the PON system. As an example, the ranging process in the case where the RTT is measured between the OLT 110 and the ONU 144 is illustrated. The same is true for the ranging process in which the OLT 110 measures the RTT with the ONUs other than the ONU 144. FIG. 6B is a diagram showing a format of an MPCP (Multi-Point Control Protocol) frame used in the PON system shown in FIG.

図６−１に示したように、レンジング処理においては、まず、ＯＬＴ１１０が、ＧＡＴＥフレーム６００を送信する（ステップＳ１）。ＧＡＴＥフレームはＭＰＣＰフレームの一つであり、具体的には、ＭＰＣＰフレームのＯｐｃｏｄｅ６１０（図６−２参照）に０ｘ０００２が設定されたＭＰＣＰフレームである。ＧＡＴＥフレームは、タイムスタンプ情報としてのＴｉｍｅｓｔａｍｐ６１１を含んでいる。ＯＬＴ１１０は、ＧＡＴＥフレームのＴｉｍｅｓｔａｍｐ６１１にフレーム送信時刻（ｔ０）を設定する。なお、ＯＬＴ１１０においては、ＯＬＴ制御部２１３のＭＰＣＰ処理部５０８（図３参照）が、ＧＡＴＥフレームを含む各種ＭＰＣＰフレームを送受信する。ＯＮＵ１４４においては、ＯＮＵ制御部３１３のＭＰＣＰ処理部４０８（図５参照）が、ＧＡＴＥフレームを含む各種ＭＰＣＰフレームを送受信する。   As shown in FIG. 6A, in the ranging process, first, the OLT 110 transmits a GATE frame 600 (step S1). The GATE frame is one of MPCP frames. Specifically, the GATE frame is an MPCP frame in which 0x0002 is set in the Opcode 610 (see FIG. 6-2) of the MPCP frame. The GATE frame includes Timestamp 611 as time stamp information. The OLT 110 sets the frame transmission time (t0) in the Timestamp 611 of the GATE frame. In the OLT 110, the MPCP processing unit 508 (see FIG. 3) of the OLT control unit 213 transmits and receives various MPCP frames including a GATE frame. In the ONU 144, the MPCP processing unit 408 (see FIG. 5) of the ONU control unit 313 transmits and receives various MPCP frames including a GATE frame.

ＯＮＵ１４４は、ＯＬＴ１１０から送信されたＧＡＴＥフレーム６００を受信すると、ＧＡＴＥフレーム６００内のタイムスタンプ（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）６１１に設定されている時刻ｔ０を、ＭＰＣＰ処理部４０８内のタイムスタンプカウンタ４０１（図５参照）へ取り込む。図６−２では記載を省略しているが、ＧＡＴＥフレーム６００には、送信開始を許可する時間である上り発光許可時間の情報が含まれており、上り発光許可時間に達すると、ＯＮＵ１４４のＭＰＣＰ処理部４０８は、上りキュー４０９のキュー毎のフレーム滞留情報を記録したＲｅｐｏｒｔフレーム６０１をＯＬＴ１１０へ送信する（ステップＳ２）。このとき、ＭＰＣＰ処理部４０８は、Ｒｅｐｏｒｔフレームを送信する時点の時刻（フレーム送信時刻）であるタイムスタンプカウンタ４０１の値（ｔ１）をＲｅｐｏｒｔフレーム６０１のタイムスタンプ６１１に設定する。なお、Ｒｅｐｏｒｔフレームは、Ｏｐｃｏｄｅに０ｘ０００３が設定されたＭＰＣＰフレームである。   When the ONU 144 receives the GATE frame 600 transmitted from the OLT 110, the ONU 144 uses the time t0 set in the time stamp (Timestamp) 611 in the GATE frame 600 as the time stamp counter 401 in the MPCP processing unit 408 (see FIG. 5). To import. Although not shown in FIG. 6B, the GATE frame 600 includes information on the upstream light emission permission time, which is a time during which transmission start is permitted. When the upstream light emission permission time is reached, the MPCP of the ONU 144 is reached. The processing unit 408 transmits a report frame 601 in which frame retention information for each queue of the upstream queue 409 is recorded to the OLT 110 (step S2). At this time, the MPCP processing unit 408 sets the value (t1) of the time stamp counter 401, which is the time (frame transmission time) at the time of transmitting the Report frame, in the time stamp 611 of the Report frame 601. The Report frame is an MPCP frame in which 0x0003 is set in Opcode.

ＯＬＴ１１０は、ＯＮＵ１４４から送信されたＲｅｐｏｒｔフレーム６０１を受信すると、自身が送信したＧＡＴＥフレーム６００に書き込んだタイムスタンプ値（ｔ０）およびＲｅｐｏｒｔフレーム６０１に書き込まれているタイムスタンプ値（ｔ１）に基づいて、ＯＬＴ１１０からＯＮＵ１４４までの光区間距離をＲＴＴとして算出する。具体的には、ＯＬＴ１１０がＲｅｐｏｒｔフレーム６０１を受信した時刻をｔ２とすると、ＲＴＴは以下のように算出できる。なお、Ｔresは、ＯＬＴ１１０がＧＡＴＥフレーム６００を送信してからＲｅｐｏｒｔフレーム６０１を受信するまでの所要時間、Ｔwaitは、ＯＮＵ１４４がＧＡＴＥフレーム６００を受信してからＲｅｐｏｒｔフレーム６０１を送信するまでの所要時間である。
ＲＴＴ＝Ｔres−Ｔwait＝（ｔ２−ｔ０）−（ｔ１−ｔ０）＝ｔ２−ｔ１ When the OLT 110 receives the Report frame 601 transmitted from the ONU 144, based on the time stamp value (t0) written in the GATE frame 600 transmitted by itself and the time stamp value (t1) written in the Report frame 601, The optical section distance from the OLT 110 to the ONU 144 is calculated as RTT. Specifically, assuming that the time when the OLT 110 receives the report frame 601 is t2, the RTT can be calculated as follows. T res is the time required from the OLT 110 transmitting the GATE frame 600 to receiving the Report frame 601, and T wait is the time required for the ONU 144 to receive the GATE frame 600 and transmitting the Report frame 601. It's time.
RTT = T res −T wait = (t2−t0) − (t1−t0) = t2−t1

ＯＬＴ１１０とＯＮＵ１４４の間のレンジング動作を説明したが、他のＯＮＵとの間のレンジング動作も同様である。   The ranging operation between the OLT 110 and the ONU 144 has been described, but the ranging operation between other ONUs is the same.

時刻源であるＧＰＳ衛星８０に対してＯＮＵ１４４が同期する動作の説明に戻り、ＯＮＵ制御部３１３（図５参照）のＣＰＵ４０４は、時刻同期を実現するために必要なタイムスタンプ（３２ビット）およびＴＩＭＥ（８０ビット）を受け取ると、セレクタ３１９に対してＧＰＳ受信機３１７からのクロック信号３３２を選択するように指示する。この結果、ＧＰＳ受信機３１７からのクロック信号３３２がクロック偏差算出部３２０に入力され、クロック偏差算出部３２０は、ＣＤＲ部３１５から入力されたクロック信号とクロック信号３３２のクロック偏差（ＯＬＴ１１０のインターフェイスカード２０１から供給されたクロック信号とＧＰＳ衛星８０から供給されたクロック信号の偏差）を算出する。クロック偏差算出部３２０は、算出したクロック偏差をＣＰＵ４０４へ通知する。   Returning to the description of the operation in which the ONU 144 synchronizes with the GPS satellite 80 that is the time source, the CPU 404 of the ONU control unit 313 (see FIG. 5) determines the time stamp (32 bits) and TIME necessary for realizing the time synchronization. When (80 bits) is received, the selector 319 is instructed to select the clock signal 332 from the GPS receiver 317. As a result, the clock signal 332 from the GPS receiver 317 is input to the clock deviation calculation unit 320, and the clock deviation calculation unit 320 receives the clock deviation between the clock signal input from the CDR unit 315 and the clock signal 332 (interface card of the OLT 110). The deviation of the clock signal supplied from 201 and the clock signal supplied from the GPS satellite 80 is calculated. The clock deviation calculation unit 320 notifies the CPU 404 of the calculated clock deviation.

