CN101383692A

CN101383692A - 通信***及其装置

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Publication number: CN101383692A
Application number: CNA2008101295387A
Authority: CN
Inventors: 水谷昌彦; 芦贤浩
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2028-06-30
Also published as: JP5122890B2; EP2043287A2; US20090067850A1; US20130077633A1; JP2009065443A; CN101383692B; US9379877B2

Abstract

本发明提供通信***及其装置，需要终端装置的高精度的时间同步。传输装置使用与终端装置之间的往返的传输延迟时间和传输装置的时间信息生成终端装置的时间信息的校正值，并对终端装置发送。在终端装置中向传输装置发送的帧中包括基于终端装置的时间信息和从传输装置接收的校正值的到达预期时间信息。传输装置将该帧的接收时间和帧中的到达预期时间信息进行比较。如果一致，则终端装置的时间信息对传输装置的时间信息同步。如果不一致，则将新的校正值发送至终端装置。终端装置将包括使用新的校正值的到达预期时间信息的帧发送至传输装置。通过反复进行这样的处理，使终端装置的时间对传输装置的时间同步。

Description

通信***及其装置

技术领域

本发明涉及通信***中的装置间的时间同步技术。具体涉及在与终端装置连接的传输装置中对终端装置通知时间信息的技术。

背景技术

在以往面向一般用户提供的时间分发服务中，有使用电波的时间分发、使用电话线路的时间通知服务、以及利用英特网的方法。使用电波的时间分发技术的典型的应用例有电波钟。作为英特网上的时间分发，有例如使用NTP(network time protocol：网络时间协议)的时间同步方法。

至今的标准时间分发，在传输装置间的同步和故障发生时间的管理、邮件和数据等的交换中的时间戳的使用(取得时间的匹配性)是主要的应用。在使用NTP或已有电话线的标准时间分发中的时间精度为数msec左右。这在各个PC、服务器的时间调节中是足够的精度。原因是，在现有的应用的范围中，目的是分别单独确认在网络上存在的装置的时间。例如，邮件到达时间受到在网络上的传输延迟等的影响，因此与发送时间的差异非常大，但在该使用中不将该差异看作问题。另外，在Web数据的下载时等中，根本就完全没有必要考虑个人用户的PC设定时间等。

面向一般用户，光接入网的构建正在进行。其典型方式之一为通过ITU-T进行标准化的G-PON(Gigabit Capable Passive Optical Network)(非专利文献1、非专利文献2)。在G-PON中，由于为了数据传输控制而使用周期为125微秒的基本周期帧，所以能够容纳以往在专用线路服务中使用的E1、T1线路(高速数字线路的规格)等一定速度、一定周期上的信息分发、和以在数据通信上使用的Ethernet(注册商标)作为代表例的可变频带的尽力而为(best effort)型通信。PON是随着英特网的用户增加而不断被引入的方式。在使用无源光元件的PDS(Passive Double Star)的方式中，对一个基站侧装置(传输装置)，同时容纳多个用户终端。通过在同一光纤上复用传输每个用户的通信，有容易进行用户管理(增删设置、故障监视等)、以及可以控制光纤铺设成本的好处。

(非专利文献1)ITU-T Recommendation G.984.1(2003)，Gigabit-capable Passive Optical Network(G-PON)：GeneralCharacteristics.

(非专利文献2)ITU-T Recommendation G.984.3(2004)，Gigabit-capable Passive Optical Network(G-PON)：Transmissionconvergence layer specification.

(非专利文献3)ITU-T Recommendation G.984.3Amendment 1(2005)，Gigabit-capable Passive Optical Network(G-PON)：Transmissionconvergence layer specification.

由于网络的高速化以及家庭和企业中的IT环境的完善，所以用户不只是下载信息，而且多个用户经由英特网使用共同的应用的情况一直在增加。终端装置(客户端)不只是分散配置并通过网络连接，而且终端装置间的关系在功能上关系密切的***及其运用一直在增多。例如有在英特网上的商品交易。考虑票的在线预订和股票的在线交易等的情况，接入时间的记录就变得非常重要。在多个用户同时使用一个应用的例子中，存在由于用户间的相互的操作定时而造成各用户得到的信息和利益不同的可能性，所以希望有较高的时间精度。

另外在离散数据库和传感器网络等的通信网络服务中，也需要比以往使用的时间精度(msec级)更高的精度的时间同步。

在离散数据库中重要的一点是被离散的数据间的匹配性的保持。关系到某个数据的更新而更新其他站点上的其他数据的情况等，以各站点的时间没有高精度同步(有数据的传输延迟时间)为前提，在数据库管理***中采取应对策略。反过来说，如果各站点的时间高精度地同步，则能够减轻数据库管理***采取应对策略的负担。

传感器网络在通过多个传感器检测的事件中，需要对各传感器分别正确掌握其发生时刻。

对此，在至今的时间分发服务中的时间同步精度并不一定足够。至今使用电话线路的JJY的时间分发的精度为数msec。在电波钟等中利用的无线电上的时间分发服务中，在终端或中继装置设置在电波无法到达的地点的情况下不能使用。另外，即使使用NTP，时间同步精度也为数msec，且随着中继的服务器的增加(随着跳跃数的增加)，其精度发生恶化。

发明内容

因此，本发明的目的是实现终端的更高精度的时间同步，而且保证其时间的正确性。

本发明的其他目的是，特别是在如PON的网络中，实现终端装置相对于传输装置的高精度的时间同步。

本发明的方式之一是一种通信***，使与传输装置经由通信线路连接的终端装置的时间信息，与该传输装置的时间信息高精度地同步。传输装置使用与终端装置之间的往返的传输延迟时间(RTD)和传输装置的时间信息生成终端装置的时间信息的校正值，并经由通信线路向终端装置发送。在终端装置中生成对传输装置发送的帧。该帧中包括基于终端装置的时间信息和从传输装置接收的校正值的、到达预期时间信息。接收到该帧的传输装置对基于传输装置的时间信息的、该帧的接收时间和接收到的帧中的到达预期时间信息进行比较。比较的结果，如果是一致或差异在规定值以下，则看作终端装置的时间信息对传输装置的时间信息同步。如果该差异在规定值以上，则将该差异作为新的校正值发送至终端装置。终端装置将包括使用新的校正值的到达预期时间信息的帧发送至传输装置。通过反复进行这样的处理直到接收时间和到达预期时间信息的差异达到规定值以下，使终端装置的时间对传输装置的时间同步。

本发明的其他的方式是构成上述通信***的各个传输装置及终端装置。传输装置的特征在于，使终端装置的时间同步，同时为了确认同步精度使从终端装置发送包括到达预期时间信息的帧，从而取得反馈。

另一方面，终端装置的特征在于，对校正值的接收做出响应，向传输装置发送包括到达预期时间信息的帧。

另外，这些发明中的往返的传输延迟时间(RTD)中不只包括传输线路上的延迟时间，还包括与收发相关的时间，这对本领域的技术人员是显而易见的。

而且，本发明表现为由传输装置和终端装置构成的通信***及其各个传输装置和终端装置的发明，但从本说明书的公开可以明确，本发明是拥有高精度的时间信息的服务器和与该服务器的时间信息进行高精度时间同步的客户端的关系的发明。此时，为了不影响服务器和客户端的功能，且一方拥有高精度的时间信息、另一方与前者高精度地时间同步，关键是反馈控制这一点。

发明效果如下：

根据本发明，能够实现终端装置的对传输装置的高精度的时间同步，同时保证其时间的正确性。通过对来自终端装置的包括到达预期时间信息的帧的接收时间与该帧中包括的到达预期时间信息进行比较，从而在没有确保同步精度的情况下，通过反复进行从传输装置向终端装置的时间校正值的发送和上述的比较，能够实现高精度的时间同步。

另外，通过发送来自终端装置的包括到达预期时间信息的帧，从而确认终端装置的时间同步的精度，并保证终端装置的时间的正确性。

本发明通过在具备测距功能的PON***中的传输装置和终端装置上实现，上述效果将变得更加显著，这也是显而易见的。

附图说明

图1是表示使用GPON***构成的用户终端网络及使用该用户终端网络的时间分发***的结构的框图。

图2表示在各PON(Passive Optical Network，无源光网络)区间上实施的时间分发方法的基本的顺序。

图3表示第一阶段中的用于时间信息通知的帧结构例。

图4表示在第二阶段(PON区间)中的用于时间通知的帧结构例。

图5表示OLT及GPS(全球定位***)接收机的装置结构。

图6是ONU(Optical Network Unit，光网络单元)的功能框图。

图7是表示在时间分发的基本顺序中的从传达时间的计算开始到时间通知为止的处理和测距处理的关联的顺序。

图8是表示在运行状态中修改时间信息的处理的流程的顺序。

图9是表示在OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)中从取得时间信息到向ONU通知为止的处理的流程的流程图。

