JP7305078B1 - 時刻同期システム、時刻同期装置、時刻同期方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

時刻同期システム（１）は、マスタ局又はデバイス局として時刻同期を行う第１時刻同期装置（１００）、第２時刻同期装置（２００）、第３時刻同期装置（３００）、第４時刻同期装置（４００）を備える。第１時刻同期装置（１００）、第２時刻同期装置（２００）、第３時刻同期装置（３００）、第４時刻同期装置（４００）において、マスタ局決定部（１２２）は、ユーザによって予め定められたパラメータに基づいてマスタ局として制御するか否かを決定することが可能であり、時刻同期部（１３０）は、マスタ局として制御すると決定した場合、マスタ局として時刻同期を行う一方、マスタ局として制御しないと決定した場合、デバイス局として時刻同期を行う。

Description

本開示は、時刻同期システム、時刻同期装置、時刻同期方法及びプログラムに関する。

ネットワーク内の装置の時刻を同期させる時刻同期システムにおいて、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１ＡＳ、ＩＥＥＥ１５８８といった規格が採用されている。時刻同期システムにおいてこれらの規格を実施した場合、初期状態においてクロック源となる装置であるグランドマスタクロック（ＧＭＣ, Gland Master Clock）、所謂グランドマスタを選択するときにＢＭＣＡ（Best Master Clock Algorithm）が用いられる。

ＢＭＣＡは、装置が自ら保持する優先度情報と他の装置から取得した優先度情報との比較を繰り返すことで、ネットワーク上の全ての装置のうちから優先度が最も高い装置をグランドマスタ、すなわち、マスタ局として選出するアルゴリズムである。例えば、図９に示すように、時刻同期システムのシステム立ち上げ時である各装置の電源投入時において、ＢＭＣＡを実行する各装置は、自らをマスタ局と認識している。このとき、各装置は、各ポートで接続された装置に自らの優先度情報を含む情報であるアナウンスを送信し、他の装置からのアナウンスの受信後に取得した他の装置の優先度と自らの優先度とを比較する。このため、優先度が「１」、「２」よりも大きい「３」、「４」であるクロックＩＤが「０ｘ０００３」、「０ｘ０００４」の各装置は、自らがデバイス局であると認識する。また、優先度の比較が行われていない残りのクロックＩＤが「０ｘ０００１」、「０ｘ０００２」の各装置は、デバイス局を介して再度アナウンスを送受信して互いの優先度を比較する。この結果、優先度が「１」よりも大きい「２」であるクロックＩＤが「０ｘ０００２」の装置も、自らスレーブであると認識することで、優先度が「１」であるクロックＩＤが「０ｘ０００１」の装置がグランドマスタとして選出される。

このような時刻同期システムの一例として、特許文献１には、ネットワークに接続されたスイッチとエンドポイントとがグランドマスタを特定するためにＢＭＣＡ処理を実施する制御システムが開示されている。特許文献１では、グランドマスタの候補として選択されたタイマについて、当該タイマの時間の精度と当該タイマを有するコントローラの経路指標とに基づく時刻同期の精度指標が算出される。そして、特許文献１では、複数の候補のタイマのうちから精度指標が最高のタイマをグランドマスタに決定し、当該タイマにグランドマスタであることを設定するためのプライオリティ設定情報を送信している。

特開２０２１－０５１６５２号公報

特許文献１に記載の制御システムでは、精度指標を算出、比較を繰り返してグランドマスタを決定したり、ＢＭＣＡ処理を実施したりすることで、時刻同期の制御を開始するまでの時間が長くなる問題がある。

本開示は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、時刻同期の制御を開始するまでの時間を短縮することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る時刻同期システムは、グランドマスタとしてのマスタ局又はマスタ局と情報を送受信可能に接続されたデバイス局として時刻同期を行う複数の時刻同期装置を備える。時刻同期装置は、ユーザによって予め定められた自らのパラメータとして、自らがマスタ局として制御する旨を示す情報、又は、自らがマスタ局として制御しない旨を示す情報を保持するパラメータ保持部と、保持しているパラメータについて、自らがマスタ局として制御する旨を示す情報である場合にはマスタ局として制御すると決定する一方、自らがマスタ局として制御しない旨を示す情報である場合にはマスタ局として制御しないと決定するマスタ局決定部と、マスタ局として制御すると決定した場合、マスタ局として時刻同期を行う一方、マスタ局として制御しないと決定した場合、デバイス局として時刻同期を行う時刻同期部と、マスタ局として時刻同期を行う場合、デバイス局との接続の構成を検出する構成検出部と、マスタ局として時刻同期を行う場合、検出された構成に基づいて、デバイス局のポート情報を決定するポート情報決定部と、マスタ局として時刻同期を行う場合、決定したポート情報をデバイス局に送信するポート情報送信部と、デバイス局として時刻同期を行う場合、ポート情報を受信するポート情報受信部と、デバイス局として時刻同期を行う場合、ポート情報に基づいて、ポートを設定するポート設定部と、を含む。構成検出部は、デバイス局の全てのポートを特定可能な情報と、デバイス局の各ポートの接続先となるポートを特定可能な情報と、デバイス局の各ポートにおけるマスタ局からのホップ数が特定可能な情報とを含む接続情報に基づいて、マスタ局とデバイス局との接続形態を特定し、ポート情報決定部は、マスタ局とデバイス局との接続形態と、接続情報から特定されたデバイス局の各ポートのホップ数と、デバイス局のクロックＩＤを示す情報であるクロックＩＤ情報とに基づいて、デバイス局の各ポートの役割を決定する。

