WO2012108387A1 - 通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラム - Google Patents

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

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WO2012108387A1
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time
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line
network
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小崎　成治
健一 名倉
善文 堀田
潤 水口
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a time synchronization method, a slave station device, a master station device, a control device, and a program for a communication system connected by redundant communication lines.
  • IEEE 1588 The Institute of Electrical and Electronic Engineers 1588 standard
  • multiple nodes share time information by exchanging time information on the network. Is possible.
  • Each node compliant with this IEEE1588 standard corrects the time information in consideration of the propagation delay of the communication path when receiving the time information from the adjacent node, and prevents the occurrence of an error due to the propagation delay of the time information. Realize synchronization. Therefore, the propagation delay measurement on the communication path must be accurately performed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2001-119345 discloses an optical communication system in which an OLT (Optical Line Terminal) and a star coupler are connected with two redundant optical fibers (Patent Document 1). ).
  • the communication path is switched depending on the situation. Therefore, if the communication path is switched during the time synchronization, the delay time changes, and there is a possibility that a large error occurs in the time information corrected by the receiving node.
  • the present invention has been made in view of the above, and obtains a time synchronization method, a slave station device, a master station device, a control device, and a program for a communication system capable of improving time synchronization accuracy at the time of line switching. For the purpose.
  • the time synchronization method uses an OLT (Optical Line Terminal) and an ONU via a plurality of physical lines including a working line and a protection line.
  • a time synchronization method of a communication system that performs protection switching including a first network connected to (Optical Network Unit) and a second network connected to the ONU, wherein the OLT is connected to the ONU.
  • a slave station device is connected to a master station device via a first network configured using a redundant line, and is connected to a synchronization signal for synchronizing with the master station device and to a second network.
  • a receiver for receiving a synchronization command having time information to be transferred, a clock for measuring time in synchronization with the synchronization signal received from the master station device, and extracting the time information and timing information from the synchronization command And performing synchronization processing for correcting the time information based on the timing information and the output time of the clock, and detecting a switching factor of line switching in the first network in communication with the parent station device or the parent
  • a control device that suppresses a synchronization error due to a difference between the clock and the timing information when a switching notification is received from a station device; Is connected to a network, in which and a interface device for transmitting the time information corrected as a synchronization message of the second network by the control device.
  • a master station device is a master station device that transmits time information to a second network connected to a slave station device via a first network configured using a redundant line, A plurality of transceivers connected to the first network and a synchronization signal used for synchronization of transmission / reception timing on the first network are transmitted to the slave station device via the transceiver, and the transceiver A controller for switching a line that uses a standby line as a new working line when a failure occurs in the working line among the redundant lines based on an uplink signal received; The control device sends a synchronization command having time information to be transmitted to the second network and timing information in the first network via the transmitter / receiver. Transmitted, when performing the channel switching is characterized in that to execute a process of compensating the time information in the delay time of the new active system line.
  • control device of the present invention is connected to the master station device via the first network configured using the redundant line, and is transferred to the synchronization signal for synchronizing with the master station device and to the second network.
  • a slave station apparatus that receives a synchronization command having time information to be extracted, wherein the time information and timing information are extracted from the synchronization command, and the timing information and an output time of the local clock of the slave station device And performing a synchronization process for correcting the time information based on the above, and when a communication failure in the first network is detected in communication with the master station device or a signal for notification of switching is received from the master station device.
  • a process for suppressing a synchronization error due to a difference between the local clock and the timing information is executed.
  • One of the control devices of the present invention transmits time information to a second network connected to the slave station device via a transmitter / receiver connected to the first network configured using a redundant line.
  • a control device for a master station device wherein a synchronization signal used for synchronization of transmission / reception timing on the first network is transmitted to the slave station device via the transceiver and received by the transceiver Time information to be transmitted to the second network by switching the line to use the standby line as a new working line when a failure occurs in the working line among the redundant lines based on the signal
  • the time information It is characterized in that to compensate the delay time of the new active system line.
  • the time synchronization method, the slave station device, the master station device, their control device, and the program according to the present invention have the effect of improving the time synchronization accuracy at the time of line switching.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a communication system in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing time synchronization control in a virtual case.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing time synchronization control in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the master station device in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the slave station device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing of the control device of the slave station device in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing processing of the control device of the master station device in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a communication system in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing time synchronization control in a virtual case.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing time
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing time synchronization control in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing the configuration of the slave station device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing processing of the control device of the slave station device in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is another flowchart showing processing of the control device of the slave station device in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a configuration diagram showing the configuration of the slave station device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing time synchronization control in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 14 is another flowchart showing processing of the control device of the slave station device in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing processing of the control device of the slave station device in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is another flowchart showing processing of the control device of the slave station
  • FIG. 15 is a configuration diagram showing a partial configuration of the master station apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 16 is a sequence diagram showing time synchronization control in the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a configuration diagram showing a configuration of a communication system according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 18 is a sequence diagram showing time synchronization control in Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 19 is a flowchart showing processing of the control device of the master station device in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a flowchart showing processing of the control device of the slave station device in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a configuration diagram showing another configuration example of the communication system according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 1 shows a time synchronization system in which a time synchronization slave device SL is connected to a grand master device GM that performs time synchronization through a plurality of networks.
  • the grand master device GM is a device that synchronizes the time of the slave device SL by repeatedly transmitting time information with high accuracy to the slave device SL periodically or irregularly.
  • the slave device SL receives this time information, corrects it based on the time information of receiving its own clock and the delay time on the second network, and obtains time information with the same high accuracy as the time on the grand master device GM. can do.
  • the grand master device GM may be any device that has time synchronization, such as an IEEE1588 master device or a GPS (Global Positioning System) receiver.
  • the first network is a network that relays time information to the second network to which the slave device SL is connected, and a plurality of lines 30-1, 30 in which the master station device 1 and the slave station device 10 are made redundant. Connect using -2.
  • An example of the first network is a PON (Passive Optical Network) system.
  • An example of the second network is an IEEE 1588 network.
  • the master station device 1 sets up a communication line with each slave station device 10 and controls communication on the first network.
  • the master station device 1 and the slave station device 10 are connected by redundant communication lines 30-1 and 30-2.
  • the master station device 1 to the splitter 40 are made redundant. ing.
  • Such a redundant system is called a TYPE-B protection system in a PON (Passive Optical Network) system.
  • the master station device 1 includes OLTs 1-1 and 1-2 for each of the lines 30-1 and 30-2. While one OLT is communicating with the slave station device 10 as a working device, The other OLT becomes a standby device and waits until a failure occurs in the active device.
  • Each OLT 1-1, 1-2 has a transmitter / receiver 5 connected to each of the lines 30-1, 30-2 and a control device 2 for controlling it.
  • the switch 8 is a device that switches connection between the control device 2 and an external device or a network in accordance with a switching signal from the control device 2.
  • the splitter 40 branches the signals of the lines 30-1 and 30-2 and transmits them to the respective lines 31, and transmits the signals of the respective lines 31 to the lines 30-1 and 30-2.
  • the communication lines 30-1 and 30-2 are physical lines such as optical fibers having different physical paths, and this physical line can accommodate a plurality of logical logical links.
  • the slave station device 10 is a device (for example, ONU) that relays time information transmitted from the first network to the second network.
  • the grand master device GM stores the time information in a synchronization message (Sync message) and transmits it to the master station device 1 via the line 29.
  • the master station device 1 extracts time information from the synchronization message, corrects this time information with the delay time of the line 29 and the first network measured in advance and its own processing time, and transmits it to the slave station device 10 To do.
  • the corrected time information is converted into a synchronization command (TimeSync) together with a time stamp which is local time information in the first network and transmitted from the master station device 1.
  • the slave station device 10 that has received the synchronization command compares the time stamp of the synchronization command with the time (timing information) indicated by its own clock (PON clock), and corrects the time information of the synchronization command based on the difference between the two. To do. Subsequently, the slave station device 10 converts the corrected time information into a synchronization message (Sync message) in the second network and transmits it to the slave device SL.
  • Sync message synchronization message
  • the slave device SL extracts time information from the synchronization message, and corrects the time information with the delay time of the second network measured in advance.
  • the slave device SL can synchronize with the time of the grand master device GM by synchronizing the time of its own clock with the corrected time information.
  • the outline of the line switching operation is as follows.
  • the master station device 1 designates one of the redundant lines 30-1 and 30-2, for example, the line 30-1, as the active communication line, and performs communication with the slave station device 10.
  • the remaining communication lines are set as standby communication lines, for example, the line 30-2, in a standby state in preparation for occurrence of a failure.
  • the master station device 1 transmits a time stamp (timing information) to the slave station device 10 via the working line 30-1 to perform local time synchronization.
  • the slave station device 10 periodically corrects its own self-running counter (PON clock or MPCP counter) based on the time stamp to synchronize with the master station device 1 and other slave station devices 10.
  • PON clock self-running counter
  • the time stamp indicated by the PON clock is used for the slave station device 10 to control the transmission timing.
  • the master station device 1 monitors the failure of the line 30 from the state of the received signal, and when the failure occurs, the line used for transmission / reception is changed from the active communication line 30-1 to the standby communication line 30-2. Switch. After switching, the line 30-2 is used as a new working communication line. Since this line 30-2 has a transmission delay characteristic different from that of the communication line 30-1, the master station device 1 transmits a time stamp via the line 30-2 when the line is switched. It is necessary to execute resynchronization processing with the station apparatus 10.
  • the synchronization process executed by the slave station device 10 is performed based on the local clock of the slave station device 10 which is line-dependent timing information. For this reason, if the synchronization command and the time stamp are transmitted on different lines before and after line switching, an error occurs in the correction of time information executed by the slave station device 10.
  • the slave station apparatus 10 receives the received signal as a redundant line. It cannot be distinguished which of 30-1 and 30-2 the signal arrives through. Therefore, local clock fluctuation (time stamp drift) based on the time stamp via the line 30-2 after switching and correction error based on the local clock fluctuation are likely to occur.
  • Fig. 2 shows the sequence of error in time information caused by line switching. This sequence shows a virtual example assuming that the protection control at the time of line switching of this embodiment is not functioned.
  • OLT1-1 OLT-A
  • ONU slave station device 10
  • the slave station device 10 is registered in its own device as a communication partner.
  • MPCP Multi-Point control protocol
  • the master station device 1 measures the transmission delay time on the first network.
  • the PON system has a function of measuring the delay time, and the OLT 1-1 transmits a Gate message that gives an upstream transmission band to the ONU 10 and makes a round trip based on the arrival time of the Report message that is the response signal.
  • the delay time (RTT) is measured (step ST11).
  • the transmission / reception of the Gate message also serves as local synchronization processing of the first network, and the ONU 10 uses the time stamp information X0 of the master station device 1 described in the Gate message to determine the time S of the local clock of the own device.
  • the local clock of the own device is synchronized with the local clock of the master station device 1.
  • the master station device 1 When receiving the Sync message specifying the time information from the grand master device GM, the master station device 1 (OLT1-1) executes a synchronization process (step TS12). In this synchronization process, the master station device 1 corrects the received time information using the RTT. The master station device 1 stores the corrected time information ToDX3 together with the time stamp information X3 of its own device in the TimeSync message, and transmits it to the slave station device 10 (ONU).
  • ToDX3 indicates time information when the time stamp indicates X3 in the slave station device 10.
  • the slave station device 10 When the slave station device 10 receives the TimeSync message, it executes a synchronization process (step ST13). However, it takes time to start the synchronization process executed by the slave station device 10.
  • the delay of the start time (delay time Lin) occurs due to the processing time of a layer lower than the synchronization process and the like because the synchronization process is executed in a layer higher than the physical layer.
  • the slave station device 10 corrects the time information ToDX3 based on the difference between the time stamp X3 of the TimeSync message and the time S indicated by the local clock of the own device, and calculates the current correct time.
  • the slave station device 10 since the delay time Le occurs when the time information is transmitted to the second network after the synchronization processing is executed, the slave station device 10 creates the time information for transmission in consideration of such a delay time. This is stored in the Sync message.
  • the Sync message created in this way is transmitted from the slave station device 10 to the slave device SL via the second network.
  • the slave device SL corrects the time measured by the own device based on the time information of the received Sync message and the delay time of the second network, and synchronizes the clock of the own device with the time of the grand master device GM. .
  • step ST14 the Gate message transmitted from the master station device 1 is not received by the slave station device 10 due to a failure in the line 30-1 at timing X10.
  • the master station device 1 constantly monitors for an abnormality in the communication line and, when detecting the abnormality (step ST14), starts a redundancy switching process for switching the line 30 (step ST15). For example, when the slave station device 10 does not return a response signal (Report) in response to the Gate message, an alarm of an input signal disconnection (LoS: Loss of signal or LoB: Loss of Burst) is detected.
  • LoS Loss of signal
  • LoB Loss of Burst
  • the master station device 1 detects that the Report message from the slave station device 10 has not been received, and performs line switching. Note that failure detection may cause the line to become unstable temporarily, or a problem may occur in the branch line 31 instead of the redundant lines 30-1 and 30-2. (LoS, LoB) detection and communication with one slave station device 10 as well as communication with a number of slave stations or all slave stations, the master station device 1 executes the switching process. can do.
  • the master station device 1 stops the signal transmission using the active line 30-1 and starts the signal transmission using the standby line 30-2.
  • the OLT 1-1 transmits a switching request signal to the OLT 1-2 (OLT-B), and the control device 2 of the OLT 1-2 that has received this request signal processes it instead of the control device 2 of the OLT 1-1.
  • OLT-B OLT-B
  • Parameters necessary for continuation of processing are shared in advance or transmitted from OLT 1-1 to OLT 1-2 at the time of switching.
  • the OLT 1-2 that has started processing by switching transmits a control message (here, Gate) to the slave station device 10 and resumes communication with the slave station device 10 via the switched line 30-2.
  • a control message here, Gate
  • a time stamp is recorded as timing information for accurate synchronization on the new line 30-2.
  • the slave station device 10 When the slave station device 10 receives the Gate message, it corrects the local clock based on the time stamp as usual, but the time stamp received via a different communication path at this time is synchronized with the OLT 1-1 before switching. There may be a large deviation from the local clock of the slave station device 10 (time stamp drift). Further, when the OLT 1-2 newly sets a time stamp asynchronous with the time stamp of the OLT 1-1 and transmits this time stamp, the time stamp drift similarly occurs.
  • step S17 of FIG. 3 when the slave station device 10 detects a failure and determines that there is a failure (that is, when the occurrence of switching is predicted), The slave station device 10 suppresses the output of the time information to the second network.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts, and the sequence in FIG. 3 is the same as the sequence in FIG. 2 except for the failure detection ST17 and the holdover ST20.
  • the slave station device 10 monitors the communication line 31 and determines whether a line failure has occurred based on the received signal (step ST17). For example, the line failure is caused by the fact that an optical signal is not detected in the receiver or a time stamp drift error occurs.
  • the time stamp drift error is an error detected when the difference between the time stamp of the received signal and the local clock exceeds a predetermined threshold value.
  • the ONU 10 When the ONU 10 detects a line failure, the ONU 10 stops the time information synchronization process or shifts to a holdover state in which the time information output is stopped (step ST20).
  • the holdover state even if the synchronization command (TimeSync message) is received, the slave station device 10 does not execute the synchronization process and keeps the time corrected before (for the purpose of performing the synchronization process), or Stop outputting the time information to the second network. Therefore, even if a new time stamp is received from the master station device 1 after line switching and the local clock is corrected, propagation of an error accompanying this correction to the second network can be suppressed.
  • the ONU 10 In the holdover state, the ONU 10 can protect the local clock before line switching, and correct the time information using the protected local clock.
  • the time is measured by the time measuring means in the own device. Therefore, if the error per unit time of the time measuring means is small, the time of the time measuring means is corrected by the synchronization message. Even if it is skipped, no major problems occur.
