CN103329475B - 通信***的时刻同步方法、子站装置、母站装置、控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种通信***的时刻同步方法，该通信***进行防护切换，包括第1网络和第2网络，第1网络经由包括当前使用***的线路和预备***的线路的多个物理线路而连接了母站1和子站10，第2网络与子站10连接，所述时刻同步方法具备时刻同步步骤，其中子站10在未检测到从母站1发送的下行信号的通信障碍的情况下，执行根据子站10的时钟和定时信息使向第2网络发送的时刻信息与时刻同步指令中包含的时刻信息同步的同步处理，在检测到通信障碍或者从母站装置1接收到切换通知的情况下，抑制子站10的时钟与定时信息的差异所致的同步误差。

Description

通信***的时刻同步方法、子站装置、母站装置、控制装置
技术领域
本发明涉及通过冗余化的通信线路连接的通信***的时刻同步方法、子站装置、母站装置、控制装置、以及程序。
背景技术
在高精度时刻同步协议IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicEngineers，电气和电子工程师协会）1588标准中，通过多个节点在网络上交换时刻信息，能够在与网络连接的多个节点之间共享时刻信息。依照该IEEE1588标准的各节点在从邻接的节点接收到时刻信息时考虑通信路径的传播延迟来校正时刻信息，防止产生由于时刻信息的传播延迟所致的误差，实现高精度的同步。因此，必须正确地测定通信路径上的传播延迟。
另一方面，为了提高通信路径上的耐障碍性，考虑用多个线路构成节点之间的通信路径的冗余化***。
在日本特开2001-119345号公报中，公开了用冗余化的两根光纤连接OLT（OpticalLineTerminal：站侧终端装置）与星型耦合器之间的光通信***（专利文献1）。
在国际公开第2008/126162号中，公开了当OLT在一定时间未接收到来自ONU（OpticalNetworkUnit：利用者侧终端装置）的上行信号的情况下，将使用线路从当前使用***光纤切换为预备***的光纤的防护***（protectionsystem）（专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-119345号公报（图1）
专利文献2：国际公开第2008/126162号（图1）
发明内容
发明所要解决的技术问题
在这样的以往的防护***中，根据状况切换通信路径。因此，如果在时刻同步中发生通信路径的切换，则有可能会使延迟时间变化，而在由接收节点校正的时刻信息中产生大的误差。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种能够提高线路切换时的时刻同步精度的通信***的时刻同步方法、子站装置、母站装置、控制装置、以及程序。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题并达成目的，本发明提供一种通信***的时刻同步方法，该通信***进行防护切换，包括第1网络和第2网络，所述第1网络经由包括当前使用***的线路和预备***的线路的多个物理线路而连接了OLT（OpticalLineTerminal）和ONU（OpticalNetworkUnit），所述第2网络与所述ONU连接，所述时刻同步方法具备：所述OLT向所述ONU发送同步信号，所述ONU使用接收到的所述同步信号使自身装置的时钟与所述OLT的时钟同步的步骤；所述OLT将指定了时刻信息和定时信息的同步指令发送到所述ONU的步骤；切换步骤，在所述OLT检测到所述当前使用***的线路中的上行信号的通信障碍的情况下，进行代替所述当前使用***的线路而将所述预备***的线路用作新的当前使用***的线路的防护切换；以及时刻同步步骤，在所述ONU根据从所述OLT发送的下行信号未检测到所述防护切换的切换条件的情况下，执行根据所述ONU的时钟和所述定时信息校正所述同步指令中包含的时刻信息而发送到所述第2网络的同步处理，在检测到所述防护切换或者从所述OLT接收到切换通知的情况下，执行抑制所述ONU的时钟和所述定时信息的差异所致的同步误差的处理。
另外，本发明提供一种子站装置，具备：接收器，经由使用冗余线路构成的第1网络与母站装置连接，接收具有用于与所述母站装置取得同步的同步信号以及向第2网络转送的时刻信息的同步指令；时钟，与从所述母站装置接收的所述同步信号同步地测量时刻；控制装置，从所述同步指令提取所述时刻信息和定时信息，进行根据所述定时信息和所述时钟的输出时刻校正所述时刻信息的同步处理，并且在与所述母站装置的通信中检测到所述第1网络中的线路切换的发生因素或者从所述母站装置接收到切换通知的情况下，执行抑制所述时钟与所述定时信息的差异所致的同步误差的处理；以及接口装置，与所述第2网络连接，将由所述控制装置校正了的所述时刻信息作为所述第2网络的同步消息发送。
另外，本发明提供一种母站装置，经由使用冗余线路构成的第1网络向与子站装置连接的第2网络发送时刻信息，其特征在于，具备：多个发送接收器，与所述第1网络连接；以及控制装置，将所述第1网络上的发送接收定时的同步中使用的同步信号经由所述发送接收器发送到所述子站装置，并且在由于所述发送接收器接收的上行信号而在所述冗余线路中的当前使用***的线路中发生了障碍的情况下，进行将预备***的线路用作新的当前使用***的线路的线路切换，所述控制装置将具有向所述第2网络发送的时刻信息以及所述第1网络中的定时信息的同步指令经由所述发送接收器发送到所述子站装置，在进行了所述线路切换的情况下，执行用所述新的当前使用***的线路的延迟时间来补偿所述时刻信息的处理。
另外，本发明提供一种子站装置的控制装置，所述子站装置经由使用冗余线路构成的第1网络与母站装置连接，接收具有用于与所述母站装置取得同步的同步信号以及向第2网络转送的时刻信息的同步指令，所述控制装置的特征在于，从所述同步指令提取所述时刻信息和定时信息，进行根据所述定时信息和所述子站装置的本地时钟的输出时刻校正所述时刻信息的同步处理，并且在与所述母站装置的通信中检测到所述第1网络中的通信障碍或者从所述母站装置接收到通知切换的信号的情况下，执行抑制所述本地时钟与所述定时信息的差异所致的同步误差的处理。
另外，本发明的控制装置之一是一种母站装置的控制装置，所述母站装置经由与使用冗余线路构成的第1网络连接的发送接收器向与子站装置连接的第2网络发送时刻信息，所述控制装置的特征在于，将所述第1网络上的发送接收定时的同步中使用的同步信号经由所述发送接收器发送到所述子站装置，并且在由于所述发送接收器接收的上行信号而在所述冗余线路中的当前使用***的线路中发生了障碍的情况下，进行将预备***的线路用作新的当前使用***的线路的线路切换，将具有向所述第2网络发送的时刻信息以及所述第1网络中的定时信息的同步指令经由所述发送接收器发送到所述子站装置，在进行了所述线路切换的情况下，用所述新的当前使用***的线路的延迟时间来补偿所述时刻信息。
发明效果
本发明的时刻同步方法、子站装置、母站装置、这些的控制装置、以及程序起到能够提高线路切换时的时刻同步精度这样的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式中的通信***的结构的结构图。
图2是示出假想事例中的时刻同步控制的时序图。
图3是示出本发明的实施方式1中的时刻同步控制的时序图。
图4是示出本发明的实施方式2中的母站装置的结构的结构图。
图5是示出本发明的实施方式2中的子站装置的结构的结构图。
图6是示出本发明的实施方式2中的子站装置的控制装置的处理的流程图。
图7是示出本发明的实施方式2中的母站装置的控制装置的处理的流程图。
图8是示出本发明的实施方式3中的时刻同步控制的时序图。
图9是示出本发明的实施方式3中的子站装置的结构的结构图。
图10是示出本发明的实施方式3中的子站装置的控制装置的处理的流程图。
图11是示出本发明的实施方式3中的子站装置的控制装置的处理的其它的流程图。
图12是示出本发明的实施方式4中的子站装置的结构的结构图。
图13是示出本发明的实施方式4中的时刻同步控制的时序图。
图14是示出本发明的实施方式4中的子站装置的控制装置的处理的流程图。
图15是示出本发明的实施方式5中的母站装置的部分结构的结构图。
图16是示出本发明的实施方式5中的时刻同步控制的时序图。
图17是示出本发明的实施方式6中的通信***的结构的结构图。
图18是示出本发明的实施方式6中的时刻同步控制的时序图。
图19是示出本发明的实施方式6中的母站装置的控制装置的处理的流程图。
图20是示出本发明的实施方式6中的子站装置的控制装置的处理的流程图。
图21是示出本发明的实施方式6中的通信***的其它结构例的结构图。
（符号说明）
1：母站装置；2、11：控制装置；3、13：接收缓冲器；4、12：发送缓冲器；5、14：发送接收机；6、15：WDM耦合器；7、16：PHY；10：子站装置；30-1、30-2：通信线路；31：加入者线（线路、支线）；40：分路器；51、142：接收器；52、143：发送器；GM：根主设备装置；SL：从设备装置。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的时刻同步方法、子站装置、母站装置、控制装置、以及程序的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。
实施方式1.
