JP6488195B2

JP6488195B2 - Communication device for time synchronization

Info

Publication number: JP6488195B2
Application number: JP2015106954A
Authority: JP
Inventors: 核上條
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: JP2016225677A

Description

本発明は、マスタ装置との間で時刻同期を行う通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device that performs time synchronization with a master device.

情報通信ネットワークの広域化及び高速化に伴い、ネットワークの信頼性を高める目的でシステム内ノードによる時刻情報の送受信を行い、高精度に時刻同期する技術が考えられている。高精度の時刻同期を実現する技術としてＩＥＥＥ（ＴｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ：以下ＩＥＥＥと称する）１５８８ｖ２が規定されている。 With the widening and speeding up of information communication networks, a technique for performing time synchronization with high accuracy by performing transmission / reception of time information by nodes in the system has been considered for the purpose of improving network reliability. IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588v2 is defined as a technique for realizing highly accurate time synchronization.

ＩＥＥＥ１５８８ｖ２では時刻配信元である時刻マスタ（以下、マスタ）となるマスタノード（以下、マスタ候補ノード）と、それを受信しマスタの時刻に同期する時刻スレーブであるスレーブノードとを備える。スレーブノードは自ノードがアクセス可能なマスタ候補ノードの中から、各マスタ候補ノードが供給可能な時刻の精度情報を基にマスタとなるマスタ候補ノードを選択する。選択されたマスタ候補ノードは、時刻同期用パケット（ＰＴＰ（ＰｒｅｓｉｔｉｏｎＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケット）をスレーブノードに送信し、パケットを受信したスレーブノードはパケットに印加された時刻情報を自ノードの時刻情報と比較し、自ノードの時刻を合わせ込むことでマスタ候補ノードの時刻に同期させる。 IEEE 1588v2 includes a master node (hereinafter referred to as a master candidate node) that is a time master (hereinafter referred to as a master) that is a time distribution source, and a slave node that is a time slave that receives the master node and synchronizes with the master time. The slave node selects a master candidate node to be a master from the master candidate nodes accessible by the own node based on the accuracy information of the time that each master candidate node can supply. The selected master candidate node transmits a time synchronization packet (PTP (Presentation Time Protocol) packet) to the slave node, and the slave node receiving the packet compares the time information applied to the packet with the time information of its own node. Then, by synchronizing the time of its own node, it is synchronized with the time of the master candidate node.

時刻同期ネットワークにおいて高精度な時刻同期を実現するためには、スレーブノードはより精度が良いと思われる時刻を配信するマスタ候補ノードに同期し、且つ、その精度が正しく保持されるようにする必要がある。特許文献１では、マスタ候補ノード間で同期精度を比較し、接続された各スレーブノードが同期すべきより高精度な時刻を配信可能なマスタ候補ノードを選択するよう指示することで、各スレーブノードがそれぞれ同一のマスタ候補ノードに接続されている場合のマスタ候補ノード選択を一律で行う手段を記載している。また、特許文献２においてはマスタ候補ノードに同期したスレーブノードの同期精度を評価するため、マスタのマスタ候補ノードへの折り返し送信について記載している。 In order to achieve highly accurate time synchronization in a time synchronization network, it is necessary for the slave node to synchronize with a master candidate node that distributes a time that seems to be more accurate, and to maintain its accuracy correctly. There is. In Patent Literature 1, the synchronization accuracy is compared between master candidate nodes, and each slave node is instructed to select a master candidate node capable of delivering a more accurate time at which each connected slave node should be synchronized. Describes means for uniformly selecting a master candidate node when each is connected to the same master candidate node. Patent Document 2 describes return transmission of a master to a master candidate node in order to evaluate the synchronization accuracy of a slave node synchronized with the master candidate node.

特開２０１１−１９９６０３号公報JP 2011-199603 A 特開２０１４−４５２８８公報JP 2014-45288 A

複数のマスタ候補ノードに接続されたスレーブノードはＩＥＥＥ１５８８ｖ２にて規定されているＢＭＣ（Ｂｅｓt ＭａｓｔｅｒＣｌｏｃｋ）方式によりマスタ候補ノードの中からマスタとなるマスタ候補ノードを選択することができる。ＢＭＣ方式では、各マスタ候補ノードからスレーブノードに向けて自ノードが送信する時刻の精度情報（以下時刻精度情報）を通知するためのＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージが送信され、それを受信したスレーブノードはマスタ候補ノード同士の時刻精度情報を比較し、最も精度良く時刻を送信可能である思われるマスタ候補ノードをマスタとして選択する。 A slave node connected to a plurality of master candidate nodes can select a master candidate node as a master from the master candidate nodes by a BMC (Best Master Clock) method defined in IEEE 1588v2. In the BMC method, an Announce message for notifying the accuracy information (hereinafter referred to as time accuracy information) of the time transmitted by each node from each master candidate node to the slave node is transmitted. Compare the time accuracy information of each other, and select a master candidate node that seems to be able to transmit the time with the highest accuracy as a master.

Ａｎｎｏｕｎｃｅメッセージにてスレーブノードに通知される時刻精度情報は特許文献１においてもマスタ候補ノード間で互いの送信可能な時刻情報の精度を比較するために用いられている。しかし、この時刻精度情報はマスタ候補ノードがＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージ送信のタイミングで実際に送信可能な時刻の精度に合わせて動的に変化するものではなく、マスタノード内にてパラメータとして保持している値を送信し続ける。このため、何らかのタイミングに発生したマスタ候補ノードの故障等により現実に送信可能な時刻精度が著しく低下したような場合でも、マスタ候補ノードは故障前のパラメータとして保持している時刻精度を送信可能だとしてスレーブノードへの時刻精度情報通知を続けてしまう。 The time accuracy information notified to the slave node by the Announce message is also used in Patent Document 1 to compare the accuracy of time information that can be transmitted between master candidate nodes. However, this time accuracy information does not change dynamically according to the accuracy of the time that the master candidate node can actually transmit at the timing of the Announce message transmission, and the value held as a parameter in the master node Keep sending. For this reason, even if the time accuracy that can actually be transmitted is significantly reduced due to a failure of the master candidate node that occurred at some timing, the master candidate node can transmit the time accuracy held as a parameter before failure Will continue to notify the slave node of time accuracy information.