  • step ST16 When the line switching by the master station device 1 is completed (step ST16), transmission / reception by the OLT 1-1 (OLT-A) is stopped, and the OLT 1-1 shifts to a standby state as a new standby system termination device.
  • OLT1-2 OLT-B
  • the slave station device 10 ends the holdover process according to a predetermined holdover condition end condition, and resumes transmission of time information to the second network as usual. At this time, time information that may contain an error is deleted or corrected and output.
  • any condition may be used as the holdover end condition as long as it has an effect of suppressing the occurrence of errors.
  • Judgment is made based on whether or not a predetermined time has elapsed since the start of holdover.
  • the completion of line switching is determined by the type of received signal of the first network.
  • the master station device 1 is requested to permit the end of the holdover state, and a determination is made based on whether or not a permission signal is received.
  • the master station device 1 After the line is switched, when new time information is received from the grand master device GM, the master station device 1 transmits a synchronization command (TimeSync message) to the slave station device 10 as described above.
  • a synchronization command (TimeSync message)
  • the slave station device 10 receives the synchronization command
  • the slave station device 10 performs synchronization processing based on the synchronization command and transmits a synchronization message to the slave device SL.
  • the slave station device 10 detects the cause of line switching and stops outputting time information to the slave device at the time of line switching. Generation of unpredictable errors associated with switching can be effectively suppressed.
  • FIG. 4 shows two OLTs 1 that function as the master station device 1. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
  • OLT1-1 and OLT1-2 (hereinafter referred to as OLT1 if they are not distinguished from each other) have the same internal configuration, one operating as the active system and the other as the standby system.
  • Each OLT 1 is connected to the switch 8 in FIG. 1, and a physical layer processing unit (PHY) 7 for realizing a physical interface function of NNI (Network Node Interface) between the grand master device GM and the network, and this physical layer A transmission buffer 4 that temporarily stores a signal received by the processing unit 7, and a transmitter 52 that converts the control signal and data output from the transmission buffer 4 and the control device 2 into an optical signal and outputs the optical signal.
  • the optical signal output from the handset 52 is sent to a WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler 6 and transmitted to the line 30.
  • the WDM coupler 6 is a coupler that wavelength-multiplexes upstream data and downstream data, and sends the optical signal received from the ONU 10 to the receiver 51.
  • the receiver 51 converts the received optical signal into an electrical signal and outputs it as reception data to the reception buffer 3.
  • the reception buffer 3 temporarily stores this data and outputs it according to the access of the physical layer processing unit 7 and the control device 2.
  • the local clock 9 is also called a PON counter, and periodically counts up 32-bit time information and provides a clock that is a reference for transmission / reception timing in the first network.
  • the time stamp (TS) insertion unit 20 acquires a time stamp (MPCP counter information) from the local clock 9, stores it in a Gate message or the like, and transmits it to the ONU 10.
  • the control device 2 is a control device that controls transmission / reception processing on the OLT side based on the PON protocol, and executes not only control of the PON protocol but also switching processing of redundancy switching and synchronization processing of time information in the OLT 1.
  • the control device 2 includes a configuration of a time information extraction unit 21, a time timestamp association processing unit 22 (hereinafter referred to as an association processing unit), and a message insertion unit 23 related to the synchronization processing.
  • the time information extraction unit 21 extracts the time information received from the time information supply source such as the grand master device GM from the output signal of the PHY 7 and outputs the extracted time information to the association processing unit 22.
  • the association processing unit 22 acquires the time stamp information from the local clock 9, corrects the time information in consideration of the delay time for the value of the arbitrary time stamp Xn, and sends the corrected time information ToDXn and the time stamp Xn as a message. Output to the insertion unit 23.
  • the message insertion unit 23 stores the time information ToDXn and the time stamp Xn in the TimeSync message, and inserts them in the transmission signal input to the transmitter 52.
  • the OLT 1 includes a failure detection unit 24 and a switching control unit 25.
  • the failure detection unit 24 monitors the reception signal output from the receiver 51, detects a communication failure such as an input signal disconnection, and transmits the communication failure to the switching control unit 25. Based on the detection signal output from the failure detection unit 24, the switching control unit 25 outputs a switching signal to the standby switching control unit 25 and the switch 8 when a failure requiring line switching occurs. Stop transmission by OLT.
  • the switching control unit 25 When receiving the switching signal from the active system switching control unit 25, the switching control unit 25 that has been on standby as the standby system executes a startup process in order to operate the entire OLT of the own apparatus as the active system OLT.
  • the control device 2 that has become a new active processing device takes over the parameters and execution of the PON protocol from the original active control device 2 and continues to provide services to the ONU 10.
  • control device 2 and the buffer are provided as a device shared by a plurality of lines, and the receiver 51 and the transmitter 52 are connected to the line 30- It can also be provided every 1,30-2.
  • FIG. 5 is a diagram showing the ONU 10 of this embodiment.
  • the WDM coupler 15 connected to the splitter 40 outputs the downstream optical signal to the receiver 142 and outputs the optical signal input from the transmitter 143 to the first network.
  • the receiver 142 converts the optical signal into an electric signal and outputs it as reception data to the reception buffer 13.
  • the reception buffer 13 temporarily stores this data and outputs it in response to access by the physical layer processing unit 16 and the control device 11.
  • the physical layer processing unit (PHY) 16 executes a physical interface function of NNI (Network Node Interface) for the second network.
  • the transmission buffer 12 is a buffer for temporarily storing the reception data output from the PHY 16, and the stored data is output to the control device 11 and the transmitter 143 based on the control of the control device 11.
  • the local clock 17 synchronizes with the local clock 9 of the OLT 1 and supplies clock information (MPCP counter) serving as a reference for transmission / reception timing of the ONU 10 to the control device 11.
  • MPCP counter clock
  • the control device 11 is a control device that controls the PON protocol in the ONU 10.
  • the time stamp (TS) extraction unit 111 of the control device 11 extracts time stamp information transmitted from the OLT from the received data, and synchronizes the local clock with the received time stamp.
  • TS time stamp
  • the ONU 10 can obtain an accurate transmission timing, so that the transmission signal of its own device and the transmission signal of the other ONU 10 do not collide, and high-speed time division multiple Access (TDMA) communication can be performed.
  • TDMA time division multiple Access
  • the control device 11 further includes a message extraction unit 112, a time information correction unit 113, and a time information insertion unit 114 in order to execute the synchronization process. Further, the control device 11 can suppress the propagation of the error in the time information caused by the line switching even when the line switching occurs by the failure detection unit 115 and the suppression control unit 116.
  • the message extraction unit 112 extracts a synchronization command (TimeSync message) from the received data, and outputs the time information ToDXn and the time stamp Xn to the time information correction unit 113.
  • the time information correction unit 113 corrects the time information ToDXn based on the difference between the received time stamp Xn and the current time information S (MPCP counter) acquired from the local clock 17 of the own device, and corrects the current accurate time information. Get.
  • the time information correction unit 113 creates time information for transmission by compensating for the processing delay of the device itself, and transmits the time information to the time information insertion unit 114.
  • the time information insertion unit 114 creates a synchronization message (Sync message) in the second network using the received time information, and transmits it to the slave device SL via the PHY 16.
  • the synchronization process executed in the ONU 10 is a process executed in a higher layer than the local clock 17 update process executed in the MPCP layer. Therefore, as described above, it takes time until the synchronization process is started at the time of implementation, and the local clock 17 is updated prior to the synchronization process based on the time stamp value received after the TimeSync message. That can happen. Therefore, when the ONU 10 receives a new time stamp via the switched line after receiving the TimeSync message, an error occurs in the time information corrected based on the new time stamp.
  • One error factor is the delay time that varies depending on the communication path, and the other error factor is the time stamp value of both when the two OLTs 1-1 and 1-2 have the local clock 9, respectively. Is the difference.
  • the control device 11 has a suppression control unit 116, and when the failure detection unit 115 detects a communication failure, the suppression control unit 116 determines the time information correction unit based on the detection result.
  • the correction information 113 is stopped or the transmission of the synchronization message by the time information insertion unit 114 is stopped.
  • this suppression process it is possible to suppress time information including an error from being transmitted to the slave device SL.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the control device in the slave station device (ONU) 10 of this embodiment.
  • This processing can be realized by software, or can be executed using hardware by a dedicated circuit.
  • the control shown in FIG. 6 is divided into lower layer control such as frame processing and transmission / reception timing control, and upper layer control that performs time synchronization using the lower layer communication function.
  • the lower layer is a lower sublayer of MAC (Media Access Control) and MAC control
  • the upper layer is a layer including an OSSP (Organization-Specific Slow Protocol) and MD (Media Dependent) layer higher than the MAC control layer.
  • OSSP Organization-Specific Slow Protocol
  • MD Media Dependent
  • the control device 11 When activated, the control device 11 performs initial setting by a discovery process (step S1), establishes a link with the OLT 1 by a discovery process or the like, and starts communication.
  • the signal arriving via the first network is received by the reception process and stored in the reception buffer (step S2).
  • the control device 11 performs synchronization processing of the local clock 17 (step S3).
  • the control device 11 changes the value of the local clock 17 in accordance with the time stamp extracted from the received signal.
  • the local clock 17 is an increase counter that counts up a 32-bit counter value periodically (every 16 ns).
  • the accumulated error of a slight deviation between the two count cycles is synchronized with the local clock using this time stamp. Will be fixed regularly or irregularly.
  • the control device 11 monitors the occurrence of communication abnormality based on the received signal (step S4).
  • Communication failure is monitored by the failure detection unit 115. For example, when the optical signal is not detected for a certain time by the receiver 142, the failure detection unit 115 recognizes that some abnormality has occurred in the first network, and the monitoring result Outputs the occurrence of an optical LoS error.
  • Other communication errors include MAC LoS when no reception is detected at the MAC level, and the difference between the received time stamp and the time (local time) information measured by the device. There is a time stamp drift error or the like detected in such a case.
  • the communication failure detected by the failure detection unit 11 is a communication failure that causes redundancy switching, and an appropriate failure detection method should be selected according to the redundancy switching condition.
  • step S7 When there is no abnormality, the control device 11 proceeds to the process of step S7, and when an abnormality is detected, the process proceeds to the process of step S6 (step S5).
  • step S6 the control device 11 records the occurrence of abnormality in a memory or the like. At this time, the occurrence of abnormality may be immediately output to the upper layer.
  • other error control determined by the PON protocol or the like is also performed.
  • the control device 11 When receiving the Gate message from the OLT 1, the control device 11 transmits a Report message via the transmitter 143 (step S7).
  • the Report message is a bandwidth request signal and has parameters of the requested bandwidth such as the amount of data stored in the transmission buffer.
  • the control device 11 since the OLT 1 measures the RTT, the control device 11 records the time stamp information at the time of transmission acquired from the local clock 17 in the Report message, and transmits the Report message to the OLT 1.
  • the control device 11 extracts a message from the reception data stored in the reception buffer 13 and transmits it to the upper layer (step S8).
  • This message includes TimeSync which is a synchronization command.
  • the control device 11 creates a transmission frame and stores the transmission data acquired from the upper layer in this transmission frame (step S9).
  • This transmission data includes a Sync message. Since transmission / reception includes transmission / reception with respect to the first network and transmission / reception with respect to the second network, the control apparatus 11 performs both transmission / reception using respective protocols and data formats.
  • control device 11 transmits the created frame (step S10), and when the communication is continued ("No" in step S11), the transmission / reception process from step S2 is continued.
  • time information synchronization control by the upper layer will be described.
  • the control of the upper layer is executed in parallel with the control of the lower layer, and coordinated control is executed by exchanging data and messages with the lower layer.
  • the control device 11 determines whether or not the message is a synchronization command (TimeSync) (step S22).
  • the control device 11 performs an operation according to the message type (step S23).
  • the message is TimeSync, the synchronization control of step S24 and subsequent steps is executed.
  • step S24 the control device 11 determines whether a communication abnormality is detected. When determining that none of the conditions is satisfied, the control device 11 starts execution of the process of step S25 and acquires timing information S (that is, current time stamp information) from the local clock 17. Subsequently, the control device 11 performs processing for correcting the time information ToDX, i of the TimeSync message (step S26).
  • the time information may be corrected by any method as long as the difference between the time information and the current time due to the delay time can be corrected using the time stamp information. As an example of the corrected time information ToD, the following calculation can be used.
  • mod is a remainder operation (16 ns) 16 nanoseconds ToDX
  • i Time information of TimeSync message
  • X Time stamp information of TimeSync message
  • i Identification number of clock slave (ONU)
  • S Time stamp information of local clock of ONU rateRatio: Ratio of the time period of the grand master device GM to the time period of the local clock
  • accurate time information can be obtained by setting ToDX, i as the current time information. it can.
  • the OLT 1 must set the time stamp X at a timing later than the reception timing of the ONU 10, and the time information ToDX, i must be calculated so as to indicate an accurate time at the timing X in accordance with the time stamp X.
  • control device 11 creates time information for transmission by adding the corrected time information ToD to the processing delay time and the internal delay time in the transmission processing for the second network (step S27). Further, the control device 11 creates a Sync message for the second network, and stores the created time information for transmission in this Sync message (step S28). The created Sync message is output to the lower layer (step S29), and transmitted to the second network by the transmission process of step S10.
  • step S31 the control device 11 discards the TimeSync message (step S31), and proceeds to the processing of step S30. Since the correction of the local clock in the lower layer in step S3 is frequently performed every time a high-speed and MPCP message is received, the time stamp indicated by the local clock is switched over immediately before the time synchronization processing is performed in the upper layer. It may be changed to a later time stamp. Since the control device 11 stops outputting the time information when detecting the cause of occurrence of redundancy switching, it is possible to prevent erroneous time information from being transmitted to the slave device SL.
  • step S30 the control device 11 determines whether or not to continue the communication. When the communication is continued, the above-described processing is repeatedly executed.
  • FIG. 7 is a flowchart showing processing executed by the control device 2 of the OLT 1.
  • the control device 2 determines whether the operation of the own device is the active system or the standby system (step S51). When the mode is not the active system, the process proceeds to step S65 and waits as the standby control apparatus 2 until the mode is switched.
  • control device 2 starts a discovery process (step S52).
  • the control device 2 detects a line abnormality (step S53).
  • control device 2 If there is no line abnormality, the control device 2 notifies the band allocation information to each ONU 10 using a Gate message (step S54), and receives a report message from each ONU 10 (step S55). Next, the control device 2 calculates the RTT of each ONU based on the time stamp included in the report (step S56), and determines the transmission band allocated to each ONU 10 based on the requested bandwidth information of the report and the RTT (step S57). ).
  • the control device 2 When the control device 2 has received the Sync message from the grand master device GM, the control device 2 performs a synchronization process and calculates time information ToDXn (step S58).
  • the calculated time information ToDXn is stored in the synchronization command (SyncTime message) together with the time stamp information Xn, and transmitted to the slave station device 10 in the next data transmission / reception process.
  • control device 2 transmits and receives data in the current band update cycle (step S59).
  • control device 2 determines whether or not discovery processing is necessary (step S60), and if not necessary, returns to step S53, and if necessary, returns to step S51.
  • discovery processing is periodically executed. When the OLT needs to be shut down, the process is terminated here.
  • step S53 If a line abnormality is detected in step S53, the control device 2 performs an alarm output process in step S61. Next, the control device 2 transmits the setting information of each ONU 10 to the standby OLT (step S62). When the setting information is already shared with the standby OLT, the control device 2 does not need to transmit this information again.
  • the control device 2 executes line switching processing (protection switching processing) (step S63).
  • line switching processing protection switching processing
  • the control device 2 transmits a switching instruction signal to the standby OLT and stops transmitting the control message to the ONU 10.