本開示によれば、各時刻同期装置は、ユーザによって予め定められたパラメータに基づいて、マスタ局として制御するか否かを決定することが可能である。よって、本開示に係る時刻同期システムは、最もマスタ局に適した時刻同期装置が予め特定されている場合、ユーザは、当該時刻同期装置がマスタ局となるように予め定めることができ、ＢＭＣＡといったマスタ局を選出するアルゴリズムの実行を省略できる。この結果、本開示に係る時刻同期システムは、ＢＭＣＡといったアルゴリズムを実行することで各時刻同期装置が保持する情報の比較を繰り返して最もマスタ局に適した時刻同期装置をマスタ局に決定する時刻同期システムよりも速やかにマスタ局となる時刻同期装置を決定することができ、時刻同期の制御を開始するまでの時間を短縮できる。

本実施の形態に係る時刻同期システムの全体説明図 時刻同期システムの機能構成を示す図 時刻同期装置のハードウェア構成を示すブロック図 パラメータ情報の表示例を示す図 接続情報の表示例を示す図 ポート情報の表示例を示す図 電源投入時の時刻同期システムの一例を示す図 ポート設定処理のタイミングチャート ポート設定処理を実行した後の時刻同期システムの一例を示す図 マスタ局決定処理のフローチャート ポート情報決定処理のフローチャート 図７の続きのフローチャート ＢＭＣＡ実行時の時刻同期システムの説明図

以下に、本開示を実施するための形態に係る時刻同期システム、時刻同期装置、時刻同期方法及びプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。

（実施の形態に係る時刻同期システムについて）
本開示の実施の形態に係る時刻同期システムは、ネットワーク上の複数の時刻同期装置がマスタ局又はデバイス局として動作し、デバイス局の時刻をマスタ局の時刻と同期させるシステムである。本実施の形態に係る時刻同期システムでは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ、ＩＥＥＥ１５８８といった規格に基づいて、マスタ局とデバイス局とがメッセージを送受信し、デバイス局がマスタ局とのメッセージの伝搬遅延時間を算出して時刻を補正することでマスタ局とデバイス局との時刻を同期させる。なお、本実施の形態に係る時刻同期システムは、当該システムの立ち上げ時、具体的には、各時刻同期装置の電源投入をしたとき、各時刻同期装置のうちからグランドマスタ、すなわち、マスタ局を決定している。

図１に示すように、本実施の形態に係る時刻同期システム１は、時刻同期装置の一例として、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００を備える。第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００は、ネットワーク５００を介して情報の送受信が可能となっている。

（実施の形態に係る時刻同期装置について）
図２に示すように、第１時刻同期装置１００は、情報を記憶する情報記憶部１１０、ＢＭＣＡを実行するか否かを決定するＢＭＣＡ決定部１２１、マスタ局として制御するか否かを決定するマスタ局決定部１２２、マスタ局又はデバイス局として時刻同期を行う時刻同期部１３０を含む。また、第１時刻同期装置１００は、マスタ局として制御すると決定した場合に情報をデバイス局に送信する情報送信部１４０、マスタ局としてデバイス局に情報を送信した場合に応答情報を受信する応答情報受信部１５０を含む。また、第１時刻同期装置１００は、マスタ局としてデバイス局との接続の構成を検出する構成検出部１６１、マスタ局としてデバイス局のポート情報を決定するポート情報決定部１６２を含む。また、第１時刻同期装置１００は、デバイス局として制御すると決定した場合にマスタ局からの情報を受信する情報受信部１７０、デバイス局としてマスタ局から送信された情報に対する応答情報を送信する応答情報送信部１８０、ポートを設定するポート設定部１９０を含む。

また、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００も第１時刻同期装置１００と同様に、情報記憶部１１０、ＢＭＣＡ決定部１２１、マスタ局決定部１２２、時刻同期部１３０を含む。また、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００も第１時刻同期装置１００と同様に、情報送信部１４０、応答情報受信部１５０、構成検出部１６１、ポート情報決定部１６２、情報受信部１７０、応答情報送信部１８０、ポート設定部１９０を含む。

（実施の形態に係る時刻同期装置のハードウェア構成について）
図３に示すように、第１時刻同期装置１００は、例えば、制御プログラム５９に従って処理を実行する制御部５１を備える。制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備える。制御部５１は、例えば、制御プログラム５９に従って、図２に示す、ＢＭＣＡ決定部１２１、マスタ局決定部１２２、時刻同期部１３０、構成検出部１６１、ポート情報決定部１６２、ポート設定部１９０として機能する。

図３に戻り、第１時刻同期装置１００は、制御プログラム５９をロードし、制御部５１の作業領域として用いられる主記憶部５２を備える。主記憶部５２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。

第１時刻同期装置１００は、制御プログラム５９を予め記憶する外部記憶部５３を備える。外部記憶部５３は、制御部５１の指示に従って、このプログラムが記憶する情報を制御部５１に供給し、制御部５１から供給された情報を記憶する。外部記憶部５３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）といった記録媒体を備える。外部記憶部５３は、例えば、図２に示す情報記憶部１１０として機能する。

図３に戻り、第１時刻同期装置１００は、ユーザに操作される操作部５４を備える。操作部５４を介して、入力された情報が制御部５１に供給される。操作部５４は、キーボード、マウス、タッチパネルといった情報入力部品を備える。

