(57)【要約】【課題】ネットワークの基準時計の低廉な冗長化を図る。【解決手段】装置６の時刻同期装置１０は、この装置６の内部時計６１をネットワーク２の基準時計３１と同期させる。また、時刻同期装置１０は、基準時計３１が異常の際に装置６の内部時計６１をネットワーク２に属する全ての装置６のうち基準時計３１の代替として最も優先度の高い他の装置６の内部時計６１と時刻同期させる。さらに、装置６の内部時計６１が基準時計３１の代替として最も優先度の高い内部時計である場合、基準時計３１が異常の際に内部時計６１を基準時計３１の代替とさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに属する一つの装置の内部時計を当該ネットワークの基準時計と時刻同期させる時刻同期装置であって、
前記基準時計が異常の際に前記一つの装置の内部時計を前記ネットワークに属する全ての装置のうちで当該基準時計の代替として最も優先度の高い他の装置の内部時計と時刻同期させる同期処理部と、
前記一つの装置の内部時計が前記最も優先度の高い内部時計である場合に前記基準時計が異常の際に当該内部時計を当該基準時計の代替とさせる時計切り替え部と
を備えたことを特徴とする時刻同期装置。
【請求項２】
前記基準時計と時刻同期させた際の前記内部時計の経過速度の調整量を保存する記憶部をさらに備え、
前記同期処理部は、前記内部時計が前記基準時計の代替となった際に前記記憶部から引き出した前記調整量に基づき当該内部時計の経過速度を補正すること
を特徴とする請求項１に記載の時刻同期装置。
【請求項３】
前記同期処理部は、前記一つの装置の内部時計が前記基準時計の代替となった場合に当該基準時計が正常であった際の当該内部時計の同期時におけるこの内部時計の経過速度の調整量が経時的に徐々にゼロに近づくように当該経過速度を補正することを特徴とする請求項２に記載の時刻同期装置。
【請求項４】
ネットワークに属する一つの装置の内部時計を当該ネットワークの基準時計と時刻同期させる時刻同期装置が実行する時刻同期方法であって、
前記基準時計が異常の際に前記一つの装置の内部時計を前記ネットワークに属する全ての装置のうちで当該基準時計の代替として最も優先度の高い他の装置の内部時計と時刻同期させる過程と、
前記一つの装置の内部時計が前記最も優先度の高い内部時計である場合に前記基準時計が異常の際に当該内部時計を当該基準時計の代替とさせる過程と
を有することを特徴とする時刻同期方法。
【請求項５】
コンピュータを請求項１から３のいずれか１項に記載の時刻同期装置として機能させる時刻同期プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワークの時刻同期の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ１５８８ＰＴＰ（Precision Time Protocol）は、ネットワークに属する各装置の時刻情報を基準の時刻情報に基づき同期するためのプロトコルである。ＩＥＥＥ１５８８ＰＴＰによる時刻同期によれば、ネットワークの基準時計から時刻を配信することにより当該ネットワークの各装置を同期できる。基準時計は一般的に原子時計やＧＰＳを使用した高精度の時計であるが、電力設備の保護継電器等の用途では低精度な基準時計でも十分な場合がある。
【０００３】
冗長性を確保するために基準時計を複数用意してネットワークに接続する場合がある。通常は優先度あるいは精度の一番高い基準時計により時刻同期をするが、その基準時計が故障あるいは通信できないときは予備の基準時計が選定されて時刻同期する。予備の基準時計の時刻が正しいのであれば問題はないが、時刻同期されていない低精度の基準時計は基準時計の選定により時刻値が不正確となることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般にＩＥＥＥ１５８８ＰＴＰの基準時計は原子時計やＧＰＳあるいは高精度の水晶デバイスを利用して標準時間を配信している。基準時計は優先度を設定することができて複数の基準時計が接続されていれば優先度あるいは精度が一番の高い基準時計が選定される。基準時計の故障や、通信不能になれば他の基準時計が選定されて時刻同期が実行される。