  • the control device 2 subsequently rewrites the operation mode information to “standby” (step S64), returns to step S51, and starts the operation as the standby control device 2. If the line abnormality is an irrecoverable abnormality or the own apparatus needs to be shut down, such as during forced switching, the apparatus is shut down and the process is terminated without shifting to the operation as a standby system.
  • step S65 the control device 2 monitors whether line switching is necessary and waits until line switching is necessary.
  • the control device 2 executes line switching when a switching instruction signal is received from the active OLT or when it is determined that there is an abnormality by monitoring the operation of the active OLT.
  • the standby OLT control device 2 transmits a signal notifying that switching is to be performed to the active OLT and the switch 8.
  • the switch 8 that has received this switching instruction signal switches the connection with the network to the standby OLT side thereafter.
  • the control device 2 acquires setting information from the active OLT (step S66), and transmits a Gate message including a time stamp to each ONU 10 using the setting information (step S67).
  • the splitter 40 relays the upstream signal from the ONU 10 to both the working and protection lines 30-1 and 30-2. Therefore, the standby OLT control device 2 can receive a signal from the ONU 10 even when operating as a standby system. Therefore, when it is in the standby state in step S65, the setting information included in the upstream signal may be constantly monitored to obtain the setting information in advance.
  • control device 2 can transmit a control message instructing completion of holdover without waiting for reception of the report (step S68). It is also possible to notify Gate and holdover completion with one control message. Further, it is possible to use a control message other than Gate as a control message for synchronization.
  • the control device 2 that has transmitted the holdover end notification rewrites the operation mode information to the active system, and thereafter operates as the active control device 2 (step S69).
  • the control device 2 restarts communication using the setting information taken over from the active OLT, so that the discovery process (step S52) can be omitted. . Therefore, the communication interruption time is shortened.
  • the control device 2 calculates time information as follows. This time information is obtained when the MPCP counter of the local clock is [X- (predetermined delay time in the ONU 10)] in the i-th ONU among the plurality of ONUs 10]. Is the synchronization time.
  • X MPCP counter Todx
  • 0 MPCP counter in OLT + predetermined delay time in OLT
  • RTTi round-trip delay time for ONUi
  • ndown effective refractive index of downstream channel light
  • nup effective refractive index of upstream channel light ONU
  • the predetermined delay time is called onuLatencyFactor
  • oltLatencyFactor the predetermined delay time in the OLT
  • Embodiment 3 FIG.
  • the slave station device 10 performs the process of suppressing the output of the synchronization message when an error may occur in the time synchronization process due to the line switching.
  • An embodiment in which local clock protection is performed and synchronization processing is executed while errors are suppressed will be described.
  • FIG. 8 shows a time synchronization sequence of the communication system according to the third embodiment. 8, the same reference numerals as those in FIG. 2 or 3 represent the same or corresponding parts.
  • the slave station device (ONU) 10 When detecting a communication failure in step ST17, the slave station device (ONU) 10 temporarily shifts to a holdover state in step ST20a and protects the local clock before line switching. Even if the time stamp is received from the master station device (OLT-B) 1 after the line is switched, the slave station device 10 continues to measure the local clock information used on the line before the switch and synchronizes by updating the local clock. Operates to prevent processing errors.
  • the slave station device 10 calculates time information ToD based on the protected local clock in the same manner as described above (step ST19). Since the protected local clock is synchronized with the local clock of the master station device 1 before switching, the slave station device 10 transmits the correct time information ToD to the second network as usual without causing a large error. be able to.
  • the slave station device 10 shifts from the holdover state to the normal state, the protection of the local clock is released, and the correction of the local clock based on the time stamp transmitted from the master station device 1 after the line switching is resumed.
  • the holdover condition There are the following end conditions for the holdover condition, and any of them can be adopted. (1) Whether a predetermined period has expired after detecting a communication error (2) Completion of redundancy switching (3) Receiving a new TimeSync message
  • FIG. 9 shows a slave station device 10 having two local clocks 17 and 17b. 9, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding parts.
  • the local clock 17b is a spare local clock for protecting the local clock before line switching. In normal time, the operation is the same as that of the local clock A17, and the control device 11 (the TS extraction unit 111a) corrects this spare local clock B17b using the received time stamp.
  • the holdover management unit 116a controls the switch (switching unit) sw to switch the local clock used by the time information correction unit 113 for correcting the time information. Control means for performing control.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the control executed by the ONU 10 control device. 10, the same reference numerals as those in FIG. 6 represent the same or corresponding processes.
  • the time stamp synchronization processing of the lower layer differs depending on whether an abnormality is detected (or a protection period) or whether an abnormality is detected (and not a protection period). If no abnormality is detected and not in the protection period, the control device 11 corrects the local clock B17b based on the received time stamp, that is, performs a synchronization process (step S32).
  • step S32 This correction is the same as the correction of the local clock A17 (step S3).
  • the control device 11 needs to compensate for the delay time from the reception of the time stamp until the correction is executed. is there.
  • the control device 11 may execute the correction by a method of setting the time stamp value of the local clock A17 to the local clock B17b.
  • the control device 11 records the detected abnormality in the process of step S6a as in step S6 of FIG. 6, and notifies the higher layer. Note that those that have already been recorded / notified need not be executed again. Then, the fact that the protection period has started and the state has shifted to the holdover state is stored in a memory or the like. By this process, the correction based on the time stamp of the local clock B17b is skipped in the holdover state, so that the local clock B17b can continue to measure the time set before the line switching. Therefore, the time (MPCP counter) based on the local clock before switching is protected.
  • control device 11 checks whether or not the protection period has ended, and if it has ended, ends the protection of the local clock and shifts from the holdover state to the normal state (step S33).
  • the information indicating that the protection period (or holdover state) stored in step S6a is being cleared is cleared, and when the control device 11 next executes step S5a, the local clock B17b is updated in step S32. Synchronous processing is executed. If the protection period has not expired, nothing is processed here.
  • the local clock A17 is timing information necessary for MPCP, it is corrected based on the received time stamp even in the holdover state.
  • the ONU 10 is connected to the OLT 1 by a single branch line 31. At the end, regardless of which line 30-1, 30-2 is used on the main line side, one branch line 31 is connected. Receive time stamp via.
  • the control device 11 performs control so as not to shift to the unregistered state even if the time stamp drift error detection condition is met.
  • step S34 the control device 11 acquires the time stamp S of the local clock B17b instead of the time stamp of the local clock A17, and uses this time stamp S for correcting the time information in step S26 (holdover management in FIG. 9).
  • step S26 the time stamp S for correcting the time information in step S26 (holdover management in FIG. 9).
  • step S27 the correction process of the time information of the upper layer (step S27) as shown in the flowchart of FIG. It is also possible to always perform based on the local clock B17b.
  • the local clock is protected at the time of line switching, and the correction error of the time information due to the fluctuation of the roll clock is effectively suppressed. It can be supplied to a second network. Further, compared with the second embodiment, the slave station device 10 of this embodiment has a feature that the time synchronization message can be relayed stably without discarding the TimeSync message.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the local clock before switching is protected at the time of line switching, and time information is corrected based on the protected local clock.
  • the slave station device 10 can determine through which line system the time stamp has been received, and can correct the time information according to the via line.
  • FIG. 12 shows a slave station apparatus (ONU) 10 of this embodiment.
  • the time stamp (TS) extraction unit 111b has a function similar to that of the TS extraction unit 111 in FIG. 5, and further, from which OLT 1-1, 1-2 the received time stamp is sent (which line 30 -1 and 30-2), and a history update function for recording in the update history memory 119 is provided.
  • the sender of the time stamp can be identified by the source address included in the MPCPDU (Multi-Point Control Protocol Data Unit) signal.
  • the Gate message is transmitted to the slave station device 10 using MPCPDU.
  • the OLT 1-1, 1-2 of the master station device 1 designates the MAC address of the slave station device 10 as the destination address and the MAC address of the own station as the source address, and stores these information in the MPCPDU together with the time stamp. Is stored.
  • the TS extraction unit 111b of the ONU 10 extracts the time stamp information from the received signal, and corrects the local clock 17, and based on the source address of the MPC PDU, the time stamp transmitted from either OLT 1-1 or 1-2
  • the history update memory 119 stores whether the correction has been performed according to the above.
  • FIG. 13 shows this sequence.
  • the OLT 1-1 inserts an identifier Id that can identify the OLT such as a source address (MAC address) or an identifier that can identify the lines 30-1 and 30-2 into the synchronization command (TimeSync), Send to ONU10.
  • the ONU 10 stores this identifier Id.
  • the ONU 10 accesses the history update memory 119 and checks the latest update history.
  • the ONU 10 compares the Id recorded in the history with the identifier Id specified in the synchronization command (step ST30), and executes synchronization processing (step ST14) if they match.
  • the time stamp has been updated by another OLT 1-2 immediately before as in step ST31
  • the identifier Id recorded in the history update memory 119 is the Id of the other OLT 1-2.
  • the ONU 10 detects a mismatch with the identifier Id of the synchronization command (step ST31). When the mismatch of identifiers is detected, the ONU 10 suppresses the synchronization process based on the synchronization command and does not transmit time information (step ST32).
  • FIG. 14 is a flowchart showing processing of the control device in the present embodiment. 14, the same reference numerals as those in FIG. 6 or 10 represent the same or corresponding processes.
  • the control device 11 synchronizes the local clock 17 in the lower layer, and records information on the supply source of the time stamp used for the synchronization in the update history memory 119.
  • step S24a the control device 11 determines whether or not the transmission source identifier Id of the synchronization command matches the transmission source information of the time stamp recorded in the update history memory.
  • the synchronization command (TimeSync message) is discarded (step S31). If they match, the control device 11 corrects the time information (step S25).
  • Embodiment 5 a description will be given of a communication system in which the master station device 1 notifies the slave station device 10 of the time stamp difference associated with the line switching, and the slave station device 10 can correctly execute time synchronization processing using this difference information. To do.
  • FIG. 15 shows the master station device 1 of this embodiment. 15, the same reference numerals as those in FIG. 4 represent the same or corresponding configurations.
  • the functional configuration related to time synchronization is extracted from the configuration described in FIG. 4 and other configurations are omitted, but the master station device 1 also has other configurations as in FIG. Have.
  • the OLTs 1-1 and 1-2 shown in FIG. 15 acquire not only the local clock 9 of the own device but also the time stamp information of the local clock 9 of the other device, and generate the time stamp ( TS) has an association processing unit 22a (hereinafter referred to as an association processing unit 22a).
  • an association processing unit 22a For example, when the OLT 1-1 is operating as the active OLT, the association processing unit 22a of the OLT 1-1 acquires the time stamp ts1 of the OLT 1-1 and associates it with time information as described above.
  • the association processing unit 22a of the OLT 1-1 further acquires the time stamp information ts2 from the local clock 9 of the OLT 1-2, calculates the difference information (ts2-ts1), and outputs the synchronization command (TimeSync message). insert. Therefore, the synchronization command has a source address Id, time information X, time stamp ts1, and difference information D, and provides error correction information at the time of line switching to the slave station device 10.
  • FIG. 16 shows a communication sequence of this embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIG. 13 denote the same or corresponding parts.
  • the output TimeSync message includes the above four parameters, and the ONU 10 stores the received parameters including the difference information D.
  • the ONU 10 checks the communication path of the TimeSync message (that is, checks whether the source of the TimeSync message is the same source as the source of the time stamp whose current local clock is corrected) If the transmission sources match, the synchronization process is performed as usual without considering the difference D (step ST30). On the other hand, when they do not match (step ST31), the ONU 10 corrects the time information generated by the synchronization process based on the difference D (step ST34).
  • the correction at this time is performed as follows.
  • mod is a remainder operation (16 ns) 16 nanoseconds ToDX
  • i Time information of TimeSync message
  • X Time stamp information of TimeSync message
  • i Identification number of clock slave (ONU)
  • S Time stamp information of local clock of ONU
  • RateRatio Ratio of time period of grand master device GM to time period of local clock
  • D Difference information
  • the difference information D generated by the OLT 1 takes into account the difference in the transmission delay time in the downlink direction between the line 30-1 and the line 30-2. Accordingly, the difference information D generated by the association processing unit 22a of the OLT 1-1 is calculated as follows.
  • ts1 Time stamp of the local clock of OLT1-1
  • ts2 Time stamp of the local clock of OLT1-2
  • RTT1 Round-trip delay time for ONU10 measured by OLT1-1
  • RTT2 Roundtrip to ONU10 measured by OLT1-2
  • Delay time ndown effective refractive index of downstream channel light
  • nup effective refractive index of upstream channel light
  • the difference information D is used to calculate the downlink transmission delay time between the lines 30-1 and 30-2, and the ratio of the downlink delay time to the round trip delay time is used. Thus, the delay time in the downstream direction is obtained.
  • the difference information D may be calculated by any method as long as the time difference when the signal reaches the ONU 10 can be compensated, and it is not essential to use the RTT.
  • the active OLT regularly measures RTT due to the protocol.
  • the standby OLT measures RTT.
  • the standby OLT also transmits a signal to the ONU 10 itself, and calculates the RTT based on the response signal received from the ONU 10.
  • the second method is a method in which a Gate message transmitted by the active OLT is detected, a response signal (Report) is received by the receiver of the own apparatus, and an RTT is calculated.
  • the signal transmitted by the ONU 10 is transmitted to both redundant lines 30-1 and 30-2 by the splitter 40. Therefore, the standby OLT can also receive the report.
  • the standby OLT In order to calculate the RTT, the standby OLT must obtain the transmission timing of the Gate message and the time stamp at the time of transmission from the active OLT. The measured RTT information is stored in the RTT storage memory 27.
  • Embodiment 6 FIG. In the above-described embodiment, the operation of the communication system when a communication failure is detected as a line switching factor has been described. Next, an embodiment for detecting a switching request for maintenance as a line switching factor will be described.
  • FIG. 17 is a block diagram showing the communication system of the sixth embodiment.
  • a supervisory control device 50 that performs supervisory control of the master station device 1 is connected to the master station device 1 (OLT1-1, 1-2).
  • the monitoring control device 50 outputs a control signal that instructs the operation of the master station device 1 to control the master station device 1, and obtains various alarms and status information from the master station device 1 to obtain a communication system.
  • the supervisory control device 50 may be installed in a place where the master station device 1 is installed, or in a case where a plurality of master station devices 1 are centrally managed in one place, It may be installed.
  • the OLT control device 2 monitors the switching instruction signal transmitted from the monitoring control device 50, and outputs a switching information to the switching control unit 25 when detecting the switching instruction signal. It has.
  • FIG. 17 the description of the configuration of the OLT 1-2 is simplified, but the configuration of the OLT 1-2 is the same as that of the OLT 1-1.
  • Switching of the communication lines 30-1 and 30-2 is executed not only when a communication failure is detected but also for maintaining the communication system.
  • error suppression control for synchronization processing associated with line switching is performed after a communication failure occurs.
  • error suppression control also for line switching associated with maintenance work.
  • the maintenance work is performed for failure diagnosis of a specific line and for repairing or replacing some equipment such as the OLT 1 board.
  • the supervisory control device 50 When starting maintenance, when a switching command is input to the supervisory control device 50 by a system administrator or the like, the supervisory control device 50 transmits a switching instruction signal to the OLT 1-1 and / or OLT 1-2. This signal can be transmitted via any wired or wireless communication medium. Further, the maintenance manager may input a signal to the master station device 1 without using the monitoring control device 50. The switching instruction detection unit 28 of the OLT that has received this switching instruction signal instructs the switching control unit 25 to switch the line. Then, the switching control unit 25 that has received the instruction information starts the line switching process as described in the above embodiment.
  • the switching instruction detection unit 28 also transmits a line switching notification for notifying that the line switching is performed to the slave station device 10 via the transmitter 52.