また、第１時刻同期装置１００は、操作部５４を介して入力された情報及び制御部５１が出力した情報を表示する表示部５５を備える。表示部５５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイといった表示装置を備える。

また、第１時刻同期装置１００は、情報を送受信する送受信部５６を備える。送受信部５６は、ネットワークに接続する通信網終端装置、無線通信装置といった情報通信装置を備える。送受信部５６は、例えば、図２に示す、時刻同期部１３０、情報送信部１４０、応答情報受信部１５０、情報受信部１７０、応答情報送信部１８０として機能する。

図３に戻り、第１時刻同期装置１００では、主記憶部５２、外部記憶部５３、操作部５４、表示部５５及び送受信部５６はいずれも内部バス５０を介して制御部５１に接続されている。

第１時刻同期装置１００は、制御部５１が主記憶部５２、外部記憶部５３、操作部５４、表示部５５及び送受信部５６を資源として用いることによって、図２に示す情報記憶部１１０、ＢＭＣＡ決定部１２１、マスタ局決定部１２２、時刻同期部１３０、情報送信部１４０、応答情報受信部１５０、構成検出部１６１、ポート情報決定部１６２、情報受信部１７０、応答情報送信部１８０、ポート設定部１９０の機能を実現する。例えば、第１時刻同期装置１００は、情報記憶部１１０が行う情報記憶ステップ、ＢＭＣＡ決定部１２１が行うＢＭＣＡ決定ステップ、マスタ局決定部１２２が行うマスタ局決定ステップを実行する。また、例えば、第１時刻同期装置１００は、時刻同期部１３０が行う時刻同期ステップ、情報送信部１４０が行う情報送信ステップ、応答情報受信部１５０が行う応答情報受信ステップ、構成検出部１６１が行う構成検出ステップ、ポート情報決定部１６２が行うポート情報決定ステップを実行する。また、例えば、第１時刻同期装置１００は、情報受信部１７０が行う情報受信ステップ、応答情報送信部１８０が行う応答情報送信ステップ、ポート設定部１９０が行うポート設定ステップを実行する。

なお、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００のハードウェア構成については、第１時刻同期装置１００のハードウェア構成と同様である。具体的には、上記の記載は、「第１時刻同期装置１００」を「第２時刻同期装置２００」に読み替えることで第２時刻同期装置２００の説明となり、「第１時刻同期装置１００」を「第３時刻同期装置３００」に読み替えることで第３時刻同期装置３００の説明となり、「第１時刻同期装置１００」を「第４時刻同期装置４００」に読み替えることで第４時刻同期装置４００の説明となる。よって、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００のハードウェア構成については、冗長な説明となるため、詳細な説明を省略する。

（実施の形態に係る時刻同期装置の機能構成の詳細について）
図２に戻り、情報記憶部１１０は、複数種類の情報を記憶する。情報記憶部１１０は、例えば、ユーザが予め定めたパラメータを示す情報であるパラメータ情報、他の時刻同期装置との接続に関する情報である接続情報、ＢＭＣＡの実行時における自らの優先度を示す情報である優先度情報、自らのクロックＩＤを示す情報であるクロックＩＤ情報を記憶する。

ここで、パラメータ情報とは、ユーザが操作部５４を用いた入力に基づく情報であって、図４Ａに示すテーブルの形式で表示可能な情報である。具体的には、パラメータ情報は、ＢＭＣＡの実行の有無を示す「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」、ＢＭＣＡの非実行時において自らがマスタ局として動作するか否かを示す「ＧＭ（ユーザ設定）」の項目とこれらの項目の値とを含む情報である。例えば、パラメータ情報は、「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」を示す情報である。なお、パラメータ情報の「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」の項目の値は、全ての時刻同期装置において「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」の何れかの値で同一である必要がある。また、パラメータ情報の「ＧＭ（ユーザ設定）」の項目の値は、何れか一の時刻同期装置においてのみ「ＯＮ」であり、残り全ての時刻同期装置において「ＯＦＦ」である必要がある。

また、接続情報とは、各時刻同期装置が設定した情報であって、図４Ｂに示すテーブルの形式で表示可能な情報である。具体的には、接続情報は、デバイス局の全てのポートを特定可能な情報と、各ポートの接続先のポートを特定可能な情報と、各ポートのマスタ局からのホップ数が特定可能な情報とを含む情報である。例えば、接続情報は、「第１ポート」の接続先が「第１ポート（０ｘ０００１）」でホップ数が「１」、「第２ポート」の接続先が「第２ポート（０ｘ０００２）」でホップ数が「３」を示す情報である。また、優先度情報は、各時刻同期装置が設定した情報であって、例えば、優先度を示す「３」を特定可能な情報である。また、クロックＩＤ情報は、各時刻同期装置が設定した情報であって、例えば、クロックＩＤを示す「０ｘ０００３」を特定可能な情報である。

ＢＭＣＡ決定部１２１は、電源投入後に情報記憶部１１０が記憶しているパラメータ情報を参照し、「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」であればＢＭＣＡを実行する旨を決定する一方、「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」であればＢＭＣＡを実行しない旨を決定する。

マスタ局決定部１２２は、ＢＭＣＡ決定部１２１がＢＭＣＡを実行する旨を決定した場合、ＢＭＣＡを実行することで、自らがマスタ局として制御するか否かを決定する。一方、マスタ局決定部１２２は、ＢＭＣＡ決定部１２１がＢＭＣＡを実行しない旨を決定した場合、情報記憶部１１０が記憶しているパラメータ情報を参照する。そして、マスタ局決定部１２２は、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」であれば自らがマスタ局として制御すると決定する一方、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」であれば自らがデバイス局として制御すると決定する。

