WO2022097215A1 - 中継装置、時刻同期システム、及びプログラム - Google Patents

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WO2022097215A1
WO2022097215A1 PCT/JP2020/041282 JP2020041282W WO2022097215A1 WO 2022097215 A1 WO2022097215 A1 WO 2022097215A1 JP 2020041282 W JP2020041282 W JP 2020041282W WO 2022097215 A1 WO2022097215 A1 WO 2022097215A1
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WO
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time
signal
unit
slave
master
Prior art date
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PCT/JP2020/041282
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English (en)
French (fr)
Inventor
友輝 山田
隆 中西
慎一 吉原
豪 矢沢
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
    • H04J3/0667—Bidirectional timestamps, e.g. NTP or PTP for compensation of clock drift and for compensation of propagation delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0016—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal

Definitions

  • the present disclosure relates to a relay device, a time synchronization system, and a program for performing time synchronization between a master and a slave.
  • NTP Network Time Protocol
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 1588 described in Non-Patent Document 1
  • PTP Precision Time Protocol
  • This method is used, for example, in a system in which a master 96, which is a device for distributing time, and a slave 97 are connected to a communication network.
  • time synchronization is performed so that the time of the clock possessed by the slave 97 coincides with the time indicated by the clock possessed by the master 96.
  • the master 96 transmits a Sync signal to the slave 97 at the master transmission time t1 measured by using the clock of the master 96. Further, the master 96 transmits a master transmission time signal indicating the master transmission time t1 at which the Sync signal is transmitted to the slave 97.
  • the slave 97 receives the Sync signal and the master transmission time signal from the master 96, and stores the slave reception time information indicating the slave reception time t2 at which the Sync signal is received, which is timed using the clock of the slave 97. After that, the slave 97 transmits the DelayReq signal to the master 96 at the slave transmission time t3 measured by the clock of the slave 97 , and stores the slave transmission time information indicating the slave transmission time t 3 .
  • the master 96 receives the DelayReq signal transmitted from the slave 97. After that, the master 96 transmits the DelayResp signal to the slave 97 and the master reception time signal indicating the master reception time t4 at which the DelayReq signal is received, which is timed by using the clock of the master 96.
  • the slave 97 receives the DelayResp signal and the master reception time signal transmitted from the master 96.
  • the slave 97 calculates the time difference ⁇ t shown in the equation (1) based on the master transmission time t 1 , the slave reception time t 2 , the slave transmission time t 3 , and the master reception time t 4 .
  • equation (1) it is assumed that the delay time generated in the outward communication and the delay time generated in the return communication are equal to each other.
  • ⁇ t ((t 2 -t 1 )-(t 4 -t 3 )) / 2 (1)
  • Non-Patent Document 1 when the master 96 and the slave 97 installed at each of the plurality of bases separated from each other are time-synchronized, the delay time in the outward communication and the delay in the return communication are performed. It is assumed that time is equal. However, as shown in FIG. 11, in a configuration in which the master 96 and the slave 97 transmit and receive signals via the relay device 91, a queuing delay occurs in the transmission of the synchronization signal along with the transmission of the normal signal in the relay device. I have something to do.
  • the synchronization signal is a signal used for time synchronization, and includes a Sync signal and a DelayReq signal.
  • the normal signal is a signal other than the synchronization signal.
  • the delay time due to the queuing delay depends on the traffic amount of the normal signal transmitted and received by the relay device 91. Therefore, the delay time in the outbound communication and the delay time in the inbound communication may be different. As a result, if the slave 97 corrects the time as described above using the equation (1), the accuracy of time synchronization may decrease.
  • Non-Patent Document 2 describes a method of transmitting and receiving a high priority signal including a synchronization signal with high priority by using the method specified in IEEE802.1Qbu in order to suppress such a decrease in the accuracy of time synchronization. ing.
  • the relay device when the relay device receives the high priority signal, the relay device stops the transmission of the low priority signal and transmits the high priority signal.
  • the high priority signal when the high priority signal is received during the transmission of the low priority signal in the relay device, there is a waiting time for the transmission of the high priority signal until the transmission of the low priority signal being transmitted is completed. Sometimes. Therefore, a delay may occur in the transmission of the high priority signal depending on the length of the low priority signal.
  • the high priority signal includes a synchronization signal and a signal that is not a synchronization signal, when a signal that is not a synchronization signal included in the high priority signal is preferentially transmitted, until the transmission of the signal is completed. There may be a waiting time for the transmission of the synchronization signal.
  • the relay device has a master function unit and a slave function unit on the input side and the output side, respectively.
  • the time synchronization between the master and the slave function unit of the relay device is performed, and the time synchronization between the master function unit of the relay device and the slave is performed, so that the relay device is the device clock. Correct the time indicated by.
  • the transparent clock (TC) technique the delay time is calculated based on the difference between the time when the relay device receives the signal and the time when the signal is transmitted. Then, the slave receives the delay time from the relay device and corrects the time indicated by the slave clock based on the delay time.
  • Non-Patent Document 3 the master 96 and the slave 97 that receive the low priority signal need to have a function of restoring the divided low priority signal, and a time synchronization system is simply configured. There is a problem that it cannot be done. Further, when BC technology is used in a system in which a master and a slave communicate with each other via a relay device, the relay device needs to have a master function and a slave function, and thus has a complicated configuration. Further, when the TC technique is used, as described above, the slave receives the delay time from the relay device and corrects the time based on the delay time. Therefore, the processing load of the slave is high, and the processing load of the slave becomes a big problem especially when communication is performed via a large number of relay devices.
  • An object of the present disclosure made in view of such circumstances is a relay device, a time synchronization system, and a program capable of easily realizing highly accurate time synchronization in a system in which a master and a slave communicate via a relay device. Is to provide.
  • the relay device includes an in-device clock that indicates a time, a storage unit that stores information, and a communication unit that transmits and receives signals including synchronization signals and normal signals to and from each master and slave.
  • the synchronization signal information indicating the synchronization signal received by the communication unit is stored in the storage unit, and the time indicated by the internal clock of the apparatus is used to store the synchronization signal information for the first predetermined time after the synchronization signal is received.
  • the residence time processing unit that extracts the synchronization signal information from the storage unit and the transmission of the normal signal are stopped when the first predetermined time elapses after the synchronization signal is received.
  • the communication unit is provided with a transmission signal control unit that controls the communication unit to transmit the synchronization signal indicating the synchronization signal information.
  • the time synchronization system is a time synchronization system including the above-mentioned relay device and a master and a slave that communicate with each other with the relay device. From the master, a master time signal indicating the master time when the master transmits / receives the synchronization signal is transmitted to the slave, and the slave includes the internal clock of the slave, and the slave time indicating the time when the slave transmits / receives the synchronization signal. , The slave internal clock is corrected based on the master time and the residence set time.
  • the program according to the present disclosure causes the computer to function as the above-mentioned relay device.
  • the time synchronization system According to the relay device, the time synchronization system, and the program according to the present disclosure, highly accurate time synchronization can be easily realized.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the time synchronization system which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. It is a timing chart for demonstrating the timing which the relay apparatus shown in FIG. 1 transmits a signal received from a master to a slave. It is a timing chart for demonstrating the timing which the relay device shown in FIG. 1 transmits a signal received from a slave to a master. It is a figure which shows the structural example of the master shown in FIG. It is a figure which shows the configuration example of the slave shown in FIG. It is a sequence diagram for demonstrating the operation of the time synchronization system shown in FIG. It is a flowchart for demonstrating the 1st relay process shown in FIG.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the time synchronization system which concerns on the 3rd Embodiment of this disclosure. It is a sequence diagram for demonstrating the operation of the time synchronization system shown in FIG. It is a sequence diagram for demonstrating the operation of the conventional time synchronization system. It is a figure which shows the configuration example of the system which added the relay device to the time synchronization system which performs the operation shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a time synchronization system 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the time synchronization system 100 includes a relay device 1, a master 6, and a slave 7.
  • the master 6 and the slave 7 communicate with each other via the relay device 1.
  • the relay device 1, the master 6, and the slave 7 are configured as a computer.
  • the computer can be, for example, a server computer, a supercomputer, a mainframe, a tablet computer, a notebook computer, or a smartphone. Further, the computer can be any computer such as a general-purpose computer, a dedicated computer, a workstation, a PC (Personal Computer), and an electronic notepad.
  • the relay device 1 communicates with each other with the master 6 and the slave 7.
  • the relay device 1 includes a communication unit 2, an internal clock 3, a control unit 4, and a storage unit 5.
  • the communication unit 2 includes a reception interface and a communication interface including a transmission interface.
  • the communication unit 2 transmits and receives signals to and from each of the master 6 and the slave 7.
  • the signal includes a synchronization signal and a normal signal which is a signal other than the synchronization signal.
  • the synchronization signal is a part of a PTP (Precision Time Protocol) signal including, for example, a Sync signal and a DelayReq signal.
  • the DelayResp signal included in the PTP signal is a normal signal.
  • the communication unit 2 receives a master time signal indicating the master time when the master 6 has transmitted and received a synchronization signal from the master 6 and transmits the master time signal to the slave 7.
  • the master time signal includes a master transmission time signal indicating a master transmission time t 1 and a master reception time signal indicating a master reception time t 4 .
  • the master transmission time t 1 is the time when the master 6 transmits the Sync signal, which is timed by using the master internal clock 62 which will be described in detail later.
  • the master reception time t 4 is the time when the master 6 receives the DelayReq signal, which is timed by using the master internal clock 62.
  • the communication unit 2 includes a first receiving unit 21r, a first transmitting unit 21t, a second receiving unit 22r, and a second transmitting unit 22t.
  • the first receiving unit 21r and the second receiving unit 22r are configured to include a receiving interface, and receive a signal via the receiver. Further, the first receiving unit 21r and the second receiving unit 22r output the received signal to the control unit 4. Specifically, the first receiving unit 21r receives the Sync signal and the normal signal transmitted from the master 6 and outputs them to the first route control unit 411 described later of the control unit 4. The first receiving unit 21r receives the master time signal transmitted from the master 6 and outputs it to the first route control unit 411. The master time signal may be included in the Sync signal, or may be transmitted / received following the Sync signal. The second receiving unit 22r receives the DelayReq signal and the normal signal transmitted from the slave 7 and outputs them to the second route control unit 412 described later in the control unit 4.
  • the first transmission unit 21t and the second transmission unit 22t are configured to include a transmission interface, and transmit a signal via a transmitter under the control of the first transmission signal control unit 441. Specifically, the first transmission unit 21t transmits the Sync signal and the normal signal received by the first reception unit 21r to the slave 7. The first transmission unit 21t transmits the master time signal received by the first reception unit 21r to the slave 7. Further, the second transmission unit 22t transmits the DelayReq signal and the normal signal received by the second reception unit 22r to the master 6.
  • the in-device clock 3 indicates the time.
  • the time indicated by the in-device clock 3 is used by the control unit 4, as will be described in detail later.
  • the control unit 4 may be configured by dedicated hardware or may be configured by one or more processors.
  • the processor can be a general-purpose processor or a dedicated processor specialized for a specific process, and is not limited thereto.
  • the processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like.
  • the control unit 4 includes a route control unit 41, a signal determination unit 42, a residence time processing unit 43, and a transmission signal control unit 44.
  • the route control unit 41 determines the transmission destination of the signal received by the communication unit 2. When the route control unit 41 determines the transmission destination of the signal, the route control unit 41 outputs the signal to the signal determination unit 42.
  • the route control unit 41 includes a first route control unit 411 and a second route control unit 412.
  • the first route control unit 411 determines the transmission destination of the signal received by the first reception unit 21r. When the first route control unit 411 determines the transmission destination of the signal, the first route control unit 411 outputs the signal to the first signal determination unit 421.
  • the second route control unit 412 determines the transmission destination of the signal received by the second reception unit 22r. When the second route control unit 412 determines the transmission destination of the signal, the second route control unit 412 outputs the signal to the second signal determination unit 422.
  • the signal determination unit 42 determines whether the signal received by the communication unit 2 is a synchronous signal or a normal signal. Further, when the signal determination unit 42 determines that the signal is a synchronization signal, the signal determination unit 42 outputs the synchronization signal to the residence time processing unit 43. When the signal determination unit 42 determines that the signal is a normal signal, the signal determination unit 42 outputs the normal signal to the transmission signal control unit 44.
  • the signal determination unit 42 includes a first signal determination unit 421 and a second signal determination unit 422.
  • the first signal determination unit 421 determines whether the signal received by the first reception unit 21r is a Sync signal or a normal signal. When the first signal determination unit 421 determines that the signal is a Sync signal, the first signal determination unit 421 outputs the Sync signal to the first residence time processing unit 431 described later. When the first signal determination unit 421 determines that the signal is a normal signal, the first signal determination unit 421 outputs the normal signal to the first transmission signal control unit 441, which will be described later. Further, the second signal determination unit 422 determines whether the signal received by the second reception unit 22r is a DelayReq signal or a normal signal.
  • the second signal determination unit 422 determines that the signal is a DelayReq signal
  • the second signal determination unit 422 outputs the DelayReq signal to the second residence time processing unit 432 described later.
  • the second signal determination unit 422 determines that the signal is a normal signal
  • the second signal determination unit 422 outputs the normal signal to the second transmission signal control unit 442 described later.
  • the residence time processing unit 43 stores the synchronization signal received by the communication unit 2 and determined by the signal determination unit 42 using the time indicated by the internal clock 3.
  • the residence time processing unit 43 stores the synchronization signal information indicating the synchronization signal determined by the signal determination unit 42 in the storage unit 5.
  • the residence time processing unit 43 uses the time indicated by the internal clock 3 of the apparatus, and the synchronization signal information is transmitted from the storage unit 5.
  • the first predetermined time T 1 and the residence set time ⁇ are arbitrary set values, and may be values preset in the apparatus or optimum values determined by the apparatus. As shown in FIGS.
  • the first predetermined time T1 and the residence setting time ⁇ may be set so that the time between them is equal to or longer than the time from the start to the end of the transmission of the normal signal.
  • the time from the start to the end of the transmission of the normal signal may be determined based on the traffic amount of the communication network that propagates the signal transmitted from the relay device 1.
  • the residence time processing unit 43 outputs the synchronization signal indicated by the synchronization signal information extracted from the storage unit 5 to the transmission signal control unit 44.
  • the residence time processing unit 43 includes a first residence time processing unit 431 and a second residence time processing unit 432.