图10是表示在ONU中从由OLT取得时间信息到向装置内登录为止的处理的流程的流程图。

图11表示管理RTD信息及EqD信息的表的结构例。

图12是用于在OLT内保持的时间管理的表结构例。

图13是在OLT内保持的每个ONU的时间信息管理表的结构例。

图14是用于在ONU内保持的时间管理的表结构例。

图15表示装置(OLT)内的时钟及时间信息与从GPS接收机提供的时间信息的关系。

图16是用于表示PON区间的往返所要的时间的示意图。

图17表示基本的时间调节的顺序。

图18是表示进行时间调节时的时间经过的顺序图。

图19是表示从ONU向OLT进行时间通知时的ONU内的处理的流程的流程图。

图20是在OLT内部的时间校正处理的流程图。

图21是从OLT向ONU的时间通知请求帧的结构例。

图22是用于从ONU向OLT传输时间信息的上行帧的结构例。

图23是总结时间分发的工作的概念图。

图24是表示ONU内的时间设置情况的变化的时间图。

图25表示利用离散数据库的情况的实施例的效果。

符号说明

1：ONU(Optical Network Unit)；

2：OLT(Optical Line Terminal)；

3：分光器；4：光纤网；201：光终端部(O/E)

202：上行帧分析部；209：下行帧生成部

具体实施方式

实施例1

图1是表示本发明的实施例中使用GPON(Gigabit Capable PON)***构成的用户终端网络及利用该用户终端网络的时间分发***的结构的框图。

本网络具备OLT(Optical Line Terminal)1-1～1-3、ONU(OpticalNetwork Unit)2-1～2-3、分光器3-1～3-3、光纤10-1～10-3及11-1-1～11-3-3。在用户容纳网的边缘(edge)具备多个OLT1-1～1-3，各个OLT分别容纳多个ONU。

OLT1-1～1-3分别具备多个PON-IF(在图2的说明中再述)，例如OLT1-2经由光纤10-1、分光器3-1、光纤11-1-2与ONU2-1连接，另外经由光纤10-2、分光器3-2、光纤11-2-2与ONU2-2连接，还经由光纤10-3、分光器3-3、光纤11-3-2与ONU2-3连接。分光器10-1～10-3将从OLT1-2通过光纤10-1～10-3送出的信号，分别分路(复制)至在ONU侧分路的光纤11-1-1～11-1-3、11-2-1～11-2-3、11-3-1～11-3-3。另外分光器还将通过光纤11-1-1～11-1-3、11-2-1～11-2-3、11-3-1～11-3-3传送的从ONU向OLT1-2的信号(上行方向的信号)分别传载至共同的光纤10-1、10-2、10-3而向OLT1-2传输。

这时，如果观察光纤10-2，则从ONU2-2等多个ONU通过光纤11-2-1～11-2-3传送的上行信号，分别在接收到的定时传达至共同的光纤10-2。使用TDMA(Time Division Multiple Access)的复用方式以使来自各ONU的上行信号不重叠。OLT1-2在同分别与光纤10-1～10-3连接的ONU的通信中，对各个ONU通知在上行方向的通信中使用的发送定时和能发送数据量，即使用对各个ONU分配通信频带的TDMA方式的发送定时控制。

ONU2-1～2-n分别容纳用户数据通信终端装置20-1～20-n及TDM(TimeDivision Multiplexing)终端装置30-1～30-n。前者以PC和移动通信终端等、WWW(World Wide Web)信息的浏览和数据下载等请求数据发送效率的服务为对象。作为主要的连接服务，可以举出Ethernet的使用。另外，TDM终端装置被连接至ONU的TDM接口(下述)。通过本接口，ONU2-1～2-3容纳T1线路或E1线路上的同步复用帧通信(TMD通信)。本服务是在信息发送侧和接收侧的装置通过对通信控制进行同步来进行信息的复用化的通信方式，作为其代表例可以举出使用线路交换方式的电话服务。每个ONU中能够同时容纳多个数据通信终端、TDM终端。

请求高精度的时间同步的网络上的服务之一是使用离散哈希表(hashtable)的离散数据库***。图1中表示在地区网或专用网50-3、50-n中，设置作为数据库***的构成要素的服务器60-3、60-n、存储器70-3、70-n的样子。这些数据库设置在地理上比较近的地点时，也可能有在同一个OLT的管理下而分别下属于不同ONU的结构。当然，在下属于同一个ONU时存在多个数据库也没有关系。另外，在利用广域网构建数据库的情况下，也有联合的多个数据库分别下属于不同OLT的情况。

在单独的OLT属下存在多个成为时间同步对象的节点的情况下，需要PON区间上的时间同步处理。另外，在对广域网上分布的多个节点进行时间同步的例子中，在互相参照数据库的情况下，有必要与通常工作时钟不同的装置(OLT)进行在很多情况下经由在其间通过的多个路由器、开关的通信。此时，在通信装置间高精度地保持时间信息，使认证和正确的数据处理成为可能，而且防止数据的篡改和来自用户的违法接入变得可能。

在传感器网络的情况下，也需要与数据库的情况相同的时间同步。与数据库的情况不同之处在于，在各个ONU属下的地区网或专用网中，多数节点被分散设置，并由此形成传感器网络。从传感器节点得到的信息，可以认为是例如与接入线路相连接的站点之一(例如网50-1)、或上级网络1000上设置的服务器进行处理。因而，对该***的请求条件可以预想为在节点数较多时需要高精度，与上述离散数据库的情况基本相同。在此作为代表，举出离散数据库间的联合处理来进行说明。

图2表示在图1的***中各PON区间上实施的时间分发方法的基本的顺序。示出ONU2来代表下属于OLT1的ONU，另外示出终端/离散DB60来代表与ONU连接的地区网或专用网(以下称为局域网)中设置的终端、或离散数据库的管理服务器。

时间分发的过程总体可以分为三个阶段。第一是从时间信息服务器至OLT、第二是在PON区间上的时间信息分发、第三是从ONU向局域网50的时间分发。在此，假设第一过程中以基于GPS的标准时间接收装置作为时间分发服务器。GPS是在现在可以想到的范围内能够进行最高精度(数μsec)的时间通知的***。标准时接收机100可以与OLT1分别安装于不同的机箱，也可以在单一的机箱中例如以板形式安装。无论采用何种方法都不会有损于本发明的内容。

标准时接收机100具备GPS接收器(参照后图)，接收标准时间信息(201)。该标准时间信息使用在装置内的内部通信帧或在装置间的已有的通信协议，被通知至OLT1的PON接口板(202)。

OLT1根据接收到的时间信息，另外参照与自装置所管理的各个ONU的PON区间距离，决定向各ONU通知的传达用时间(时间信息的校正值)(203)。这时，使用对ONU的测距结果(RTD；Round Trip Delay测量结果)。在此为了向各ONU通知决定了的时间，在PON区间传输帧(参照后图)中***必要信息而生成下行帧(204)。下行帧在计算至OLU2为止的时间信息帧的处理所需的延迟时间的基础上、***添加了必要修改的时间而被送出(205)。

若ONU2接收到标准时间，则在自装置内登录时间信息(在装置内的工作时钟上映射同信息)(206)。在初期设置的阶段中，OLT1应该不会正确掌握至ONU2为止的传达时间。为了正确调节时间，需要将ONU2上暂时设置的时间与OLT1侧的标准时间进行比较，并再次通知。在反馈处理207中，基于测距处理中使用的EqD计算模型(参照非专利文献2)决定正确的PON区间传输延迟。通过利用来自ONU2的反馈，能够比从OLT1向ONU2传达还更正确地进行时间设置。在图17之后具体说明该反馈处理。

进行反馈处理207的结果，将正确调节完的时间向下属于ONU2的终端60通知。向与局域网50连接的装置的时间分发，通过已有的通信协议或独立的帧形式实施(208)。接收到该信息的终端60将时间信息登录至自装置(209)。

图3表示用于上述第一阶段中的时间信息通知的帧结构例。在此使用的格式中，例如具备用于装置内处理的头(内部头)的内部处理用帧、Ethernet帧、SDH帧等为代表例。格式的不同不对本实施例的本质造成影响。OLT1能够取得标准时间即可。在此，仅说明基本的条件。

头部(时间信息头)310包括目的地信息311、发送源信息312、其他信息313。在该目的地信息311中，Ethernet的情况***目的地地址，SDH(Synchronous Digital Hierarchy)帧的情况***频道信息，在内部头的情况下，接收本帧的功能块***能够识别是否需要帧处理的标识符。另外对发送源也同样地***用于识别发送源的标识符。通常，时间信息是没有进行帧的再发送等的性质的信息，所以根据需要***发送源信息即可。另外，时间信息的通知由于某种原因延迟关系到大幅度损害时间的精度，所以在其他信息313中包括表示发送该帧时的处理优先级的信息(用数值表示优先级的信息、或表示是设置为高优先的帧的标签等的标识符)是有效的。