ここで、例えば、図５Ａに示すように、時刻同期システム１の各時刻同期装置がリング型で接続されており、各時刻同期装置の電源投入時において、一つの時刻同期装置がマスタ局として制御する旨の初期設定がなされている場合について考える。この場合において、第１時刻同期装置１００のパラメータ情報の「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」であるときには、第１時刻同期装置１００は、マスタ局として制御すると決定する。なお、このとき、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００のパラメータ情報の「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」及び「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」であるため、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００は、デバイス局として制御すると決定する。

時刻同期部１３０は、マスタ局決定部１２２がマスタ局として制御すると決定した場合、マスタ局として時刻動作を行う一方、マスタ局決定部１２２がデバイス局として制御すると決定した場合、デバイス局として時刻動作を行う。

構成検出部１６１は、マスタ局決定部１２２がマスタ局として制御すると決定した場合、デバイス局との接続の構成を検出する。先ず、構成検出部１６１は、全てのデバイス局に接続の構成の検出に必要な情報を要求する旨の情報の一例である構成検出フレームを情報送信部１４０に送信させる。なお、本実施の形態では、構成の検出に必要な情報は、接続情報、優先度情報、クロックＩＤ情報を含む情報である。次に、構成検出部１６１は、応答情報受信部１５０が各デバイス局から受信した構成検出フレームの応答情報を取得する。そして、構成検出部１６１は、取得した応答情報に基づいて、マスタ局とデバイス局とがバス型、スター型、リング型といった接続形態のうちの何れの接続形態で接続されているかを特定することで、接続の構成を検出する。

よって、例えば、上述した図５Ａに示す場合、マスタ局である第１時刻同期装置１００は、図５Ｂに示すように、デバイス局である第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００に構成検出フレームを送信し、応答情報として各デバイス局の接続情報、優先度情報、クロックＩＤ情報を含む情報を受信する。そして、第１時刻同期装置１００は、接続情報に基づいて、接続の構成を検出する。具体的には、第１時刻同期装置１００は、第１時刻同期装置１００の第１ポートと第３時刻同期装置３００の第２ポートとが接続されており、第１時刻同期装置１００の第２ポートと第４時刻同期装置４００の第１ポートとが接続されている旨を特定する。また、第１時刻同期装置１００は、第２時刻同期装置２００の第１ポートと第４時刻同期装置４００の第２ポートとが接続されており、第２時刻同期装置２００の第２ポートと第３時刻同期装置３００の第１ポートとが接続されている旨を特定する。この結果、第１時刻同期装置１００は、各時刻同期装置がリング型で接続されている旨を特定できる。

ポート情報決定部１６２は、構成検出部１６１が取得した応答情報に基づいて、デバイス局のポート情報を決定する。先ず、ポート情報決定部１６２は、構成検出部１６１の検出結果に基づいて、マスタ局とデバイス局とがリング型で接続されているか否かを判定する。ポート情報決定部１６２は、リング型で接続されていない場合、例えば、バス型、スター型で接続されている場合、マスタ局から情報を受信するポートをスレーブポート（Slave Port）とする一方、マスタ局から情報を受信しない残りのポートを全てマスタポート（Master Port）とする。

一方、ポート情報決定部１６２は、リング型で接続されている場合、接続情報から各ポートのマスタ局からのホップ数をデバイス局毎に特定する。また、ポート情報決定部１６２は、各ポートのホップ数が異なるデバイス局について、ホップ数が少ないポートをスレーブポートとし、ホップ数が多いポートをマスタポートとする。また、ポート情報決定部１６２は、各ポートのホップ数が同一であるデバイス局について、クロックＩＤ情報から特定した各ポートに接続されているデバイス局のクロックＩＤの値を比較し、クロックＩＤが小さい値となるデバイス局に接続されているポートをスレーブポートとし、クロックＩＤが大きい値となるデバイス局に接続されているポートをパッシブポート（Passive Port）とする。

そして、ポート情報決定部１６２は、特定したスレーブ毎の各ポートの役割を示す情報であるポート情報を生成することで、ポート情報を決定する。なお、ポート情報とは、マスタ局が設定した情報であって、図４Ｃに示すテーブルの形式で表示可能な情報である。具体的には、ポート情報は、デバイス局毎に全てのポートと各ポートの役割とが特定可能な情報とを含む情報である。ポート情報は、例えば、「クロックＩＤ」が「０ｘ０００２」のデバイス局について、「第１ポート」が「パッシブポート」で「第２ポート」が「スレーブポート」である旨を示す情報である。

ポート設定部１９０は、マスタ局決定部１２２がマスタ局として制御すると決定した場合、全てのポートをマスタポートに設定する。一方、ポート設定部１９０は、マスタ局決定部１２２がデバイス局として制御すると決定した場合、情報受信部１７０が受信したポート情報に基づいて、各ポートをマスタポート・スレーブポート・パッシブポートの何れかに設定する。

図５Ｂに示すように、マスタ局決定部１２２がマスタ局として制御すると決定した場合、情報送信部１４０は、構成検出フレームを全てのデバイス局に送信し、応答情報受信部１５０は、応答情報としてデバイス局が保持する構成の検出に必要な情報を受信する。次に、ポート情報送信部の一例としての情報送信部１４０は、ポート情報決定部１６２がポート情報を決定した場合、ポート情報を全てのデバイス局に送信し、応答情報受信部１５０は、応答情報としてデバイス局がポートの設定を完了した旨を示す情報を受信する。

