(57)【要約】【課題】  パケット網での遅延揺らぎ量を計測するための基準タイミングの生成に時間が掛かるという問題があった。【解決手段】  送信側の時刻同期装置は、予め設定された送信周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを受信側の時刻同期装置に送信し、受信側の時刻同期装置は、試験パケットの受信周期を示す第１基準タイミングを生成し、試験パケットの受信タイミングと第１基準タイミングとの時間差に基づいて遅延揺らぎ量を求め、送信側の時刻同期装置との間の時刻のずれを補正すると共に、第１基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、第１基準タイミングの時刻情報が有効である場合に第１基準タイミングの時刻情報を保存し、第１基準タイミングが消失した場合に、保存された第１基準タイミングの時刻情報に基づいて第１基準タイミングを復元することを特徴とする。【選択図】図２
2016208441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット網で接続される時刻同期装置間で時刻同期パケットを送受信して時刻同期を図る時刻同期方法であって、
送信側の前記時刻同期装置は、予め設定された送信周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを受信側の前記時刻同期装置に送信し、
受信側の前記時刻同期装置は、前記試験パケットの受信周期を示す第１基準タイミングを生成し、前記試験パケットの受信タイミングと前記第１基準タイミングとの時間差に基づいて遅延揺らぎ量を求め、前記送信側の時刻同期装置との間の時刻のずれを補正すると共に、前記第１基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、前記第１基準タイミングの時刻情報が有効である場合に前記第１基準タイミングの時刻情報を保存し、前記第１基準タイミングが消失した場合に、前記保存された前記第１基準タイミングの時刻情報に基づいて前記第１基準タイミングを復元する
ことを特徴とする時刻同期方法。
【請求項２】
請求項１に記載の時刻同期方法において、
前記送信側の前記時刻同期装置は、予め設定された送信周期で生成される第２基準タイミングに基づいて前記試験パケットを前記受信側の前記時刻同期装置に送信すると共に、前記第２基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、前記第２基準タイミングの時刻情報が有効である場合に前記第２基準タイミングの時刻情報を保存し、前記第２基準タイミングが消失した場合に、前記保存された前記第２基準タイミングの時刻情報に基づいて前記第２基準タイミングを復元する
ことを特徴とする時刻同期方法。
【請求項３】
請求項２に記載の時刻同期方法において、
予め設定された周期で基準時刻タイミングを生成し、前記基準時刻タイミングと前記第１基準タイミングとの時間差、および、前記基準時刻タイミングと前記第２基準タイミングとの時間差、の少なくとも一方の時間差を取得して保存する
ことを特徴とする時刻同期方法。
【請求項４】
請求項２に記載の時刻同期方法において、
前記第１基準タイミングおよび前記第２基準タイミングの時刻の１秒未満の値をそれぞれ抽出して、前記第１基準タイミングまたは前記第２基準タイミングの時刻情報としてそれぞれ保存する
ことを特徴とする時刻同期方法。
【請求項５】
パケット網で接続される対向装置との間で時刻同期パケットを送受信して時刻同期を図る時刻同期装置において、
前記対向装置から予め設定された送信周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを受信する受信部と、
前記試験パケットの受信周期を示す第１基準タイミングを生成し、前記試験パケットの受信タイミングと前記第１基準タイミングとの時間差に基づいて遅延揺らぎ量を求め、前記対向装置との間の時刻のずれを補正する補正部と、
前記第１基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、前記第１基準タイミングの時刻情報が有効である場合に前記第１基準タイミングの時刻情報を保存する保存部と、
前記第１基準タイミングが消失した場合に、前記保存部により保存された前記第１基準タイミングの時刻情報に基づいて前記第１基準タイミングを復元する復元部と
を有することを特徴とする時刻同期装置。
【請求項６】
請求項５に記載の時刻同期装置において、
予め設定された周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを第２基準タイミングに基づいて前記対向装置に送信する送信部をさらに有し、
前記保存部は、前記第２基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、前記第２基準タイミングの時刻情報が有効である場合に前記第２基準タイミングの時刻情報を保存し、
前記復元部は、前記第２基準タイミングが消失した場合に、前記保存部により保存された前記第２基準タイミングの時刻情報に基づいて前記第２基準タイミングを復元する
ことを特徴とする時刻同期装置。
【請求項７】
請求項６に記載の時刻同期装置において、
予め設定された周期で基準時刻タイミングを生成する生成部をさらに有し、
前記保存部は、前記基準時刻タイミングと前記第１基準タイミングとの時間差、および、前記基準時刻タイミングと前記第２基準タイミングとの時間差、の少なくとも一方の時間差を取得して保存する
ことを特徴とする時刻同期装置。
【請求項８】
請求項６に記載の時刻同期装置において、
前記保存部は、前記第１基準タイミングおよび前記第２基準タイミングの時刻の１秒未満の値をそれぞれ抽出して、前記第１基準タイミングまたは前記第２基準タイミングの時刻情報としてそれぞれ保存する
ことを特徴とする時刻同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット網を介して接続される装置間の時刻同期を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パケット網を介して接続される装置間で時刻同期パケット(PTP(Precision Time Protocol)パケット)を送受信して時刻同期を行う技術が規格化されている(非特許文献１参照）。ところが、パケット網で発生する遅延揺らぎによって時刻誤差が生じるため、例えばμsオーダの高精度な時刻精度を得ることが困難であった。そこで、高精度な時刻同期を実現するために、遅延分布測定用の試験パケット（リファレンスパケット(以降、Refパケットと称する)）を送受信して、PTPパケット（Syncパケット、DelayReqパケットなど）の遅延揺らぎを補正する技術が検討されている(特許文献１参照）。ここで、基準時刻を有する時刻同期装置をマスター(Master)装置、マスター装置の時刻に同期させる時刻同期装置をスレーブ(Slave)装置とする場合、例えば、Slave装置は、基準タイミングを生成して、Refパケットの受信タイミングと基準タイミングとの差分を受信毎に測定して遅延分布を計測する。ここで、Master装置およびSlave装置は、周波数同期された同じクロックで動作するため、Slave装置で送信周期を正確にカウントでき、遅延分布を精度良く計測することができる。そして、Slave装置は、Refパケットの遅延分布の最小値をベースにPTPパケットの遅延揺らぎを補正する。ここで、高精度の時刻同期を行う場合、Master装置からSlave装置への方向およびSlave装置からMaster装置への方向の各々の遅延分布の最小値の差の1/2が目標とする時刻精度以内に収まる必要があるため、通常、数時間以上に亘る遅延分布の計測を行う必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IEEE1588-2008
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０３０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基準タイミングはMaster装置で生成されるか、或いは、Slave装置が１つ目のRefパケットを受信したタイミングで生成される。基準タイミングは、一度生成されると、その後はGrand Master装置と周波数同期したMaster装置、もしくは、Slave装置の内部カウンタで送信周期がカウントされる。しかし、Slave装置の受信部のパッケージ(回路基盤など)の抜き差しにより基準タイミングが消失する場合がある。或いは、伝送路障害等によりMaster装置とSlave装置との間で周波数同期ができずに、基準タイミングが変動する場合がある。この場合、Slave装置は正常な遅延揺らぎの補正を行うことができないため、再度、遅延分布の計測を実施する必要がある。一方で、遅延分布の計測には数時間を要するため、パッケージ挿入後、障害からの復旧後にSlave装置を直ぐに運用することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、パケット網で接続される時刻同期装置間で時刻同期パケットを送受信して時刻同期を図る時刻同期方法であって、送信側の時刻同期装置は、予め設定された送信周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを受信側の時刻同期装置に送信し、受信側の時刻同期装置は、試験パケットの受信周期を示す第１基準タイミングを生成し、試験パケットの受信タイミングと第１基準タイミングとの時間差に基づいて遅延揺らぎ量を求め、送信側の時刻同期装置との間の時刻のずれを補正すると共に、第１基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、第１基準タイミングの時刻情報が有効である場合に第１基準タイミングの時刻情報を保存し、第１基準タイミングが消失した場合に、保存された第１基準タイミングの時刻情報に基づいて第１基準タイミングを復元することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、送信側の時刻同期装置は、予め設定された送信周期で生成される第２基準タイミングに基づいて試験パケットを受信側の時刻同期装置に送信すると共に、第２基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、第２基準タイミングの時刻情報が有効である場合に第２基準タイミングの時刻情報を保存し、第２基準タイミングが消失した場合に、保存された第２基準タイミングの時刻情報に基づいて第２基準タイミングを復元することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、予め設定された周期で基準時刻タイミングを生成し、基準時刻タイミングと第１基準タイミングとの時間差、および、基準時刻タイミングと第２基準タイミングとの時間差、の少なくとも一方の時間差を取得して保存することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１基準タイミングおよび第２基準タイミングの時刻の１秒未満の値をそれぞれ抽出して、第１基準タイミングまたは第２基準タイミングの時刻情報としてそれぞれ保存することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、パケット網で接続される対向装置との間で時刻同期パケットを送受信して時刻同期を図る時刻同期装置において、対向装置から予め設定された送信周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを受信する受信部と、試験パケットの受信周期を