ここで、クロック偏差算出部３２０がクロック偏差を算出する理由を説明する。従来の時刻同期システムにおいては、図７−１に示したように、ＯＬＴが、時刻同期フレームであるＴＩＭＥＳＹＮＣ７００をＯＮＵへ送信する。図７−２にＴＩＭＥＳＹＮＣ７００のフォーマットを示す。図７−２に示したように、ＴＩＭＥＳＹＮＣフレームは、Ｍｅｓｓａｇｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒが０ｘ０００１のフレームであり、ＭＰＣＰ Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ（フレーム送信時刻）を設定するフィールドであるＸ７０１と、時刻情報を設定するフィールドであるＴｏＤx,i７０２と、クロック偏差を設定するフィールドであるｒａｔｅＲａｔｉｏ７０３とを含んでいる。ＴＩＭＥＳＹＮＣ７００を受信したＯＮＵは、受信信号（クロックマスタであるＯＬＴからの下り光信号）からクロック抽出を行うため、図７−３（ａ）に示したように、観測経過時間に比例してクロック数は加算され、傾きが等しく、切片が０の一次関数の直線となる。これに対して、本実施の形態で想定している、ＯＮＵが時刻源親局として動作するシステム構成の場合、時刻源のクロック数は、（クロック数）＝（単位時間当たりのクロック数）×（経過時間）となるが、ＯＬＴとはクロック偏差分だけ乖離が生じるため、図７−３（ｂ）に示したように、観測経過時間とともに、時刻源のクロック数（ここではＧＰＳ衛星８０における一定時間あたりのクロックカウント数）とＯＬＴのクロック数（ＯＬＴにおける一定時間あたりのクロックカウント数）にズレが生じる。 Here, the reason why the clock deviation calculation unit 320 calculates the clock deviation will be described. In the conventional time synchronization system, as shown in FIG. 7A, the OLT transmits a time synchronization frame TIMESYNC 700 to the ONU. FIG. 7-2 shows the format of TIMESYNC 700. As shown in FIG. 7-2, the TIMESYNC frame is a frame whose Message Identifier is 0x0001, and is a field for setting MPCP Timestamp (frame transmission time) X701 and a field for setting time information ToD x, i 702 and rateRatio 703 which is a field for setting a clock deviation. Since the ONU that has received the TIMESYNC 700 performs clock extraction from the received signal (downstream optical signal from the OLT that is the clock master), the number of clocks is proportional to the observation elapsed time, as shown in FIG. Are added to form a straight line of a linear function with equal slope and zero intercept. On the other hand, in the system configuration in which the ONU operates as a time source master station, which is assumed in this embodiment, the number of clocks of the time source is (clock number) = (clock number per unit time) × (Elapsed time) However, since there is a deviation from the OLT by the amount of clock deviation, as shown in FIG. 7-3 (b), together with the observation elapsed time, the number of clocks of the time source (here in the GPS satellite 80) There is a difference between the clock count number per fixed time) and the OLT clock number (clock count number per fixed time in the OLT).

そのため、本実施の形態の時刻同期システムにおいては、上記のクロック偏差をＯＮＵ１４４のクロック偏差算出部３２０が計測し、ＯＮＵ１４４は、計測したクロック偏差をＯＬＴ１１０のインターフェイスカード２０１（ＯＮＵ１４４を収容しているインターフェイスカード２０１）に向けて送信する。具体的には、ＯＮＵ１４４において、ＯＮＵ制御部３１３のＣＰＵ４０４が、タイムスタンプ、ＴＩＭＥ、および、クロック偏差であるｒａｔｅＲａｔｉｏ（６４ビット）を記載した時刻同期（ＴＩＭＥＳＹＮＣ）フレーム（図７−２参照）を生成し、上りキュー４０９の高優先キューへキューイングし、送信部としての機能を有するＭＰＣＰ処理部４０８が、光モジュール３１４を介してＯＬＴ１１０のインターフェイスカード２０１へ時刻同期フレームを送信する。タイムスタンプはＴＩＭＥＳＹＮＣフレームのＸ７０１フィールドに格納し、ＴＩＭＥはＴＩＭＥＳＹＮＣフレームのＴｏＤx,i７０２フィールドに格納し、クロック偏差はＴＩＭＥＳＹＮＣフレームのｒａｔｅＲａｔｉｏ７０３フィールドに格納する。なお、本実施の形態では、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ−２０１１でＯＬＴからＯＮＵに向けて送信するフレームとして規定されているＴＩＭＥＳＹＮＣのフォーマットを利用してＯＮＵからＯＬＴへクロック偏差を通知することとしたが、別フォーマットのフレームを利用して上記情報を送信してもよい。クロック偏差をＯＬＴ１１０へ通知することにより、ＯＬＴ１１０はクロック偏差を考慮した時刻同期処理が可能となり、同期精度が劣化するのを防止できる。 Therefore, in the time synchronization system of the present embodiment, the clock deviation calculation unit 320 of the ONU 144 measures the clock deviation, and the ONU 144 measures the measured clock deviation in the interface card 201 of the OLT 110 (the interface containing the ONU 144). To the card 201). Specifically, in the ONU 144, the CPU 404 of the ONU control unit 313 generates a time synchronization (TIMESYNC) frame (see FIG. 7-2) describing a time stamp, TIME, and rateRatio (64 bits) that is a clock deviation. Then, the MPCP processing unit 408 queuing to the high priority queue of the upstream queue 409 and transmitting the time synchronization frame to the interface card 201 of the OLT 110 via the optical module 314. The time stamp is stored in the X701 field of the TIMESYNC frame, the TIME is stored in the ToD x, i 702 field of the TIMESYNC frame, and the clock deviation is stored in the rateRatio 703 field of the TIMESYNC frame. In this embodiment, the clock deviation is notified from the ONU to the OLT using the TIMESYNC format defined as a frame transmitted from the OLT to the ONU in IEEE 802.1AS-2011. The information may be transmitted using a frame of the format. By notifying the OLT 110 of the clock deviation, the OLT 110 can perform time synchronization processing in consideration of the clock deviation, and can prevent deterioration in synchronization accuracy.

図８は、ＯＮＵ１４４の動作例を示すフローチャートであり、ＯＮＵ１４４が時刻源親局として動作する場合のフローを示している。   FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the ONU 144, and shows a flow when the ONU 144 operates as a time source master station.

ＯＮＵ１４４は、時刻源との時刻同期が可能かどうか、すなわち、時刻源（例えばＧＰＳ衛星８０）から時刻関連情報（ＰＰＳ信号、シリアル信号、クロック信号など）の取得が可能かどうかを確認し（ステップＳ１２０１）、取得可能な場合（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、時刻関連情報を取得可能な時刻源の種類（同期する時刻源）を確認する（ステップＳ１２０２）。時刻源がＧＰＳ衛星の場合、すなわち、ＧＰＳ受信機３１７から時刻関連情報を取得した場合、取得した時刻関連情報に基づいて、ローカル時刻を時刻源に同期させる（タイムスタンプカウンタ４０１の値を調整してＧＰＳ衛星８０の時刻に合わせる）。また、セレクタ３１９がＧＰＳ受信機３１７からのクロック信号３３２を選択・出力するように制御し、クロック偏差算出部３２０が、クロック信号３３２とＣＤＲ部３１５から入力されたクロック信号（ＯＬＴからの受信信号より抽出したクロック信号）の偏差を算出する（ステップＳ１２１３）。時刻情報管理部４０３は、ＰＰＳ信号３３０をトリガにして、シリアル信号３３１が示す時刻情報を取得し、取得した時刻情報をＴＩＭＥ情報に変換してＣＰＵ４０４へ出力する（ステップＳ１２０６）。タイムスタンプ取得部４０２は、ＰＰＳ信号３３０をトリガにしてタイムスタンプカウンタ４０１からタイムスタンプ値を取得し、ＣＰＵ４０４へ出力する（ステップＳ１２０７）。ＣＰＵ４０４は、時刻情報管理部４０３が生成したＴＩＭＥおよびタイムスタンプ取得部４０２が取得したタイムスタンプを同時に受信できた場合（ステップＳ１２０８：Ｙｅｓ）、クロック偏差情報、ＴＩＭＥおよびタイムスタンプを含んだＴＩＭＥＳＹＮＣフレーム（図７−２参照）を生成し、上りキュー４０９へ出力する（ステップＳ１２０９）。この結果、クロック偏差情報、ＴＩＭＥおよびタイムスタンプを含んだＴＩＭＥＳＹＮＣフレームがＯＬＴ１１０（インターフェイスカード２０１）へ送信される。なお、ＣＰＵ４０４がＴＩＭＥおよびタイムスタンプを同時に受信できなかった場合（ステップＳ１２０８：Ｎｏ）、ステップＳ１２０１に戻って動作を継続する。   The ONU 144 confirms whether time synchronization with the time source is possible, that is, whether time-related information (PPS signal, serial signal, clock signal, etc.) can be acquired from the time source (for example, GPS satellite 80) (step S1201), if acquisition is possible (step S1201: Yes), the type of time source from which time-related information can be acquired (synchronized time source) is confirmed (step S1202). When the time source is a GPS satellite, that is, when time-related information is acquired from the GPS receiver 317, the local time is synchronized with the time source based on the acquired time-related information (the value of the time stamp counter 401 is adjusted). Adjust to the time of GPS satellite 80). Further, the selector 319 controls to select and output the clock signal 332 from the GPS receiver 317, and the clock deviation calculation unit 320 receives the clock signal 332 and the clock signal (received signal from the OLT) input from the CDR unit 315. The deviation of the extracted clock signal is calculated (step S1213). The time information management unit 403 acquires the time information indicated by the serial signal 331 using the PPS signal 330 as a trigger, converts the acquired time information into TIME information, and outputs it to the CPU 404 (step S1206). The time stamp acquisition unit 402 acquires a time stamp value from the time stamp counter 401 using the PPS signal 330 as a trigger, and outputs the time stamp value to the CPU 404 (step S1207). When the CPU 404 can simultaneously receive the TIME generated by the time information management unit 403 and the time stamp acquired by the time stamp acquisition unit 402 (Yes in step S1208), the CPU 404 includes a TIMESYNC frame including clock deviation information, TIME, and time stamp ( 7-2) is generated and output to the upstream queue 409 (step S1209). As a result, the TIMESYNC frame including the clock deviation information, TIME, and time stamp is transmitted to the OLT 110 (interface card 201). If the CPU 404 cannot receive the TIME and the time stamp at the same time (step S1208: No), the process returns to step S1201 and continues the operation.