想定されるケースとして、時刻を低精度でしか送信できないにも関わらず最も高い精度で時刻を送信可能だとする時刻精度情報を通知するマスタ候補ノード１と、通知する時刻精度情報はマスタ候補ノード１より劣るが、マスタ候補ノード１が実際に送信する時刻と比較して高精度な時刻を実際に送信できるマスタ候補ノード２が一つのスレーブノードに接続されている場合、スレーブノードは前者の時刻精度と通知する時刻精度情報に乖離があるマスタ候補ノード１をマスタとして選択してしまい、低精度な時刻で動作してしまうことが考えられる。この時、スレーブノードはＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージにより通知された時刻精度情報でしかマスタノードの時刻精度を判定できないためマスタノードの時刻精度の乖離を知る手段は無く、異常マスタノードの発見は困難となる。 As an assumed case, the master candidate node 1 that notifies time accuracy information that the time can be transmitted with the highest accuracy even though the time can be transmitted only with low accuracy, and the time accuracy information to be notified is the master candidate node. If the master candidate node 2 that is actually inferior to 1 but capable of actually transmitting a time more accurate than the time that the master candidate node 1 actually transmits is connected to one slave node, the slave node It is conceivable that the master candidate node 1 having a discrepancy between the accuracy and the time accuracy information to be notified is selected as a master and operates at a low accuracy time. At this time, since the slave node can determine the time accuracy of the master node only by the time accuracy information notified by the Announce message, there is no means for knowing the deviation of the time accuracy of the master node, and it becomes difficult to find the abnormal master node.

本発明は、送信する時刻の実精度と通知する時刻精度情報の間に乖離があるマスタノードを判別し、実際に送信可能である時刻が高精度なマスタ候補ノードをマスタとして選択する技術の実現を目的とする。 The present invention realizes a technique for discriminating a master node that has a difference between the actual accuracy of the time to be transmitted and the time accuracy information to be notified, and selecting a master candidate node having a highly accurate time that can be actually transmitted as a master. With the goal.

本発明のスレーブ側となる通信装置は、時刻を配信する複数のマスタ装置のうちの１台である第１のマスタ装置から配信される時刻を管理する時刻情報管理部と、前記複数のマスタ装置のうち前記第１のマスタ装置以外の少なくとも１台の第２のマスタ装置から配信される時刻と、前記時刻情報管理部が管理する時刻と、を比較する時刻精度判定部と、前記時刻精度判定部の比較により得られた、前記第２のマスタ装置から配信される時刻の精度情報を保持するマスタ装置管理部と、を備えるよう構成される。 The communication device on the slave side of the present invention includes a time information management unit that manages time distributed from a first master device that is one of a plurality of master devices that distribute time, and the plurality of master devices. A time accuracy determination unit that compares a time distributed from at least one second master device other than the first master device with a time managed by the time information management unit, and the time accuracy determination A master device management unit that holds accuracy information of time distributed from the second master device obtained by comparing the units.

マスタ装置がスレーブノードに通知している時刻精度と実際に配信する時刻の精度とに乖離がある場合でも、スレーブ側で配信時刻の精度を監視することが可能となる。 Even when there is a discrepancy between the time accuracy notified to the slave node by the master device and the accuracy of the actual delivery time, it is possible to monitor the delivery time accuracy on the slave side.

時刻同期システムの接続形態の例を示す。The example of the connection form of a time synchronization system is shown. 本実施例が適用されない場合のマスタ候補ノード１１及びマスタ候補ノード１２とスレーブノード２１間の時刻同期メッセージ送受信シーケンス例を示す。An example of a time synchronization message transmission / reception sequence between the master candidate node 11, the master candidate node 12, and the slave node 21 when the present embodiment is not applied is shown. 本実施例が適用された場合のマスタ候補ノード１２及びマスタ候補ノード１２とスレーブノード間の時刻同期メッセージ送受信シーケンス例を示す。An example of a master candidate node 12 and a time synchronization message transmission / reception sequence between the master candidate node 12 and the slave node when the present embodiment is applied is shown. 本実施例におけるスレーブノードのブロック図を示す。The block diagram of the slave node in a present Example is shown. 本実施例においてスレーブノードが各マスタ候補ノードの時刻情報比較を行うまでのフローチャートを示す。The flowchart until a slave node performs the time information comparison of each master candidate node in a present Example is shown. スレーブノードが保持するマスタ候補ノードの情報の一例を示す。An example of the information of the master candidate node which a slave node hold | maintains is shown. 本実施例の時刻情報比較結果によりスレーブノードがマスタ候補ノード４を異常と判定した場合のマスタ候補ノードの情報例を示す。An example of master candidate node information when the slave node determines that the master candidate node 4 is abnormal based on the time information comparison result of this embodiment is shown. 本実施例の時刻情報比較結果によりスレーブノードがマスタを異常と判定した場合のマスタ候補ノードの情報例を示す。An example of master candidate node information when the slave node determines that the master is abnormal based on the time information comparison result of this embodiment is shown.