  • FIG. 18 shows a sequence of this line switching notification and subsequent processing.
  • the master station device 1 transmits a Holdover_start message as a switching notification to the slave station device 10 (step ST35).
  • the slave station device 10 shifts to a holdover state in order to prepare for switching even if no communication failure is detected.
  • the slave station device 10 In the holdover state, the slave station device 10 normally maintains control information for continuing communication such as LLID (Logical Link Identification), so that normal communication can be continued even after the line is switched. Suppress alarm detection that may cause link breaks at times.
  • LLID Logical Link Identification
  • Suppress alarm detection that may cause link breaks at times.
  • One example is a time stamp drift error. Even if the time stamp information included in the Gate message etc. fluctuates significantly due to switching between lines 30-1 and 30-2, the slave station device 10 detects a time stamp drift error as a line error during the holdover period. Do not perform link disconnection processing.
  • the switching notification transmitted in step ST35 may be multicast transmission using an extended MPCP (Multi-Point Control Protocol) message addressed to a plurality of ONUs 10, or an extended OAM (Operation Administration and Maintenance) addressed to each ONU 10. ) Unicast transmission using a message may be used.
  • the switching notification is created in a format in which the message type is described in a predetermined frame format. Therefore, the name of the switching notification is not limited to Holdover_start.
  • the type of message may be any type as long as line switching can be expected or the error suppression processing timing of the time synchronization processing can be known.
  • This error suppression process may be any process described in the first to fifth embodiments.
  • the master station device 1 notifies the slave station device 10 of this termination by a control message such as extended MPCP or extended OAM when line switching is completed.
  • a completion notification Holdover_complete
  • the slave station device 10 ends the holdover state and returns to the normal state.
  • the error suppression process is also ended, and the normal state is restored (step ST36).
  • FIG. 19 is a flowchart showing the processing of the master station device 1 of this embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIG. 7 denote the same or corresponding parts.
  • the control device 2 of the master station device 1 checks whether a switching instruction has been received from the monitoring control device 50. When the switching instruction is received, the control device 2 transmits a holdover start notification, which is a line switching notification, via the transmitter 52 (step S72).
  • the line switching notification may be transmitted by either the active OLT 1-1 or the standby OLT 1-2.
  • the standby OLT 1-2 executes the process of step S72 between, for example, steps S65 and S66.
  • FIG. 20 is a flowchart showing processing of the slave station device 10. 20, the same reference numerals as those in FIG. 6, FIG. 10, or FIG. 14 denote the same or corresponding parts.
  • the control device 11 of the slave station apparatus monitors whether or not a line switching notification has been received via the receiver 142, and if a line switching notification has been received, the step is performed regardless of whether there is a communication abnormality.
  • the protection period that is, the holdover period is entered.
  • FIG. 20 shows the processing of the lower layer of FIG. 10, but the processing of the upper layer is also executed in the same manner as in the above-described embodiment.
  • Whether the local clock A or B is selected as the clock used for the synchronization processing is determined by whether or not the control device 11 is in the protection period (holdover state) (step S24 in FIG. 10). In the case of FIGS. 6 and 14 as well, the same processing is performed except that step S32 of FIG. 20 is not present.
  • the control device 11 When the line switching notification is transmitted using the extended MPCP, the control device 11 notifies that the line switching notification has been received from the lower layer to the upper layer.
  • the notification When the extended OAM is used, the notification is automatically transferred to the upper layer because the extended OAM is a higher layer than the MPCP.
  • the lower layer acquires the notification information from the upper layer, but it is also possible to detect this notification by itself.
  • the upper layer can perform processing such as local clock B synchronization.
  • communication line abnormality detection is designed so that an abnormality is detected only when a problem is detected more than once in a certain detection period, so as not to excessively react to a temporary communication problem. Therefore, it takes a certain time to detect a communication abnormality.
  • During maintenance work it is possible to shut down one OLT and cause the ONU 10 to detect an abnormality.
  • communication is performed in real time such as voice communication, there is an interruption in communication. It leads to deterioration of the service provided to the user. Therefore, it is desirable to complete the switching earlier when performing maintenance work, etc., but according to this embodiment, the slave station device 10 can cope with the line switching earlier, and the user on the network can The quality of service that can be provided can be improved.
  • the embodiment of the present invention has been described above.
  • the present invention is not limited to these embodiments, and any modifications may be made as long as they are included in the gist of the present invention.
  • the communication system to which this communication method is applied need not be a PON system.
  • the present invention can also be applied to an optical communication system using an active element.
  • the present invention is not limited to optical communication, and can also be applied to a communication system that communicates between terminals using electrical signals. *
  • the processing of the OLT control device 2 shown in FIG. 7 can also be applied to the third to fifth embodiments. Since the OLT control device 2 (PON processor) can execute processing using a computer-executable program, the processing in FIGS. 7 and 19 can be described using a computer program. Similarly, in the control device 11 of the ONU 10, the processes described in FIGS. 6, 10, 11, 14, and 20 can be described using a computer program.
  • the master station devices 2-1 and 2-2 are provided corresponding to the plurality of transceivers 5 as shown in FIG.
  • One device may be used as shown in FIG. In this case, the transfer of setting information between the control devices 2-1 and 2-2 and the switch 8 are not required.
  • IEEE 802.3 In the embodiment, not only a general-purpose communication system but also an application example to IEEE 802.3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be implemented in a communication system using another protocol. . IEEE 1588 or another protocol can be used as the time synchronization protocol of the second network. In addition, it is assumed that IEEE 802.3AS is applied to the time synchronization protocol of the first network.
  • the lower layer protocol of the first network is ITU-T G. 987.3, G.M. It is also possible to use 984.3 and similar standards. It is also possible to connect the line between the slave station device 10 and the splitter 40 with a redundant line.
  • the master station device 1 receives a synchronization message from the grand master device GM via the network 29, and not only converts this synchronization message into a synchronization command in the first network but also outputs a synchronization command from itself. It can also be done.
  • the acquisition source of time information is not limited to a specific source, such as acquiring precise time information from a GPS receiver.
  • the present invention is suitable for time synchronization of a communication system with redundant communication lines.

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Abstract

　回線切替時の時刻同期誤差を抑える。現用系の回線と予備系の回線とを含む複数の物理回線を介して、親局１と子局１０とが接続された第１のネットワークと、子局１０に接続された第２のネットワークとを備えたプロテクション切替を行う通信システムの時刻同期方法であって、子局１０が、親局１から送信される下り信号の通信障害を検出しなかった場合には、子局１０のクロックとタイミング情報に基づいて第２のネットワークに送信する時刻情報を時刻同期指令に含まれる時刻情報に同期させる同期処理を実行し、通信障害を検出または親局装置１から切替通知を受信した場合には子局１０のクロックとタイミング情報との差異による同期誤差を抑制する時刻同期ステップと、を備えた。