图1示出对进行时刻同步的根主设备装置GM通过多个网络连接了时刻同步的从设备装置SL的时刻同步***。根主设备装置GM是通过定期或者不定期地反复向从设备装置SL发送精度高的时刻信息而使从设备装置SL时刻同步的装置。从设备装置SL能够接收该时刻信息，根据接收到的时刻信息和第2网络上的延迟时间，校正自身装置的时钟，取得与根主设备装置GM上的时刻相同的高精度的时刻信息。根主设备装置GM只要是IEEE1588的主设备装置、GPS（GlobalPositioningSystem，全球定位***）接收装置等具有时刻同步的装置，则可以是任意的装置。
第1网络是对连接了从设备装置SL的第2网络中继时刻信息的网络，使用冗余化的多个线路30-1、30-2来连接母站装置1和子站装置10。第1网络的一个例子是PON（PassiveOpticalNetwork，无源光网络）***。第2网络的一个例子是IEEE1588网络。
母站装置1进行与各子站装置10之间的通信线路的设定，控制第1网络上的通信。母站装置1和子站装置10通过冗余化的通信线路30-1、30-2连接，在图1的通信***中，从母站装置1至分路器40被冗余化。这样的冗余化***在PON（PassiveOpticalNetwork）***中，被称为TYPE-B防护***。母站装置1针对各线路30-1、30-2的每一个具备OLT1-1、1-2，在一个OLT作为当前使用***的装置与子站装置10进行通信的期间，另一个OLT成为预备***的装置，直至在当前使用***的装置中发生障碍为止待机。各OLT1-1、1-2具有与各线路30-1、30-2连接的发送接收器5和对其进行控制的控制装置2。
切换器8是依照来自控制装置2的切换信号切换控制装置2与外部装置或者网络的连接的装置。分路器40使线路30-1、30-2的信号分支而传送到各线路31，并且将各线路31的信号传送到线路30-1、30-2。通信线路30-1、30-2是物理上的路径不同的例如光纤等物理线路，该物理线路能够容纳多个逻辑上的逻辑链路。
子站装置10是对第2网络中继从第1网络发送的时刻信息的装置（例如，ONU）。
接下来，说明该通信***的时刻同步工作的概要。
根主设备装置GM将时刻信息储存到同步消息（Sync消息），经由线路29发送到母站装置1。母站装置1从同步消息提取时刻信息，通过预先测定了的线路29以及第1网络的延迟时间和自身的处理时间，校正该时刻信息，发送到子站装置10。校正了的时刻信息与作为第1网络中的本地时刻信息的时间戳一起被变换为同步指令（TimeSync）而从母站装置1发送。
接收到同步指令的子站装置10比较同步指令的时间戳和自身装置的时钟（PON时钟）表示的时刻（定时信息），根据两者的差分校正同步指令的时刻信息。接下来，子站装置10将校正了的时刻信息变换为第2网络中的同步消息（Sync消息）并发送到从设备装置SL。从设备装置SL如果接收到同步消息，则从同步消息提取时刻信息，用预先测量的第2网络的延迟时间校正该时刻信息。从设备装置SL通过使自身装置的时钟的时刻与校正了的时刻信息同步，能够与根主设备装置GM的时刻取得同步。
线路切换工作的概要如以下所述。
母站装置1将冗余化的线路30-1、30-2中的一个、例如线路30-1指定为当前使用***的通信线路，进行与子站装置10的通信。剩余的通信线路作为预备***的通信线路、例如线路30-2，以备障碍发生而成为待机状态。在第1网络中，母站装置1经由当前使用***的线路30-1向子站装置10发送时间戳（定时信息），进行本地的时刻同步。子站装置10根据时间戳周期性地校正自身装置的自运行计数器（PON时钟或者MPCP计数器），取得与母站装置1以及其它子站装置10的同步。在PON***中，PON时钟表示的时间戳用于子站装置10控制发送定时等。
母站装置1根据接收信号的状态监视线路30的障碍，在发生了障碍的情况下，将发送接收中使用的线路从当前使用***的通信线路30-1切换为预备***的通信线路30-2。在切换之后，线路30-2被用作新的当前使用***的通信线路。由于该线路30-2具有与通信线路30-1不同的传送延迟特性，所以母站装置1在线路切换时，需要经由线路30-2发送时间戳，执行与各子站装置10的再同步处理。
如上所述，关于在子站装置10中执行的同步处理，根据作为依赖线路的定时信息的子站装置10的本地时钟而进行。因此，如果在线路切换的前后，通过不同的线路发送同步指令和时间戳，则在子站装置10中执行的时刻信息的校正中产生误差。
进而，在如TYPE-B防护***那样，冗余线路30-1、30-2与共用的线路31结合而连接到子站装置10的情况下，子站装置10无法区分接收信号是通过冗余线路30-1、30-2中的哪一个线路而到达的信号。因此，易于产生基于经由切换后的线路30-2的时间戳的本地时钟的变动（时间戳漂移）、和基于该本地时钟的变动的校正的误差。
图2示出由线路切换所引起的、时刻信息的误差的发生时序。该时序表示假设了不使该实施方式的线路切换时的保护控制发挥功能的情况的假想例。首先，在母站侧，OLT1-1（OLT-A）作为当前使用***的母站装置开始工作，搜索与第1网络连接的子站装置10（ONU），将发现的子站装置10作为通信对方登记到自身装置。该处理的一个例子是光接入***的MPCP（Multi-Pointcontrolprotocol，多点控制协议）发现。
接下来，母站装置1测定第1网络上的传送延迟时间。PON***具有该延迟时间测定的功能，OLT1-1向ONU10发送赋予上行的发送频带的Gate消息，根据作为其响应信号的Report消息的达到时间，测定往返延迟时间（RTT）（步骤ST11）。Gate消息的发送接收还兼作第1网络的本地的同步处理，ONU10使用Gate消息中记载的母站装置1的时间戳信息X0来校正自身装置的本地时钟的时刻S，使自身装置的本地时钟与母站装置1的本地时钟同步。
如果从根主设备装置GM接收到指定了时刻信息的Sync消息，则母站装置1（OLT1-1）执行同步处理（步骤TS12）。在该同步处理中，母站装置1使用RTT来校正所接收的时刻信息。母站装置1将校正后的时刻信息ToDX3与自身装置的时间戳信息X3一起储存到TimeSync消息，发送到子站装置10（ONU）。此处，ToDX3表示在子站装置10中时间戳表示X3时的时刻信息。
子站装置10如果接收到TimeSync消息，则执行同步处理（步骤ST13）。但是，开始在子站装置10中执行的同步处理是花费时间的。关于开始时间的延迟（延迟时间Lin），由于在比物理层上位的层中执行同步处理，所以由于比同步处理下位的层的处理时间等而发生。
子站装置10根据TimeSync消息的时间戳X3与自身装置的本地时钟表示的时刻S的差异，校正时刻信息ToDX3，计算当前的正确的时刻。另外，在同步处理执行之后向第2网络发送时刻信息时，也发生延迟时间Le，所以子站装置10还考虑这样的延迟时间来创建发送用的时刻信息并将其储存于Sync消息。将这样创建的Sync消息经由第2网络从子站装置10发送到从设备装置SL。从设备装置SL根据所接收的Sync消息的时刻信息和第2网络的延迟时间，进行由自身装置测量的时刻的修正，使自身装置的时钟与根主设备装置GM的时刻同步。
接下来，说明在第1网络中发生通信障碍而执行冗余切换的情况。假设为在定时X10，由于线路30-1的障碍等，子站装置10未接收到母站装置1发送的Gate消息。母站装置1总是监视通信线路的异常，如果检测到异常（步骤ST14），则开始切换线路30的冗余切换处理（步骤ST15）。例如，在子站装置10未针对Gate消息回复响应信号（Report）的情况下，探测出输入信号断（LoS：Lossofsignal或LoB：LossofBurst）的警报。
在图2的定时X10，子站装置10未接收到Gate消息，所以不发送Report消息。因此，母站装置1检测到来自子站装置10的Report消息是未接收，实施线路切换。另外，在障碍检测中，由于有线路暂时变得不稳定、或者并非冗余线路30-1、30-2而在支线31中发生问题等情况，所以能够构成为在检测到多次的信号的未接收（LoS、LoB）、或者并非仅与1个子站装置10的通信而在与多个子站或者所有子站的通信中发生了障碍的情况下，母站装置1执行切换处理。
如果开始了切换处理，则母站装置1停止使用当前使用***的线路30-1的信号的发送，开始使用预备***的线路30-2的信号的发送。此时，OLT1-1对OLT1-2（OLT-B）发送切换请求信号，接收到该请求信号的OLT1-2的控制装置2代替OLT1-1的控制装置2而继续处理。关于处理的继续所需的参数（也可以在该参数中包括时刻信息），被预先共享、或者在切换时从OLT1-1发送到OLT1-2。