一方、マスタ局決定部１２２がデバイス局として制御すると決定した場合、情報受信部１７０は、マスタ局から構成検出フレームを受信し、応答情報送信部１８０は、応答情報として構成の検出に必要な情報を送信する。次に、ポート情報受信部の一例としての情報受信部１７０は、マスタ局からポート情報を受信し、応答情報送信部１８０は、ポート設定部１９０が各ポートを設定した場合、応答情報としてポートの設定を完了した旨を示す情報を送信する。

よって、例えば、上述した図５Ａに示す場合、マスタ局である第１時刻同期装置１００は、上述した検出結果から各時刻同期装置がリング型で接続されている旨を特定し、接続情報からデバイス局である第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００の各ポートのホップ数を特定する。具体的には、第１時刻同期装置１００は、第２時刻同期装置２００の第１ポート及び第２ポートのホップ数が「２」、第３時刻同期装置３００の第１ポートのホップ数が「３」で第２ポートのホップ数は「１」、第４時刻同期装置４００の第１ポートのホップ数が「１」で第２ポートのホップ数は「３」である旨を特定する。

また、第１時刻同期装置１００は、各ポートのホップ数が異なる第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００のポートの役割を決定する。具体的には、第１時刻同期装置１００は、第３時刻同期装置３００の第１ポートがマスタポートで第２ポートがスレーブポート、第４時刻同期装置４００の第１ポートがスレーブポートで第２ポートがマスタポートである旨を決定する。また、第１時刻同期装置１００は、各ポートのホップ数が同一の第２時刻同期装置２００のポートの役割を決定する。具体的には、第１時刻同期装置１００は、クロックＩＤが大きい値（０ｘ０００４）である第４時刻同期装置４００に接続された第２時刻同期装置２００の第１ポートがパッシブポートでクロックＩＤが小さい値（０ｘ０００３）である第３時刻同期装置３００に接続された第２時刻同期装置２００の第２ポートがスレーブポートである旨を決定する。この結果、第１時刻同期装置１００は、決定した各デバイス局の各ポートの役割を示すポート情報を生成できる。

そして、第１時刻同期装置１００は、図５Ｂに示すように、生成したポート情報を第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００に送信し、応答情報として各デバイス局からのポートの設定を完了した旨を示す情報を受信する。この結果、図５Ｃに示すように、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００は、各ポートの役割を設定できる。

（本実施の形態に係るマスタ局決定処理のフローチャート）
次に、図６に示すフローチャートを用いて各時刻同期装置がマスタ局として制御するか否かを決定する動作について説明する。各時刻同期装置は、電源投入時に、図６に示すマスタ局決定処理の実行を開始する。先ず、図６に示すように、ＢＭＣＡ決定部１２１は、電源投入後に情報記憶部１１０が記憶しているパラメータ情報を参照し、「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＢＭＣＡ決定部１２１は、「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」である場合（ステップＳ１０１；Ｙ）、ＢＭＣＡを実行する旨を決定し、マスタ局決定部１２２は、ＢＭＣＡを実行し（ステップＳ１０２）、自らがマスタ局として選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

一方、ＢＭＣＡ決定部１２１は、「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」である場合（ステップＳ１０１；Ｎ）、ＢＭＣＡを実行しない旨を決定し、マスタ局決定部１２２は、情報記憶部１１０が記憶しているパラメータ情報を参照し、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。自らがマスタ局として選択された場合（ステップＳ１０３；Ｙ）、又は、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＮ」である場合（ステップＳ１０４；Ｙ）、マスタ局決定部１２２は、自らがマスタ局として制御する旨を決定し、時刻同期部１３０は、マスタ局として時刻動作を行い（ステップＳ１０５）、処理を終了する。一方、自らがマスタ局として選択されない場合（ステップＳ１０３；Ｎ）、又は、「ＧＭ（ユーザ設定）」が「ＯＦＦ」である場合（ステップＳ１０４；Ｎ）、マスタ局決定部１２２は、自らがデバイス局として制御する旨を決定し、時刻同期部１３０は、デバイス局として時刻動作を行い（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

（本実施の形態に係るポート情報決定処理のフローチャート）
次に、図７及び図８に示すフローチャートを用いてマスタ局がデバイス局のポート情報を決定する動作について説明する。各時刻同期装置は、マスタ局決定部１２２がマスタ局として制御する旨を決定したときに、図７及び図８に示すポート情報決定処理の実行を開始する。先ず、図７に示すように、構成検出部１６１は、情報送信部１４０に構成検出フレームを全てのデバイス局に対して送信させ（ステップＳ２０１）、応答情報受信部１５０が各デバイス局から受信した応答情報を取得し（ステップＳ２０２）、応答情報に基づいて接続の構成を検出する（ステップＳ２０３）。