Description

通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラム
　本発明は、冗長化された通信回線で接続された通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラムに関する。
　高精度時刻同期プロトコルIEEE（The　Institute　of　Electrical　and　Electronic　Engineers）1588規格では、複数のノードがネットワーク上で時刻情報を交換することにより、ネットワークに接続された複数のノード間で時刻情報を共有することが可能である。このIEEE1588規格に準拠した各ノードは隣接したノードから時刻情報を受信した際に通信経路の伝播遅延を考慮して時刻情報を補正し、時刻情報の伝播遅延による誤差の発生を防ぎ、高精度の同期を実現する。従って、通信経路上の伝播遅延の測定は正確に行われなければならない。
　一方、通信経路上の耐障害性を高めるため、ノード間の通信経路を複数の回線で構成した冗長化システムが考えられている。
　特開２００１－１１９３４５号公報は、ＯＬＴ（Optical　Line　Terminal：局側終端装置）とスターカプラとの間を冗長化された２本の光ファイバーで接続した光通信システムを開示している（特許文献１）。
　国際公開第２００８／１２６１６２号は、ＯＬＴが一定時間ＯＮＵ（Optical　Network　Unit：利用者側終端装置）からの上り信号を受信しなかった場合に、使用回線を現用系光ファイバーから予備系の光ファイバーに切り替えるプロテクションシステムを開示している（特許文献２）。
特開２００１－１１９３４５号公報（図１） 国際公開第２００８／１２６１６２号（図１）
　このような従来のプロテクションシステムでは、状況によって通信経路を切り替えてしまう。そのため、時刻同期中に通信経路の切り替えが発生すると、遅延時間が変化し、受信ノードで補正される時刻情報に大きな誤差が生じる可能性がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回線切替時の時刻同期精度を高めることが可能な通信システムの時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の時刻同期方法は、現用系の回線と予備系の回線とを含む複数の物理回線を介して、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｕｎｉｔ）とが接続された第１のネットワークと、前記ＯＮＵに接続された第２のネットワークとを備えたプロテクション切替を行う通信システムの時刻同期方法であって、前記ＯＬＴが前記ＯＮＵへ同期信号を送信し、前記ＯＮＵが受信した前記同期信号を用いて自装置のクロックを前記ＯＬＴのクロックに同期させるステップと、時刻情報とタイミング情報とが指定された同期指令を前記ＯＬＴが前記ＯＮＵへ送信するステップと、前記ＯＬＴが前記現用系の回線における上り信号の通信障害を検出した場合には、前記現用系の回線に替えて前記予備系の回線を新たな現用系の回線として使用するプロテクション切替を行う切替ステップと、前記ＯＮＵが、前記ＯＬＴから送信される下り信号に基づいて前記プロテクション切替の切替条件を検出しなかった場合には、前記ＯＮＵのクロックと前記タイミング情報に基づいて前記同期指令に含まれる時刻情報を補正して前記第２のネットワークへ送信する同期処理を実行し、前記プロテクション切替を検出または前記ＯＬＴから切替通知を受信した場合には前記ＯＮＵのクロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行する時刻同期ステップと、を備えたものである。
　また、この発明による子局装置は、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して親局装置と接続され、前記親局装置と同期を取るための同期信号および第２のネットワークへ転送される時刻情報を有する同期指令を受信する受信器と、前記親局装置から受信した前記同期信号に同期して時刻を計測するクロックと、前記同期指令から前記時刻情報とタイミング情報とを抽出し、前記タイミング情報と前記クロックの出力時刻に基づいて前記時刻情報を補正する同期処理を行うとともに、前記親局装置との通信において前記第１のネットワークにおける回線切替の切替要因を検出または前記親局装置から切替通知を受信した場合には、前記クロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する制御装置と、前記第２のネットワークに接続され、前記制御装置により補正された前記時刻情報を前記第２のネットワークの同期メッセージとして送信するインタフェース装置と、を備えたものである。
　また、この発明による親局装置は、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して子局装置に接続された第２のネットワークへ時刻情報を送信する親局装置であって、前記第１のネットワークに接続された複数の送受信器と、前記第１のネットワーク上の送受信タイミングの同期に用いられる同期信号を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信するとともに、前記送受信器で受信される上り信号に基づき前記冗長回線のうちの現用系の回線に障害が発生した場合に、予備系の回線を新たな現用系の回線として使用する回線切替を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第２のネットワークへ送信する時刻情報および前記第１のネットワークにおけるタイミング情報を有する同期指令を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信し、前記回線切替を行った場合には、前記時刻情報を前記新たな現用系の回線の遅延時間で補償する処理を実行することを特徴とするものである。
　また、この発明の制御装置は、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークを介して親局装置と接続され、前記親局装置と同期を取るための同期信号および第２のネットワークへ転送される時刻情報を有する同期指令を受信する子局装置の制御装置であって、前記同期指令から前記時刻情報とタイミング情報とを抽出し、前記タイミング情報と前記子局装置のローカルクロックの出力時刻に基づいて前記時刻情報を補正する同期処理を行うとともに、前記親局装置との通信において前記第１のネットワークにおける通信障害を検出または前記親局装置から切替を通知する信号を受信した場合には、前記ローカルクロックと前記タイミング情報との差異による同期誤差を抑制する処理を実行することを特徴とするものである。
　また、この発明の制御装置の１つは、冗長回線を用いて構成された第１のネットワークに接続された送受信器を介して子局装置に接続された第２のネットワークへ時刻情報を送信する親局装置の制御装置であって、前記第１のネットワーク上の送受信タイミングの同期に用いられる同期信号を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信するとともに、前記送受信器で受信される上り信号に基づき前記冗長回線のうちの現用系の回線に障害が発生した場合に、予備系の回線を新たな現用系の回線として使用する回線切替を行い、前記第２のネットワークへ送信する時刻情報および前記第１のネットワークにおけるタイミング情報を有する同期指令を前記送受信器を介して前記子局装置へ送信し、前記回線切替を行った場合には、前記時刻情報を前記新たな現用系の回線の遅延時間で補償することを特徴とするものである。
　本発明にかかる時刻同期方法、子局装置、親局装置、それらの制御装置、並びにプログラムは、回線切替時の時刻同期精度を高めることができる、という効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態における通信システムの構成を示す構成図である。 図２は、仮想事例における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図３は、本発明の実施の形態１における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図４は、本発明の実施の形態２における親局装置の構成を示す構成図である。 図５は、本発明の実施の形態２における子局装置の構成を示す構成図である。 図６は、本発明の実施の形態２における子局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態２における親局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態３における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図９は、本発明の実施の形態３における子局装置の構成を示す構成図である。 図１０は、本発明の実施の形態３における子局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態３における子局装置の制御装置の処理を示す他のフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態４における子局装置の構成を示す構成図である。 図１３は、本発明の実施の形態４における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図１４は、本発明の実施の形態４における子局装置の制御装置の処理を示す他のフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態５における親局装置の部分構成を示す構成図である。 図１６は、本発明の実施の形態５における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図１７は、本発明の実施の形態６における通信システムの構成を示す構成図である。 図１８は、本発明の実施の形態６における時刻同期制御を示すシーケンス図である。 図１９は、本発明の実施の形態６における親局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図２０は、本発明の実施の形態６における子局装置の制御装置の処理を示すフローチャートである。 図２１は、本発明の実施の形態６における通信システムの他の構成例を示す構成図である。
　以下に、本発明にかかる時刻同期方法、子局装置、親局装置、制御装置、並びにプログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、時刻同期を行うグランドマスタ装置GMに、時刻同期のスレーブ装置SLが複数のネットワークで接続された時刻同期システムを示している。グランドマスタ装置GMは、精度の高い時刻情報を定期または不定期で、繰り返しスレーブ装置SLに送信することによりスレーブ装置SLを時刻同期させる装置である。スレーブ装置SLはこの時刻情報を受信し、自装置の時計を受信した時刻情報と第２のネットワーク上の遅延時間に基づき補正し、グランドマスタ装置GM上の時刻と同じ高精度の時刻情報を取得することができる。グランドマスタ装置GMは、IEEE1588のマスタ装置、ＧＰＳ(Global　Positioning　System)受信装置など、時刻同期を有する装置であればどのような装置でもよい。
　第１のネットワークは、スレーブ装置SLが接続された第２のネットワークに時刻情報を中継するネットワークであり、親局装置1と子局装置10とを冗長化された複数の回線30-1、30-2を用いて接続する。第１のネットワークの一例は、ＰＯＮ（Passive　Optical　Network）システムである。第２のネットワークの一例は、IEEE1588ネットワークである。
　親局装置1は各子局装置10との間の通信回線の設定を行い、第１のネットワーク上の通信を制御する。親局装置1と子局装置10とは、冗長化された通信回線30-1、30-2により接続されており、図１の通信システムでは、親局装置1からスプリッタ40までが冗長化されている。このような冗長化システムは、ＰＯＮ（Passive　Optical　Network）システムにおいて、ＴＹＰＥ－Ｂプロテクションシステムと呼ばれる。親局装置1は、各回線30-1、30-2毎にＯＬＴ1-1,1-2を備えており、一方のＯＬＴが現用系の装置として子局装置10と通信をしている間、他方のＯＬＴは予備系の装置となり、現用系の装置で障害が発生するまで待機する。各ＯＬＴ1-1,1-2は、各回線30-1,30-2に接続された送受信器5とこれを制御する制御装置2とを持つ。
　切替器8は、制御装置2からの切替信号に従って制御装置2と外部装置またはネットワークとの接続を切り替える装置である。スプリッタ40は、回線30-1,30-2の信号を分岐させ各回線31に伝送するとともに、各回線31の信号を回線30-1、30-2に伝送する。通信回線30-1、30-2は物理的な経路が異なる例えば光ファイバー等の物理回線であり、この物理回線は論理的な論理リンクを複数収容することが可能である。
　子局装置10は、第１のネットワークから送信された時刻情報を第２のネットワークに中継する装置(例えば、ＯＮＵ)である。
　次に、この通信システムの時刻同期動作の概要を説明する。
グランドマスタ装置GMは、時刻情報を同期メッセージ(Syncメッセージ)に格納し、回線29を介して親局装置1へ送信する。親局装置1は、同期メッセージから時刻情報を抽出し、この時刻情報を予め測定していた回線29および第１のネットワークの遅延時間と自己の処理時間で補正して、子局装置10へ送信する。補正された時刻情報は第１のネットワークにおけるローカル時刻情報であるタイムスタンプとともに同期指令(TimeSync)に変換されて親局装置1から送信される。
　同期指令を受信した子局装置10は、同期指令のタイムスタンプと自装置のクロック（ＰＯＮクロック）が示す時刻(タイミング情報)とを比較し、両者の差分に基づいて同期指令の時刻情報を補正する。続いて、子局装置10は補正した時刻情報を第２のネットワークにおける同期メッセージ(Syncメッセージ)に変換しスレーブ装置SLへ送信する。スレーブ装置SLは、同期メッセージを受信すると、同期メッセージから時刻情報を抽出し、この時刻情報を予め計測しておいた第２のネットワークの遅延時間で補正する。スレーブ装置SLは、補正した時刻情報に自装置の時計の時刻を同期させることにより、グランドマスタ装置GMの時刻と同期を取ることができる。
　回線切替動作の概要は以下のとおりである。
　親局装置1は、冗長化された回線30-1,30-2のうちの一方、例えば回線30-1、を現用系の通信回線として指定し、子局装置10との通信を行う。残りの通信回線は予備系の通信回線、例えば回線30-2、として障害発生に備えて待機状態となる。第１のネットワークでは、親局装置1が現用系の回線30-1を介して子局装置10へタイムスタンプ（タイミング情報）を送信し、ローカルな時刻同期を行っている。子局装置10はタイムスタンプに基づき自装置の自走カウンタ（ＰＯＮクロック或いはＭＰＣＰカウンタ）を周期的に補正し、親局装置1および他の子局装置10との同期をとる。ＰＯＮシステムにおいてＰＯＮクロックが示すタイムスタンプは、子局装置10が送信タイミングを制御するためなどに用いられる。
　親局装置1は、受信信号の状態から回線30の障害を監視し、障害が発生した場合に送受信に使用する回線を、現用系の通信回線30-1から予備系の通信回線30-2に切り替える。切替後、回線30-2は新たな現用系の通信回線として使用される。この回線30-2は、通信回線30-1とは異なる伝送遅延特性を持っているため、親局装置1は回線切替の際に、回線30-2を介してタイムスタンプを送信し、各子局装置10との再同期処理を実行する必要がある。
　上述のように、子局装置10で実行される同期処理は、回線依存のタイミング情報である子局装置10のローカルクロックに基づいて行われる。そのため、回線切替の前後で、同期指令とタイムスタンプが異なる回線で送信されると、子局装置10で実行される時刻情報の補正に誤差が生じてしまう。
　さらに、ＴＹＰＥ－Ｂプロテクションシステムのように、冗長回線30-1,30-2が共通の回線31に結合して子局装置10へ接続されている場合、子局装置10は受信信号が冗長回線30-1,30-2のうちどちらの回線を通過して到着した信号であるかを区別できない。そのため、切替後の回線30-2経由のタイムスタンプに基づくローカルクロックの変動（タイムスタンプドリフト）と、このローカルクロックの変動に基づく補正の誤差が生じやすくなる。
　図２に回線切替に起因する、時刻情報の誤差の発生シーケンスを示す。このシーケンスは、この実施の形態の回線切替時の保護制御を機能させない場合を仮定した、仮想例を示している。まず親局側は、ＯＬＴ1-1（ＯＬＴ－Ａ）が現用系の親局装置として動作を開始し、第１のネットワークに接続されている子局装置10（ＯＮＵ）を捜索し、発見された子局装置10を通信相手として自装置に登録する。この処理の一例は、光アクセスシステムのＭＰＣＰ（Multi-Point　control　protocol）ディスカバリーである。
　次に、親局装置1は、第１のネットワーク上の伝送遅延時間を測定する。ＰＯＮシステムは、この遅延時間測定の機能を持っており、ＯＬＴ1-1は、ＯＮＵ10に上りの送信帯域を付与するＧａｔｅメッセージを送信し、その応答信号であるＲｅｐｏｒｔメッセージの到達時間に基づいて、往復遅延時間（RTT）を測定する（ステップＳＴ１１）。Ｇａｔｅメッセージの送受信は、第１のネットワークのローカルな同期処理も兼ねており、ＯＮＵ10は、Ｇａｔｅメッセージに記載された親局装置1のタイムスタンプ情報Ｘ０を用いて自装置のローカルクロックの時刻Ｓを補正し、自装置のローカルクロックを親局装置1のローカルクロックと同期させる。
　グランドマスタ装置GMから時刻情報を指定したＳｙｎｃメッセージを受信すると、親局装置1(ＯＬＴ1-1)は、同期処理を実行する（ステップＴＳ１２）。この同期処理において、親局装置1はＲＴＴを用いて受信した時刻情報を補正する。親局装置1は補正後の時刻情報ＴｏＤＸ３を自装置のタイムスタンプ情報Ｘ３とともにＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージへ格納し、子局装置10(ＯＮＵ)へ送信する。ここで、ＴｏＤＸ３は子局装置10においてタイムスタンプがＸ３を示す時の時刻情報を示している。
　子局装置10はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを受信すると、同期処理を実行する（ステップＳＴ１３）。ただし、子局装置10で実行される同期処理の開始には時間がかかる。開始時間の遅れ（遅延時間Ｌｉｎ）は、同期処理が物理レイヤよりも上位のレイヤで実行されるため、同期処理よりも下位のレイヤの処理時間等により発生する。