示す第１基準タイミングを生成し、試験パケットの受信タイミングと第１基準タイミングとの時間差に基づいて遅延揺らぎ量を求め、対向装置との間の時刻のずれを補正する補正部と、第１基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、第１基準タイミングの時刻情報が有効である場合に第１基準タイミングの時刻情報を保存する保存部と、第１基準タイミングが消失した場合に、保存部により保存された第１基準タイミングの時刻情報に基づいて第１基準タイミングを復元する復元部とを有することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、予め設定された周期で遅延揺らぎを計測するための試験パケットを第２基準タイミングに基づいて対向装置に送信する送信部をさらに有し、保存部は、第２基準タイミングの時刻情報の有効／無効を装置状態に基づいて判定し、第２基準タイミングの時刻情報が有効である場合に第２基準タイミングの時刻情報を保存し、復元部は、第２基準タイミングが消失した場合に、保存部により保存された第２基準タイミングの時刻情報に基づいて第２基準タイミングを復元することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、予め設定された周期で基準時刻タイミングを生成する生成部をさらに有し、保存部は、基準時刻タイミングと第１基準タイミングとの時間差、および、基準時刻タイミングと第２基準タイミングとの時間差、の少なくとも一方の時間差を取得して保存することを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、保存部は、第１基準タイミングおよび第２基準タイミングの時刻の１秒未満の値をそれぞれ抽出して、第１基準タイミングまたは第２基準タイミングの時刻情報としてそれぞれ保存することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る時刻同期方法および時刻同期装置は、基準タイミングの時刻情報をバックアップしておくことにより、基準タイミングが失われた場合にバックアップから基準タイミングを復元することができ、基準タイミングを求めるための遅延分布の計測を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ネットワーク構成の一例を示す図である。
【図２】Master装置およびSlave装置の一例を示す図である。
【図３】バックアップ処理の一例を示す図である。
【図４】取得値とバックアップ値の一例を示す図である。
【図５】有効／無効の判定処理の一例を示す図である。
【図６】復元処理の一例を示す図である。
【図７】装置状態とバックアップ値の一例を示す図である。
【図８】基準時刻タイミングと基準タイミングの取得値の一例を示す図である。
【図９】取得値とバックアップ値の格納例を示す図である。
【図１０】基準タイミングの取得値の一例を示す図である。
【図１１】基準タイミングの復元例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る時刻同期方法および時刻同期装置の実施形態について説明する。
［ネットワーク構成］
図１は、ネットワーク構成の一例を示す。図１（ａ）は、１台のMaster装置１０１ａと１台のSlave装置１０２ａとがパケット網１０３ａを介して接続される例を示す。図１（ｂ）は、Master装置１０１ｂ（０）とSlave装置１０２ｂとが伝送路１０４ｂを介して接続され、Master装置１０１ｂ（１）とSlave装置１０２ｂとがパケット網１０３ｂを介して接続される例を示す。ここで、本実施形態は、パケット網を介して接続される時刻同期装置における時刻同期方法に関する。図１（ａ）では、パケット網１０３ａを介して接続されるMaster装置１０１ａおよびSlave装置１０２ａは、それぞれ時刻同期装置の一例である。図１（ｂ）では、パケット網１０３ｂを介して接続されるMaster装置１０１ｂ（１）およびSlave装置１０２ｂは、それぞれ時刻同期装置の一例である。
【００１７】
図１（ａ）のネットワーク構成について説明する。図１（ａ）において、Master装置１０１ａは、伝送路１０４ａを介して上位側のGrandMaster装置１０５ａに接続される。なお、GrandMaster装置１０５ａは、基準クロック１０６ａから配信される基準クロックに周波数同期している。また、Master装置１０１ａは、GNSS(Global Navigation Satellite System)１０７ａから基準時刻を取得することができる。同様に、Slave装置１０２ａは、GNSS１０７ｂから基準時刻を取得することができる。
【００１８】
図１（ｂ）のネットワーク構成について説明する。図１（ｂ）において、Master装置１０１ｂ（０）は、伝送路１０４ｃを介して上位側のGrandMaster装置１０５ｂに接続される。一方、Master装置１０１ｂ（１）は、伝送路１０４ｄを介して上位側のGrandMaster装置１０５ｂに接続される。GrandMaster装置１０５ｂは、基準クロック１０６ｂから配信される基準クロックに周波数同期している。また、GrandMaster装置１０５ｂは、GNSS１０７ｃから基準時刻を取得することができる。さらに、Master装置１０１ｂ（０）とSlave装置１０２ｂは、伝送路１０４ｂを介して接続されている。一方、Master装置１０１ｂ（１）とSlave装置１０２ｂは、パケット網１０３ｂを介して接続されている。
【００１９】
ここで、以降の説明において、図１（ａ）のパケット網１０３ａおよび図１（ｂ）のパケット網１０３ｂに共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略してパケット網１０３のように表記する。同様に、図１（ａ）の伝送路１０４ａおよび図１（ｂ）の伝送路１０４ｂ、伝送路１０４ｃおよび伝送路１０４ｄに共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略して伝送路１０４のように表記する。また、基準クロック１０６ａおよび基準クロック１０６ｂは、基準クロックを供給する装置であり、以降の説明において共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略して基準クロック１０６のように表記する。同様に、GNSS１０７ａ、GNSS１０７ｂおよびGNSS１０７ｃは、基準時刻を供給する共通のシステムであり、共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略してGNSS１０７のように表記する。
【００２０】
さらに、GrandMaster装置１０５ａおよびGrandMaster装置１０５ｂは、下位側の装置に基準クロックおよび基準時刻を供給する機能は共通である。従って、以降の説明において、GrandMaster装置１０５ａおよびGrandMaster装置１０５ｂに共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略してGrandMaster装置１０５のように表記する。
【００２１】
また、Master装置１０１ａ、Master装置１０１ｂ（０）およびMaster装置１０１ｂ（１）は、上位側のGrandMaster装置１０５との間でクロック同期および時刻同期を図り、下位側のSlave装置１０２ａおよびSlave装置１０２ｂとの間でクロック同期および時刻同期を図る機能は共通である。従って、以降の説明において、Master装置１０１ａ、Master装置１０１ｂ（０）およびMaster装置１０１ｂ（１）に共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略してMaster装置１０１のように表記する。
【００２２】
同様に、Slave装置１０２ａおよびSlave装置１０２ｂは、上位側のMaster装置１０１との間でクロック同期および時刻同期を図る機能は共通である。従って、以降の説明において、Slave装置１０２ａおよびSlave装置１０２ｂに共通の事項を説明する場合は符号末尾のアルファベットを省略してSlave装置１０２のように表記する。
［遅延揺らぎについて］
図１において、パケット網１０３は、ルーターやスイッチなどのネットワーク装置によりパケットを中継するので、パケット網１０３で送受信されるパケットの遅延時間にばらつき(遅延揺らぎと称する)が発生する。一方、図１に示した伝送路１０４は、ルーターやスイッチなどの非同期網ではなく、例えば同期網で中継されるので、遅延揺らぎが発生しない。
【００２３】
例えば図１（ａ）において、Master装置１０１ａとSlave装置１０２ａとは、パケット網１０３ａを介して接続されるので、パケット網１０３ａで送受信するPTPパケットには遅延揺らぎが発生する。そのため、パケット網１０３ａで接続される場合は、遅延揺らぎが発生しない伝送路１０４で接続される場合に比べて精度の高い時刻同期を図ることが難しい。同様に、図１（ｂ）において、伝送路１０４ｂで接続されるMaster装置１０１ｂ（０）とSlave装置１０２ｂとの間では遅延揺らぎが発生しない。しかし、パケット網１０３ｂで接続されるMaster装置１０１ｂ（１）とSlave装置１０２ｂとの間では遅延揺らぎが発生する。
【００２４】
このため、パケット網１０３を介して接続されるMaster装置１０１とSlave装置１０２との間で生じる遅延揺らぎ量を計測して補正する処理が行われている。例えば送信側のMaster装置１０１は、遅延揺らぎ量を計測するための試験パケット(Refパケット)を予め設定された周期でSlave装置１０２に送信する。一方、Slave装置１０２は、例えばMaster装置１０１から受信する１つ目のRefパケットに基づいてRefパケットの受信周期を示す基準タイミングを生成する。そして、Slave装置１０２は、２つ目以降のRefパケットの受信タイミングと基準タイミングとの時間差を計測し、例えば数時間に亘って時間差の分布(遅延分布)を求める。例えば、Slave装置１０２は、遅延分布の最小値を遅延揺らぎ量としてMaster装置１０１との間の時刻のずれを補正する。なお、同様の処理は、Master装置１０１からSlave装置１０２への方向だけではなく、Slave装置１０２からMaster装置１０１への方向についても実行される。
【００２５】
このように、基準タイミングは、遅延揺らぎ量を求めるための重要パラメータであり、基準タイミングが失われた場合、再び、基準タイミングを生成して、数時間に亘る遅延揺らぎ量の計測を再び行わなければならないという問題が生じる。本実施形態では、基準タイミングをバックアップしておき、基準タイミングが失われた場合でも迅速に基準タイミングを復元することができ、再び、基準タイミングを生成し直して遅延揺らぎ量を再計測する必要がなくなる。
【００２６】
ここで、Master装置１０１からSlave装置１０２へRefパケットを送信する場合、送信側のMaster装置１０１におけるRefパケットの送信基準タイミングと、受信側のSlave装置１０２におけるRefパケットの受信基準タイミングとの両方をバックアップする必要がある。同様に、Slave装置１０２からMaster装置１０１へRefパケットを送信する場合、送信側のSlave装置１０２におけるRefパケットの送信基準タイミングと、受信側のMaster装置１０１におけるRefパケットの受信基準タイミングとの両方をバックアップする必要がある。したがって、Master装置１０１およびSlave装置１０２は、相互に送受信されるRefパケットに対する４つの基準タイミングをバックアップする。
【００２７】
