通信システム及び時刻同期方法
【課題】ＰＯＮを用いた通信システムにおいて、Ｌ２ＳＷ又は基地局等のマスター装置に対して基地局等のスレーブ装置の時刻同期を実現する。
【解決手段】ＧＰＳ衛星３より取得した時刻情報をＯＬＴ４のディスカバリ機能のレンジング情報により補正する事で、ＯＮＵ６の時刻情報へ反映させる。遅延推定メカニズムを用いてＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延を求め、レンジングにより求めたＯＬＴ４からＯＮＵ６までの伝搬遅延を加算して、Ｌ２ＳＷ２からＯＮＵ６までの伝搬遅延を求める。伝達されているタイムスタンプ値に、求めたＬ２ＳＷ２からＯＮＵまでの伝搬遅延を加えることによって、基地局７又はフェムトセル８側で受信されるタイムスタンプ値はＯＮＵ６までの伝搬遅延を繰りこんだ時刻となり、時刻タイマの絶対値の同期が可能となる。この加算処理は、ＯＬＴ４内部又はＯＮＵ６内部でパケットのタイムスタンプ値を書き換えることで実現可能である。
【解決手段】ＧＰＳ衛星３より取得した時刻情報をＯＬＴ４のディスカバリ機能のレンジング情報により補正する事で、ＯＮＵ６の時刻情報へ反映させる。遅延推定メカニズムを用いてＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延を求め、レンジングにより求めたＯＬＴ４からＯＮＵ６までの伝搬遅延を加算して、Ｌ２ＳＷ２からＯＮＵ６までの伝搬遅延を求める。伝達されているタイムスタンプ値に、求めたＬ２ＳＷ２からＯＮＵまでの伝搬遅延を加えることによって、基地局７又はフェムトセル８側で受信されるタイムスタンプ値はＯＮＵ６までの伝搬遅延を繰りこんだ時刻となり、時刻タイマの絶対値の同期が可能となる。この加算処理は、ＯＬＴ４内部又はＯＮＵ６内部でパケットのタイムスタンプ値を書き換えることで実現可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム及び時刻同期方法に係り、特に、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いた装置間の通信システム及び時刻同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いる公衆回線網の一つにＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化されたＧＥ−ＰＯＮがある。 ＧＥ−ＰＯＮは、従来ＬＡＮで使われていた技術であるＧｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を応用し、局側装置よりユーザ端末までＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のパケットを双方向に最大１Ｇｂｐｓのサービス提供が可能である。ＰＯＮはＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を備え、ＯＮＵに接続された端末（ＰＣ他）からの信号を光信号でＯＮＵ→光ファイバ→光スプリッタを介しＯＬＴへの光ファイバと光学（時分割）多重してＯＬＴに送り、ＯＬＴが各種信号処理後、あるＯＮＵの端末から該ＰＯＮの他のＯＮＵの端末との通信あるいはＮＷの端末との通信を行う。各ＯＮＵは例えば光ファイバ長０〜２０ｋｍの範囲の中に任意に設置されるので、このままでは伝送遅延が異なり、各ＯＮＵから出力される光信号同士が衝突・干渉する可能性がある。したがってＩＥＥＥ８０２．３の６４章に記載されているように、レンジングという技術を用いて、各ＯＮＵがあたかも等距離に設置されたかのように各ＯＮＵからの出力信号の遅延を調整して、ＯＬＴへの光ファイバ上で各ＯＮＵからの光信号が干渉しないようにしている。
【０００３】
一方、携帯電話は、端末の移動に従って最も受信感度の高い基地局に交信相手を切り替えるハンドオーバー機能を持っている。電気通信において、例えば、半径数１０ｍ程度の極めて小さな範囲の携帯電話の通話エリア、又はその基地局をフェムトセルと呼ぶ。従来の基地局おいて、ビルの中や地下等では、電波強度が微弱となり通信しづらい場所が残る場合があるが、このような場所にフェムトセルを配置することにより、通話エリアの穴を埋めることが可能となる。
ＣＤＭＡ２０００やＬＴＥ等ではハンドオーバー機能や通信品質向上のために基地局間の、例えば１μｓ未満の精度での時刻同期が必要である。基地局にＧＰＳ信号受信機を設置し、それにより時刻同期を図るのが一般的であるが、地下街などの基地局ではＧＰＳ信号受信機の設置が困難であることが想定され、又、フェムトセルのような超小型基地局では経済的にもＧＰＳ信号受信機を設置するのは難しい場合が考えられる。したがって、上記説明したＰＯＮを介して家庭内にフェムトセルを設置するシステムにおいて、ネットワークを介して正確な時刻同期を実現する必要が生じる。
ネットワークでの時刻情報提供手段として現在最も有力な方式として、ＩＥＥＥ１５８８による時刻情報配信が挙げられる。本方式の詳細はＩＥＥＥ１５８８ Ｔｕｔｏｒｉａｌに記載されているが、第１段階として、マスタ側からタイムスタンプを入れたパケットをスレーブ側に繰り返し送信することで、スレーブ側の時刻タイマ周期とマスタ側の時刻タイマ周期を同期させる。この段階では、マスタ〜スレーブ間の信号伝搬遅延が不明のため、時刻タイマ周期は同期できても、時刻の絶対値が同期できない。続いて第２段階として、スレーブ側よりマスタ側に往復伝搬遅延（マスタ〜スレーブ間のラウンドトリップタイム）を測定するためのパケットを送信する。マスタ側は上記パケットを受信すると規定時間以内に同パケットをスレーブ側に向けて返信する。同パケットを受信したスレーブ側は、同パケットの受信時刻と送信時刻から往復伝搬遅延を測定し、スレーブ側からマスタ側までの伝搬遅延と、マスタ側からスレーブ側までの伝搬遅延がほぼ等しいという仮定に基づき、上記測定した往復伝搬遅延の半分の値をマスタ側からスレーブ側までの伝搬遅延とみなす。続いて上述のマスタ側で付与されたタイムスタンプ値と、上記求めたマスタ側からスレーブ側までの伝搬遅延を用いて、マスタ側とスレーブ側の時刻タイマの絶対値を同期させている。
上記時刻配信用のパケットをスイッチやルータを介して伝送するとパケット遅延にゆらぎが生じるため、リンクバイリンクでの適用が望ましい。ただし複数回の試行後に平均値をとるなど、ある程度の統計量をもって精度を出すことも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．３規格６４章
【非特許文献２】ＩＥＥＥ１５８８ Ｔｕｔｏｒｉａｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＯＮを介したネットワークにおいて上記従来技術を用いた場合、上記の一般的な方法では時刻同期の精度が十分出ない場合があるという課題がある。この理由を以下に説明する。ＰＯＮでは局側から加入者側への下り信号はＯＬＴに接続されるすべてのＯＮＵに同報で信号が伝送される。したがって下り信号の伝搬遅延は、光ファイバ長に比例する伝送遅延（例えば、せいぜい数１００マイクロ秒程度）と、ＯＬＴおよびＯＮＵ内の処理遅延（例えば、トラヒックの輻輳がなければ通常数１０ナノ秒程度）の和に止まる。一方、加入者側から局側への上り信号は、ＯＬＴに接続されるそれぞれのＯＮＵがＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に基づいて順番に信号を伝送している。この順番はＯＬＴの制御のもとに、例えば、数ミリ秒程度の周期で行われており、ＯＮＵからの信号は最大前記制御周期の時間だけＯＮＵ内部で待たされる。すなわち、上り信号の伝搬遅延は、下り信号の伝搬遅延要因に加えて（上述の例では数１００マイクロ秒程度）、ＴＤＭＡの制御周期である、例えば数ミリ秒を加えた大きな値になるという特徴がある。このように下り信号の伝搬遅延と上り信号の伝搬遅延に大きな差がある状況では、上記説明した往復遅延時間測定に基づくＩＥＥＥ１５８８の遅延推定メカニズムでは正しい伝搬遅延時間が推定できず、結果として正しい時刻同期が妨げられる可能性がある。
本発明の目的は、以上の点に鑑み、局側装置、基地局又は端末装置等のマスター装置に対して基地局又は端末装置等のスレーブ装置の高精度な時刻同期を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＰＯＮシステムは従来技術の項にて説明したように、ＯＬＴとＯＮＵの間の伝搬遅延を測定するレンジングと呼ばれるメカニズムを有している。上記課題は、ＩＥＥＥ１５８８で用いられる時刻情報を、レンジングで求めたＯＬＴからＯＮＵまでの伝搬遅延時間で補正することにより解決される。
具体的に上記課題を解決する第１の手段は以下の通りである。
従来のＩＥＥＥ１５８８等の遅延推定メカニズムを用いてマスタからＯＬＴまでの伝搬遅延を求め、さらにレンジングにより求めたＯＬＴからＯＮＵまでの伝搬遅延を加算して、マスタからＯＮＵまでの伝搬遅延を求める。従来のＩＥＥＥ１５８８の第１段階で伝達されているタイムスタンプ値に、上記求めたマスタからＯＮＵまでの伝搬遅延を加えることによって、スレーブ側で受信されるタイムスタンプ値はＯＮＵまでの伝搬遅延を繰りこんだ時刻となる。すなわちスレーブ側はＩＥＥＥ１５８８等のメカニズムの第１段階のみで、第２段階を使用することなく、時刻タイマの絶対値の同期が可能となる。この加算処理はＯＬＴ内部、又はＯＮＵ内部でＩＥＥＥ１５８８仕様のパケットのタイムスタンプ値を書き換えることで実現可能である。
ＯＮＵとスレーブ間の接続ケーブル長はせいぜい数メートルであり、ＯＮＵからスレーブまでの伝搬遅延時間は数１０ナノ秒程度であるため、無視することも可能であるが、ＩＥＥＥ１５８８等の遅延推定メカニズムを用いてＯＮＵからスレーブまでの伝搬遅延を求め、上記タイムスタンプ値にＯＮＵからスレーブまでの伝搬遅延をＯＮＵ内にてさらに加算することで、さらに精度の良い時刻同期を行うことも可能である。
【０００７】
又、具体的に上記課題を解決する第２の手段は以下の通りである。
従来のＩＥＥＥ１５８８等の遅延推定メカニズムを用いてマスタからＯＬＴまでの伝搬遅延を求め、さらにレンジングにより求めたＯＬＴからＯＮＵまでの伝搬遅延を加算して、マスタからＯＮＵまでの伝搬遅延を求める。この伝搬遅延の値をＯＮＵに転送する。続いて、従来のＩＥＥＥ１５８８等の第２段階の遅延推定メカニズムを用いて、スレーブ側が遅延測定用パケットを伝送すると、それをモニタしたＯＮＵは遅延測定用パケットをマスタに向けて伝送することなく廃棄し、さらにＯＮＵは遅延測定用パケットの到着時刻後、上記求めたマスタからＯＮＵまでの伝搬遅延時間の２倍の時間後に返信用遅延測定用パケットを生成し、スレーブに向けて送り返す。スレーブ側はこの遅延測定用パケットに基づいて時刻タイマを同期するため、ＴＤＭＡによる遅延の影響は除去される。
【０００８】
又、具体的に上記課題を解決する第３の手段は以下の通りである。
従来のＩＥＥＥ１５８８等の第１段階で伝達されているタイムスタンプ値に、上記説明したＴＤＭＡの制御周期の半分の値を減算して、スレーブ側の時刻タイマを同期させる。続いて従来のＩＥＥＥ１５８８等の第２段階の遅延推定メカニズムを用いて、マスタからスレーブまでの伝搬遅延時間を求め、スレーブ側の時刻タイマを同期させる。この段階で、スレーブ側の時刻タイマは、ＴＤＭＡによる最悪遅延量を繰りこんだ値で時刻同期が行われる。しかし、ＴＤＭＡ制御による実際の遅延量は、伝搬遅延測定パケットのＯＮＵ到着時刻とＯＬＴによるＴＤＭＡ制御周期に依存しており、ＴＤＭＡ制御周期とは異なる。そこで上記ＩＥＥＥ１５８８の第２段階の遅延推定メカニズムにおいて、ＯＮＵは伝搬遅延測定パケットを受信してから送信するまでの時間を測定し記憶しておく。ＩＥＥＥ１５８８の第２段階の遅延推定メカニズム終了後、周期的にＩＥＥＥ１５８８の第１段階でタイムスタンプ値の伝達が行われるので、ＯＮＵはこのタイムスタンプ値より、（ＴＤＭＡの制御周期（最悪遅延量）−実際の遅延量）等の２倍の値を減算する（又は、上り信号のＯＮＵ６内での滞留時間の最悪値−実際の上り信号のＴＤＭＡ制御に起因するＯＮＵ６内での待ち時間）の２倍の値を減算する）。スレーブ側がこの補正されたタイムスタンプ値と過去の伝搬遅延時間測定による補正値に基づいてタイマ値を再同期すると、実際の遅延量に基づいた時刻同期が完了する。
【０００９】
本発明によると、例えば、ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵから構成されるＰＯＮと、時刻情報を発信するマスタ装置と、前記時刻情報を受信するスレーブ装置とから構成される通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、レンジングプロセスにより取得した前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量を用いて受信した前記時刻情報を補正する部分と、前記補正した時刻情報を送信する時刻情報送信部を有することを特徴とする通信システムが提供される。
前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴが管理する前記信号転送遅延量に基づき受信した前記時刻情報を補正する機能と、前記補正した時刻情報を送信する時刻情報送信部を有することができる。
前記時刻情報はＧＰＳ衛星からの受信信号としてもよい。
前記ＯＬＴは、前記時刻情報に、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量と、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量を加算して補正することができる。
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量を測定する手段を有し、
前記ＯＮＵは、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量と、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量を受信する手段を有し、前期スレーブ装置から遅延時間測定用信号を受信すると、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量と、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量の２倍の時間後に前期遅延時間測定用信号を前記スレーブ装置に向けて返信することを特徴とすることができる。
前記ＯＮＵは、受信した前記時刻情報を補正する機能と、前記補正した時刻情報を送信する時刻情報送信部を有し、
さらに前期スレーブ装置から遅延時間測定用信号を受信してから前記ＯＬＴに向けて前期遅延時間測定用信号を送信するまでの時間を記憶する機能を有し、受信した前記時刻情報を前期スレーブ装置から遅延時間測定用信号を受信してから前記ＯＬＴに向けて前期遅延時間測定用信号を送信するまでの時間を用いて補正することを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明によると、例えば、ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵから構成されるＰＯＮと、時刻情報を発信するマスタ装置と、前記時刻情報を受信するスレーブ装置とから構成される通信システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの受信信号である前記時刻情報を終端する時刻情報終端部と、受信した前記時刻情報により前記ＯＬＴ時刻の時刻同期を行う時刻同期部と、時刻同期を行った前記ＯＬＴ時刻より時刻同期用パケットを生成する時刻同期用パケット生成部と、生成した前記時刻同期用パケットを送信する時刻情報送信部を有する前記ＯＬＴと、前記通信回線を介して前記ＯＬＴからの前記時刻同期用パケットを受信し、前記時刻同期用パケットを終端する時刻同期用パケット終端部と、受信した前記時刻同期用パケットにより前記ＯＮＵ時刻の時刻同期を行う時刻同期部と、時刻同期を行った前記ＯＮＵ時刻より時刻同期用パケットを生成する時刻同期用パケット生成部と、生成した時刻同期用パケットを送信する時刻情報送信部を有する前記ＯＮＵを有する通信システムが提供される。
【００１１】
さらに、本発明によると、例えば、ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵから構成されるＰＯＮと、時刻情報を発信するマスタ装置と、前記時刻情報を受信するスレーブ装置とから構成される通信システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの前記時刻情報を受信できるＧＰＳ受信機を有する装置を収容する前記ＯＮＵと、前記時刻情報を送信する前記時刻情報送信部を有する前記ＯＮＵと、受信した前記時刻情報を前記ＯＬＴ内で折り返す機能を有するＯＬＴを有する通信システムが提供される。
前記ＯＬＴ内で折り返した前記時刻情報を、前記ＯＮＵの情報より時刻情報を補正する機能と、補正した前記時刻情報を前記ＯＮＵへ送信する機能を有する前記ＯＬＴと、送信された前記ＯＬＴ内で折り返された前記時刻情報を受信する機能と、受信した前記ＯＬＴ内で折り返された前記時刻情報により時刻同期を行う機能を有する前記ＯＮＵを有することができる。
【００１２】