また、時刻源が同期フレームの場合（時刻関連情報を同期フレームにより対向装置から受信した場合）、ステップＳ１２０２に続いてステップＳ１２０３〜Ｓ１２０５を実行してからステップＳ１２０６以降を実行する。この場合（時刻源がＧＰＳ衛星以外の場合）の動作については実施の形態２で説明する。   When the time source is a synchronization frame (when time-related information is received from the opposite device using a synchronization frame), steps S1203 to S1205 are executed following step S1202, and then steps S1206 and subsequent steps are executed. The operation in this case (when the time source is other than a GPS satellite) will be described in the second embodiment.

＜ＯＬＴの動作＞
ＯＮＵ１４４が送信した時刻同期（ＴＩＭＥＳＹＮＣ）フレームは、ＯＬＴ１１０のインターフェイスカード２０１のうち、ＯＮＵ１４４を収容しているインターフェイスカード２０１により受信される。 <Operation of OLT>
The time synchronization (TIMESYNC) frame transmitted by the ONU 144 is received by the interface card 201 that houses the ONU 144 among the interface cards 201 of the OLT 110.

ＯＮＵ１４４が送信した時刻同期フレーム（以下、ＴＩＭＥＳＹＮＣ）はインターフェイスカード２０１の光モジュール２１４により受信され、ＯＬＴ制御部２１３へ送られる（図２，図３参照）。   A time synchronization frame (hereinafter, TIMESYNC) transmitted by the ONU 144 is received by the optical module 214 of the interface card 201 and sent to the OLT control unit 213 (see FIGS. 2 and 3).

ＯＬＴ制御部２１３が受信したＴＩＭＥＳＹＮＣは、情報取得部および送信部としての機能を有するＭＰＣＰ処理部５０８、ブリッジ回路５０７およびＣＰＵキュー５０６を経由してＣＰＵ５０４に渡される。時刻調整部および情報生成部としての機能を有するＣＰＵ５０４は、図９に示したフローチャートに従った処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ５０４は、ＴＩＭＥＳＹＮＣを受信した場合（ステップＳ１３０１：Ｙｅｓ）、その送信元を確認する（ステップＳ１３０２）。送信元がＯＮＵの場合はステップＳ１３０３〜Ｓ１３０７を実行し、送信元が他のインターフェイスカード２０１の場合にはステップＳ１３１３〜Ｓ１３１４を実行する。ここでは、送信元がＯＮＵのため、ステップＳ１３０３〜Ｓ１３０７を実行する。なお、ＴＩＭＥＳＹＮＣの送信元がＯＮＵの場合、ＯＮＵが時刻源親局となり、ＯＬＴが時刻源子局となる。また、送信元が他のインターフェイスカードの場合、インターフェイスカードは、配下のＯＮＵへ時刻情報を配信する。   The TIMESYNC received by the OLT control unit 213 is passed to the CPU 504 via the MPCP processing unit 508 having a function as an information acquisition unit and a transmission unit, a bridge circuit 507, and a CPU queue 506. The CPU 504 having functions as a time adjustment unit and an information generation unit executes processing according to the flowchart shown in FIG. Specifically, when the CPU 504 receives TIMESYNC (step S1301: Yes), the CPU 504 confirms the transmission source (step S1302). If the transmission source is an ONU, steps S1303 to S1307 are executed, and if the transmission source is another interface card 201, steps S1313 to S1314 are executed. Here, since the transmission source is ONU, steps S1303 to S1307 are executed. When the transmission source of TIMESYNC is an ONU, the ONU is a time source master station and the OLT is a time source slave station. When the transmission source is another interface card, the interface card distributes time information to the subordinate ONU.

ＴＩＭＥＳＹＮＣの送信元がＯＮＵと判断したＣＰＵ５０４は、まず、ＴＩＭＥＳＹＮＣのＳｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ（送信元アドレス）７０４（図７−２参照）を確認してＴＩＭＥＳＹＮＣを送信したＯＮＵを特定し、該当するＯＮＵのＲＴＴをＭＰＣＰ処理部５０８から取得する（ステップＳ１３０３）。次に、取得したＲＴＴに基づいて、上り光ファイバにおける伝送遅延を算出し、算出した伝送遅延をＴＩＭＥＳＹＮＣのＴｏＤx,i７０２（時刻情報）から減算して時刻情報を補正する（ステップＳ１３０４）。例えば、次式（１）に従って時刻情報を補正する。他の方法で伝送遅延の算出および時刻情報の補正を行っても構わない。 The CPU 504 that determines that the source of TIMESYNC is an ONU first checks the source address (source address) 704 of the TIMESYNC (see FIG. 7-2), identifies the ONU that transmitted the TIMESYNC, and determines the RTT of the corresponding ONU. Obtained from the MPCP processing unit 508 (step S1303). Next, based on the acquired RTT, a transmission delay in the upstream optical fiber is calculated, and the calculated transmission delay is subtracted from TIMESYNC's ToD x, i 702 (time information) to correct the time information (step S1304). For example, the time information is corrected according to the following equation (1). Other methods may be used to calculate transmission delay and correct time information.

Figure 0006278643
Figure 0006278643

式（１）において、ＴＯＤcorrectは補正後の時刻情報、ｎupは上り光信号波長による光ファイバ屈折率を示し、ｎdownは下り光信号波長による光ファイバ屈折率を示し、ＴＯＤはＴＩＭＥＳＹＮＣ内のＴＯＤx,i７０２を示している。 In equation (1), TOD correct is the corrected time information, n up is the optical fiber refractive index according to the upstream optical signal wavelength, n down is the optical fiber refractive index according to the downstream optical signal wavelength, and TOD is in TIMESYNC. TOD x, i 702 is shown.

ＣＰＵ５０４は、次に、タイムスタンプ取得部５０２を介してタイムスタンプカウンタ５０１の値（タイムスタンプ値）を取得し（ステップＳ１３０５）、取得したタイムスタンプ値と、ＴＩＭＥＳＹＮＣに設定されていたタイムスタンプ値（Ｘ７０１）およびクロック偏差情報（ｒａｔｅＲａｔｉｏ７０３）とを用いて、次式（２）に従って現在時刻（ＴＯＤcurrent）を算出する（ステップＳ１３０６）。式（２）において、“Ｓ”はステップＳ１３０５で取得したタイムスタンプ値を示している。なお、他の算出式を使用しても構わない。現在時刻の算出が完了すると、タイムスタンプカウンタ５０１を調整して自インターフェイスカード２０１の時刻を時刻源（ＯＮＵ１４４）の時刻と同期させる。 Next, the CPU 504 acquires the value of the time stamp counter 501 (time stamp value) via the time stamp acquisition unit 502 (step S1305), and the acquired time stamp value and the time stamp value set in TIMESYNC ( X701) and clock deviation information (rateRatio 703) are used to calculate the current time (TOD current ) according to the following equation (2) (step S1306). In Expression (2), “S” indicates the time stamp value acquired in step S1305. Note that other calculation formulas may be used. When the calculation of the current time is completed, the time stamp counter 501 is adjusted to synchronize the time of the own interface card 201 with the time of the time source (ONU 144).