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same reference numerals are assigned to substantially the same parts, and the description will not be repeated.

本実施例は図１に示すように、複数のマスタ候補ノード１１〜１５が接続されたスレーブノード２１により構成される。スレーブノード２１はマスタ候補ノード１１〜１５のいずれかをマスタとして選択し、時刻同期を行う。 As shown in FIG. 1, the present embodiment is configured by a slave node 21 to which a plurality of master candidate nodes 11 to 15 are connected. The slave node 21 selects any one of the master candidate nodes 11 to 15 as a master and performs time synchronization.

図２は本実施例が適用されない場合のマスタ候補ノード１１及びマスタ候補ノード１２と、スレーブノード３１間の時刻同期メッセージ送受信シーケンスである。スレーブノード３１はマスタ候補ノード１１とマスタ候補ノード１２からそれぞれが送信可能な時刻の精度情報を通知するＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージ２１０、２２０を受信する。スレーブノード２１は接続されたマスタ候補ノードからの精度情報を受信するとそれらの比較を行い、最も精度が良いと思われるマスタ候補ノードをマスタとして選択する（２３０）。本図２ではマスタ候補ノード１１が最も良い時刻精度情報を送信したものとして、マスタ候補ノード１１をマスタに選択した場合のシーケンスを説明している。 FIG. 2 shows a time synchronization message transmission / reception sequence between the master candidate nodes 11 and 12 and the slave node 31 when the present embodiment is not applied. The slave node 31 receives Announce messages 210 and 220 that notify accuracy information of times that can be transmitted from the master candidate node 11 and the master candidate node 12, respectively. When the slave node 21 receives the accuracy information from the connected master candidate node, the slave node 21 compares them and selects the master candidate node that seems to have the highest accuracy as the master (230). FIG. 2 illustrates a sequence when the master candidate node 11 is selected as the master, assuming that the master candidate node 11 has transmitted the best time accuracy information.

スレーブノード３１はマスタ候補ノード１１に同期するため、マスタ候補ノード１１に向けて時刻同期用メッセージ送信要請であるＳｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ２１１を送信する。Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ２１１を受信したマスタ候補ノード１１は、スレーブノード３１を自ノードのスレーブとして認識し、マスタ候補ノード１１とスレーブノード３１の間で同期用メッセージであるＳｙｎｃメッセージ２１２、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージ２１３、Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐメッセージ２１４の送受信を開始する。なお、各同期用メッセージ２１２〜２１４の詳細についてはＩＥＥＥ１５８８ｖ２にて規定されている通りとなるので省略する。また、同期用メッセージとして用いられるＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージについては記載していないが、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージの使用によらず本実施例の効果は同様となるため省略している。 In order to synchronize with the master candidate node 11, the slave node 31 transmits a signaling message 211 that is a request for transmitting a time synchronization message to the master candidate node 11. The master candidate node 11 that has received the signaling message 211 recognizes the slave node 31 as a slave of its own node, and a sync message 212, a Delay_Req message 213, and a Delay_Resp message that are messages for synchronization between the master candidate node 11 and the slave node 31. The transmission / reception of 214 is started. The details of the synchronization messages 212 to 214 will be omitted because they are as defined in IEEE 1588v2. Further, although the Follow_up message used as the synchronization message is not described, the effect of this embodiment is the same regardless of the use of the Follow_up message, and is omitted.

時刻同期メッセージ２１２〜２１４のやりとりによりマスタ候補ノード１１の時刻情報を得たスレーブノード３１は、マスタ候補ノード１１の時刻情報を自ノードの時刻情報と比較し、自ノードの時刻を合わせ込むことで自ノードの時刻をマスタ候補ノード１１の時刻に同期させる（２３１）。スレーブノード３１がマスタ候補ノード１１に対して同期が完了した後も、マスタ候補ノード１１とスレーブノード３１は継続して時刻同期用メッセージ２１２〜２１４の送受信を行うことで同期状態を保つ。スレーブノードがマスタ候補ノード１１をマスタとして選択した後、マスタ候補ノード１２及びマスタとして選択されなかったマスタ候補ノードに対しては時刻同期用メッセージの送信要請は実施しない。 The slave node 31 that has obtained the time information of the master candidate node 11 by exchanging the time synchronization messages 212 to 214 compares the time information of the master candidate node 11 with the time information of the own node, and adjusts the time of the own node. The time of the own node is synchronized with the time of the master candidate node 11 (231). Even after the slave node 31 completes the synchronization with the master candidate node 11, the master candidate node 11 and the slave node 31 continue to transmit and receive the time synchronization messages 212 to 214 to maintain the synchronization state. After the slave node selects the master candidate node 11 as a master, the transmission request for the time synchronization message is not performed to the master candidate node 12 and the master candidate node not selected as the master.

図３は本実施例が適用された場合のマスタ候補ノード１１及びマスタ候補ノード１２と、スレーブノード２１間の時刻同期メッセージ送受信シーケンスの実施例である。図３のシーケンスは、スレーブノード２１は自ノードがマスタであるマスタ候補ノード１１に同期する引用符号２３１の処理までは本実施例が適用されない場合の図２のシーケンスと同様となる。引用符号２３１の処理以降、図２のシーケンス同様マスタ候補ノード１１との時刻同期用メッセージの送受信は継続し、スレーブノード２１はマスタ候補ノード１１と時刻同期をし続ける。さらに、スレーブノード２１はこれと同時にマスタとして選択されていないマスタ候補ノード１２を一つ選択し、自ノードと該マスタ候補ノード１２との時刻を比較し、自ノードに対して該マスタ候補ノード１２の時刻がどの程度ずれているかの情報を得るため、一時的に時刻同期用メッセージの送受信を開始する。 FIG. 3 shows an example of a time synchronization message transmission / reception sequence between the master candidate nodes 11 and 12 and the slave node 21 when the present embodiment is applied. The sequence of FIG. 3 is the same as the sequence of FIG. 2 in the case where the present embodiment is not applied until the processing of the reference numeral 231 in which the slave node 21 is synchronized with the master candidate node 11 whose own node is the master. After the processing of reference numeral 231, transmission / reception of the time synchronization message with the master candidate node 11 is continued as in the sequence of FIG. Further, at the same time, the slave node 21 selects one master candidate node 12 that is not selected as a master, compares the time between the self node and the master candidate node 12, and compares the master candidate node 12 with respect to the self node. In order to obtain information on how much the time is shifted, transmission / reception of a time synchronization message is temporarily started.