本発明の第１の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージのタイムスタンプ値に、前記第１レンジング処理にて得られたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と、上記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、タイムスタンプ値を書き換え、書き換えられたタイムスタンプ値を含む時刻同期メッセージを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマをタイムスタンプ値にセットする、第３段階時刻同期処理と
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【００１３】
本発明の第２の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記ＯＮＵは、前記第１レンジング処理により測定されたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と前記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間、及び／又は、該マスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間と該ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を合計したマスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間を、前記ＯＬＴから受信及び記憶する、転送処理と、
前記スレーブ装置は、第３遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、マスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間の２倍の時間後に、第３返信信号を、前記スレーブ装置に返送し、前記スレーブ装置は、前記第３遅延測定信号の送信時刻と前記第３返信信号の受信時刻との差によりマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間により前記スレーブ装置の時刻タイマ値を補正する、第４段階時刻同期処理と
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【００１４】
本発明の第３の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間の最悪値の半分を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値から減算してタイムスタンプ値を書き換えて前記スレーブ装置に送信する、第１段階同期処理と、
前記スレーブ装置は、前記マスタ装置に遅延時間測定信号を前記ＯＮＵ送信し、前記ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を、予め定められた待ち時間だけ内部に留めた後に、前記マスタ装置に向けて送信し、前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信信号を前記スレーブ装置に返信し、前記スレーブ装置は、該遅延時間測定信号の送信時刻と該返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマ値に該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を加算して時刻タイマ値を更新する、第２段階同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入された第２時刻同期メッセージを前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、タイムスタンプ値から、（前記滞留時間の最悪値−前記待ち時間）の２倍の値を減算した値にタイムスタンプ値を補正し、該第２時刻同期メッセージに補正されたタイムスタンプ値を含めて前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、補正されたタイムスタンプ値と前記第２段階同期処理で求めた該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、前記スレーブ装置の時刻タイマ値をセットする、第３段階同期処理と、
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【００１５】
本発明の第４の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記複数のＯＮＵのうちの第１ＯＮＵの配下にあり基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、前記複数のＯＮＵのうちの第２ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記第１ＯＮＵに送信し、前記第１ＯＮＵは、前記第１ＯＮＵ内での予め定められた第１滞留時間を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値へ加算した値にタイムスタンプ値を書き換えた第１時刻同期メッセージを、前記第２ＯＮＵに接続されている前記スレーブ装置に向けて送信する、第１段階処理と、
前記スレーブ装置は、遅延時間測定信号を送信し、前記第２ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を前記第２ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間後に送信し、前記マスタ装置は、該遅延時間測定信号を受信し、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した返信信号を返信し、前記第１ＯＮＵは、該返信信号を前記第１滞留時間後に送信し、前記スレーブ装置は、前記遅延時間測定信号の送信時刻と受信した前記返信信号の受信時刻との差から往復伝搬遅延時間を求め、さらに前記第１ＯＮＵの前記第１滞留時間及び前記第２ＯＮＵの前記第２滞留時間を減算することで、マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定する、第２段階処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第２時刻同期メッセージを送信し、前記第１ＯＮＵは、該第２時刻同期メッセージを受信し、第２時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値に前記第１滞留時間を加算した値にタイムスタンプ値を書き換えて送信し、前記スレーブ装置は、書き換えられたタイムスタンプ値と、前記第２段階処理で得られたマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間との加算した値に、前記スレーブ装置のタイマ値をセットする、第３段階処理と
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、基地局やフェムトセル等のスレーブ装置にてＧＰＳ信号受信機の設置が不要となる。特に、本発明によると、既にＩＥＥＥ１５８８機能を搭載して導入が開始されたマスタ装置やスレーブ装置（フェムトセル基地局）とＰＯＮ装置の組み合わせにより、正確な時刻同期が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成図を示す。
【図２】本発明の実施の形態１のＯＬＴ４のブロック図を示す。
【図３】本発明の関連技術の時刻同期シーケンスを示す。
【図４】本発明の実施の形態１の時刻同期シーケンスを示す。
【図５】本発明の実施の形態１のＯＬＴ４の時刻同期フローチャートを示す。
【図６】本発明の実施の形態２−１の時刻同期シーケンスを示す。
【図７】本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６のブロック図を示す。
【図８】本発明の実施の形態２−２の時刻同期シーケンスを示す。
【図９】本発明の実施の形態２−２のＯＬＴ４の時刻同期フローチャートを示す。
【図１０Ａ】本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６の時刻同期フローチャート（１）を示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６の時刻同期フローチャート（２）を示す。
【図１１】本発明の実施の形態２−３の時刻同期シーケンスを示す。
【図１２】本発明の実施の形態３のＯＮＵ６のブロック図を示す。
【図１３】本発明の実施の形態３のＯＬＴ４のブロック図を示す。
【図１４】本発明の実施の形態３の時刻同期シーケンスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
携帯電話等のサービスには高精度の時刻同期が必要である。ここでは、基地局、又はフェムトセルに対して、時刻同期を図るためのＧＰＳ信号受信機を具備せずに、高精度な時刻同期を実現する方法を、実施の形態を３通り挙げて説明する。
１．実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成図である。携帯電話の通信ネットワークである移動体コア網１と、移動体コア網１と通信を行うためのインタフェースとしてＬ２ＳＷ２があり、このＬ２ＳＷ２はＧＰＳ衛星３からのＧＰＳ信号受信機能をもつ。Ｌ２ＳＷ２はＯＬＴ４を収容し、ＯＬＴ４は光スプリッタ５を用いることで複数のＯＮＵ６を収容できる。ＯＮＵ６は基地局７、又はフェムトセル８を収容する。ここでは、マスタ側のＯＬＴ４に時刻同期機能を具備する事により、スレーブ側の基地局７、又はフェムトセル８がＧＰＳ信号受信機を具備せずに時刻同期を実現する方法について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１のＯＬＴ４の機能ブロック図である。ＯＬＴ４は、ディスカバリ機能により定期的にＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の距離測定（レンジング）をしており（１０）、又、Ｌ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間の時刻同期処理を行っている（１１）。ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から受信したパケットを確認し（１２）、ＧＰＳ衛星より受信した時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットである場合、Ｌ２ＳＷ２より受信したパケットから宛先のＯＮＵ６の情報を読み取り（１３）、Ｌ２ＳＷ２から受信した時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットに含まれているタイムスタンプを取得し（１４）、宛先のＯＮＵ６とのレンジング情報を持つ遅延時間テーブル（１５）を参照し、ＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の遅延時間を加算する事によりタイムスタンプを補正した後（１６）、補正したタイムスタンプを受信した時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットに含まれているタイムスタンプに書き換え（１７）、宛先のＯＮＵ６へパケットを送信する（１８）。タイムスタンプを補正した値に書き換える事により、基地局７、又はフェムトセル８は、ＧＰＳ信号受信機を具備せずに、高精度な時刻情報を取得し、時刻同期を図る事が可能となる。
【００１９】
図３は、本発明の関連技術の時刻同期シーケンスである。
本発明の実施の形態１のシーケンスを説明する前に、本発明の関連技術についてのシーケンスを図３で説明する。なお、以降の説明では、マスタであるＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延を３００マイクロ秒、ＯＬＴ４からＯＮＵ６までの伝搬遅延を１００マイクロ秒、ＯＮＵ６から基地局７までの伝搬遅延を０．０１マイクロ秒と仮定する。すなわちＬ２ＳＷ２から基地局７までの伝搬遅延の総和は、上記の合計である４００．０１マイクロ秒である。
ＩＥＥＥ１５８８に規定される処理の第１段階として、マスタであるＬ２ＳＷ２からタイムスタンプを入れたパケット１００をＯＬＴ４およびＯＮＵ６を経由してスレーブである基地局７に繰り返し送信する。Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１００−１が送信される。本パケットは、Ｌ２ＳＷ２から基地局７までの伝搬遅延後（すなわち４００．０１マイクロ秒後）に基地局７に受信され、基地局７の時刻タイマは１０，０００マイクロ秒にセットされる。以下続いて受信されるパケット１００の値は基地局７内でモニタされ時刻タイマの周期を同期させ続ける。この段階では、マスタ〜スレーブ間の信号伝搬遅延は反映されず、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマが１０，５００．０１マイクロ秒の時、基地局７の時刻タイマは１０，１００マイクロ秒であって、時刻の絶対値が同期できていない。
続いて第２段階として、基地局７の時刻タイマ値が１１，１００マイクロ秒の時刻に基地局７よりＬ２ＳＷ２に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１０１−１を送信する。パケット１０１−１はＰＯＮ上り信号のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間だけＯＮＵ６内部に留めおかれ、この例では、待ち時間は予め１，０００秒と定められているものとし、１，０００秒後にＬ２ＳＷ２に向けたパケット１０１−２が送信される。Ｌ２ＳＷ２はＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１２，９００．０２（＝１１，５００．０１＋４００．０１＋１，０００）マイクロ秒の時刻に上記パケット１０１−２を受信し、無視できるほど小さい規定時間以内に（例えばＩＥＥＥ１５８８の時刻制度の単位である１ナノ秒以下の時間で）、返信パケット１０２を基地局７に向けて返信する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値が１２，９００．０２マイクロ秒の時刻に同パケット１０２を受信し、同パケット１０２の受信時刻とパケット１０１−１の送信時刻（１１，１００マイクロ秒）から往復伝搬遅延時間を測定し、１，８００．０２マイクロ秒との値を得、片道遅延時間を半分の値である９００．０１マイクロ秒と判断する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値１２，９００．０２マイクロ秒に片道遅延時間９００．０１マイクロ秒を加算し、時刻タイマ値を１３，８００．０３マイクロ秒に更新する。しかし、この時刻にＬ２ＳＷ２の時刻タイマは１３，３００．０３であり、２つのタイマは時刻同期していない。これは、ＯＮＵ６にてパケット１０１−１が１，０００マイクロ秒だけ留めおかれたためである。このため、正しくは４００．０１マイクロ秒である下り片道伝搬遅延を、９００．０１マイクロ秒と誤った値が算出される原因となっていた。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態１の時刻同期シーケンスである。ＯＬＴ４は、信号１０３をＯＮＵ６に送信し、ＯＮＵ６が返信する信号０１４の受信時刻からＯＬＴ４とＯＮＵ６の間の往復遅延時間を測定し、その半分の値をとることで片道伝搬遅延時間を得る。このプロセスの信号１０４はＯＮＵ６が受信すると直ちに返信することがＩＥＥＥ８０２．３規格６４章に規定されており、正しい片道伝搬遅延時間が得られる。上記の様に、レンジングによりＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の伝搬遅延時間を求める事ができ、本発明の各実施の形態ではその半分の時間を使用する。
続いて、Ｌ２ＳＷ２とＯＬＴ４の間の時刻同期を以下の手順で行う。第１段階として、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が、例えば、１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１０５−１がＯＬＴ４に送信される。本パケットは、Ｌ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延後（すなわち３００マイクロ秒後）にＯＬＴ４に受信され、ＯＬＴ４の時刻タイマは１０，０００マイクロ秒にセットされる。以下続いて受信されるパケット１０５−２の値はＯＬＴ４内でモニタされ時刻同期タイマの周期を同期させ続ける。なお、ここでＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４へ送信される１０５−１と１０５−２のパケットは同報宛である。以降、この時刻同期をするための信号を時刻同期メッセージと呼称する。