数据部(时间数据)320中包括应该通知的标准时间信息。包括时间(时)321、时间(分)322、自基准时间的总计时间323、公历324、其他信息325。例如在从标准时接收机100及OLT1进行推送(push)型的时间通知的情况等，比起一直发送为设置标准时而所需的上述信息，通过将这些基本信息的通知限定在最小限度的次数内、并在PON***的通常运行时仅通知时间信息的维护所需的时间校正量，能够抑制PON区间的频带使用量。

图4表示在时间通知的第二阶段中用于在PON区间进行时间通知的帧结构例。在此以使用GEM(G-PON Encapsulation Method)帧的情况为例进行说明。PON下行帧被构成为周期帧连续相连。各周期帧的分隔在GPON的情况设定为每125微秒一次。在这样的每个周期中，发送由头410、有效负载(payload)420构成的下行帧。下行帧的头410中包括用于帧同步的Psync头、其他帧信息。

下行帧的上述以外的部分作为有效负载420使用。有效负载420容纳通常的数据帧450(GPON的情况下使用被称为GEM帧的格式)，并加入时间通知用的帧440。为了将时间信息对各个ONU指定目的地进行发送，在帧头410中包括目的地信息、其他头。在此目的地信息中包括用于判断在ONU侧是否应该接收该时间信息的标识符。例如如果沿袭GEM帧结构，则该目的地信息***被称为Port-ID442的标识符。其他头信息(GEM头)413中，包括表示时间信息帧(在图4中为GEM帧)的长度的PLI(Payload lengthindicator)441，表示是维护管理信息或是通常数据等帧内信息类别的PTI(Payload type indicator)443，为了进行GEM头的错误检测、修改而被赋予的HEC(Header Error Control)字段444。

进而，在图4中数据部(GEM有效负载)414所包括的信息中还表示了在图3中表示的时间信息头310、时间数据320。像这样，也可以将OLT1以图3的形式接收到的时间信息帧就以其原本的形式与图4所示的PON区间传输用帧合并(capsuling)。或者，作为其他方法，在不需要时间信息头310中包括的信息的情况下，也可以删除该字段，只传输有效负载(时间数据)320。这是因为，如果有通常PON区间传输帧(在GPON中为GEM帧)的头信息，则可以认为对识别目的地是足够的。如果，在头310内的信息中有为确认时间信息所需的字段，则可以在OLT1上，将只保留该信息的帧合并，并向PON区间传输。

图5表示构成图1的网络的OLT1-1～1-3(以下，在叙述OLT时以OLT1为代表叙述)及GPS接收机100-1～100-3(以下，以GPS接收机100为代表叙述)的装置结构。近年一般为Ethernet接口，所以在以下的说明中，为了简化说明，假设Ethernet接口作为SNI(Service Network Interface)侧接口来进行说明。当然，对TDM也可以相应地参考对Ethernet的说明。

OLT1具备GPS接收部100、L2SW560、连接部570、PON接口200-a、200-b。

GPS接收机100具备从GPS卫星接收标准电波并通知至OLT1的功能。一般的GPS接收器的结构包括天线501、信号放大器502、下变频器503、信号处理部510、发送处理部520、CPU530、时间处理部540、输出控制部550。下变频器503将1.5GHz频带的GPS电波向中间频率进行频率变换。而且，作为中间频率多使用4MHz或1MHz左右。

在信号检测部511中，将谱扩散信号进行反扩散提取原载波信号。同步跟踪部512为了可以实现持续的信号检测而具有校正谱扩散信号的相位差的功能。在GPS载波信号中，调制作为导航电文(message)的50bps左右的数据信号，并在电文解码部513对该导航电文进行解码。从该导航电文检测卫星钟与接收机之间的钟的偏差，并确定接收机的位置。得到的电文或关于位置、距离的信息被发送至时间处理部540。如果能够得到来自4个以上卫星的信号，则可求出正确的(数μ sec的精度)时间。在时间决定部541中，根据卫星的电文求出正确的时间，同时存放于同步信息数据库543。接收信息数据库542于在时间决定中利用的接收信息(电文)的记录中使用。

在接收处理部520中生成用于将在此得到的时间信息向OLT通知的帧。使用的帧的格式无关。为了对OLT通知正确的时间，输出控制部550管理帧输出定时。具体的，先掌握至OLT取入时间信息为止的传输延迟时间，并将校正了该量的时间通知至OLT。而且，基于延迟的校正也可以在OLT侧该信息接收时进行。另外，在帧生成部521中，也可以进行事先考虑了延迟量的时间校正，并将该校正时间***帧中。在OLT1中，若接收时间信息，则按需进行了上述校正后，存放于存储器内时间信息数据库264。

L2SW560将来自该上级网侧上具备的Ethernet接口(未图示)的信号进行复用化，并传送至PON接口200。另外将从PON接口接收的上行信号传送至SNI侧的上述Ethernet接口。

OLT1的PON接口部200具备：进行在接入网侧(SNI；Service NetworkInterface侧)收发的帧的排队或头处理的帧处理部210，为了相互连接PON区间上的通信方式和Ethernet等外部网络上的通信方式而进行帧处理的PON终端部230，用于在PON终端部230的下行帧生成后将电信号转换为光信号、或通过光纤接收到上行信号时将光信号转换为电信号并传达至PON终端部230的光组件240，进行各种运算的CPU250，进行用于通信控制的数据管理及程序保存的存储器260。存储器260中保存的信息中包括与帧分析结果和频带控制的设置有关的信息。

由SNI侧线路201输入的数据在Ethernet帧处理部210中具备的数据队列212中暂时积蓄。积蓄的数据在队列控制部211的指示下被读出，在PON终端部230再构成PON区间通信用的下行帧。队列控制部211遵从PON终端部230的指示读出在数据队列212中保持的帧。另外，在此TDM数据的情况为同步复用帧上的传输方式，因此传输延迟的允许条件比Ethernet更严格，将通过TDM线路按一定周期接收的数据以与其相同的速度送出至PON终端部230。TDM线路的数据收发周期，在SDH的情况下为125微秒周期，另外在G-PON的标准化建议中也以125微秒为单位进行PON区间的周期收发控制。

在PON终端部230中，根据Ethernet帧处理部210及TDM处理部220中积蓄的接收数据生成向PON区间(NNI：Network Node Interface)送出的下行帧。PON区间遵从使用TDMA的通信控制，所以帧生成被周期性地进行。在G-PON中以125微秒周期收发下行及上行帧。以下将该帧称为基本周期帧，将帧周期称为基本周期。Ethernet帧处理部210中积蓄的数据再构成为基本周期帧格式。基本周期帧中多个向ONU2(用户，或用户终端)发送的数据被复用化，与数据一起***表示目的地ONU2的标识符。关于基本周期帧的格式留待后述。

另外在PON终端部230中，通过上行帧分析部231决定向上行方向传送来的帧的传输目的的SNI输出端口(Ethernet端口)。另外，提取上行帧中包括的通信量预约信息、即在ONU2内部设置的上行帧发送队列中的发送等待数据积蓄信息。该信息作为频带请求信息265保持在存储器260内。该频带请求在从OLT1向ONU2的通信频带分配中使用。PON区间上的上行方向的数据发送定时遵从OLT1给予ONU2的数据发送许可。ONU2根据为了在分光器上的复用化后使发送数据不重叠而设定的发送调度，在被指定的定时发送被指定的数据量。由此OLT1能够对各个帧识别其发送源。

在存储器260中具备延迟计算部261和时间调节部262。延迟计算部261在测量PON区间的传输距离的测距过程中，测量来自OLT1的帧送出时间与来自对其进行响应的ONU2的上行帧的到达时间的差异。该测距的过程对每个ONU实施，在新连接ONU时的启动处理、及与ONU的通信同步因某种原因失去时再次启动ONU的情况等使用。另外在通常运行中，根据作为测距的结果得到的RTD(Round Trip Delay)信息和DBA(Dynamic BandwidthAssignment)(参照非专利文献2)，管理来自ONU的上行帧的到达定时。另外，在发现到达时间比起根据当初的测距的结果预测的时间有大的偏差时，对ONU做出指示以变更对下行帧、即来自OLT的发送定时指示的ONU的响应定时。

该响应定时对每个ONU都不同。在全部ONU对来自OLT1的同一个发送指示进行响应的情况下，做出调节以使来自全部ONU的上行帧同时到达OLT。即，先对各ONU设置响应时间，以填补PON区间(OLT-ONU间)的距离差。这样掌握与各ONU的距离(通信时间)后，从OLT向ONU分别通知发送开始定时及通信时间，以使在运行中来自各ONU的上行帧在时间上不重叠。在此进行调节、并对各ONU设置的响应时间被称为EqD(Equalization-Delay)。因为是用来消除ONU间的距离差的，所以以来自距离最远的ONU的响应定时作为一个基准进行调整。该EqD信息与ONU标识符一起保持在存储器260内的EqD信息263中。运行中或通信故障时进行EqD的再调节的情况下，EqD信息263也可随时改写。