  • the first predetermined time T 1 includes the first outward predetermined time T MS1 and the first return predetermined time T SM 1.
  • the residence set time ⁇ includes an outward residence set time ⁇ MS and a return route residence set time ⁇ SM .
  • the first residence time processing unit 431 retains the Sync signal determined by the first signal determination unit 421 using the time indicated by the in-device clock 3.
  • the first residence time processing unit 431 stores the synchronization signal information indicating the Sync signal in the first storage unit 51. To memorize. Further, as shown in FIG. 2, the first residence time processing unit 431 has elapsed an outward retention set time ⁇ MS longer than the first outward predetermined time TMS1 since the Sync signal was received (example of FIG. 2). Then, it is determined whether or not the current time is after the time ⁇ c1 ). When it is determined that the outward residence set time ⁇ MS has not elapsed, the first residence time processing unit 431 continuously stores the synchronization signal in the first storage unit 51. When it is determined that the outward residence set time ⁇ MS has elapsed, the first residence time processing unit 431 transfers the synchronization signal information indicating the Sync signal stored in the first storage unit 51 from the first storage unit 51. Extract.
  • the first outbound route predetermined time T MS1 and the outbound stay set time ⁇ MS are the time ⁇ a1 when the first outbound route predetermined time T MS1 elapses after the Sync signal is received, and the outward stay setting after the Sync signal is received.
  • the time ⁇ may be set so that the time between the time ⁇ and the time when the MS has elapsed is equal to or longer than the time from the start to the end of the transmission of the normal signal.
  • the first residence time processing unit 431 outputs the Sync signal indicated by the synchronization signal information extracted from the storage unit 51 to the first transmission signal control unit 441, which will be described later.
  • the second residence time processing unit 432 retains the DelayReq signal determined by the second signal determination unit 232 using the time indicated by the in-device clock 3.
  • the second residence time processing unit 432 stores the synchronization signal information indicating the DelayReq signal in the second storage unit 52. To memorize. Further, as shown in FIG. 3, the second residence time processing unit 432 has elapsed a return route residence setting time ⁇ SM longer than the first outward route predetermined time TM S1 after receiving the DelayReq signal (FIG. 3). In the example, it is determined whether or not the current time is after the time ⁇ c2 ). When it is determined that the return route residence set time ⁇ SM has not elapsed, the second residence time processing unit 432 continuously stores the synchronization signal information in the second storage unit 52. When it is determined that the return route residence set time ⁇ SM has elapsed, the second residence time processing unit 432 transfers the synchronization signal information indicating the DayReq signal stored in the second storage unit 52 from the second storage unit 52. Extract.
  • the first return route predetermined time T SM1 and the return route retention set time ⁇ SM may be set in the same manner as the first outward route predetermined time T MS1 and the outward route retention set time ⁇ MS .
  • the second residence time processing unit 432 outputs the DelayReq signal indicated by the synchronization signal information to the second transmission signal control unit 442, which will be described later.
  • the transmission signal control unit 44 controls the communication unit 2 so as to transmit the synchronization signal output from the residence time processing unit 43.
  • the transmission signal control unit 44 controls the communication unit 2 to transmit a normal signal based on the time after the synchronization signal is received, using the time indicated by the internal clock 3. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the transmission signal control unit 44 receives the synchronization signal by the communication unit 2, and when the first predetermined time T 1 elapses, the communication unit 2 informs the transmission signal control unit 44. The communication unit 2 is controlled so as to stop the transmission of the received normal signal. Further, the transmission signal control unit 44 sets the communication unit 2 so as to start the transmission of the normal signal received by the communication unit 2 when the second predetermined time T 2 elapses after the synchronization signal is received by the communication unit 2. Control.
  • the second predetermined time T 2 is an arbitrary set value that is longer than the residence set time ⁇ , and may be a value preset in the device or an optimum value determined by the device. ..
  • the transmission signal control unit 44 includes a first transmission signal control unit 441 and a second transmission signal control unit 442.
  • the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit the Sync signal output by the first residence time processing unit 431.
  • the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit a normal signal to the slave 7 based on the time indicated by the in-device clock 3. .. Specifically, in the first transmission signal control unit 441, the first outward predetermined time TMS1 elapses after the synchronization signal is received by the first reception unit 21r (in the example of FIG. 2, the time ⁇ ). ( A1 or later), the first transmission unit 21t is controlled so as to stop the transmission of the normal signal. Further, in the first transmission signal control unit 441, the second outward predetermined time TMS2 elapses after the synchronization signal is received by the first reception unit 21r (in the example of FIG. 2, the time ⁇ b1 or later). ), The first transmission unit 21t is controlled so as to start the transmission of the normal signal.
  • the first transmission signal control unit 441 determines whether or not the current time is within the first block period.
  • the first block period is after the time ⁇ a1 in which the first outbound predetermined time TMS1 elapses from the reception time when the Sync signal is received, and the second outbound predetermined time TMS2 elapses from the reception time. It is the time until the time ⁇ b1 .
  • the second outbound predetermined time T MS2 is longer than the outbound residence set time ⁇ MS .
  • the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit a normal signal when it is determined that the current time is not within the first block period. Further, the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to stop the transmission of the normal signal when it is determined that the current time is within the first block period.
  • the normal signal may be stored in the memory provided in the relay device 1 after being received by the first receiving unit 21r until being transmitted by the first transmitting unit 21t.
  • the second transmission signal control unit 442 controls the second transmission unit 22t so as to transmit the DelayReq signal output by the second residence time processing unit 432.
  • the second transmission signal control unit 442 controls the second transmission unit 22t so as to transmit the normal signal to the master 6 based on the time indicated by the in-device clock 3. Specifically, in the second transmission signal control unit 442, the first return route predetermined time T SM1 elapses after the synchronization signal is received by the second reception unit 22r (in the example of FIG. 3, the time ⁇ ). ( A2 or later), the second transmission unit 22t is controlled so as to stop the transmission of the normal signal. Further, in the second transmission signal control unit 442, the second return route predetermined time TSM2 elapses after the synchronization signal is received by the second reception unit 22r (in the example of FIG. 3, the time ⁇ b1 or later). ), The second transmission unit 22t is controlled so as to start the transmission of the normal signal.
  • the second transmission signal control unit 442 determines whether or not the current time is within the second block period.
  • the second block period is after the time ⁇ a2 in which the first return route predetermined time T SM1 elapses from the reception time when the DelayReq signal is received, and the second return route predetermined time T SM2 elapses from the reception time. It is the time until the time ⁇ b2 .
  • the second return route predetermined time T SM2 is longer than the return route residence set time ⁇ SM .
  • the second transmission signal control unit 442 controls the second transmission unit 22t so as to transmit a normal signal when it is determined that the current time is not within the second block period. Further, the second transmission signal control unit 442 controls the first transmission unit 21t so as to stop the transmission of the normal signal when it is determined that the current time is within the second block period.
  • the normal signal may be stored in the memory included in the relay device 1 after being received by the second receiving unit 22r until being transmitted by the second transmitting unit 22t.
  • the storage unit 5 includes one or more memories, and may include, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, and the like. Each memory included in the storage unit 5 may function as, for example, a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 5 stores information. Specifically, the storage unit 5 stores arbitrary information used for the operation of the relay device 1. The storage unit 5 does not necessarily have to be provided inside the relay device 1, and may be provided outside the relay device 1. The storage unit 5 stores arbitrary information used for the operation of the relay device 1. For example, the storage unit 5 may store a system program, an application program, various information received by the communication unit 2, and the like.
  • the storage unit 5 stores the synchronization signal information indicating the synchronization signal determined by the signal determination unit 42 under the control of the residence time processing unit 43.
  • the storage unit 5 includes a first storage unit 51 and a second storage unit 52.
  • the first storage unit 51 stores the synchronization signal received by the first reception unit 21r and determined by the first signal determination unit 421 under the control of the first residence time processing unit 431.
  • the second storage unit 52 stores the synchronization signal received by the second reception unit 22r and determined by the second signal determination unit 232 under the control of the second residence time processing unit 432.
  • the master 6 includes a communication unit 61, a master internal clock 62, a storage unit 63, and a control unit 64.
  • the communication unit 61 includes a reception interface and a communication interface including a transmission interface.
  • the communication unit 61 includes a reception unit 611 and a transmission unit 612.
  • the receiving unit 611 is configured to include a receiving interface.
  • the receiving unit 611 is connected to the receiver and receives the DelayReq signal and the normal signal transmitted from the relay device 1 via the receiver.
  • the transmission unit 612 is configured to include a transmission interface.
  • the transmission unit 612 is connected to a transmitter and transmits a signal to the relay device 1 via the transmitter. Specifically, the transmission unit 612 transmits the Sync signal and the normal signal to the relay device 1. Further, the transmission unit 612 transmits the master time signal generated by the control unit 64 to the relay device 1.
  • the master clock 62 indicates the time. Each functional unit included in the master 6 can perform various processes based on the time indicated by the master internal clock 62. In this embodiment, the time indicated by the master internal clock 62 is used by the control unit 64 as described below.
  • the storage unit 63 includes one or more memories, and may include, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, and the like. Each memory included in the storage unit 63 may function as, for example, a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 63 stores information under the control of the control unit 64. Specifically, the storage unit 63 stores arbitrary information used for the operation of the master 6. The storage unit 63 does not necessarily have to be provided inside the master 6, and may be provided outside the master 6. The storage unit 63 stores arbitrary information used for the operation of the master 6. For example, the storage unit 63 may store the system program, the application program, and various information received by the reception unit 611.
  • the control unit 64 may be configured by dedicated hardware or may be configured by one or more processors.
  • the control unit 64 can perform control by any method using the signal received by the reception unit 611.
  • the control unit 64 generates a master time signal. Specifically, the control unit 64 generates a master transmission time signal when the Sync signal is transmitted by the transmission unit 612. Further, the control unit 64 generates a master reception time signal when the DelayReq signal is received by the reception unit 611.
  • the slave 7 includes a communication unit 71, a slave internal clock 72, a storage unit 73, and a control unit 74.
  • the communication unit 71 includes a reception interface and a communication interface including a transmission interface.
  • the communication unit 71 includes a reception unit 711 and a transmission unit 712.
  • the receiving unit 711 is configured to include a receiving interface.
  • the receiving unit 711 is connected to a receiver and receives a Sync signal and a normal signal transmitted from the relay device 1 via the receiver.
  • the receiving unit 711 receives the master time signal transmitted from the relay device 1.
  • the transmission unit 712 is configured to include a transmission interface.
  • the transmission unit 712 is connected to a transmitter and transmits a signal to the relay device 1 via the transmitter. Specifically, the transmission unit 712 transmits the DelayReq signal and the normal signal to the relay device 1.
  • the slave internal clock 72 indicates the time. Each functional unit included in the slave 7 can perform various processes based on the time indicated by the slave internal clock 72. In this embodiment, the time indicated by the slave internal clock 72 is used by the control unit 74, as will be described later.
  • the storage unit 73 includes one or more memories, and may include, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, and the like. Each memory included in the storage unit 73 may function as, for example, a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 73 stores arbitrary information used for the operation of the slave 7.
  • the storage unit 73 does not necessarily have to be provided inside the slave 7, and may be provided outside the slave 7.
  • the storage unit 73 stores arbitrary information used for the operation of the slave 7.
  • the storage unit 73 may store the system program, the application program, various information input by the reception unit 711, and the like.
  • the storage unit 73 stores information under the control of the control unit 74. Further, the storage unit 73 stores in advance information indicating the first predetermined time T 1 , the second predetermined time T 2 , and the residence set time ⁇ .
  • the control unit 74 may be configured by dedicated hardware or may be configured by one or more processors. The control unit 74 can perform control by any method using the signal received by the reception unit 711.
  • the control unit 74 stores the slave time information indicating the slave time when the communication unit 71 transmits / receives the synchronization signal in the storage unit 73.
  • the slave time information includes slave reception time information indicating slave reception time t 2 and slave transmission time information indicating slave transmission time t 3 .
  • the slave reception time t 2 is the time when the slave 7 receives the Sync signal, which is timed by using the slave internal clock 72.
  • the slave transmission time t 3 is the time when the slave 7 receives the DelayReq signal, which is timed by using the slave internal clock 72.
  • the control unit 74 when the receiving unit 711 receives the Sync signal, the control unit 74 generates slave reception time information indicating the slave reception time t 2 and causes the storage unit 73 to generate the slave reception time information. Further, when the transmission unit 712 transmits the DelayReq signal, the control unit 74 generates slave transmission time information indicating the slave transmission time t 3 and causes the storage unit 73 to generate the slave transmission time information. Further, when the receiving unit 711 receives the master time signal from the relay device 1, the control unit 74 may store the information indicated by the master time signal in the storage unit 73.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of an operation in the time synchronization process of the time synchronization system 100 according to the first embodiment.
  • the operation in the time synchronization process of the time synchronization system 100 described with reference to FIG. 6 corresponds to the time synchronization method according to the first embodiment.
  • step S11 the master 6 transmits a Sync signal to the relay device 1. Further, the master 6 transmits a master transmission time signal indicating the master transmission time t1 at which the Sync signal is transmitted to the relay device 1 . Before and after step S11, the master 6 may transmit a normal signal to the relay device 1.
  • step S12 the relay device 1 performs a relay process for transmitting the Sync signal and the normal signal received from the master 6 to the slave 7.
  • the relay process in step S12 will be described in detail with reference to FIG. 7.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation in the relay process of the relay device 1 according to the first embodiment.
  • the operation including the first relay process described with reference to FIG. 7 corresponds to the relay method according to the first embodiment.
  • the relay device 1 starts the relay process when the Sync signal or the normal signal is received by the first receiving unit 21r.
  • step S121 the first route control unit 411 determines the transmission destination of the signal received by the first reception unit 21r.
  • step S122 the first signal determination unit 421 determines whether the signal received by the first reception unit 21r is a synchronous signal or a normal signal, that is, whether it is a synchronous signal.
  • step S123 the first transmission signal control unit 441 determines whether or not the current time is within the first block period. To judge.
  • the first transmission signal control unit 441 repeats the process of step S123.
  • the first transmission signal control unit 441 ends the process of step S12 and performs the process of step S13.
  • step S123 the first residence time processing unit 431 stores the synchronization signal information indicating the synchronization signal in the first storage unit 51.
  • step S124 the first residence time processing unit 431 determines whether or not the outward residence set time ⁇ MS has elapsed since the signal was received.