なお、基準タイミングのバックアップ方法として、例えば、内部時計の基準時刻に基づいて、基準タイミングの時刻を取得し、取得した時刻の１秒未満の値をバックアップ値として保存する方法を用いる。或いは、基準タイミングの他のバックアップ方法として、例えば、予め決められた周期(1PPS(1 Pulse Per Second：1秒間隔で出力されるパルス信号)など)の基準時刻タイミングを生成して、基準時刻タイミングと基準タイミングとの時間差をバックアップ値として保存する方法を用いる。この場合、基準時刻タイミングの周期は基準タイミングの周期の整数倍とするのが望ましい。この理由は、整数倍ではない場合、基準タイミングの復元時に、バックアップ時の基準タイミングの周期からずれてしまうからである。例えば基準時刻タイミングが1PPSで、基準タイミングが50msec間隔の場合、約20個の基準タイミング毎に基準時刻タイミングとの時間差を求めてバックアップ値として保存する。
［GrandMaster装置１０５］
図１において、GrandMaster装置１０５は、外部から配信される基準クロックに同期したクロックで基準時刻を生成し、下位側の装置に基準時刻と基準クロックとを供給する。
【００２８】
例えば図１（ａ）に示したGrandMaster装置１０５ａは、上位側に受信処理部Rx1、下位側に送信処理部Tx2および受信処理部Rx2を有する。
【００２９】
ここで、図１（ａ）および図１（ｂ）において、受信処理部Rx*(＊は番号)および送信処理部Tx*(＊は番号)は、受信Rx*(＊は番号)および送信Tx*(＊は番号)のように表記する。
【００３０】
図１(ａ)において、受信処理部Rx1は、基準クロック１０６ａから配信される基準クロックを受信する。GrandMaster装置１０５ａは、内部に基準時刻を出力する時計を有し、基準クロックで動作する。また、送信処理部Tx2および受信処理部Rx2は、下位側のMaster装置１０１ａとの間でIEEE1588-2008規格に準拠するPTPパケットを送受信する。これにより、Master装置１０１ａは、GrandMaster装置１０５ａと時刻同期を図ることができる。
【００３１】
一方、図１（ｂ）に示したGrandMaster装置１０５ｂは、上位側に受信処理部Rx9および受信処理部Rx10、下位側に送信処理部Tx11、受信処理部Rx11、送信処理部Tx12および受信処理部Rx12を有する。受信処理部Rx9は、GNSS１０７ｃから配信される基準時刻を受信する。受信処理部Rx10は、基準クロック１０６ｂから配信される基準クロックを受信する。また、送信処理部Tx11および受信処理部Rx11は、下位側のMaster装置１０１ｂ（０）との間でPTPパケットを送受信する。これにより、Master装置１０１ｂ（０）は、GrandMaster装置１０５ｂと時刻同期を図ることができる。送信処理部Tx12および受信処理部Rx12は、下位側のMaster装置１０１ｂ（１）との間でPTPパケットを送受信する。これにより、Master装置１０１ｂ（１）は、GrandMaster装置１０５ｂと時刻同期を図ることができる。
【００３２】
ここで、本実施形態で説明する上位側の装置と下位側の装置との間では、時刻同期と共にクロック同期（周波数同期）を図る処理が行われている。例えば図１（ａ）の場合、Slave装置１０２ａの上位側の装置はMaster装置１０１ａであり、Master装置１０１ａの上位側の装置はGrandMaster装置１０５ａである。同様に、図１（ｂ）において、Slave装置１０２ｂの上位側の装置はMaster装置１０１ｂ（０）およびMaster装置１０１ｂ（１）であり、Master装置１０１ｂ（０）およびMaster装置１０１ｂ（１）の上位側の装置はGrandMaster装置１０５ｂである。
［Master装置１０１］
図１において、Master装置１０１は、内部に時計を有し、GrandMaster装置１０５から配信される基準クロックに同期したクロックで時刻を生成する。そして、Master装置１０１は、GrandMaster装置１０５との間でPTPパケットを送受信して、GrandMaster装置１０５の時刻に自装置の時刻を同期させる。また、Master装置１０１は、下位側のSlave装置１０２との間でPTPパケットを送受信する。
【００３３】
例えば図１（ａ）に示したMaster装置１０１ａは、上位側に受信処理部Rx3、受信処理部Rx4および送信処理部Tx4、下位側に送信処理部Tx5および受信処理部Rx5を有する。受信処理部Rx3は、GNSS１０７ａから配信される基準時刻を受信する。また、受信処理部Rx4および送信処理部Tx4は、上位側のGrandMaster装置１０５ａとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Master装置１０１ａは、GrandMaster装置１０５ａと時刻同期を図ることができる。さらに、送信処理部Tx5および受信処理部Rx5は、下位側のSlave装置１０２ａとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Slave装置１０２ａは、Master装置１０１ａと時刻同期を図ることができる。
【００３４】
一方、図１（ｂ）に示したMaster装置１０１ｂ（０）は、上位側に受信処理部Rx13および送信処理部Tx13、下位側に送信処理部Tx14および受信処理部Rx14をそれぞれ有する。受信処理部Rx13および送信処理部Tx13は、上位側のGrandMaster装置１０５ｂとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Master装置１０１ｂ（０）は、GrandMaster装置１０５ｂと時刻同期を図ることができる。さらに、送信処理部Tx14および受信処理部Rx14は、下位側のSlave装置１０２ｂとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Slave装置１０２ｂは、Master装置１０１ｂ（０）と時刻同期を図ることができる。
【００３５】
また、図１（ｂ）に示したMaster装置１０１ｂ（１）は、上位側に受信処理部Rx15および送信処理部Tx15、下位側に送信処理部Tx16および受信処理部Rx16をそれぞれ有する。受信処理部Rx15および送信処理部Tx15は、上位側のGrandMaster装置１０５ｂとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Master装置１０１ｂ（１）は、GrandMaster装置１０５ｂと時刻同期を図ることができる。さらに、送信処理部Tx16および受信処理部Rx16は、下位側のSlave装置１０２ｂとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Slave装置１０２ｂは、Master装置１０１ｂ（１）と時刻同期を図ることができる。
［Slave装置１０２］
Slave装置１０２は、内部に時計を有し、Master装置１０１から配信される基準クロックに同期したクロックで時刻を生成する。そして、Slave装置１０２は、Master装置１０１との間でPTPパケットを送受信して、Master装置１０１の時刻に内部時計の時刻を同期させる。また、下位側に同様のSlave装置１０２が接続される場合は、自装置がMaster装置となって下位側のSlave装置との間でPTPパケットを送受信する。
【００３６】
例えば図１（ａ）に示したSlave装置１０２ａは、上位側に受信処理部Rx6、受信処理部Rx7および送信処理部Tx7、下位側に送信処理部Tx8および受信処理部Rx8を有する。受信処理部Rx6は、GNSS１０７ｂから配信される基準時刻を受信する。また、受信処理部Rx7および送信処理部Tx7は、上位側のMaster装置１０１ａとの間でPTPパケットを送受信する。これにより、Slave装置１０２ａは、Master装置１０１ａの時刻に内部時計の時刻を同期させることができる。なお、送信処理部Tx8および受信処理部Rx8は、下位側にSlave装置１０２ａと同様のSlave装置が接続された場合にPTPパケットを送受信する。
【００３７】
一方、図１（ｂ）に示したSlave装置１０２ｂは、上位側に受信処理部Rx17、送信処理部Tx17、受信処理部Rx18および送信処理部Tx18、下位側に送信処理部Tx19および受信処理部Rx19を有する。受信処理部Rx17、送信処理部Tx17は、上位側のMaster装置１０１ｂ（０）との間でPTPパケットを送受信する。これにより、Slave装置１０２ｂは、Master装置１０１ｂ（０）と時刻同期を図ることができる。また、受信処理部Rx18および送信処理部Tx18は、上位側のMaster装置１０１ｂ（１）との間でPTPパケットを送受信する。これにより、Slave装置１０２ｂは、Master装置１０１ｂ（１）と時刻同期を図ることができる。なお、送信処理部Tx19および受信処理部Rx19は、下位側にSlave装置１０２ｂと同様のSlave装置が接続された場合にPTPパケットを送受信する。
［本実施形態の適用部分］
本実施形態に係る時刻同期方法は、図１に示したパケット網１０３を介して接続される装置間で遅延揺らぎ補正して時刻同期を図る場合に適用できる。例えば図１（ａ）では、Master装置１０１ａの点線枠１５１の部分(送信処理部Tx5および受信処理部Rx5)と、Slave装置１０２ａの点線枠１５２の部分(受信処理部Rx7および送信処理部Tx7)とに適用できる。また、図１（ｂ）の例では、Master装置１０１ｂ（１）の点線枠１５３の部分(送信処理部Tx16および受信処理部Rx16)と、Slave装置１０２ｂの点線枠１５４の部分(受信処理部Rx18および送信処理部Tx18)とに適用できる。
【００３８】
ここで、本実施形態では、Slave装置１０２は、時刻情報を別系統の時刻パスから取得することができる。例えば、図１（ａ）の場合、Slave装置１０２ａは、別系統の時刻パスとして受信処理部Rx6を介して接続されるGNSS１０７ｂから時刻情報を取得する。また、図１（ｂ）の場合、Slave装置１０２ｂは、別系統の時刻パスとして受信処理部Rx17および送信処理部Tx17を介して接続されるMaster装置１０１ｂ（０）から時刻情報を取得する。
［時刻同期装置の構成例］
本実施形態に係る時刻同期装置の構成例について説明する。
【００３９】
図２は、Master装置２０１およびSlave装置２０２の一例を示す。なお、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、それぞれ時刻同期装置の一例である。ここで、Master装置２０１は、図１で説明したMaster装置１０１ａまたはMaster装置１０１ｂ（１）の一例である。また、Slave装置２０２は、図1で説明したSlave装置１０２ａまたはSlave装置１０２ｂの一例である。なお、図２において、実線矢印は制御信号／データ信号の流れを示し、破線矢印は周波数信号の流れを示し、点線矢印は時刻信号の流れを示す。
【００４０】
図２において、Master装置２０１は、送信処理部２１１および受信処理部２１２を有する。ここで、Master装置２０１の送信処理部２１１は、例えば、図１（ａ）に示したMaster装置１０１ａの送信処理部Tx5、または、図１（ｂ）に示したMaster装置１０１ｂ（１）の送信処理部Tx16の一例を示す。また、Master装置２０１の受信処理部２１２は、例えば、図１（ａ）に示したMaster装置１０１ａの受信処理部Rx5、または、図１（ｂ）に示したMaster装置１０１ｂ（１）の受信処理部Rx16の一例を示す。
【００４１】
図２において、Slave装置２０２は、受信処理部２２１および送信処理部２２２を有する。なお、Slave装置２０２は、Master装置２０１と別系統の時刻パスから時刻情報を取得する。ここで、Slave装置２０２の受信処理部２２１は、例えば、図１（ａ）に示したSlave装置１０２ａの受信処理部Rx7、または、図１（ｂ）に示したSlave装置１０２ｂの受信処理部Rx18の一例を示す。また、Slave装置２０２の送信処理部２２２は、例えば、図１（ａ）に示したSlave装置１０２ａの送信処理部Tx7、または、図１（ｂ）に示したSlave装置１０２ｂの送信処理部Tx18の一例を示す。