第２段階として、ＯＬＴ４の時刻タイマ値が、例えば１１，１００マイクロ秒の時刻にＯＬＴ４よりＬ２ＳＷ２に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１０６を送信する。Ｌ２ＳＷ２はＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１１，７００マイクロ秒の時刻に上記パケット１０６を受信し、返信パケット１０７をＯＬＴ４に向けて返信する。ＯＬＴ４は、ＯＬＴ４の時刻タイマ値が１１，７００秒の時刻に同パケット１０７を受信し、同パケット１０７の受信時刻とパケット１０７の送信時刻（１１，１００マイクロ秒）から往復伝搬遅延を測定し、６００マイクロ秒との値を得、片道伝搬遅延時間を半分の値である３００マイクロ秒と判断する。ＯＬＴ４は、ＯＬＴ４の時刻タイマ値１１，７００マイクロ秒に片道伝搬遅延時間３００マイクロ秒を加算し、時刻タイマ値を１２，０００マイクロ秒に更新する。こうしてＬ２ＳＷ２とＯＬＴ４の時刻タイマが同期した。
次にＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１３，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入された時刻同期メッセージ１０８−１がＯＬＴ４に送信される。ＯＬＴ４では、時刻同期メッセージのタイムスタンプ値１３，０００に、上記レンジングにて測定したＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間１００マイクロ秒と、上記時刻同期にて得られたＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間３００マイクロ秒を加算して、１３，４００マイクロ秒に書き換えられたタイムスタンプ値の時刻同期メッセージ１０８−２を基地局７に向けて送信する。このタイムスタンプ値の書き替えは各ＯＮＵ６に対して実行され、又、タイムスタンプ値の書き替え時間は１ｎｓ以下であり、タイムスタンプ値の書き替え時間による影響はないものとする。以後、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１４，０００マイクロ秒の時刻にも同じ処理を繰り返し、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１４，４００．０１秒の時刻に、基地局７の時刻タイマは１４，４００マイクロ秒にセットされ、誤差０．０１マイクロ秒で時刻同期が完了した。
【００２１】
図５は、本発明の実施の形態１のＯＬＴ４の時刻同期フローチャートである。ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２からパケットを受信すると、ＯＮＵ６毎にレンジング処理を行い（２０）、又、Ｌ２ＳＷ２〜ＯＬＴ４間の時刻同期処理を図４で述べた通りＬ２ＳＷ２〜ＯＬＴ４間の往復伝搬遅延時間から片道伝搬遅延時間を算出し、ＯＬＴ４の時刻タイマに加算してＬ２ＳＷ２〜ＯＬＴ４間の時刻同期を行う（２１）。次に、受信したパケットが、時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットであるかを確認する（２２）。受信したパケットが、時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットであれば、受信したパケットの送信先のＯＮＵ６を確認し（２３）、受信したパケットに含まれているタイムスタンプ値を取得し（２４）、送信先のＯＮＵ６とのレンジング情報よりＯＬＴ４〜ＯＮＵ６間の遅延分を加算してタイムスタンプを補正し（２５）、受信したパケットのタイムスタンプへ書き替え（２６）、送信先のＯＮＵ６へパケットを送信する（２７）。又、ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から受信したパケットが、時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットでない場合、上記その他の処理後（２８）、例えばＯＬＴ４はＯＮＵ６登録時に受信フレームの取捨選択を判断するためのＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）という識別子を決定しているので、ＯＬＴ４にて受信したパケットの宛先ＯＮＵ６に該当するＬＬＩＤを受信したパケットへ書き込み、ＯＮＵ６へパケットを送信する（２７）。
【００２２】
２．実施の形態２
２−１．実施の形態２−１
次に、本発明の実施の形態２について説明する。装置の構成、ブロック図は実施の形態１と同様である。ここでは、実施の形態１よりも高精度な時刻同期を実現する方法について説明する。
図６は、実施の形態２−１の時刻同期シーケンスである。実施の形態１では、Ｌ２ＳＷ２と基地局７の時刻タイマ値に０．０１マイクロ秒の誤差が発生していた。これは、特に、ＯＮＵ６と基地局７の間の伝搬時間を補正する機能がなかったためである。実施の形態２−１のシーケンス図では、基地局７は遅延測定信号１０９をＯＮＵ６に向けて送信し、ＯＮＵ６は遅延測定信号１１０を返すことで、基地局７とＯＮＵ６間の往復伝搬遅延時間を測定し、片道伝搬遅延時間を求める。基地局７は、時刻タイマ値に片道伝搬遅延時間を加算し、０．０１マイクロ秒の誤差を補正することができる。この例では、基地局７がパケット１０９の送信時刻１５，０００マイクロ秒と、パケット１１０の受信時刻１５，０００．０２マイクロ秒から、この誤差が測定される。
【００２３】
２−２．実施の形態２−２
図７は、実施の形態２−２のＯＮＵ６のブロック図である。ＯＮＵ６は、レンジング処理（３０）にて、ＯＬＴ４が測定したＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の遅延時間とＬ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間の遅延時間の情報をＯＬＴ４より転送され、遅延時間テーブル（３１）に記憶している。一方、ＯＮＵ６は、基地局７より遅延測定信号を受信（３２）すると受信パケットを確認し（３３）、タイムスタンプを取得し（３４）、遅延時間テーブル（３１）を参照し、記憶しているＬ２ＳＷ２−ＯＮＵ６間の総遅延時間の２倍の時間後に（３５）、遅延測定信号を基地局７へ返信する（３６）。基地局７は遅延測定信号の受信時刻から伝搬遅延の値を算出し、時刻同期を図る事が可能となる。
図８は、実施の形態２−２の時刻同期シーケンスである。この例では、図４で説明したシーケンスで、パケット１０３〜１０７の送受信等により、Ｌ２ＳＷ２とＯＬＴ４の間の時刻同期を行うが、ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から基地局７に向けて送信される時刻同期メッセージのタイムスタンプ値の書き替えを行わない。代わりに、レンジングにて測定した（パケット１０３、１０４等）ＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間１００マイクロ秒と、時刻同期にて得られた（パケット１０６、１０７等）Ｌ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間３００マイクロ秒、合計４００マイクロ秒の情報がＯＬＴ４からＯＮＵ６に転送され（２００）記憶される。なお、転送及び／又は記憶される情報は、ＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間１００マイクロ秒とＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間３００マイクロ秒のそれぞれでもよいし、両遅延時間を合計して求めた総遅延時間のみでもよいし、これら両方でもよい。合計の計算もＯＬＴ４又はＯＮＵ６のどちらで行ってもよい。一方、基地局７は遅延測定信号１１１をＯＮＵ６に向けて送信し、ＯＮＵ６は上記の記憶したＬ２ＳＷ２−ＯＮＵ６間の総遅延時間（４００マイクロ秒）の値の２倍である８００マイクロ秒後に遅延測定信号１１２を返す。基地局７は遅延測定信号１１２の受信時刻に基づいて４００マイクロ秒の伝搬遅延の値を算出し、時刻タイマ値を補正することができる。
【００２４】
図９は、本発明の実施の形態２−２の時刻同期フローチャートである。ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から時刻同期メッセージを受信すると、Ｌ２ＳＷ２とＯＬＴ４の間の時刻同期処理を行い（４０）、時刻同期にて得られたＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間と、レンジングにて測定したＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間の情報をＯＬＴ４からＯＮＵ６へ送信する。この際、ＯＮＵ６へ送信する時刻同期メッセージのタイムスタンプの書き替えは行わない。
図１０は、本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６の時刻同期フローチャートである。図１０（Ａ）に示すように、ＯＮＵ６は、ＯＬＴ４より時刻同期メッセージを受信すると、タイムスタンプを取得し（５０）、タイムスタンプより、ＯＬＴ４より受信し記憶したＬ２ＳＷ２〜ＯＮＵ６間の総遅延時間の値を加算し補正する（５１）。補正したタイムスタンプを受信した時刻同期メッセージへ挿入し（５２）、基地局７へ送信する（５３）。また、図１０（Ｂ）に示すように、ＯＮＵ６は、基地局７より遅延測定信号を受信すると（５４）、上記で記憶したＬ２ＳＷ２〜ＯＮＵ６間の遅延時間の２倍の時間後（５５）に基地局７へ遅延測定信号を送信する。
【００２５】
２−３．実施の形態２−３
図１１は、本発明の実施の形態２−３の時刻同期シーケンスである。第１段階として、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１３−１がＯＬＴ４に送信される。本パケットは、Ｌ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延後（すなわち３００マイクロ秒後）にＯＬＴ４にて受信される。ＯＬＴ４は、上り信号のＯＮＵ６内での滞留時間の最悪値（例えば、１０００マイクロ秒）の半分、この例では５００マイクロ秒の値を、パケット１１３−１中のタイムスタンプ値から減算し、９，５００マイクロ秒に書き換えて基地局７に向けて送信する。この段階で、基地局７の時刻タイマは、最悪遅延量を織り込んだ値で時刻同期が行われる。なお、この滞留時間の最悪値は、測定値、経験値、統計値等により予め適宜定められる。
続いて第２段階として、基地局７の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に基地局７よりＬ２ＳＷ２に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１１４−１を送信する。パケット１１４−１はＰＯＮ上り信号のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間だけＯＮＵ６内部に留めおかれ、この例では８００マイクロ秒後にＬ２ＳＷ２に向けたパケット１１４−２が送信される。この時ＯＮＵ６は、待ち時間８００マイクロ秒の値を記憶しておく。なお、この待ち時間は、測定値、経験値、統計値等により予め適宜定められる。Ｌ２ＳＷ２はＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１２，１００．０２（＝１０，９００．０１＋０．０１＋８００＋１００＋３００）マイクロ秒の時刻に上記パケット１１４−２を受信し、この時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信パケット１１５を基地局７に向けて返信する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値が１１，６００．０２マイクロ秒の時刻に同パケット１１５を受信し、同パケット１１５の受信時刻とパケット１１４−１の送信時刻１０，０００マイクロ秒から往復伝搬遅延時間を測定し、１，６００．０２マイクロ秒との値を得、片道伝搬遅延時間を半分の値である８００．０１マイクロ秒と判断する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値１１，６００．０２マイクロ秒に片道伝搬遅延時間８００．０１マイクロ秒を加算し、時刻タイマ値を１２，４００．０３マイクロ秒に更新する。この時点で、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマと基地局７の時刻タイマ値はまだ一致していない。
続いて第３段階として、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１３，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１６−１がＯＮＵ６に送信される。ＯＮＵ６は、タイムスタンプ値１３，０００マイクロ秒から、（上り信号のＯＮＵ６内での滞留時間の最悪値１，０００マイクロ秒−実際の上り信号のＴＤＭＡ制御に起因するＯＮＵ６内での待ち時間８００マイクロ秒）の２倍の値である４００マイクロ秒の値を減算して、基地局７に向けて送信する。Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１３，１００マイクロ秒の時刻にも同じ処理を繰り返す。基地局７が、この補正されたタイムスタンプ値と過去の伝搬遅延時間測定により計算された補正値（片道伝搬遅延時間）８００．０１マイクロ秒の加算を行うことで時刻タイマ値をセットして再同期すると、実際の遅延量に基づいた時刻同期が完了する。
【００２６】
３．実施の形態３
次に、本発明の実施の形態３について説明する。装置の構成は実施の形態１と同様であるが、実施の形態１との違いは、ＧＰＳ信号受信機がＬ２ＳＷ２ではなく、基地局７、又はフェムトセル８のいずれかに具備されている事である。ここでは、例えばある基地局７−１にＧＰＳ信号受信機を具備する事により、他の基地局７−２がＧＰＳ信号受信機を具備せずに時刻同期を実現する方法について説明する。なお、ＧＰＳ信号受信機を具備するのはフェムトセル８であってもよい。
図１２は、本発明の実施の形態３のＯＮＵ６のブロック図である。ＯＮＵ６は、基地局７より時刻同期メッセージを受信（６０）すると受信パケットを確認し（６１）、タイムスタンプを取得し（６２）、ＯＮＵ６内での滞留時間をタイムスタンプ値へ加算し（６３）、ＯＬＴ４へ送信する（６４）。
図１３は、本発明の実施の形態３のＯＬＴ４のブロック図である。ＯＬＴ４は、ここではＯＮＵ６−１より時刻同期メッセージのパケットを受信すると（７０）、ＯＬＴ４内部でパケットを折り返し、ＯＮＵ６−２へ送信する。
【００２７】
図１４は、本発明の実施の形態３の時刻同期シーケンスである。第１段階として、基地局７−１の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１７−１がＯＮＵ６−１に送信される。本パケットは、基地局７−１からＯＮＵ６−１までの伝搬遅延後（すなわち０．０１マイクロ秒後）にＯＮＵ６−１にて受信される。ＯＮＵ６−１は、ＴＤＭＡ制御による上り信号のＯＮＵ６−１内での滞留時間、例えば１，０００マイクロ秒の値を、パケット１１７−１中のタイムスタンプ値へ加算し、１１，０００マイクロ秒に書き換えて、ＯＬＴ４に向けて送信する。本パケットを受信したＯＬＴ４は、ＯＬＴ４内部でパケットを折り返し、ＯＬＴ４配下の各ＯＮＵ６（例ではＯＮＵ６−２）に接続されている基地局７−２に向けて送信する。
続いて第２段階として、基地局７−２の時刻タイマ値が２０，０００マイクロ秒の時刻に基地局７−２より基地局７−１に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１１８−１を送信する。パケット１１８−１はＯＮＵ６−２内部にＴＤＭＡ制御による上り信号の待ち時間（滞留時間）だけ留めおかれ、この例では１，０００マイクロ秒後に基地局７−１に向けたパケット１１８−２が送信される。基地局７−１は基地局７−１の時刻タイマ値が２１，２００．０２（＝２０，０００＋０．０１＋１０００＋１００＋１００＋０．０１）マイクロ秒の時刻に上記パケット１１８−２を受信し、この値をタイムスタンプ値として挿入した返信パケット１１９−１を基地局７−２に向けて返信する。ＯＮＵ６−１は、パケット１１９−１のタイムスタンプ値にＯＮＵ６−１内での滞留時間を加算し、タイムスタンプ値を置き換えて基地局７−２に向けて送信する。基地局７−２は、基地局７−２の時刻タイマ値が２２，４００．０４（＝２１，２００．０２＋０．０１＋１０００＋２００＋０．０１）マイクロ秒の時刻にＯＮＵ６−１にて伝搬遅延時間を加算されたパケット１１９−２を受信し、同パケット１１９−２の受信時刻とパケット１１８−２の送信時刻（２０，０００マイクロ秒）から往復伝搬遅延時間を測定し、２４００．０４マイクロ秒との値を得、それからＰＯＮ上り信号と下り信号の両方のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間（滞留時間）（１０００マイクロ秒×２）を減算し、片道伝搬遅延時間を半分の値である２００．０２マイクロ秒と判断する。