  • step S125 If it is determined in step S125 that the outward residence set time ⁇ MS has not elapsed since the signal was received, the first residence time processing unit 431 repeats step S125.
  • step S126 the first residence time processing unit 431 transfers the synchronization signal stored in the first storage unit 51. Extract information.
  • step S127 the first residence time processing unit 431 outputs the Sync signal, which is the synchronization signal indicated by the synchronization signal information extracted in step S127, to the first transmission signal control unit 441.
  • the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit a signal. Specifically, the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit the Sync signal output from the first residence time processing unit 431 to the slave 7. The first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit the master transmission time signal to the slave 7 following the transmission of the Sync signal. Further, the first transmission signal control unit 441 controls the first transmission unit 21t so as to transmit the normal signal output from the first signal determination unit 421. Then, the slave 7 receives the Sync signal and the master transmission time signal transmitted from the relay device 1. The slave 7 stores the slave reception time information indicating the slave reception time t 2 at which the Sync signal is received.
  • step S14 the slave 7 transmits the DelayReq signal to the relay device 1. Further, the slave 7 generates and stores the slave transmission time information. Before and after step S14, the slave 7 may transmit a normal signal to the relay device 1.
  • step S15 the relay device 1 performs a second relay process for transmitting the DelayReq signal and the normal signal received from the slave 7 to the master 6.
  • the return route retention set time ⁇ SM used in the second relay process may be different from the outward route retention set time ⁇ MS .
  • the second relay process is the same as the first relay process except for the return route retention set time ⁇ SM .
  • step S16 the second transmission signal control unit 442 controls the second transmission unit 22t so as to transmit the DelayReq signal output from the second residence time processing unit 432 to the master 6. Further, the second transmission signal control unit 442 controls the second transmission unit 22t so as to transmit the normal signal output from the second signal determination unit 422.
  • the master 6 receives the DelayReq signal transmitted from the relay device 1. The master 6 generates a master reception time signal.
  • step S17 the master 6 transmits the DelayResp signal to the relay device 1. Further, the master 6 transmits the master reception time signal to the relay device 1.
  • step S18 the relay device 1 transmits the DelayResp signal received from the master 6 to the slave 7. Further, the relay device 1 transmits the master reception time signal received from the master 6 to the slave 7. The slave 7 receives the DelayResp signal and the master reception time signal transmitted from the relay device 1.
  • step S19 the slave 7 is a slave based on the master transmission time t 1 , the slave reception time t 2 , the slave transmission time t 3 , the master reception time t 4 , the outward stay set time ⁇ MS , and the return stay set time ⁇ SM .
  • the time indicated by the internal clock 72 is corrected.
  • the relay device 1 stops the transmission of the normal signal when the first predetermined time T1 elapses after the synchronization signal is received, and the relay device 1 stops the transmission of the normal signal for the first predetermined time T.
  • the residence setting time ⁇ longer than 1 elapses the synchronization signal information is extracted from the storage unit 5.
  • the relay device 1 reduces the delay caused by the normal signal transmission process.
  • a normal signal can be transmitted after the known residence setting time ⁇ has elapsed.
  • the slave 7 can accurately calculate the outward communication time and the return communication time by using the accurate time required from the reception of the synchronization signal to the transmission of the synchronization signal by the relay device 1.
  • the slave 7 can accurately calculate the time difference ⁇ t, and accordingly, it is possible to accurately correct the time of the slave internal clock 72. Therefore, in the time synchronization system 100, the time synchronization of the master 6 and the slave 7 that transmit and receive signals via the relay device 1 is accurately performed.
  • the relay device 1 does not need to have a master function unit and a slave function unit, and can be easily configured.
  • the slave 7 can calculate the time difference ⁇ t without using the transmission / reception time of the synchronization signal in the relay device 1. Therefore, even when the master 6 and the slave 7 communicate with each other via a large number of relay devices 1, the slave 7 does not need to receive a signal indicating the transmission / reception time of the large number of relay devices 1, and can be simply configured. Can be done.
  • the first predetermined time T1 and the residence setting time ⁇ may be set so that the interval is equal to or longer than the time from the start to the end of the transmission of the normal signal.
  • the first route control unit 411 determines the signal transmission destination in step S121, and the subsequent step S122 determines whether or not the first signal determination unit 421 is a synchronization signal. I explained that. However, this is not limited to this, and the first route control unit 411 may determine the transmission destination of the signal at any timing after step S122 and before step S13.
  • the time synchronization system 100 of the second embodiment includes a relay device 1, a master 6, and a slave 7.
  • the relay device 1 is configured as a computer.
  • the relay device 1 includes a communication unit 2, an internal clock 3, a control unit 4, and a storage unit 5.
  • the communication unit 2, the internal clock 3 and the storage unit 5 of the second embodiment are the same as the communication unit 2, the internal clock 3 and the storage unit 5 of the first embodiment, respectively.
  • the control unit 4 includes a processor.
  • the control unit 4 includes a route control unit 41, a signal determination unit 42, a residence time processing unit 43, and a transmission signal control unit 44.
  • the route control unit 41, the signal determination unit 42, and the transmission signal control unit 44 in the second embodiment are the same as the route control unit 41, the signal determination unit 42, and the transmission signal control unit 44 in the first embodiment, respectively. be. It includes a residence time processing unit 43, a first residence time processing unit 431, and a second residence time processing unit 432.
  • the first residence time processing unit 431 is the same as the first residence time processing unit 431 of the first embodiment.
  • the processing of the second residence time processing unit 432 is different from that of the first embodiment.
  • the return route residence set time ⁇ SM is the same as the outward route residence set time ⁇ MS . That is, the second residence time processing unit 432 in the second embodiment uses the time indicated by the internal clock 3 of the apparatus to receive the DayReq signal, and then the return route residence setting time is the same as the outward route retention set time ⁇ MS . It is determined whether or not ⁇ SM has elapsed.
  • the second residence time processing unit 432 determines that the return route residence set time ⁇ SM has not elapsed since the DayReq signal was received, the second residence time processing unit 432 transmits the synchronization signal to the second. It is continuously stored in the storage unit 52.
  • the second residence time processing unit 432 determines that the return route residence set time ⁇ SM has elapsed since the DayReq signal was received, the second residence time processing unit 432 transmits the synchronization signal information indicating the DayReq signal stored in the second storage unit 52. Extract from the second storage unit 52. Then, the second residence time processing unit 432 outputs the DelayReq signal indicating the synchronization signal information to the first transmission signal control unit 441.
  • the master 6 of the second embodiment is the same as the master 6 of the first embodiment.
  • the slave 7 of the second embodiment is configured as a computer.
  • the slave 7 of the second embodiment includes a communication unit 71, a slave internal clock 72, a storage unit 73, and a control unit 74.
  • the communication unit 71, the slave internal clock 72, and the storage unit 73 of the second embodiment are the same as the communication unit 71, the slave internal clock 72, and the storage unit 73 of the first embodiment, respectively.
  • the return route residence set time ⁇ SM is the same as the outward route residence set time ⁇ MS .
  • the slave 7 communicating with the master 6 via the relay device 1 can easily calculate the time difference ⁇ t as compared with the first embodiment. Therefore, the processing load of the slave 7 is reduced.
  • the slave 7 is a large number of relay devices. 1 The time difference ⁇ t must be calculated based on each outbound stay set time ⁇ MS and inbound stay set time ⁇ SM .
  • the relay device 1 of the second embodiment can easily realize highly accurate time synchronization between the master 6 and the slave 7.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the time synchronization system 101 according to the third embodiment of the present invention.
  • the time synchronization system 101 includes a first relay device 1A, a second relay device 1B, a third relay device 1C, a master 60, and a slave. 70 and.
  • the first relay device 1A, the second relay device 1B, the third relay device 1C, the master 60, and the slave 70 are each configured as a computer.
  • the first relay device 1A, the second relay device 1B, and the third relay device 1C are the same as the relay device 1 of the first embodiment.
  • the master 60 of the third embodiment is the same as the master 6 of the first embodiment.
  • the communication path in the outward communication in which the signal is transmitted from the master 60 to the slave 70 and the communication path in the return communication in which the signal is transmitted from the slave 70 to the master 60 are set. different.
  • the master 6 transmits a signal to the slave 70 via the first relay device 1A.
  • the slave 70 transmits a signal to the master 60 via the second relay device 1B and the third relay device 1C.
  • the slave 70 includes a communication unit 701, a clock 702, a storage unit 703, and a control unit 704.
  • the communication unit 701, the clock 702, and the storage unit 703 of the third embodiment are the same as the communication unit 71, the slave internal clock 72, and the storage unit 73 of the first embodiment, respectively.
  • the control unit 704 of the third embodiment is different from the control unit 74 of the first embodiment, and the control unit 704 will be described in detail below.
  • the control unit 704 calculates the time difference ⁇ t based on the master transmission time t 1 , the slave reception time t 2 , the slave transmission time t 3 , the master reception time t 4 , the residence setting time ⁇ , and the communication time ⁇ .
  • the retention setting time ⁇ is the retention setting time ⁇ 1 and the retention setting time ⁇ from the reception of the synchronization signal to the transmission of the synchronization signal by the first relay device 1A, the second relay device 1B, and the third relay device 1C, respectively. 2 and the residence set time ⁇ 3 are included.
  • the communication time ⁇ is from one of the devices including the master 60, the slave 70, the first relay device 1A, the second relay device 1B, and the third relay device 1C included in the time synchronization system 101. It is the time when the signal propagates through the communication network to the device of.
  • the communication time ⁇ is the communication time ⁇ M1 until the signal is transmitted from the master 60 and received by the first relay device 1A, and the signal is transmitted from the first relay device 1A and is received by the slave 70. Includes communication time ⁇ 1S until reception.
  • the communication time ⁇ is the communication time ⁇ S2 until it is transmitted from the slave 70 and received by the second relay device 1B, and is transmitted from the second relay device 1B and received by the third relay device 1C. Includes communication time ⁇ 23 up to.
  • the communication time ⁇ includes a communication time ⁇ 3M from being transmitted from the third relay device 1C to being received by the master 60.
  • the control unit 704 starts from the time from the slave reception time t 2 to the master transmission time t 1 , all the residence setting times ⁇ in the relay device that relays the signal in the outbound communication, and all the stay setting times ⁇ in the outbound communication.
  • the outbound communication time is calculated by subtracting the communication time ⁇ .
  • the control unit 704 sets all the retention set times ⁇ in the relay device that relayed the signal in the return path communication and all the communication times ⁇ in the return path communication from the time from the master reception time t 4 to the slave transmission time t 3 .
  • the return communication time is calculated by subtracting.
  • the control unit 704 calculates 1/2 of the difference between the outward communication time and the return communication time as the time difference ⁇ t.
  • the control unit 704 calculates the time difference ⁇ t as shown in the equation (4).
  • ⁇ t ((t 2 -t 1 - ⁇ 1 - ⁇ M1 - ⁇ 1S )) -(T 4 -t 3 - ⁇ 2 - ⁇ 3 - ⁇ S3 - ⁇ 32 - ⁇ 2M )) / 2 (4)
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing an example of the operation in the time synchronization process of the time synchronization system 101 according to the third embodiment.
  • the operation in the time synchronization process of the time synchronization system 101 described with reference to FIG. 9 corresponds to the time synchronization method according to the third embodiment.
  • step S21 the master 60 transmits a signal.
  • step S22 the first relay device 1A performs the first relay processing of the signal 60 transmitted from the master.
  • step S23 the first relay device 1A transmits a signal to the slave 70, and the slave 70 receives the signal transmitted from the first relay device 1A.
  • Each process from step S21 to step S23 is the same as each process from step S11 to step S13 of the first embodiment, respectively.
  • step 24 the slave 70 transmits a signal.
  • step S25 the second relay device 1B performs the second relay processing of the signal transmitted from the slave 70.
  • Each process of step S24 and step S25 is the same as each process of step S14 and step S15 of the first embodiment, respectively.
  • step S26 the second relay device 1B transmits the signal transmitted from the slave 70 to the third relay device 1C.
  • step S27 the third relay device 1C performs a third relay process of the signal transmitted from the second relay device 1B.
  • Each process of step S26 and step S27 is the same as each process of step S14 and step S15 of the first embodiment, respectively.
  • step S28 the third relay device 1C transmits a signal to the master 60.
  • the process of step S28 is the same as the process of step S16 of the first embodiment.
  • step S29 the master 60 transmits a signal to the first relay device 1A.
  • step S30 the first relay device 1A transmits the signal transmitted from the master 60 to the slave 70.
  • Each process of step S29 and step S30 is the same as the process of step S17 and step S18 of the first embodiment, respectively.
  • the slave 7 has a master transmission time t 1 , a slave reception time t 2 , a slave transmission time t 3 , a master reception time t 4 , an outward stay set time ⁇ MS , a return stay set time ⁇ SM , and a stay set time. Corrects the time indicated by the slave clock 72 based on ⁇ 1 to ⁇ 3 .
  • the slave 70 is added to the master transmission time t 1 , the slave reception time t 2 , the slave transmission time t 3 , the master reception time t 4 , and the residence setting time ⁇ . Further, the slave internal clock 72 is corrected based on the communication time ⁇ . As a result, the slave 70 can accurately calculate the time difference ⁇ t even in a configuration in which the communication path in the outward communication and the communication path in the return communication are different. Therefore, the slave 70 can accurately correct the time indicated by the slave internal clock 72. Therefore, in the time synchronization system 101, the time synchronization of the master 6 and the slave 7 is accurately performed.
  • one relay device relays the signal in the outbound communication, but the present invention is not limited to this, and two or more relay devices may relay the signal. Further, although it is assumed that two relay devices relay the signal in the return route communication, the present invention is not limited to this, and one or three or more relay devices may relay the signal.
  • the communication route for each of the outbound communication and the inbound communication may be determined in advance. Further, the communication route in each of the outbound communication and the inbound communication may be determined by the relay device at any timing by any method. In this case, the relay device may include the signal indicating the communication path in the synchronization signal and transmit the synchronization signal to the slave 7.
  • the communication time ⁇ may be determined based on the length of the optical fiber constituting the communication network for connecting the relay devices to each other. Further, one relay device may transmit a signal to another relay device to which the signal is transmitted next, and the other relay device may transmit the signal to one relay device by loopback or the like. .. In such a configuration, the communication time ⁇ is determined based on the time from when one relay device transmits a signal to when the signal is received.
  • the relay devices 1A to 1C are equal to each other so that the total of the retention set time ⁇ and the communication time ⁇ in the outward communication and the total of the retention set time ⁇ and the communication time ⁇ in the return communication are equal.
  • the residence setting time ⁇ of may be set.
  • the equation (4) used by the slave 70 to calculate the time difference ⁇ t is modified as shown in the equation (3) using the equation (5). Therefore, the slave 70 can easily calculate the time difference ⁇ t for the same reason as in the second embodiment. Therefore, the processing load of the slave 70 is reduced.
  • the computer can be realized by storing a program describing the processing contents that realize the functions of each device in the storage unit of the computer, and reading and executing this program by the processor of the computer. At least a part of the processing content may be realized by hardware.
  • the program instruction may be a program code, a code segment, or the like for executing a necessary task.
  • this program may be recorded on a recording medium that can be read by a computer. Using such a recording medium, it is possible to install the program on the computer.
  • the recording medium on which the program is recorded may be a non-transient recording medium. Even if the non-transient recording medium is a CD (Compact Disk) -ROM (Read-Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, BD (Blu-ray Disc (registered trademark)) -ROM, etc. good.
  • the program can also be provided by download over the network.