【００４２】
本実施形態に係るMaster装置２０１およびSlave装置２０２は、遅延揺らぎを計測するための基準タイミングがパッケージの抜き差しや故障などにより消失した場合に備え、基準タイミングをバックアップする。これにより、本実施形態に係るMaster装置２０１およびSlave装置２０２は、新たに基準タイミングを生成して、数時間掛かる遅延分布を計測し直す必要がなくなり、迅速に基準タイミングを復旧することができる。図２の例では、Master装置２０１の送信処理部２１１および受信処理部２１２、Slave装置２０２の送信処理部２２２および受信処理部２２１のそれぞれにおいて生成される４つの基準タイミングがそれぞれバックアップされる。
【００４３】
ここで、Master装置２０１の送信処理部２１１と受信処理部２１２とは相互に情報を共有して動作する。例えば、IEEE1588-2008の規格に準拠した時刻同期処理において、Master装置２０１の送信処理部２１１は、例えばSyncパケット、FollowUpパケットおよびDelayRespパケットなどをSlave装置２０２の受信処理部２２１に送信する。一方、Slave装置２０２の送信処理部２２２は、例えばDelayReqパケットなどをMaster装置２０１の受信処理部２１２に送信する。このようにして、Master装置２０１とSlave装置２０２との間で送受信されるPTPパケットの受信時刻や送信時刻などの時刻情報に基づいて、Master装置２０１とSlave装置２０２との間の時刻のずれを求めて時刻同期を図る。
【００４４】
なお、Master装置２０１の受信処理部２１２は、受信部３２０を有し、Slave装置２０２が送信するパケットを受信するが、次に説明するSlave装置２０２の受信処理部２２１と同一又は同様の機能を有するので、ここでの説明は省略し、Slave装置２０２の受信処理部２２１と併せて説明する。
［送信処理部２１１］
図２において、送信処理部２１１は、周波数抽出部３０１、周波数生成部３０２、時刻生成部３０３、送信部３０４、PTPパケット処理部３０５、Refパケット処理部３０６、カウンタ３０７、メモリ３０８、監視部３０９、判定部３１０、読出制御部３１１、メモリ３１２および制御部３１３を有する。
【００４５】
周波数抽出部３０１は、例えば装置内部(他PKG(Package)を含む)の信号から基準周波数のクロックを抽出し、抽出した基準周波数のクロックを周波数生成部３０２に出力する。
【００４６】
周波数生成部３０２は、周波数抽出部３０１から受け取る基準周波数のクロックに基づいて、必要な周波数の内部クロックを生成する。周波数生成部３０２は、生成した内部クロックを時刻生成部３０３やカウンタ３０７などに供給する。
【００４７】
時刻生成部３０３は、周波数生成部３０２から受け取ったクロックに基づいて時を刻み、時刻を出力する。時刻生成部３０３が出力する時刻は、送信処理部２１１の基準時刻となる。例えば時刻生成部３０３は、カウンタ３０７、メモリ３０８およびPTPパケット処理部３０５に時刻を出力する。なお、1PPSなどの基準時刻タイミング信号は、時刻生成部３０３が出力するようにしてもよいし、カウンタ３０７により生成してもよい。ここで、時刻生成部３０３は、時刻情報を別系統の時刻パスから取得する。例えば図１（ａ）に示したMaster装置１０１ａの場合、Master装置１０１ａは、GNSS１０７ａから基準時刻を取得できる。或いは、図１（ｂ）に示したMaster装置１０１ｂ（０）の場合、Master装置１０１ｂ（０）は、GrandMaster装置１０５ｂから基準時刻を取得できる。
【００４８】
送信部３０４は、PTPパケット、Refパケット等のデータパケット、およびクロック信号の送信を行う。
【００４９】
PTPパケット処理部３０５は、IEEE1588-2008の規格に準拠して、Syncパケット、Follow Up パケットおよびDelayRespパケットなどPTPパケットの生成やシーケンス処理などを行う。なお、PTPパケット処理部３０５はPTPパケットの送信処理を行う。一方、受信処理部２１２はPTPパケットの受信処理を行うためのPTPパケット処理部３０５に対応する受信ブロックを有し、Slave装置２０２からDelayReqパケットなどのPTPパケットを受信する。このように、PTPパケット処理部３０５は、受信処理部２１２のPTPパケットの受信処理と連携して動作する。そして、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、互いに送受信するPTPパケットの情報に基づいて、装置間の時刻のずれを補正する処理を行う。なお、受信処理部２１２のPTPパケットの受信処理は、Slave装置２０２の受信処理部２２１のPTPパケット処理部４０５と同様に実行されるので、PTPパケット処理部４０５と併せて説明する。
【００５０】
Refパケット処理部３０６は、Refパケットの生成、Refパケットの送信などを行う。なお、Refパケット処理部３０６は、Refパケットを送信する基準タイミング（送信基準タイミング）をカウンタ３０７に設定し、カウンタ３０７は、基準タイミングを周期的に出力する。ここで、Refパケット処理部３０６は、Refパケットの送信処理を行う。一方、受信処理部２１２はRefパケットの受信処理を行うためのRefパケット処理部３０６に対応する受信ブロックを有し、Slave装置２０２が送信するRefパケットを受信する。そして、受信処理部２１２は、Slave装置２０２から受信されるRefパケットの遅延分布を計測し、遅延揺らぎ量を求める処理を実行する。なお、受信処理部２１２のRefパケットの受信処理は、Slave装置２０２の受信処理部２２１のRefパケット処理部４０６と同様に実行されるので、Slave装置２０２のRefパケット処理部４０６と併せて説明する。なお、本実施形態では、Refパケット処理部３０６が生成する基準タイミング(送信基準タイミング)の時刻情報は、一旦、メモリ３０８に格納され、バックアップするか否かの判定が行われた後、メモリ３１２にバックアップされる。これにより、故障やパッケージの抜き差しなどにより、基準タイミングが失われた場合でも、Refパケット処理部３０６は、新たに基準タイミングを生成して、遅延揺らぎを再計測する必要がなくなる。
【００５１】
カウンタ３０７は、周波数生成部３０２から受け取ったクロックのクロック数をカウントする。そして、カウンタ３０７は、予め決められたカウント値毎、つまり予め決められた周期で動作タイミングを出力する。例えば、カウンタ３０７は、Refパケットを周期的に送信する基準タイミングを出力する。或いは、カウンタ３０７は、1PPSなどの基準時刻タイミングを出力する。
【００５２】
メモリ３０８は、基準タイミングの時刻情報（取得値）を記憶するための記憶領域を有する。送信処理部２１１は、カウンタ３０７が出力する基準タイミングの時刻情報を取得し、取得値をメモリ３０８に記憶する。送信処理部２１１は、例えば時刻生成部３０３が出力する基準時刻により基準タイミングの時刻を取得し、１秒未満の時刻情報を取得値としてメモリ３０８に取り込む。例えば、基準タイミングの時刻が2.00002秒である場合、小数点以下の0.00002秒が時刻情報としてメモリ３０８に記憶される。或いは、送信処理部２１１は、予め決められた周期(例えば1PPS)の基準時刻タイミングを生成し、基準時刻タイミングと基準タイミングとの時間差を取得値としてメモリ３０８に取り込む。例えば、基準タイミングの時刻が1.00001秒、基準時刻タイミングの時刻が1.00000秒である場合、時間差0.00001秒が時刻情報としてメモリ３０８に記憶される。ここで、例えば、予め設定された一定時間分(基準タイミング取得間隔分)の複数の基準タイミングの取得値をメモリ３０８に記憶するようにしてもよい。なお、図２では、メモリ３０８を単なる記憶領域とし、メモリ３０８への時刻情報の記憶は、送信処理部２１１が行うものとして説明したが、メモリ３０８自体に処理機能を設けて、メモリ３０８を記憶処理部のブロックにしてもよい。
【００５３】
監視部３０９は、装置状態が正常であるか否かを監視する。ここで、装置状態を示す情報は、例えば自装置（Master装置２０１）が故障しているか否かの情報、別系統の時刻パスから正常に時刻を取得できているか否かの情報、上位側の装置（図１の例ではGrandMaster装置１０５）との通信状態を示す情報、時刻や周波数が正常に取得されているか否かの情報、Master装置２０１とSlave装置２０２との間で正常に周波数同期しているか否かの情報などを含む。
【００５４】
判定部３１０は、監視部３０９から通知される装置状態を示す情報を参照して、基準タイミングが正常な条件下で取得されたか否かを判定する。例えば、判定部３１０は、自装置の故障や異常、上位側装置との通信の異常、時刻や周波数の異常などがある場合に取得された基準タイミングの取得値は「無効」であると判定する。逆に、判定部３１０は、自装置や上位側装置との通信および時刻や周波数の異常が無い場合に取得された基準タイミングの取得値は「有効」であると判定する。ここで、基準タイミング取得間隔内の複数の基準タイミングを一組として処理する場合、判定部３１０は、基準タイミング取得間隔内の全ての基準タイミングの取得値が「有効」であるときにバックアップを行う。本実施形態では、例えば複数の取得値のうち時間的に最古の取得値をバックアップする。最古の取得値をバックアップする理由は、次の基準タイミング取得間隔の基準タイミングの取得値がパケット網の障害や自装置の故障により異常値となる場合を想定している。この場合、異常の影響をなるべく受けていない取得値をバックアップするのが好ましいと考えることができる。そこで、判定部３１０は、次の基準タイミング取得間隔から時間的に最も遠い最古の取得値をバックアップする。なお、判定部３１０は、最古の取得値をバックアップせずに、複数の取得値の平均値や最小値などの統計処理や、重み付け処理などを行って求めた取得値をバックアップしてもよい。
【００５５】
ここで、基準タイミング取得間隔内に含まれる基準タイミングの数は、１つであってもよい。この場合、判定部３１０は、基準タイミング毎に有効／無効を判定し、「有効」であるときに基準タイミングの取得値をバックアップする。
【００５６】
読出制御部３１１は、判定部３１０の判定結果が有効である場合に、メモリ３０８に格納されている取得値を読み出してバックアップ値としてメモリ３１２に保存する。或いは、基準タイミング取得間隔分の複数の取得値がメモリ３０８に格納されている場合、読出制御部３１１は、例えば、メモリ３０８の基準タイミング取得間隔内の最古の取得値をバックアップ値としてメモリ３１２に読み出す。
【００５７】
メモリ３１２は、バックアップ値を記憶するための記憶領域を有する不揮発性の記憶デバイスである。例えば、送信処理部２１１は、判定部３１０による有効/無効の判定結果が有効である場合に、メモリ３０８に格納されている基準タイミングの取得値をバックアップ値としてメモリ３１２に記憶する。或いは、基準タイミング取得間隔内の複数の取得値を処理する場合、送信処理部２１１は、基準タイミング取得間隔内の複数の基準タイミングの取得値の全てが有効であるときに、例えば最古の取得値をバックアップ値としてメモリ３１２に記憶する。なお、図２では、メモリ３１２を単なる記憶領域とし、メモリ３１２への時刻情報の記憶は、送信処理部２１１が行うものとして説明したが、メモリ３１２自体に処理機能を設けて、メモリ３１２を記憶処理部のブロックにしてもよい。
【００５８】
制御部３１３は、例えば保守者などにより、送信処理部２１１のパッケージの抜き差しが行われた場合、基準タイミングを復元するためのトリガをRefパケット処理部３０６やメモリ３１２（或いは、送信処理部２１１）に与える。これにより、各部のバックアップ処理が実行される。