続いて第３段階として、基地局７−１の時刻タイマ値が３０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１９−３が基地局７−２に送信される。ＯＮＵ６−１は、タイムスタンプ値３０，０００マイクロ秒に、ＰＯＮ上り信号のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間の値である１，０００マイクロ秒の値を加算して、タイムスタンプ値を書き換え、基地局７−２に向けて送信する。基地局７−２が、この補正されたタイムスタンプ値と過去の伝搬遅延時間測定による補正値２００．０２マイクロ秒の加算を行った値に時刻タイマ値をセットすることで、時刻タイマ値を同期することにより、時刻同期が完了する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上では、マスタ装置をＬ２ＳＷとし、スレーブ装置を基地局とした実施の形態、及び、マスタ装置を基地局とし、スレーブ装置を他の基地局とした実施の形態について説明したが、本発明は、これに限らず、マスタ装置及びスレーブ装置を適宜の通信装置等の装置に適用することができる。
基準となる時刻情報をＧＰＳ衛星より受信している例を説明したが、本発明は、これに限らず適宜の基準時刻発生装置からの時刻情報を用いることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…移動体コア網、２…Ｌ２ＳＷ、３…ＧＰＳ衛星、４…ＯＬＴ、５…光スプリッタ、６…ＯＮＵ、７…基地局、８…フェムトセル、１０…レンジング処理部、１１…Ｌ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間時刻同期処理部、１２…受信パケット確認部、１３…宛先ＯＮＵ確認部、１４…タイムスタンプ取得部、１５…遅延時間テーブル（ＯＬＴ４−ＯＮＵ６間）、１６…タイムスタンプ補正部、１７…タイムスタンプ書替部、１８…パケット送信処理部、３０…レンジング処理部、３１…遅延時間テーブル（Ｌ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間，ＯＬＴ４−ＯＮＵ６間）、３２…遅延測定信号処理部、３３…受信パケット確認部、３４…タイムスタンプ取得部、３５…Ｌ２ＳＷ２−ＯＮＵ６間の総遅延時間×２倍待機部、３６…パケット送信処理部、６０…時刻同期メッセージ受信部、６１…受信パケット確認部、６２…タイムスタンプ取得部、６３…タイムスタンプ加算部、６４…パケット送信処理部、７０…パケット送受信処理部、７１…パケット折り返し処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム及び時刻同期方法に係り、特に、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いた装置間の通信システム及び時刻同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いる公衆回線網の一つにＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化されたＧＥ−ＰＯＮがある。 ＧＥ−ＰＯＮは、従来ＬＡＮで使われていた技術であるＧｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を応用し、局側装置よりユーザ端末までＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のパケットを双方向に最大１Ｇｂｐｓのサービス提供が可能である。ＰＯＮはＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を備え、ＯＮＵに接続された端末（ＰＣ他）からの信号を光信号でＯＮＵ→光ファイバ→光スプリッタを介しＯＬＴへの光ファイバと光学（時分割）多重してＯＬＴに送り、ＯＬＴが各種信号処理後、あるＯＮＵの端末から該ＰＯＮの他のＯＮＵの端末との通信あるいはＮＷの端末との通信を行う。各ＯＮＵは例えば光ファイバ長０〜２０ｋｍの範囲の中に任意に設置されるので、このままでは伝送遅延が異なり、各ＯＮＵから出力される光信号同士が衝突・干渉する可能性がある。したがってＩＥＥＥ８０２．３の６４章に記載されているように、レンジングという技術を用いて、各ＯＮＵがあたかも等距離に設置されたかのように各ＯＮＵからの出力信号の遅延を調整して、ＯＬＴへの光ファイバ上で各ＯＮＵからの光信号が干渉しないようにしている。
【０００３】
一方、携帯電話は、端末の移動に従って最も受信感度の高い基地局に交信相手を切り替えるハンドオーバー機能を持っている。電気通信において、例えば、半径数１０ｍ程度の極めて小さな範囲の携帯電話の通話エリア、又はその基地局をフェムトセルと呼ぶ。従来の基地局おいて、ビルの中や地下等では、電波強度が微弱となり通信しづらい場所が残る場合があるが、このような場所にフェムトセルを配置することにより、通話エリアの穴を埋めることが可能となる。
ＣＤＭＡ２０００やＬＴＥ等ではハンドオーバー機能や通信品質向上のために基地局間の、例えば１μｓ未満の精度での時刻同期が必要である。基地局にＧＰＳ信号受信機を設置し、それにより時刻同期を図るのが一般的であるが、地下街などの基地局ではＧＰＳ信号受信機の設置が困難であることが想定され、又、フェムトセルのような超小型基地局では経済的にもＧＰＳ信号受信機を設置するのは難しい場合が考えられる。したがって、上記説明したＰＯＮを介して家庭内にフェムトセルを設置するシステムにおいて、ネットワークを介して正確な時刻同期を実現する必要が生じる。
ネットワークでの時刻情報提供手段として現在最も有力な方式として、ＩＥＥＥ１５８８による時刻情報配信が挙げられる。本方式の詳細はＩＥＥＥ１５８８ Ｔｕｔｏｒｉａｌに記載されているが、第１段階として、マスタ側からタイムスタンプを入れたパケットをスレーブ側に繰り返し送信することで、スレーブ側の時刻タイマ周期とマスタ側の時刻タイマ周期を同期させる。この段階では、マスタ〜スレーブ間の信号伝搬遅延が不明のため、時刻タイマ周期は同期できても、時刻の絶対値が同期できない。続いて第２段階として、スレーブ側よりマスタ側に往復伝搬遅延（マスタ〜スレーブ間のラウンドトリップタイム）を測定するためのパケットを送信する。マスタ側は上記パケットを受信すると規定時間以内に同パケットをスレーブ側に向けて返信する。同パケットを受信したスレーブ側は、同パケットの受信時刻と送信時刻から往復伝搬遅延を測定し、スレーブ側からマスタ側までの伝搬遅延と、マスタ側からスレーブ側までの伝搬遅延がほぼ等しいという仮定に基づき、上記測定した往復伝搬遅延の半分の値をマスタ側からスレーブ側までの伝搬遅延とみなす。続いて上述のマスタ側で付与されたタイムスタンプ値と、上記求めたマスタ側からスレーブ側までの伝搬遅延を用いて、マスタ側とスレーブ側の時刻タイマの絶対値を同期させている。
上記時刻配信用のパケットをスイッチやルータを介して伝送するとパケット遅延にゆらぎが生じるため、リンクバイリンクでの適用が望ましい。ただし複数回の試行後に平均値をとるなど、ある程度の統計量をもって精度を出すことも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．３規格６４章
【非特許文献２】ＩＥＥＥ１５８８ Ｔｕｔｏｒｉａｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＯＮを介したネットワークにおいて上記従来技術を用いた場合、上記の一般的な方法では時刻同期の精度が十分出ない場合があるという課題がある。この理由を以下に説明する。ＰＯＮでは局側から加入者側への下り信号はＯＬＴに接続されるすべてのＯＮＵに同報で信号が伝送される。したがって下り信号の伝搬遅延は、光ファイバ長に比例する伝送遅延（例えば、せいぜい数１００マイクロ秒程度）と、ＯＬＴおよびＯＮＵ内の処理遅延（例えば、トラヒックの輻輳がなければ通常数１０ナノ秒程度）の和に止まる。一方、加入者側から局側への上り信号は、ＯＬＴに接続されるそれぞれのＯＮＵがＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に基づいて順番に信号を伝送している。この順番はＯＬＴの制御のもとに、例えば、数ミリ秒程度の周期で行われており、ＯＮＵからの信号は最大前記制御周期の時間だけＯＮＵ内部で待たされる。すなわち、上り信号の伝搬遅延は、下り信号の伝搬遅延要因に加えて（上述の例では数１００マイクロ秒程度）、ＴＤＭＡの制御周期である、例えば数ミリ秒を加えた大きな値になるという特徴がある。このように下り信号の伝搬遅延と上り信号の伝搬遅延に大きな差がある状況では、上記説明した往復遅延時間測定に基づくＩＥＥＥ１５８８の遅延推定メカニズムでは正しい伝搬遅延時間が推定できず、結果として正しい時刻同期が妨げられる可能性がある。
本発明の目的は、以上の点に鑑み、局側装置、基地局又は端末装置等のマスター装置に対して基地局又は端末装置等のスレーブ装置の高精度な時刻同期を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＰＯＮシステムは従来技術の項にて説明したように、ＯＬＴとＯＮＵの間の伝搬遅延を測定するレンジングと呼ばれるメカニズムを有している。上記課題は、ＩＥＥＥ１５８８で用いられる時刻情報を、レンジングで求めたＯＬＴからＯＮＵまでの伝搬遅延時間で補正することにより解決される。
具体的に上記課題を解決する第１の手段は以下の通りである。
従来のＩＥＥＥ１５８８等の遅延推定メカニズムを用いてマスタからＯＬＴまでの伝搬遅延を求め、さらにレンジングにより求めたＯＬＴからＯＮＵまでの伝搬遅延を加算して、マスタからＯＮＵまでの伝搬遅延を求める。従来のＩＥＥＥ１５８８の第１段階で伝達されているタイムスタンプ値に、上記求めたマスタからＯＮＵまでの伝搬遅延を加えることによって、スレーブ側で受信されるタイムスタンプ値はＯＮＵまでの伝搬遅延を繰りこんだ時刻となる。すなわちスレーブ側はＩＥＥＥ１５８８等のメカニズムの第１段階のみで、第２段階を使用することなく、時刻タイマの絶対値の同期が可能となる。この加算処理はＯＬＴ内部、又はＯＮＵ内部でＩＥＥＥ１５８８仕様のパケットのタイムスタンプ値を書き換えることで実現可能である。
ＯＮＵとスレーブ間の接続ケーブル長はせいぜい数メートルであり、ＯＮＵからスレーブまでの伝搬遅延時間は数１０ナノ秒程度であるため、無視することも可能であるが、ＩＥＥＥ１５８８等の遅延推定メカニズムを用いてＯＮＵからスレーブまでの伝搬遅延を求め、上記タイムスタンプ値にＯＮＵからスレーブまでの伝搬遅延をＯＮＵ内にてさらに加算することで、さらに精度の良い時刻同期を行うことも可能である。
【０００７】
又、具体的に上記課題を解決する第２の手段は以下の通りである。
従来のＩＥＥＥ１５８８等の遅延推定メカニズムを用いてマスタからＯＬＴまでの伝搬遅延を求め、さらにレンジングにより求めたＯＬＴからＯＮＵまでの伝搬遅延を加算して、マスタからＯＮＵまでの伝搬遅延を求める。この伝搬遅延の値をＯＮＵに転送する。続いて、従来のＩＥＥＥ１５８８等の第２段階の遅延推定メカニズムを用いて、スレーブ側が遅延測定用パケットを伝送すると、それをモニタしたＯＮＵは遅延測定用パケットをマスタに向けて伝送することなく廃棄し、さらにＯＮＵは遅延測定用パケットの到着時刻後、上記求めたマスタからＯＮＵまでの伝搬遅延時間の２倍の時間後に返信用遅延測定用パケットを生成し、スレーブに向けて送り返す。スレーブ側はこの遅延測定用パケットに基づいて時刻タイマを同期するため、ＴＤＭＡによる遅延の影響は除去される。
【０００８】
又、具体的に上記課題を解決する第３の手段は以下の通りである。
従来のＩＥＥＥ１５８８等の第１段階で伝達されているタイムスタンプ値に、上記説明したＴＤＭＡの制御周期の半分の値を減算して、スレーブ側の時刻タイマを同期させる。続いて従来のＩＥＥＥ１５８８等の第２段階の遅延推定メカニズムを用いて、マスタからスレーブまでの伝搬遅延時間を求め、スレーブ側の時刻タイマを同期させる。この段階で、スレーブ側の時刻タイマは、ＴＤＭＡによる最悪遅延量を繰りこんだ値で時刻同期が行われる。しかし、ＴＤＭＡ制御による実際の遅延量は、伝搬遅延測定パケットのＯＮＵ到着時刻とＯＬＴによるＴＤＭＡ制御周期に依存しており、ＴＤＭＡ制御周期とは異なる。そこで上記ＩＥＥＥ１５８８の第２段階の遅延推定メカニズムにおいて、ＯＮＵは伝搬遅延測定パケットを受信してから送信するまでの時間を測定し記憶しておく。ＩＥＥＥ１５８８の第２段階の遅延推定メカニズム終了後、周期的にＩＥＥＥ１５８８の第１段階でタイムスタンプ値の伝達が行われるので、ＯＮＵはこのタイムスタンプ値より、（ＴＤＭＡの制御周期（最悪遅延量）−実際の遅延量）等の２倍の値を減算する（又は、上り信号のＯＮＵ６内での滞留時間の最悪値−実際の上り信号のＴＤＭＡ制御に起因するＯＮＵ６内での待ち時間）の２倍の値を減算する）。スレーブ側がこの補正されたタイムスタンプ値と過去の伝搬遅延時間測定による補正値に基づいてタイマ値を再同期すると、実際の遅延量に基づいた時刻同期が完了する。
【０００９】
本発明によると、例えば、ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵから構成されるＰＯＮと、時刻情報を発信するマスタ装置と、前記時刻情報を受信するスレーブ装置とから構成される通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、レンジングプロセスにより取得した前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量を用いて受信した前記時刻情報を補正する部分と、前記補正した時刻情報を送信する時刻情報送信部を有することを特徴とする通信システムが提供される。
前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴが管理する前記信号転送遅延量に基づき受信した前記時刻情報を補正する機能と、前記補正した時刻情報を送信する時刻情報送信部を有することができる。
前記時刻情報はＧＰＳ衛星からの受信信号としてもよい。
前記ＯＬＴは、前記時刻情報に、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量と、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量を加算して補正することができる。
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量を測定する手段を有し、
前記ＯＮＵは、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量と、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量を受信する手段を有し、前期スレーブ装置から遅延時間測定用信号を受信すると、前記マスタ装置と前記ＯＬＴの間の信号転送遅延量と、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の信号転送遅延量の２倍の時間後に前期遅延時間測定用信号を前記スレーブ装置に向けて返信することを特徴とすることができる。
前記ＯＮＵは、受信した前記時刻情報を補正する機能と、前記補正した時刻情報を送信する時刻情報送信部を有し、
さらに前期スレーブ装置から遅延時間測定用信号を受信してから前記ＯＬＴに向けて前期遅延時間測定用信号を送信するまでの時間を記憶する機能を有し、受信した前記時刻情報を前期スレーブ装置から遅延時間測定用信号を受信してから前記ＯＬＴに向けて前期遅延時間測定用信号を送信するまでの時間を用いて補正することを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明によると、例えば、ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵから構成されるＰＯＮと、時刻情報を発信するマスタ装置と、前記時刻情報を受信するスレーブ装置とから構成される通信システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの受信信号である前記時刻情報を終端する時刻情報終端部と、受信した前記時刻情報により前記ＯＬＴ時刻の時刻同期を行う時刻同期部と、時刻同期を行った前記ＯＬＴ時刻より時刻同期用パケットを生成する時刻同期用パケット生成部と、生成した前記時刻同期用パケットを送信する時刻情報送信部を有する前記ＯＬＴと、前記通信回線を介して前記ＯＬＴからの前記時刻同期用パケットを受信し、前記時刻同期用パケットを終端する時刻同期用パケット終端部と、受信した前記時刻同期用パケットにより前記ＯＮＵ時刻の時刻同期を行う時刻同期部と、時刻同期を行った前記ＯＮＵ時刻より時刻同期用パケットを生成する時刻同期用パケット生成部と、生成した時刻同期用パケットを送信する時刻情報送信部を有する前記ＯＮＵを有する通信システムが提供される。
【００１１】
さらに、本発明によると、例えば、ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵから構成されるＰＯＮと、時刻情報を発信するマスタ装置と、前記時刻情報を受信するスレーブ装置とから構成される通信システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの前記時刻情報を受信できるＧＰＳ受信機を有する装置を収容する前記ＯＮＵと、前記時刻情報を送信する前記時刻情報送信部を有する前記ＯＮＵと、受信した前記時刻情報を前記ＯＬＴ内で折り返す機能を有するＯＬＴを有する通信システムが提供される。