次に、ポート情報決定部１６２は、構成検出部１６１の検出結果に基づいてマスタ局とデバイス局とがリング型で接続されているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ポート情報決定部１６２は、リング型で接続されていない場合（ステップＳ２０４；Ｎ）、クロックＩＤ情報に基づいてクロックＩＤの値が小さい順にデバイス局を選択する（ステップＳ２０５）。次に、ポート情報決定部１６２は、選択したデバイス局について、マスタ局から情報を受信するポートをスレーブポートとするとともにマスタ局から情報を受信しない残りのポートを全てマスタポートとする（ステップＳ２０６）。次に、ポート情報決定部１６２は、全てのデバイス局を選択したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ポート情報決定部１６２は、全てのデバイス局を選択していない場合（ステップＳ２０７；Ｎ）、ステップＳ２０５に戻り、全てのデバイス局を選択するまでステップＳ２０５、Ｓ２０６の処理を繰り返す。

一方、ポート情報決定部１６２は、リング型で接続されている場合（ステップＳ２０４；Ｙ）、図８に示すように、クロックＩＤの値が小さい順にデバイス局を選択する（ステップＳ２０８）。次に、ポート情報決定部１６２は、選択したデバイス局について、接続情報から各ポートのホップ数を特定し（ステップＳ２０９）、各ポートのホップ数が同一か否かを判定する（ステップＳ２１０）。ポート情報決定部１６２は、ホップ数が異なる場合（ステップＳ２１０；Ｎ）、選択したデバイス局について、ホップ数が少ないポートをスレーブポートとするとともにホップ数が多いポートをマスタポートとする（ステップＳ２１１）。一方、ポート情報決定部１６２は、ホップ数が同一である場合（ステップＳ２１０；Ｙ）、クロックＩＤ情報から特定した各ポートに隣接するデバイス局のクロックＩＤの値を比較してクロックＩＤが小さい値となるデバイス局に接続されているポートをスレーブポートとするとともにクロックＩＤが大きい値となるデバイス局に接続されているポートをパッシブポートとする（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１１、Ｓ２１２において選択されたデバイス局の各ポートの役割を決定した後、ポート情報決定部１６２は、全てのデバイス局を選択したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。ポート情報決定部１６２は、全てのデバイス局を選択していない場合（ステップＳ２１３；Ｎ）、ステップＳ２０８に戻り、全てのデバイス局を選択するまでステップＳ２０８～Ｓ２１２の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２０７、Ｓ２１３において選択されたデバイス局の各ポートの役割を決定した後、ポート情報決定部１６２は、ポート情報を生成し（ステップＳ２１４）、情報送信部１４０にポート情報を全てのデバイス局に送信させ（ステップＳ２１５）、応答情報受信部１５０が各デバイス局から受信した応答情報を取得し（ステップＳ２１６）、処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態に係る時刻同期システム１によれば、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００では、マスタ局決定部１２２は、ユーザによって予め定められたパラメータに基づいてマスタ局として制御するか否かを決定することが可能である。そして、時刻同期部１３０は、マスタ局として制御すると決定した場合、マスタ局として時刻同期を行う一方、マスタ局として制御しないと決定した場合、デバイス局として時刻同期を行う。

このようにすることで、本実施の形態に係る時刻同期システム１では、例えば、管理局として機能させるサーバ装置としての時刻同期装置が予め特定されており、当該時刻同期装置にマスタ局として時刻同期を行わせたい場合、ユーザがマスタ局となる時刻同期装置を予め定めることができる。すなわち、本実施の形態に係る時刻同期システム１では、最もマスタ局に適した時刻同期装置が予め特定されている場合、ユーザは、当該時刻同期装置がマスタ局となるように予め定めることができ、ＢＭＣＡといったマスタ局を選出するアルゴリズムの実行を省略できる。この結果、本実施の形態に係る時刻同期システム１は、ＢＭＣＡといったアルゴリズムを実行することで各時刻同期装置が保持する情報の比較を繰り返して最もマスタ局に適した時刻同期装置をマスタ局に決定する時刻同期システムよりも速やかにマスタ局となる時刻同期装置を決定することができ、時刻同期の制御を開始するまでの時間を短縮できる。

また、本実施の形態に係る時刻同期システム１によれば、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００では、マスタ局として時刻同期を行う場合、構成検出部１６１は、デバイス局との接続の構成を検出する。また、この場合、ポート情報決定部１６２は、検出された構成に基づいてデバイス局のポート情報を決定し、ポート情報送信部の一例としての情報送信部１４０は、決定したポート情報をデバイス局に送信する。一方、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００では、デバイス局として時刻同期を行う場合、ポート情報受信部の一例としての情報受信部１７０は、ポート情報を受信し、ポート設定部１９０は、ポート情報に基づいて、ポートを設定する。

このようにすることで、本実施の形態に係る時刻同期システム１では、マスタ局がデバイス局のポート情報を決定してデバイス局にポートを設定させることができる。この結果、本実施の形態に係る時刻同期システム１は、各デバイス局がポート情報を決定して自らポートを設定する時刻同期システムよりも速やかに各デバイス局のポートを設定することができ、時刻同期の制御を開始するまでの時間を短縮できる。

また、本実施の形態に係る時刻同期システム１によれば、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００では、ＢＭＣＡ決定部１２１は、ユーザによって予め定められたパラメータに基づいて、ＢＭＣＡを実行するか否かを決定する。そして、マスタ局決定部１２２は、ＢＭＣＡを実行すると決定した場合、ＢＭＣＡを実行してマスタ局として制御するか否かを決定する一方、ＢＭＣＡを実行しないと決定した場合、パラメータに基づいてマスタ局として制御するか否かを決定する。