通过切换而开始了处理的OLT1-2对子站装置10发送控制消息（此处为Gate），由切换了的线路30-2重新开始与子站装置10的通信。在Gate消息中，为了在新的线路30-2上取得正确的同步而作为定时信息记录了时间戳。
子站装置10如果接收到Gate消息，则如通常那样根据时间戳进行本地时钟的修正，但此时经由不同的通信路径接收到的时间戳有时与和切换前的OLT1-1同步的子站装置10的本地时钟大幅偏移（时间戳漂移）。另外，即使在OLT1-2新设定与OLT1-1的时间戳非同步的时间戳而发送了该时间戳的情况下，也同样地发生时间戳漂移。
如上所述，关于使用TimeSync消息发送的时刻信息ToD，使用子站装置10的本地时钟来校正。因此，在从TimeSync消息的接收时间点（例如S=X9）起延迟时间Lin之后的期间，进行切换处理而发生了时间戳漂移的情况下，有可能在同步处理（步骤ST21）后的时刻信息中发生大的误差。即，如果依照切换后的时间戳x11，校正基于切换前的时间戳的时刻信息ToDX9，则在校正后的时刻信息ToD中，产生时间戳漂移量的误差。
因此，在该实施方式的同步方法中，如图3的步骤S17所示，子站装置10进行障碍检测，在判定为有障碍的情况（即，预测到发生切换的情况）下，子站装置10抑制向第2网络输出时刻信息。在图3中，与图2相同的符号表示相同或者相当的部分，关于图3的时序，除了障碍探测ST17和智能保持（holdover）ST20以外，与图2的时序相同。
子站装置10监视通信线路31，根据接收信号判定是否发生了线路障碍（步骤ST17）。例如，通过在接收器中未检测到光信号、或者发生了时间戳漂移差错等，来判断线路障碍。时间戳漂移差错是在接收信号的时间戳与本地时钟的差超过了预定的阈值的情况下检测出的差错。
ONU10如果检测到线路障碍，则转移到使时刻信息的同步处理停止或者使时刻信息的输出停止的智能保持状态（步骤ST20）。在智能保持状态下，即使接收到同步指令（TimeSync消息），子站装置10也不执行同步处理，（以进行同步处理的目的）原样地保持以前修正的时刻，或者停止向第2网络输出时刻信息。因此，即使在线路切换之后从母站装置1接收新的时间戳，本地时钟被修正，也能够抑制与该修正相伴的误差的向第2网络的传播。另外，在智能保持状态下，ONU10还能够保护线路切换前的本地时钟，使用该保护了的本地时钟来执行时刻信息的校正。
在与第2网络连接的从设备装置SL中，通过自身装置内的计时单元测量时刻，所以只要该计时单元的每单位时间的误差小，则即使跳过利用同步消息的计时单元的时刻校正，也不会发生大的问题。
如果由母站装置1进行的线路切换结束（步骤ST16），则由OLT1-1（OLT-A）进行的发送接收被停止，OLT1-1作为新的预备***的终端装置转移到待机状态。另一方面，OLT1-2（OLT-B）作为新的当前使用***的终端装置，开始与线路切换前同样的通信。子站装置10依照预定的智能保持状态的结束条件，结束智能保持的处理，如通常重新开始向第2网络发送时刻信息。此时，可能包含误差的时刻信息被削除、或者被校正而输出。
关于智能保持的结束条件，只要具有抑制误差发生的效果则可以使用任意的条件，有例如下述那样的条件。
（1）通过从智能保持的开始起是否经过了预定的时间来判断。
（2）通过第1网络的接收信号的类别来判断线路切换的完成。
（3）对母站装置1请求智能保持状态的结束许可，通过有无接收许可信号来判断。
在线路切换之后，从根主设备装置GM接收到新的时刻信息的情况下，母站装置1如上所述将同步指令（TimeSync消息）发送到子站装置10。子站装置10如果接收到同步指令，则根据该同步指令进行同步处理，向从设备装置SL发送同步消息。
如以上那样，在该实施方式的通信***和其时刻同步方法中，在线路切换时子站装置10探测线路切换的发生因素而停止向从设备装置输出时刻信息，所以能够有效地抑制与线路切换相伴的无法预测的误差发生。
实施方式2.
接下来，作为本发明的实施方式2，说明执行时刻同步方法的OLT1、ONU10、及其控制装置的一个例子。
图4示出作为母站装置1发挥功能的两个OLT1。在图4中与图1相同的符号表示相同或者相当的部分。OLT1-1和OLT1-2（以下，在不区分两者的情况下记为OLT1）具有同样的内部结构，一方作为当前使用***工作、另一方作为预备***工作。
各OLT1具备：物理层处理部（PHY）7，与图1的切换器8连接，在根主设备装置GM与网络之间实现NNI（NetworkNodeInterface，网络节点接口）的物理接口功能；发送缓冲器4，暂时地存储由该物理层处理部7接收的信号；和发送器52，将从发送缓冲器4以及控制装置2输出的控制信号、数据变换为光信号而输出。从发送器52输出的光信号被送到WDM（WavelengthDivisionMultiplexing，波分复用）耦合器6，发送到线路30。WDM耦合器6是对上行数据和下行数据进行波长复用的结合器，将从ONU10接收的光信号送到接收器51。
接收器51将所接收的光信号变换为电信号，作为接收数据输出到接收缓冲器3。接收缓冲器3临时地存储该数据，根据物理层处理部7、控制装置2的访问而输出该数据。本地时钟9也被称为PON计数器，对32比特的时刻信息定期地进行递增计数，提供成为第1网络中的发送接收定时的基准的时钟。时间戳（TS）***部20从本地时钟9取得时间戳（MPCP计数器信息），储存到Gate消息等而发送到ONU10。控制装置2是根据PON协议而控制OLT侧的发送接收处理的控制装置，不仅执行PON协议的控制，而且还执行冗余切换的切换处理、OLT1中的时刻信息的同步处理。
控制装置2与同步处理相关而具备时刻信息提取部21、时刻时间戳关联处理部22（以下，关联处理部）、消息***部23这样的结构。时刻信息提取部21从PHY7的输出信号提取从根主设备装置GM等时刻信息供给源接收的时刻信息，将所提取的时刻信息输出到关联处理部22。关联处理部22从本地时钟9取得时间戳信息，针对任意的时间戳Xn的值考虑延迟时间来校正时刻信息，将校正了的时刻信息ToDXn和时间戳Xn输出到消息***部23。消息***部23将时刻信息ToDXn和时间戳Xn储存到TimeSync消息，***输入到发送器52的发送信号。
另一方面，关于切换处理，OLT1具备障碍检测部24和切换控制部25。障碍检测部24监视从接收器51输出的接收信号，检测输入信号断等通信障碍，将检测信号发送到切换控制部25。切换控制部25根据障碍检测部24输出的检测信号，在发生了需要线路切换的障碍的情况下，向预备***的切换控制部25和切换器8输出切换信号，进行停止由自身装置的OLT进行的发送的处理。作为预备***待机的切换控制部25如果从当前使用***的切换控制部25接收到切换信号，则为了使自身装置的OLT整体作为当前使用***的OLT工作，执行起动处理。成为新的当前使用***的处理装置的控制装置2从原来的当前使用***的控制装置2接手PON协议的参数和执行，继续针对ONU10的服务。
另外，图4的母站装置1具备相同的结构的两个OLT，但还能够将控制装置2、缓冲器等设置为在多个线路中共用的装置，针对线路30-1、30-2的每一个设置接收器51、发送器52。
图5是示出该实施方式的ONU10的图。与分路器40连接的WDM耦合器15将下行的光信号输出到接收器142，将从发送器143输入的光信号输出到第1网络。接收器142将光信号变换为电信号，作为接收数据输出到接收缓冲器13。接收缓冲器13临时地存储该数据，根据物理层处理部16、控制装置11的接入而输出该数据。物理层处理部（PHY）16针对第2网络执行NNI（NetworkNodeInterface）的物理接口功能。发送缓冲器12是临时地存储PHY16输出的接收数据的缓冲器，将所存储的数据根据控制装置11的控制，输出到控制装置11、发送器143。本地时钟17与OLT1的本地时钟9同步地，将成为ONU10的发送接收定时的基准的时钟信息（MPCP计数器）供给到控制装置11。
控制装置11是进行ONU10中的PON协议的控制的控制装置。控制装置11的时间戳（TS）提取部111从接收数据提取OLT发送的时间戳信息，与接收到本地时钟的时间戳同步。通过该第1网络上的本地的同步控制，ONU10能够得到正确的发送定时，所以自身装置的发送信号和其它ONU10的发送信号不会冲突，而能够执行高速的时分多址接入（TDMA）通信。
控制装置11进而为了执行同步处理，具备消息提取部112、时刻信息校正部113、时刻信息***部114。另外，控制装置11通过障碍检测部115和抑制控制部116即使在发生了线路切换的情况下，也能够抑制线路切换所引起的时刻信息的误差传播。