Landscapes

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Abstract

本開示に係る中継装置（１）は、時刻を示す装置内時計（３）と、情報を記憶する記憶部（５）と、マスタ（６）及びスレーブ（７）それぞれと同期信号及び通常信号を含む信号を互いに送受信する通信部（２）と、通信部（２）によって受信された同期信号を示す同期信号情報を記憶部（５）に記憶させ、装置内時計（３）によって示される時刻を用いて、同期信号が受信されてから第１の所定時間より長い滞留設定時間が経過すると、記憶部（５）から同期信号情報を抽出する滞留時間処理部（４３）と、同期信号が受信されてから第１の所定時間が経過すると通常信号の送信を停止し、記憶部（５）から同期信号情報が抽出されると、該同期信号情報を示す同期信号を送信するよう通信部（２）を制御する送信信号制御部（４４）と、を備える。

Description

中継装置、時刻同期システム、及びプログラム
　本開示は、マスタ及びスレーブの時刻同期を行うための中継装置、時刻同期システム、及びプログラムに関する。
　互いに離れた複数の拠点それぞれに設置されている機器同士を通信ネットワークで接続してサービスを提供するために、アプリケーションソフトウェアの機能に応じて機器同士の時刻を揃える時刻同期を行うことが求められている。特に、第５世代移動通信システム（５Ｇ）等の高速通信ネットワークを用いたサービスにおいては、ナノ秒オーダーでの高精度な時刻同期が必要となっている。
　この時刻同期を実現するために、従来、非特許文献１に記載されたＮＴＰ（Network Time Protocol）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１５８８等の技術が知られている。ここで、図１０を参照して、ＩＥＥＥ１５８８におけるＰＴＰ（Precision Time Protocol）を用いて時刻同期する方法を説明する。本方法は、例えば、時刻を配信する装置であるマスタ９６と、スレーブ９７とが通信ネットワークを接続されている系で用いられる。この系では、スレーブ９７が有する時計の時刻が、マスタ９６の有する時計が示す時刻と揃うように時刻同期が行われる。
　まず、マスタ９６は、マスタ９６が有する時計を用いて計時されたマスタ送信時刻ｔ１においてスレーブ９７にＳｙｎｃ信号を送信する。また、マスタ９６は、スレーブ９７にＳｙｎｃ信号を送信したマスタ送信時刻ｔ１を示すマスタ送信時刻信号を送信する。
　スレーブ９７は、マスタ９６からＳｙｎｃ信号及びマスタ送信時刻信号を受信し、スレーブ９７が有する時計を用いて計時された、Ｓｙｎｃ信号を受信したスレーブ受信時刻ｔ２を示すスレーブ受信時刻情報を記憶する。その後、スレーブ９７は、スレーブ９７が有する時計を用いて計時されたスレーブ送信時刻ｔ３においてＤｅｌａｙＲｅｑ信号をマスタ９６に送信し、スレーブ送信時刻ｔ３を示すスレーブ送信時刻情報を記憶する。
　マスタ９６は、スレーブ９７から送信されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号を受信する。その後、マスタ９６は、スレーブ９７にＤｅｌａｙＲｅｓｐ信号、及びマスタ９６が有する時計を用いて計時された、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号を受信したマスタ受信時刻ｔ４を示すマスタ受信時刻信号を送信する。
　スレーブ９７は、マスタ９６から送信されたＤｅｌａｙＲｅｓｐ信号及びマスタ受信時刻信号を受信する。スレーブ９７は、マスタ送信時刻ｔ１、スレーブ受信時刻ｔ２、スレーブ送信時刻ｔ３、マスタ受信時刻ｔ４に基づいて、式（１）に示される時間差Δｔを算出する。式（１）において、往路通信にて発生する遅延時間と、復路通信にて発生する遅延時間とは等しいと仮定されている。
　Δｔ=（（ｔ２-ｔ１）-（ｔ４-ｔ３））／２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
 