ONU控制部266进行如上所述的ONU的启动处理及通信情况的管理。ONU启动时的各过程中指示ONU需要的下行信号的发送。该下行信号中包括用于对ONU请求回复的响应请求(测距或序列号调查)、用于对ONU设置ID或EqD等的报文。为了管理启动经过有必要把握ONU的状态(报文的收发情况、通信状态)，为此具备ONU状态管理表265。

另外存储器260具备时间信息表264。本表为了保持从GPS接收机100经由连接部570接收的标准时间信息而使用。该时间为了ONU控制而使用是显然的，也可为了与OLT内的工作时钟进行映射、正确保持OLT的时间而使用。

时间信息处理部262基于时间信息表264中存放的时间、即OLT1自身中设定的时间计算用于通知各ONU的时间。从OLT1的距离对每个ONU都不同。这是因为支线光纤的距离根据各ONU的设置地点而不同。参照上述的测距的结果所得到的响应时间信息计算信号从OLT至ONU为止传输的时间之后，对各个ONU通知时间。这时，从OLT1，基于每个ONU测定的响应时间，决定时间信息的校正值。下行帧中***的校正时间在到达ONU时，在时间调节部262中进行校正，以便在ONU内表达正确的时间。

在用于DBA的EqD调节中，只要知道ONU间的相对的响应延迟时间的差、及在OLT侧能够观测到的信号往返完成为止的全响应时间便足够了，但在要对每个ONU设置时间的情况下，为了更加提高精度就需要下写功夫。关于该算法留待后述(参照图18的说明)。

而且，将与GPS接收部100相当的功能的一部分作为外部装置与OLT1独立安装也没有关系。

图6是图1的***中表示的ONU2的功能框图。在此关于ONU内的PON接口300进行说明。ONU2由终止光纤的光组件340，PON终端部330，存储器350，容纳Ethernet线路301的Ethernet线路终端部310构成。与OLT的情况相同，对TDM线路既能够具备直接容纳的接口，另外也能够经由L2SW间接容纳。在此为了简化说明，将接口的种类统一为Ethernet进行说明。

Ethernet线路终端部310将经由Ethernet线路301输入的信号通过UNI(User Network Interface)侧的收发缓冲器360读出，并传送至PON终端部330。通过Ethernet线路终端部310被提取的Ethernet帧存放于存储器350的数据队列352中。数据队列352由队列控制部351进行管理，根据从PON终端部330的上行帧生成部332被通知至存储器350的指示而被读出。另外，关于由光组件340接收到的下行帧，将进行用于头变换等传输的处理的Ethernet帧存放于存储器350的数据队列352内的下行Ethernet帧用的数据队列(发送队列)。队列控制部351内的下行队列控制部根据来自Ethernet线路终端部310的读出指示，从数据队列中依次将帧传输至Ethernet线路终端部310。

在ONU2中数据队列352也可以共通地使用线路终端部310的后段的收发缓冲器360及光组件340的前段的NNI侧收发缓冲器370。PON-IF是在ASIC上构成的一连串的功能块的集合，如果是能进行上述的处理的结构，则无论采用何种结构都没有关系。

PON终端部330的下行帧分析部331基于下行帧缓冲器370或352中积蓄的下行PON区间通信帧的头信息及(必要的情况下)有效负载信息，提取该帧的信息。例如在用户数据的情况下，进行头处理以便从UNI接口送出，而如果是PON区间的控制帧，则为了提取内容进行规定的处理，而向固件(firmware)通知该帧的接收。来自OLT1的频带分配信息存放于频带分配寄存器333中，如果是EqD设置信息，则将提取的EqD存放于EqD寄存器334中。ONU控制部335的功能是进行ONU启动时的状态转移的管理、ONU装置内的故障管理等。ONU控制部335主要进行装置状态管理和PON区间控制用的报文的收发。

下行帧解分析部331还提取从OLT1通知的装置控制信息及时间信息。时间信息被保持在PON终端部330中具备的时间信息管理部337中。时间信息管理部337对自装置内的工作时钟和接收到的时间信息进行映射。通过管理相互的对应关系(时钟相位)的变化，维护自装置内的时间信息。这样的时间信息的控制由时间控制部336进行。时间信息管理部337在根据OLT1的指示、向OLT1通知自装置的时间信息时(后述)也被上行帧生成部332参照。

图7是表示在图2表示的时间分发的基本顺序中的从传达时间的计算203至时间通知205为止的处理和测距处理的关联的顺序。图2中仅说明了时间通知所需要的处理，但为了执行这些处理，需要OLT在ONU启动及其以后的ONU状态管理之中保持的参数。按照图2的顺序，在此说明在时间的初期设置阶段中的处理。关于图2的反馈处理207在图17～图20中说明。

OLT1在ONU启动的顺序中为了控制ONU而对各个ONU设置标识符(701)。在ONU侧若正常接收标识符则转移到距离测量等待状态(测距状态702)。该距离测量是用于测量该ONU与OLT1的距离(PON区间的距离)的状态。OLT1对处于测距状态的ONU2发送用于距离测量的响应请求(703)。对该响应请求(测距请求)(704)发送的来自ONU2的回复(测距传输)以返回至OLT1为止的时间作为往返通信时间记录于OLT1内。

在实际运行中，RTD加上EqD的结果成为各ONU的响应时间。在OLT1中为了对每个ONU分配上行频带，需要在全部ONU上统一该响应时间。在统计RTD之后，计算对各ONU应该分配的EqD以使总计延迟时间相等(706)。在此决定的EqD与RTD一起被存放于OLT1内的数据库中，同时通过来自OLT1的下行通信被通知至ONU(707)。ONU2若接收EqD则登录至自身的存储器内的EqD信息数据库(708)。EqD被正常登录的情况，ONU2变为通常的运行状态，开始与OLT1的数据通信(709)。

以上的过程是标准的ONU2的启动顺序。实际上测距处理的请求703、传输704、EqD通知707等从耐故障性的观点出发通过进行多次回复发送、多次(GPON中为2次以上)的报文接收，确认正在正确地收发信息。关于这些安装和设计上的细节在本实施例中不予限定。在本实施例中，在时间分发时利用在测距过程中得到的、关于各ONU的RTD。

通过被设置于OLT1的上级、或与OLT1并设的GPS接收机100，取得时间信息。取得的信息被通知至OLT1(710)。在OLT1中，将接收到的时间与由自装置的工作时钟控制的装置内时间进行对照，如果需要修改就在此进行修改。其后，分别对自装置属下的各ONU计算应该通知的时间(711)。如果以ONU2为代表例进行说明，则在时间从OLT1到达ONU2时，该时间必须与标准时间一致。即，先考虑在PON区间传输时产生的通信的延迟量，将对OLT1保持的时间加以该量的修改而得到的时间向各个ONU通知(712)。因而，通知的时间仅需按ONU个数进行管理。ONU2若接收时间信息则登录至装置存储器内的时间信息数据库。在此时间通知712、也可以从耐故障性的观点出发通过进行多次回复发送、多次(在GPON中为2次以上)的报文接收，确认正在正确地收发信息。

图8中是表示在运行状态中的基于上行信号的相位确认处理的结果修改时间信息的情况的处理的流程的顺序。在此为了简单，说明不需要进行时间校正的情况。关于用于高精度地调节ONU2的设置时间的处理，在图17～图20的说明中进行记载。在此说明的上行帧的相位变化是对光纤的伸缩等非管理侧(OLT1)上的意图的、起因于***外部的问题的应对方法。另一方面，后述的时间调节是为了在某自然要件中利用PON的结构来最大限度地提高时间同步精度所需的步骤。这些处理是由相位变动或ONU启动的定时而各自独立发生的处理。关于来自OLT1的EqD信息通知707、ONU2中的EqD登录708、向运行状态的转移709，处理与图7是相同的。

为了在运行状态下进行上行通信，在比该帧更早从ONU2向OLT1送出的下行帧(OLT1侧的响应速度随DBA周期的设置而改变，所以频带通知不限于通过紧前面的帧来进行)内，对OLT1申请发送许可。该申请在例如G-PON的情况下，通过通知帧队列中正积蓄的数据量而进行，该帧队列是ONU2为上行通信用而具备的。在OLT1中比较从各ONU发送的发送等待数据量，并决定分配给各ONU的上行频带。