消息提取部112从接收数据提取同步指令（TimeSync消息），将时刻信息ToDXn和时间戳Xn输出到时刻信息校正部113。时刻信息校正部113根据所接收的时间戳Xn和从自身装置的本地时钟17取得的当前的时刻信息S（MPCP计数器）的差异，校正时刻信息ToDXn，得到当前的正确的时刻信息。接下来，时刻信息校正部113补偿自身装置的处理延迟等而创建发送用的时刻信息，发送到时刻信息***部114。时刻信息***部114使用所接收到的时刻信息来创建第2网络中的同步消息（Sync消息），经由PHY16发送到从设备装置SL。
由ONU10执行的同步处理是在比在MPCP层中执行的本地时钟17的更新处理上位的层中执行的处理。因此，在如上所述实施时直至开始同步处理花费时间，有可能引起根据在TimeSync消息之后接收到的时间戳值，本地时钟17的更新先于同步处理被进行。因此，在ONU10接收到TimeSync消息之后，经由切换后的线路接收到新的时间戳，则在根据新的时间戳校正了的时刻信息中产生误差。1个误差因素是根据通信路径而不同的延迟时间，并且，另一误差因素是在两个OLT1-1、1-2分别具有本地时钟9的情况下，两者具有的时间戳值的差异。
为了抑制这样的误差的传播，控制装置11具有抑制控制部116，在由障碍检测部115检测到通信障碍的情况下，抑制控制部116根据该检测结果使时刻信息校正部113的信息校正停止，或者使由时刻信息***部114进行的同步消息的发送停止。通过该抑制处理，能够抑制将包含误差的时刻信息发送到从设备装置SL。
（1）子站装置的控制细节
图6是示出该实施方式的子站装置（ONU）10中的控制装置的处理的流程图。该处理既可以通过软件实现，也可以使用基于专用电路的硬件来执行。图6所示的控制被分为帧处理、发送接收定时的控制等下位层的控制、和使用下位层的通信功能来进行时刻同步的上位层的控制。下位层是MAC（MediaAccessControl）控制的下位副层，上位层是包括比MAC控制层上位的OSSP（OrganizationSpecificSlowProtocol）、MD（MediaDependent）层的层。
首先，说明下位层的控制。控制装置11如果起动则通过发现处理进行初始设定（步骤S1），通过发现处理等确立与OLT1的链路而开始通信。经由第1网络到达的信号通过接收处理被接收并被存储到接收缓冲器（步骤S2）。接下来，控制装置11进行本地时钟17的同步处理（步骤S3）。在接收信号中包括时间戳信息的情况下，控制装置11与从接收信号提取的时间戳配合地，变更本地时钟17的值。本地时钟17是使32比特的计数器值周期性地（每16ns）递增计数的增加计数器。ONU10的本地时钟17的值必须高精度地与OLT1的本地时钟9同步，所以通过使用了该时间戳的本地时钟的同步处理，定期/不定期地修正两者的计数周期的稍微的偏移的累计误差。
接下来，控制装置11根据接收信号监视通信异常的发生（步骤S4）。障碍检测部115进行通信异常的监视，例如，当接收器142在一定时间未检测到光信号的情况下，障碍检测部115识别为在第1网络中发生了某种异常，作为监视结果输出OpticalLoS的异常发生。作为通信异常，除此以外，还有在MAC级检测出未接收的情况下的MACLoS、在所接收的时间戳与由自身装置测量的时刻（本地时间）信息之差成为规定的阈值以上的情况下检测的时间戳漂移差错等。障碍检测部115检测的通信障碍是成为冗余切换的原因的通信障碍，应根据冗余切换条件选择适当的障碍检测方法。
在无异常的情况下，控制装置11转移到步骤S7的处理，如果检测到异常，则转移到步骤S6的处理（步骤S5）。在步骤S6中，控制装置11将异常的发生记录到存储器等。此时，也可以将异常的发生立即输出到上位层。虽然在图6的流程图中未记载，但在发生了通信异常的情况下，还进行由PON协议等决定的其它差错控制。
在从OLT1接收到Gate消息的情况下，控制装置11经由发送器143发送Report消息（步骤S7）。Report消息是频带请求信号，具有发送缓冲器中积蓄的数据量等请求频带的参数。另外，由于OLT1测定RTT，控制装置11在Report消息中记录从本地时钟17取得的发送时的时间戳的信息，将Report消息发送到OLT1。
接下来，控制装置11从接收缓冲器13中存储的接收数据提取消息并发送到上位层（步骤S8）。在该消息中，包括作为同步指令的TimeSync。另外，控制装置11创建发送帧，将从上位层取得的发送数据储存到该发送帧（步骤S9）。在该发送数据中包括Sync消息。另外，关于发送接收，有针对第1网络的发送接收、和针对第2网络的发送接收，所以控制装置11使用各自的协议和数据格式来执行这两方的发送接收。
接下来，控制装置11发送所创建的帧（步骤S10），在继续通信的情况下（步骤S11的”否”），继续从步骤S2起的发送接收处理。
接下来，说明由上位层进行的时刻信息的同步控制。上位层的控制与下位层的控制并行地执行，通过与下位层进行数据、消息的交换，执行协调的控制。控制装置11如果从下位层的输出提取了未处理的消息（步骤S21），则判断消息是否为同步指令（TimeSync）（步骤S22）。在消息是其它消息的情况下，控制装置11进行与该消息类别对应的工作（步骤S23），但在其是TimeSync的情况下，执行步骤S24以下的同步控制。
在步骤S24中，控制装置11判断是否检测到通信异常。控制装置11在判断为与任意一个条件都不符合时开始执行步骤S25的处理，从本地时钟17取得定时信息S（即当前的时间戳信息）。接下来，控制装置11进行校正TimeSync消息的时刻信息ToDX、i的处理（步骤S26）。关于时刻信息的校正，只要能够使用时间戳信息来校正时刻信息与延迟时间所致的当前时刻的差异，则可以采用任意的方法。作为校正后的时刻信息ToD的一个例子，能够使用下述那样的计算。
[式1]
Tod=ToDX,i+[(S-X)mod(232)](16ns)·rateRatio
此处，
mod是模数运算
（16ns）是16纳秒
ToDX、i：TimeSync消息的时刻信息
X：TimeSync消息的时间戳信息
i：时钟从设备（ONU）的识别编号
S：ONU的本地时钟的时间戳信息
rateRatio：根主设备装置GM的时刻周期相对本地时钟的时刻周期的比
另外，在不使用上述式，而本地时钟17表示了时间戳X的值时，通过将ToDX、i设定为当前的时刻信息，也同样能够得到正确的时刻信息。在该情况下，OLT1必须在比ONU10的接收定时在后的定时设定时间戳X，以表示定时X下的正确的时刻的方式，来与该时间戳X配合地计算时刻信息ToDX、i。
接下来，控制装置11对校正了的时刻信息ToD还加上处理的延迟时间、针对第2网络的发送处理的内部延迟时间，创建发送用的时刻信息（步骤S27）。进而，控制装置11创建第2网络的Sync消息，将所创建的发送用的时刻信息储存到该Sync消息（步骤S28）。所创建的Sync消息被输出到下位层（步骤S29），通过步骤S10的发送处理发送到第2网络。
另一方面，在步骤S24中判断为发生了通信异常时，控制装置11丢弃TimeSync消息（步骤S31），转移到步骤S30的处理。关于步骤S3中的下位层的本地时钟的校正，由于高速并且每当接收MPCP的消息时频繁地执行，所以有可能在上位层刚要执行时刻同步处理之前，本地时钟表示的时间戳被变更为线路切换后的时间戳。控制装置11在检测到冗余切换的发生因素的情况下停止时刻信息的输出，所以能够防止错误的时刻信息被发送到从设备装置SL。
在步骤S30中，控制装置11判断是否继续通信，在继续通信的情况下反复执行上述处理。
（2）母站装置的控制细节
图7是示出OLT1的控制装置2执行的处理的流程图。控制装置2如果起动则判断自身装置的工作是当前使用***模式还是预备***模式（步骤S51）。在模式并非当前使用***的情况下，转移到步骤S65的处理，直至有模式的切换，作为预备***的控制装置2待机。
■当前使用***中的工作（通常时）
在工作模式是当前使用***的情况下，控制装置2开始发现处理（步骤S52）。如果由发现处理进行的逻辑链路的确立和ONU10的登记完成，则控制装置2进行线路异常的检测（步骤S53）。
在没有线路异常的情况下，控制装置2使用Gate消息对各ONU10通知频带分配信息（步骤S54），从各ONU10接收Report消息（步骤S55）。接下来，控制装置2根据Report中包含的时间戳，计算各ONU的RTT（步骤S56），根据Report的请求频带信息和RTT，决定对各ONU10分配的发送频带（步骤S57）。
控制装置2在从根主设备装置GM接收Sync消息的情况下，执行同步处理，计算时间信息ToDXn（步骤S58）。将所计算的时间信息ToDXn与时间戳信息Xn一起，储存到同步指令（SyncTime消息），通过接下来的数据发送接收的处理发送到子站装置10。