前記ＯＬＴ内で折り返した前記時刻情報を、前記ＯＮＵの情報より時刻情報を補正する機能と、補正した前記時刻情報を前記ＯＮＵへ送信する機能を有する前記ＯＬＴと、送信された前記ＯＬＴ内で折り返された前記時刻情報を受信する機能と、受信した前記ＯＬＴ内で折り返された前記時刻情報により時刻同期を行う機能を有する前記ＯＮＵを有することができる。
【００１２】
本発明の第１の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージのタイムスタンプ値に、前記第１レンジング処理にて得られたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と、上記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、タイムスタンプ値を書き換え、書き換えられたタイムスタンプ値を含む時刻同期メッセージを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマをタイムスタンプ値にセットする、第３段階時刻同期処理と
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【００１３】
本発明の第２の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記ＯＮＵは、前記第１レンジング処理により測定されたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と前記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間、及び／又は、該マスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間と該ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を合計したマスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間を、前記ＯＬＴから受信及び記憶する、転送処理と、
前記スレーブ装置は、第３遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、マスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間の２倍の時間後に、第３返信信号を、前記スレーブ装置に返送し、前記スレーブ装置は、前記第３遅延測定信号の送信時刻と前記第３返信信号の受信時刻との差によりマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間により前記スレーブ装置の時刻タイマ値を補正する、第４段階時刻同期処理と
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【００１４】
本発明の第３の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間の最悪値の半分を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値から減算してタイムスタンプ値を書き換えて前記スレーブ装置に送信する、第１段階同期処理と、
前記スレーブ装置は、前記マスタ装置に遅延時間測定信号を前記ＯＮＵ送信し、前記ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を、予め定められた待ち時間だけ内部に留めた後に、前記マスタ装置に向けて送信し、前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信信号を前記スレーブ装置に返信し、前記スレーブ装置は、該遅延時間測定信号の送信時刻と該返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマ値に該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を加算して時刻タイマ値を更新する、第２段階同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入された第２時刻同期メッセージを前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、タイムスタンプ値から、（前記滞留時間の最悪値−前記待ち時間）の２倍の値を減算した値にタイムスタンプ値を補正し、該第２時刻同期メッセージに補正されたタイムスタンプ値を含めて前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、補正されたタイムスタンプ値と前記第２段階同期処理で求めた該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、前記スレーブ装置の時刻タイマ値をセットする、第３段階同期処理と、
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【００１５】
本発明の第４の解決手段によると、
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記複数のＯＮＵのうちの第１ＯＮＵの配下にあり基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、前記複数のＯＮＵのうちの第２ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記第１ＯＮＵに送信し、前記第１ＯＮＵは、前記第１ＯＮＵ内での予め定められた第１滞留時間を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値へ加算した値にタイムスタンプ値を書き換えた第１時刻同期メッセージを、前記第２ＯＮＵに接続されている前記スレーブ装置に向けて送信する、第１段階処理と、
前記スレーブ装置は、遅延時間測定信号を送信し、前記第２ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を前記第２ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間後に送信し、前記マスタ装置は、該遅延時間測定信号を受信し、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した返信信号を返信し、前記第１ＯＮＵは、該返信信号を前記第１滞留時間後に送信し、前記スレーブ装置は、前記遅延時間測定信号の送信時刻と受信した前記返信信号の受信時刻との差から往復伝搬遅延時間を求め、さらに前記第１ＯＮＵの前記第１滞留時間及び前記第２ＯＮＵの前記第２滞留時間を減算することで、マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定する、第２段階処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第２時刻同期メッセージを送信し、前記第１ＯＮＵは、該第２時刻同期メッセージを受信し、第２時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値に前記第１滞留時間を加算した値にタイムスタンプ値を書き換えて送信し、前記スレーブ装置は、書き換えられたタイムスタンプ値と、前記第２段階処理で得られたマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間との加算した値に、前記スレーブ装置のタイマ値をセットする、第３段階処理と
を備えた通信システム、及び、前記通信システムにおける時刻同期方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、基地局やフェムトセル等のスレーブ装置にてＧＰＳ信号受信機の設置が不要となる。特に、本発明によると、既にＩＥＥＥ１５８８機能を搭載して導入が開始されたマスタ装置やスレーブ装置（フェムトセル基地局）とＰＯＮ装置の組み合わせにより、正確な時刻同期が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成図を示す。
【図２】本発明の実施の形態１のＯＬＴ４のブロック図を示す。
【図３】本発明の関連技術の時刻同期シーケンスを示す。
【図４】本発明の実施の形態１の時刻同期シーケンスを示す。
【図５】本発明の実施の形態１のＯＬＴ４の時刻同期フローチャートを示す。
【図６】本発明の実施の形態２−１の時刻同期シーケンスを示す。
【図７】本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６のブロック図を示す。
【図８】本発明の実施の形態２−２の時刻同期シーケンスを示す。
【図９】本発明の実施の形態２−２のＯＬＴ４の時刻同期フローチャートを示す。
【図１０Ａ】本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６の時刻同期フローチャート（１）を示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６の時刻同期フローチャート（２）を示す。
【図１１】本発明の実施の形態２−３の時刻同期シーケンスを示す。
【図１２】本発明の実施の形態３のＯＮＵ６のブロック図を示す。
【図１３】本発明の実施の形態３のＯＬＴ４のブロック図を示す。
【図１４】本発明の実施の形態３の時刻同期シーケンスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
携帯電話等のサービスには高精度の時刻同期が必要である。ここでは、基地局、又はフェムトセルに対して、時刻同期を図るためのＧＰＳ信号受信機を具備せずに、高精度な時刻同期を実現する方法を、実施の形態を３通り挙げて説明する。
１．実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成図である。携帯電話の通信ネットワークである移動体コア網１と、移動体コア網１と通信を行うためのインタフェースとしてＬ２ＳＷ２があり、このＬ２ＳＷ２はＧＰＳ衛星３からのＧＰＳ信号受信機能をもつ。Ｌ２ＳＷ２はＯＬＴ４を収容し、ＯＬＴ４は光スプリッタ５を用いることで複数のＯＮＵ６を収容できる。ＯＮＵ６は基地局７、又はフェムトセル８を収容する。ここでは、マスタ側のＯＬＴ４に時刻同期機能を具備する事により、スレーブ側の基地局７、又はフェムトセル８がＧＰＳ信号受信機を具備せずに時刻同期を実現する方法について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１のＯＬＴ４の機能ブロック図である。ＯＬＴ４は、ディスカバリ機能により定期的にＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の距離測定（レンジング）をしており（１０）、又、Ｌ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間の時刻同期処理を行っている（１１）。ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から受信したパケットを確認し（１２）、ＧＰＳ衛星より受信した時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットである場合、Ｌ２ＳＷ２より受信したパケットから宛先のＯＮＵ６の情報を読み取り（１３）、Ｌ２ＳＷ２から受信した時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットに含まれているタイムスタンプを取得し（１４）、宛先のＯＮＵ６とのレンジング情報を持つ遅延時間テーブル（１５）を参照し、ＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の遅延時間を加算する事によりタイムスタンプを補正した後（１６）、補正したタイムスタンプを受信した時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットに含まれているタイムスタンプに書き換え（１７）、宛先のＯＮＵ６へパケットを送信する（１８）。タイムスタンプを補正した値に書き換える事により、基地局７、又はフェムトセル８は、ＧＰＳ信号受信機を具備せずに、高精度な時刻情報を取得し、時刻同期を図る事が可能となる。
【００１９】
図３は、本発明の関連技術の時刻同期シーケンスである。
本発明の実施の形態１のシーケンスを説明する前に、本発明の関連技術についてのシーケンスを図３で説明する。なお、以降の説明では、マスタであるＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延を３００マイクロ秒、ＯＬＴ４からＯＮＵ６までの伝搬遅延を１００マイクロ秒、ＯＮＵ６から基地局７までの伝搬遅延を０．０１マイクロ秒と仮定する。すなわちＬ２ＳＷ２から基地局７までの伝搬遅延の総和は、上記の合計である４００．０１マイクロ秒である。
ＩＥＥＥ１５８８に規定される処理の第１段階として、マスタであるＬ２ＳＷ２からタイムスタンプを入れたパケット１００をＯＬＴ４およびＯＮＵ６を経由してスレーブである基地局７に繰り返し送信する。Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１００−１が送信される。本パケットは、Ｌ２ＳＷ２から基地局７までの伝搬遅延後（すなわち４００．０１マイクロ秒後）に基地局７に受信され、基地局７の時刻タイマは１０，０００マイクロ秒にセットされる。以下続いて受信されるパケット１００の値は基地局７内でモニタされ時刻タイマの周期を同期させ続ける。この段階では、マスタ〜スレーブ間の信号伝搬遅延は反映されず、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマが１０，５００．０１マイクロ秒の時、基地局７の時刻タイマは１０，１００マイクロ秒であって、時刻の絶対値が同期できていない。
続いて第２段階として、基地局７の時刻タイマ値が１１，１００マイクロ秒の時刻に基地局７よりＬ２ＳＷ２に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１０１−１を送信する。パケット１０１−１はＰＯＮ上り信号のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間だけＯＮＵ６内部に留めおかれ、この例では、待ち時間は予め１，０００秒と定められているものとし、１，０００秒後にＬ２ＳＷ２に向けたパケット１０１−２が送信される。Ｌ２ＳＷ２はＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１２，９００．０２（＝１１，５００．０１＋４００．０１＋１，０００）マイクロ秒の時刻に上記パケット１０１−２を受信し、無視できるほど小さい規定時間以内に（例えばＩＥＥＥ１５８８の時刻制度の単位である１ナノ秒以下の時間で）、返信パケット１０２を基地局７に向けて返信する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値が１２，９００．０２マイクロ秒の時刻に同パケット１０２を受信し、同パケット１０２の受信時刻とパケット１０１−１の送信時刻（１１，１００マイクロ秒）から往復伝搬遅延時間を測定し、１，８００．０２マイクロ秒との値を得、片道遅延時間を半分の値である９００．０１マイクロ秒と判断する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値１２，９００．０２マイクロ秒に片道遅延時間９００．０１マイクロ秒を加算し、時刻タイマ値を１３，８００．０３マイクロ秒に更新する。しかし、この時刻にＬ２ＳＷ２の時刻タイマは１３，３００．０３であり、２つのタイマは時刻同期していない。これは、ＯＮＵ６にてパケット１０１−１が１，０００マイクロ秒だけ留めおかれたためである。このため、正しくは４００．０１マイクロ秒である下り片道伝搬遅延を、９００．０１マイクロ秒と誤った値が算出される原因となっていた。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態１の時刻同期シーケンスである。ＯＬＴ４は、信号１０３をＯＮＵ６に送信し、ＯＮＵ６が返信する信号０１４の受信時刻からＯＬＴ４とＯＮＵ６の間の往復遅延時間を測定し、その半分の値をとることで片道伝搬遅延時間を得る。このプロセスの信号１０４はＯＮＵ６が受信すると直ちに返信することがＩＥＥＥ８０２．３規格６４章に規定されており、正しい片道伝搬遅延時間が得られる。上記の様に、レンジングによりＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の伝搬遅延時間を求める事ができ、本発明の各実施の形態ではその半分の時間を使用する。