本図３でスレーブノード２１は、マスタ候補ノード１２を選択し、マスタ候補ノード１２に対して時刻同期メッセージ送信要請であるＳｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ２２１を送信する。その後、マスタ候補ノード１１と行っているように時刻情報比較（２３２）が完了するまでの期間２４０において、マスタ候補ノード１２とも時刻同期用メッセージ２２２〜２２４の送受信を行う。スレーブノード２１はマスタ候補ノード１２から受信した時刻同期用メッセージ２２２〜２２４に付与された時刻情報を基にマスタ候補ノード１２と自ノード時刻情報との比較を行い、時刻情報比較（２３２）にて終了したと認識した後、スレーブノード２１はマスタ候補ノード１２に時刻同期用メッセージの送信停止依頼であるＳｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ２２５を送信する。該Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ２２５を受信したマスタ候補ノード１２とスレーブノード２１はそれ以降時刻同期用メッセージ２２２〜２２４のやりとりを行わない。スレーブノード２１はマスタ候補ノード１２以外にもマスタとして選択されていない他のマスタ候補ノードがいる場合、新たに別のマスタ候補ノードを一つ選択し、同様に時刻同期用メッセージをやりとりし、自ノードとの時刻情報比較を行う。 In FIG. 3, the slave node 21 selects the master candidate node 12 and transmits a Signaling message 221 that is a time synchronization message transmission request to the master candidate node 12. Thereafter, during the period 240 until the time information comparison (232) is completed as is the case with the master candidate node 11, the master synchronization node 122 also transmits and receives the time synchronization messages 222 to 224. The slave node 21 compares the master candidate node 12 with its own node time information based on the time information given to the time synchronization messages 222 to 224 received from the master candidate node 12, and in time information comparison (232). After recognizing the completion, the slave node 21 transmits a signaling message 225 that is a request to stop transmission of a time synchronization message to the master candidate node 12. The master candidate node 12 and the slave node 21 that have received the signaling message 225 do not exchange the time synchronization messages 222 to 224 thereafter. If there is another master candidate node that is not selected as a master other than the master candidate node 12, the slave node 21 newly selects another master candidate node, and similarly exchanges time synchronization messages, Compare time information with the node.

図４はスレーブノード２１のブロック図を示す。マスタ候補ノード１１に着目した場合、スレーブノード２１はパケット送受信部４１１にてマスタ候補ノード１１とのメッセージ送受信を行う。スレーブノード２１は時刻精度情報抽出部４１３において、マスタ候補ノード１１が送信したＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージから時刻精度情報を抽出し、マスタ候補ノード管理部４０４にて保持する。マスタ候補ノード管理部４０４は、接続された各マスタ候補ノードの時刻精度情報を基に、各マスタ候補ノードのうちどれをマスタとするかを判定し、マスタとしたマスタ候補ノードを記憶する。マスタ候補ノード管理部４０４は、ＣＰＵとメモリを兼ね備えた機能ブロックでも良いし、ＣＰＵとメモリを別に構成しこれらを組み合わせて構成しても良い。また、マスタ候補ノード管理部４０４とは別に制御部（図示せず）を設け、マスタ候補ノード管理部４０４は単純にメモリ等の情報を記憶する機能だけを備えるようにしても良い。この場合、当該制御部がマスタ候補ノード管理部４０４に記憶された情報を参照してデータの比較や判断を行う。 FIG. 4 shows a block diagram of the slave node 21. When focusing on the master candidate node 11, the slave node 21 performs message transmission / reception with the master candidate node 11 in the packet transmission / reception unit 411. The slave node 21 uses the time accuracy information extraction unit 413 to extract time accuracy information from the Announce message transmitted by the master candidate node 11 and holds it in the master candidate node management unit 404. Based on the time accuracy information of each connected master candidate node, the master candidate node management unit 404 determines which of the master candidate nodes is the master, and stores the master candidate node as the master. The master candidate node management unit 404 may be a functional block having both a CPU and a memory, or may be configured by combining the CPU and the memory separately. Further, a control unit (not shown) may be provided separately from the master candidate node management unit 404, and the master candidate node management unit 404 may simply have a function of storing information such as a memory. In this case, the control unit refers to the information stored in the master candidate node management unit 404 to perform data comparison and determination.