　子局装置10は、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージのタイムスタンプＸ３と自装置のローカルクロックの示す時刻Ｓとの差異に基づき時刻情報ＴｏＤＸ３を補正し、現在の正しい時刻を計算する。また、同期処理実行後に第２のネットワークへ時刻情報を送信する際にも、遅延時間Ｌｅが発生するため、子局装置10は、そのような遅延時間も考慮して送信用の時刻情報を作成しこれをＳｙｎｃメッセージに格納する。このようにして作成されたＳｙｎｃメッセージは第２のネットワークを介して子局装置10からスレーブ装置SLへ送信される。スレーブ装置SLは、受信したＳｙｎｃメッセージの時刻情報と第２ネットワークの遅延時間に基づいて、自己装置で計測している時刻の修正を行い、自装置のクロックをグランドマスタ装置GMの時刻と同期させる。
　次に、第１のネットワークに通信障害が発生して、冗長切替が実行される場合を説明する。タイミングＸ１０で、親局装置1が送信したＧａｔｅメッセージが回線30-1の障害等で子局装置10で受信されなかったと仮定する。親局装置1は、通信回線の異常を常に監視しており異常を検出すると（ステップＳＴ１４）、回線30を切り替える冗長切替処理を開始する（ステップＳＴ１５）。例えば、Ｇａｔｅメッセージに対して子局装置10が応答信号（Ｒｅｐｏｒｔ）を返信しない場合、入力信号断(LoS:　Loss　of　signalやLoB:Loss　of　Burst)の警報を検知する。
　図２のタイミングＸ１０では、子局装置10はＧａｔｅメッセージを受信していないため、Ｒｅｐｏｒｔメッセージを送信していない。そのため、親局装置1は、子局装置10からのＲｅｐｏｒｔメッセージが未受信であることを検出し、回線切替を実施する。なお、障害検出は、回線が一時的に不安定になったり、冗長回線30-1,30-2ではなく支線31に問題が発生するなどの場合があるため、複数回の信号の未受信(LoS,LoB)の検出や１つの子局装置10との通信だけでなく多数の子局または全ての子局との通信に障害が発生した場合に、親局装置1が切替処理を実行するようにすることができる。
　切替処理が開始されると親局装置1は、現用系の回線30-1を用いた信号の送信を停止し、予備系の回線30-2を用いた信号の送信を開始する。このとき、ＯＬＴ1-1はＯＬＴ1-2（ＯＬＴ－Ｂ）に対し、切替要求信号を送信し、この要求信号を受信したＯＬＴ1-2の制御装置2がＯＬＴ1-1の制御装置2の代わりに処理を継続する。処理の継続に必要なパラメータ（このパラメータに時刻情報を含めてもよい）は、予め共有されているか、或いは、切替時にＯＬＴ1-1からＯＬＴ1-2へ送信される。
　切替により処理を開始したＯＬＴ1-2は、子局装置10に対して制御メッセージ（ここではＧａｔｅ）を送信し、切り替えられた回線30-2で子局装置10との通信を再開する。Ｇａｔｅメッセージには、新しい回線30-2上で正確な同期を取るためにタイムスタンプがタイミング情報として記録されている。
　子局装置10はＧａｔｅメッセージを受信すると、通常通りタイムスタンプに基づきローカルクロックの修正を行うが、このとき異なる通信経路を経由して受信されたタイムスタンプは、切替前のＯＬＴ1-1と同期していた子局装置10のローカルクロックと大きくずれている場合がある（タイムスタンプドリフト）。また、ＯＬＴ1-2がＯＬＴ1-1のタイムスタンプと非同期のタイムスタンプを新たに設定し、このタイムスタンプを送信してきた場合にも同様にタイムスタンプドリフトが発生する。
　上述のように、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを用いて送信された時刻情報ＴｏＤは、子局装置10のローカルクロックを用いて補正される。そのため、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの受信時点（例えばＳ＝Ｘ９）から遅延時間Ｌｉｎ後までの間に、切替処理が行われタイムスタンプドリフトが発生した場合には、同期処理（ステップＳＴ２１）後の時刻情報に大きな誤差が発生してしまう可能性がある。すなわち、切替後のタイムスタンプｘ１１に従って、切替前のタイムスタンプに基づく時刻情報ＴｏＤＸ９を補正してしまうと、補正後の時刻情報ＴｏＤには、タイムスタンプドリフト分の誤差が生じてしまう。
　そのため、この実施の形態の同期方法では、図３のステップＳ１７に示すように子局装置10が障害検出を行い、障害ありと判定した場合（すなわち、切替の発生を予測した場合）には、子局装置10は時刻情報の第２のネットワークへの出力を抑制する。図３において図２と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしており、図３のシーケンスは障害検知ＳＴ１７とホールドオーバーＳＴ２０以外は、図２のシーケンスと同様のものである。
　子局装置10は通信回線31を監視し、受信信号に基づいて回線障害が発生したかを判定する（ステップＳＴ１７）。例えば、回線障害は受信器において光信号が検出されない、或いは、タイムスタンプドリフトエラーが発生したなどによって行う。タイムスタンプドリフトエラーは、受信信号のタイムスタンプとローカルクロックの差が予め定められたしきい値を超えた場合に、検出されるエラーである。
　ＯＮＵ10は回線障害を検出すると、時刻情報の同期処理を停止或いは、時刻情報の出力を停止するホールドオーバー状態に移行する（ステップＳＴ２０）。ホールドオーバー状態では、同期指令(TimeSyncメッセージ)を受信したとしても、子局装置10は同期処理を実行せず、（同期処理を行う目的において）以前に修正した時刻をそのまま保持するか、あるいは、時刻情報の第２のネットワークへの出力を停止する。そのため、回線切替後に親局装置1から新たなタイムスタンプを受信し、ローカルクロックが修正されたとしても、この修正に伴う誤差の第２のネットワークへの伝播を抑制することができる。なお、ホールドオーバー状態において、ＯＮＵ10は回線切替前のローカルクロックを保護し、この保護したローカルクロックを用いて時刻情報の補正を実行するようにすることもできる。
　第２のネットワークに接続されたスレーブ装置SLでは、自装置内の計時手段により時刻を図っているため、この計時手段の単位時間当たりの誤差が小さければ、同期メッセージによる計時手段の時刻の補正がスキップされたとしても、大きな問題は発生しない。
　親局装置1による回線切替が終了すると（ステップＳＴ１６）、ＯＬＴ1-1（ＯＬＴ－Ａ）による送受信は停止され、ＯＬＴ1-1が新たな予備系の終端装置として待機状態に移行する。一方、ＯＬＴ1-2（ＯＬＴ－Ｂ）は、新たな現用系の終端装置として、回線切替前と同様の通信を開始する。子局装置10は、予め定められたホールドオーバー状態の終了条件に従い、ホールドオーバーの処理を終了し、通常どおり時刻情報の第２のネットワークへの送信を再開する。このとき、誤差を含むであろう時刻情報は削除されるか、或いは、補正されて出力される。
　ホールドオーバーの終了条件は、誤差発生の抑制効果があればどのような条件を用いても構わないが、例えば下記のようなものがある。
(1)ホールドオーバーの開始から予め定められた時間経過したか否かで判断する。
(2)回線切替の完了を第１のネットワークの受信信号の種別で判断する。
(3)親局装置1にホールドオーバー状態の終了許可を要求し、許可信号の受信の有無で判断する。
　回線切替後、グランドマスタ装置GMより新たな時刻情報を受信した場合には、親局装置1は上述のように同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ)を子局装置10へ送信する。子局装置10は同期指令を受信すると、この同期指令に基づいて同期処理を行い、スレーブ装置SLへ同期メッセージを送信する。
　以上のように、この実施の形態の通信システムとその時刻同期方法では、回線切替時に子局装置10が回線切替の発生要因を検知してスレーブ装置への時刻情報の出力を停止するため、回線切り替えに伴う予測できない誤差の発生を効果的に抑制することができる。
実施の形態２．
　次に、この発明の実施形態２として、時刻同期方法を実行するＯＬＴ1、ＯＮＵ10、およびその制御装置の一例を説明する。
　図４は、親局装置1として機能する２つのＯＬＴ1を示している。図４において図１と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ＯＬＴ1-1とＯＬＴ1-2（以下、両者を区別しない場合にはＯＬＴ1と記す）は同様の内部構成を有しており、片方が現用系、もう一方が予備系として動作する。
　各ＯＬＴ1は、図１の切替器8に接続され、グランドマスタ装置GMとネットワークとの間でＮＮＩ（Network　Node　Interface）の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）７と、この物理層処理部７で受信した信号を一時的に記憶する送信バッファ４と、送信バッファ４および制御装置2から出力される制御信号、データを光信号へ変換して出力する送信器52とを備える。送受器52から出力された光信号はＷＤＭ（Wavelength　Division　Multiplexing）カプラ6に送られ、回線30へ送信される。ＷＤＭカプラ6は、上りデータと下りデータを波長多重する結合器であり、ＯＮＵ10から受信した光信号を受信器51へ送る。
　受信器51は受信した光信号を電気信号に変換し、受信データとして受信バッファ3に出力する。受信バッファ3はこのデータを一時的に記憶し、物理層処理部７、制御装置2のアクセスに応じて出力する。ローカルクロック9はＰＯＮカウンタとも呼ばれ、３２ビットの時刻情報を定期的にカウントアップし、第１のネットワークにおける送受信タイミングの基準となるクロックを提供する。タイムスタンプ(ＴＳ)挿入部20は、ローカルクロック9からタイムスタンプ（ＭＰＣＰカウンタ情報）を取得し、Ｇａｔｅメッセージ等に格納してＯＮＵ10へ送信する。制御装置2はＰＯＮプロトコルに基づいてＯＬＴ側の送受信処理を制御する制御装置であり、ＰＯＮプロトコルの制御だけでなく、冗長切替の切替処理やＯＬＴ1における時刻情報の同期処理も実行する。
　制御装置2は、同期処理に関係して時刻情報抽出部21、時刻タイムスタンプ関連付け処理部22（以下、関連付け処理部）、メッセージ挿入部23という構成を備える。時刻情報抽出部21は、グランドマスタ装置GM等の時刻情報供給源から受信された時刻情報をＰＨＹ７の出力信号から抽出し、抽出した時刻情報を関連付け処理部22へ出力する。関連付け処理部22は、ローカルクロック9からタイムスタンプ情報を取得し、任意のタイムスタンプXnの値に対して遅延時間を考慮して時刻情報を補正し、補正した時刻情報ToDXnとタイムスタンプXnをメッセージ挿入部23へ出力する。メッセージ挿入部23は時刻情報ToDXnとタイムスタンプXnをＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージに格納し、送信器52へ入力される送信信号に挿入する。
　一方、切替処理に関して、ＯＬＴ1は障害検出部24と切替制御部25とを備えている。障害検出部24は、受信器51から出力された受信信号を監視し、入力信号断等の通信障害を検出し、切替制御部25へ送信する。切替制御部25は障害検出部24が出力した検出信号に基づき、回線切り替えが必要な障害が発生した場合に、予備系の切替制御部25と切替器8へ切替信号を出力し、自装置のＯＬＴによる送信の停止処理を行う。予備系として待機していた切替制御部25は、現用系の切替制御部25から切替信号を受信すると、自装置のＯＬＴ全体を現用系のＯＬＴとして動作させるために、起動処理を実行する。新たな現用系の処理装置となった制御装置2は、ＰＯＮプロトコルのパラメータと実行を元の現用系の制御装置2から引き継ぎ、ＯＮＵ10に対するサービスを継続する。
　なお、図４の親局装置1は同じ構成の２つのＯＬＴを備えているが、制御装置2やバッファ等を複数の回線で共用の装置として設け、受信器51,送信器52を回線30-1,30-2毎に設けることもできる。
　図５は、この実施の形態のＯＮＵ10を示した図である。スプリッタ40に接続されたＷＤＭカプラ15は、下りの光信号を受信器142へ出力し、送信器143から入力された光信号を第１のネットワークへ出力する。受信器142は光信号を電気信号に変換し、受信データとして受信バッファ13へ出力する。受信バッファ13はこのデータを一時的に記憶し、物理層処理部16、制御装置11のアクセスに応じて出力する。物理層処理部（ＰＨＹ）16は、第２のネットワークに対してＮＮＩ（Network　Node　Interface）の物理インタフェース機能を実行する。送信バッファ12はＰＨＹ16が出力した受信データを一時的に記憶するバッファであり、記憶されたデータは制御装置11の制御に基づき、制御装置11や送信器143へ出力される。ローカルクロック17はＯＬＴ1のローカルクロック9と同期して、ＯＮＵ10の送受信タイミングの基準となるクロック情報（ＭＰＣＰカウンタ）を制御装置11へ供給する。
　制御装置11は、ＯＮＵ10におけるＰＯＮプロトコルの制御を行う制御装置である。制御装置11のタイムスタンプ(ＴＳ)抽出部111は、受信データからＯＬＴが送信したタイムスタンプ情報を抽出し、ローカルクロックを受信したタイムスタンプに同期させる。この第１のネットワーク上のローカルな同期制御により、ＯＮＵ10は正確な送信タイミングを得ることができるので、自装置の送信信号と他のＯＮＵ10の送信信号とが衝突することなく、高速な時分割多元アクセス(ＴＤＭＡ)通信を実行することができる。
　制御装置11はさらに、同期処理を実行するため、メッセージ抽出部112,時刻情報補正部113、時刻情報挿入部114を備えている。また、制御装置11は障害検出部115と抑制制御部116とにより回線切替が発生した場合でも、回線切替に起因する時刻情報の誤差の伝搬を抑制することができる。
　メッセージ抽出部112は、受信データから同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ)を抽出し、時刻情報ＴｏＤＸｎとタイムスタンプＸｎを時刻情報補正部113へ出力する。時刻情報補正部113は、受信したタイムスタンプＸｎと自装置のローカルクロック17から取得した現在の時刻情報Ｓ（ＭＰＣＰカウンタ）との差異に基づき、時刻情報ＴｏＤＸｎを補正し、現在の正確な時刻情報を得る。次に、時刻情報補正部113は自装置の処理遅延等を補償して送信用の時刻情報を作成し、時刻情報挿入部114へ送信する。時刻情報挿入部114は受け取った時刻情報を用いて第２のネットワークにおける同期メッセージ（Ｓｙｎｃメッセージ）を作成し、ＰＨＹ16を介してスレーブ装置SLへ送信する。
　ＯＮＵ10で実行される同期処理は、ＭＰＣＰレイヤで実行されるローカルクロック17の更新処理よりも上位のレイヤで実行される処理である。そのため、上述のように実施際に同期処理が開始されるまでに時間がかかり、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージよりも後から受信したタイムスタンプ値に基づいて、ローカルクロック17の更新が同期処理よりも先に行われるということが起きうる。そのため、ＯＮＵ10がＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ受信後に、切替後の回線を介して新しいタイムスタンプを受信すると、新しいタイムスタンプに基づいて補正された時刻情報には誤差が生じる。1つの誤差要因は、通信経路によって異なる遅延時間であり、また、他の誤差要因は、２つのＯＬＴ1-1,1-2がそれぞれローカルクロック9を持っている場合に、両者の有するタイムスタンプ値の差異である。
　このような誤差の伝搬を抑制するため、制御装置11は抑制制御部116を持ち、障害検出部115で通信障害を検出した場合に、抑制制御部116がこの検出結果に基づいて時刻情報補正部113の補正情報を停止させ、または時刻情報挿入部114による同期メッセージの送信を停止させる。この抑制処理により、誤差を含んだ時刻情報がスレーブ装置SLへ送信されることを抑制できる。
（１）子局装置の制御詳細
　図６は、この実施の形態の子局装置(ＯＮＵ)10における制御装置の処理を示したフローチャートである。この処理は、ソフトウェアで実現することもできるし、専用回路によるハードウェアを用いて実行することもできる。図６に示された制御は、フレーム処理や送受信タイミングの制御などの下位レイヤの制御と、下位レイヤの通信機能を使って時刻同期を行う上位レイヤの制御に分かれている。下位レイヤはＭＡＣ（Media　Access　Control）、ＭＡＣコントロールの下位副層であり、上位レイヤはＭＡＣコントロールレイヤより上位のＯＳＳＰ(Organization-Specific　Slow　Protocol)，ＭＤ(Media　Dependent)レイヤを含んだレイヤである。
　まず、下位レイヤの制御について説明する。制御装置11は、起動するとディスカバリー処理により初期設定を行い(ステップＳ１)、ディスカバリー処理等によってＯＬＴ1とのリンクを確立し通信を開始する。第１のネットワークを介して到着した信号は、受信処理によって受信され受信バッファに記憶される（ステップＳ２）。続いて、制御装置11はローカルクロック17の同期処理を行う（ステップＳ３）。受信信号にタイムスタンプ情報が含まれている場合、制御装置11は受信信号から抽出されたタイムスタンプに合わせて、ローカルクロック17の値を変更する。ローカルクロック17は、３２ビットのカウンタ値を周期的(16ns毎)にカウントアップする増加カウンタである。ＯＮＵ10のローカルクロック17の値は、高精度でＯＬＴ1のローカルクロック9と同期していなければならないため、両者のカウント周期の僅かなずれの累積誤差は、このタイムスタンプを用いたローカルクロックの同期処理によって定期／不定期に修正される。
　次に、制御装置11は、受信信号に基づいて通信異常の発生を監視する（ステップＳ４）。通信異常の監視は、障害検出部115が行い、例えば、受信器142で光信号が一定時間検出されない場合に、障害検出部115は第１のネットワークに何らかの異常が発生したと認識し、監視結果としてOptical　LoSの異常発生を出力する。通信異常としては、その他にも、ＭＡＣレベルで未受信を検出した場合のMAC　LoSや、受信したタイムスタンプと自装置で計測している時刻（ローカルタイム）情報との差が所定のしきい値以上になった場合に検出されるタイムスタンプドリフトエラー等がある。障害検出部11が検出する通信障害は、冗長切替の原因となる通信障害であり、冗長切替条件に応じて適切な障害検出方法が選択されるべきである。
　異常がない場合、制御装置11はステップＳ７の処理に移行し、異常が検出されるとステップＳ６の処理に移行する（ステップＳ５）。ステップＳ６では、制御装置11は異常の発生をメモリ等に記録する。このとき、異常の発生を即座に上位レイヤに出力するようにしてもよい。図６のフローチャートには記載されていないが、通信異常が発生した場合には、ＰＯＮプロトコル等で決められた他のエラー制御も行われる。
　ＯＬＴ1からＧａｔｅメッセージを受信した場合、制御装置11は送信器143を介してＲｅｐｏｒｔメッセージを送信する(ステップＳ７)。Ｒｅｐｏｒｔメッセージは帯域要求信号であり、送信バッファに蓄積されたデータ量等の要求帯域のパラメータを持っている。また、ＯＬＴ1がＲＴＴを測定するため、制御装置11はＲｅｐｏｒｔメッセージにローカルクロック17から取得された送信時のタイムスタンプの情報を記録し、ＲｅｐｏｒｔメッセージをＯＬＴ1へ送信する。