与上述处理并行地，控制装置2进行当前的频带更新周期中的数据的发送接收（步骤S59）。接下来，控制装置2判断是否需要发现处理（步骤S60），在不需要的情况下，转移到步骤S53，在需要的情况下，返回步骤S51。为了发现新连接的ONU10或起动的ONU10，定期地执行发现处理。另外，在需要使OLT关机时，此处结束处理。
■当前使用***中的工作（切换工作时）
在步骤S53中检测到线路异常的情况下，控制装置2进行步骤S61的警报输出处理。接下来，控制装置2将各ONU10的设定信息发送到预备***的OLT（步骤S62）。另外，在已经与预备***的OLT共享了设定信息的情况下，控制装置2也可以不重新发送该信息。
接下来，控制装置2执行线路切换处理（防护切换处理）（步骤S63）。控制装置2在进行线路切换时，向预备***的OLT发送切换指示信号，停止向ONU10的控制消息发送。如果线路切换处理结束，则控制装置2以后将工作模式信息改写为“预备***”（步骤S64），返回步骤S51，开始作为预备***的控制装置2的工作。另外，在线路异常是无法恢复的异常、或者强制切换时等需要使自身装置关机时，不转移到作为预备***的工作，进行自身装置的关机而结束处理。
■预备***中的工作
接下来，说明工作模式是预备***时的控制装置2的工作。在步骤S65中，控制装置2监视是否需要线路切换，直至需要线路切换为止待机。控制装置2在从当前使用***的OLT接收到切换指示信号时、监视当前使用***的OLT的工作而判断为有异常时等执行线路切换。在进行切换时，预备***的OLT的控制装置2将通知进行切换的信号发送到当前使用***的OLT以及切换器8。接收到该切换指示信号的切换器8以后将与网络的连接切换为预备***的OLT侧。
接下来，控制装置2从当前使用***的OLT取得设定信息（步骤S66），使用该设定信息向各ONU10发送包括时间戳的Gate消息（步骤S67）。另外，在PON防护***中，分路器40将来自ONU10的上行信号中继到当前使用***以及预备***的线路30-1、30-2这双方。因此，预备***的OLT的控制装置2即使在作为预备***工作的情况下，也能够接收来自ONU10的信号。因此，在步骤S65中处于待机状态时，也可以总是监视上行信号中包含的设定信息而预先获得设定信息。
智能保持期间中的ONU10不发送上行信号，所以不发送针对Gate的Report。因此，控制装置2无需等待Report的接收，而能够发送指示智能保持完成的控制消息（步骤S68）。另外，还能够通过1个控制消息通知Gate和智能保持完成。另外，对用于取得同步的控制消息，还能够使用Gate以外的消息。
发送了智能保持结束通知的控制装置2将工作模式信息改写为当前使用***，以后，作为当前使用***的控制装置2而工作（步骤S69）。在线路切换之后开始作为当前使用***的工作的情况下，控制装置2使用从当前使用***的OLT接手的设定信息来重新开始通信，所以能够省略发现处理（步骤S52）。因此，通信的中断时间变短。
在步骤S58的同步处理中，控制装置2如下所述计算时刻信息。该时刻信息是在多个ONU10中的第i个ONU中，本地时钟的MPCP计数器表示了
[X－（ONU10内的规定的延迟时间）]
时的同步时间。
[式2]
Tod X , i = Tod X , 0 + RTT i · n down n up + n down · rateRatio
此处，
X：MPCP计数器
Todx、0：OLT中的MPCP计数器+OLT内的规定的延迟时间
RTTi：针对ONUi的往返延迟时间
ndown：下行信道的光的有效折射率
nup：上行信道的光的有效折射率
ONU内的规定的延迟时间被称为onuLatencyFactor，OLT内的规定的延迟时间被称为oltLatencyFactor。
实施方式3.
在实施方式2中，子站装置10在伴随线路切换而有可能在时刻同步处理中产生误差的情况下进行了抑制同步消息的输出的处理，但接下来，说明子站装置10进行本地时钟的保护、抑制误差的发生的同时执行同步处理的实施方式。
图8是示出实施方式3的通信***的时刻同步时序。在图8中，与图2或者图3相同的符号表示相同或者相当的部分。子站装置（ONU）10如果在步骤ST17中检测到通信障碍，则在步骤ST20a中临时地转移到智能保持状态，保护线路切换前的本地时钟。即使在线路切换之后从母站装置（OLT-B）1接收到时间戳，子站装置10仍继续测量在切换前的线路中使用的本地时钟信息，防止本地时钟的更新所致的同步处理的误差。
然后，如果开始了同步处理，则子站装置10根据所保护的本地时钟与上述同样地计算时刻信息ToD（步骤ST18）。所保护的本地时钟与切换前的母站装置1的本地时钟同步，所以子站装置10不会发生大的误差，而能够如通常那样将正确的时刻信息ToD发送到第2网络。
子站装置10如果从智能保持状态转移到通常状态，则解除本地时钟的保护，重新开始基于从线路切换后的母站装置1发送的时间戳的本地时钟的校正。
在智能保持状态的结束条件中，有下述那样的条件，能够采用任意一个。
（1）从检测到通信异常起预定的期间是否结束
（2）完成冗余切换
（3）接收新的TimeSync消息
接下来，作为保护本地时钟的子站装置10的一个例子，说明ONU和其控制装置的例子。图9示出具有两个本地时钟17、17b的子站装置10。在图9中，与图5相同的符号表示相同或者相当的部分。本地时钟17b是用于保护线路切换前的本地时钟的预备的本地时钟。在通常时，与本地时钟A17同样地工作，控制装置11（的TS提取部111a）使用所接收的时间戳来校正该预备的本地时钟B17b。智能保持管理部116a是在障碍检测部115检测到障碍的情况下控制切换器（切换单元）sw、进行切换时刻信息校正部113为了时刻信息的校正而使用的本地时钟的控制的控制单元。
图10是示出该ONU10的控制装置执行的控制的流程图。在图10中，与图6相同的符号表示相同或者相当的处理。下位层的时间戳的同步处理根据检测到异常（或者是保护期间）、未检测到异常（以及并非保护期间）而不同。在未检测到异常，也并非保护期间中的情况下，控制装置11根据所接收的时间戳校正本地时钟B17b、即进行同步处理（步骤S32）。
该校正与本地时钟A17的校正（步骤S3）相同，但控制装置11需要在步骤S32的校正时，补偿从接收时间戳至执行校正的延迟时间。此处，控制装置11也可以通过对本地时钟B17b设置本地时钟A17的时间戳值的方法来执行校正。
另一方面，在出现了异常或者在保护期间中，控制装置11在步骤S6a的处理中，与图6的步骤S6同样地，记录所检测的异常并通知到上位层。另外，关于已记录/已通知的部分，无需重新将它们执行。然后，将开始保护期间而转移到智能保持状态的情况存储到存储器等。通过该处理，在智能保持状态下，利用本地时钟B17b的时间戳的校正被跳过，所以本地时钟B17b能够继续测量在线路切换之前设置的时刻。因此，基于切换前的本地时钟的时刻（MPCP计数器）被保护。
接下来，控制装置11调查保护期间是否结束，在结束了的情况下，结束本地时钟的保护，从智能保持状态转移到通常状态（步骤S33）。通过该处理在步骤S6a中存储的表示是保护期间中（或者智能保持状态）的信息被清除，在控制装置11接下来执行步骤S5a时，在步骤S32中执行本地时钟B17b的同步处理。另外，在保护期间未结束的情况下，此处什么也不处理。
另外，本地时钟A17是MPCP所需的定时信息，所以即使是智能保持状态中，仍根据所接收的时间戳来校正。另外，如图1所示，ONU10通过1根支线31与OLT1连接，不论在干线侧经由线路30-1、30-2中的哪一个最后都经由1根支线31接收时间戳。如果在处于智能保持状态时，本地时钟A17的值与在线路切换之后接收的时间戳信息大不相同，则符合时间戳漂移差错的检测条件，但为了避免链路的再设定，控制装置11控制为在处于智能保持状态时即使符合时间戳漂移差错的检测条件，仍不转移到非登记状态。
接下来，说明上位层的工作。如果在步骤S24中判断为有异常检测，则控制装置11执行步骤S34的处理。在步骤S34中，控制装置11取得本地时钟B17b的时间戳S代替本地时钟A17的时间戳，将该时间戳S用于步骤S26中的时刻信息的校正（相当于利用图9的智能保持管理部116a的控制的切换器sw的功能）。
另外，通过图10的下位层的步骤S32的处理，本地时钟B17b与本地时钟A17同步，所以还能够如图11的流程图所示，总是根据本地时钟B17b进行上位层的时刻信息的校正处理（步骤S27）。
如以上那样，根据该实施方式，在线路切换时保护本地时钟，本地时钟的变动所致的时刻信息的校正误差被有效地抑制，所以子站装置10能够将正确的时刻供给到第2网络。另外，相比于实施方式2，该实施方式的子站装置10具有不丢弃TimeSync消息、而能够稳定地中继时刻同步消息这样的特长。
实施方式4.