スレーブノード２１は時刻同期用メッセージをマスタ候補ノード１１から受信した場合、時刻情報抽出部４１２において時刻情報を抽出する。スレーブノード２１は、抽出したマスタ候補ノード１１の時刻情報と、自ノード時刻情報管理部４０１にて管理している自ノードの時刻とを時刻情報比較部４０２にて比較する。スレーブノード２１はマスタ候補ノード管理部４０４を参照し、マスタ候補ノード１１がマスタであった場合、時刻情報比較部４０２の比較結果を自ノード時刻情報管理部４０１にフィードバックし、自ノードの時刻をマスタ候補ノード１１に同期させる。スレーブノード２１はマスタ候補ノード管理部４０４を参照し、マスタ候補ノード１１がマスタではなかった場合、時刻精度判定部４０３においてマスタ候補ノード１１の時刻精度を判定し、得られた判定結果をマスタ候補ノード管理部４０４にて管理する。スレーブノード２１は接続された各マスタノード１１〜１５について同様の処理を行う。 When the slave node 21 receives the time synchronization message from the master candidate node 11, the time information extraction unit 412 extracts time information. The slave node 21 compares the time information of the extracted master candidate node 11 with the time of the own node managed by the own node time information management unit 401 by the time information comparison unit 402. The slave node 21 refers to the master candidate node management unit 404, and when the master candidate node 11 is the master, the comparison result of the time information comparison unit 402 is fed back to the own node time information management unit 401, and the time of the own node is determined. Synchronize with the master candidate node 11. The slave node 21 refers to the master candidate node management unit 404, and when the master candidate node 11 is not the master, the time accuracy determination unit 403 determines the time accuracy of the master candidate node 11, and the obtained determination result is used as the master candidate. Managed by the node management unit 404. The slave node 21 performs the same process for each connected master node 11-15.

図５は本実施例におけるスレーブノード２１が複数選択されたマスタ候補ノードからマスタを選択し、時刻情報比較部４０２にて自ノードの時刻とマスタを含む各マスタ候補ノードから受信した時刻情報を比較する際のシーケンスを示す。スレーブノード２１は２つ以上のマスタ候補ノードからＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージを受信すると（５０１）、それぞれの時刻精度情報を抽出しマスタ候補ノード管理部４０４にて時刻精度情報を比較し（５０２）、比較した結果を基に、マスタ候補ノード管理部４０４にて接続されたマスタ候補ノードの中からマスタを選択する（５０３）。スレーブノード２１はマスタに時刻同期するため、マスタへ時刻同期用メッセージ送信要請Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージを送信する（５０４）。 FIG. 5 shows the master node selected from a plurality of master candidate nodes from which a plurality of slave nodes 21 in this embodiment are selected, and the time information comparison unit 402 compares the time of the own node with the time information received from each master candidate node including the master. The sequence when doing is shown. When the slave node 21 receives the announcement message from two or more master candidate nodes (501), the slave node 21 extracts each time accuracy information, compares the time accuracy information with the master candidate node management unit 404 (502), and the comparison result Based on the above, the master candidate node management unit 404 selects a master from the connected master candidate nodes (503). In order to synchronize the time with the master, the slave node 21 transmits a time synchronization message transmission request signaling message to the master (504).

マスタとなったマスタ候補ノードに時刻同期が完了した後（５０５）、マスタ候補ノード管理部４０４は非マスタのマスタ候補ノードの内一つを選択する（５０６）。スレーブノード２１は選択したマスタ候補ノードに時刻同期用フレーム送信要請Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージを送信し（５０７）、時刻同期用メッセージのやりとりをすることで、時刻情比較部４０２にて自ノードとの時刻情報の比較を行う（５０８）。時刻情報の比較が完了した後、スレーブノード２１はステップ５０６にて選択したマスタ候補ノードへの時刻同期用メッセージ送信停止Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージを送信する（５０９）ことで、該マスタ候補ノードとの時刻同期用メッセージの送受信を停止する。マスタ候補ノード管理部４０４は、ステップ５０７〜５０９にて得られた該マスタ候補ノードとの時刻情報比較結果を判定し（５１０）、判定結果を保持する。マスタ候補ノード管理部４０４は、この判定結果により、該マスタ候補ノードがマスタとして選択対象外となった場合は他のマスタ候補ノードをマスタとして選択する。マスタ候補ノード管理部４０４は別の非マスタのマスタ候補ノードを選択し、５０６〜５１０を繰り返す。 After the time synchronization is completed for the master candidate node that has become the master (505), the master candidate node management unit 404 selects one of the non-master candidate master nodes (506). The slave node 21 transmits a time synchronization frame transmission request signaling message to the selected master candidate node (507), and exchanges the time synchronization message, so that the time information comparison unit 402 transmits the time information of its own node. A comparison is made (508). After the comparison of the time information is completed, the slave node 21 transmits a time synchronization message transmission stop signaling message to the master candidate node selected in step 506 (509), thereby synchronizing the time with the master candidate node. Stop sending and receiving messages. The master candidate node management unit 404 determines the time information comparison result with the master candidate node obtained in steps 507 to 509 (510), and holds the determination result. The master candidate node management unit 404 selects another master candidate node as a master when the master candidate node is not selected as a master as a result of the determination. The master candidate node management unit 404 selects another non-master master candidate node and repeats 506 to 510.

なお、ステップ５０６でのマスタ候補ノードの選択方法は、例えばラウンドロビン方式を用いることでスレーブノード２１がマスタ候補ノード管理部４０４にて管理しているマスタ候補ノードを順番に選択する方法が考えられる。また、本シーケンスはシーケンスの途中でマスタとして選択していたマスタ候補ノードとの接続断等によりマスタを再選択する場合については含んでいない。そのような場合には再度接続されたマスタ候補ノードについて時刻精度情報比較（５０２）を行い、その後はシーケンスに従うこととする。 As a method for selecting a master candidate node in step 506, for example, a method in which the slave node 21 sequentially selects master candidate nodes managed by the master candidate node management unit 404 by using a round robin method is conceivable. . Further, this sequence does not include the case where the master is reselected due to disconnection with the master candidate node selected as the master in the middle of the sequence. In such a case, the time accuracy information comparison (502) is performed for the reconnected master candidate nodes, and the sequence is followed thereafter.