続いて、Ｌ２ＳＷ２とＯＬＴ４の間の時刻同期を以下の手順で行う。第１段階として、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が、例えば、１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１０５−１がＯＬＴ４に送信される。本パケットは、Ｌ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延後（すなわち３００マイクロ秒後）にＯＬＴ４に受信され、ＯＬＴ４の時刻タイマは１０，０００マイクロ秒にセットされる。以下続いて受信されるパケット１０５−２の値はＯＬＴ４内でモニタされ時刻同期タイマの周期を同期させ続ける。なお、ここでＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４へ送信される１０５−１と１０５−２のパケットは同報宛である。以降、この時刻同期をするための信号を時刻同期メッセージと呼称する。
第２段階として、ＯＬＴ４の時刻タイマ値が、例えば１１，１００マイクロ秒の時刻にＯＬＴ４よりＬ２ＳＷ２に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１０６を送信する。Ｌ２ＳＷ２はＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１１，７００マイクロ秒の時刻に上記パケット１０６を受信し、返信パケット１０７をＯＬＴ４に向けて返信する。ＯＬＴ４は、ＯＬＴ４の時刻タイマ値が１１，７００秒の時刻に同パケット１０７を受信し、同パケット１０７の受信時刻とパケット１０７の送信時刻（１１，１００マイクロ秒）から往復伝搬遅延を測定し、６００マイクロ秒との値を得、片道伝搬遅延時間を半分の値である３００マイクロ秒と判断する。ＯＬＴ４は、ＯＬＴ４の時刻タイマ値１１，７００マイクロ秒に片道伝搬遅延時間３００マイクロ秒を加算し、時刻タイマ値を１２，０００マイクロ秒に更新する。こうしてＬ２ＳＷ２とＯＬＴ４の時刻タイマが同期した。
次にＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１３，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入された時刻同期メッセージ１０８−１がＯＬＴ４に送信される。ＯＬＴ４では、時刻同期メッセージのタイムスタンプ値１３，０００に、上記レンジングにて測定したＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間１００マイクロ秒と、上記時刻同期にて得られたＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間３００マイクロ秒を加算して、１３，４００マイクロ秒に書き換えられたタイムスタンプ値の時刻同期メッセージ１０８−２を基地局７に向けて送信する。このタイムスタンプ値の書き替えは各ＯＮＵ６に対して実行され、又、タイムスタンプ値の書き替え時間は１ｎｓ以下であり、タイムスタンプ値の書き替え時間による影響はないものとする。以後、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１４，０００マイクロ秒の時刻にも同じ処理を繰り返し、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１４，４００．０１秒の時刻に、基地局７の時刻タイマは１４，４００マイクロ秒にセットされ、誤差０．０１マイクロ秒で時刻同期が完了した。
【００２１】
図５は、本発明の実施の形態１のＯＬＴ４の時刻同期フローチャートである。ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２からパケットを受信すると、ＯＮＵ６毎にレンジング処理を行い（２０）、又、Ｌ２ＳＷ２〜ＯＬＴ４間の時刻同期処理を図４で述べた通りＬ２ＳＷ２〜ＯＬＴ４間の往復伝搬遅延時間から片道伝搬遅延時間を算出し、ＯＬＴ４の時刻タイマに加算してＬ２ＳＷ２〜ＯＬＴ４間の時刻同期を行う（２１）。次に、受信したパケットが、時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットであるかを確認する（２２）。受信したパケットが、時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットであれば、受信したパケットの送信先のＯＮＵ６を確認し（２３）、受信したパケットに含まれているタイムスタンプ値を取得し（２４）、送信先のＯＮＵ６とのレンジング情報よりＯＬＴ４〜ＯＮＵ６間の遅延分を加算してタイムスタンプを補正し（２５）、受信したパケットのタイムスタンプへ書き替え（２６）、送信先のＯＮＵ６へパケットを送信する（２７）。又、ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から受信したパケットが、時刻情報を持つＩＥＥＥ１５８８のパケットでない場合、上記その他の処理後（２８）、例えばＯＬＴ４はＯＮＵ６登録時に受信フレームの取捨選択を判断するためのＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）という識別子を決定しているので、ＯＬＴ４にて受信したパケットの宛先ＯＮＵ６に該当するＬＬＩＤを受信したパケットへ書き込み、ＯＮＵ６へパケットを送信する（２７）。
【００２２】
２．実施の形態２
２−１．実施の形態２−１
次に、本発明の実施の形態２について説明する。装置の構成、ブロック図は実施の形態１と同様である。ここでは、実施の形態１よりも高精度な時刻同期を実現する方法について説明する。
図６は、実施の形態２−１の時刻同期シーケンスである。実施の形態１では、Ｌ２ＳＷ２と基地局７の時刻タイマ値に０．０１マイクロ秒の誤差が発生していた。これは、特に、ＯＮＵ６と基地局７の間の伝搬時間を補正する機能がなかったためである。実施の形態２−１のシーケンス図では、基地局７は遅延測定信号１０９をＯＮＵ６に向けて送信し、ＯＮＵ６は遅延測定信号１１０を返すことで、基地局７とＯＮＵ６間の往復伝搬遅延時間を測定し、片道伝搬遅延時間を求める。基地局７は、時刻タイマ値に片道伝搬遅延時間を加算し、０．０１マイクロ秒の誤差を補正することができる。この例では、基地局７がパケット１０９の送信時刻１５，０００マイクロ秒と、パケット１１０の受信時刻１５，０００．０２マイクロ秒から、この誤差が測定される。
【００２３】
２−２．実施の形態２−２
図７は、実施の形態２−２のＯＮＵ６のブロック図である。ＯＮＵ６は、レンジング処理（３０）にて、ＯＬＴ４が測定したＯＬＴ４−ＯＮＵ６間の遅延時間とＬ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間の遅延時間の情報をＯＬＴ４より転送され、遅延時間テーブル（３１）に記憶している。一方、ＯＮＵ６は、基地局７より遅延測定信号を受信（３２）すると受信パケットを確認し（３３）、タイムスタンプを取得し（３４）、遅延時間テーブル（３１）を参照し、記憶しているＬ２ＳＷ２−ＯＮＵ６間の総遅延時間の２倍の時間後に（３５）、遅延測定信号を基地局７へ返信する（３６）。基地局７は遅延測定信号の受信時刻から伝搬遅延の値を算出し、時刻同期を図る事が可能となる。
図８は、実施の形態２−２の時刻同期シーケンスである。この例では、図４で説明したシーケンスで、パケット１０３〜１０７の送受信等により、Ｌ２ＳＷ２とＯＬＴ４の間の時刻同期を行うが、ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から基地局７に向けて送信される時刻同期メッセージのタイムスタンプ値の書き替えを行わない。代わりに、レンジングにて測定した（パケット１０３、１０４等）ＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間１００マイクロ秒と、時刻同期にて得られた（パケット１０６、１０７等）Ｌ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間３００マイクロ秒、合計４００マイクロ秒の情報がＯＬＴ４からＯＮＵ６に転送され（２００）記憶される。なお、転送及び／又は記憶される情報は、ＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間１００マイクロ秒とＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間３００マイクロ秒のそれぞれでもよいし、両遅延時間を合計して求めた総遅延時間のみでもよいし、これら両方でもよい。合計の計算もＯＬＴ４又はＯＮＵ６のどちらで行ってもよい。一方、基地局７は遅延測定信号１１１をＯＮＵ６に向けて送信し、ＯＮＵ６は上記の記憶したＬ２ＳＷ２−ＯＮＵ６間の総遅延時間（４００マイクロ秒）の値の２倍である８００マイクロ秒後に遅延測定信号１１２を返す。基地局７は遅延測定信号１１２の受信時刻に基づいて４００マイクロ秒の伝搬遅延の値を算出し、時刻タイマ値を補正することができる。
【００２４】
図９は、本発明の実施の形態２−２の時刻同期フローチャートである。ＯＬＴ４は、Ｌ２ＳＷ２から時刻同期メッセージを受信すると、Ｌ２ＳＷ２とＯＬＴ４の間の時刻同期処理を行い（４０）、時刻同期にて得られたＬ２ＳＷ２からＯＬＴ４への遅延時間と、レンジングにて測定したＯＬＴ４からＯＮＵ６への遅延時間の情報をＯＬＴ４からＯＮＵ６へ送信する。この際、ＯＮＵ６へ送信する時刻同期メッセージのタイムスタンプの書き替えは行わない。
図１０は、本発明の実施の形態２−２のＯＮＵ６の時刻同期フローチャートである。図１０（Ａ）に示すように、ＯＮＵ６は、ＯＬＴ４より時刻同期メッセージを受信すると、タイムスタンプを取得し（５０）、タイムスタンプより、ＯＬＴ４より受信し記憶したＬ２ＳＷ２〜ＯＮＵ６間の総遅延時間の値を加算し補正する（５１）。補正したタイムスタンプを受信した時刻同期メッセージへ挿入し（５２）、基地局７へ送信する（５３）。また、図１０（Ｂ）に示すように、ＯＮＵ６は、基地局７より遅延測定信号を受信すると（５４）、上記で記憶したＬ２ＳＷ２〜ＯＮＵ６間の遅延時間の２倍の時間後（５５）に基地局７へ遅延測定信号を送信する。
【００２５】
２−３．実施の形態２−３
図１１は、本発明の実施の形態２−３の時刻同期シーケンスである。第１段階として、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１３−１がＯＬＴ４に送信される。本パケットは、Ｌ２ＳＷ２からＯＬＴ４までの伝搬遅延後（すなわち３００マイクロ秒後）にＯＬＴ４にて受信される。ＯＬＴ４は、上り信号のＯＮＵ６内での滞留時間の最悪値（例えば、１０００マイクロ秒）の半分、この例では５００マイクロ秒の値を、パケット１１３−１中のタイムスタンプ値から減算し、９，５００マイクロ秒に書き換えて基地局７に向けて送信する。この段階で、基地局７の時刻タイマは、最悪遅延量を織り込んだ値で時刻同期が行われる。なお、この滞留時間の最悪値は、測定値、経験値、統計値等により予め適宜定められる。
続いて第２段階として、基地局７の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に基地局７よりＬ２ＳＷ２に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１１４−１を送信する。パケット１１４−１はＰＯＮ上り信号のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間だけＯＮＵ６内部に留めおかれ、この例では８００マイクロ秒後にＬ２ＳＷ２に向けたパケット１１４−２が送信される。この時ＯＮＵ６は、待ち時間８００マイクロ秒の値を記憶しておく。なお、この待ち時間は、測定値、経験値、統計値等により予め適宜定められる。Ｌ２ＳＷ２はＬ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１２，１００．０２（＝１０，９００．０１＋０．０１＋８００＋１００＋３００）マイクロ秒の時刻に上記パケット１１４−２を受信し、この時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信パケット１１５を基地局７に向けて返信する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値が１１，６００．０２マイクロ秒の時刻に同パケット１１５を受信し、同パケット１１５の受信時刻とパケット１１４−１の送信時刻１０，０００マイクロ秒から往復伝搬遅延時間を測定し、１，６００．０２マイクロ秒との値を得、片道伝搬遅延時間を半分の値である８００．０１マイクロ秒と判断する。基地局７は、基地局７の時刻タイマ値１１，６００．０２マイクロ秒に片道伝搬遅延時間８００．０１マイクロ秒を加算し、時刻タイマ値を１２，４００．０３マイクロ秒に更新する。この時点で、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマと基地局７の時刻タイマ値はまだ一致していない。
続いて第３段階として、Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１３，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１６−１がＯＮＵ６に送信される。ＯＮＵ６は、タイムスタンプ値１３，０００マイクロ秒から、（上り信号のＯＮＵ６内での滞留時間の最悪値１，０００マイクロ秒−実際の上り信号のＴＤＭＡ制御に起因するＯＮＵ６内での待ち時間８００マイクロ秒）の２倍の値である４００マイクロ秒の値を減算して、基地局７に向けて送信する。Ｌ２ＳＷ２の時刻タイマ値が１３，１００マイクロ秒の時刻にも同じ処理を繰り返す。基地局７が、この補正されたタイムスタンプ値と過去の伝搬遅延時間測定により計算された補正値（片道伝搬遅延時間）８００．０１マイクロ秒の加算を行うことで時刻タイマ値をセットして再同期すると、実際の遅延量に基づいた時刻同期が完了する。
【００２６】
３．実施の形態３
次に、本発明の実施の形態３について説明する。装置の構成は実施の形態１と同様であるが、実施の形態１との違いは、ＧＰＳ信号受信機がＬ２ＳＷ２ではなく、基地局７、又はフェムトセル８のいずれかに具備されている事である。ここでは、例えばある基地局７−１にＧＰＳ信号受信機を具備する事により、他の基地局７−２がＧＰＳ信号受信機を具備せずに時刻同期を実現する方法について説明する。なお、ＧＰＳ信号受信機を具備するのはフェムトセル８であってもよい。
図１２は、本発明の実施の形態３のＯＮＵ６のブロック図である。ＯＮＵ６は、基地局７より時刻同期メッセージを受信（６０）すると受信パケットを確認し（６１）、タイムスタンプを取得し（６２）、ＯＮＵ６内での滞留時間をタイムスタンプ値へ加算し（６３）、ＯＬＴ４へ送信する（６４）。
図１３は、本発明の実施の形態３のＯＬＴ４のブロック図である。ＯＬＴ４は、ここではＯＮＵ６−１より時刻同期メッセージのパケットを受信すると（７０）、ＯＬＴ４内部でパケットを折り返し、ＯＮＵ６−２へ送信する。
【００２７】
図１４は、本発明の実施の形態３の時刻同期シーケンスである。第１段階として、基地局７−１の時刻タイマ値が１０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１７−１がＯＮＵ６−１に送信される。本パケットは、基地局７−１からＯＮＵ６−１までの伝搬遅延後（すなわち０．０１マイクロ秒後）にＯＮＵ６−１にて受信される。ＯＮＵ６−１は、ＴＤＭＡ制御による上り信号のＯＮＵ６−１内での滞留時間、例えば１，０００マイクロ秒の値を、パケット１１７−１中のタイムスタンプ値へ加算し、１１，０００マイクロ秒に書き換えて、ＯＬＴ４に向けて送信する。本パケットを受信したＯＬＴ４は、ＯＬＴ４内部でパケットを折り返し、ＯＬＴ４配下の各ＯＮＵ６（例ではＯＮＵ６−２）に接続されている基地局７−２に向けて送信する。
続いて第２段階として、基地局７−２の時刻タイマ値が２０，０００マイクロ秒の時刻に基地局７−２より基地局７−１に往復伝搬遅延時間を測定するためのパケット１１８−１を送信する。パケット１１８−１はＯＮＵ６−２内部にＴＤＭＡ制御による上り信号の待ち時間（滞留時間）だけ留めおかれ、この例では１，０００マイクロ秒後に基地局７−１に向けたパケット１１８−２が送信される。基地局７−１は基地局７−１の時刻タイマ値が２１，２００．０２（＝２０，０００＋０．０１＋１０００＋１００＋１００＋０．０１）マイクロ秒の時刻に上記パケット１１８−２を受信し、この値をタイムスタンプ値として挿入した返信パケット１１９−１を基地局７−２に向けて返信する。ＯＮＵ６−１は、パケット１１９−１のタイムスタンプ値にＯＮＵ６−１内での滞留時間を加算し、タイムスタンプ値を置き換えて基地局７−２に向けて送信する。基地局７−２は、基地局７−２の時刻タイマ値が２２，４００．０４（＝２１，２００．０２＋０．０１＋１０００＋２００＋０．０１）マイクロ秒の時刻にＯＮＵ６−１にて伝搬遅延時間を加算されたパケット１１９−２を受信し、同パケット１１９−２の受信時刻とパケット１１８−２の送信時刻（２０，０００マイクロ秒）から往復伝搬遅延時間を測定し、２４００．０４マイクロ秒との値を得、それからＰＯＮ上り信号と下り信号の両方のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間（滞留時間）（１０００マイクロ秒×２）を減算し、片道伝搬遅延時間を半分の値である２００．０２マイクロ秒と判断する。