Figure 0006278643
Figure 0006278643

ＣＰＵ５０４は、次に、ＯＮＵ１４４から受信したＴＩＭＥＳＹＮＣのＴｏＤx,i７０２に対して上記算出した現在時刻ＴＯＤcurrentを上書きし、送信元アドレス７０４を自インターフェイスカード２０１に割り当てられたアドレスに書き換え、上りキュー５０９および送受信部２１５を経由して他のインターフェイスカード２０１へブロードキャストする（ステップＳ１３０７）。なお、ＴＩＭＥＳＹＮＣの宛先アドレス（Destination Address）にはブロードキャスト用のアドレスを設定する。ＴＩＭＥＳＹＮＣはバックボード２３０経由で他のインターフェイスカード２０１へ送信される。 Next, the CPU 504 overwrites the calculated current time TOD current with respect to the TIMESYNC ToD x, i 702 received from the ONU 144, rewrites the source address 704 with the address assigned to the own interface card 201, and the upstream queue. 509 and broadcast to the other interface card 201 via the transmission / reception unit 215 (step S1307). Note that a broadcast address is set as the destination address (Destination Address) of TIMESYNC. TIMESYNC is transmitted to another interface card 201 via the backboard 230.

ＯＮＵ１４４から送信され、その上位のインターフェイスカード２０１（以下、時刻源収容カードと称する）によって時刻情報ＴｏＤx,i７０２が更新されてから転送されたＴＩＭＥＳＹＮＣを受信した各インターフェイスカード２０１（以下、非時刻源収容カードと称する）は、以下のように動作する。 Each interface card 201 (hereinafter referred to as non-time) that has received the TIMESYNC transmitted from the ONU 144 and transferred after the time information ToD x, i 702 has been updated by the higher-order interface card 201 (hereinafter referred to as time source accommodation card). The source storage card) operates as follows.

非時刻源収容カードの各々において、時刻源収容カードから受信したＴＩＭＥＳＹＮＣは、送受信部２１５、ブリッジ回路５０７およびＣＰＵキュー５０６を経由してＣＰＵ５０４に渡される。ＣＰＵ５０４は、図９に示したフローチャートに従った処理を実行する。   In each of the non-time source accommodation cards, TIMESYNC received from the time source accommodation card is passed to the CPU 504 via the transmission / reception unit 215, the bridge circuit 507, and the CPU queue 506. The CPU 504 executes processing according to the flowchart shown in FIG.

すなわち、ＣＰＵ５０４は、ＴＩＭＥＳＹＮＣの送信元が他のインターフェイスカード２０１と判断し、タイムスタンプ取得部５０２を介してタイムスタンプカウンタ５０１の値（タイムスタンプ値）を取得する（ステップＳ１３１３）。次に、取得したタイムスタンプ値と、受信したＴＩＭＥＳＹＮＣに設定されていたタイムスタンプ値（Ｘ７０１）およびクロック偏差情報（ｒａｔｅＲａｔｉｏ７０３）とを用いて、上記の式（２）に従って現在時刻（ＴＯＤcurrent）を算出する（ステップＳ１３１４）。なお、このステップＳ１３１４では、ＴＩＭＥＳＹＮＣに設定されていた時刻情報ＴｏＤx,i７０２を式（２）のＴＯＤcorrectとして計算を行う。 That is, the CPU 504 determines that the transmission source of TIMESYNC is the other interface card 201, and acquires the value (time stamp value) of the time stamp counter 501 via the time stamp acquisition unit 502 (step S1313). Next, using the acquired time stamp value, the time stamp value (X701) set in the received TIMESYNC and the clock deviation information (rateRatio 703), the current time (TOD current ) is calculated according to the above equation (2). Calculate (step S1314). In step S1314, the time information ToD x, i 702 set in TIMESYNC is calculated as TOD correct in equation (2).

ステップＳ１３１４を実行して現在時刻を算出した非時刻源収容カード（インターフェイスカード２０１）は、時刻源と同期していない配下の各ＯＮＵに対して、時刻同期プロトコルを使用して時刻情報（現在時刻ＴＯＤcurrent）を配信する。例えば、時刻同期プロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ-２０１１や、ＩＥＥＥ１５８８−２００８等があるが、いずれを使用しても構わない。時刻情報は、下りキュー５０５、ＭＰＣＰ処理部５０８および光モジュール２１４を介して各ＯＮＵへ送信される。上位のインターフェイスカード２０１から時刻情報を受信した各ＯＮＵは、時刻情報に基づいて自身のローカル時刻をインターフェイスカード２０１のローカル時刻に合わせる。 The non-time source accommodating card (interface card 201) that has calculated the current time by executing step S1314 uses the time synchronization protocol to send time information (current time) to each subordinate ONU that is not synchronized with the time source. TOD current ) is distributed. For example, there are IEEE 802.1AS-2011 and IEEE 1588-2008 as the time synchronization protocol, but any of them may be used. The time information is transmitted to each ONU via the downstream queue 505, the MPCP processing unit 508, and the optical module 214. Each ONU that has received time information from the host interface card 201 adjusts its own local time to the local time of the interface card 201 based on the time information.

なお、時刻源収容カードも同様に、上記のステップＳ１３０７を実行した後、時刻源と同期していない配下の各ＯＮＵに対して、時刻同期プロトコルを使用して時刻情報（現在時刻ＴＯＤcurrent）を配信する。 Similarly, the time source accommodation card performs time information (current time TOD current ) using the time synchronization protocol for each subordinate ONU that is not synchronized with the time source after executing step S1307. To deliver.

ＯＮＵが上位のインターフェイスカード２０１に対して同期する（ローカル時刻を合わせる）処理については従来と同様であるため、説明を省略する。   Since the process of synchronizing the ONU with the higher-order interface card 201 (matching the local time) is the same as the conventional process, the description thereof is omitted.

以上の手順を各ＯＮＵおよびＯＬＴ（各インターフェイスカード）が実行することにより、時刻同期を実現できる。   Time synchronization can be realized by executing the above procedure by each ONU and OLT (each interface card).

本実施の形態では、ＯＮＵ１１０が複数のインターフェイスカード２０１を備えている場合の動作を説明したが、インターフェイスカード２０１が単一の場合の動作は、上記の非時刻源収容カードが時刻源収容カードに同期する動作を除いたものとなる。   In the present embodiment, the operation when the ONU 110 includes a plurality of interface cards 201 has been described. However, the operation when the interface card 201 is single is described in the above. This excludes the synchronized operation.

このように、本実施の形態において、時刻源に接続されたＯＮＵは、時刻源に同期するとともに、時刻情報（時刻関連情報）をＯＬＴへ送信し、配下のＯＮＵから時刻情報を受信したＯＬＴのインターフェイスカードは遅延時間補正をおこない、時刻情報の送信元ＯＮＵに同期するとともに、遅延時間補正後の時刻情報を直接または他のインターフェイスカードを介して、時刻同期処理が済んでいないＯＮＵへ配信することとした。これにより、時刻同期サービスを低コストで実現することができる。   Thus, in this embodiment, the ONU connected to the time source synchronizes with the time source, transmits time information (time-related information) to the OLT, and receives the time information from the subordinate ONU. The interface card performs delay time correction, synchronizes with the time information transmission source ONU, and distributes the time information after the delay time correction directly or through another interface card to an ONU that has not been subjected to time synchronization processing. It was. Thereby, the time synchronization service can be realized at low cost.

実施の形態２．
上述した実施の形態１では、ＧＰＳ受信機から時刻関連情報を取得したＯＮＵが時刻源親局として動作する場合について説明したが、本実施の形態では、他の装置（対向装置）から時刻関連情報を取得したＯＮＵが時刻源親局として動作する場合について説明する。なお、時刻同期システムの全体構成は実施の形態１と同様とする（図１）。ＯＬＴおよびＯＮＵの構成も実施の形態１と同様とする（図２〜図５参照）。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the case where the ONU that has acquired time-related information from the GPS receiver operates as a time source master station has been described. However, in this embodiment, the time-related information is transmitted from another device (opposite device). A case will be described in which the ONU that has acquired the above functions as a time source master station. The overall configuration of the time synchronization system is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). The configurations of the OLT and ONU are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 2 to 5).