図６はスレーブノード２１のマスタ候補ノード管理部４０４にて管理される情報の一例を示す。マスタ候補ノード６０は、スレーブノード２１に登録されているマスタ候補ノードの識別情報を保持する。ここに登録されたマスタ候補ノードについて、Ａｎｎｏｕｎｃｅメッセージでスレーブノード２１に通知される時刻精度情報６１、時刻精度情報５１を基に判定する自ノードに対するマスタ・非マスタ判定結果６２、及び図５のシーケンスにより得られた時刻情報の比較結果６３の情報を保持・管理する。 FIG. 6 shows an example of information managed by the master candidate node management unit 404 of the slave node 21. The master candidate node 60 holds the identification information of the master candidate node registered in the slave node 21. For the master candidate node registered here, the time accuracy information 61 notified to the slave node 21 by the Announce message, the master / non-master determination result 62 for the own node determined based on the time accuracy information 51, and the sequence of FIG. The information of the comparison result 63 of the time information obtained by the above is held and managed.

なお、図６ではスレーブノード２１が自ノードの時刻情報と各マスタ候補ノード１１〜１５の時刻情報を比較した結果、マスタ候補ノード１１〜１５全てについて、スレーブノード２１に送信された時刻情報が時刻精度情報から乖離が無かった例を示している。本実施例において、マスタ候補ノードから通知される時刻精度情報６１と、時刻情報の比較結果６３の乖離については、実施対象となる時刻同期システムに応じてどの程度を乖離と見なすかが変わるため具体的な規定はしていない。本実施例にて記載している例においては、時刻情報の比較結果６３にて得られた精度が時刻精度情報６１に対して例えば１／１０以下の精度だと判定された場合に乖離があるとしている。 In FIG. 6, as a result of the slave node 21 comparing the time information of its own node with the time information of each master candidate node 11 to 15, the time information transmitted to the slave node 21 for all the master candidate nodes 11 to 15 is the time. An example in which there was no deviation from the accuracy information is shown. In this embodiment, the divergence between the time accuracy information 61 notified from the master candidate node and the comparison result 63 of the time information is specific because the degree to be regarded as the divergence changes depending on the time synchronization system to be implemented. There are no specific provisions. In the example described in the present embodiment, there is a divergence when it is determined that the accuracy obtained from the time information comparison result 63 is, for example, 1/10 or less of the accuracy of the time accuracy information 61. It is said.

図７はスレーブノード２１が自ノードの時刻情報とマスタ候補ノード１１〜１５の時刻情報を比較した結果、マスタ候補ノード１４が送信する時刻精度情報７１と時刻情報比較結果７３の間に乖離がある場合の例を示している。スレーブノード２１は時刻情報を比較した結果７３と各マスタ候補ノードから通知される時刻精度情報７１を参照し、例えばその差分が所定の閾値より大きい場合には、マスタ候補ノード１４を異常と見なす。スレーブノード２１はマスタ候補ノード１４のマスタ／非マスタ判定７２において選択対象外として管理し、例えばマスタ候補ノード１１〜１３が接続断等によりマスタとして選択できなくなった場合においても、マスタ候補ノード１４はマスタとしては選択せず、マスタ候補ノード１５をマスタとして選択する。これにより低精度な時刻情報を送信するマスタ候補ノード１４をマスタとして選択することを避けることが可能となる。なお、
図８はスレーブノード２１が自ノードの時刻情報とマスタ候補ノード１１〜１５の時刻情報を比較した結果、マスタであるマスタ候補ノード１１を除いたマスタ候補ノード１２〜１５全てについて時刻情報を比較した結果８３と各マスタ候補ノードから通知される時刻精度情報８１に乖離がある場合に、マスタ候補ノード管理部４０４にて管理される情報の一例を示す。スレーブノード２１は、例えば自ノードに対して通知する時刻精度情報８１が誤差±１００ｎｓ以内としている、ある程度高精度な時刻情報が配信可能なマスタ候補ノードであるマスタ候補ノード１２および１３に着目する。 FIG. 7 shows that the slave node 21 compares the time information of its own node with the time information of the master candidate nodes 11 to 15, and as a result, there is a discrepancy between the time accuracy information 71 transmitted from the master candidate node 14 and the time information comparison result 73. An example of the case is shown. The slave node 21 refers to the result 73 of the time information comparison and the time accuracy information 71 notified from each master candidate node. For example, when the difference is larger than a predetermined threshold, the master candidate node 14 is regarded as abnormal. The slave node 21 is managed as a non-selection target in the master / non-master determination 72 of the master candidate node 14. For example, even when the master candidate nodes 11 to 13 cannot be selected as a master due to disconnection or the like, The master candidate node 15 is selected as the master without selecting as the master. This makes it possible to avoid selecting the master candidate node 14 that transmits low-accuracy time information as a master. In addition,
FIG. 8 shows that the slave node 21 compares the time information of its own node with the time information of the master candidate nodes 11 to 15, and as a result, compares the time information of all the master candidate nodes 12 to 15 excluding the master candidate node 11 that is the master. An example of information managed by the master candidate node management unit 404 when there is a difference between the result 83 and the time accuracy information 81 notified from each master candidate node is shown. The slave node 21 pays attention to the master candidate nodes 12 and 13 which are master candidate nodes capable of distributing time information with a certain degree of accuracy, for example, in which the time accuracy information 81 notified to the own node is within an error of ± 100 ns.