続いて第３段階として、基地局７−１の時刻タイマ値が３０，０００マイクロ秒の時刻に、この値をタイムスタンプ値として挿入されたパケット１１９−３が基地局７−２に送信される。ＯＮＵ６−１は、タイムスタンプ値３０，０００マイクロ秒に、ＰＯＮ上り信号のＴＤＭＡ制御に起因する待ち時間の値である１，０００マイクロ秒の値を加算して、タイムスタンプ値を書き換え、基地局７−２に向けて送信する。基地局７−２が、この補正されたタイムスタンプ値と過去の伝搬遅延時間測定による補正値２００．０２マイクロ秒の加算を行った値に時刻タイマ値をセットすることで、時刻タイマ値を同期することにより、時刻同期が完了する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上では、マスタ装置をＬ２ＳＷとし、スレーブ装置を基地局とした実施の形態、及び、マスタ装置を基地局とし、スレーブ装置を他の基地局とした実施の形態について説明したが、本発明は、これに限らず、マスタ装置及びスレーブ装置を適宜の通信装置等の装置に適用することができる。
基準となる時刻情報をＧＰＳ衛星より受信している例を説明したが、本発明は、これに限らず適宜の基準時刻発生装置からの時刻情報を用いることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…移動体コア網、２…Ｌ２ＳＷ、３…ＧＰＳ衛星、４…ＯＬＴ、５…光スプリッタ、６…ＯＮＵ、７…基地局、８…フェムトセル、１０…レンジング処理部、１１…Ｌ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間時刻同期処理部、１２…受信パケット確認部、１３…宛先ＯＮＵ確認部、１４…タイムスタンプ取得部、１５…遅延時間テーブル（ＯＬＴ４−ＯＮＵ６間）、１６…タイムスタンプ補正部、１７…タイムスタンプ書替部、１８…パケット送信処理部、３０…レンジング処理部、３１…遅延時間テーブル（Ｌ２ＳＷ２−ＯＬＴ４間，ＯＬＴ４−ＯＮＵ６間）、３２…遅延測定信号処理部、３３…受信パケット確認部、３４…タイムスタンプ取得部、３５…Ｌ２ＳＷ２−ＯＮＵ６間の総遅延時間×２倍待機部、３６…パケット送信処理部、６０…時刻同期メッセージ受信部、６１…受信パケット確認部、６２…タイムスタンプ取得部、６３…タイムスタンプ加算部、６４…パケット送信処理部、７０…パケット送受信処理部、７１…パケット折り返し処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージのタイムスタンプ値に、前記第１レンジング処理にて得られたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と、上記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、タイムスタンプ値を書き換え、書き換えられたタイムスタンプ値を含む時刻同期メッセージを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマをタイムスタンプ値にセットする、第３段階時刻同期処理と
を備えた通信システム。
【請求項２】
さらに、前記スレーブ装置は、前記ＯＮＵに第３遅延時間測定信号を送信し、前記ＯＮＵから該第３遅延測定信号に対する第３返信信号を受信し、該第３遅延時間測定信号の送信時刻と該第３返信信号の受信時刻との差の半分の値からスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置の時刻タイマ値にスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間をさらに加算した値に、時刻タイマ値を補正することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記ＯＮＵは、前記第１レンジング処理により測定されたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と前記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間、及び／又は、該マスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間と該ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を合計したマスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間を、前記ＯＬＴから受信及び記憶する、転送処理と、
前記スレーブ装置は、第３遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、マスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間の２倍の時間後に、第３返信信号を、前記スレーブ装置に返送し、前記スレーブ装置は、前記第３遅延測定信号の送信時刻と前記第３返信信号の受信時刻との差によりマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間により前記スレーブ装置の時刻タイマ値を補正する、第４段階時刻同期処理と
を備えた通信システム。
【請求項４】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間の最悪値の半分を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値から減算してタイムスタンプ値を書き換えて前記スレーブ装置に送信する、第１段階同期処理と、
前記スレーブ装置は、前記マスタ装置に遅延時間測定信号を前記ＯＮＵ送信し、前記ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を、予め定められた待ち時間だけ内部に留めた後に、前記マスタ装置に向けて送信し、前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信信号を前記スレーブ装置に返信し、前記スレーブ装置は、該遅延時間測定信号の送信時刻と該返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマ値に該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を加算して時刻タイマ値を更新する、第２段階同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入された第２時刻同期メッセージを前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、タイムスタンプ値から、（前記滞留時間の最悪値−前記待ち時間）の２倍の値を減算した値にタイムスタンプ値を補正し、該第２時刻同期メッセージに補正されたタイムスタンプ値を含めて前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、補正されたタイムスタンプ値と前記第２段階同期処理で求めた該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、前記スレーブ装置の時刻タイマ値をセットする、第３段階同期処理と、
を備えた通信システム。
【請求項５】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記複数のＯＮＵのうちの第１ＯＮＵの配下にあり基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、前記複数のＯＮＵのうちの第２ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記第１ＯＮＵに送信し、前記第１ＯＮＵは、前記第１ＯＮＵ内での予め定められた第１滞留時間を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値へ加算した値にタイムスタンプ値を書き換えた第１時刻同期メッセージを、前記第２ＯＮＵに接続されている前記スレーブ装置に向けて送信する、第１段階処理と、
前記スレーブ装置は、遅延時間測定信号を送信し、前記第２ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を前記第２ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間後に送信し、前記マスタ装置は、該遅延時間測定信号を受信し、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した返信信号を返信し、前記第１ＯＮＵは、該返信信号を前記第１滞留時間後に送信し、前記スレーブ装置は、前記遅延時間測定信号の送信時刻と受信した前記返信信号の受信時刻との差から往復伝搬遅延時間を求め、さらに前記第１ＯＮＵの前記第１滞留時間及び前記第２ＯＮＵの前記第２滞留時間を減算することで、マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定する、第２段階処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第２時刻同期メッセージを送信し、前記第１ＯＮＵは、該第２時刻同期メッセージを受信し、第２時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値に前記第１滞留時間を加算した値にタイムスタンプ値を書き換えて送信し、前記スレーブ装置は、書き換えられたタイムスタンプ値と、前記第２段階処理で得られたマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間との加算した値に、前記スレーブ装置のタイマ値をセットする、第３段階処理と
を備えた通信システム。
【請求項６】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージのタイムスタンプ値に、前記第１レンジング処理にて得られたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と、上記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、タイムスタンプ値を書き換え、書き換えられたタイムスタンプ値を含む時刻同期メッセージを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマをタイムスタンプ値にセットする、第３段階時刻同期処理と
を備えた時刻同期方法。
【請求項７】
さらに、前記スレーブ装置は、前記ＯＮＵに第３遅延時間測定信号を送信し、前記ＯＮＵから該第３遅延測定信号に対する第３返信信号を受信し、該第３遅延時間測定信号の送信時刻と該第３返信信号の受信時刻との差の半分の値からスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置の時刻タイマ値にスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間をさらに加算した値に、時刻タイマ値を補正することを特徴とする請求項６に記載の時刻同期方法。
【請求項８】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記ＯＮＵは、前記第１レンジング処理により測定されたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と前記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間、及び／又は、該マスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間と該ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を合計したマスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間を、前記ＯＬＴから受信及び記憶する、転送処理と、
前記スレーブ装置は、第３遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、マスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間の２倍の時間後に、第３返信信号を、前記スレーブ装置に返送し、前記スレーブ装置は、前記第３遅延測定信号の送信時刻と前記第３返信信号の受信時刻との差によりマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間により前記スレーブ装置の時刻タイマ値を補正する、第４段階時刻同期処理と
を備えた時刻同期方法。
【請求項９】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間の最悪値の半分を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値から減算してタイムスタンプ値を書き換えて前記スレーブ装置に送信する、第１段階同期処理と、
前記スレーブ装置は、前記マスタ装置に遅延時間測定信号を前記ＯＮＵ送信し、前記ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を、予め定められた待ち時間だけ内部に留めた後に、前記マスタ装置に向けて送信し、前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信信号を前記スレーブ装置に返信し、前記スレーブ装置は、該遅延時間測定信号の送信時刻と該返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマ値に該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を加算して時刻タイマ値を更新する、第２段階同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入された第２時刻同期メッセージを前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、タイムスタンプ値から、（前記滞留時間の最悪値−前記待ち時間）の２倍の値を減算した値にタイムスタンプ値を補正し、該第２時刻同期メッセージに補正されたタイムスタンプ値を含めて前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、補正されたタイムスタンプ値と前記第２段階同期処理で求めた該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、前記スレーブ装置の時刻タイマ値をセットする、第３段階同期処理と、
を備えた時刻同期方法。
【請求項１０】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記複数のＯＮＵのうちの第１ＯＮＵの配下にあり基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、前記複数のＯＮＵのうちの第２ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記第１ＯＮＵに送信し、前記第１ＯＮＵは、前記第１ＯＮＵ内での予め定められた第１滞留時間を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値へ加算した値にタイムスタンプ値を書き換えた第１時刻同期メッセージを、前記第２ＯＮＵに接続されている前記スレーブ装置に向けて送信する、第１段階処理と、
前記スレーブ装置は、遅延時間測定信号を送信し、前記第２ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を前記第２ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間後に送信し、前記マスタ装置は、該遅延時間測定信号を受信し、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した返信信号を返信し、前記第１ＯＮＵは、該返信信号を前記第１滞留時間後に送信し、前記スレーブ装置は、前記遅延時間測定信号の送信時刻と受信した前記返信信号の受信時刻との差から往復伝搬遅延時間を求め、さらに前記第１ＯＮＵの前記第１滞留時間及び前記第２ＯＮＵの前記第２滞留時間を減算することで、マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定する、第２段階処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第２時刻同期メッセージを送信し、前記第１ＯＮＵは、該第２時刻同期メッセージを受信し、第２時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値に前記第１滞留時間を加算した値にタイムスタンプ値を書き換えて送信し、前記スレーブ装置は、書き換えられたタイムスタンプ値と、前記第２段階処理で得られたマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間との加算した値に、前記スレーブ装置のタイマ値をセットする、第３段階処理と
を備えた時刻同期方法。
【請求項１１】