　次に、制御装置11は受信バッファ13に記憶された受信データからメッセージを抽出し、上位レイヤへ送信する（ステップＳ８）。このメッセージには同期指令であるＴｉｍｅＳｙｎｃが含まれる。また、制御装置11は送信フレームを作成し、上位レイヤから取得した送信データをこの送信フレームに格納する（ステップＳ９）。この送信データにはＳｙｎｃメッセージが含まれる。なお、送受信は、第１のネットワークに対する送受信と、第２のネットワークに対する送受信とがあるため、制御装置11はこの両方の送受信をそれぞれのプロトコルとデータフォーマットを用いて実行する。
　続いて、制御装置11は作成したフレームを送信し（ステップＳ１０）、通信を継続する場合には（ステップＳ１１の"Ｎｏ"）、ステップＳ２からの送受信処理を継続する。
　続いて、上位レイヤによる時刻情報の同期制御について説明する。上位レイヤの制御は、下位レイヤの制御と並列に実行されており、下位レイヤとデータやメッセージの交換を行うことにより、協調した制御が実行される。制御装置11は、下位レイヤの出力から未処理のメッセージを抽出すると（ステップＳ２１）、メッセージが同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃ)であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。メッセージが他のメッセージである場合、制御装置11はそのメッセージ種別に応じた動作を行うが（ステップＳ２３）、それがＴｉｍｅＳｙｎｃであった場合には、ステップＳ２４以下の同期制御を実行する。
　ステップＳ２４において、制御装置11は通信異常が検出されたかを判断する。制御装置11は、いずれの条件にも該当しないと判断したときはステップＳ２５の処理の実行を開始し、ローカルクロック17からタイミング情報Ｓ（すなわち現在のタイムスタンプ情報）を取得する。続いて、制御装置11はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの時刻情報ＴｏＤＸ，ｉを補正する処理を行う（ステップＳ２６）。時刻情報の補正は、タイムスタンプ情報を用いて、時刻情報と遅延時間による現在時刻との差異を補正できるものであればどのような方法を取ってもよい。補正後の時刻情報ToDの一例としては、下記のような計算を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、
　modは剰余演算
　(16ns)は16ナノ秒
　ＴｏＤＸ，ｉ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの時刻情報
　Ｘ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージのタイムスタンプ情報
　ｉ：クロックスレーブ（ＯＮＵ）の識別番号
　Ｓ：ＯＮＵのローカルクロックのタイムスタンプ情報
　ｒａｔｅＲａｔｉｏ：ローカルクロックの時刻周期に対するグランドマスタ装置GMの時刻周期の比
　また、上記の式を用いずに、ローカルクロック１７がタイムスタンプＸの値を示したときに、ＴｏＤＸ，ｉを現在の時刻情報として設定することによっても同様に、正確な時刻情報を得ることができる。この場合、ＯＬＴ1はＯＮＵ10の受信タイミングより後のタイミングにタイムスタンプＸを設定し、時刻情報ＴｏＤＸ，ｉもこのタイムスタンプＸに合わせてタイミングＸにおける正確な時刻を示すように計算しなければならない。
　次に、制御装置11は補正した時刻情報ＴｏＤを処理の遅延時間、第２のネットワークに対する送信処理における内部遅延時間をさらに足して、送信用の時刻情報を作成する（ステップＳ２７）。さらに、制御装置11は第２のネットワークのＳｙｎｃメッセージを作成し、作成した送信用の時刻情報をこのＳｙｎｃメッセージに格納する（ステップＳ２８）。作成されたＳｙｎｃメッセージは下位レイヤに出力され（ステップＳ２９）、ステップＳ10の送信処理によって第２のネットワークへ送信される。
　一方、ステップＳ２４で通信異常が発生したと判断されたときは、制御装置11はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを廃棄し（ステップＳ３１）、ステップＳ３０の処理に移行する。ステップＳ３における下位レイヤのローカルクロックの補正は、高速かつＭＰＣＰのメッセージを受信する毎に頻繁に実行されるため、上位レイヤで時刻同期処理を実行する直前に、ローカルクロックの示すタイムスタンプが回線切替後のタイムスタンプに変更されてしまう可能性がある。制御装置11は冗長切替の発生要因を検出した場合には時刻情報の出力を止めるので、誤った時刻情報がスレーブ装置SLに送信されることを防ぐことができる。
　ステップＳ３０において、制御装置11は通信を継続するか否かを判断し、通信を継続する場合には上述の処理を繰り返し実行する。
（２）親局装置の制御詳細
　図７は、ＯＬＴ1の制御装置2が実行する処理を示すフローチャートである。制御装置2は起動すると、自装置の動作が現用系であるか予備系であるかを判断する（ステップＳ５１）。モードが現用系でない場合、ステップＳ６５の処理に移行し、モードの切り替えがあるまで予備系の制御装置2として待機する。
・現用系での動作（通常時）
　動作モードが現用系である場合、制御装置2はディスカバリー処理を開始する（ステップＳ５２）。ディスカバリー処理による論理リンクの確立とＯＮＵ10の登録が完了すると、制御装置2は回線異常の検出を行う（ステップＳ５３）。
　回線異常がない場合、制御装置2はＧａｔｅメッセージを用いて各ＯＮＵ10に帯域割当情報を通知し（ステップＳ５４）、各ＯＮＵ10からＲｅｐｏｒｔメッセージを受信する（ステップＳ５５）。次に、制御装置2はＲｅｐｏｒｔに含まれるタイムスタンプに基づき、各ＯＮＵのＲＴＴを算出し（ステップＳ５６）、Ｒｅｐｏｒｔの要求帯域情報とＲＴＴに基づき、各ＯＮＵ10に割当てる送信帯域を決定する（ステップＳ５７）。
　制御装置2は、Ｓｙｎｃメッセージをグランドマスタ装置GMから受け取っている場合には同期処理を実行し、時間情報ＴｏＤＸｎを計算する（ステップＳ５８）。計算された時間情報ＴｏＤＸｎは、タイムスタンプ情報Ｘｎとともに、同期指令（ＳｙｎｃＴｉｍｅメッセージ）に格納され、次のデータ送受信の処理で子局装置10へ送信される。
　上述の処理と並行して制御装置2は現在の帯域更新周期におけるデータの送受信を行う（ステップＳ５９）。次に、制御装置2はディスカバリー処理が必要かを判断し（ステップＳ６０）、必要ない場合にはステップＳ５３に、必要な場合にはステップＳ５１に戻る。新規に接続されたＯＮＵ10や、起動したＯＮＵ10を発見するため、ディスカバリー処理は定期的に実行される。また、ＯＬＴをシャットダウンする必要があるときは、ここで処理を終了する。
・現用系での動作（切替動作時）
　ステップＳ５３で回線異常を検出した場合には、制御装置2はステップＳ６１の警報出力処理を行う。次に、制御装置2は各ＯＮＵ10の設定情報を予備系のＯＬＴへ送信する（ステップＳ６２）。なお、設定情報が既に予備系のＯＬＴと共有されている場合には、制御装置2は改めてこの情報を送信しなくともよい。
　続いて、制御装置2は回線切替処理（プロテクション切替処理）を実行する（ステップＳ６３）。制御装置2は回線切替を行う際、予備系のＯＬＴへ切替指示信号を送信し、ＯＮＵ10への制御メッセージの送信を停止する。回線切替処理が終了すると制御装置2は、以降、動作モード情報を「予備系」に書き換え（ステップＳ６４）、ステップＳ５１に戻って、予備系の制御装置2としての動作を開始する。なお、回線異常が回復不能な異常であったり、強制切替時など自装置をシャットダウンする必要があるときは、予備系としての動作に移行せず、自装置のシャットダウンを行って処理を終了する。
・予備系での動作
　次に動作モードが予備系であるときの制御装置2の動作を説明する。ステップＳ６５にて、制御装置2は回線切替が必要かを監視し、回線切替が必要となるまで待機する。制御装置2は、現用系のＯＬＴから切替指示信号を受信したときや、現用系のＯＬＴの動作を監視して異常があると判断したときなどに回線切替を実行する。切替を行う際、予備系のＯＬＴの制御装置2は、切替を行うことを通知する信号を現用系のＯＬＴおよび切替器8に送信する。この切替指示信号を受け取った切替器8は、以降、ネットワークとの接続を予備系のＯＬＴ側に切り替える。
　続いて、制御装置2は現用系のＯＬＴから設定情報を取得し（ステップＳ６６）、この設定情報を用いて各ＯＮＵ10へタイムスタンプを含むＧａｔｅメッセージを送信する（ステップＳ６７）。なお、ＰＯＮプロテクションシステムでは、スプリッタ40がＯＮＵ10からの上り信号を、現用系および予備系の回線30-1,30-2の双方に中継する。そのため、予備系のＯＬＴの制御装置2は、予備系として動作している場合であってもＯＮＵ10からの信号を受信することができる。そのため、ステップＳ６５で待機状態にあるときに、上り信号に含まれる設定情報を常に監視して予め設定情報を入手するようにしても構わない。
　ホールドオーバー期間中のＯＮＵ10は、上り信号を送信しないため、Ｇａｔｅに対するＲｅｐｏｒｔは送られてこない。従って、制御装置2はＲｅｐｏｒｔの受信を待たずに、ホールドオーバー完了を指示する制御メッセージを送信することができる（ステップＳ６８）。なお、１つの制御メッセージでＧａｔｅとホールドオーバー完了を通知することも可能である。また、同期をとるための制御メッセージはＧａｔｅ以外を使用することも可能である。
　ホールドオーバー終了通知を送信した制御装置2は、動作モード情報を現用系に書き換えて、以降、現用系の制御装置2として動作する（ステップＳ６９）。回線切替後に現用系としての動作を開始する場合には、制御装置2は現用系のＯＬＴから引き継いだ設定情報を使用して通信を再開するので、ディスカバリー処理（ステップＳ５２）を省略することができる。そのため、通信の中断時間が短くなる。
　ステップＳ５８の同期処理において、制御装置2は時刻情報を下記のように算出する。この時刻情報は複数のＯＮＵ10のうちのi番目のＯＮＵにおいて、ローカルクロックのＭＰＣＰカウンタが
　[Ｘ－（ＯＮＵ10内の所定の遅延時間）]
を示したときの同期時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、
　Ｘ：　ＭＰＣＰカウンタ
　Ｔｏｄｘ，０：ＯＬＴにおけるＭＰＣＰカウンタ＋ＯＬＴ内の所定の遅延時間
　ＲＴＴｉ：ＯＮＵｉに対する往復遅延時間
　ｎｄｏｗｎ：ダウンストリームチャネルの光の実効屈折率
　ｎup：アップストリームチャネルの光の実効屈折率
　ＯＮＵ内の所定の遅延時間はonuLatencyFactorと呼ばれ、ＯＬＴ内の所定の遅延時間とはoltLatencyFactorと呼ばれる。
実施の形態３．
　実施の形態２では、子局装置10は、回線切替に伴い時刻同期処理に誤差が生じる可能性がある場合は同期メッセージの出力を抑制する処理を行ったが、次に、子局装置10がローカルクロックの保護を行い、誤差の発生を抑えながら同期処理を実行する実施の形態の形態を説明する。
　図８は実施の形態３の通信システムの時刻同期シーケンスを示している。図８において図２又は図３と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。子局装置(ＯＮＵ)10は、ステップＳＴ１７において、通信障害を検出するとステップＳＴ２０ａで一時的にホールドオーバー状態に移行し、回線切替前のローカルクロックを保護する。回線切替後に親局装置(ＯＬＴ－Ｂ)1からタイムスタンプを受信しても、子局装置10は切替前の回線で使用していたローカルクロック情報の計測を継続し、ローカルクロックの更新による同期処理の誤差を防ぐように動作する。
　そして、同期処理が開始されると、子局装置10は保護したローカルクロックに基づいて上述と同様に時刻情報ＴｏＤを計算する（ステップＳＴ１９）。保護されたローカルクロックは切替前の親局装置1のローカルクロックに同期しているため、子局装置10は大きな誤差を発生させずに通常通り、正しい時刻情報ＴｏＤを第２のネットワークへ送信することができる。
　子局装置10はホールドオーバー状態から通常状態に移行すると、ローカルクロックの保護を解除し、回線切替後の親局装置1から送信されたタイムスタンプに基づいたローカルクロックの補正を再開する。
　ホールドオーバ条件の終了条件には下記のようなものがあり、いずれを採用することも可能である。
(1)通信異常を検出してから予め定められた期間が終了したか否か
(2)冗長切替の完了
(3)新しいTimeSyncメッセージの受信
　次に、ローカルクロックを保護する子局装置10の一例として、ＯＮＵとその制御装置の例について説明する。図９は２つのローカルクロック17,17bを持つ子局装置10を示している。図９において図５と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ローカルクロック17bは、回線切替前のローカルクロックを保護するための予備のローカルクロックである。通常時においては、ローカルクロックＡ17と同様に動作し、制御装置11（のＴＳ抽出部111a）は受信したタイムスタンプを用いてこの予備のローカルクロックＢ17bを補正する。ホールドオーバ管理部116aは、障害検出部１１５が障害を検出した場合に、切替器（切替手段）swを制御して、時刻情報補正部１１３が時刻情報の補正のために使用するローカルクロックを切り替える制御を行う制御手段である。
　図１０は、このＯＮＵ10の制御装置の実行する制御を示すフローチャートである。図１０において，図６と同一の符号は同一又は相当の処理を表わしている。下位レイヤのタイムスタンプの同期処理は、異常検出したか（或いは保護期間か）、異常検出されていないか（および保護期間でないか）によって異なる。異常が検出されず、保護期間中でもない場合には、制御装置11は受信したタイムスタンプに基づいて、ローカルクロックＢ17bを補正する、すなわち同期処理を行う（ステップＳ３２）。
　この補正は、ローカルクロックＡ17の補正（ステップＳ３）と同様であるが、制御装置11はステップＳ３２の補正に当たり、タイムスタンプを受信してから補正が実行されるまでの遅延時間を補償する必要がある。ここで、制御装置11は、ローカルクロックＡ17のタイムスタンプ値をローカルクロックＢ17bにセットする方法で、補正を実行してもよい。
　一方、異常が出されたか、或いは、保護期間中では、制御装置11はステップＳ６ａの処理で、図６のステップＳ６と同様に検出した異常を記録し、上位レイヤへ通知する。なお、既に記録済み／通知済みであるものは、改めてそれらを実行する必要はない。そして、保護期間を開始しホールドオーバー状態に移行したことをメモリ等に記憶する。この処理によりホールドオーバー状態においてはローカルクロックＢ17bのタイムスタンプによる補正がスキップされるので、ローカルクロックＢ17bは回線切替前にセットされた時刻の計測を継続することができる。従って、切替前のローカルクロックに基づく時刻（ＭＰＣＰカウンタ）が保護される。
　次に、制御装置11は保護期間が終了したかを調べ、終了した場合にはローカルクロックの保護を終了し、ホールドオーバー状態から通常状態に移行する（ステップＳ３３）。この処理によりステップＳ６ａで記憶された保護期間中（或いはホールドオーバー状態）であることを示す情報がクリアされ、制御装置11が次にステップＳ５ａを実行する際には、ステップＳ３２でローカルクロックＢ17bの同期処理が実行される。なお、保護期間が終了していない場合、ここでは何も処理されない。
　なお、ローカルクロックＡ17は、ＭＰＣＰに必要なタイミング情報であるため、ホールドオーバー状態中であっても受信したタイムスタンプに基づいて補正される。また、図１に示されるようにＯＮＵ10は１本の支線31でＯＬＴ1と接続されており、幹線側でどちらの回線30-1,30-2を経由しても最後は１本の支線31を経由してタイムスタンプを受信する。ホールドオーバー状態にあるときに、ローカルクロックＡ17の値が回線切替後に受信したタイムスタンプ情報と大きく異なると、タイムスタンプドリフトエラーの検出条件に当てはまってしまうが、リンクの再設定を回避するために、制御装置11は、ホールドオーバー状態にあるときはタイムスタンプドリフトエラーの検出条件に当てはまっても、非登録状態に移行しないように制御する。
　次に上位レイヤの動作を説明する。ステップＳ２４で異常検出があったと判断すると、制御装置11はステップＳ３４の処理を実行する。ステップＳ３４では、制御装置11はローカルクロックＡ17のタイムスタンプの代わりに、ローカルクロックＢ17bのタイムスタンプＳを取得し、このタイムスタンプＳをステップＳ２６における時刻情報の補正に用いる（図９のホールドオーバー管理部116aの制御による切替器ｓｗの機能に相当する）。
　なお、図１０の下位レイヤのステップＳ３２の処理により、ローカルクロックＢ17bはローカルクロックＡ17と同期しているため、図１１のフローチャートに示されるように、上位レイヤの時刻情報の補正処理（ステップＳ２７）を常にローカルクロックＢ17ｂに基づいて行うことも可能である。
　以上のように、この実施の形態によれば、回線切替時にローカルクロックが保護され、ロールクロックの変動による時刻情報の補正誤差が効果的に抑制されるため、子局装置10は正確な時刻を第２のネットワークに供給することができる。また、実施の形態２と比べ、この実施の形態の子局装置10は、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージを破棄せずに、安定的に時刻同期メッセージを中継することができるという特長を有する。
実施の形態４．
　実施の形態３の通信システムでは、回線切替時に切替前のローカルクロックを保護し、この保護したローカルクロックに基づいて時刻情報の補正を行った。次に説明する実施の形態では、子局装置10はどちらの回線系統を経由してタイムスタンプを受信したかを判別し、経由回線に応じた時刻情報の補正を行うことができる。
　図１２はこの実施の形態の子局装置（ＯＮＵ）10を示しており、この図１２において図５または図９と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。タイムスタンプ（ＴＳ）抽出部111bは、図５のＴＳ抽出部111と同様の機能を有し、さらに受信したタイムスタンプがどちらのＯＬＴ1-1,1-2から送られてきたか（どちらの回線30-1,30-2を経由してきたか）を判別し、更新履歴メモリ119に記録する履歴更新機能を有する。
　タイムスタンプの送信元は、ＭＰＣＰＤＵ（Multi-Point　Control　Protocol　Data　Unit）信号に含まれるソースアドレスによって判別できる。例えば、ＧａｔｅメッセージはＭＰＣＰＤＵを用いて子局装置10へ送信される。その際、親局装置1のＯＬＴ1-1,1-2はディスティネーションアドレスに子局装置10のＭＡＣアドレスを、ソースアドレスに自局のＭＡＣアドレスをそれぞれ指定し、タイムスタンプとともにＭＰＣＰＤＵにこれらの情報を格納する。ＯＮＵ10のＴＳ抽出部111bは、タイムスタンプ情報を受信信号から抽出し、ローカルクロック17を補正したときに、ＭＰＣＰＤＵのソースアドレスに基づいて、どちらのＯＬＴ1-1,1-2から送信されたタイムスタンプに従って補正を行ったかを履歴更新メモリ119に記憶する。