図８の例ではマスタ候補ノード１２の時刻情報比較結果８３は誤差±１．０ｍｓ以内、マスタ候補ノード１３の時刻情報比較結果８３は誤差±２．５ｍｓ以内であり、スレーブノード２１が自ノード時刻情報管理部４０１で保持する時刻情報と、これらマスタ候補ノード１２、１３から配信される時刻情報との間には乖離がある。このとき、これら高精度な時刻情報を通知するとしているマスタ候補ノード１２および１３が同時に異常な時刻情報を通知する確率は低いと考えられる。このため、スレーブノード２１が時刻配信マスタとしているマスタ候補ノード１１から受信している時刻情報に狂いが生じていることが推測される。スレーブノード２１は自ノードがマスタとしているマスタ候補ノード１１から通知される時刻精度情報と時刻情報の間に乖離があるために生じていると判断し、マスタ／非マスタ判定８２においてマスタ候補ノード１１を選択対象外とする。これによりスレーブノード２１は次のマスタ候補であったマスタ候補ノード１２をマスタとすることで、通知される時刻精度情報と時刻情報の間に乖離の無いマスタ候補ノードへの時刻同期を可能とする。なお、ある程度高精度な時刻情報が配信可能なマスタ候補ノードであるとして着目するマスタ候補ノードの範囲は本実施例が適用される時刻同期システム毎に判定するものとし、本実施例内では特に規定しない。 In the example of FIG. 8, the time information comparison result 83 of the master candidate node 12 has an error within ± 1.0 ms, the time information comparison result 83 of the master candidate node 13 has an error of ± 2.5 ms, and the slave node 21 has its own node time. There is a difference between the time information held by the information management unit 401 and the time information distributed from the master candidate nodes 12 and 13. At this time, it is considered that there is a low probability that the master candidate nodes 12 and 13 that are notified of the highly accurate time information simultaneously notify the abnormal time information. For this reason, it is presumed that the time information received from the master candidate node 11 that the slave node 21 serves as the time distribution master is distorted. The slave node 21 determines that there is a difference between the time accuracy information notified from the master candidate node 11 that is the master of the own node and the time information, and the master candidate node 11 is determined in the master / non-master determination 82. Is excluded from selection. As a result, the slave node 21 uses the master candidate node 12 that was the next master candidate as a master, thereby enabling time synchronization to the master candidate node with no deviation between the notified time accuracy information and the time information. . It should be noted that the range of master candidate nodes to which attention is paid as master candidate nodes capable of distributing time information with a certain degree of accuracy is determined for each time synchronization system to which this embodiment is applied, and is particularly defined in this embodiment. do not do.

ここまで説明したように本実施例のスレーブノード２１は、複数のマスタ候補ノードに接続され、各マスタ候補ノードから送信されるＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージにより通知された時刻精度情報を保持するマスタ候補ノード管理部４０４を備る。スレーブノード２１は、保持した時刻精度情報の中で最良の時刻精度情報を送信したマスタ候補ノードをマスタとして時刻同期を行う機能を有し、マスタとの時刻同期が完了したと認識した後にマスタ以外のマスタ候補ノードと一時的な時刻同期用メッセージのやりとりを開始する。スレーブノード２１は該マスタ候補ノードから送信される時刻と自ノード時刻を比較する時刻情報比較部４０２を備え、同手順で接続された複数のマスタ候補ノードと順番に時刻情報比較を行ない、各マスタ候補ノードについて得られた時刻情報比較結果６３を基に、それぞれのマスタ候補ノードがマスタとして選択可能か否かを判定する時刻精度判定部４０３を備える。 As described so far, the slave node 21 of the present embodiment is connected to a plurality of master candidate nodes, and the master candidate node management unit 404 holds the time accuracy information notified by the Announce message transmitted from each master candidate node. Prepare. The slave node 21 has a function of performing time synchronization with the master candidate node that has transmitted the best time accuracy information among the held time accuracy information as a master, and after recognizing that the time synchronization with the master has been completed, Exchange of a temporary time synchronization message with the master candidate node is started. The slave node 21 includes a time information comparison unit 402 that compares the time transmitted from the master candidate node with its own node time, and performs time information comparison with a plurality of master candidate nodes connected in the same procedure in order. Based on the time information comparison result 63 obtained for the candidate node, a time accuracy determination unit 403 is provided for determining whether or not each master candidate node can be selected as a master.

また、同スレーブノードは特定の閾値以上の時刻精度で時刻情報を送信可能であると通知しているマスタ候補ノードがマスタを除いて２つ以上接続されている場合、各マスタ候補ノードとの時刻同期用メッセージのやりとりにより得られた時刻情報比較結果の中から該マスタ候補ノードの時刻情報比較結果を選出し、その選出された全てのマスタ候補ノードにおいて、通知されている時刻精度情報と自ノードの時刻と比較した結果との乖離が大きい場合には、同時に複数のマスタ候補ノードにおいて同様の異常（通知する時刻精度情報と実際に送信する時刻情報の間に乖離がある）となることは考え難いという前提により、自ノードがマスタとしているマスタノードの時刻精度が異常であると見なし、次のマスタ候補をマスタとして選択する。 In addition, when two or more master candidate nodes that notify that the slave node can transmit time information with time accuracy equal to or greater than a specific threshold value are connected except for the master, the time with each master candidate node The time information comparison result of the master candidate node is selected from the time information comparison results obtained by exchanging the synchronization messages, and the notified time accuracy information and the own node are selected in all the selected master candidate nodes. If there is a large discrepancy between the time and the comparison result, it is possible that a plurality of master candidate nodes will have the same abnormality (there is a discrepancy between the time accuracy information to be notified and the time information to be actually transmitted). Based on the assumption that it is difficult, the time accuracy of the master node that is the master of its own node is considered abnormal, and the next master candidate is selected as the master.