【００５９】
このように、Master装置２０１の送信処理部２１１は、Refパケットを送信する基準タイミングをメモリ３１２にバックアップすることができる。これにより、故障やパッケージの抜き差しなどで、基準タイミングが失われた場合でも、Refパケット処理部３０６は、Refパケットを送信する基準タイミングを新たに生成し直す必要がなくなる。
【００６０】
ここで、Master装置２０１の受信処理部２１２は、Slave装置２０２の受信処理部２２１と同様の構成および動作を行うので、次に説明するSlave装置２０２の受信処理部２２１と併せて説明する。
［受信処理部２２１］
図２において、受信処理部２２１は、周波数抽出部４０１、周波数生成部４０２、時刻生成部４０３、受信部４０４、PTPパケット処理部４０５、Refパケット処理部４０６、カウンタ４０７、メモリ４０８、監視部４０９、判定部４１０、読出制御部４１１、メモリ４１２および制御部４１３を有する。
【００６１】
周波数抽出部４０１は、例えば受信部４０４が装置外部(Master装置２０１など)の受信信号から基準周波数のクロックを抽出し、抽出した基準周波数のクロックを周波数生成部４０２に出力する。
【００６２】
周波数生成部４０２は、周波数抽出部４０１から受け取る基準周波数のクロックに基づいて、各部に必要な周波数の内部クロックを生成する。周波数生成部４０２は、生成した内部クロックを時刻生成部４０３やカウンタ４０７に供給する。
【００６３】
時刻生成部４０３は、PTPパケット処理部４０５が算出した時刻オフセットに基づいて時刻を補正し、Slave装置２０２の時刻をMaster装置２０１の時刻に合わせる。なお、PTPパケット処理部４０５が出力する時刻オフセットは、Refパケット処理部４０６により計測された遅延揺らぎ量の補正が行われた値である。そして、時刻生成部４０３は、周波数生成部４０２から受け取ったクロックに基づいて時を刻み、時刻を出力する。時刻生成部４０３が出力する時刻は、受信処理部２２１の基準時刻となる。例えば時刻生成部４０３は、カウンタ４０７およびメモリ４０８に出力する。なお、1PPSなどの基準時刻タイミング信号は、時刻生成部３０３が出力するようにしてもよいし、カウンタ３０７により生成してもよい。
【００６４】
受信部４０４は、PTPパケット、Refパケット等のデータパケット、およびクロック信号の受信を行う。
【００６５】
PTPパケット処理部４０５は、IEEE1588-2008の規格に準拠したPTPパケットの受信処理を行う。例えば、PTPパケット処理部４０５は、Syncパケット、Follow Up パケットおよびDelayRespパケットなどを受信する。なお、PTPパケット処理部４０５はPTPパケットの受信処理を行う。一方、送信処理部２２２はPTPパケットの送信処理を行うためのPTPパケット処理部４０５に対応する送信ブロックを有し、Master装置２０１へDelayReqパケットなどのPTPパケットを送信する。このように、PTPパケット処理部４０５は、送信処理部２２２のPTPパケットの送信処理と連携して動作する。そして、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、互いに送受信するPTPパケットの情報に基づいて、装置間の時刻のずれを補正する処理を行う。なお、送信処理部２２２のPTPパケットの送信処理は、Master装置２０１で説明したように、送信処理部２１１のPTPパケット処理部３０５と同様に実行される。
【００６６】
Refパケット処理部４０６は、Refパケットの受信、遅延分布の測定、遅延揺らぎ算出、Refパケットを受信する基準タイミング（受信基準タイミング）の生成などを行う。なお、Refパケット処理部４０６は、Refパケットの受信基準タイミングをカウンタ４０７に設定し、カウンタ４０７は、基準タイミングを周期的に出力する。ここで、Refパケット処理部４０６は、Refパケットの受信処理を行う。一方、送信処理部２２２はRefパケットの送信処理を行うためのRefパケット処理部４０６に対応する送信ブロックを有し、Master装置２０１へRefパケットを送信する。なお、送信処理部２２２のRefパケットの送信処理は、Master装置２０１で説明した送信処理部２１１のRefパケット処理部３０６と同様に実行される。なお、本実施形態では、Refパケット処理部４０６が生成する基準タイミング(受信基準タイミング)の時刻情報は、一旦、メモリ４０８に格納され、バックアップするか否かの判定が行われた後、メモリ４１２にバックアップされる。これにより、故障やパッケージの抜き差しなどにより、基準タイミングが失われた場合でも、Refパケット処理部４０６は、新たに基準タイミングを生成して、遅延揺らぎを再計測する必要がなくなる。
【００６７】
カウンタ４０７は、周波数生成部４０２から受け取ったクロックのクロック数をカウントする。そして、カウンタ４０７は、予め決められたカウント値毎、つまり予め決められた周期で動作タイミングを出力する。例えば、カウンタ４０７は、Refパケットを受信する基準タイミング(受信基準タイミング)を出力する。そして、Refパケット処理部４０６は、Master装置２０１から受信するRefパケットの受信タイミングと基準タイミングとの時間差を求めて遅延分布を計測し、遅延揺らぎ量を求めることができる。
【００６８】
メモリ４０８は、基準タイミングの時刻情報（取得値）を記憶するための記憶領域を有する。受信処理部２２１は、時刻生成部４０３が出力する時刻によりカウンタ４０７が出力する基準タイミングの時刻情報を取得し、取得値をメモリ４０８に記憶する。受信処理部２２１は、例えば時刻生成部４０３が出力する基準時刻により基準タイミングの時刻を取得し、１秒未満の時刻情報を取得値としてメモリ４０８に取り込む。例えば、基準タイミングの時刻が2.00002秒である場合、小数点以下の0.00002秒が時刻情報としてメモリ４０８に記憶される。或いは、受信処理部２２１は、予め決められた周期(例えば1PPS)の基準時刻タイミングを生成し、基準時刻タイミングと基準タイミングとの時間差を取得値としてメモリ４０８に取り込む。例えば、Master装置２０１の送信処理部２１１と同様に、基準タイミングの時刻が1.00001秒、基準時刻タイミングの時刻が1.00000秒である場合、時間差0.00001秒が時刻情報としてメモリ４０８に記憶される。ここで、例えば、予め設定された一定時間分(基準タイミング取得間隔分)の複数の基準タイミングの取得値をメモリ４０８に記憶するようにしてもよい。なお、図２では、メモリ４０８を単なる記憶領域とし、メモリ４０８への時刻情報の記憶は、送信処理部２１１が行うものとして説明したが、メモリ４０８自体に処理機能を設けて、メモリ４０８を記憶処理部のブロックにしてもよい。
【００６９】
監視部４０９は、装置状態が正常であるか否かを監視する。ここで、装置状態を示す情報は、Master装置２０１の監視部３０９で説明したように、例えば自装置（Slave装置２０２）が故障しているか否かの情報、別系統の時刻パスから正常に時刻を取得できているか否かの情報、時刻や周波数が正常に取得されているか否かの情報、Master装置２０１とSlave装置２０２との間で正常に周波数同期しているか否かの情報などを含む。
【００７０】
判定部４１０は、監視部４０９から通知される装置状態を示す情報を参照して、基準タイミングの取得値が正常な条件下で取得されたかを判定する。例えば、判定部４１０は、自装置の故障や異常、上位側装置との通信の異常、時刻や周波数の異常などがある場合、取得された基準タイミングの取得値が「無効」であると判定する。逆に、判定部４１０は、自装置や上位側装置との通信および時刻や周波数の異常が無い場合、取得された基準タイミングの取得値が「有効」であると判定する。ここで、基準タイミング取得間隔内の複数の基準タイミングを一組として処理する場合、Master装置２０１の判定部３１０で説明したように、判定部４１０は、基準タイミング取得間隔内の全ての基準タイミングの取得値が「有効」であるときにバックアップを行う。例えば、本実施形態では、判定部４１０は、例えば複数の取得値のうち時間的に最古の取得値をバックアップする。最古の取得値をバックアップする理由は、Master装置２０１の判定部３１０で説明した通りである。なお、判定部４１０は、最古の取得値をバックアップせずに、複数の取得値の平均値や最小値などの統計処理や、重み付け処理などを行って求めた取得値をバックアップしてもよい。ここで、基準タイミング取得間隔内に含まれる基準タイミングの数は、１つであってもよい。この場合、判定部４１０は、基準タイミング毎に有効／無効を判定し、「有効」であるときに基準タイミングの取得値をバックアップする。
【００７１】
読出制御部４１１は、判定部４１０の判定結果が有効である場合に、メモリ４０８に格納されている取得値を読み出してバックアップ値としてメモリ４１２に保存する。或いは、基準タイミング取得間隔分の複数の取得値がメモリ４０８に格納されている場合、読出制御部４１１は、例えば、メモリ４０８の基準タイミング取得間隔内の最古の取得値をバックアップ値としてメモリ４１２に読み出す。
【００７２】
メモリ４１２は、バックアップ値を記憶するための記憶領域を有する不揮発性の記憶デバイスである。例えば、受信処理部２２１は、判定部４１０による有効/無効の判定結果が有効である場合に、メモリ４０８に格納されている基準タイミングの取得値をバックアップ値としてメモリ４１２に記憶する。或いは、基準タイミング取得間隔内の複数の取得値を処理する場合、受信処理部２２１は、基準タイミング取得間隔内の複数の基準タイミングの取得値の全てが有効であるときに、例えば最古の取得値をバックアップ値としてメモリ４１２に記憶する。なお、図２では、メモリ４１２を単なる記憶領域とし、メモリ４１２への時刻情報の記憶は、送信処理部２１１が行うものとして説明したが、メモリ４１２自体に処理機能を設けて、メモリ４１２を記憶処理部のブロックにしてもよい。
【００７３】
制御部４１３は、例えば保守者などにより、受信処理部２２１のパッケージの抜き差しが行われた場合、基準タイミングを復元するためのトリガをRefパケット処理部４０６やメモリ４１２（或いは、受信処理部２２１）に与える。これにより、各部のバックアップ処理が実行される。
【００７４】
このように、Slave装置２０２の受信処理部２２１は、Refパケットを受信する基準タイミングをメモリ４１２にバックアップすることができる。これにより、故障やパッケージの抜き差しなどで、基準タイミングが失われた場合でも、Refパケット処理部４０６は、Refパケットを送信する基準タイミングを新たに生成し直す必要がなくなる。
【００７５】
ここで、Slave装置２０２の送信処理部２２２は、Master装置２０１で説明した送信処理部２１１と同様の構成および同様の動作を行うので、重複する説明は省略する。
［バックアップ方法］
図３は、バックアップ手順の一例を示す。図３（ａ）は、図２に示したMaster装置２０１の送信処理部２１１およびSlave装置２０２の送信処理部２２２などの送信側における基準タイミングのバックアップ手順の一例を示す。図３（ｂ）は、図２に示したSlave装置２０２の受信処理部２２１およびMaster装置２０１の受信処理部２１２など受信側における基準タイミングのバックアップ手順の一例を示す。
（送信側のバックアップ手順）
図３（ａ）において、例えば図２に示したMaster装置２０１の送信処理部２１１は、以下のようにバックアップ手順を実行する。
【００７６】
ステップＳ１０１において、送信処理部２１１は、Refパケット処理部３０６から１つ目のRefパケットを送信する。
【００７７】
ステップＳ１０２において、送信処理部２１１は、Refパケット処理部３０６により基準タイミング(送信基準タイミング)を生成し、カウンタ３０７にRefパケットの送信周期のカウントを開始させる。