在实施方式3的通信***中，在线路切换时保护切换前的本地时钟，根据该保护的本地时钟进行时刻信息的校正。在接下来说明的实施方式中，子站装置10能够判别经由哪个线路***接收到时间戳，进行与经由线路对应的时刻信息的校正。
图12示出该实施方式的子站装置（ONU）10，在该图12中与图5或者图9相同的符号表示相同或者相当的部分。时间戳（TS）提取部111b具有与图5的TS提取部111同样的功能，且还具有判别所接收的时间戳是从OLT1-1、1-2中的哪一个送来的时间戳（经由线路30-1、30-2中的哪一个）、并记录到更新历史存储器119的历史更新功能。
关于时间戳的发送源，能够通过MPCPDU（Multi-PointControlProtocolDataUnit，多点控制协议数据单元）信号中包含的源地址来判别。例如，Gate消息使用MPCPDU而被发送到子站装置10。此时，母站装置1的OLT1-1、1-2分别指定子站装置10的MAC地址为目的地地址，指定本站的MAC地址为源地址，与时间戳一起在MPCPDU中储存这些信息。ONU10的TS提取部111b从接收信号提取时间戳信息，在校正了本地时钟17时，根据MPCPDU的源地址，在历史更新存储器119中，存储依照是从OLT1-1、1-2中哪一个发送的时间戳进行了校正。
接下来，说明时刻同步的时序。图13示出该时序，在图13中与图3或者图8相同的符号表示相同或者相当的部分。OLT1-1在同步指令（TimeSync）中***源地址（MAC地址）等能够识别OLT的标识符Id、或者能够识别线路30-1、30-2的标识符，发送到ONU10。ONU10存储该标识符Id。
在开始同步处理的执行时，ONU10访问历史更新存储器119，调查最新的更新历史。ONU10比较该历史中记录的Id和同步指令中指定的标识符Id（步骤ST30），如果两者符合则执行同步处理（步骤ST14）。相反地，在如步骤ST31那样，在刚刚通过其它OLT1-2更新了时间戳的情况下，历史更新存储器119中记录的标识符Id成为其它OLT1-2的Id，所以ONU10检测到与同步指令的标识符Id的不一致（步骤ST31）。如果检测到标识符的不一致，则ONU10抑制基于该同步指令的同步处理，不发送时刻信息（步骤ST32）。
图14是示出本实施方式中的控制装置的处理的流程图。在图14中，与图6或者图10相同的符号表示相同或者相当的处理。如步骤S3a所示，在下位层中，控制装置11进行本地时钟17的同步，并且将在该同步中使用的时间戳的供给源的信息记录到更新历史存储器119。
另一方面，在上位层中，在步骤S24a中，控制装置11判别同步指令的发送源标识符Id和更新历史存储器中记录的时间戳的发送源的信息是否一致，在不一致的情况下丢弃该同步指令（TimeSync消息）（步骤S31）。在一致的情况下，控制装置11进行时刻信息的校正（步骤S26）。
这样，在该实施方式中，通过发送源的信息判别是否根据线路切换在本地时钟和同步指令中引起了不匹配，在引起了不匹配的情况下，制止向第2网络送出时刻信息，所以能够有效地抑制误差的发生。
实施方式5.
接下来，说明能够从母站装置1将与线路切换相伴的时间戳的差异通知到子站装置10、子站装置10使用该差异信息正确地执行时刻同步处理的通信***。
图15示出该实施方式的母站装置1。在图15中，与图4相同的符号表示相同或者相当的结构。在图15中，去掉图4中记载的结构中的与时刻同步有关的功能结构而记载，虽然省略了其它结构，但在该母站装置1中与图4同样地具有其它结构。
图15中记载的OLT1-1、1-2具有时刻时间戳（TS）关联处理部22a（以下，称为关联处理部22a），它不仅取得自身装置的本地时钟9而且还取得其它装置的本地时钟9的时间戳信息来生成它们的差异信息。例如，在OLT1-1作为当前使用***的OLT工作时，OLT1-1的关联处理部22a取得OLT1-1的时间戳ts1，如上所述进行与时刻信息的关联。不仅是该工作，而且OLT1-1的关联处理部22a还从OLT1-2的本地时钟9取得时间戳信息ts2，计算差异信息（ts2-ts1），***到同步指令（TimeSync消息）。因此，同步指令具有发送源地址Id、时刻信息X、时间戳ts1、以及差异信息D，对子站装置10提供线路切换时的误差的修正信息。
图16示出该实施方式的通信时序。在图16中，与图13相同的符号表示相同或者相当的部分。同步处理（步骤ST12）的结果，在所输出的TimeSync消息中包括上述4个参数，ONU10包括差异信息D而存储所接收的参数。在开始同步处理时，ONU10调查TimeSync消息的通信路径（即，调查TimeSync消息的发送源是否为与修正了当前的本地时钟的时间戳的发送源相同的发送源），在发送源一致了的情况下，不考虑差异D而如通常那样进行同步处理（步骤ST30）。另一方面，在不一致时（步骤ST31），ONU10根据差异D校正通过同步处理生成的时刻信息（步骤ST34）。
如以下那样进行此时的校正。
[式3]
Tod=ToDX，i+[(S-X-D)mod(232)](16ns)·rateRatio
此处，
mod是模数运算
（16ns）是16纳秒
ToDX、i：TimeSync消息的时刻信息
X：TimeSync消息的时间戳信息
i：时钟从设备（ONU）的识别编号
S：ONU的本地时钟的时间戳信息
rateRatio：根主设备装置GM的时刻周期相对本地时钟的时刻周期的比
D：差异信息
另外，关于由OLT1生成的差异信息D，期望考虑线路30-1与线路30-2的下行方向的传送延迟时间的差异。因此，OLT1-1的关联处理部22a生成的差异信息D是如下所述计算的。
[式4]
D = ( ts 2 - ts 1 ) + ( RTT 2 - RTT 1 ) · n down n down + n up
此处
ts1：OLT1-1的本地时钟的时间戳
ts2：OLT1-2的本地时钟的时间戳
RTT1：由OLT1-1测量的针对ONU10的往返延迟时间
RTT2：由OLT1-2测量的针对ONU10的往返延迟时间
ndown：下行信道的光的有效折射率
nup：上行信道的光的有效折射率
在上述差异信息D的计算中，为了计算线路30-1与线路30-2的下行方向的传送延迟时间，使用RTT，使用下行方向的延迟时间在往返延迟时间中所占的比例，求出下行方向的延迟时间。但是，只要是能够补偿信号达到ONU10的时间点的时间差那样的方法，则可以通过任意的方法计算差异信息D，而不是必须使用RTT。
在PON***中，在协议上、当前使用***的OLT定期地测量RTT。另一方面，关于预备***的OLT测定RTT的方法有几个。第1个方法是预备***的OLT也亲自对ONU10发送信号、根据从ONU10接收的响应信号计算RTT的方法。另外，第二个方法是检测当前使用***的OLT发送的Gate消息、通过自身装置的接收器接收其响应信号（Report）、计算RTT的方法。在Type-B防护中，ONU10发送的信号通过分路器40被发送到两方的冗余线路30-1、30-2，所以在预备***的OLT中也能够接收Report。另外，为了计算RTT，预备***的OLT必须从当前使用***的OLT获得Gate消息的发送定时、和发送时的时间戳。所测定的RTT的信息被存储到RTT存储存储器27。
实施方式6.