　次に、時刻同期のシーケンスについて説明する。図１３はこのシーケンスを示し、図１３において図３または図８と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ＯＬＴ1-1は、同期指令（ＴｉｍｅＳｙｎｃ）にソースアドレス（ＭＡＣアドレス）などのＯＬＴを識別することができる識別子Id、若しくは、回線30-1,30-2を識別することができる識別子を挿入し、ＯＮＵ10へ送信する。ＯＮＵ10はこの識別子Idを記憶する。
　同期処理の実行を開始する際は、ＯＮＵ10は履歴更新メモリ119にアクセスし、最新の更新履歴を調べる。ＯＮＵ10は、この履歴に記録されたIdと同期指令に指定された識別子Idとを比較し（ステップＳＴ３０）、両者が符合すれば同期処理（ステップＳＴ１４）を実行する。逆に、ステップＳＴ３１のように、直前に他のＯＬＴ1-2によってタイムスタンプが更新されていた場合、履歴更新メモリ119に記録されている識別子Idは他のＯＬＴ1-2のIdになっているため、ＯＮＵ10は同期指令の識別子Idとの不一致を検出する（ステップＳＴ３１）。識別子の不一致を検出すると、ＯＮＵ10はその同期指令に基づく同期処理を抑制し、時刻情報を送信しない（ステップＳＴ３２）。
　図１４は本実施の形態における制御装置の処理を示すフローチャートである。図１４において、図６または図１０と同一の符号は同一又は相当の処理を表わしている。ステップＳ３ａに示されるように、下位レイヤにおいて制御装置11はローカルクロック17の同期を行うとともに、その同期に使用したタイムスタンプの供給元の情報を更新履歴メモリ119に記録する。
　一方、上位レイヤでは、ステップＳ２４ａにおいて、制御装置11は同期指令の送信元識別子Idと更新履歴メモリに記録されたタイムスタンプの送信元の情報が一致するかどうかを判別し、一致しない場合は当該同期指令(ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ)を廃棄する（ステップＳ３１）。一致する場合には、制御装置11は時刻情報の補正を行う（ステップＳ２５）。
　このように、この実施の形態では、回線切替に基づいてローカルクロックと同期指令に不整合が起きたか否かを送信元の情報で判別し、不整合が起きた場合には、第２のネットワークへの時刻情報の送出を控えるので、誤差の発生を効果的に抑制することができる。　　　
実施の形態５．
　次に、親局装置1から回線切替に伴うタイムスタンプの差異を子局装置10へ通知し、子局装置10がこの差異情報を用いて正しく時刻同期処理を実行することのできる通信システムを説明する。
　図１５はこの実施の形態の親局装置1を示している。図１５において、図４と同一の符号は同一又は相当の構成を表わしている。図１５においては、図４に記載された構成のうち時刻同期に関する機能構成を抜き出して記載し、他の構成を省略しているが、この親局装置1は他の構成も図４と同様に有している。
　図１５に記載されたＯＬＴ1-1,1-2は、自装置のローカルクロック9だけでなく他装置のローカルクロック9のタイムスタンプ情報も取得して、これらの差異情報を生成する時刻タイムスタンプ(ＴＳ)関連付け処理部22a（以下、関連付け処理部22aという）を持っている。例えば、ＯＬＴ1-1が現用系のＯＬＴとして動作しているとき、ＯＬＴ1-1の関連付け処理部22aはＯＬＴ1-1のタイムスタンプｔｓ１を取得し、前述のように時刻情報との関連付けをおこなう。この動作だけでなくＯＬＴ1-1の関連付け処理部22aはさらにＯＬＴ1-2のローカルクロック9からもタイムスタンプ情報ｔｓ２を取得し、差異情報（ｔｓ２－ｔｓ１）を計算し、同期指令（ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージ）に挿入する。従って、同期指令は、送信元アドレスＩｄ、時刻情報Ｘ、タイムスタンプｔｓ１，および差異情報Ｄを持ち、子局装置10に対して回線切替時の誤差の修正情報を提供する。
　図１６は、この実施の形態の通信シーケンスを示す。図１６において図１３と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。同期処理（ステップＳＴ１２）の結果、出力されるＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージには上述４つのパラメータが含まれ、ＯＮＵ10は差異情報Ｄを含めて受信したパラメータを記憶する。同期処理を開始するとき、ＯＮＵ10はＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの通信経路を調べ（すなわち、ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの送信元が、現在のローカルクロックを修正したタイムスタンプの送信元と同一の送信元であるかを調べ）、送信元が一致している場合には、差異Ｄを考慮せずに通常通り同期処理を行う（ステップＳＴ３０）。一方、一致していないときには（ステップＳＴ３１）、ＯＮＵ10は差異Ｄに基づいて同期処理によって生成される時刻情報を補正する（ステップＳＴ３４）。
　このときの補正は以下のように行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、
　modは剰余演算
　(16ns)は16ナノ秒
　ＴｏＤＸ，ｉ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージの時刻情報
　Ｘ：ＴｉｍｅＳｙｎｃメッセージのタイムスタンプ情報
　i：クロックスレーブ（ＯＮＵ）の識別番号
　Ｓ：ＯＮＵのローカルクロックのタイムスタンプ情報
　ｒａｔｅＲａｔｉｏ：ローカルクロックの時刻周期に対するグランドマスタ装置GMの時刻周期の比
　Ｄ：差異情報
　また、ＯＬＴ1で生成される差異情報Ｄは、回線30-1と回線30-2との下り方向の伝送遅延時間の差異を考慮することが望ましい。従って、ＯＬＴ1-1の関連付け処理部22aが生成する差異情報Ｄは下記のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで
　ｔｓ１：ＯＬＴ1-1のローカルクロックのタイムスタンプ
　ｔｓ２：ＯＬＴ1-2のローカルクロックのタイムスタンプ
　ＲＴＴ１：ＯＬＴ1-1で計測されたＯＮＵ10に対する往復遅延時間
　ＲＴＴ２：ＯＬＴ1-2で計測されたＯＮＵ10に対する往復遅延時間
　ｎｄｏｗｎ：ダウンストリームチャネルの光の実効屈折率
　ｎup：アップストリームチャネルの光の実効屈折率
　上述の差異情報Ｄの計算では、回線30-1と回線30-2との下り方向の伝送遅延時間を計算するために、ＲＴＴを用い、往復遅延時間に占める下り方向の遅延時間の割合を使って、下り方向の遅延時間を求めている。しかし、ＯＮＵ10に信号が到達する時点の時間差が補償できるような方法であれば、どのような方法で差異情報Ｄを算出してもよく、ＲＴＴを使うことは必須ではない。
　ＰＯＮシステムでは、プロトコル上、現用系のＯＬＴはＲＴＴを定期的に計測している。一方、待機系のＯＬＴがＲＴＴを測定する方法はいくつかある。第１番目の方法は、待機系のＯＬＴも自らＯＮＵ10に対して信号を送信して、ＯＮＵ10から受信した応答信号に基づいてＲＴＴを計算する方法である。また、第２番目の方法は、現用系のＯＬＴが送信したＧａｔｅメッセージを検出し、その応答信号（Ｒｅｐｏｒｔ）を自装置の受信器で受信し、ＲＴＴを計算する方法である。Ｔｙｐｅ－Ｂプロテクションでは、ＯＮＵ10が送信した信号は、スプリッタ40により両方の冗長回線30-1,30-2に送信されるため、待機系のＯＬＴでもＲｅｐｏｒｔを受信することが可能である。なお、ＲＴＴを計算するためには、予備系のＯＬＴは現用系のＯＬＴからＧａｔｅメッセージの送信タイミングと、送信時のタイムスタンプとを入手しなければならない。測定されたＲＴＴの情報は、ＲＴＴ記憶メモリ２７に記憶される。
実施の形態６．
　上述の実施の形態では、回線切替要因として、通信障害を検出した場合の通信システムの動作を説明した。次に、回線切替要因として保守のための切替要求を検出する実施の形態について説明する。
　図１７は、この実施の形態６の通信システムを示す構成図である。図１７において図１、図４、図１５と同一の符号は同一または相当の部分を表している。この通信システムは、親局装置1(ＯＬＴ1-1,1-2)に親局装置1の監視制御を行う監視制御装置50が接続されている。監視制御装置50は、親局装置1の動作を指示する制御信号を出力して親局装置1を制御するだけでなく、親局装置1から各種の警報やステータス情報を取得して、通信システムの管理者に運転情報を提供する。監視制御装置50は親局装置1が設置される場所に設置されていてもよいし、複数の親局装置1を一か所で集中管理するような場合に、遠隔地にある他の施設に設置されていてもよい。
　このＯＬＴの制御装置2は、監視制御装置50から送信される切替指示信号を監視し、切替指示信号を検出した場合には、切替制御部25に対して切替情報を出力する切替指示検出部28を備えている。なお、図１７において、ＯＬＴ1-2の構成の記載が簡略化されているが、ＯＬＴ1-2の構成はＯＬＴ1-1と同様である。
　通信回線30-1,30-2の切り替えは、通信障害が検出された場合に限らず、通信システムの保守を行うためにも実行される。上述の実施の形態では、通信障害が発生してから回線切替に伴う同期処理の誤差抑制制御が行われるが、保守作業に伴う回線切替においても誤差抑制制御を行うことが望ましい。保守作業は、特定回線の故障診断を行うため、また、ＯＬＴ1の基板など一部の機器の修理、交換時などのために行われる。
　保守を開始する場合に、システムの管理者等によって、監視制御装置50に切替コマンドが入力されると、監視制御装置50はＯＬＴ1-1または／およびＯＬＴ1-2に切替指示信号を送信する。この信号の送信は、有線、無線によるどのような通信媒体を介して行われることも可能である。また、監視制御装置50を使わずに保守管理者が親局装置１に信号入力してもよい。この切替指示信号を受信したＯＬＴの切替指示検出部28は、切替制御部25に対して回線切替を指示する。そして、この指示情報を受け取った切替制御部25が上述の実施の形態で説明したような回線切替の処理を開始する。
　切替指示検出部28は、また、送信器52を介して子局装置10へ回線切替を行うことを通知する回線切替通知を送信する。この回線切替通知とその後の処理のシーケンスを図１８に示す。図１８において、図３、図８、図１３，または図１６と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。親局装置1は切替通知としてHoldover＿startメッセージを子局装置10へ送信する（ステップＳＴ３５）。子局装置10は、この切替通知を受け取ると、通信障害を検出していなくとも切替に備えるためにホールドオーバー状態に移行する。
　ホールドオーバー状態では、子局装置10は、例えば、ＬＬＩＤ(Logical　Link　Identification)などの通信を継続するための制御情報を維持し、回線が切り替えられた後も正常に通信を継続できるように、通常時であればリンク断の原因となるような警報検出を抑制する。その一例は、タイムスタンプドリフトエラーである。回線30-1,30-2の切り替えに伴い、Gateメッセージ等に含まれるタイムスタンプ情報が大きく変動しても、子局装置10はホールドオーバー期間中は、回線エラーとしてタイムスタンプドリフトエラーを検出し、リンク断の処理を行わないようにする。
　出願人は、このタイムスタンプドリフトエラーの抑制制御に関して、特許協力条約出願（国際出願番号）ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００６８６３にて特許出願を行った。この抑制制御に関し、この出願に記載された発明を本発明を実施するための形態の内容として引用する。この抑制制御とそのプロトコルを用いて、ホールドオーバー期間中に時刻同期処理の回線切替時における誤差抑制処理を実行すれば、リンク断を抑制して高速な回線切替が実現され、同時に時刻同期処理の誤差も抑制することができる。
　ステップＳＴ３５で送信される切替通知は、複数のＯＮＵ10に宛てた拡張ＭＰＣＰ（Multi-Point　Control　Protocol）メッセージを用いたマルチキャスト送信であってもよいし、各ＯＮＵ10に宛てた拡張ＯＡＭ（Operation　Administration　and　Maintenance）メッセージを用いたユニキャスト送信であってもよい。切替通知は所定のフレームフォーマットにメッセージ種別を記載した形式で作成される。従って、切替通知の名称は、Holdover＿startに限定されるものではない。メッセージの種類は、回線切替を予期できるものや、時刻同期処理の誤差抑制処理タイミングを知ることができるものであれば、どのような種類のものであってもよい。
　子局装置10は、切替通知を受信するとホールドオーバー状態に移行し、同期処理の誤差抑制処理を開始する。この誤差抑制処理は、上述実施の形態１～５で説明されたいずれの処理であってもよい。
　なお、オプション機能として、親局装置1は回線切替が終了すると、この終了を拡張ＭＰＣＰまたは拡張ＯＡＭ等の制御メッセージによって子局装置10へ通知する。この完了通知（Holdover＿complete）を受信すると子局装置10はホールドオーバー状態を終了し通常の状態に戻る。このとき、誤差抑制処理も終了し、通常状態に戻る（ステップＳＴ３６）。
　図１９はこの実施の形態の親局装置1の処理を示すフローチャートである。図１９において、図７と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。ステップＳ７１において、親局装置1の制御装置2は、監視制御装置50から切替指示を受信していないかをチェックする。そして、切替指示を受信した場合には、制御装置2は回線切替通知であるホールドオーバー開始通知を送信器52を介して送信する（ステップＳ７２）。なお、回線切替通知は、現用系のＯＬＴ1-1、予備系のＯＬＴ1-2のいずれが送信してもよい。予備系のＯＬＴ1-2が送信する場合には、予備系のＯＬＴ1-2はステップＳ７２の処理を例えばステップＳ６５とＳ６６の間で実行する。
　図２０は、子局装置10の処理を示すフローチャートである。図２０において図６，図１０，または図１４と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。子局装置の制御装置11はステップＳ７３において、受信器142を介して回線切替通知を受信していないか監視し、回線切替通知を受信していた場合には、通信異常の有無にかかわらずステップＳ６ａの処理で保護期間、すなわちホールドオーバー状態の期間に移行する。図２０は、図１０の下位レイヤの処理を示しているが、上位レイヤの処理も上述の実施の形態と同様に実行される。同期処理に用いるクロックとして、ローカルクロックＡを選択するかＢを選択するかについては、制御装置11は保護期間（ホールドオーバー状態）であるか否かによって決定する（図１０のステップＳ２４）。図６および図１４の場合も、図２０のステップＳ３２がないことを除いて、同様の処理が行われる。
　回線切替通知が拡張ＭＰＣＰを用いて送信される場合には、制御装置11は下位レイヤから上位レイヤに回線切替通知があったことを通知する。拡張ＯＡＭを用いた場合には、拡張ＯＡＭがＭＰＣＰより上位のレイヤであるため、この通知は自動的に上位レイヤに転送される。下位レイヤは、上位レイヤからこの通知の情報を取得するが、自らこの通知を検出するようにすることも可能である。また、他の変形例として、上位レイヤがローカルクロックＢ同期等の処理を行うことも可能である。
　一般に、通信回線の異常検出は、通信の一時的な問題に過剰に反応しないように、一定の検出期間において複数回以上問題を検出した場合に、はじめて異常が検出されるように設計される。従って、通信異常の検出には一定の時間がかかる。保守作業の際にも、一方のＯＬＴをシャットダウンしてＯＮＵ10に異常を検出させることも可能であるが、例えば、音声通信などのリアルタイムで通信を行っている場合に、通信の瞬断があるとユーザに提供するサービスの劣化に繋がる。従って、保守作業を行う場合などは、より早く切替を完了することが望ましいが、この実施の形態によれば、子局装置10はより早く回線切替に対応することができ、ネットワーク上のユーザに提供できるサービス品質を向上することができる。
　以上、この発明の実施の形態について説明した。この発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の主旨に包含される限り、どのような変形が行われてもよい。例えば、この通信方法が適用される通信システムは、ＰＯＮシステムである必要はなく。アクティブ素子を用いた光通信システムにも適用することができる。また、光通信に限らず、端末間を電気信号を用いて通信する通信システムに適用することも可能である。　　　
　図７に示されたＯＬＴの制御装置2の処理は、実施の形態３～５にも適用できる。また、ＯＬＴの制御装置2（ＰＯＮプロセッサ）はコンピュータで実行可能なプログラムを用いて処理を実行することが可能であるため、図７および図１９の処理はコンピュータプログラムを用いて記述することができる。ＯＮＵ10の制御装置11においても同様に、図６、図１０、図１１、図１４および図２０に記載された処理をコンピュータプログラムを用いて記述することができる。
　なお、上述の実施の形態１～６では、図１に示されるように親局装置2-1、2-2が複数の送受信機5に対応してそれぞれ設けられているが、制御装置2は図２１に示されるように１つの装置であってもよい。この場合、制御装置2-1、2-2間の設定情報の受け渡し、および、切替器8は不要になる。
　実施の形態では、汎用的な通信システムだけでなく、ＩＥＥＥ８０２．３への適用例について説明されているが、本発明はこれに限定されず、他のプロトコルを使用する通信システムでも実施可能である。第２のネットワークの時刻同期プロトコルにはＩＥＥＥ１５８８や他のプロトコルを用いることができる。また、第１のネットワークの時刻同期プロトコルにはＩＥＥＥ８０２．３ＡＳを適用することが想定される。
　第１のネットワークの下位レイヤのプロトコルは、ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．９８７．３、Ｇ．９８４．３や同様の規格を用いることも可能である。また、子局装置10とスプリッタ40との間の回線を冗長回線で接続することも可能である。
　親局装置1は、グランドマスタ装置GMからネットワーク29経由で同期メッセージを受信し、この同期メッセージを第１のネットワークにおける同期指令に変換するだけでなく、自らが起点となって同期指令を出力するようにすることもできる。時刻情報の取得源は例えば，ＧＰＳ受信装置から精密な時刻情報を取得するなど、時刻情報の入手源は特定のものに限定されない。
　この発明は、通信回線を冗長化した通信システムの時刻同期に適している。
　１　親局装置
　２，１１　制御装置
　３，１３　受信バッファ
　４，１２　送信バッファ
　５，１４　送受信機
　６，１５　ＷＤＭカプラ
　７，１６　ＰＨＹ
　１０　子局装置
　３０－１，３０－２　通信回線
　３１　加入者線（回線，支線）
　４０　スプリッタ
　５１，１４２　受信器
　５２，１４３　送信器
　ＧＭ　グランドマスタ装置
　ＳＬ　スレーブ装置

Claims (21)

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