【００７８】
ステップＳ１０３において、送信処理部２１１は、カウンタ３０７が出力する基準タイミングの時刻情報を取得する。
【００７９】
ステップＳ１０４において、送信処理部２１１は、取得した基準タイミングの時刻情報（取得値）をメモリ３０８に格納する。
【００８０】
ステップＳ１０５において、送信処理部２１１は、メモリ３０８に格納した取得値が有効であるか無効であるかを判定する。ここで、有効／無効の判定は、図２の判定部３１０で説明したように、監視部３０９から通知される装置状態を示す情報に基づいて、基準タイミングの取得値が正常な条件下で取得されたか否かにより判定される。
【００８１】
ステップＳ１０６において、送信処理部２１１は、予め設定された所定回数分(K回分(Kは正の整数))の基準タイミングの取得値が全て有効であるか否かを判別する。そして、送信処理部２１１は、K回分の取得値が全て有効の場合はステップＳ１０７の処理に進み、K回分の取得値に無効な取得値が含まれる場合はステップＳ１０８の処理に進む。
【００８２】
ステップＳ１０７において、送信処理部２１１は、K回分の取得値のうち最古の取得値をバックアップ用のメモリ３１２に記憶する。例えば時刻t1、t2、t3・・・のように、時系列順に取得されたK回分の取得値がメモリ３０８に格納されている場合、最古の取得値は時刻t1の取得値である。なお、先に説明したように、送信処理部２１１は、K回分の取得値を統計処理して求めた取得値をメモリ３１２にバックアップしてもよい。また、K=1の場合は、送信処理部２１１は、基準タイミングの取得値を取得する毎に有効／無効の判定を行って有効の場合に取得値をバックアップ用のメモリ３１２に記憶する。
【００８３】
ステップＳ１０８において、送信処理部２１１は、バックアップ用のメモリ３１２に記憶されているバックアップ値を更新せずに前回のバックアップ値を保持する。
【００８４】
このようにして、Master装置２０１の送信処理部２１１は、基準タイミングの取得値の有効／無効を判別し、基準タイミングの取得値をバックアップすることができる。なお、予め設定された回数分の基準タイミングの取得値が全て有効の場合に、基準タイミングの取得値をバックアップする方法は、基準タイミングの取得値が信頼できる場合に基準タイミングの取得値をバックアップするので、バックアップされた取得値の信頼性を向上することができる。
（受信側のバックアップ手順）
図３（ｂ）において、例えば図２に示したSlave装置２０２の受信処理部２２１は、以下のようにバックアップ手順を実行する。
【００８５】
ステップＳ２０１において、受信処理部２２１のRefパケット処理部４０６は、Master装置２０１から１つ目のRefパケットを受信する。
【００８６】
ステップＳ２０２において、受信処理部２２１は、Refパケット処理部４０６が受信するRefパケットの基準タイミング(受信基準タイミング)を生成し、カウンタ４０７にRefパケットの受信周期のカウントを開始させる。
【００８７】
ステップＳ２０３において、受信処理部２２１は、カウンタ４０７が出力する基準タイミングの時刻情報を取得する。
【００８８】
ステップＳ２０４において、受信処理部２２１は、取得した基準タイミングの時刻情報（取得値）をメモリ４０８に格納する。
【００８９】
ステップＳ２０５において、受信処理部２２１は、メモリ４０８に格納した取得値が有効であるか無効であるかを判定する。ここで、取得値の有効／無効は、図３（ａ）のステップＳ１０５と同様に、基準タイミングが正常な条件下で取得されたか否かに基づいて判定される。
【００９０】
ステップＳ２０６において、受信処理部２２１は、図３（ａ）のステップＳ１０６と同様に、予め設定された所定回数分(K回分)の基準タイミングの取得値が全て有効であるか否かを判別する。そして、受信処理部２２１は、K回分の取得値が全て有効の場合はステップＳ２０７の処理に進み、K回分の取得値に無効な取得値が含まれる場合はステップＳ２０８の処理に進む。ここで、受信側のステップＳ２０６で判別する所定回数Kは、送信側のステップＳ１０６で説明した所定回数Kと同じでなくてもよい。
【００９１】
ステップＳ２０７において、受信処理部２２１は、K回分の取得値のうち最古の取得値をバックアップ用のメモリ４１２に記憶する。なお、図３（ａ）のステップＳ１０７で説明したように、ここでは、最古の取得値として説明するが、受信処理部２２１は、K回分の取得値を統計処理して、メモリ４１２にバックアップしてもよい。また、K=1の場合は、受信処理部２２１は、基準タイミングの取得値を取得する毎に有効／無効の判定を行って有効の場合に取得値をバックアップ用のメモリ３１２に記憶する。
【００９２】
ステップＳ２０８において、受信処理部２２１は、バックアップ用のメモリ４１２に記憶されているバックアップ値を更新せずに前回のバックアップ値を保持する。
【００９３】
このようにして、Slave装置２０２の受信処理部２２１は、基準タイミングの取得値の有効／無効を判別し、基準タイミングの取得値をバックアップすることができる。なお、予め設定された回数分の基準タイミングの取得値が全て有効の場合に、基準タイミングの取得値をバックアップする方法は、基準タイミングの取得値が信頼できる場合に基準タイミングの取得値をバックアップするので、バックアップされた取得値の信頼性を向上することができる。
（バックアップ処理の具体例）
ここでは、基準タイミング取得間隔内の複数の基準タイミングのバックアップ処理について説明する。例えば図２に示したメモリ３０８には最新のK回分の取得値が基準タイミングの周期Ｔｓ秒毎に格納されている。そして、取得値の有効／無効の判定結果が全ての取得値に対して有効である場合に、例えば最古の取得値((Ts×K)秒前の取得値)がバックアップされる。ここで、K回分の取得値の少なくとも１つの取得値が無効である場合、バックアップ値は更新されず、前値（前のバックアップ値）が保持される。これにより、取得値が異常（装置状態が異常）の場合に取得した信頼性の低い取得値がバックアップされないようにすることができる。また、(Ts×K)秒は保護時間として作用し、(Ts×K)秒の期間に取得された取得値が全て有効である場合に取得値をバックアップすることにより、動作が安定した期間に取得した信頼性の高い取得値をバックアップすることができる。
【００９４】
図４は、複数の取得値からバックアップ値を選択する方法の一例を示す。なお、図４（ａ）は、K回の取得値の全てが有効の場合のバックアップ値の一例を示す。図４（ｂ）は、K回の取得値の一部が無効の場合のバックアップ値の一例を示す。ここで、図４において、有効／無効フラグは、「０」が「有効」を示し、「１」が「無効」を示す。
【００９５】
図４（ａ）の例において、時系列順に、１回目の取得値ａは有効、２回目の取得値ｂは有効、・・・K回目の取得値ｉは有効である。この場合、K回分の取得値の全てが有効なので、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、K回分の取得値のうち最古の１回目の取得値ａを基準タイミングのバックアップ値として保存する。
【００９６】
一方、図４（ｂ）の例において、時系列順に、１回目の取得値ａは無効、２回目の取得値ｂは有効、・・・K回目の取得値ｉは有効である。この場合、K回分の取得値のうち、１回目の取得値が無効なので、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、取得値のバックアップを行わず、前のバックアップ値ｈを保持する。
［有効／無効の判定処理］
図５は、有効／無効の判定処理の一例を示す。なお、図５に示した判定処理は、例えば図２に示したMaster装置２０１の送信処理部２１１により実行される。ここで、Master装置２０１の受信処理部２１２、Slave装置２０２の受信処理部２２１および送信処理部２２２においても送信処理部２１１と同様の判定処理が実行される。ここでは、Master装置２０１の判定部３１０の処理について説明する。
【００９７】
ステップＳ３０１において、判定部３１０は、別系統の時刻パスから正常に時刻を取得できているか否かを判定する。そして、判定部３１０は、正常に時刻を取得できている場合はステップＳ３０２の処理に進み、正常に時刻を取得できていない場合はステップＳ３０５の処理に進む。
【００９８】
ステップＳ３０２において、判定部３１０は、Master装置２０１とSlave装置２０２との間で正常に周波数同期しているか否かを判定する。そして、判定部３１０は、正常に周波数同期している場合はステップＳ３０３の処理に進み、正常に周波数同期していない場合はステップＳ３０５の処理に進む。
【００９９】
ステップＳ３０３において、判定部３１０は、自装置に故障が発生していないかを判定する。そして、判定部３１０は、故障が発生していない場合はステップＳ３０４の処理に進み、故障が発生している場合はステップＳ３０５の処理に進む。ここで、判定部３１０は、自装置がバックアップの実施対象装置であるか否かを判定してもよい。バックアップ対象装置であるか否かの判別は、例えばパケット伝送における遅延揺らぎ補正処理の有／無の設定からバックアップ対象装置であるか否かを判別できる。なお、本実施形態で説明する処理は、遅延揺らぎが発生するパケット網に接続する場合のみに適用され、それ以外は適用されない。つまり、本処理を適用する場合は、オペレータがパケット網に接続されるポートの遅延揺らぎ補正処理を有効にする設定した場合に、遅延揺らぎ補正処理の設定が有効となるので、判定部３１０は、遅延揺らぎ補正処理の設定を参照してバックアップ対象装置であるか否かを判別できる。
【０１００】
ステップＳ３０４において、判定部３１０は、基準タイミングの取得値が有効であると判定する。
【０１０１】
ステップＳ３０５において、判定部３１０は、基準タイミングの取得値が無効であると判定する。
【０１０２】
ここで、別系統の時刻パスから正常に時刻を取得できているか否かの情報、Master装置２０１とSlave装置２０２との間で正常に周波数同期しているか否かの情報、および、自装置が故障しているか否かの情報などの装置状態を示す情報は、監視部３０９から判定部３１０に通知される。
【０１０３】
このように、判定部４１０は、監視部４０９から通知される装置状態を示す情報に基づいて、基準タイミングの取得値が正常な条件下で取得されたかを判定することができる。ここで、基準タイミング取得間隔内の複数の取得値を一組として処理する場合、複数回の基準タイミングの取得値のそれぞれについて有効／無効の判定が行われる。
［復元方法］
基準タイミングが消失した場合、基準タイミングの復元が必要となる。例えば、Master装置２０１またはSlave装置２０２におけるパッケージの抜き差しにより基準タイミングが消失した場合、伝送路故障や周波数擾乱などにより時刻や周波数が正常に取得できない場合などに基準タイミングの異常が生じる。そして、基準タイミングが異常となった事象が回復した後、Master装置２０１又はSlave装置２０２は、時刻および周波数の取得が正常にできているか、自装置に故障等が発生していないか(つまり、基準タイミングの復元が正常に行える状態か)を確認する。なお、Master装置２０１やSlave装置２０２は、時刻や周波数の正常性について、上位側の装置から通知される時刻の品質を示すメッセージ(Announce Message,SSM(Synchronization Status Message))などを利用して判断することができる。
【０１０４】