在上述实施方式中，说明了作为线路切换因素，检测到通信障碍的情况的通信***的工作。接下来，说明作为线路切换因素检测到用于维护的切换要求的实施方式。
图17是示出该实施方式6的通信***的结构图。在图17中，与图1、图4、图15相同的符号表示相同或者相当的部分。该通信***对母站装置1（OLT1-1、1-2）连接了进行母站装置1的监视控制的监视控制装置50。监视控制装置50不仅输出指示母站装置1的工作的控制信号来控制母站装置1，而且还从母站装置1取得各种警报、状态信息而对通信***的管理者提供运行信息。监视控制装置50也可以设置于设置母站装置1的场所，在一个位置集中管理多个母站装置1那样的情况下，也可以设置于位于远距离的其它设施。
该OLT的控制装置2具备切换指示检测部28，它监视从监视控制装置50发送的切换指示信号，在检测到切换指示信号的情况下，对切换控制部25输出切换信息。另外，在图17中，OLT1-2的结构的记载被简化，但OLT1-2的结构与OLT1-1相同。
关于通信线路30-1、30-2的切换，不限于检测到通信障碍的情况，也为了进行通信***的维护而被执行。在上述实施方式中，在发生通信障碍之后进行与线路切换相伴的同步处理的误差抑制控制，但期望在与维护作业相伴的线路切换中也进行误差抑制控制。关于维护作业，是为了进行特定线路的故障诊断，并且为了OLT1的基板等一部分的设备的修理、更换时等而进行的。
在开始维护的情况下，如果由***的管理者等对监视控制装置50输入了切换命令，则监视控制装置50向OLT1-1或/和OLT1-2发送切换指示信号。能够通过有线、无线等任意的通信媒介进行该信号的发送。另外，也可以不使用监视控制装置50而维护管理者对母站装置1进行信号输入。接收到该切换指示信号的OLT的切换指示检测部28对切换控制部25指示线路切换。然后，接收到该指示信息的切换控制部25开始在上述实施方式中说明那样的线路切换的处理。
另外，切换指示检测部28经由发送器52向子站装置10发送通知进行线路切换的线路切换通知。图18示出该线路切换通知和其之后的处理的时序。在图18中，与图3、图8、图13、或者图16相同的符号表示相同或者相当的部分。母站装置1将Holdover_start消息作为切换通知发送到子站装置10（步骤ST35）。子站装置10如果接收到该切换通知，则即使未检测到通信障碍，也为了准备切换而转移到智能保持状态。
在智能保持状态下，子站装置10例如维持用于继续LLID（LogicalLinkIdentification，逻辑链路标识）等的通信的控制信息，如果是通常时则抑制成为链路断开的原因那样的警报检测，使得即使在线路切换之后也能够正常地继续通信。其一个例子是时间戳漂移差错。即使伴随线路30-1、30-2的切换，而Gate消息等中包含的时间戳信息大幅变动，子站装置10在智能保持期间中也检测时间戳漂移差错作为线路差错，不进行链路断开的处理。
申请人关于该时间戳漂移差错的抑制控制，以专利合作条约申请（国际申请号）PCT/JP2010/006863进行了专利申请。关于该抑制控制，作为用于实施本发明的具体实施方式的内容，引用该申请中记载的发明。如果使用该抑制控制和其协议，在智能保持期间中执行时刻同步处理的线路切换时的误差抑制处理，则抑制链路断开来实现高速的线路切换，同时还能够抑制时刻同步处理的误差。
关于在步骤ST35中发送的切换通知，既可以是使用了发往多个ONU10的扩展MPCP（Multi-PointControlProtocol）消息的组播发送，也可以是使用了发往各ONU10的扩展OAM（OperationAdministrationandMaintenance，运行管理和维护）消息的单播发送。关于切换通知，以在规定的帧格式中记载了消息类别的形式创建。因此，切换通知的名称不限于Holdover_start。关于消息的种类，只要是能够预期线路切换的种类、或能够知道时刻同步处理的误差抑制处理定时的种类，则可以是任意的种类。
子站装置10如果接收到切换通知，则转移到智能保持状态，开始同步处理的误差抑制处理。该误差抑制处理可以是在上述实施方式1～5中说明的任意一个处理。
另外，作为可选功能，如果母站装置1结束线路切换，则将该结束通过扩展MPCP或者扩展OAM等控制消息通知到子站装置10。如果接收到该完成通知（Holdover_complete），则子站装置10结束智能保持状态而返回通常的状态。此时，误差抑制处理也结束而返回通常状态（步骤ST36）。
图19是示出该实施方式的母站装置1的处理的流程图。在图19中，与图7相同的符号表示相同或者相当的部分。在步骤S71中，母站装置1的控制装置2检查是否从监视控制装置50接收到切换指示。然后，在接收到切换指示的情况下，控制装置2经由发送器52发送作为线路切换通知的智能保持开始通知（步骤S72）。另外，关于线路切换通知，当前使用***的OLT1-1、预备***的OLT1-2中的哪一个发送都可。在预备***的OLT1-2发送的情况下，预备***的OLT1-2在例如步骤S65与S66之间执行步骤S72的处理。
图20是示出子站装置10的处理的流程图。在图20中与图6、图10、或者图14相同的符号表示相同或者相当的部分。子站装置的控制装置11在步骤S73中，监视是否经由接收器142接收到线路切换通知，在接收到线路切换通知的情况下，不论有无通信异常都在步骤S6a的处理中转移到保护期间、即智能保持状态的期间。图20示出图10的下位层的处理，但上位层的处理也与上述实施方式同样地执行。作为同步处理中使用的时钟，控制装置11根据是否为保护期间（智能保持状态），决定选择本地时钟A还是选择B（图10的步骤S24）。即使在图6以及图14的情况下，除了没有图20的步骤S32之外，都进行同样的处理。
在使用扩展MPCP来发送线路切换通知的情况下，控制装置11从下位层向上位层通知有线路切换通知。在使用了扩展OAM的情况下，扩展OAM是比MPCP上位的层，所以该通知被自动地转送到上位层。下位层从上位层取得该通知的信息，但也可以是自己检测该通知。另外，作为其它变形例，也可以是上位层进行本地时钟B同步等处理。
一般，通信线路的异常检测被设计为，为了不对通信的临时的问题过度反应，在一定的检测期间中检测到多次以上问题的情况下，首次检测出异常。因此，在通信异常的检测中花费一定的时间。即使在维护作业时，也能够使一个OLT关机而使ONU10检测异常，但例如在声音通信等实时地进行通信的情况下，如果有通信的瞬时中断，则造成对用户提供的服务劣化。因此，在进行维护作业的情况等，期望更快地完成切换，根据该实施方式，子站装置10能够更快地应对线路切换，能够提高能够对网络上的用户提供的服务质量。
以上，说明了本发明的实施方式。本发明不限于这些实施方式，只要包含于本发明的要旨，可以进行任意的变形。例如，应用该通信方法的通信***不一定限于PON***。还能够应用于使用了有源元件的光通信***。另外，不限于光通信，还能够应用于使用电信号在终端之间进行通信的通信***。
图7所示的OLT的控制装置2的处理也能够应用于实施方式3～5。另外，OLT的控制装置2（PON处理器）能够使用可由计算机执行的程序来执行处理，所以能够使用计算机程序来记述图7以及图19的处理。在ONU10的控制装置11中也能够同样地，使用计算机程序来记述图6、图10、图11、图14以及图20中记载的处理。
另外，在上述实施方式1～6中，如图1所示，与多个发送接收机5对应地分别设置了多个控制装置2，但多个控制装置2也可以如图21所示是1个装置。在该情况下，多个控制装置2之间的设定信息的交换以及切换器8是不必要的。
在实施方式中，不仅是通用的通信***，而且还说明了向IEEE802.3的应用例，但本发明不限于此，在使用其它协议的通信***中也能够实施。在第2网络的时刻同步协议中，能够使用IEEE1588、其它协议。另外，可设想在第1网络的时刻同步协议中，应用IEEE802.3AS。