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値を、ＧＰＳ衛星又は他の基準時刻発生装置からの時刻に同期する機能を備えることを特徴とする請求項６乃至１０に記載の時刻同期方法。
【請求項１】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージのタイムスタンプ値に、前記第１レンジング処理にて得られたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と、上記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、タイムスタンプ値を書き換え、書き換えられたタイムスタンプ値を含む時刻同期メッセージを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマをタイムスタンプ値にセットする、第３段階時刻同期処理と
を備えた通信システム。
【請求項２】
さらに、前記スレーブ装置は、前記ＯＮＵに第３遅延時間測定信号を送信し、前記ＯＮＵから該第３遅延測定信号に対する第３返信信号を受信し、該第３遅延時間測定信号の送信時刻と該第３返信信号の受信時刻との差の半分の値からスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置の時刻タイマ値にスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間をさらに加算した値に、時刻タイマ値を補正することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記ＯＮＵは、前記第１レンジング処理により測定されたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と前記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間、及び／又は、該マスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間と該ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を合計したマスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間を、前記ＯＬＴから受信及び記憶する、転送処理と、
前記スレーブ装置は、第３遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、マスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間の２倍の時間後に、第３返信信号を、前記スレーブ装置に返送し、前記スレーブ装置は、前記第３遅延測定信号の送信時刻と前記第３返信信号の受信時刻との差によりマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間により前記スレーブ装置の時刻タイマ値を補正する、第４段階時刻同期処理と
を備えた通信システム。
【請求項４】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間の最悪値の半分を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値から減算してタイムスタンプ値を書き換えて前記スレーブ装置に送信する、第１段階同期処理と、
前記スレーブ装置は、前記マスタ装置に遅延時間測定信号を前記ＯＮＵ送信し、前記ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を、予め定められた待ち時間だけ内部に留めた後に、前記マスタ装置に向けて送信し、前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信信号を前記スレーブ装置に返信し、前記スレーブ装置は、該遅延時間測定信号の送信時刻と該返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマ値に該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を加算して時刻タイマ値を更新する、第２段階同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入された第２時刻同期メッセージを前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、タイムスタンプ値から、（前記滞留時間の最悪値−前記待ち時間）の２倍の値を減算した値にタイムスタンプ値を補正し、該第２時刻同期メッセージに補正されたタイムスタンプ値を含めて前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、補正されたタイムスタンプ値と前記第２段階同期処理で求めた該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、前記スレーブ装置の時刻タイマ値をセットする、第３段階同期処理と、
を備えた通信システム。
【請求項５】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記複数のＯＮＵのうちの第１ＯＮＵの配下にあり基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、前記複数のＯＮＵのうちの第２ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおいて、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記第１ＯＮＵに送信し、前記第１ＯＮＵは、前記第１ＯＮＵ内での予め定められた第１滞留時間を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値へ加算した値にタイムスタンプ値を書き換えた第１時刻同期メッセージを、前記第２ＯＮＵに接続されている前記スレーブ装置に向けて送信する、第１段階処理と、
前記スレーブ装置は、遅延時間測定信号を送信し、前記第２ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を前記第２ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間後に送信し、前記マスタ装置は、該遅延時間測定信号を受信し、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した返信信号を返信し、前記第１ＯＮＵは、該返信信号を前記第１滞留時間後に送信し、前記スレーブ装置は、前記遅延時間測定信号の送信時刻と受信した前記返信信号の受信時刻との差から往復伝搬遅延時間を求め、さらに前記第１ＯＮＵの前記第１滞留時間及び前記第２ＯＮＵの前記第２滞留時間を減算することで、マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定する、第２段階処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第２時刻同期メッセージを送信し、前記第１ＯＮＵは、該第２時刻同期メッセージを受信し、第２時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値に前記第１滞留時間を加算した値にタイムスタンプ値を書き換えて送信し、前記スレーブ装置は、書き換えられたタイムスタンプ値と、前記第２段階処理で得られたマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間との加算した値に、前記スレーブ装置のタイマ値をセットする、第３段階処理と
を備えた通信システム。
【請求項６】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージのタイムスタンプ値に、前記第１レンジング処理にて得られたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と、上記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、タイムスタンプ値を書き換え、書き換えられたタイムスタンプ値を含む時刻同期メッセージを前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマをタイムスタンプ値にセットする、第３段階時刻同期処理と
を備えた時刻同期方法。
【請求項７】
さらに、前記スレーブ装置は、前記ＯＮＵに第３遅延時間測定信号を送信し、前記ＯＮＵから該第３遅延測定信号に対する第３返信信号を受信し、該第３遅延時間測定信号の送信時刻と該第３返信信号の受信時刻との差の半分の値からスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置の時刻タイマ値にスレーブ装置−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間をさらに加算した値に、時刻タイマ値を補正することを特徴とする請求項６に記載の時刻同期方法。
【請求項８】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記ＯＬＴは、第１遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵから該第１遅延測定信号に対する第１返信信号を受信し、該第１遅延測定信号の送信時刻と該第１返信信号の受信時刻との差の半分の値から、ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を判定する、第１レンジング処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、該時刻同期メッセージを受信して前記ＯＬＴの時刻タイマを該タイムスタンプ値にセットする、第１段階時刻同期処理と、
前記ＯＬＴは、前記マスタ装置に第２遅延時間測定信号を送信し、前記マスタ装置から該第２遅延測定信号に対する第２返信信号を受信し、該第２遅延時間測定信号の送信時刻と該第２返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を判定し、前記ＯＬＴは、前記ＯＬＴの時刻タイマ値にマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間を加算した値に、前記ＯＬＴの時刻タイマ値を更新する、第２段階時刻同期処理と、
前記ＯＮＵは、前記第１レンジング処理により測定されたＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間と前記第２段階時刻同期処理にて得られたマスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間、及び／又は、該マスタ装置−ＯＬＴ間片道伝搬遅延時間と該ＯＬＴ−ＯＮＵ間片道伝搬遅延時間を合計したマスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間を、前記ＯＬＴから受信及び記憶する、転送処理と、
前記スレーブ装置は、第３遅延測定信号を前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、マスタ装置−ＯＮＵ間総片道伝搬遅延時間の２倍の時間後に、第３返信信号を、前記スレーブ装置に返送し、前記スレーブ装置は、前記第３遅延測定信号の送信時刻と前記第３返信信号の受信時刻との差によりマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間により前記スレーブ装置の時刻タイマ値を補正する、第４段階時刻同期処理と
を備えた時刻同期方法。
【請求項９】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記ＯＬＴに接続されて基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、各前記ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間の最悪値の半分を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値から減算してタイムスタンプ値を書き換えて前記スレーブ装置に送信する、第１段階同期処理と、
前記スレーブ装置は、前記マスタ装置に遅延時間測定信号を前記ＯＮＵ送信し、前記ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を、予め定められた待ち時間だけ内部に留めた後に、前記マスタ装置に向けて送信し、前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプに挿入した返信信号を前記スレーブ装置に返信し、前記スレーブ装置は、該遅延時間測定信号の送信時刻と該返信信号の受信時刻との差の半分の値からマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定し、前記スレーブ装置は、前記スレーブ装置の時刻タイマ値に該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を加算して時刻タイマ値を更新する、第２段階同期処理と、
前記マスタ装置は、時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入された第２時刻同期メッセージを前記ＯＮＵに送信し、前記ＯＮＵは、タイムスタンプ値から、（前記滞留時間の最悪値−前記待ち時間）の２倍の値を減算した値にタイムスタンプ値を補正し、該第２時刻同期メッセージに補正されたタイムスタンプ値を含めて前記スレーブ装置に送信し、前記スレーブ装置は、補正されたタイムスタンプ値と前記第２段階同期処理で求めた該マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間とを加算した値に、前記スレーブ装置の時刻タイマ値をセットする、第３段階同期処理と、
を備えた時刻同期方法。
【請求項１０】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、前記複数のＯＮＵのうちの第１ＯＮＵの配下にあり基準となる時刻情報を発信するマスタ装置と、前記複数のＯＮＵのうちの第２ＯＮＵの配下にあり前記時刻情報を受信するスレーブ装置とを備えた通信システムにおける時刻同期方法であって、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第１時刻同期メッセージを前記第１ＯＮＵに送信し、前記第１ＯＮＵは、前記第１ＯＮＵ内での予め定められた第１滞留時間を、該第１時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値へ加算した値にタイムスタンプ値を書き換えた第１時刻同期メッセージを、前記第２ＯＮＵに接続されている前記スレーブ装置に向けて送信する、第１段階処理と、
前記スレーブ装置は、遅延時間測定信号を送信し、前記第２ＯＮＵは、該遅延時間測定信号を前記第２ＯＮＵ内での予め定められた滞留時間後に送信し、前記マスタ装置は、該遅延時間測定信号を受信し、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した返信信号を返信し、前記第１ＯＮＵは、該返信信号を前記第１滞留時間後に送信し、前記スレーブ装置は、前記遅延時間測定信号の送信時刻と受信した前記返信信号の受信時刻との差から往復伝搬遅延時間を求め、さらに前記第１ＯＮＵの前記第１滞留時間及び前記第２ＯＮＵの前記第２滞留時間を減算することで、マスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間を判定する、第２段階処理と、
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値をタイムスタンプ値として挿入した第２時刻同期メッセージを送信し、前記第１ＯＮＵは、該第２時刻同期メッセージを受信し、第２時刻同期メッセージ中のタイムスタンプ値に前記第１滞留時間を加算した値にタイムスタンプ値を書き換えて送信し、前記スレーブ装置は、書き換えられたタイムスタンプ値と、前記第２段階処理で得られたマスタ装置−スレーブ装置間片道伝搬遅延時間との加算した値に、前記スレーブ装置のタイマ値をセットする、第３段階処理と
を備えた時刻同期方法。
【請求項１１】
前記マスタ装置は、前記マスタ装置の時刻タイマ値を、ＧＰＳ衛星又は他の基準時刻発生装置からの時刻に同期する機能を備えることを特徴とする請求項６乃至１０に記載の時刻同期方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−６０２１７（Ｐ２０１２−６０２１７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９８７９８（Ｐ２０１０−１９８７９８）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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