このようにすることで、本実施の形態に係る時刻同期システム１では、ユーザがＢＭＣＡを実行するか否かを予め定めることができる。よって、本実施の形態に係る時刻同期システム１では、例えば、管理局として機能させる時刻同期装置が予め特定されておらず、時刻同期の制御を開始するまでの時間を要しても全ての時刻同期装置のうちから最もマスタ局に適した時刻同期装置をマスタ局に決定したい場合、ＢＭＣＡを実行してマスタ局を決定することができる。すなわち、本実施の形態に係る時刻同期システム１では、最もマスタ局に適した時刻同期装置が予め特定されていない場合、ユーザは、ＢＭＣＡを実行してマスタ局を選出することができる。

（変更例）
なお、本実施の形態では、ユーザによって予め定められたパラメータがパラメータ情報として各時刻同期装置の情報記憶部１１０に記憶されており、各時刻同期装置は、自ら記憶しているパラメータ情報を参照しているが、これに限定されない。例えば、パラメータ情報が各時刻同期装置とは異なるデータベースサーバに記憶されており、各時刻同期装置は、データベースサーバが記憶しているパラメータ情報を取得してもよい。この場合、データベースサーバは、時刻同期システム１の内部のサーバ装置であってもよく、ネットワーク上の外部の装置であってもよい。

なお、本実施の形態では、マスタ局は、全てのデバイス局に構成検出フレームを送信し、各デバイス局から応答情報として接続の構成の検出に必要な情報を受信しているが、これに限定されない。例えば、デバイス局は、自らがデバイス局として時刻同期を行うと決定した場合、マスタ局に接続の構成の検出に必要な情報を送信してもよい。このようにすることで、マスタ局は、構成検出フレームを送信しなくても接続の構成の検出に必要な情報を取得できる。

なお、本実施の形態のように、各時刻同期装置は、ユーザによって予め定められたパラメータに基づいてＢＭＣＡを実行するか否かを決定できるようにすることが好ましいが、これに限定されない。例えば、パラメータ情報の「ＢＭＣＡ（ユーザ設定）」の項目を省略し、各時刻同期装置は、常にＢＭＣＡを実行せずにユーザによって予め定められたパラメータに基づいてマスタ局として制御するか否かを決定してもよい。

なお、内部バス５０で接続された制御部５１、主記憶部５２、外部記憶部５３、操作部５４、表示部５５及び送受信部５６を備える第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、フラッシュメモリ、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Read-Only Memory）等に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上記の処理を実行する第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００を構成してもよい。また、インターネットなどの通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードすることで第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００を構成してもよい。

また、第１時刻同期装置１００、第２時刻同期装置２００、第３時刻同期装置３００、第４時刻同期装置４００の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムの分担により実現する場合、または、ＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合には、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して提供することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを提供してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行してもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

１…時刻同期システム、５０…内部バス、５１…制御部、５２…主記憶部、５３…外部記憶部、５４…操作部、５５…表示部、５６…送受信部、５９…制御プログラム、１００…第１時刻同期装置、１１０…情報記憶部、１２１…ＢＭＣＡ決定部、１２２…マスタ局決定部、１３０…時刻同期部、１４０…情報送信部、１５０…応答情報受信部、１６１…構成検出部、１６２…ポート情報決定部、１７０…情報受信部、１８０…応答情報送信部、１９０…ポート設定部、２００…第２時刻同期装置、３００…第３時刻同期装置、４００…第４時刻同期装置、５００…ネットワーク。

Claims (5)