　スレーブ９７は、式（１）においてΔｔ＝０となるように、スレーブ９７が有するスレーブ内時計によって示される時刻を補正する。これによって、マスタ９６とスレーブ９７との時刻同期が実現される。
　このように、非特許文献１に記載されている方法では、互いに離れた複数の拠点それぞれに設置されているマスタ９６及びスレーブ９７の時刻同期を行うにあたって、往路通信における遅延時間と復路通信における遅延時間とが等しいと仮定されている。しかし、図１１に示すように、中継装置９１を介して、マスタ９６とスレーブ９７とが信号を送受信する構成において、中継装置における通常信号の送信に伴って同期信号の送信にキューイング遅延が発生することがある。同期信号は、時刻同期を行うために用いられる信号であって、Ｓｙｎｃ信号及びＤｅｌａｙＲｅｑ信号を含む。通常信号は、同期信号以外の信号である。また、キューイング遅延による遅延時間は、中継装置９１が送受信する通常信号のトラヒック量に依存する。そのため、往路通信における遅延時間と、復路通信における遅延時間とは異なることがある。これにより、仮に、スレーブ９７が、式（１）を用いて上述したように時刻を補正した場合、時刻同期の精度が低下することがある。
　非特許文献２には、このような時刻同期の精度の低下を抑えるため、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｕに規定された方式を用いて、同期信号を含む高優先信号を高い優先度で送受信する方法が記載されている。
　具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｕを用いる方法では、中継装置は、高優先信号を受信すると、低優先信号の送信を停止して高優先信号を送信する。この方法によれば、中継装置において、低優先信号の送信中に高優先信号が受信された場合、送信中の低優先信号の送信が完了するまで、高優先信号の送信に待ち時間が発生することがある。このため、低優先信号の長さに応じて高優先信号の送信に遅延が発生することがある。また、高優先信号には、同期信号と、同期信号ではない信号が含まれるため、高優先信号に含まれる同期信号ではない信号が優先して送信された場合、該信号の送信が完了するまで同期信号の送信に待ち時間が発生することもある。
　そのため、非特許文献３に記載されたＩＥＥＥ８０２．３ｂｒを用いる方法では、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｕを用いる方法による課題を解決するために、中継装置は、低優先信号の送信中に高優先信号を受信した場合、送信中の低優先信号を分割する。そして、中継装置は、分割された低優先信号に割り込ませて高優先信号を送信する（ＦＰ方式）。
　また、中継装置が入力側及び出力側それぞれにマスタ機能部及びスレーブ機能部を有する技術も知られている。例えば、バウンダリークロック（ＢＣ）技術では、マスタと中継装置のスレーブ機能部との時刻同期が行われ、中継装置のマスタ機能部とスレーブとの時刻同期が行われることによって、中継装置が装置時計によって示される時刻を補正する。また、トランスペアレントクロック（ＴＣ）技術では、中継装置が信号を受信した時刻と該信号を送信した時刻との差分に基づいて遅延時間を算出する。そして、スレーブは、中継装置から遅延時間を受信して、該遅延時間に基づいてスレーブ時計によって示される時刻を補正する。
IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, ［令和２年１０月２８日検索］，インターネット<URL：https://ieeexplore.ieee.org/document/4579760> M.L´evesque et al, "ptp++: A Precision Time Protocol Simulation Model for OMNeT++ / INET," Proceedings of the "OMNeT++ Community Summit 2015," ［令和２年１０月２８日検索］，インターネット<URL：https://arxiv.org/pdf/1509.03169.pdf> IEEE 802.3br Interspersing Express Traffic(IET) Task Force(TF) Baseline，［令和２年１０月２８日検索］，インターネット<URL：http://www.ieee802.org/3/br/Baseline/8023-IET-TF-1405_Winkel-iet-Baseline-r4.pdf>
　しかしながら、非特許文献３に記載された方法によれば、低優先信号を受信するマスタ９６及びスレーブ９７が分割された低優先信号を復元する機能を有する必要があり、簡易に時刻同期システムを構成することができないという課題がある。また、中継装置を介してマスタとスレーブとが通信するシステムでＢＣ技術が用いられる場合、中継装置は、マスタ機能及びスレーブ機能を有する必要があるため複雑な構成となる。また、ＴＣ技術が用いられる場合、上述したように、スレーブは、中継装置から遅延時間を受信して、該遅延時間に基づいて時刻を補正する。そのため、スレーブの処理負荷が高く、特に多数の中継装置を介して通信を行う場合におけるスレーブの処理負荷は大きな問題となる。
　かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、マスタとスレーブとが中継装置を介して通信する系において、高精度な時刻同期を簡易に実現することができる中継装置、時刻同期システム、及びプログラムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本開示に係る中継装置は、時刻を示す装置内時計と、情報を記憶する記憶部と、マスタ及びスレーブそれぞれと同期信号及び通常信号を含む信号を互いに送受信する通信部と、前記通信部によって受信された前記同期信号を示す同期信号情報を前記記憶部に記憶させ、前記装置内時計によって示される時刻を用いて、前記同期信号が受信されてから第１の所定時間より長い滞留設定時間が経過すると、前記記憶部から前記同期信号情報を抽出する滞留時間処理部と、前記同期信号が受信されてから前記第１の所定時間が経過すると前記通常信号の送信を停止し、前記記憶部から前記同期信号情報が抽出されると、該同期信号情報を示す前記同期信号を送信するよう前記通信部を制御する送信信号制御部と、を備える。
　また、上記課題を解決するため、本開示に係る時刻同期システムは、上述した中継装置と、前記中継装置と互いに通信するマスタ及びスレーブとを備える、時刻同期システムであって、前記通信部は、前記マスタから、前記マスタが前記同期信号を送受信したマスタ時刻を示すマスタ時刻信号を前記スレーブに送信し、前記スレーブは、スレーブ内時計を含み、該スレーブが同期信号を送受信した時刻を示すスレーブ時刻、前記マスタ時刻、及び前記滞留設定時間に基づいて、前記スレーブ内時計を補正する。
　また、上記課題を解決するため、本開示に係るプログラムは、コンピュータを上述した中継装置として機能させる。
　本開示に係る中継装置、時刻同期システム、及びプログラムによれば、高精度な時刻同期を簡易に実現することができる。
本開示の第１の実施形態に係る時刻同期システムの概略図である。 図１に示す中継装置がマスタから受信した信号をスレーブに送信するタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 図１に示す中継装置がスレーブから受信した信号をマスタに送信するタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 図１に示すマスタの構成例を示す図である。 図１に示すスレーブの構成例を示す図である。 図１に示す時刻同期システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 図６に示す第１の中継処理を説明するためのフローチャートである。 本開示の第３の実施形態に係る時刻同期システムの概略図である。 図８に示す時刻同期システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 従来の時刻同期システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 図１０に示す動作を行う時刻同期システムに中継装置を追加したシステムの構成例を示す図である。
　まず、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。
　＜第１の実施形態＞
　図１を参照して第１の実施形態の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る時刻同期システム１００の概略図である。
　図１に示されるように、第１の実施形態に係る時刻同期システム１００は、中継装置１と、マスタ６と、スレーブ７と、を備える。マスタ６及びスレーブ７は中継装置１を介して互いに通信する。中継装置１、マスタ６、及びスレーブ７は、コンピュータとして構成される。コンピュータは、例えば、サーバコンピュータ、スーパーコンピュータ、メインフレーム、タブレットコンピュータ、ノート型コンピュータ、スマートフォンとすることができる。また、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッド等の任意のコンピュータとすることができる。
　＜中継装置の構成＞
　中継装置１は、マスタ６及びスレーブ７それぞれと互いに通信する。中継装置１は、通信部２と、装置内時計３と、制御部４と、記憶部５とを備える。
　通信部２は、受信インターフェースと、送信インターフェースとを含む通信インターフェースを含んで構成される。通信部２は、マスタ６及びスレーブ７それぞれと信号を互いに送受信する。信号は、同期信号と、同期信号以外の信号である通常信号とを含む。同期信号は、例えば、Ｓｙｎｃ信号及びＤｅｌａｙＲｅｑ信号を含むＰＴＰ（Precision Time Protocol）信号の一部である。本実施形態では、ＰＴＰ信号に含まれるＤｅｌａｙＲｅｓｐ信号は、通常信号である。
　通信部２は、マスタ６が同期信号を送受信したマスタ時刻を示すマスタ時刻信号をマスタ６から受信してスレーブ７に送信する。マスタ時刻信号は、マスタ送信時刻ｔ１を示すマスタ送信時刻信号と、マスタ受信時刻ｔ４を示すマスタ受信時刻信号とを含む。マスタ送信時刻ｔ１は、追って詳細に説明するマスタ内時計６２を用いて計時された、マスタ６がＳｙｎｃ信号を送信した時刻である。マスタ受信時刻ｔ４は、マスタ内時計６２を用いて計時された、マスタ６がＤｅｌａｙＲｅｑ信号を受信した時刻である。
　通信部２は、第１の受信部２１ｒと、第１の送信部２１ｔと、第２の受信部２２ｒと、第２の送信部２２ｔとを含む。
　第１の受信部２１ｒ及び第２の受信部２２ｒは、受信インターフェースを含んで構成され、レシーバを介して信号を受信する。また、第１の受信部２１ｒ及び第２の受信部２２ｒは、受信した信号を制御部４に出力する。具体的には、第１の受信部２１ｒは、マスタ６から送信されたＳｙｎｃ信号及び通常信号を受信して、制御部４の後述する第１の経路制御部４１１に出力する。第１の受信部２１ｒは、マスタ６から送信されたマスタ時刻信号を受信して、第１の経路制御部４１１に出力する。マスタ時刻信号は、Ｓｙｎｃ信号に含まれていてもよいし、Ｓｙｎｃ信号に追随して送受信されてもよい。第２の受信部２２ｒは、スレーブ７から送信されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号及び通常信号を受信して、制御部４の後述する第２の経路制御部４１２に出力する。
　第１の送信部２１ｔ及び第２の送信部２２ｔは、送信インターフェースを含んで構成され、第１の送信信号制御部４４１の制御に基づいてトランスミッタを介して信号を送信する。具体的には、第１の送信部２１ｔは、第１の受信部２１ｒによって受信されたＳｙｎｃ信号及び通常信号をスレーブ７に送信する。第１の送信部２１ｔは、第１の受信部２１ｒによって受信されたマスタ時刻信号をスレーブ７に送信する。また、第２の送信部２２ｔは、第２の受信部２２ｒによって受信されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号及び通常信号をマスタ６に送信する。
　装置内時計３は、時刻を示す。装置内時計３によって示される時刻は、追って詳細に説明するように、制御部４によって用いられる。
　制御部４は、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、１つ以上のプロセッサによって構成されてもよい。プロセッサは、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサとすることができ、これらに限定されない。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等であってもよい。
　制御部４は、経路制御部４１と、信号判定部４２と、滞留時間処理部４３と、送信信号制御部４４とを含む。
　経路制御部４１は、通信部２によって受信された信号の送信先を判定する。経路制御部４１は、信号の送信先を判定すると、信号判定部４２に該信号を出力する。経路制御部４１は、第１の経路制御部４１１と、第２の経路制御部４１２とを含む。第１の経路制御部４１１は、第１の受信部２１ｒによって受信された信号の送信先を判定する。第１の経路制御部４１１は、信号の送信先を判定すると、第１の信号判定部４２１に該信号を出力する。第２の経路制御部４１２は、第２の受信部２２ｒによって受信された信号の送信先を判定する。第２の経路制御部４１２は、信号の送信先を判定すると、第２の信号判定部４２２に該信号を出力する。
　信号判定部４２は、通信部２によって受信された信号が同期信号であるか通常信号であるかを判定する。また、信号判定部４２は、信号が同期信号であると判定すると、滞留時間処理部４３に該同期信号を出力する。信号判定部４２は、信号が通常信号であると判定すると、送信信号制御部４４に該通常信号を出力する。
　信号判定部４２は、第１の信号判定部４２１と、第２の信号判定部４２２とを含む。
　第１の信号判定部４２１は、第１の受信部２１ｒによって受信された信号がＳｙｎｃ信号であるか通常信号であるかを判定する。第１の信号判定部４２１は、信号がＳｙｎｃ信号であると判定すると、後述する第１の滞留時間処理部４３１に該Ｓｙｎｃ信号を出力する。第１の信号判定部４２１は、信号が通常信号であると判定すると、後述する第１の送信信号制御部４４１に該通常信号を出力する。また、第２の信号判定部４２２は、第２の受信部２２ｒによって受信された信号がＤｅｌａｙＲｅｑ信号であるか通常信号であるかを判定する。第２の信号判定部４２２は、信号がＤｅｌａｙＲｅｑ信号であると判定すると、後述する第２の滞留時間処理部４３２に該ＤｅｌａｙＲｅｑ信号を出力する。第２の信号判定部４２２は、信号が通常信号であると判定すると、後述する第２の送信信号制御部４４２に該通常信号を出力する。
　滞留時間処理部４３は、装置内時計３によって示される時刻を用いて、通信部２によって受信され、信号判定部４２によって判定された同期信号を滞留させる。
　具体的には、滞留時間処理部４３は、信号判定部４２によって判定された同期信号を示す同期信号情報を記憶部５に記憶させる。滞留時間処理部４３は、装置内時計３によって示される時刻を用いて、同期信号が受信されてから第１の所定時間Ｔ１より長い滞留設定時間τが経過すると、記憶部５から同期信号情報を抽出する。第１の所定時間Ｔ１及び滞留設定時間τは、任意の設定値であり、装置に事前に設定した値であってもよいし、装置が決定した最適値であってもよい。図２及び図３に示すような、同期信号が受信されてから第１の所定時間Ｔ１が経過した時刻τａと、同期信号が受信されてから滞留設定時間τが経過した時刻τｃとの間が、通常信号の送信の開始から終了までの時間以上となるように、第１の所定時間Ｔ１及び滞留設定時間τが設定されてもよい。通常信号の送信の開始から終了までの時間は、中継装置１から送信された信号を伝播させる通信ネットワークのトラヒック量に基づいて決定されてもよい。滞留時間処理部４３は、記憶部５から抽出した同期信号情報が示す同期信号を送信信号制御部４４に出力する。
　滞留時間処理部４３は、第１の滞留時間処理部４３１と、第２の滞留時間処理部４３２とを含む。第１の所定時間Ｔ１は、第１の往路所定時間ＴＭＳ１と、第１の復路所定時間ＴＳＭ１とを含む。滞留設定時間τは、往路滞留設定時間τＭＳと、復路滞留設定時間τＳＭとを含む。
　第１の滞留時間処理部４３１は、装置内時計３によって示される時刻を用いて、第１の信号判定部４２１によって判定されたＳｙｎｃ信号を滞留させる。
　具体的には、第１の滞留時間処理部４３１は、第１の信号判定部４２１によって信号がＳｙｎｃ信号であると判定されると、該Ｓｙｎｃ信号を示す同期信号情報を第１の記憶部５１に記憶させる。また、図２に示すように、第１の滞留時間処理部４３１は、Ｓｙｎｃ信号が受信されてから第１の往路所定時間ＴＭＳ１より長い往路滞留設定時間τＭＳが経過した（図２の例では、現在時刻が時刻τｃ１以降である）か否かを判定する。往路滞留設定時間τＭＳが経過していないと判定されると、第１の滞留時間処理部４３１は、同期信号を第１の記憶部５１に引き続き記憶させておく。往路滞留設定時間τＭＳが経過したと判定されると、第１の滞留時間処理部４３１は、第１の記憶部５１に記憶されたＳｙｎｃ信号を示す同期信号情報を第１の記憶部５１から抽出する。
　第１の往路所定時間ＴＭＳ１及び往路滞留設定時間τＭＳは、Ｓｙｎｃ信号が受信されてから第１の往路所定時間ＴＭＳ１が経過した時刻τａ１と、Ｓｙｎｃ信号が受信されてから往路滞留設定時間τＭＳが経過した時刻τｃ１との間が、通常信号の送信の開始から終了までの時間以上となるように、設定されてもよい。
　第１の滞留時間処理部４３１は、記憶部５１から抽出された同期信号情報が示すＳｙｎｃ信号を後述する第１の送信信号制御部４４１に出力する。
　第２の滞留時間処理部４３２は、装置内時計３によって示される時刻を用いて、第２の信号判定部２３２によって判定されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号を滞留させる。
　具体的には、第２の滞留時間処理部４３２は、第２の信号判定部４２２によって信号がＤｅｌａｙＲｅｑ信号であると判定されると、該ＤｅｌａｙＲｅｑ信号を示す同期信号情報を第２の記憶部５２に記憶させる。また、図３に示すように、第２の滞留時間処理部４３２は、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号が受信されてから第１の往路路所定時間ＴＭＳ１より長い復路滞留設定時間τＳＭが経過した（図３の例では、現在時刻が時刻τｃ２以降である）か否かを判定する。復路滞留設定時間τＳＭが経過していないと判定されると、第２の滞留時間処理部４３２は、同期信号情報を第２の記憶部５２に引き続き記憶させておく。復路滞留設定時間τＳＭが経過したと判定されると、第２の滞留時間処理部４３２は、第２の記憶部５２に記憶されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号を示す同期信号情報を第２の記憶部５２から抽出する。
　第１の復路所定時間ＴＳＭ１及び復路滞留設定時間τＳＭは、第１の往路路所定時間ＴＭＳ１及び往路滞留設定時間τＭＳと同様に設定されてもよい。
　第２の滞留時間処理部４３２は、同期信号情報が示すＤｅｌａｙＲｅｑ信号を後述する第２の送信信号制御部４４２に出力する。
　送信信号制御部４４は、滞留時間処理部４３から出力された同期信号を送信するよう通信部２を制御する。
　また、送信信号制御部４４は、装置内時計３によって示される時刻を用いて、同期信号が受信されてからの時間に基づいて通常信号を送信するよう通信部２を制御する。具体的には、図２及び図３に示されるように、送信信号制御部４４は、通信部２によって同期信号が受信されてから、第１の所定時間Ｔ１が経過すると、通信部２によって受信された通常信号の送信を停止するよう通信部２を制御する。また、送信信号制御部４４は、通信部２によって同期信号が受信されてから第２の所定時間Ｔ２が経過すると、通信部２によって受信された通常信号の送信を開始するよう通信部２を制御する。第２の所定時間Ｔ２は、滞留設定時間τより長い時間である任意の設定値であり、装置に事前に設定した値であってもよいし、装置が決定した最適値であってもよい。
　送信信号制御部４４は、第１の送信信号制御部４４１と、第２の送信信号制御部４４２とを含む。
　まず、第１の送信信号制御部４４１が信号を送信するために行う制御について、詳細に説明する。
　第１の送信信号制御部４４１は、第１の滞留時間処理部４３１によって出力されたＳｙｎｃ信号を送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。
　また、図２に示されるように、第１の送信信号制御部４４１は、装置内時計３によって示される時刻に基づいて、通常信号をスレーブ７に送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。具体的には、第１の送信信号制御部４４１は、第１の受信部２１ｒによって同期信号が受信されてから、第１の往路所定時間ＴＭＳ１が経過する（図２の例では、時刻τａ１以降になる）と、通常信号の送信を停止するよう第１の送信部２１ｔを制御する。また、第１の送信信号制御部４４１は、第１の受信部２１ｒによって同期信号が受信されてから第２の往路所定時間ＴＭＳ２が経過する（図２の例では、時刻τｂ１以降になる）と、通常信号の送信を開始するよう第１の送信部２１ｔを制御する。
　例えば、第１の送信信号制御部４４１は、現在時刻が第１のブロック期間内であるか否かを判定する。第１のブロック期間とは、Ｓｙｎｃ信号が受信された受信時刻から第１の往路所定時間ＴＭＳ１が経過した時刻τａ１以降であって、該受信時刻から第２の往路所定時間ＴＭＳ２が経過した時刻τｂ１までの時間である。第２の往路所定時間ＴＭＳ２は、往路滞留設定時間τＭＳより長い時間である。
　第１の送信信号制御部４４１は、現在時刻が第１のブロック期間内でないと判定されると、通常信号を送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。また、第１の送信信号制御部４４１は、現在時刻が第１のブロック期間内であると判定されると、通常信号の送信を停止するよう第１の送信部２１ｔを制御する。なお、通常信号は、第１の受信部２１ｒによって受信された後、第１の送信部２１ｔによって送信されるまで、中継装置１が備えるメモリに記憶されてもよい。
　次に、第２の送信信号制御部４４２が信号を送信するために行う制御について、詳細に説明する。
　第２の送信信号制御部４４２は、第２の滞留時間処理部４３２によって出力されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号を送信するよう第２の送信部２２ｔを制御する。
　また、第２の送信信号制御部４４２は、装置内時計３によって示される時刻に基づいて、通常信号をマスタ６に送信するよう第２の送信部２２ｔを制御する。具体的には、第２の送信信号制御部４４２は、第２の受信部２２ｒによって同期信号が受信されてから、第１の復路所定時間ＴＳＭ１が経過する（図３の例では、時刻τａ２以降になる）と、通常信号の送信を停止するよう第２の送信部２２ｔを制御する。また、第２の送信信号制御部４４２は、第２の受信部２２ｒによって同期信号が受信されてから第２の復路所定時間ＴＳＭ２が経過する（図３の例では、時刻τｂ１以降になる）と、通常信号の送信を開始するよう第２の送信部２２ｔを制御する。
　例えば、第２の送信信号制御部４４２は、現在時刻が第２のブロック期間内であるか否かを判定する。第２のブロック期間とは、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号が受信された受信時刻から第１の復路所定時間ＴＳＭ１が経過した時刻τａ２以降であって、該受信時刻から第２の復路所定時間ＴＳＭ２が経過した時刻τｂ２までの時間である。第２の復路所定時間ＴＳＭ２は、復路滞留設定時間τＳＭより長い時間である。
　第２の送信信号制御部４４２は、現在時刻が第２のブロック期間内でないと判定されると、通常信号を送信するよう第２の送信部２２ｔを制御する。また、第２の送信信号制御部４４２は、現在時刻が第２のブロック期間内であると判定されると、通常信号の送信を停止するよう第１の送信部２１ｔを制御する。なお、通常信号は、第２の受信部２２ｒによって受信された後、第２の送信部２２ｔによって送信されるまで、中継装置１が備えるメモリに記憶されてもよい。
　記憶部５は、１つ以上のメモリを含み、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリなどを含んでよい。記憶部５に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部５は、情報を記憶する。具体的には、記憶部５は、中継装置１の動作に用いられる任意の情報を記憶する。記憶部５は、必ずしも中継装置１が内部に備える必要はなく、中継装置１の外部に備える構成としてもよい。記憶部５は、中継装置１の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部５は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、並びに通信部２によって受信された各種情報等を記憶してもよい。
　記憶部５は、信号判定部４２によって判定された同期信号を示す同期信号情報を、滞留時間処理部４３の制御によって記憶する。
　記憶部５は、第１の記憶部５１と、第２の記憶部５２とを含む。第１の記憶部５１は、第１の受信部２１ｒによって受信され、第１の信号判定部４２１によって判定された同期信号を、第１の滞留時間処理部４３１の制御によって記憶する。第２の記憶部５２は、第２の受信部２２ｒによって受信され、第２の信号判定部２３２によって判定された同期信号を、第２の滞留時間処理部４３２の制御によって記憶する。
　＜マスタの構成＞
　図４に示されるように、マスタ６は、通信部６１と、マスタ内時計６２と、記憶部６３と、制御部６４とを含む。
　通信部６１は、受信インターフェースと、送信インターフェースとを含む通信インターフェースを含んで構成される。通信部６１は、受信部６１１と、送信部６１２とを含む。
　受信部６１１は、受信インターフェースを含んで構成される。受信部６１１は、レシーバに接続されて、該レシーバを介して中継装置１から送信されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号及び通常信号を受信する。
　送信部６１２は、送信インターフェースを含んで構成される。送信部６１２は、トランスミッタに接続されて、該トランスミッタを介して中継装置１に信号を送信する。具体的には、送信部６１２は、Ｓｙｎｃ信号及び通常信号を中継装置１に送信する。さらに、送信部６１２は、制御部６４によって生成されたマスタ時刻信号を中継装置１に送信する。
　マスタ内時計６２は、時刻を示す。マスタ６が備える各機能部は、マスタ内時計６２によって示された時刻に基づいて各種の処理を行うことができる。本実施形態では、マスタ内時計６２によって示される時刻は、次に説明するように、制御部６４によって用いられる。
　記憶部６３は、１つ以上のメモリを含み、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリなどを含んでよい。記憶部６３に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部６３は、制御部６４の制御により情報を記憶する。具体的には、記憶部６３は、マスタ６の動作に用いられる任意の情報を記憶する。記憶部６３は、必ずしもマスタ６が内部に備える必要はなく、マスタ６の外部に備える構成としてもよい。記憶部６３は、マスタ６の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部６３は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、並びに受信部６１１によって受信された各種情報等を記憶してもよい。
　制御部６４は、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、１つ以上のプロセッサによって構成されてもよい。制御部６４は、受信部６１１によって受信した信号を用いて任意の方法による制御を行うことができる。
　制御部６４は、マスタ時刻信号を生成する。具体的には、制御部６４は、送信部６１２によってＳｙｎｃ信号が送信されると、マスタ送信時刻信号を生成する。また、制御部６４は、受信部６１１によってＤｅｌａｙＲｅｑ信号が受信されると、マスタ受信時刻信号を生成する。
　＜スレーブの構成＞
　図５に示されるように、スレーブ７は、通信部７１と、スレーブ内時計７２と、記憶部７３と、制御部７４とを備える。
　通信部７１は、受信インターフェースと、送信インターフェースとを含む通信インターフェースを含んで構成される。通信部７１は、受信部７１１と、送信部７１２とを含む。
　受信部７１１は、受信インターフェースを含んで構成される。受信部７１１は、レシーバに接続されて、該レシーバを介して中継装置１から送信されたＳｙｎｃ信号及び通常信号を受信する。受信部７１１は、中継装置１から送信されたマスタ時刻信号を受信する。
　送信部７１２は、送信インターフェースを含んで構成される。送信部７１２は、トランスミッタに接続されて、該トランスミッタを介して中継装置１に信号を送信する。具体的には、送信部７１２は、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号及び通常信号を中継装置１に送信する。
　スレーブ内時計７２は、時刻を示す。スレーブ７が備える各機能部は、スレーブ内時計７２に示された時刻に基づいて各種の処理を行うことができる。本実施形態では、スレーブ内時計７２によって示される時刻は、追って説明するように、制御部７４によって用いられる。
　記憶部７３は、１つ以上のメモリを含み、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリなどを含んでよい。記憶部７３に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部７３は、スレーブ７の動作に用いられる任意の情報を記憶する。記憶部７３は、必ずしもスレーブ７が内部に備える必要はなく、スレーブ７の外部に備える構成としてもよい。記憶部７３は、スレーブ７の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部７３は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び受信部７１１で入力された各種情報等を記憶してもよい。
　記憶部７３は、制御部７４の制御により情報を記憶する。また、記憶部７３は、第１の所定時間Ｔ１、第２の所定時間Ｔ２、及び滞留設定時間τを示す情報を予め記憶している。
　制御部７４は、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、１つ以上のプロセッサによって構成されてもよい。制御部７４は、受信部７１１によって受信した信号を用いて任意の方法による制御を行うことができる。
　制御部７４は、通信部７１が同期信号を送受信したスレーブ時刻を示すスレーブ時刻情報を記憶部７３に記憶させる。スレーブ時刻情報は、スレーブ受信時刻ｔ２を示すスレーブ受信時刻情報と、スレーブ送信時刻ｔ３を示すスレーブ送信時刻情報とを含む。スレーブ受信時刻ｔ２は、スレーブ内時計７２を用いて計時された、スレーブ７がＳｙｎｃ信号を受信した時刻である。スレーブ送信時刻ｔ３は、スレーブ内時計７２を用いて計時された、スレーブ７がＤｅｌａｙＲｅｑ信号を受信した時刻である。
　例えば、制御部７４は、受信部７１１がＳｙｎｃ信号を受信すると、スレーブ受信時刻ｔ２を示すスレーブ受信時刻情報を生成し、記憶部７３にさせる。また、制御部７４は、送信部７１２がＤｅｌａｙＲｅｑ信号を送信すると、スレーブ送信時刻ｔ３を示すスレーブ送信時刻情報を生成し、記憶部７３にさせる。また、制御部７４は、受信部７１１がマスタ時刻信号を中継装置１から受信すると、該マスタ時刻信号が示す情報を記憶部７３に記憶させてもよい。
　また、制御部７４は、マスタ６から送信された信号がスレーブ７によって受信されるまでの往路通信時間と、スレーブ７から送信された信号がマスタ６によって受信されるまでの復路通信時間との時間差Δｔを算出する。具体的には、制御部７４は、マスタ送信時刻ｔ１、スレーブ受信時刻ｔ２、スレーブ送信時刻ｔ３、マスタ受信時刻ｔ４、並びに往路滞留設定時間τＭＳ及び復路滞留設定時間τＳＭに基づいて、式（２）に示すように時間差Δｔを算出する。そして、制御部７４は、Δｔ＝０となるように、スレーブ内時計７２を補正する。
　Δｔ=（（ｔ２－ｔ１－τＭＳ）－（ｔ４－ｔ３－τＳＭ））／２　　　　　　　　　　　　（２）
 