ONU2根据OLT1的指示，与其他ONU发送的上行帧不重叠地送出上行帧。各ONU发送的数据构成包括头和有效负载的帧，在OLT1中参照各帧的头的前头中包含的被称为前同步码及定界符的信号图形(pattern)而补足帧。这时，在OLT1中预想到以自身在事先指定的定时来接收来自ONU的信号，所以在包含假定定时的一定的范围内检查信号即可。

在该帧同步处理时，确认来自ONU2的送出定时(802)。在与预想的定时接近的情况下没有必要修改EqD，但定时偏差超出一定值的情况下，需要如前述一般对ONU2中设定的EqD值进行修改(803)。作为该变化的原因，可以想到温度导致的光纤的伸缩、测距处理时的测量误差或设置时发生的某种处理错误。在进行修改的情况下，对ONU2通知修改值(804)。可以在每次进行确认时都通知。但是，为了有效利用PON区间的频带，优选避免不必要的通信。

GPS接收机100一直持续地由卫星(或标准电波源)接收电波，并按照一定的间隔将时间信息一直向OLT1提供(806)。该间隔也依照安装，没有必要一定要在每次收到时间信息时都向OLT1通知，采用在需要精度下的最佳设计即可。接收到时间的OLT1与自装置的时间进行比较，如果时间有偏差就进行修改。同时，参照RTD信息，计算应该通知至ONU2的正确时间(807)。如上所述来自ONU2的通信定时不是所想的情况，由于RTD不同所以需要修改EqD，当然为了从OLT1对ONU通知也需要修改校正时间。校正时间通知(808)关于在ONU2内的时间信息保存(809)与图7的情况相同。

图9是表示图7～图8中表示的向ONU的时间设置的初期阶段中的OLT1的工作的流程图。在图2中，表示经过由GPS接收机100取得时间信息、并计算传达时间203至向ONU2的时间通知205为止的处理。

OLT1若由上级(SNI侧，即网1000侧)的装置接收信号，则判断其是否为时间信息(S101)。在此，在信号的判断中可以利用帧(例如Ethernet帧)内包含的，表示含有时间信息的ID、接收帧的发送源地址、接收到帧的端口号等。作为ID，可以在头内定义专用的识别字段，也可以通过在已有的字段内***特定的值来识别。作为特定的字段，可以利用例如Ethernet帧的Type(类型)字段、或VLAN ID、MPLS标签信息。

若确认为时间信息，则对接收到的时间信息和装置(OLT1)内的时间信息进行比较，并确认装置是否在正确的时间下工作(S102)。在接收时间的正常性的判断(S103)中，如果没有时间调节的必要就这样进入下面的步骤。如果有，则修改自装置的时间信息(S104)，其后进入下面的步骤。

OLT1内在正确的时间下工作时，基于自装置的时间信息，计算应该向ONU通知的时间(S105)。在该步骤中，对每个ONU决定对自装置的时间修改了到ONU2为止的传输及帧处理所需的时间量的时间。为此，与各个ONU的通信中所要的时间参照通过测距处理测量的RTD信息。被计算的时间传载至PON下行帧向各ONU通知(S106，S107)。对全部的ONU，应该通知的时间(或对OLT1自身的时间的时间校正量)在OLT1的内部被保持，并依次通知至各自的ONU(S108)。

图10是表示接受图9的OLT1侧的处理、ONU2登录时间信息为止的处理的流程的流程图。

ONU2若由OLT1接收信号，则判断其是否为时间信号(S201)。在此，在信号的判断中可以利用帧(例如Ethernet帧)内包含的，表示含有时间信息的ID、接收帧的发送源地址、接收到帧的端口号等。作为ID，可以定义在头内专用的识别字段，也可以通过在已有的字段内***特定的值来识别。作为特定的字段，可以利用例如Ethernet帧的Type字段、或VLAN ID、MPLS标签信息。

若确认为时间信息，则对接收到的时间信息和装置(ONU2)内的时间信息进行比较，并确认装置是否在正确的时间下工作(S202)。在接收时间的正常性的判断(S203)中，如果没有时间调节的必要就这样终止。如果有必要修改，则修改自装置的时间信息(S204)。对不是时间信息的帧，进行通常的数据通信的处理(S205)。

图11表示对通过测距处理取得的每个ONU的RTD信息及基于该信息计算的EqD信息进行管理的表的结构例。本表包括ONU标识符1101、RTD1102、EqD1103。根据需要，也能够具备用于保持特征符(flag)其他信息的选择字段1104。本表存放于图5的EqD信息数据库中。

ONU标识符是在各ONU启动阶段中从OLT1分配的标识符。对各个ONU分别测量对从OLT1发送的测距请求的测距传输的到达时间，并作为RTD1102记录。这些RTD因到各自的ONU为止的光纤的距离或处理速度而存在差异，所以计算出用于在全部ONU上统一响应时间的EqD1103，并存放于本表中。EqD1103的值以用于统一响应时间的时间，以规定的传输速度作为被传输的数据量(字节数)进行表示。其他字段1104可以作为时间通知对每个ONU是否完成，还有该项是否有效、即是否可以利用该ONU，还有从送出时间信息开始的经过时间(定时器)等，作为用于ONU的状态管理及时间管理的辅助字段使用。如果需要，其他特征符字段1104也可以分割为多个字段而设。

图12是用于在OLT1内保持的时间管理的表结构例。时间信息根据接收到的时间和装置内时间的比较计算相对的误差，并为了修改该误差而变更存储器(寄存器)中登录的、时间和时钟的映射关系。该处理在请求与高精度的标准时间的匹配性的情况下，比起读写固件或RAM中保持的表，在每次时间信息接收时改写寄存器登录的时间信息，效率更高。因而，本表也可以以固件、硬件之一的形式安装。提示本表结构的目的是为了表示时间调节的原理，而没有必要严密限制其形式。

本表中表示了在OLT内识别的时间1201与OLT内部时钟的对应关系。为了调节时间，将和时钟同步的周期信号的边界与时间信息对应进行调整。这时，若有作为基准(固定给与)的装置内周期信号，则决定用于在以基准周期的边界作为基准点统计的时间计数中使用的周期信号的对应位置1202。即使基准周期信号不是固定存在的，也可以使用作为预先初期设置中给与的时间的定时而存在的、周期性的时钟控制信号。在使用后者的情况下，如后所述，不需要维护时钟计数器的字段1202、1204。

若从GPS接收机100接收标准时刻，则比较完成接收的OLT1内的时间1201和接收时间1203。如果要严密地控制时间，则在此阶段中从GPS接收机100接收的时间信息也需要考虑从GPS接收机100接收电波开始进行电处理、直到时间到达OLT1为止的时间。这一点是GPS接收机侧的功能，所以在此割爱不予说明。

将接收到时间1203的定时与和OLT1的装置内时钟同步的上述周期信号的边界位置进行比较，并记录来自该基准点的相对的时钟数。这是时间接收定时信息1204。同步校正量1205是该时间接收定时1204与装置内时间定时1202的差量，并以该同步校正量为基础修改OLT1内的时间信息。

另外，也有每次接收到时间信息，都比较装置内时间1201和接收到的时间1203、得到该差量之后将其存放于误差字段1205中的方法。此时，并不特别需要将内部基准时钟1202作为字段保持。同样，也没有必要事先以时钟数来掌握时间接收定时1204。在此表示了被计算的误差以时钟数来表现的例子，但也可以是用时间(例如微秒单位)的表记(这种情况下置换字段)，这两种表现，也可以先分别同时作为不同字段保持。无论何种方式，需要将时间的误差变换为时钟数差来修改自装置内的时间，与是否保持在表上无关，这些信息是必需的。

图13是在OLT1内保持的、每个ONU2的时间信息管理表的结构例。ONU标识符1301按每个ONU包括基于RTD计算的时间信息1302、其他字段1303。

时间信息1302表示对OLT1内的时间的校正量。在帧生成时，综合该信息和OLT1的时间信息，决定对每个ONU通知的时间信息。作为其他的表结构例，该时间校正量字段1302也可以作为放入通知的时间本身的字段利用。此时以下面的形式利用：对每个ONU，仅将基于RTD及OLT1的时间信息计算的对各ONU发送的通知时间保管于表中，并在帧生成时读出。

其他字段作为存放ONU(项)是否有效、或者通知时间信息的帧是否发送完成、从通知上次时间信息开始的经过时间(定时器)等的字段灵活利用。这些字段当然可以并行而存在多个，这时增加表内的字段数即可。

图14是用于在ONU内保持的时间管理的表结构例。时间信息根据接收到的时间和装置内时间的比较计算相对的误差，为了修改该误差而变更存储器(寄存器)中登录的、时间和时钟的映射关系。该处理在请求与高精度的标准时间的匹配性的情况下，比起读写固件或RAM中保持的表，每次时间信息接收时改写寄存器登录的时间信息，效率更高。因而，本表也可以以固件、硬件之一的形式安装。提示本表结构的目的是为了表示时间调节的原理，而没有必要严密限制其形式。关于表结构、及各字段的意义和使用方法与图12相同，省略说明。