关于第1网络的下位层的协议，还能够使用ITU-TG.987.3、G.984.3和同样的标准。另外，还能够通过冗余线路连接子站装置10与分路器40之间的线路。
母站装置1不仅能够从根主设备装置GM经由网络29接收同步消息并将该同步消息变换为第1网络中的同步指令，而且还能够自身作为起点而输出同步指令。时刻信息的取得源例如从GPS接收装置取得精密的时刻信息等，时刻信息的获得源不限于特定的源。
产业上的可利用性
本发明适用于对通信线路进行了冗余化的通信***的时刻同步。

Claims (19)

1.一种通信***的时刻同步方法，该通信***进行防护切换，包括第1网络和第2网络，所述第1网络经由包括当前使用***的线路和预备***的线路的多个物理线路而连接了OLT即利用者侧终端装置和ONU即站侧终端装置，所述第2网络与所述ONU连接，其特征在于，所述时刻同步方法具备：
所述OLT向所述ONU发送同步信号，所述ONU使用接收到的所述同步信号使自身装置的时钟与所述OLT的时钟同步的步骤；
所述OLT将指定了时刻信息和定时信息的同步指令发送到所述ONU的步骤；
切换步骤，在所述OLT检测到所述当前使用***的线路中的上行信号的通信障碍的情况下，进行代替所述当前使用***的线路而将所述预备***的线路用作新的当前使用***的线路的防护切换；以及
时刻同步步骤，在所述ONU根据从所述OLT发送的下行信号未检测到所述防护切换的切换条件的情况下，执行根据所述ONU的时钟和所述定时信息校正所述同步指令中包含的时刻信息而将所述同步指令发送到所述第2网络的同步处理，在检测到所述防护切换的切换条件或者从所述OLT接收到切换通知的情况下，执行抑制所述ONU的时钟和所述定时信息的差异所致的同步误差的处理。
2.根据权利要求1所述的时刻同步方法，其特征在于，
在所述时刻同步步骤中，所述ONU保护所述防护切换前的时钟以免被所述防护切换后的所述同步信号同步。
3.根据权利要求1所述的时刻同步方法，其特征在于，
在所述时刻同步步骤中，所述ONU在检测到所述防护切换的切换条件的情况下，抑制基于在所述防护切换前接收到的所述同步指令的所述同步处理后的时刻信息的输出。
4.根据权利要求3所述的时刻同步方法，其特征在于，
在所述时刻同步步骤中，所述ONU根据所述同步信号的发送源的信息，决定抑制所述时刻信息的输出。
5.根据权利要求1所述的时刻同步方法，其特征在于，
在所述时刻同步步骤中，所述ONU根据通过所述防护切换发生的所述同步信号的误差信息，校正所述时刻信息。
6.一种子站装置，其特征在于，具备：
接收器，经由使用冗余线路构成的第1网络与母站装置连接，接收具有用于与所述母站装置取得同步的同步信号以及向第2网络转送的时刻信息的同步指令；
时钟，与从所述母站装置接收的所述同步信号同步地测量时刻；
控制装置，从所述同步指令提取所述时刻信息和定时信息，进行根据所述定时信息和所述时钟的输出时刻校正所述时刻信息的同步处理，并且在与所述母站装置的通信中检测到所述第1网络中的线路切换的发生因素或者从所述母站装置接收到切换通知的情况下，执行抑制所述时钟与所述定时信息的差异所致的同步误差的处理；以及
接口装置，与所述第2网络连接，将由所述控制装置校正了的所述时刻信息作为所述第2网络的同步消息发送。
7.根据权利要求6所述的子站装置，其特征在于，
具备其它时钟，该其它时钟在所述线路切换后仍继续测量基于所述线路切换前的所述同步信号的时刻。
8.根据权利要求6所述的子站装置，其特征在于，
所述控制装置在检测到所述线路切换的情况下，抑制基于在所述线路切换前接收到的所述同步指令的所述同步消息的输出。
9.根据权利要求8所述的子站装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述同步信号的发送源的信息，执行所述同步消息的输出的抑制。
10.根据权利要求6所述的子站装置，其特征在于，
所述控制装置根据由于所述线路切换而发生的所述同步信号的误差信息，校正所述时刻信息。
11.根据权利要求6至10中的任意一项所述的子站装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1网络的通信障碍，检测所述线路切换。
12.根据权利要求6至10中的任意一项所述的子站装置，其特征在于，
所述控制装置根据来自所述母站装置的切换通知，检测所述线路切换。
13.根据权利要求6至10中的任意一项所述的子站装置，其特征在于，
所述时钟是MPCP即多点控制协议计数器，所述同步信号是使用MPCP来接收的时间戳。
14.根据权利要求6至10中的任意一项所述的子站装置，其特征在于，
所述第1网络是PON即无源光网络。
15.一种母站装置，经由使用冗余线路构成的第1网络向与子站装置连接的第2网络发送时刻信息，其特征在于，具备：
多个发送接收器，与所述第1网络连接；以及
控制装置，将所述第1网络上的发送接收定时的同步中使用的同步信号经由所述发送接收器发送到所述子站装置，并且在由于所述发送接收器接收的上行信号而在所述冗余线路中的当前使用***的线路中发生了障碍的情况下，进行将预备***的线路用作新的当前使用***的线路的线路切换，
所述控制装置将具有向所述第2网络发送的时刻信息以及所述第1网络中的定时信息的同步指令经由所述发送接收器发送到所述子站装置，在进行了所述线路切换的情况下，用所述新的当前使用***的线路的延迟时间来补偿所述时刻信息，
所述发送接收器通过在下行链路的发送中使用与上行链路的光信号不同的波长的光信号来进行波分复用方式的通信，
所述控制装置根据依据所述上行链路的光信号和所述下行链路的光信号的有效折射率来修正所述第1网络的往返延迟时间而得到的延迟时间，校正所述时刻信息。
16.根据权利要求15所述的母站装置，其特征在于，
所述控制装置对应于所述多个发送接收器的每一个，被分割为当前使用***的控制装置和预备***的控制装置，伴随所述线路切换的执行，所述预备***的控制装置代替所述当前使用***的控制装置作为新的当前使用***的控制装置进行通信。
17.根据权利要求15所述的母站装置，其特征在于，
所述控制装置在进行线路切换的情况下，经由所述发送接收器发送线路切换通知。
18.一种子站装置的控制装置，所述子站装置经由使用冗余线路构成的第1网络与母站装置连接，接收具有用于与所述母站装置取得同步的同步信号以及向第2网络转送的时刻信息的同步指令，所述控制装置的特征在于，
从所述同步指令提取所述时刻信息和定时信息，进行根据所述定时信息和所述子站装置的本地时钟的输出时刻校正所述时刻信息的同步处理，并且在与所述母站装置的通信中检测到所述第1网络中的通信障碍或者从所述母站装置接收到通知切换的信号的情况下，执行抑制所述本地时钟与所述定时信息的差异所致的同步误差的处理。
19.一种母站装置的控制装置，所述母站装置经由与使用冗余线路构成的第1网络连接的发送接收器向与子站装置连接的第2网络发送时刻信息，所述发送接收器通过在下行链路的发送中使用与上行链路的光信号不同的波长的光信号来进行波分复用方式的通信，所述控制装置的特征在于，
将所述第1网络上的发送接收定时的同步中使用的同步信号经由所述发送接收器发送到所述子站装置，并且在由于所述发送接收器接收的上行信号而在所述冗余线路中的当前使用***的线路中发生了障碍的情况下，进行将预备***的线路用作新的当前使用***的线路的线路切换，将具有向所述第2网络发送的时刻信息以及所述第1网络中的定时信息的同步指令经由所述发送接收器发送到所述子站装置，在进行了所述线路切换的情况下，用所述新的当前使用***的线路的延迟时间来补偿所述时刻信息，根据依据所述上行链路的光信号和所述下行链路的光信号的有效折射率来修正所述第1网络的往返延迟时间而得到的延迟时间，校正所述时刻信息。
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