実施の形態１との違いは、ＯＮＵへの時刻源が同期フレームであり、クロック供給Ｉ／ＦがＰＨＹ部３１６または外部クロック信号Ｉ／Ｆ３２２であることである。ＯＬＴの動作は実施の形態１と同様であるため、ＯＬＴの動作説明は省略する。   The difference from the first embodiment is that the time source to the ONU is a synchronous frame, and the clock supply I / F is the PHY unit 316 or the external clock signal I / F 322. Since the operation of the OLT is the same as that of the first embodiment, description of the operation of the OLT is omitted.

図１に示したＯＮＵ１４１を時刻源親局とした場合の動作を説明する。ＯＮＵ１４１は、時刻関連情報を対向装置であるフェムト基地局１７１から取得するものとする。また、フェムト基地局１７１は、ＧＰＳアンテナ１０３を介してＧＰＳ衛星８０からＧＰＳ信号を受信しており、ＧＰＳ衛星８０と時刻同期状態にあるものとする。   The operation when the ONU 141 shown in FIG. 1 is a time source master station will be described. The ONU 141 is assumed to acquire time-related information from the femto base station 171 that is the opposite device. The femto base station 171 receives a GPS signal from the GPS satellite 80 via the GPS antenna 103 and is in a time-synchronized state with the GPS satellite 80.

ＯＮＵ１４１は、ＬＡＮ回線１５１を介してフェムト基地局１７１から時刻情報を取得する。フェムト基地局１７１は、例えば、ＩＥＥＥ１５８８−２０１１で規定された時刻同期プロトコルにより時刻情報をＯＮＵ１４１へ送信する。この場合、フェムト基地局１７１は、図１０に示した構成のフレームを用いて、ＰＴＰ（Precision Time Protocol）メッセージ８１０をＯＮＵ１４１との間で送受信する。   The ONU 141 acquires time information from the femto base station 171 via the LAN line 151. The femto base station 171 transmits time information to the ONU 141 using, for example, a time synchronization protocol defined by IEEE 1588-2011. In this case, the femto base station 171 transmits and receives a PTP (Precision Time Protocol) message 810 to and from the ONU 141 using the frame having the configuration shown in FIG.

図１０は、ＰＴＰメッセージをカプセル化したフレームのフォーマットを示す図である。ＰＴＰメッセージ８１０は、ヘッダ（Common message header）８１１およびメッセージフィールド（message fields）８１２により構成されている。メッセージフィールド８１２には、Ａｎｎｏｕｎｃｅ／Ｓｙｎｃ／Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ／Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐ／Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ／Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ／Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ／Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿Ｕｐ／Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ／Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔが格納される。図１０では、（ａ）ＰＴＰ ｏｖｅｒ ＩＰｖ４／ｖ６ ＵＤＰで送受信する場合のフレームフォーマット、（ｂ）ＰＴＰ ｏｖｅｒ ＩＥＥＥ８０２．３／Ｅｔｈｅｒｎｅｔで送受信する場合のフレームフォーマットを示している。   FIG. 10 is a diagram illustrating a format of a frame in which a PTP message is encapsulated. The PTP message 810 includes a header (Common message header) 811 and message fields (message fields) 812. The message field 812 stores Anounce / Sync / Delay_Req / Follow_Up / Delay_Resp / Pdelay_Req / Pdelay_Resp / Pdelay_Resp_Follow_Up / Signaling / Management. FIG. 10 shows (a) a frame format when transmitting / receiving with PTP over IPv4 / v6 UDP, and (b) a frame format when transmitting / receiving with PTP over IEEE802.3 / Ethernet.

図１１は、フェムト基地局１７１とＯＮＵ１４１がＰＴＰメッセージを送受信する動作の一例を示す図である。フェムト基地局１７１は、ＬＡＮ回線１５１を介して、Ａｎｎｏｕｎｃｅ ｍｅｓｓａｇｅ９０１およびＳｙｎｃ ｍｅｓｓａｇｅ９０２をＯＮＵ１４１へ送信する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。なお、これらのメッセージは一定周期で繰り返し送信される。ＯＮＵ１４１は、フェムト基地局１７１に対して所定のタイミングでＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑ ｍｅｓｓａｇｅ９０３を送信し（ステップＳ１３）、これを受信したフェムト基地局１７１は、応答メッセージとしてのＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ ｍｅｓｓａｇｅ９０４をＯＮＵ１４１へ送信する（ステップＳ１４）。フェムト基地局１７１は、ステップＳ１２を実行して同期フレームであるＳｙｎｃ ｍｅｓｓａｇｅ９０２を送信することにより、時刻情報をＯＮＵ１４１へ通知する。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an operation in which the femto base station 171 and the ONU 141 transmit / receive a PTP message. The femto base station 171 transmits the announcement message 901 and the sync message 902 to the ONU 141 via the LAN line 151 (steps S11 and S12). These messages are repeatedly transmitted at a constant cycle. The ONU 141 transmits a Delay_Req message 903 to the femto base station 171 at a predetermined timing (step S13), and the femto base station 171 that has received this transmits a Delay_Resp message 904 as a response message to the ONU 141 (step S14). The femto base station 171 notifies the time information to the ONU 141 by executing Step S12 and transmitting a Sync message 902 that is a synchronization frame.

また、フェムト基地局１７１は、ＯＮＵ１４１へ向けてＩＴＵ−ＴＧ.８２６１，Ｇ.８２６２，Ｇ.８２６３，Ｇ.８２６４で規定されたＳｙｎｃＥ（Synchronous Ethernet(登録商標)）により、クロック供給状態をＯＮＵ１４１へ通知する。図１２は、クロック供給状態を通知する際に使用するＥＳＭＣ（Ethernet(登録商標） Synchronization Messaging Channel） ＰＤＵ（Protocol Data Unit）フレームのフォーマットを示す図である。ＥＳＭＣ ＰＤＵフレームは、Ｅｖｅｎｔ ｆｌａｇ１００８、ＳＳＭ（Synchronous Status Message） ｃｏｄｅ１０２４などの情報を含んでいる。なお、ＥＳＭＣ ＰＤＵフレームは、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８２６４で規定されている。   Further, the femto base station 171 sets the clock supply state to the ONU 141 by SyncE (Synchronous Ethernet (registered trademark)) defined by ITU-TG.8261, G.8262, G.8263, and G.8264 toward the ONU141. Notice. FIG. 12 is a diagram showing the format of an ESMC (Ethernet (registered trademark) Synchronization Messaging Channel) PDU (Protocol Data Unit) frame used when notifying the clock supply state. The ESMC PDU frame includes information such as Event flag 1008 and SSM (Synchronous Status Message) code 1024. Note that the ESMC PDU frame is ITU-T G.264. 8264.

フェムト基地局１７１は、図１３に示したシーケンスでＥＳＭＣ ＰＤＵフレームを送信することにより、クロック供給状態をＯＮＵ１４１へ通知する。すなわち、クロック信号マスタ装置であるフェムト基地局１７１は、Ｅｖｅｎｔ ｆｌａｇ１００８（図１２参照）に“ｂ０”を設定したＥＳＭＣ ＰＤＵ１１００（Information PDU）を１秒毎に送信する（ステップＳ２１）。また、ＳＳＭ ｃｏｄｅ１０２４（図１２参照）が変化した場合には、Ｅｖｅｎｔ ｆｌａｇ１００８に“ｂ１”を設定したＥＳＭＣ ＰＤＵ１１０１（Event PDU）を送信する（ステップＳ２２）。   The femto base station 171 notifies the ONU 141 of the clock supply state by transmitting an ESMC PDU frame in the sequence shown in FIG. That is, the femto base station 171 serving as the clock signal master device transmits an ESMC PDU 1100 (Information PDU) in which “b0” is set in the Event flag 1008 (see FIG. 12) every second (step S21). When the SSM code 1024 (see FIG. 12) changes, the ESMC PDU 1101 (Event PDU) in which “b1” is set in the Event flag 1008 is transmitted (step S22).

クロック信号スレーブ装置であるＯＮＵ１４１は、ＥＳＭＣ ＰＤＵフレームの受信状態と、受信したＥＳＭＣ ＰＤＵフレームのＳＳＭ ｃｏｄｅ１０２４の値と、クロック信号マスタ装置であるフェムト基地局１７１と接続しているＬＡＮ回線１５１からのクロック抽出状態とに基づいて、フェムト基地局１７１からのクロック供給状態を判定する。   The ONU 141 serving as the clock signal slave device receives the ESMC PDU frame reception status, the SSM code 1024 value of the received ESMC PDU frame, and the clock from the LAN line 151 connected to the femto base station 171 serving as the clock signal master device. Based on the extraction state, the clock supply state from the femto base station 171 is determined.