　ここで、第１の実施形態に係る時刻同期システム１００の時刻同期処理における動作について、図６を参照して説明する。図６は、第１の実施形態に係る時刻同期システム１００の時刻同期処理における動作の一例を示すシーケンス図である。図６を参照して説明する時刻同期システム１００の時刻同期処理における動作は第１の実施形態に係る時刻同期方法に相当する。
　ステップＳ１１において、マスタ６は、Ｓｙｎｃ信号を中継装置１に送信する。また、マスタ６は、Ｓｙｎｃ信号を送信したマスタ送信時刻ｔ１を示すマスタ送信時刻信号を中継装置１に送信する。なお、ステップＳ１１の前後において、マスタ６は、通常信号を中継装置１に送信してもよい。
　ステップＳ１２において、中継装置１は、マスタ６から受信したＳｙｎｃ信号及び通常信号をスレーブ７に送信するための中継処理を行う。ここで、ステップＳ１２における中継処理について図７を参照して詳細に説明する。図７は、第１の実施形態に係る中継装置１の中継処理における動作の一例を示すフローチャートである。図７を参照して説明する第１の中継処理を含む動作は第１の実施形態に係る中継方法に相当する。第１の実施形態では、中継装置１は、第１の受信部２１ｒによってＳｙｎｃ信号又は通常信号が受信されると、中継処理を開始する。
　ステップＳ１２１において、第１の経路制御部４１１は、第１の受信部２１ｒによって受信された信号の送信先を判定する。
　ステップＳ１２２において、第１の信号判定部４２１は、第１の受信部２１ｒによって受信された信号が同期信号であるか通常信号であるか、すなわち同期信号であるか否かを判定する。
　ステップＳ１２２において信号が同期信号でない、すなわち信号が通常信号であると判定されると、ステップＳ１２３において、第１の送信信号制御部４４１は、現在時刻が第１のブロック期間内であるか否かを判定する。
　現在時刻が第１のブロック期間内であると判定されると、第１の送信信号制御部４４１は、ステップＳ１２３の処理を繰り返す。
　現在時刻が第１のブロック期間内でないと判定されると、第１の送信信号制御部４４１は、ステップＳ１２の処理を終了して、ステップＳ１３の処理を行う。
　ステップＳ１２２において信号が同期信号であると判定されると、ステップＳ１２３において、第１の滞留時間処理部４３１は同期信号を示す同期信号情報を第１の記憶部５１に記憶させる。
　ステップＳ１２４において、第１の滞留時間処理部４３１は、信号が受信されてから往路滞留設定時間τＭＳが経過したか否かを判定する。
　ステップＳ１２５において信号が受信されてから往路滞留設定時間τＭＳが経過していないと判定されると、第１の滞留時間処理部４３１は、ステップＳ１２５を繰り返す。
　ステップＳ１２５において信号が受信されてから往路滞留設定時間τＭＳが経過したと判定されると、ステップＳ１２６において、第１の滞留時間処理部４３１は、第１の記憶部５１に記憶された同期信号情報を抽出する。
　ステップＳ１２７において、第１の滞留時間処理部４３１は、ステップＳ１２７で抽出された同期信号情報が示す同期信号であるＳｙｎｃ信号を第１の送信信号制御部４４１に出力する。
　図６に戻って、ステップＳ１３において、第１の送信信号制御部４４１は、信号を送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。具体的には、第１の送信信号制御部４４１は、第１の滞留時間処理部４３１から出力されたＳｙｎｃ信号をスレーブ７に送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。第１の送信信号制御部４４１は、Ｓｙｎｃ信号の送信に追随して、マスタ送信時刻信号をスレーブ７に送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。また、第１の送信信号制御部４４１は、第１の信号判定部４２１から出力された通常信号を送信するよう第１の送信部２１ｔを制御する。そして、スレーブ７は、中継装置１から送信されたＳｙｎｃ信号及びマスタ送信時刻信号を受信する。スレーブ７は、Ｓｙｎｃ信号を受信したスレーブ受信時刻ｔ２を示すスレーブ受信時刻情報を記憶する。
　ステップＳ１４において、スレーブ７は、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号を中継装置１に送信する。また、スレーブ７は、スレーブ送信時刻情報を生成し、記憶する。なお、ステップＳ１４の前後において、スレーブ７は、通常信号を中継装置１に送信してもよい。
　ステップＳ１５において、中継装置１は、スレーブ７から受信したＤｅｌａｙＲｅｑ信号及び通常信号をマスタ６に送信するための第２の中継処理を行う。第２の中継処理で用いられる復路滞留設定時間τＳＭは、往路滞留設定時間τＭＳと異なっていてもよい。第２の中継処理は、復路滞留設定時間τＳＭを除いて第１の中継処理と同じである。
　ステップＳ１６において、第２の送信信号制御部４４２は、第２の滞留時間処理部４３２から出力されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号をマスタ６に送信するよう第２の送信部２２ｔを制御する。また、第２の送信信号制御部４４２は、第２の信号判定部４２２から出力された通常信号を送信するよう第２の送信部２２ｔを制御する。マスタ６は、中継装置１から送信されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号を受信する。マスタ６は、マスタ受信時刻信号を生成する。
　ステップＳ１７において、マスタ６は、ＤｅｌａｙＲｅｓｐ信号を中継装置１に送信する。また、マスタ６は、マスタ受信時刻信号を中継装置１に送信する。
　ステップＳ１８において、中継装置１は、マスタ６から受信したＤｅｌａｙＲｅｓｐ信号をスレーブ７に送信する。また、中継装置１は、マスタ６から受信したマスタ受信時刻信号をスレーブ７に送信する。スレーブ７は、中継装置１から送信されたＤｅｌａｙＲｅｓｐ信号及びマスタ受信時刻信号を受信する。
　ステップＳ１９において、スレーブ７は、マスタ送信時刻ｔ１、スレーブ受信時刻ｔ２、スレーブ送信時刻ｔ３、マスタ受信時刻ｔ４、往路滞留設定時間τＭＳ、及び復路滞留設定時間τＳＭに基づいてスレーブ内時計７２によって示される時刻を補正する。
　上述したように、第１の実施形態によれば、中継装置１は、同期信号が受信されてから第１の所定時間Ｔ１が経過すると通常信号の送信を停止し、第１の所定時間Ｔ１より長い滞留設定時間τが経過すると、記憶部５から同期信号情報を抽出する。これにより、同期信号の受信以降に送信処理が開始された通常信号の少なくとも一部は滞留設定時間τ内に送信完了されるため、中継装置１は、通常信号の送信処理に起因する遅延を低減させて、既知の滞留設定時間τ経過後に通常信号を送信することができる。このため、スレーブ７は、中継装置１が同期信号を受信してから送信するまでに要する正確な時間を用いて、往路通信時間及び復路通信時間を正確に算出することができる。スレーブ７は、時間差Δｔを正確に算出することができ、これに伴い、スレーブ内時計７２の時刻を正確に補正することが可能となる。したがって、時刻同期システム１００において、中継装置１を介して信号を送受信するマスタ６及びスレーブ７の時刻同期が正確に行われる。
　また、第１の実施形態によれば中継装置１は、マスタ機能部及びスレーブ機能部を有する必要がなく簡易に構成することができる。さらに、第１の実施形態によれば、スレーブ７は、中継装置１における同期信号の送受信時刻を用いることなく、時間差Δｔを算出することができる。このため、多数の中継装置１を介してマスタ６とスレーブ７とが通信する場合でも、スレーブ７は、多数の中継装置１の送受信時刻を示す信号を受信する必要がなく、簡易に構成することができる。
　また、第１の実施形態では、同期信号が受信されてから第１の所定時間Ｔ１が経過した時刻τａと、同期信号が受信されてから滞留設定時間τが経過した時刻τｃとの間が、通常信号の送信の開始から終了までの時間以上となるように、第１の所定時間Ｔ１及び滞留設定時間τが設定されてもよい。これにより、通常信号の送信処理に起因した同期信号の送信処理の待ち時間が確実に低減され、スレーブ７は、時間差Δｔをより正確に算出することができる。
　なお、第１の実施形態では、ステップＳ１２１で第１の経路制御部４１１が信号の送信先を判定し、その後のステップＳ１２２で第１の信号判定部４２１が同期信号であるか否かを判定すると説明した。しかし、この限りではなく、第１の経路制御部４１１は、ステップＳ１２２より後であって、ステップＳ１３の前までの任意のタイミングで信号の送信先を判定してもよい。
　＜第２の実施形態＞
　以下、本開示の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の時刻同期システム１００は、中継装置１と、マスタ６と、スレーブ７とを備える。
　第２の実施形態において、中継装置１は、コンピュータとして構成される。中継装置１は、通信部２と、装置内時計３と、制御部４と、記憶部５とを備える。第２の実施形態の通信部２、装置内時計３、及び記憶部５は、それぞれ第１の実施形態の通信部２、装置内時計３、及び記憶部５と同じである。
　制御部４は、プロセッサを含んで構成される。制御部４は、経路制御部４１と、信号判定部４２と、滞留時間処理部４３と、送信信号制御部４４とを含む。第２の実施形態における経路制御部４１、信号判定部４２、及び送信信号制御部４４は、それぞれ第１の実施形態の経路制御部４１、信号判定部４２、及び送信信号制御部４４と同じである。滞留時間処理部４３、第１の滞留時間処理部４３１と、第２の滞留時間処理部４３２とを含む。第１の滞留時間処理部４３１は、第１の実施形態の第１の滞留時間処理部４３１と同じである。
　第２の実施形態においては、第２の滞留時間処理部４３２の処理が第１の実施形態とは異なる。具体的には、第２の実施形態において、復路滞留設定時間τＳＭは、往路滞留設定時間τＭＳと同じである。すなわち、第２の実施形態における第２の滞留時間処理部４３２は、装置内時計３によって示される時刻を用いて、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号が受信されてから、往路滞留設定時間τＭＳと同じ復路滞留設定時間τＳＭが経過したか否かを判定する。そして、第１の実施形態と同じく、第２の滞留時間処理部４３２は、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号が受信されてから復路滞留設定時間τＳＭが経過していないと判定されると、同期信号を第２の記憶部５２に引き続き記憶させておく。第２の滞留時間処理部４３２は、ＤｅｌａｙＲｅｑ信号が受信されてから復路滞留設定時間τＳＭが経過したと判定されると、第２の記憶部５２に記憶されたＤｅｌａｙＲｅｑ信号を示す同期信号情報を第２の記憶部５２から抽出する。そして、第２の滞留時間処理部４３２は、該同期信号情報を示すＤｅｌａｙＲｅｑ信号を第１の送信信号制御部４４１に出力する。
　第２の実施形態のマスタ６は、第１の実施形態のマスタ６と同じである。第２の実施形態のスレーブ７は、コンピュータとして構成される。第２の実施形態のスレーブ７は、通信部７１と、スレーブ内時計７２と、記憶部７３と、制御部７４とを備える。第２の実施形態の通信部７１、スレーブ内時計７２、及び記憶部７３は、それぞれ第１の実施形態の通信部７１、スレーブ内時計７２、及び記憶部７３と同じである。
　第２の実施形態のスレーブ７の制御部７４は、プロセッサを含んで構成される。第２の実施形態のスレーブ７の制御部７４は、第１の実施形態とは異なり、τＭＳ＝τＳＭを用いて式（２）を変形した式（３）に基づいて時間差Δｔを算出する。そして、第２の実施形態の制御部７４は、Δｔ＝０となるように、スレーブ内時計７２によって示される時刻を補正する。
　Δｔ=（（ｔ２－ｔ１）－（ｔ４－ｔ３））／２　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
 