復元処理において、先ず、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、基準時刻を取得できること、もしくは、カウンタ３０７やカウンタ４０７により生成される1PPSなどの基準時刻タイミング信号により取得できることを確認する。ここで、基準時刻は、Master装置２０１やSlave装置２０２の装置内の時計により生成される。なお、Master装置２０１又はSlave装置２０２は、上位側の装置から正常に時刻情報を受信できているにも関わらず、装置内の基準時刻を確認できない場合、自装置に異常があると推定し、基準タイミングの復元は不可と判断する。この場合、特許文献１などに記載された方法により、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、新たな基準タイミングを生成して、Refパケットの遅延分布の再測定を行い、遅延揺らぎ量を求める。さらに、Master装置２０１又はSlave装置２０２は、バックアップ用のメモリ（図２の例ではメモリ３１２又はメモリ４１２）にバックアップ値が保存されているか否かを確認する。バックアップ用のメモリにバックアップ値が保存されていない場合、特許文献１などに記載された方法により、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、新たな基準タイミングを生成して、Refパケットの遅延分布の再測定を行い、遅延揺らぎ量を求める。
【０１０５】
図６は、復元処理の一例を示す。なお、図６に示した復元処理は、例えば図２に示したMaster装置２０１の送信処理部２１１により実行される。ここで、Master装置２０１の受信処理部２１２、Slave装置２０２の受信処理部２２１および送信処理部２２２においても送信処理部２１１と同様の復元処理が実行される。ここでは、Master装置２０１の判定部３１０の処理について説明する。
【０１０６】
ステップＳ４０１において、判定部３１０は、ステップＳ３０１と同様に、別系統の時刻パスから正常に時刻を取得できているか否かを判定する。そして、判定部３１０は、正常に時刻を取得できている場合はステップＳ４０２の処理に進み、正常に時刻を取得できていない場合はステップＳ４０７の処理に進む。ここで、基準タイミング取得間隔内の複数の取得値を一組として処理する場合、複数回の基準タイミングの取得値のそれぞれについて同様の判定が行われる。そして、例えば、判定部３１０は、基準タイミング取得間隔内の全ての取得値が正常に時刻を取得できている場合はステップＳ４０２の処理に進み、基準タイミング取得間隔内の少なくとも１つの取得値が正常に時刻を取得できていない場合はステップＳ４０７の処理に進む。
【０１０７】
ステップＳ４０２において、判定部３１０は、ステップＳ３０２と同様に、Master装置２０１とSlave装置２０２との間で正常に周波数同期しているか否かを判定する。そして、判定部３１０は、正常に周波数同期している場合はステップＳ４０３の処理に進み、正常に周波数同期していない場合はステップＳ４０７の処理に進む。ここで、ステップＳ４０１と同様に、基準タイミング取得間隔内の複数の取得値を一組として処理する場合、複数回の基準タイミングの取得値のそれぞれについて同様の判定が行われる。そして、例えば、判定部３１０は、基準タイミング取得間隔内の全ての取得値が正常に取得されている場合はステップＳ４０３の処理に進み、基準タイミング取得間隔内の少なくとも１つの取得値が正常に取得されていない場合はステップＳ４０７の処理に進む。
【０１０８】
ステップＳ４０３において、判定部３１０は、ステップＳ３０３と同様に、自装置に故障が発生していないかを判定する。そして、判定部３１０は、故障が発生していない場合はステップＳ４０４の処理に進み、故障が発生している場合はステップＳ４０７の処理に進む。ここで、判定部３１０は、ステップＳ３０３と同様に、自装置がバックアップの実施対象装置であるか否かを判定してもよい。ここで、ステップＳ４０１と同様に、基準タイミング取得間隔内の複数の取得値を一組として処理する場合、複数回の基準タイミングの取得値のそれぞれについて同様の判定が行われる。そして、例えば、判定部３１０は、基準タイミング取得間隔内の全ての取得値が正常に取得されている場合はステップＳ４０４の処理に進み、基準タイミング取得間隔内の少なくとも１つの取得値が正常に取得されていない場合はステップＳ４０７の処理に進む。
【０１０９】
ステップＳ４０４において、送信処理部２１１は、基準時刻の有無を判別する。そして、基準時刻が有る場合はステップＳ４０５の処理に進み、基準時刻が無い場合はステップＳ４０７の処理に進む。
【０１１０】
ステップＳ４０５において、送信処理部２１１は、バックアップ値の有無を判別する。そして、バックアップ値が有る場合はステップＳ４０６の処理に進み、バックアップ値が無い場合はステップＳ４０７の処理に進む。
【０１１１】
ステップＳ４０６において、送信処理部２１１は、基準タイミングを復元する。例えば、送信処理部２１１は、メモリ３１２に保持されたバックアップ値と装置内部の基準時刻とに基づいて基準タイミングを復元し、カウンタ３０７に設定する。
【０１１２】
ステップＳ４０７において、送信処理部２１１は、基準タイミングの復元は不可と判断する。この場合、送信処理部２１１は、特許文献１などに記載された方法により、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、新たな基準タイミングを生成して、Refパケットの遅延分布の再測定を行い、遅延揺らぎ量を求める。
【０１１３】
このように、送信処理部２１１は、監視部４０９から通知される装置状態を示す情報が正常である場合、且つ、基準時刻およびバックアップ値が存在する場合に、基準タイミングの復元処理を実行する。
（復元処理の具体例）
Master装置２０１またはSlave装置２０２は、図３で説明したように装置状態が正常である場合に、基準タイミングの取得値をバックアップする。そして、装置状態が異常になった場合には、バックアップを行わずに正常時のバックアップ値が保持される。さらに、装置状態が異常から正常になったときに、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、正常時にバックアップされた取得値を用いて基準タイミングを復元する。
【０１１４】
図７は、基準タイミングを復元処理の具体例を示す。図７において、横軸は時間軸を示し、装置状態の変化、基準タイミング、基準タイミングのバックアップ値および基準時刻タイミング(1PPS)の一例を示す。
【０１１５】
図７に示した装置状態は、時刻txまで「正常」であるが、時刻txに「異常」に変化し、時刻tzに「正常」に復旧する。また、基準タイミングは、時刻ｇから時刻ｒまで、Ts秒周期で出力される。バックアップ値は、処理時間などにより、基準タイミングの時刻情報をTa秒後にバックアップ値として保存する。例えば図７において、基準タイミングの時刻ｈのバックアップ値は、時刻ｈの基準タイミングからTa秒後に保持される。ここで、図７の例では、時刻tr1の基準時刻タイミングの直後の時刻ｈ（時刻ti1とする）の基準タイミングがのバックアップされる。なお、バックアップ値は、例えば基準時刻タイミングの時刻tr1と基準タイミングの時刻Ti1との時間差Tbとして求めることができる（式１）。
Tb = Ti1 - Tr1      …（式１）
なお、上記の例では、基準時刻タイミングと基準タイミングとの時間差をバックアップ値としたが、基準タイミングに対する基準時計の時刻の１秒以下の時刻情報をバックアップ値として保持してもよい。
【０１１６】
図７において、時刻txまでは装置状態が「正常」なので、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、基準タイミングの取得値のバックアップを行うが、時刻ｔｘから時刻tzまで装置状態が「異常」になるので、時刻ｈのバックアップ値は更新されずに維持される。
【０１１７】
そして、時刻tzで装置状態が正常に戻った後、最初の時刻tr2の基準時刻タイミングにバックアップ値Tbを加算して、時刻Ti2の基準タイミングを復元する（式２）。
Ti2 = Tr2 + Tb      …（式２）
このようにして、本実施形態に係るMaster装置２０１またはSlave装置２０２は、正常時において、基準タイミングのバックアップ値を更新しながらバックアップし、異常時において、バックアップ値を更新せずに保持する。そして、装置状態が異常から正常になったときに、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、保持しているバックアップ値に基づいて基準タイミングを復元することができる。ここで、図７の例では、基準時刻タイミングと基準タイミングとの時間差をバックアップ値としてバックアップする場合について説明したが、基準タイミングの時刻情報の１秒未満の値をバックアップ値としてバックアップする場合も同様に、基準時刻にバックアップ値を加算して基準タイミングを復元することができる。
【０１１８】
基準タイミングの復元後、例えば図２に示したカウンタ３０７またはカウンタ４０７は、Refパケットの送受信周期をカウントする。例えば、図２に示したMaster装置２０１の送信処理部２１１の場合、送信処理部２１１は、メモリ３１２からバックアップ値Tbを読み出し、基準時刻タイミングの時刻Tr2にバックアップ値Tbを加算して基準タイミングTi2を復元する。そして、送信処理部２１１は、復元された基準タイミングTi2をカウンタ３０７に設定して、カウンタ３０７はRefパケットの送信周期をカウントする。同様に、図２に示したSlave装置２０２の受信処理部２２１の場合、受信処理部２２１は、例えば、メモリ４１２からバックアップ値Tbを読み出し、基準時刻タイミングの時刻Tr2にバックアップ値Tbを加算して基準タイミングTi2を復元する。そして、受信処理部２２１は、復元された基準タイミングTi2をカウンタ４０７に設定して、カウンタ４０７はRefパケットの受信周期をカウントする。
【０１１９】
このようにして、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、基準タイミングを復元することができる。
［第１実施形態］
基準タイミングのバックアップは、基準タイミング毎にバックアップ値を取得して保持する方法と、ある時刻に取得したバックアップ値とその時刻から時計の時刻を更新した値の累積値との両方の値を保持する方法とが考えられる。ここでは、前者の方法について説明する。
【０１２０】
基準タイミングのバックアップを行う場合、基準タイミングの生成周期Tsの整数倍の周期Tpの基準時刻タイミングが用いられる。この理由は、図２で説明したように、周期Tpが周期Tsの整数倍ではない場合に基準タイミングの復元を行うと、元の基準タイミングの生成周期からずれてしまうからである。なお、基準時刻タイミングは、装置内部の時計（図２の送信処理部２１１の例では時刻生成部３０３）から一定間隔で出力される。
【０１２１】
図８は、基準タイミングの取得値の一例を示す。図８の例は、基準タイミングの生成周期Tsの整数倍の基準時刻タイミングの周期Tp(例:1PPS)との関係を示す。なお、図８（ａ）と図８（ｂ）とは同じタイミングチャートを示すが、図８（ｂ）のタイミングチャートは、図８（ａ）のタイミングチャートの時刻ti10、時刻ti11および時刻ti12の部分を拡大した図である。
【０１２２】
図８（ｂ）において、基準時刻タイミングの時刻(ti10、ti11およびti12)と、基準時刻タイミング直後の基準タイミングの時刻(to10、to11およびと12)との時間差（取得値）を基準タイミング毎に取得する。例えば、基準時刻タイミングの時刻ti10と、その直後の基準タイミングto10との時間差Tb1が時刻to10における取得値となる。同様に、基準時刻タイミングの時刻ti11と、その直後の基準タイミングto11との時間差Tb2が時刻to11における取得値となる。また、基準時刻タイミングの時刻ti12と、その直後の基準タイミンク゛to12との時間差Tb3が時刻to12における取得値となる。
【０１２３】