次に、ＯＮＵ１４１の動作を、実施の形態１の説明でも使用した図８を参照しながら説明する。本実施の形態のＯＮＵ１４１は、ステップＳ１２０３およびこれに続く各ステップの処理を実行する。   Next, the operation of the ONU 141 will be described with reference to FIG. 8 used in the description of the first embodiment. The ONU 141 according to the present embodiment executes step S1203 and the processing of each subsequent step.

フェムト基地局１７１は、ＯＮＵ１４１に対して、同期フレームであるＳｙｎｃ ｍｅｓｓａｇｅ（図１０）およびＥＳＭＣ ＰＤＵ（図１２）を送信する（図１１，図１３参照）。   The femto base station 171 transmits a sync message (FIG. 10) and an ESMC PDU (FIG. 12), which are synchronization frames, to the ONU 141 (see FIGS. 11 and 13).

フェムト基地局１７１が送信した同期フレームはＯＮＵ１４１のＰＨＹ部３１６を介してＯＮＵ制御部３１３により受信される。ＯＮＵ制御部３１３が受信した同期フレームは、ブリッジ回路４０７およびＣＰＵキュー４０６を介してＣＰＵ４０４に渡される。ＥＳＭＣ ＰＤＵも同様の経路でフェムト基地局１７１からＣＰＵ４０４へ到達する。   The synchronization frame transmitted by the femto base station 171 is received by the ONU control unit 313 via the PHY unit 316 of the ONU 141. The synchronization frame received by the ONU control unit 313 is passed to the CPU 404 via the bridge circuit 407 and the CPU queue 406. The ESMC PDU also reaches the CPU 404 from the femto base station 171 through the same route.

ＣＰＵ４０４は、同期フレームおよびＥＳＭＣ ＰＤＵを受信すると、まず、ＥＳＭＣ ＰＤＵの内容を精査し、クロック信号が対向装置より供給されているかどうか確認する（ステップＳ１２０３）。クロック信号が供給されていない場合（ステップＳ１２０３：Ｎｏ）、一定期間にわたって同期フレームを受信し、得られた複数の時刻情報に基づいて現在時刻を算出するとともに、クロック偏差を算出する（ステップＳ１２０４，Ｓ１２０５）。例えば、各時刻情報が示す時刻の差分に基づいてクロック偏差を算出する。ＣＰＵ４０４は、フェムト基地局１７１から通知された時刻同士の差分とタイムスタンプカウンタ４０１から取得したタイムスタンプ値を用いてクロック偏差を算出できる。   When receiving the synchronization frame and the ESMC PDU, the CPU 404 first checks the content of the ESMC PDU and checks whether or not the clock signal is supplied from the opposite device (step S1203). When the clock signal is not supplied (step S1203: No), the synchronization frame is received over a certain period, the current time is calculated based on the obtained time information, and the clock deviation is calculated (step S1204). S1205). For example, the clock deviation is calculated based on the time difference indicated by each time information. The CPU 404 can calculate the clock deviation using the difference between the times notified from the femto base station 171 and the time stamp value acquired from the time stamp counter 401.

クロック信号が対向装置より供給されている場合（ステップＳ１２０３：Ｙｅｓ）、クロック供給源を確認する（ステップＳ１２２３）。クロック信号がＰＨＹ部３１６を介して供給されている場合、ＰＨＹ部３１６経由で供給されたクロック信号がクロック偏差算出部３２０へ入力されるようにセレクタ３１９を設定し、クロック偏差算出部３２０がクロック偏差を算出する（ステップＳ１２２４）。クロック信号が外部クロック信号Ｉ／Ｆ３２２を介して供給されている場合、外部クロック信号Ｉ／Ｆ３２２を介してクロック信号送受信部３１８により受信されたクロック信号がクロック偏差算出部３２０へ入力されるようにセレクタ３１９を設定し、クロック偏差算出部３２０がクロック偏差を算出する（ステップＳ１２３４）。   When the clock signal is supplied from the opposite device (step S1203: Yes), the clock supply source is confirmed (step S1223). When the clock signal is supplied via the PHY unit 316, the selector 319 is set so that the clock signal supplied via the PHY unit 316 is input to the clock deviation calculation unit 320. The deviation is calculated (step S1224). When the clock signal is supplied via the external clock signal I / F 322, the clock signal received by the clock signal transmission / reception unit 318 via the external clock signal I / F 322 is input to the clock deviation calculation unit 320. The selector 319 is set, and the clock deviation calculation unit 320 calculates the clock deviation (step S1234).

クロック偏差の算出が完了すると、同期フレームで通知された時刻情報に基づいて、自ＯＮＵ１４１のローカル時刻を示す時刻情報を算出する（ステップＳ１２２５）。   When the calculation of the clock deviation is completed, the time information indicating the local time of the own ONU 141 is calculated based on the time information notified in the synchronization frame (step S1225).

算出したクロック偏差および時刻情報は、実施の形態１と同様に、例えば、ＴＩＭＥＳＹＮＣフレームにてＯＬＴ１１０へ通知する。   The calculated clock deviation and time information are notified to the OLT 110 in the TIMESYNC frame, for example, as in the first embodiment.

このように、ＯＮＵが対向装置（フェムト基地局１７１）を時刻源として時刻情報を取得可能な構成においても、取得した時刻情報をＯＬＴへ転送し、ＯＬＴが実施の形態１と同様の処理を実行することにより、時刻同期サービスを低コストで実現することができる。   As described above, even in a configuration in which the ONU can acquire time information using the opposing device (femto base station 171) as a time source, the acquired time information is transferred to the OLT, and the OLT performs the same processing as in the first embodiment. By doing so, the time synchronization service can be realized at low cost.

実施の形態３．
実施の形態１，２の時刻同期システムは、１台のインターフェイスカード２０１に対して複数のＯＮＵが収容された構成（スター構成）としていたが、図１４に示したような構成とすることも可能である。すなわち、１台のインターフェイスカード２０１に対して１台のＯＮＵが収容された構成とすることも可能である。 Embodiment 3 FIG.
Although the time synchronization system according to the first and second embodiments has a configuration (star configuration) in which a plurality of ONUs are accommodated in one interface card 201, a configuration as shown in FIG. 14 is also possible. It is. That is, a configuration in which one ONU is accommodated in one interface card 201 is also possible.

図１４に示した時刻同期システムにおいては、ＯＮＵ１４１、１４２、１４３および１４４が、それぞれ、光ファイバ１４１１、１４１２、１４１３および１４１４を介して、それぞれ異なるインターフェイスカードに収容されている。   In the time synchronization system shown in FIG. 14, ONUs 141, 142, 143, and 144 are accommodated in different interface cards via optical fibers 1411, 1412, 1413, and 1414, respectively.

また、ＯＮＵ１４１にはＧＰＳアンテナ２およびフェムト基地局１４３１が接続され、ＯＮＵ１４２にはフェムト基地局１４３２が接続され、ＯＮＵ１４３にはフェムト基地局１４３３が接続され、ＯＮＵ１４４にはＧＰＳアンテナ３およびフェムト基地局１４３４が接続されている。ＯＮＵ１４１は、ＧＰＳ衛星８０より時刻情報を受信しているＧＰＳ受信機２から、例えば、ＩＲＩＧ信号を受信する。ＯＮＵ１４４は、ＧＰＳ衛星８０より時刻情報を受信しているＧＰＳ受信機２から、例えば、ＰＰＳ信号とシリアル文字列（シリアル信号）を受信する。   The ONU 141 is connected to the GPS antenna 2 and the femto base station 1431, the ONU 142 is connected to the femto base station 1432, the ONU 143 is connected to the femto base station 1433, and the ONU 144 is connected to the GPS antenna 3 and the femto base station 1434. Is connected. The ONU 141 receives, for example, an IRIG signal from the GPS receiver 2 that receives time information from the GPS satellite 80. The ONU 144 receives, for example, a PPS signal and a serial character string (serial signal) from the GPS receiver 2 that receives time information from the GPS satellite 80.

各ＯＮＵおよびＯＬＴの動作は実施の形態１，２と同様であるため、動作説明は省略する。   Since the operation of each ONU and OLT is the same as in the first and second embodiments, the description of the operation is omitted.

なお、各実施の形態では、装置構成の説明を簡単化するため、各ＯＮＵがＧＰＳ受信機３１７を備えていることとしたが、システム内の一部のＯＮＵがＧＰＳ受信機３１７を備えた構成としても構わない。   In each embodiment, in order to simplify the description of the device configuration, each ONU is provided with a GPS receiver 317. However, some ONUs in the system are provided with a GPS receiver 317. It does not matter.