【０００６】
基準時計はＧＰＳあるいは外部の時計を参照する場合があるが、他の基準時計に同期して動作するわけではない。
【０００７】
大規模なシステムは冗長性を確保するため高価な基準時計を複数設置するためにコストが高くなるが、システムの目的によっては低精度であっても問題がない場合が多くある。例えば、電力設備の保護継電器は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源周波数に電圧及び電流を時刻配信による同期したタイミングで測定する必要があり、測定タイミングは数マイクロ秒程度の精度で十分である、また、標準時間に合わせる必要もなく独自の時間軸でも問題はない。ＧＰＳを使用すれば高精度の同期が可能であるが、電波妨害によるセキュリティ上の問題と衛星が故障したときの対応が困難となる。
【０００８】
そこで、基準時計に水晶振動子を適用すれば時刻同期を低コストに行えるが、水晶振動子は低精度であり性能に固体差もあるので基準時計の切り替えに支障が生じることがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、ネットワークの基準時計の低廉な冗長化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、ネットワークに属する一つの装置の内部時計を当該ネットワークの基準時計と時刻同期させる時刻同期装置であって、前記基準時計が異常の際に前記一つの装置の内部時計を前記ネットワークに属する全ての装置のうちで当該基準時計の代替として最も優先度の高い他の装置の内部時計と時刻同期させる同期処理部と、前記一つの装置の内部時計が前記最も優先度の高い内部時計である場合に前記基準時計が異常の際に当該内部時計を当該基準時計の代替とさせる時計切り替え部を備える。
【００１１】
前記時刻同期装置の一態様は、前記基準時計の時刻情報を保存する記憶部をさらに備え、前記同期処理部は、前記一つの装置の内部時計が前記基準時計の代替となった際に前記保存された時刻情報に基づき当該内部時計の経過速度を補正する。
【００１２】
前記同期処理部の一態様は、前記一つの装置の内部時計が前記基準時計の代替となった場合に当該基準時計が正常であった際の当該内部時計の同期時におけるこの内部時計の経過速度の調整量が経時的に徐々にゼロに近づくように当該経過速度を補正する。
【００１３】
また、本発明の一態様は、ネットワークに属する一つの装置の内部時計を当該ネットワークの基準時計と時刻同期させる時刻同期装置が実行する時刻同期方法であって、前記基準時計が異常の際に前記一つの装置の内部時計を前記ネットワークに属する全ての装置のうちで当該基準時計の代替として最も優先度の高い他の装置の内部時計と時刻同期させる過程と、前記一つの装置の内部時計が前記最も優先度の高い内部時計である場合に前記基準時計が異常の際に当該内部時計を当該基準時計の代替とさせる過程とを有する。
【００１４】
尚、本発明の他の態様としては、コンピュータを前記時刻同期装置として機能させる時刻同期プログラムが挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の本発明によれば、ネットワークの基準時計の低廉な冗長化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における時刻同期システムを例示したブロック構成図。
【図２】前記実施形態における時刻同期装置を例示したブロック構成図。
【図３】基準時計とその代替となる内部時計の時刻変化の差異。
【図４】内部時計が基準時計の代替となった際の補正前における当該内部時計の時刻変化。
【図５】内部時計が基準時計の代替となった際の補正後における当該内部時計の時刻変化。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
［本実施形態の概要及び構成］
図１に示した本実施形態の時刻同期システム１はネットワーク２のＩＥＥＥ１５８８ＰＴＰ（以下、ＰＴＰ）に基づく時刻同期システムの一例である。
【００１９】
ネットワーク２は、管理サーバ３０が属するローカルネットワーク３と、複数の装置６が属するローカルネットワーク４と、このローカルネットワーク３，４を接続する広域ネットワーク５とを有する。