本実施例により、複数のマスタ候補ノードが接続されているスレーブノードにおいて、高品質時刻同期ネットワーク構築の阻害要因となり得る、スレーブノードに通知している時刻精度とは乖離がある、異常な精度で時刻を送信するマスタ候補ノードをマスタとして選択しないようにすることが可能であり、代わりにスレーブノードに通知している時刻精度情報と実際に送信可能な時刻情報の間に乖離がないマスタ候補ノードを選択することが可能である。 According to the present embodiment, in the slave node to which a plurality of master candidate nodes are connected, the time accuracy notified to the slave node, which may be a hindrance to the construction of a high-quality time synchronization network, has a deviation from the time accuracy. It is possible not to select the master candidate node that transmits the time as the master, and instead, there is no difference between the time accuracy information notified to the slave node and the time information that can actually be transmitted. Can be selected.

また、同期後も継続して時刻同期用メッセージの送受信が必要となる従来のマスタノード―スレーブノードの時刻同期時とは異なり、マスタ候補ノード（非マスタ）―スレーブノード（非従ノード）間では、スレーブノードが自ノードのクロック精度と比較を行った後は時刻同期用メッセージ送受信を強制的に中断することで、ネットワークに膨大な負荷をかけずに効果を得ることが可能である。 Also, unlike the conventional master node-slave node time synchronization, which requires continuous transmission and reception of time synchronization messages after synchronization, between the master candidate node (non-master) and slave node (non-subordinate node) After the slave node compares with the clock accuracy of its own node, it is possible to forcibly suspend transmission / reception of the time synchronization message, thereby obtaining an effect without imposing a huge load on the network.

１１〜１５マスタ候補ノード
２１スレーブノード
２１０、２２０Ａｎｎｏｕｎｃｅメッセージ（時刻精度情報通知用）
２１１、２２１Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ（時刻同期用メッセージ送信要請用）
２１２、２２２Ｓｙｎｃメッセージ（時刻同期用）
２１３、２２３Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージ（時刻同期用）
２１４、２２４Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐメッセージ（時刻同期用）
２２５Ｓｉｇｎａｌｉｎｇメッセージ（時刻同期用メッセージ送信停止要請用）
２３０時刻精度情報比較及びマスタ選択タイミング
２３１マスタとの時刻同期完了タイミング
２３２非マスタのマスタ候補ノードの時刻情報比較完了
２４０非マスタのマスタ候補ノードとの時刻同期用メッセージの送受信期間
４０１自ノード（スレーブノード）時刻情報管理部
４０２時刻情報比較部
４０３時刻精度判定部
４０４マスタ候補ノード管理部
４１１、４２１、４５１パケット送受信部
４１２、４２２時刻情報抽出部
４１３、４２３時刻精度情報抽出部 11-15 Master candidate node 21 Slave node 210, 220 Announce message (for notification of time accuracy information)
211, 221 Signaling message (for requesting message transmission for time synchronization)
212, 222 Sync message (for time synchronization)
213, 223 Delay_Req message (for time synchronization)
214, 224 Delay_Resp message (for time synchronization)
225 Signaling message (for request to stop sending time synchronization message)
230 Time accuracy information comparison and master selection timing 231 Time synchronization completion timing with master 232 Time information comparison completion with non-master master candidate node 240 Transmission / reception period 401 of time synchronization message with non-master master candidate node Local node (slave Node) Time information management unit 402 Time information comparison unit 403 Time accuracy determination unit 404 Master candidate node management units 411, 421, 451 Packet transmission / reception units 412, 422 Time information extraction units 413, 423 Time accuracy information extraction unit

Claims

A time information management unit that manages time distributed from a first master device that is one of a plurality of master devices that distribute time;
The time distributed from at least one second master device other than the first master device among the plurality of master devices is compared with the time managed by the time information management unit, and the second and time accuracy determination unit for determining the accuracy time information distributed from the master device,
A master device management unit that holds the accuracy information obtained by the comparison of the time accuracy determination unit;
The time synchronization message is continuously transmitted to and received from the first master device to receive time distribution, and the time synchronization message is intermittently transmitted to and received from the second master device. Receive time distribution,
Based on the accuracy information, the master device management unit replaces the second master device with the first master device and determines whether or not to make a master device candidate that continuously transmits and receives a message for time synchronization. A communication device for determining whether or not.

The communication device according to claim 1 , wherein the master device management unit holds accuracy information of time distributed by the second master device, which is notified from the second master device.

The master device management unit compares the time accuracy information obtained by the comparison of the time accuracy determination unit and the time accuracy information notified from the second master device for each second master device. The communication device according to claim 2 , wherein the second master device in which the difference between the accuracy information is larger than a predetermined threshold value is not a candidate for replacing the first master device.

The master device management unit
For each of the at least two second master devices, obtain a difference between the time accuracy information obtained by the comparison of the time accuracy determination unit and the time accuracy information notified from the second master device,
When each of the differences of the accuracy information of the at least two second master devices is larger than an error assumed from the accuracy information of the time notified from the second master device that calculated the difference, A message for time synchronization is continuously transmitted to and received from one of the plurality of second master devices instead of the first master device, and time distribution is continuously received. The communication apparatus according to claim 2 .

When there are a plurality of the second master devices, one of the second master devices is selected in turn by the round robin method, and the time synchronization with the selected second master device is performed. The communication apparatus according to claim 1, wherein the time accuracy information of the selected second master device is obtained by the time accuracy determination unit by transmitting and receiving messages and receiving time distribution.

When the accuracy information of the time of the second master device is obtained, a message requesting to stop transmission / reception of the message for time synchronization is transmitted to the second master device. The communication device according to claim 5 .