以上のように、本発明にかかる子局装置、親局装置、制御装置、通信システムおよび時刻同期方法は、時刻同期サービスが必要なシステムを実現する場合に有用である。   As described above, the slave station device, the master station device, the control device, the communication system, and the time synchronization method according to the present invention are useful for realizing a system that requires a time synchronization service.

１，２，３，３１７ ＧＰＳ受信機、１１，２１，３１ 第１の中継装置、１２，２２，３２，３３ 第２の中継装置、４１，４２，４３，４４ 終端装置、５１，５２，５３ 時刻供給経路、６１，６２，６３，６４ オシロスコープ、８０ ＧＰＳ衛星、１００ インターフェイスカード群、１０１ 同期カード群、１０３，１０４ ＧＰＳアンテナ、１１０ ＯＬＴ、１１１，１１２，１４１１，１４１２，１４１３，１４１４ 光ファイバ、１２１，１２２ スプリッタ、１４１，１４２，１４３，１４４ 光回線終端装置（ＯＮＵ）、１５１，１５２，１５３，１５４ ＬＡＮ回線、１６１ ノートＰＣ、１６２，１６３，１６４ ＰＣ、１７１，１４３１，１４３２，１４３３，１４３４ フェムト基地局、１８１ 無線アンテナ、２０１ インターフェイスカード、２０２ 同期カード、２１１，２１２ 受信部、２１３ ＯＬＴ制御部、２１４，３１４ 光モジュール、２１５ 送受信部、２２１，２２２ 送信部、２２３ タイムスタンプ生成部、２２４，４０４，５０４ ＣＰＵ、２２５，２２６ 逓倍回路、２２７ セレクタ、２２８ 局側クロックＩ／Ｆ、２２９ 内蔵高精度クロック、３１２ 時刻信号送受信部、３１３ ＯＮＵ制御部、３１５ ＣＤＲ部、３１６ ＰＨＹ部、３１８ クロック信号送受信部、３１９ セレクタ、３２０ クロック偏差算出部、３２１ 外部時刻信号Ｉ／Ｆ、３２２ 外部クロック信号Ｉ／Ｆ、３３０ ＰＰＳ信号、３３１ シリアル信号、３３２ クロック信号、４０１，５０１ タイムスタンプカウンタ、４０２，５０２ タイムスタンプ取得部、４０３ 時刻情報管理部、４０５，５０５ 下りキュー、４０６，５０６ ＣＰＵキュー、４０７，５０７ ブリッジ回路、４０８，５０８ ＭＰＣＰ処理部、４０９，５０９ 上りキュー。   1, 2, 3, 317 GPS receiver, 11, 21, 31 First relay device, 12, 22, 32, 33 Second relay device, 41, 42, 43, 44 Termination device, 51, 52, 53 Time supply path, 61, 62, 63, 64 oscilloscope, 80 GPS satellite, 100 interface card group, 101 synchronization card group, 103, 104 GPS antenna, 110 OLT, 111, 112, 1411, 1412, 1413, 1414 optical fiber, 121, 122 Splitter, 141, 142, 143, 144 Optical line termination unit (ONU), 151, 152, 153, 154 LAN line, 161 notebook PC, 162, 163, 164 PC, 171, 1431, 1432, 1433, 1434 Femto base station, 181 wireless antenna, 201 Interface card, 202 synchronization card, 211, 212 receiver, 213 OLT controller, 214, 314 optical module, 215 transceiver, 221, 222 transmitter, 223 time stamp generator, 224, 404, 504 CPU, 225 226 multiplier circuit, 227 selector, 228 station side clock I / F, 229 built-in high precision clock, 312 time signal transmission / reception unit, 313 ONU control unit, 315 CDR unit, 316 PHY unit, 318 clock signal transmission / reception unit, 319 selector, 320 Clock deviation calculation unit, 321 external time signal I / F, 322 external clock signal I / F, 330 PPS signal, 331 serial signal, 332 clock signal, 401, 501 time stamp counter, 402, 502 time stamp acquisition unit, 403 Time information management unit, 405, 505 Down queue, 406, 506 CPU queue, 407, 507 Bridge circuit, 408, 508 MPCP processing unit, 409, 509 Up queue.

Claims (11)