　上述したように、第２の実施形態によれば復路滞留設定時間τＳＭは、往路滞留設定時間τＭＳと同じである。これにより、中継装置１を介してマスタ６と通信するスレーブ７は、第１の実施形態と比較して簡易に時間差Δｔを算出することができる。このため、スレーブ７の処理負荷が軽減される。特に、多数の中継装置１を介して、マスタ６とスレーブ７とが互いに信号を送受信し、復路滞留設定時間τＳＭが往路滞留設定時間τＭＳと異なる構成において、スレーブ７は、多数の中継装置１それぞれの往路滞留設定時間τＭＳ及び復路滞留設定時間τＳＭに基づいて時間差Δｔを算出しなければならない。これに対して、上述した第２の実施形態のように中継装置１が構成されることによって、スレーブ７の処理負荷が大きく軽減される。したがって、第２の実施形態の中継装置１は、マスタ６とスレーブ７との高精度な時刻同期を簡易に実現することができる。
　＜第３の実施形態＞
　続いて、本開示の第３の実施形態について図面を参照して説明する。
　まず、図８を参照して第３の実施形態の全体構成について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態に係る時刻同期システム１０１の概略図である。
　図８に示されるように、第３の実施形態に係る時刻同期システム１０１は、第１の中継装置１Ａと、第２の中継装置１Ｂと、第３の中継装置１Ｃと、マスタ６０と、スレーブ７０とを備える。
　第１の中継装置１Ａ、第２の中継装置１Ｂ、第３の中継装置１Ｃ、マスタ６０、及びスレーブ７０は、それぞれコンピュータとして構成される。第１の中継装置１Ａ、第２の中継装置１Ｂ、及び第３の中継装置１Ｃは、第１の実施形態の中継装置１と同じである。また、第３の実施形態のマスタ６０は、第１の実施形態のマスタ６と同じである。第３の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、マスタ６０からスレーブ７０に信号を送信する往路通信における通信経路と、スレーブ７０からマスタ６０に信号を送信する復路通信における通信経路とが異なる。図８に示される例では、マスタ６は、第１の中継装置１Ａを介してスレーブ７０に信号を送信する。また、スレーブ７０は、第２の中継装置１Ｂ及び第３の中継装置１Ｃを介してマスタ６０に信号を送信する。
　スレーブ７０は、通信部７０１と、時計７０２と、記憶部７０３と、制御部７０４とを備える。第３の実施形態の通信部７０１、時計７０２、及び記憶部７０３は、それぞれ第１の実施形態の通信部７１、スレーブ内時計７２、及び記憶部７３と同じである。
　第３の実施形態の制御部７０４は第１の実施形態の制御部７４とは異なり、以降において制御部７０４について詳細に説明する。
　制御部７０４は、マスタ送信時刻ｔ１、スレーブ受信時刻ｔ２、スレーブ送信時刻ｔ３、マスタ受信時刻ｔ４、滞留設定時間τ、通信時間δに基づいて、時間差Δｔを算出する。滞留設定時間τは、第１の中継装置１Ａ、第２の中継装置１Ｂ、及び第３の中継装置１Ｃそれぞれが同期信号を受信してから送信するまでの滞留設定時間τ１、滞留設定時間τ２、及び滞留設定時間τ３を含む。通信時間δは、時刻同期システム１０１に含まれるマスタ６０、スレーブ７０、第１の中継装置１Ａ、第２の中継装置１Ｂ、及び第３の中継装置１Ｃを含む装置のうちの１つの装置から他の装置まで、信号が通信ネットワークを伝播している時間である。本例では、通信時間δは、信号がマスタ６０から送信されて第１の中継装置１Ａで受信されるまでの通信時間δＭ１、及び信号が第１の中継装置１Ａから送信されてスレーブ７０で受信されるまでの通信時間δ１Ｓを含む。また、通信時間δは、スレーブ７０から送信されて第２の中継装置１Ｂで受信されるまでの通信時間δＳ２、第２の中継装置１Ｂから送信されて第３の中継装置１Ｃで受信されるまでの通信時間δ２３を含む。さらに、通信時間δは、第３の中継装置１Ｃから送信されてマスタ６０で受信されるまでの通信時間δ３Ｍを含む。
　具体的には、制御部７０４は、スレーブ受信時刻ｔ２からマスタ送信時刻ｔ１までの時間から、往路通信にて信号を中継した中継装置における全ての滞留設定時間τ、及び往路通信における全ての通信時間δを減算することによって、往路通信時間を算出する。また、制御部７０４は、マスタ受信時刻ｔ４からスレーブ送信時刻ｔ３までの時間から、復路通信にて信号を中継した中継装置における全ての滞留設定時間τ及び復路通信における全ての通信時間δを減算することによって、復路通信時間を算出する。制御部７０４は、往路通信時間と復路通信時間との差分の１／２を時間差Δｔとして算出する。
　図８に示される例では、制御部７０４は、式（４）に示すように時間差Δｔを算出する。制御部７０４は、Δｔ＝０となるように、時計７０２によって示される時刻を補正する。
　Δｔ=（（ｔ２-ｔ１-τ１-δＭ１-δ１Ｓ）
-（ｔ４-ｔ３-τ２-τ３-δＳ３-δ３２-δ２Ｍ））／２　　　　　　　（４）
 