图15表示至此叙述的装置(OLT1)内的时钟及时间信息与从GPS接收机提供的时间信息的关系。

在装置内，通常的通信装置独立具有工作时钟1501。在该状态下OLT1保持的时间信息，在例如分、秒等单位(或更小的毫秒等单位)上周期性地映射边界。该边界是装置内时间1502的边界位置1511～1513。对此，设已知从GPS接收机100接收的时间信息1503，例如为时间的分隔是图的1521～1523的位置。这样，在OLT1侧，为了修改时间，将在自装置内保持的边界位置1511～1513分别移动以对应于1521～1523。通过时间边界位置的修改1531～1533，能够使装置内的时间与标准时间相对应。

在装置内有固定给与的周期信号的情况下，可以将其作为基准周期信号1504、作为用于管理装置内时钟与时间信息的映射的指标使用。此时，装置内时钟的边界位置以对边界位置的差量1510表现，另外关于接收时钟，将接收定时以对基准时钟的差量1520表示。对图12及图14的时钟数计数字段1202、1204、1402、1404，通过该差量时钟计数器进行管理。此时，时间修改1531～1533作为1520与1510的差量而得到。通过对1510加以差量1533，OLT1将装置内的时间周期调节至正确的位置1520(在例中为基准边界开始6个时钟)。

图12及图14中表示了用于实现后者的方法的表。通过使用该表，例如只要在启动时知道了基准时钟，则可以掌握大体的时间信息。因而，在希望保持时间信息的情况等是有效的。后者中，装置每次启动都需要作为初期设置值将某定时作为时间信号的边界位置给与，所以初期的误差变大。但是，可以期待与图12或图14的表相比在字段数较少下便可完成、或由于没有加入基准时钟而在计算步骤较少下便可完成等效果。

图16是用于表示PON区间的往返所要的时间的示意图。在OLT1、ONU2的signal processing unit(信号处理单元)(OLT1的1612、ONU2的1622)之中，分别设置被称为phase specification point的点。在OLT1侧，是测量开始及延迟检测点，而ONU2侧是信号的折返点(ONU相位决定位置)。从OLT1送出的帧到从OLT1作为光信号被创出(OLT1侧的S点)为止产生TiS1的延迟。这是用于将电信号转换为光的处理所要的时间。接着经过通过光纤所要的时间Tpd、还有在ONU2内的向电信号的变换所要的时间TiO1，到达ONU2的signal processing unit1622。从ONU2向OLT1的通信也一样，需要E/O变换时间、光纤传输时间、O/E变换时间。在通过测距测量的RTD中包括加上这些值的ONU2内的信号处理时间Ts。将综合这些的结果与其他的ONU进行比较，进而决定EqD以使加上EqD的合计的RTD对全部ONU相等。

至OLT1中生成并发送下行帧为止的时间、以及至接收上行帧并分析帧为止的时间(时钟数)由于能够根据OLT1的信号处理部的设计来掌握，所以在此无需考虑。另外，在ONU2侧上的处理时间Ts是累加从帧分析至帧生成、发送为止全部需要的时间的值。

作为从OLT1对ONU2通知的时间，可以考虑为例如ONU2取入帧的部分、即来自OLT1的发送之后通过光纤并完成了O/E变换的阶段上的时间。若通知该时刻，则由于在ONU2内部能够掌握信号处理部的时钟数，所以根据接收时间和处理的时钟数能够掌握接收时间。因而，能够正确比较外部的时间和自装置内的时间。

但是，实际上OLT1能够知道的参数只有RTD。即使能够大体上以RTD的1/2的值作为至ONU2的通信距离进行近似，但给出在进入到ONU2的信号处理部的时间点上的正确的时间也是困难的。在建议(G.984.3)中，在ONU内的帧处理时间被规定为35微秒(精度1微秒)(非专利文献3)，所以通过取从RTD中减去35微秒的值的1/2，能够抑制初期设置时间对标准时间的误差。但是，这种方法也避免不了留有某种程度的误差。为了解决这个问题，采用下面的方法。

从ONU2对OLT1通知ONU2所保持的时间信息。OLT1通过GPS接收机掌握正确的时间。来自ONU2的上行帧是遵从来自OLT1的上行频带(发送定时)指示的，所以在OLT1侧能够预测应该从ONU2发送来的上行帧的到达定时和其时间。

因此，利用测距信息(RTD及EqD)，能够调节ONU2中设定的时间。若使从ONU2向OLT1报告ONU2的时间信息，则从ONU2在帧生成时取入装置时间并发送上行帧。在OLT1侧，通过比较来自ONU2的上行帧接收时间(该时间在假设EqD没有反常的情况下，与假定的上行帧到达时间一致)和ONU2在帧内所***的时间，并通过认识该差异且修改通知时间的校正值1302而通知至ONU2，能够在与测距精度同水平的精度(GPON的情况，测距精度为1比特，即在1.25Gbps的情况下为1ns左右)上调节ONU2的内部时间。

关于比较哪个阶段上的时间，只要OLT1预测的时间点和ONU2***时间的时间点一致即可，因此可以考虑多种方法，在此说明其中一例。

先在包括来自OLT1的时间报告指示的下行帧中***对各个ONU计算的时间信息的校正值。

在ONU2的内部，先记录OLT1的下行帧到达的时间点的时间。该时间在分析接收到的下行帧后知道是时间请求的时间点，能够根据该处理所要的时钟数和该时间点的时间计算。另外，根据至经过上行帧生成并将帧送出完成为止的信号处理所要的时钟数，计算ONU2内部的信号处理时间。若接收来自OLT1的时间报告请求，则在ONU2中以自装置内的时间为基础，计算用于时间通知的上行帧的送出时间(对下行帧到达时间加上信号处理时间的时间)，并根据该结果，再加上下行帧中包括的校正值，得到该帧到达OLT1的时间点的预期时间。将该时间***帧中，并作为上行帧发送。

时间的比较验证在掌握标准时间的OLT侧进行。在OLT1中，对ONU2进行指示以使在上行帧中包括该帧到达OLT1的时间点的预期时间。对来自ONU2的回复(上行帧)，比较到达时间和帧内的“到达预期时间”。时间偏差的情况，该差量的原因是对各个ONU的时间的校正值。例如，使用RTD的1/2作为初期校正值的情况，实际上时间通知用的下行帧到达ONU2的时间应该比其有若干提前。这是因为该初期校正值内包括在ONU2内的信号处理时间。因此，在ONU2侧预期的上行帧的到达时间相对于标准时间延后的情况，表明OLT1中保持的时间校正值过大、ONU2中设定的时间延后。反之，在ONU2中预期的时间比实际的标准时间提前的情况，ONU2的时间提前。因此，通过取该到达时间的差，并将该差反映至校正值，能够使ONU2的内部时间接近正确的时间。

在此假设在ONU2内部的信号处理延迟(时钟数)是一定的，而且光纤的传输延迟Tpd在上行和下行两个方向上相等。另外，由此假设时间通知帧没有在ONU2内的固件处理和发送排队等造成的发送延迟。这能够通过时间信息的收发由固件实现、或控制使其一定***发送等待队列的前头来实现。

在ONU2内的处理延迟中包括EqD的情况下，先在ONU侧掌握包括EqD的处理时间(时钟数)并基于该处理时间计算到OLT1的到达预期时间、和以与标准时间的差异的一半作为(初期)修改值是一样的。进而，作为通过通常DBA分割的频带，发送开始时间是确定的。结果，在ONU2内部，作为回复用的上行帧的处理时间，需要包括基于自身的线路设计的必要处理时间(时钟)、EqD、根据DBA的发送开始时间。

另外作为修改方法，也可以考虑至时间一致为止逐渐(各1～数比特)修改的安装方法。后者较难受到测量误差等的影响，但至时间调节完成为止需要时间。至少在初期设置时，直接根据校正值决定修改量的方法是有效率的。

对以上内容使用图进行说明。图17表示本实施例的基本的时间调节阶段中的处理顺序。从OLT1向ONU2，根据时间信息请求1701进行指示以使报告ONU2内部的时间。该下行帧中表示有通过DBA，该ONU2应该开始及继续发送的期间。同时，该帧中包括OLT1保持的关于该ONU2的校正值1302。

若ONU2接收指示，则在上行帧中包括时间信息进行发送。在此***的时间是预期上行帧1702到达OLT1的时间。

在OLT1中，比较上行帧1702的到达时间和上行帧1702中存放的到达预期时间(1703)。其结果为各自的时间不一致的情况，将时间校正值1302修改并再登录。一致的情况，没有特别需要的操作(1704)。