このようにして、基準時刻タイミング毎に直後の基準タイミングの取得値が得られる。そして、例えば図２に示したMaster装置２０１またはSlave装置２０２は、基準タイミング毎に取得した取得値をバックアップ用のメモリ(例えばメモリ３１２またはメモリ４１２)に保存する。
【０１２４】
ここで、本実施形態では、基準時刻タイミング直後の基準タイミングを対象とする例を示すが、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、基準時刻タイミング後のｎ番目（ｎは正の整数）の基準タイミングを対象として時間差を求めてもよい。なお、ｎ＝１の場合が基準時刻タイミング直後の場合に対応する。
【０１２５】
また、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、基準時刻タイミング毎に取得した取得値の有効／無効を判定する。なお、有効／無効の判定方法は、図２に示した判定部３１０で説明した通りである。そして、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、取得値が有効の場合にバックアップ用のメモリ３１２またはメモリ４１２に取得値を保存し、取得値が無効の場合は当該取得値を保存せず、前のバックアップ値を保持する。
［第２実施形態］
第１実施形態では、基準時刻タイミングと基準タイミングとの時間差を基準時刻タイミングの直後の基準タイミングに対して取得したので、基準時刻タイミングの直後の基準タイミング以外の基準タイミングは参照されていない。これに対して、第２実施形態では、装置内部の基準時刻により基準タイミング毎に時刻を取得し、取得した時刻の１秒未満の数値を基準タイミングの取得値としてバックアップする。例えば、基準タイミングの時刻が2.00001秒の場合は0.00001が取得値としてバックアップされ、基準タイミングの時刻が2.00004秒の場合は0.00004が取得値としてバックアップされる。
【０１２６】
また、第２実施形態では、予め決められた複数の基準タイミングを一組とする基準タイミング取得間隔を設ける。そして、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、基準タイミング取得間隔内の各基準タイミングの時刻情報が有効であるか無効であるかを判別する。Master装置２０１またはSlave装置２０２は、基準タイミング取得間隔内の全ての基準タイミングの時刻情報が有効である場合に時刻情報をバックアップし、時刻情報が無効の基準タイミングが含まれる場合は時刻情報のバックアップを行わないように処理する。
【０１２７】
図９は、第２実施形態における基準タイミングのバックアップ方法の一例を示す。ここで、図９に示した基準タイミングのバックアップ方法は、図２に示したMaster装置２０１またはSlave装置２０２などの時刻同期装置において実行される。
【０１２８】
図９は、横軸が時間を示し、基準タイミングはＴｓ秒周期で出力される。そして、各基準タイミングの時刻は、装置内部の時計（基準時刻）により取得される。なお、装置内部の時計（例えば図２に示した時刻生成部３０３）は、１秒未満の高精度の時刻情報を有するものとする。
【０１２９】
図９において、基準タイミングｈの時刻はt1、次の基準タイミングｉの時刻はt2、基準タイミングｊの時刻はt3、基準タイミングｋの時刻はt4、基準タイミングｌの時刻はt5、基準タイミングｍの時刻はt6・・・のように各基準タイミングの時刻が取得される。そして、取得された基準タイミングの時刻の１秒未満（且つ0秒以上）の時刻情報（基準タイミング時刻情報）が抽出される。例えば図９において、時刻t1の１秒未満の時刻情報はt1'、時刻t2の１秒未満の時刻情報はt2'、時刻t3の１秒未満の時刻情報はt3'、時刻t4の１秒未満の時刻情報はt4'、時刻t5の１秒未満の時刻情報はt5'・・・のように各基準タイミングの時刻情報が取得値として求められる。
【０１３０】
ここで、図９の例は、基準タイミング取得間隔がTd秒の場合を示し、タイミングT1からタイミングT2までの期間の基準タイミングが一組として処理される。同様に、タイミングT2からタイミングT3までの期間Tdにおける基準タイミングが一組として処理される。そして、一組の基準タイミングの取得値がメモリ（例えば図２に示したメモリ３０８またはメモリ４０８）に格納される。例えば図９の場合、タイミングT1からタイミングT2までの基準タイミング取得間隔Td秒の期間において、時刻t1の基準タイミングの取得値t1'、t2'、・・・・、t5'がメモリ３０８またはメモリ４０８に格納される。ここで、例えば、時刻t1,t2,t3,t4,t5の時刻は、それぞれ1.00001秒、1.00002秒、1.00003秒、1.00004秒、1.00005秒のように時刻の経過と共に増加する。そして、この場合の取得値t1',t2',t3',t4',t5'は、それぞれ0.00001秒、0.00002秒、0.00003秒、0.00004秒、0.00005秒のように求められる。
【０１３１】
そして、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、基準タイミング取得間隔Td秒内の複数の取得値のそれぞれについて装置状態を判定する。例えば、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、装置状態の判定結果が基準タイミング取得間隔Td秒内の全ての取得値に対して正常であれば有効であると判断する。
【０１３２】
なお、予め決められた複数の基準タイミングを一組とする基準タイミング取得間隔を設ける方法は、第１実施形態に適用されてもよい。
【０１３３】
図１０は、取得値を格納するメモリ３０８の一例を示す。なお、図１０は、図４と同様の図であり、基準タイミング取得間隔内の基準タイミングの回数がK回の場合の取得値と、有効／無効の判定結果を示すフラグ(有効:0、無効:1)と、バックアップ値との一例を示す。図１０において、１回目の基準タイミングの取得値t1'は0.000001秒、２回目の基準タイミングの取得値t2'は0.000002秒、３回目の基準タイミングの取得値t3'は0.000003秒・・・K回目の基準タイミングの取得値tk'秒である。そして、１回目の基準タイミングの有効／無効フラグは０（有効）、２回目の基準タイミングの有効／無効フラグは０（有効）、３回目の基準タイミングの有効／無効フラグは０（有効）・・・K回目の基準タイミングの有効／無効フラグは０（有効）である。ここで、図４で説明したように、基準タイミング取得間隔Td秒内の基準タイミングの取得値が全て有効なので、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、バックアップ処理を行う。例えば、基準タイミング取得間隔Td秒内の基準タイミングのうち時系列順に最古の取得値t1'=0.000001秒がメモリ３１２にバックアップされる。なお、図４で説明したように、基準タイミング取得間隔Td秒内に無効の基準タイミングがある場合、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、バックアップ処理を行わず、メモリ３１２には前のバックアップ値が保持される。
【０１３４】
ここで、Master装置２０１およびSlave装置２０２は、最古の取得値をバックアップせずに、複数の取得値の平均値や最小値などの統計処理や、重み付け処理などを行って求めた取得値をバックアップしてもよい。例えば、取得値t1',t2',t3',t4',t5'が0.000010秒、0.000021秒、0.000029秒、0.000039秒、0.000050秒のようにばらつきがある場合、前後の差分の平均値を求めてバックアップしてもよい。この場合、t2'-t1'=0.000011、t3'-t2'=0.000008、t4'-t3' =0.000010、t5'-t64'=0.000011となり、平均値は0.00001である。
【０１３５】
図１１は、基準タイミングの復元例を示す。図１１において、基準時刻10:10:01に対する基準タイミングは+0.000001秒であり、+0.000001秒がバックアップされる。図１１において、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、故障が発生するが、暫くして故障から回復する。そして、故障から回復後、時刻10:30:30にバックアップ値+0.000001秒を加算して、基準タイミングを復元する。
【０１３６】
このようにして、本実施形態に係るMaster装置２０１またはSlave装置２０２は、正常時に基準タイミングをバックアップして、異常時にはバックアップ値を更新せずに保持する。そして、装置状態が異常から正常になったときに、Master装置２０１またはSlave装置２０２は、保持しているバックアップ値に基づいて基準タイミングを復元する。また、本実施形態では、基準タイミング取得間隔内の複数の基準タイミングを一組として処理する場合、例えば全ての基準タイミングの取得値が有効であるときにバックアップ処理を行うことにより、バックアップされた取得値の信頼性を向上することができる。
【０１３７】
以上、説明したように、本実施形態に係る時刻同期方法および時刻同期装置は、基準タイミングをバックアップしておくことにより、故障等で基準タイミングが失われた場合でも、復旧後にバックアップから基準タイミングを復元することができる。特に、本実施形態に係る時刻同期装置は、装置状態が正常なときにバックアップ値を取得し、装置状態が異常なときはバックアップ値を更新しないので、信頼性が高いバックアップ値を取得できる。また、本実施形態に係る時刻同期装置は、基準タイミングの取得値の履歴（取得時の装置状態）を管理して、各取得値の有効/無効の判定を行うことにより異常なバックアップ値の取得を回避できる。さらに、本実施形態に係る時刻同期装置は、基準タイミングが失われた場合や基準タイミングが異常値となった場合でも、時刻が正常に取得できる状態であればバックアップ値から基準タイミングを復元することができる。これにより、本実施形態に係る時刻同期装置は、直ぐに基準タイミングを復元できるので、遅延分布の再測定が不要となり、運用再開までのリードタイムを短縮できる。
【符号の説明】
【０１３８】
１０１，１０１ａ，１０１ｂ（０），１０１ｂ（１）・・・Master装置；１０２，１０２ａ，１０２ｂ・・・Slave装置；１０３ａ、１０３ｂ・・・パケット網；１０４、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ・・・伝送路；１０５，１０５ａ，１０５ｂ・・・GrandMaster装置；１０６，１０６ａ，１０６ｂ・・・基準クロック；１０７，１０７ａ，１０７ｂ・・・GNSS；２０１・・・Master装置；２０２・・・Slave装置；２１１・・・送信処理部；２１２・・・受信処理部；２２１・・・受信処理部；２２２・・・送信処理部；３０１・・・周波数抽出部；３０２・・・周波数生成部；３０３・・・時刻生成部；３０４・・・送信部；３０５・・・PTPパケット処理部；３０６・・・Refパケット処理部；３０７・・・カウンタ；３０８・・・メモリ；３０９・・・監視部；３１０・・・判定部；３１１・・・読出制御部；３１２・・・メモリ；３１３・・・制御部；３２０・・・受信部；４０１・・・周波数抽出部；４０２・・・周波数生成部；４０３・・・時刻生成部；４０４・・・受信部；４０５・・・PTPパケット処理部；４０６・・・Refパケット処理部；４０７・・・カウンタ；４０８・・・メモリ；４０９・・・監視部；４１０・・・判定部；４１１・・・読出制御部；４１２・・・メモリ；４１３・・・制御部；４２０・・・送信部
【図１】
2016208441.tif 000003
【図２】
2016208441.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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