１台以上の子局装置を収容可能な親局装置に収容された子局装置であって、
時刻源から時刻情報および前記時刻源で使用されているクロックを取得する情報取得部と、
前記時刻情報に基づいてローカル時刻を調整する時刻調整部と、
前記時刻源に対して時刻同期するための情報である時刻関連情報を前記時刻情報に基づいて生成する情報生成部と、
前記親局装置から受信した信号より前記親局装置で使用されているクロックを抽出するクロック信号抽出部と、
前記情報取得部が取得したクロックと前記クロック信号抽出部が抽出したクロックとに基づいて、前記時刻源で使用されているクロックと前記親局装置で使用されているクロックのクロック偏差を算出するクロック偏差算出部と、
前記時刻関連情報および前記クロック偏差を前記親局装置へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする子局装置。 A slave station device accommodated in a master station device capable of accommodating one or more slave station devices,
An information acquisition unit for acquiring time information and a clock used in the time source from a time source;
A time adjustment unit for adjusting the local time based on the time information;
An information generation unit that generates time-related information that is information for synchronizing the time with respect to the time source based on the time information;
A clock signal extraction unit for extracting a clock used in the parent station device from a signal received from the parent station device;
Based on the clock acquired by the information acquisition unit and the clock extracted by the clock signal extraction unit, a clock for calculating a clock deviation between the clock used in the time source and the clock used in the master station device A deviation calculating unit;
A transmitter for transmitting the time-related information and the clock deviation to the master station device;
A slave station device comprising: 前記時刻源をＧＰＳ衛星とすることを特徴とする請求項１に記載の子局装置。   The slave station apparatus according to claim 1, wherein the time source is a GPS satellite. 前記時刻源をＧＰＳ衛星と時刻同期状態にある他の装置とすることを特徴とする請求項１に記載の子局装置。   2. The slave station device according to claim 1, wherein the time source is another device in a time synchronization state with a GPS satellite. 前記情報取得部は、ＩＥＥＥ１５８８で規定されている時刻同期プロトコルを使用して前記時刻情報を取得することを特徴とする請求項３に記載の子局装置。   The slave station apparatus according to claim 3, wherein the information acquisition unit acquires the time information using a time synchronization protocol defined in IEEE 1588. 前記送信部は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳで規定されているＴＩＭＥＳＹＮＣフレームにより前記時刻関連情報を送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の子局装置。   5. The slave station device according to claim 1, wherein the transmission unit transmits the time-related information using a TIMESYNC frame defined in IEEE802.1AS. １台以上の子局装置を収容可能な親局装置であって、
収容している子局装置のうち、時刻源と時刻同期状態にある子局装置から、当該子局装置に対して時刻同期するための情報である時刻関連情報と、前記時刻源で使用されているクロックと自身が使用しているクロックのクロック偏差とを取得する情報取得部と、
前記時刻関連情報および前記クロック偏差に基づいてローカル時刻を調整する時刻調整部と、
前記時刻調整部により調整された後のローカル時刻に関する情報であるローカル時刻関連情報を生成する情報生成部と、
前記ローカル時刻関連情報を前記時刻関連情報の取得元子局装置を除いた各子局装置へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする親局装置。 A master station device capable of accommodating one or more slave station devices,
Among the accommodated slave station devices, from the slave station device that is in time synchronization with the time source, time-related information that is information for synchronizing the time to the slave station device, and used in the time source An information acquisition unit for acquiring the clock deviation of the clock being used and the clock used by itself;
A time adjustment unit for adjusting a local time based on the time-related information and the clock deviation;
An information generating unit that generates local time related information that is information about the local time after being adjusted by the time adjusting unit;
A transmission unit for transmitting the local time related information to each slave station device excluding the acquisition source slave station device of the time related information;
A master station device comprising: １台以上の子局装置を収容可能なインターフェイスカードを複数備えて構成された親局装置であって、
前記インターフェイスカードのうち、時刻源と時刻同期状態にある子局装置を収容している第１インターフェイスカードは、
時刻源と時刻同期状態にある子局装置から、当該子局装置に対して時刻同期するための情報である時刻関連情報と、前記時刻源で使用されているクロックと自インターフェイスカードで使用しているクロックのクロック偏差とを取得する第１情報取得部と、
前記時刻関連情報および前記クロック偏差に基づいて自身のローカル時刻を調整する第１時刻調整部と、
前記第１時刻調整部により調整された後のローカル時刻に関する情報である第１ローカル時刻関連情報を生成する第１情報生成部と、
前記第１ローカル時刻関連情報を前記時刻関連情報の取得元子局装置を除いた各子局装置へ送信する第１送信部と、
を備え、
前記第１インターフェイスカード以外の第２インターフェイスカードは、
前記第１ローカル時刻関連情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１ローカル時刻関連情報に基づいて自身のローカル時刻を調整する第２時刻調整部と、
前記第２時刻調整部により調整された後のローカル時刻に関する情報である第２ローカル時刻関連情報を生成する第２情報生成部と、
前記第２ローカル時刻関連情報を配下の各子局装置へ送信する第２送信部と、
を備えることを特徴とする親局装置。 A master station device configured with a plurality of interface cards capable of accommodating one or more slave station devices,
Among the interface cards, the first interface card that houses the slave station device that is in a time synchronization state with the time source,
Time-related information that is information for time synchronization with the slave station device from the slave station device that is in time synchronization with the time source, the clock used by the time source, and the local interface card A first information acquisition unit for acquiring a clock deviation of a clock that is present;
A first time adjustment unit that adjusts its own local time based on the time-related information and the clock deviation;
A first information generation unit that generates first local time related information that is information related to the local time after being adjusted by the first time adjustment unit;
A first transmitter that transmits the first local time related information to each of the slave station devices excluding the acquisition source slave station device of the time related information;
With
Second interface cards other than the first interface card are:
A second information acquisition unit for acquiring the first local time related information;
A second time adjusting unit that adjusts its own local time based on the first local time related information;
A second information generation unit that generates second local time related information that is information related to the local time after being adjusted by the second time adjustment unit;
A second transmission unit for transmitting the second local time related information to each subordinate station device;
A master station device comprising: １台以上の子局装置を収容可能な親局装置に収容された子局装置における制御装置であって、
時刻源から時刻情報および前記時刻源で使用されているクロックを取得する情報取得部と、
前記時刻情報に基づいてローカル時刻を調整する時刻調整部と、
前記時刻源に対して時刻同期するための情報である時刻関連情報を前記時刻情報に基づいて生成する情報生成部と、
前記親局装置から受信した信号より前記親局装置で使用されているクロックを抽出するクロック信号抽出部と、
前記情報取得部が取得したクロックと前記クロック信号抽出部が抽出したクロックとに基づいて、前記時刻源で使用されているクロックと前記親局装置で使用されているクロックのクロック偏差を算出するクロック偏差算出部と、
前記時刻関連情報および前記クロック偏差を前記親局装置へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 A control device in a slave station device accommodated in a master station device capable of accommodating one or more slave station devices,
An information acquisition unit for acquiring time information and a clock used in the time source from a time source;
A time adjustment unit for adjusting the local time based on the time information;
An information generation unit that generates time-related information that is information for synchronizing the time with respect to the time source based on the time information;
A clock signal extraction unit for extracting a clock used in the parent station device from a signal received from the parent station device;
Based on the clock acquired by the information acquisition unit and the clock extracted by the clock signal extraction unit, a clock for calculating a clock deviation between the clock used in the time source and the clock used in the master station device A deviation calculating unit;
A transmitter for transmitting the time-related information and the clock deviation to the master station device;
A control device comprising: １台以上の子局装置を収容可能な親局装置における制御装置であって、
収容している子局装置のうち、時刻源と時刻同期状態にある子局装置から、当該子局装置に対して時刻同期するための情報である時刻関連情報と、前記時刻源で使用されているクロックと前記親局装置で使用されているクロックのクロック偏差とを取得する情報取得部と、
前記時刻関連情報および前記クロック偏差に基づいてローカル時刻を調整する時刻調整部と、
前記時刻調整部により調整された後のローカル時刻に関する情報であるローカル時刻関連情報を生成する情報生成部と、
前記ローカル時刻関連情報を前記時刻関連情報の取得元子局装置を除いた各子局装置へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 A control device in a master station device capable of accommodating one or more slave station devices,
Among the accommodated slave station devices, from the slave station device that is in time synchronization with the time source, time-related information that is information for synchronizing the time to the slave station device, and used in the time source An information acquisition unit for acquiring a clock deviation of a clock and a clock used by the master station device;
A time adjustment unit for adjusting a local time based on the time-related information and the clock deviation;
An information generating unit that generates local time related information that is information about the local time after being adjusted by the time adjusting unit;
A transmission unit for transmitting the local time related information to each slave station device excluding the acquisition source slave station device of the time related information;
A control device comprising: 時刻源に接続された第１子局装置と、時刻源に接続されていない第２子局装置と、前記第１子局装置および前記第２子局装置を収容する親局装置と、を備えた通信システムであって、
前記第１子局装置は、前記時刻源に対して自身のローカル時刻を同期させるとともに、前記時刻源で使用されているクロックである第１クロックを前記時刻源から取得し、前記親局装置から受信した信号より前記親局装置で使用されているクロックである第２クロックを抽出し、前記第１クロックおよび前記第２クロックに基づいて、前記時刻源で使用されているクロックと前記親局装置で使用されているクロックのクロック偏差を算出し、自身のローカル時刻および前記クロック偏差に関する情報である第１時刻関連情報を生成して前記親局装置へ送信し、
前記親局装置は、前記第１時刻関連情報を受信すると、受信した第１時刻関連情報に基づいて自身のローカル時刻を調整するとともに、調整後のローカル時刻に関する情報である第２時刻関連情報を生成して前記第２子局装置へ送信し、
前記第２子局装置は、前記第２時刻関連情報を受信すると、受信した第２時刻関連情報に基づいて自身のローカル時刻を調整する、
ことを特徴とする通信システム。 A first slave station device connected to a time source; a second slave station device not connected to a time source; and a master station device that accommodates the first slave station device and the second slave station device. Communication system,
The first slave station device synchronizes its own local time with the time source, obtains a first clock that is a clock used in the time source from the time source, and A second clock, which is a clock used in the master station device, is extracted from the received signal, and the clock used in the time source and the master station device are based on the first clock and the second clock. in clock deviation is used clocks is calculated, to generate a first time-related information that is information about the local time and before chrysanthemum lock deviation itself transmitted to the master station,
When receiving the first time-related information, the master station device adjusts its own local time based on the received first time-related information, and second time-related information that is information about the adjusted local time. Generate and transmit to the second slave station device,
When receiving the second time related information, the second slave station device adjusts its local time based on the received second time related information.
A communication system characterized by the above. 親局装置および親局装置に収容された１台以上の子局装置を備えた通信システムにおいて、親局装置および各子局装置が時刻を同期させる場合の時刻同期方法であって、
前記子局装置のうち、時刻源に接続された第１子局装置が、当該時刻源に対して自身のローカル時刻を同期させるとともに、前記時刻源で使用されているクロックである第１クロックを前記時刻源から取得し、前記親局装置から受信した信号より前記親局装置で使用されているクロックである第２クロックを抽出し、前記第１クロックおよび前記第２クロックに基づいて、前記時刻源で使用されているクロックと前記親局装置で使用されているクロックのクロック偏差を算出し、自身のローカル時刻および前記クロック偏差に関する情報である第１時刻関連情報を生成して前記親局装置へ送信するステップと、
前記親局装置が、前記第１時刻関連情報に基づいて自身のローカル時刻を調整するとともに、調整後のローカル時刻に関する情報である第２時刻関連情報を生成して前記第１子局装置以外の第２子局装置へ送信するステップと、
前記第２子局装置が、前記第２時刻関連情報に基づいて自身のローカル時刻を調整するステップと、
を含むことを特徴とする時刻同期方法。 In a communication system including a master station device and one or more slave station devices accommodated in the master station device, a time synchronization method when the master station device and each slave station device synchronize time,
Among the slave station devices, a first slave station device connected to a time source synchronizes its own local time with the time source, and a first clock that is a clock used in the time source. A second clock, which is a clock used in the master station device, is extracted from a signal acquired from the time source and received from the master station device, and the time is determined based on the first clock and the second clock. calculating a clock of the clock deviation between the clock used in the source the used in the master station apparatus, said generating a first time-related information that is information about the local time and before chrysanthemum lock deviation of its parent Transmitting to the station device;
The master station apparatus, as well as adjust the local time of the own based on the first time-related information, and generates a second time time related information that is information about the local time after adjustment than the first child station Transmitting to the second slave station device of:
The second slave station device adjusts its local time based on the second time-related information;
Including a time synchronization method.
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