【００２０】
個々の装置６は本発明の一態様である時刻同期装置１０を備える。時刻同期装置１０はネットワーク２に属する装置６の内部時計６１をネットワーク２の基準時計３１と時刻同期させる。
【００２１】
図２に示された本実施形態の時刻同期装置１０の構成例について説明する。
【００２２】
時刻同期装置１０は、コンピュータのハードウェア資源（中央演算装置、揮発性の記憶部、不揮発性の記憶部、通信部等）とソフトウェア資源との協働により、同期処理部１１、時計切り替え部１２及び記憶部１３を実装する。
【００２３】
同期処理部１１は、基準時計３１が異常の際に前記一つの装置６の内部時計６１をネットワーク２に属する全ての装置６のうちで基準時計３１の代替として最も優先度の高い他の装置の内部時計６１と時刻同期させる。
【００２４】
また、同期処理部１１は、前記一つの装置６の内部時計６１が基準時計３１の代替となった場合に基準時計３１が正常であった際の内部時計６１の同期時における内部時計６１の経過速度の調整量が経時的に徐々にゼロに近づくように当該経過速度を補正する。
【００２５】
前記調整量は、例えば、以下のように定義される。１回目のタイミングＴ２_ＡでＰＴＰに基づく時刻同期処理が実行されると基準時計３１と内部時計６１の時間差Ｄｉｆｆ_Ａを得ることができる。次いで、２回目のタイミングＴ２_Ｂで時刻同期処理が実行されると、さらに、この基準時計３１と内部時計６１の時間差Ｄｉｆｆ_Ｂを得ることができる。そして、この得られた二つの時間差の差分を（単位時間当たりの調整量）＝（Ｄｉｆｆ_Ｂ−Ｄｉｆｆ_Ａ）／（Ｔ２_Ｂ−Ｔ２_Ａ）の演算式のように１回目と２回目の経過時間で除すれば基準時計３１と内部時計６１の時刻変化の傾きの差が得られる。この差の値は、内部時計６１と基準時計３１の前記傾きを一致させるための単位時間当たりの調整量となる。
【００２６】
時計切り替え部１２は、前記一つの装置６の内部時計６１が前記最も優先度の高い内部時計６１である場合に基準時計３１が異常の際に内部時計６１を基準時計３１の代替とさせる。
【００２７】
記憶部１３には、基準時計３１と時刻同期させた際の内部時計６１の経過速度の調整量が保存されている。同期処理部１１は、前記一つの装置６の内部時計６１が基準時計３１の代替となった際に、この記憶部１３から引き出した基準時計３１の時刻情報に基づき内部時計６１の経過速度を補正する。
【００２８】
［本実施形態の動作例］
以下に本実施形態の動作例について説明する。
【００２９】
（１）基準時計３１の代替としての選定と時刻の引継ぎ
時刻同期システム１においては、通常、ネットワーク２に属する個々の装置６の内部時計６１の時刻は時刻同期装置１０の同期処理部１１によりネットワーク２の基準時計３１と同期する。
【００３０】
ここで、基準時計３１が異常となった際、個々の装置６の時刻同期装置１０の時計切り替え部１２は、ネットワーク２に属する全ての装置６のうち基準時計３１の代替として最も優先度の高い装置６の内部時計６１を基準時計３１の代替とする。そして、個々の装置６の同期処理部１１は、この装置６の内部時計６１の時刻を前記代替となった内部時計６１の時刻と同期させる。
【００３１】
外部参照のない基準時計または低精度の基準時計は他の基準時計に対して正確な時刻を維持することができないことがある。上述のように本態様の時刻同期システム１においては、基準時計３１の代替として優先度が最も高い、例えば、基準時計として精度が最も高い、内部時計６１が選定される。そして、この選定された内部時計６１がネットワーク２の基準時計３１の代替となった際に、正常時であった以前の基準時計３１の時刻情報が引き継がれる。したがって、ネットワーク２の基準時計３１が異常となってもネットワーク２の時刻が正確に維持される。
【００３２】
（２）ネットワーク２に属する内部時計６１間での経過速度の差異への対応
時刻の経過速度は複数の内部時計６１の間で固体差がある。特に、内部時計６１に比較的低精度な水晶デバイスが適用された場合、複数の内部時計６１の間で時刻の経過速度の誤差が大きくなる。
【００３３】