将根据新的校正值计算的向ONU2发送的时间信息通过下行帧发送(1705)。ONU2将接收到的时间登录至自身的存储器内的时间信息数据库中(1706)。

图18是表示进行图16及图17中说明的时间调节时的时间经过的顺序图。从OLT1，对ONU2通知与ONU2接收包括时间信息的下行帧707、712(图7)、804、808(图8)的定时相对应的时间。

ONU2若接收来自OLT1的时间请求1701，则计算作为其回复的来自ONU2的上行帧到达OLT1的时间1804，并传载至上行帧1702发送。ONU2根据自装置中设定的时间能够掌握时间请求帧1701的到达时间1802。另外，基于装置规格参数能够知道信号处理延迟Ts，所以也能够对应于时间1802、掌握其回复即上行帧1702的送出时间。

在ONU2接收到的时间请求1701中，包括为了OLT1对该ONU2设定时间而使用的时间校正值1302，在本实施例中，该值是将E/O变换延迟TiS1、传输延迟Tpd、O/E变换延迟TiO1相加的结果。如果假设这些信号变换延迟与光纤上的传输延迟在上行和下行上是相等的，则OLT1通知的校正值可以考虑为上行帧的发送所需要的时间，即从时间1803至1804为止的延迟时间。因而，在ONU2上，将上述计算的上行帧1702的发送时间1803加上校正值1302的结果作为到达预期时间存放于帧内，并向OLT1发送。

在OLT1中，将作为标准时间记录的接收时间1804与上行帧1702中包括的到达预期时间进行比较，接着判断是否需要校正，需要的情况根据图17再次向ONU2通知校正值。

图19是表示为了时间校正从ONU2向OLT1进行时间通知时ONU2内的处理的流程的流程图。

在ONU2中，若接收下行帧，则判断该帧是否是发送至自装置的(S301)。该判断基于在PON区间传输中使用的帧头信息进行，例如GPON的情况下，参照Port-ID即可。如果不是发送至自装置就这样结束处理。是发送至自装置的情况，先记录接收该帧的时间(S302)。接着判断该帧是否是时间请求(S303)。如果不是时间请求，作为通常的帧结束处理(S304)。是时间请求的情况下，计算回复用的上行帧的送出时间(S305)。在该处理中，如已经叙述的那样，基于帧处理时间(时钟数)得到帧发送预期时间。将对得到的发送预期时间加上接收到的时间请求帧内的校正值的值作为到达预期时间存放于上行帧内(S306)，并将其在OLT1的指定的定时(S305计算的送出时间)上送出，完成一连串的处理。

图20是在OLT1内部的时间校正处理的流程图。若接收上行帧，则记录该帧的接收时间(S401)。接着判断该帧是否是对OLT1的时间报告请求1701的时间通知(S402)。是时间信息时，提取该帧中存放的到达预期时间信息(S403)，与步骤S401中记录的时间、即实际接收该帧的时间进行比较(S404)。在此如果时间一致，则结束处理。在此的判断中，如果比较结果在根据所请求的精度决定的规定的允许值以内，则看作是一致的。不一致的情况，求出双方的时间的差量(S405)，改写面向该ONU保持的时间校正值1302(S406)。最后，将根据修改了的校正值校正的标准时间传载至下行帧并向ONU2通知(S407)，完成处理。

图19及图20一起表示了先记录接收帧的接收时间的例子，但也可以先判断是否是与时间信息有关的帧，其后在需要的情况下，基于装置内处理时间(时钟数)计算接收时间、以及在上行帧时计算送出预期时间。另外，判断时间一致的S404、S405作为处理是为了获取时间的差量的同一个处理，并不用特别将其分割进行考虑。

图21是从OLT1向ONU2的时间通知请求帧的结构例。定义本帧的目的是为了对各个ONU分别指示时间请求。因而，包括ONU标识符4131和表示是时间报告请求的特征符4132即可。在GPON的情况下，能够通过使用例如PLOAM(Physical Layer OAM)(非专利文献2)报文帧并定义新报文来实现。具体的，例如通过将PLOAM的报文ID字段的第一位设为1，便可以与已有的报文进行区别。因此，分配10000001这样的报文ID即可。由此，能够在不对已有的报文体系进行较大变更下实现本实施例。

图22是用于从ONU2向OLT1传输时间信息的上行帧的结构例。在此，对应图23，表示利用PLOAM字段发送时间信息的例子。

在上行通信中，在125微秒之中存在从多个ONU发送的帧。上行帧的头2210中包括PLOu(Physical Layer Overhead Upstream)2211、PLOAMu2212、PLSu(Power leveling Sequence Upstream)2213、DBRU(DynamicBandwidth Report Upstream)2214。PLOAMu是对应于下行帧的PLOAMd的，进行用于ONU2运行的控制。在PLOu2211中存放的信息中，包括用于帧同步的前同步码及定界符用的信号图形、和用于识别发送源ONU2的ONU-ID。PLSu2213在监控ONU2侧的送出功率、判断是否需要调整时使用。另外，DBRu2214在ONU2对OLT1通知上行发送请求时使用。

PL0AMu2212中包括ONU-ID22121、报文标识符MSG-ID22122、报文本身22123、错误检测及改正用的CRC22124。在通知时间信息时，如图21所示以对下行帧进行响应的形式发送，所以报文标识符MSG-ID22122能够作为例如供应商独立报文而使用10000010。在报文字段中，***该上行帧到达OLT1的时间(预测值)。在本格式中，OLT1能够识别发送源ONU2、时间22123，将其与看作标准时间的该帧的接收时间进行比较，可以进行时间调节。

图23是总结时间分发的工作的概念图。图中的符号与至此的说明中使用的相同。图23(a)表示启动ONU2时的初期时间设置的样子。OLT1从连接在SNI侧的GPS接收机100接收标准时间，在自装置设定标准时间2110。根据从对各个ONU的测距处理得到的RTD1102数据库(参照图11)、及装置内标准时间2110决定向ONU通知的时间(校正值1302)。这时，校正值1302由于是根据RTD计算的，所以有精度在若干程度上下降的可能性。

在图23(b)中，表示通过利用测距信息(正确地说有用于测距的模型的意思。参照图16)来修改ONU2中设置的时间的样子。若接收来自OLT1的时间信息发送请求1701，则ONU2在帧1701中指示的定时基于ONU2内的时间设置，计算上行帧1702的到OLT的到达预期时间2120，并发送至上行帧1702。在OLT侧，基于装置内的标准时间2110，确认来自ONU2的上行帧到达时间2140。根据上行帧内的到达预期时间2120和到达时间2140，通过上述方法计算校正值2-1r(2130)，并基于其再次求出通知至ONU2的时间2-1r(2121)。将该时间再通知至ONU2，并结束调节。

图24是表示ONU2内的时间设置情况的变化的时间图。相对于OLT时间2401，刚刚启动后的ONU时间2402一般存在偏差2450。若设OLT时间的分或秒间距的周期边界为2411～2413，则ONU2的时间在例如2421、2422(图24中表示了2个ONU，表示为2421a、2421b)的位置。若OLT1将测距时的RTD测量值作为基础进行时间设置，则如前所述将RTD的1/2作为参考值设置是最简单的，但该情况下不能正确地测量ONU2的内部处理时间，所以在修改后的ONU时间2431～2433与OLT时间2411～2413中留有误差2460。因此，OLT1发出指示以使接着从ONU2通知时间信息，并对照至OLT1的上行帧到达时间和该帧中记录的ONU2的内部时间，进一步修改误差。在需要的情况下通过反复进行该处理，使ONU时间2441～2443与OLT时间2411～2413一致。

在图24中表示了2个ONU存在的情况的时间调节的例子。设相对于OLT的时间，ONU(b)的启动阶段中的设置时间与ONU(a)相反地偏差(2421b、2422b)。接着，表示在与OLT之间时间初期设置顺序进行时设定为比ONU(a)更接近标准时间的样子。这是以光纤的传输延迟与ONU2内部的处理延迟时间的相对的比率为起因而产生的误差。例如，在与ONU(a)相比较ONU(b)的光纤延迟大(距离远)的情况下，可以成为图24的状态。最后，经过基于来自ONU2的反馈的时间再调节，ONU(a)、ONU(b)一起被设定为标准时间。

根据由以上所说明的方法得到的时间校正值计算每个ONU的时间。该处理如上述的实施例一样在OLT内进行之后向ONU通知正确的时间以外，还有先向ONU通知校正值自身、并从OLT向全部ONU散播标准时间的方法。这时变为在ONU侧使用校正值计算自装置用的时间。来自OLT的标准时间的给与方法与上述实施例相同。即，OLT持续监视来自ONU的通信定时，可以在需要距离修改的情况等根据需要给与，也可以按某周期持续地通知。另外，也能够通过从ONU提出时间确认的请求来开始时间调节。在从OLT周期性地通知标准时间的情况下，将例如下行帧的周期(每125微秒)边界上的标准时间传载至帧进行通知，并在ONU侧以接收帧边界的时间为基准，应用预先被给与的校正值。