　ここで、第３の実施形態に係る時刻同期システム１０１の時刻同期処理における動作について、図９を参照して説明する。図９は、第３の実施形態に係る時刻同期システム１０１の時刻同期処理における動作の一例を示すシーケンス図である。図９を参照して説明する時刻同期システム１０１の時刻同期処理における動作は第３の実施形態に係る時刻同期方法に相当する。
　ステップＳ２１において、マスタ６０は、信号を送信する。ステップＳ２２において、第１の中継装置１Ａは、マスタから６０送信された信号の第１の中継処理を行う。ステップＳ２３において、第１の中継装置１Ａは信号をスレーブ７０に送信し、スレーブ７０は、第１の中継装置１Ａから送信された信号を受信する。ステップＳ２１からステップＳ２３の各処理は、それぞれ第１の実施形態のステップＳ１１からステップＳ１３の各処理と同じである。
　次に、ステップ２４において、スレーブ７０は、信号を送信する。ステップＳ２５において、第２の中継装置１Ｂは、スレーブ７０から送信された信号の第２の中継処理を行う。ステップＳ２４及びステップＳ２５の各処理は、それぞれ第１の実施形態のステップＳ１４及びステップＳ１５の各処理と同じである。
　ステップＳ２６において、第２の中継装置１Ｂは、スレーブ７０から送信された信号を第３の中継装置１Ｃに送信する。ステップＳ２７において、第３の中継装置１Ｃは、第２の中継装置１Ｂから送信された信号の第３の中継処理を行う。ステップＳ２６及びステップＳ２７の各処理は、それぞれ第１の実施形態のステップＳ１４及びステップＳ１５の各処理と同じである。
　ステップＳ２８において、第３の中継装置１Ｃは、信号をマスタ６０に送信する。ステップＳ２８の処理は、第１の実施形態のステップＳ１６の処理と同じである。
　ステップＳ２９において、マスタ６０は、信号を第１の中継装置１Ａに送信する。ステップＳ３０において、第１の中継装置１Ａは、マスタ６０から送信された信号をスレーブ７０に送信する。ステップＳ２９及びステップＳ３０の各処理は、それぞれ第１の実施形態のステップＳ１７及びステップＳ１８の処理と同じである。
　ステップＳ３１において、スレーブ７は、マスタ送信時刻ｔ１、スレーブ受信時刻ｔ２、スレーブ送信時刻ｔ３、マスタ受信時刻ｔ４、往路滞留設定時間τＭＳ、復路滞留設定時間τＳＭ、及び滞留設定時間τ１からτ３に基づいてスレーブ内時計７２によって示される時刻を補正する。
　上述したように、第３の実施形態によれば、スレーブ７０は、マスタ送信時刻ｔ１、スレーブ受信時刻ｔ２、スレーブ送信時刻ｔ３、マスタ受信時刻ｔ４、及び滞留設定時間τに加え、さらに通信時間δに基づいて、スレーブ内時計７２を補正する。これにより、往路通信における通信経路と、復路通信における通信経路が異なる構成においても、スレーブ７０は、時間差Δｔを正確に算出することができる。このため、スレーブ７０は、スレーブ内時計７２が示す時刻を正確に補正することが可能となる。したがって、時刻同期システム１０１において、マスタ６及びスレーブ７の時刻同期が正確に行われる。
　なお、第３の実施形態においては、往路通信で１つの中継装置が信号を中継するとしたが、この限りではなく、２以上の中継装置が信号を中継してもよい。また、復路通信で２つの中継装置が信号を中継するとしたが、この限りではなく、１又は３以上の中継装置が信号を中継してもよい。
　また、往路通信及び復路通信それぞれにおける通信経路は予め決定されていてもよい。また、往路通信及び復路通信それぞれにおける通信経路は、任意の方法により任意のタイミングにて中継装置によって決定されてもよい。この場合、中継装置は、同期信号に通信経路を示す信号を含めて、スレーブ７に同期信号を送信してもよい。
　また、通信時間δは、中継装置同士を接続するための通信ネットワークを構成する光ファイバの長さに基づいて決定されてもよい。また、一の中継装置が、次に信号を送信する送信先となる他の中継装置に信号を送信し、他の中継装置がループバック等により一の中継装置に該信号を送信してもよい。このような構成において、一の中継装置が信号を送信してから該信号を受信するまでの時間に基づき、通信時間δが決定される。
　また、第３の実施形態では、往路通信における滞留設定時間τ及び通信時間δの合計と、復路通信における滞留設定時間τ及び通信時間δの合計とが等しくなるように、各中継装置１Ａから１Ｃの滞留設定時間τが設定されてもよい。図８及び図９に示す例では、式（５）を満たすように、滞留設定時間τ１、τ２、τ３が設定されてもよい。
　τ１＋δＭ１＋δ１Ｓ＝τ２＋τ３＋δＳ３＋δ３２＋δ２Ｍ　　　　　　　　　　　　（５）
 
　これにより、スレーブ７０が時間差Δｔを算出する際に用いられる式（４）は、式（５）を用いて式（３）に示されるように変形される。したがって、スレーブ７０は、第２の実施形態と同様の理由により、時間差Δｔを簡易に算出することができる。このため、スレーブ７０の処理負荷が軽減される。
　上記の実施形態として機能させるためにプログラム命令を実行可能なコンピュータを用いることも可能である。コンピュータは、各装置の機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのプロセッサによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができ、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェアで実現することとしてもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。
　また、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、ＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））－ＲＯＭなどであってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。
　上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
１　　　　　　　　中継装置
１Ａ　　　　　　　第１の中継装置
１Ｂ　　　　　　　第２の中継装置
１Ｃ　　　　　　　第３の中継装置
２、６１、７１　　通信部
３　　　　　　　　装置内時計
４、６３、７４　　制御部
５、７３　　　　　記憶部
６、６０　　　　　マスタ
７、７０　　　　　スレーブ
２１ｒ　　　　　　第１の受信部
２１ｔ　　　　　　第１の送信部
２２ｒ　　　　　　第２の受信部
２２ｔ　　　　　　第２の送信部
４１　　　　　　　経路制御部
４２　　　　　　　信号判定部
４３　　　　　　　滞留時間処理部
４４　　　　　　　送信信号制御部
５１　　　　　　　第１の記憶部
５２　　　　　　　第２の記憶部
６２　　　　　　　マスタ内時計
７２　　　　　　　スレーブ内時計
１００、１０１　　時刻同期システム
４１１　　　　　　第１の経路制御部
４１２　　　　　　第２の経路制御部
４２１　　　　　　第１の信号判定部
４２２　　　　　　第２の信号判定部
４３１　　　　　　第１の滞留時間処理部
４３２　　　　　　第２の滞留時間処理部
４４１　　　　　　第１の送信信号制御部
４４２　　　　　　第２の送信信号制御部
 

Claims (7)

  1. 　時刻を示す装置内時計と、
    　情報を記憶する記憶部と、
    　マスタ及びスレーブそれぞれと同期信号及び通常信号を含む信号を互いに送受信する通信部と、
    　前記通信部によって受信された前記同期信号を示す同期信号情報を前記記憶部に記憶させ、前記装置内時計によって示される時刻を用いて、前記同期信号が受信されてから第１の所定時間より長い滞留設定時間が経過すると、前記記憶部から前記同期信号情報を抽出する滞留時間処理部と、
    　前記同期信号が受信されてから前記第１の所定時間が経過すると前記通常信号の送信を停止し、前記記憶部から前記同期信号情報が抽出されると、該同期信号情報を示す前記同期信号を送信するよう前記通信部を制御する送信信号制御部と、を備える中継装置。
  2. 　前記第１の所定時間は、第１の往路所定時間と第１の復路所定時間とを含み、
    　前記滞留設定時間は、往路滞留設定時間と復路滞留設定時間とを含み、
    　前記通信部は、前記マスタから前記信号を受信する第１の受信部と、前記スレーブから前記信号を受信する第２の受信部とを含み、
    　前記記憶部は、第１の記憶部と、第２の記憶部とを含み、
    　前記滞留時間処理部は、第１の滞留時間処理部と、第２の滞留時間処理部とを含み、
    　第１の滞留時間処理部は、前記第１の受信部によって受信された前記同期信号を示す同期信号情報を前記第１の記憶部に記憶させ、該同期信号が受信されてから前記第１の往路所定時間より長い往路滞留設定時間が経過すると、前記第１の記憶部に記憶された前記同期信号情報を抽出し、
    　第２の滞留時間処理部は、前記第２の受信部によって受信された前記同期信号を示す同期信号情報を前記第２の記憶部に記憶させ、該同期信号が受信されてから前記第１の復路所定時間より長い復路滞留設定時間が経過すると、前記第２の記憶部に記憶された前記同期信号情報を抽出する、請求項１に記載の中継装置。
  3. 　前記復路滞留設定時間は、前記往路滞留設定時間と同じである、請求項２に記載の中継装置。
  4. 　前記送信信号制御部は、前記同期信号が受信されてから前記滞留設定時間より長い第２の所定時間が経過すると、前記通信部によって受信された前記通常信号の送信を開始するよう前記通信部を制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載の中継装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載の中継装置と、
    　前記中継装置と互いに通信するマスタ及びスレーブとを備える、時刻同期システムであって、
    　前記通信部は、前記マスタから、前記マスタが前記同期信号を送受信したマスタ時刻を示すマスタ時刻信号を前記スレーブに送信し、
    　前記スレーブは、スレーブ内時計を含み、該スレーブが同期信号を送受信した時刻を示すスレーブ時刻、前記マスタ時刻、及び前記滞留設定時間に基づいて、前記スレーブ内時計を補正する、時刻同期システム。
  6. 　前記スレーブは、さらに、前記同期信号が通信ネットワークを伝播している時間である通信時間に基づいて、前記スレーブ内時計を補正する、請求項５に記載の時刻同期システム。 
  7. 　コンピュータを、請求項１から４のいずれか一項に記載の中継装置として機能させるためのプログラム。
     
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