例えば、水晶の精度が１０ｐｐｍであれば正確な１秒に対して最大１０μｓｅｃの誤差がある可能性がある。誤差は温度や電圧等の環境要因や固体差により発生し、冗長性のために互いに離れた場所に設置された２つの基準時計は１秒間に１０μｓｅｃの速度差があるものと考えられる。
【００３４】
基準時計３１がその代替の内部時計６１に切り替わると、図３に示されたように、基準時計３１と内部時計６１の時刻経過の間に数秒間のタイムアウトによる空白が生じる。この基準時計３１と内部時計６１の時刻は略一致するが、時刻の経過速度は相違するために前記タイムアウトの間で時刻の誤差が増大する。
【００３５】
そこで、基準時計３１と時刻同期した際の内部時計６１の経過速度の調整量が記憶部１３に予め保存される。そして、装置６の内部時計６１が基準時計３１の代替となった際に、装置６の同期処理部１１は記憶部１３から引き出した前記調整量に基づき内部時計６１の経過速度を補正する。これにより、正常時であった以前の基準時計３１と時刻同期させた際の内部時計６１の前記調整量がそのまま適用されることにより、図５に示したように、基準時計３１の経過速度が引き継がれるので、前記タイムアウトの数秒間の誤差が最小限に抑えられる。
【００３６】
（３）内部時計６１の経時的な調整
上記（１）（２）の機能が実行されると、比較的低精度な基準時計３１とその代替の内部時計６１の切り替えが実行されてもネットワーク２の時刻が不連続となることはない。
【００３７】
しかしながら、前記切り替えが繰り返し実行されると、以前の単位時間当たりの調整量を引き継ぐため、正確な時刻の経過速度から徐々に逸脱することもある。
【００３８】
そこで、装置６の内部時計６１が基準時計３１の代替となった場合、この装置６の同期処理部１１は、内部時計６１の前記調整量を引き継き、図４に示したように、この調整量が経時的に徐々にゼロに近づくように、内部時計６１の経過速度を補正する。つまり、前記調整量がゼロになったとき内部時計６１の水晶デバイスによる１秒で時刻配信されるため、経過速度が１秒から逸脱することがなくなる。したがって、基準時計３１の代替が行われた際でもネットワーク２に属する装置６の連係への支障を回避できる。
【００３９】
以上のように本実施形態の時刻同期システム１によれば、時刻同期が実行されるので、装置６の内部時計６１が基準時計３１の代替となっても基準時計３１の時刻値は継続する。
【００４０】
特に、内部時計６１、基準時計３１において時刻の経過速度に固体差のある水晶デバイスが適用されて装置６の内部時計６１がネットワーク２の基準時計３１の代替となっても、基準時計３１の経過速度が引き継がれる。
【００４１】
また、内部時計６１の経過速度の調整量がゼロとなるまで徐々に調整されるので、基準時計３１の代替を繰り返しても調整量が逸脱せず、ネットワーク２に属する装置６の連係を安定的に維持できる。
【００４２】
さらに、基準時計３１、内部時計６１において比較的安価な水晶デバイスを適用できるのでネットワーク２の基準時計の冗長化が低廉に実現する。
【００４３】
本発明の他の態様としては、時刻同期装置１０の一部若しくは全てとしてコンピュータを機能させるプログラムで構成しこれを当該コンピュータに実行させることにより実現できる。または、時刻同期装置１０が実行する時刻同期方法の過程の一部若しくは全てをコンピュータに実行させるプログラムで構成しこれを当該コンピュータに実行させることにより実現できる。そして、このプログラム（時刻同期プログラム）をそのコンピュータが読み取り可能な周知の記録媒体に格納して提供できる。または、前記プログラムをインターネットや電子メール等でネットワークを介して提供できる。
【００４４】
尚、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲内で様々な態様で実施が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…時刻同期システム
２…ネットワーク、３１…基準時計
６…装置、６１…内部時計
１０…時刻同期装置、１１…同期処理部、１２…時計切り替え部、１３…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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