图25表示基于图1的***图利用离散数据库及离散应用的情况的本实施例的效果。在图25中，表示了二类的离散数据库的配置例。一类是OLT相同、ONU不同的情况。数据库70-1-2和70-1-3相当于此。另外，另一类是OLT不同的情况，例如数据库70-1-2与70-n的关系与相当于此。

离散数据库是将分散并放置于多个服务器的数据库在各自的站点、且从服务器完全像单一的数据库一样使用的数据库。引入离散数据库的目的有各种各样，可以举出数据库的容量扩大、信息利用的点播(on demand)化、响应时间的提高、耐故障性的确保等。

数据库的容量扩大需要指数性的成本增大，另外，CPU处理能力也存在极限。处理能力的问题也成为离散结构发展的原动力，离散***作为具备容易使用的网络功能的低价格且高性能的中小规模的计算机***的构成要素，已经开始被构建。另外，用户需要根据其目的分析各种各样的数据并快速地进行意思决定。即希望有能够将对自己而言最关心的数据放置在身边并自己对这些数据进行加工分析的环境。此外，以基于重组思想的企业组织的分工和责任分担的重建为基础的信息管理的权限移交的风潮也成为推进离散化的原动力。通信费用和反应速度成为问题。地方的数据库在远离的地点，如果将频繁登录的信息放置于该处，则既可以改善反应，也可以减少通信费用。单极集中的***中可能发生其一旦停止则企业活动自身便停止的情况。为了避免这样的事情，需要采用防备灾害而进行的数据的离散化和在不同的地点保持数据的复制的方案。

在离散数据库中与数据的管理、故障应对同样重要的是匹配性的保持。在离散环境中，有在多个站点上同时参照相同记录的情况，不能擅自更新数据，而需要与各站点取得调节并进行更新。由于数据被分散并放置在多个站点上，所以在关系数据的关系运算(连接等)中，对哪个站点发送数据在哪个站点进行处理在传输的数据量的均衡上对性能有很大影响。因此，在离散数据库***中需要装备对此最优化的机制。最优化指对应通信量的成本，但也有使整体成本最小的手段、和使响应时间最小的方针。在各公司的产品使用与数据的分布有关的统计信息等算法上，进行创新以求性能的提高。在这样的信息管理中，数据库、或站点间上的时间同步是不可缺少的。

在图25中，表示用户在站点50-1-1上操作、并从被分散到多个站点50-1-2、50-1-3、50-n的数据库收集信息的样子。在Web站点等上，通过利用缓存服务器，综合来自多个站点的信息而确立面对用户的结构。这时，以某种程度上静止的(信息不变化，或更新间隔比较长)信息作为对象。离散数据库中，将例如产品开发信息的共享等随时变化的信息离散至多个数据库中，作为多个用户上共享的情况，可以追求更加实时地反映情况。在图中，用户将来自数据库70-1-3的信息A、来自数据库70-1-2的信息B、来自数据库70-n的信息C分别收集并作为一个信息利用。由于全装置的时间被进行了统一，所以对用户来说，能够像在自己的终端之中存在该信息一样使用信息。

不只是信息的共享，在各站点上放置的服务器各自互相互动而操作的分散配置的应用利用上，时间同步也是需要的。即，为了执行某项任务通过多个应用并列互动而传输相互的处理结果，生成对用户来说需要的信息、或在判断用户的情况同时随时提供用户所请求的操作环境，这种利用方法是可行的。

在传感器网络中，为了进行传感器间的时间同步，比离散数据库需要精度更高的时间同步。也有如图25所示综合传感器信息来理解作为对象的事件的方法。另外，也可以考虑对传感器事先准备某种功能(发送信号、切换信息采集的条件(方式)等)，在某种条件下，通过传感器之间的通信来更有效地进行信息采集。

本实施例是涉及终端装置(ONU)的与传输装置(OLT)的时间同步(时间分发)的，与作为OSI参照模型的物理层上的传输介质是否使用光信号或使用电信号无关。另外，关于传输协议的种类，无需特别进行限定。但是在此作为适当的一个应用例，说明了利用ITU-T GPON的时间分发***及装置。

本实施例中的GPS接收机100也可以具备具有振荡器的标准时间生成装置。但是，在每个光接入线路上都进行时间同步的处理，所以从装置的开发、设置、维护成本这几点出发，使用接收由GPS分发的标准时间、并基于该信息对PON***通知时间信息的***更有效。另外，从精度的观点出发，如果是现有的服务中使用的范围，则也可以考虑使用在数msec的精度上可以时间同步的现有的标准电波。

另外，ONU2对属下的终端通知时间(图2的208)的情况，ONU可以像一个NTP服务器一样基于终端60的请求被动地给与信息，另外也可以通过推送型的时间发送以一定的时间间隔持续地分发时间信息。

Claims

1.一种通信***，具有终端装置和传输装置，其中，

上述终端装置包括：

第一存储装置，存储第一时间信息；

接收装置，接收对上述第一时间信息进行校正的校正值；以及

发送装置，发送帧，该帧包括基于上述第一时间信息和上述校正值的到达预期时间信息；

上述传输装置包括：

接收装置，与上述终端装置经由通信线路连接，并经由上述通信线路接收来自上述终端装置的上述帧；

第二存储装置，存储第二时间信息及与上述终端装置之间的往返的传输延迟时间；以及

发送装置，经由上述通信线路向上述终端装置，发送基于上述第二时间信息和上述往返的传输延迟时间的上述校正值、及根据以上述帧的上述第二时间信息为基准的接收时间与上述接收到的帧中的上述到达预期时间信息的差异而修改的上述校正值。

2.如权利请求1所记载的通信***，其中，

上述终端装置对上述被修改的校正值的接收做出响应而校正上述第一存储装置内的上述第一时间信息，上述终端装置的上述发送装置发送包括基于上述被校正的上述第一时间信息和上述被修改的校正值的、新的到达预期时间信息的帧。

3.如权利请求1所记载的通信***，其中，

在以上述帧的上述第二时间信息为基准的接收时间与上述接收到的帧中的上述到达预期时间信息的差异，超过对应于上述终端装置所请求的时间精度而决定的规定值的情况下，上述传输装置的上述发送装置经由上述通信线路向上述终端装置发送上述修改了的校正值。

4.如权利请求1所记载的通信***，其中，

上述第二存储装置中存储的上述第二时间信息从满足上述终端装置所请求的时间精度的全球定位***等进行时间分发，且通过上述传输装置内的时钟进行更新，上述第一存储装置中保存的上述第一时间信息通过上述终端装置内的时钟进行更新。

5.如权利请求1所记载的通信***，其中，

上述通信***是无源光网络***，

上述终端装置是光网络单元，上述传输装置是经由作为上述通信线路的光网络与上述光网络单元连接、且由具有求出上述往返的传输延迟时间的测距构件的光线路终端构成的无源光网络***。

6.一种传输装置，具有：

接收装置，与终端装置经由通信线路连接，并经由上述通信线路接收来自上述终端装置的包括帧的到达预期时间信息的上述帧；

存储装置，存储时间信息及与上述终端装置之间的往返的传输延迟时间；以及

发送装置，经由上述通信线路向上述终端装置，发送基于以上述帧的上述时间信息为基准的接收时间与上述接收到的帧中的上述到达预期时间信息的差异的、上述终端装置的时间校正值。

7.如权利请求6所记载的传输装置，其中：

在以上述帧的上述时间信息为基准的接收时间与上述接收到的帧中的上述到达预期时间信息的差异，超过对应于上述终端装置所请求的时间精度而决定的规定值的情况下，上述传输装置的上述发送装置经由上述通信线路向上述终端装置发送上述时间校正值。

8.如权利请求6所记载的传输装置，其中：

上述时间信息从满足上述终端装置所请求的时间精度的全球定位***等进行时间分发，且通过上述传输装置内的时钟进行更新。

9.如权利请求6所记载的传输装置，其中：

上述终端装置是无源光网络***中的光网络单元，

上述传输装置是经由作为上述通信线路的光网络与上述光网络单元连接、且具有求出上述往返的传输延迟时间的测距构件的上述无源光网络***中的光线路终端。

10.一种终端装置，具有：

存储装置，存储时间信息；

发送装置，经由通信线路与传输装置连接，并向上述传输装置发送包括帧的到达预期时间信息的上述帧；

接收装置，从上述传输装置经由上述通信线路接收时间校正值，该时间校正值为了生成上述帧的到达预期时间信息而与上述时间信息共同使用、并根据上述到达预期时间信息与上述传输装置具有的时间信息的差异而由上述传输装置生成；以及

校正构件，根据上述接收到的时间校正值，对在上述存储装置中存储的时间信息进行校正。