1. グランドマスタとしてのマスタ局又は前記マスタ局と情報を送受信可能に接続されたデバイス局として時刻同期を行う複数の時刻同期装置を備えた時刻同期システムであって、
   前記時刻同期装置は、
   ユーザによって予め定められた自らのパラメータとして、自らが前記マスタ局として制御する旨を示す情報、又は、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報を保持するパラメータ保持部と、
   保持している前記パラメータについて、自らが前記マスタ局として制御する旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御すると決定する一方、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御しないと決定するマスタ局決定部と、
   前記マスタ局として制御すると決定した場合、前記マスタ局として時刻同期を行う一方、前記マスタ局として制御しないと決定した場合、前記デバイス局として時刻同期を行う時刻同期部と、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、前記デバイス局との接続の構成を検出する構成検出部と、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、検出された前記構成に基づいて、前記デバイス局のポート情報を決定するポート情報決定部と、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、決定した前記ポート情報を前記デバイス局に送信するポート情報送信部と、
   前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報を受信するポート情報受信部と、
   前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報に基づいて、ポートを設定するポート設定部と、
   を含み、
   前記構成検出部は、前記デバイス局の全てのポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートの接続先となるポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートにおける前記マスタ局からのホップ数が特定可能な情報とを含む接続情報に基づいて、前記マスタ局と前記デバイス局との接続形態を特定し、
   前記ポート情報決定部は、前記マスタ局と前記デバイス局との前記接続形態と、前記接続情報から特定された前記デバイス局の各ポートの前記ホップ数と、前記デバイス局のクロックＩＤを示す情報であるクロックＩＤ情報とに基づいて、前記デバイス局の各ポートの役割を決定する、
   時刻同期システム。
2. 前記時刻同期装置は、
   前記パラメータに基づいて、ＢＭＣＡ（Best Master Clock Algorithm）を実行するか否かを決定するＢＭＣＡ決定部、
   を更に含み、
   前記マスタ局決定部は、前記ＢＭＣＡを実行すると決定した場合、前記ＢＭＣＡを実行して前記マスタ局として制御するか否かを決定する一方、前記ＢＭＣＡを実行しないと決定した場合、前記パラメータに基づいて前記マスタ局として制御するか否かを決定する、
   請求項１に記載の時刻同期システム。
3. グランドマスタとしてのマスタ局又は前記マスタ局と情報を送受信可能に接続されたデバイス局として時刻同期を行う時刻同期装置であって、
   ユーザによって予め定められた自らのパラメータとして、自らが前記マスタ局として制御する旨を示す情報、又は、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報を保持するパラメータ保持部と、
   保持している前記パラメータについて、自らが前記マスタ局として制御する旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御すると決定する一方、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御しないと決定するマスタ局決定部と、
   前記マスタ局として制御すると決定した場合、前記マスタ局として時刻同期を行う一方、前記マスタ局として制御しないと決定した場合、前記デバイス局として時刻同期を行う時刻同期部と、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、前記デバイス局との接続の構成を検出する構成検出部と、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、検出された前記構成に基づいて、前記デバイス局のポート情報を決定するポート情報決定部と、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、決定した前記ポート情報を前記デバイス局に送信するポート情報送信部と、
   前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報を受信するポート情報受信部と、
   前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報に基づいて、ポートを設定するポート設定部と、
   を備え、
   前記構成検出部は、前記デバイス局の全てのポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートの接続先となるポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートにおける前記マスタ局からのホップ数が特定可能な情報とを含む接続情報に基づいて、前記マスタ局と前記デバイス局との接続形態を特定し、
   前記ポート情報決定部は、前記マスタ局と前記デバイス局との前記接続形態と、前記接続情報から特定された前記デバイス局の各ポートの前記ホップ数と、前記デバイス局のクロックＩＤを示す情報であるクロックＩＤ情報とに基づいて、前記デバイス局の各ポートの役割を決定する、
   時刻同期装置。
4. コンピュータが、ユーザによって予め定められた自らのパラメータとして、自らが時刻同期システムのグランドマスタであるマスタ局として制御する旨を示す情報、又は、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報を保持するパラメータ保持ステップと、
   前記コンピュータが、保持している前記パラメータについて、自らが前記マスタ局として制御する旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御すると決定する一方、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御しないと決定するマスタ局決定ステップと、
   前記コンピュータが、前記マスタ局として制御すると決定した場合、前記マスタ局として時刻同期を行う一方、前記マスタ局として制御しないと決定した場合、前記時刻同期システムのデバイス局として時刻同期を行う時刻同期ステップと、
   前記コンピュータが、前記マスタ局として時刻同期を行う場合、前記デバイス局との接続の構成を検出する構成検出ステップと、
   前記コンピュータが、前記マスタ局として時刻同期を行う場合、検出された前記構成に基づいて、前記デバイス局のポート情報を決定するポート情報決定ステップと、
   前記コンピュータが、前記マスタ局として時刻同期を行う場合、決定した前記ポート情報を前記デバイス局に送信するポート情報送信ステップと、
   を含み、
   前記コンピュータが、前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報を受信するポート情報受信ステップと、
   前記コンピュータが、前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報に基づいて、ポートを設定するポート設定ステップと、
   を含み、
   前記構成検出ステップにおいて、前記デバイス局の全てのポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートの接続先となるポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートにおける前記マスタ局からのホップ数が特定可能な情報とを含む接続情報に基づいて、前記マスタ局と前記デバイス局との接続形態を特定し、
   前記ポート情報決定ステップにおいて、前記マスタ局と前記デバイス局との前記接続形態と、前記接続情報から特定された前記デバイス局の各ポートの前記ホップ数と、前記デバイス局のクロックＩＤを示す情報であるクロックＩＤ情報とに基づいて、前記デバイス局の各ポートの役割を決定する、
   時刻同期方法。
5. コンピュータを、
   ユーザによって予め定められた自らのパラメータとして、自らが時刻同期システムのグランドマスタであるマスタ局として制御する旨を示す情報、又は、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報を保持するパラメータ保持部、
   保持している前記パラメータについて、自らが前記マスタ局として制御する旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御すると決定する一方、自らが前記マスタ局として制御しない旨を示す情報である場合には前記マスタ局として制御しないと決定するマスタ局決定部、
   前記マスタ局として制御すると決定した場合、前記マスタ局として時刻同期を行う一方、前記マスタ局として制御しないと決定した場合、前記時刻同期システムのデバイス局として時刻同期を行う時刻同期部、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、前記デバイス局との接続の構成を検出する構成検出部、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、検出された前記構成に基づいて、前記デバイス局のポート情報を決定するポート情報決定部、
   前記マスタ局として時刻同期を行う場合、決定した前記ポート情報を前記デバイス局に送信するポート情報送信部、
   前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報を受信するポート情報受信部、
   前記デバイス局として時刻同期を行う場合、前記ポート情報に基づいて、ポートを設定するポート設定部、
   として機能させ、
   前記構成検出部は、前記デバイス局の全てのポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートの接続先となるポートを特定可能な情報と、前記デバイス局の各ポートにおける前記マスタ局からのホップ数が特定可能な情報とを含む接続情報に基づいて、前記マスタ局と前記デバイス局との接続形態を特定し、
   前記ポート情報決定部は、前記マスタ局と前記デバイス局との前記接続形態と、前記接続情報から特定された前記デバイス局の各ポートの前記ホップ数と、前記デバイス局のクロックＩＤを示す情報であるクロックＩＤ情報とに基づいて、前記デバイス局の各ポートの役割を決定する、
   プログラム。

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