JP5560706B2 - ノード装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークを構成するノード装置に関する。

例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のＬＡＮ網における同期化（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）の代表的な手法として、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８２６１で規定され伝送路からの抽出クロックで同期を取る方法（以下、Ｓｙｎｃ−Ｅ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））と呼ぶ）と、ＩＥＥＥ１５８８で規定されパケットベースで時刻を合わせて同期を取る方法（以下、ＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ぶ）方法とがある。

図１にＳｙｎｃ−Ｅでクロック同期を取るネットワークの一例の構成図を示す。例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等のマスタクロック１０がノードＮ１に供給され、ノードＮ１はクロックを生成するための同期用信号（２ＭＨｚや２Ｍｂｐｓ等）をマスタクロック１に同期させる。ノードＮ１に隣接するノードＮ２，Ｎ４はノードＮ１と接続する伝送路からクロックを抽出することで同期する。そのとき、ＥＳＭＣ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）パケットによりクロック品質情報を送受してクロック品質を伝達する。同様にノードＮ３は隣接するノードＮ２，Ｎ４との伝送路からクロック抽出する。このときクロック品質を含めた優先度に従ってノードＮ２もしくはノードＮ４のいずれかからのクロックを選択し、装置クロックとする。

図２にＳｙｎｃ−Ｅ対応のノード装置のブロック図を示す。各受信インターフェース１１ａ〜１１ｃではＰＨＹ部のクロックリカバリ機能で伝送路から受信した信号からクロックとＥＳＭＣパケットを抽出し、各受信インターフェース１１ａ〜１１ｃで抽出した受信クロックとＥＳＭＣパケットをクロック機能部１２に集める。クロック機能部１２内のＳｙｎｃ−Ｅ処理部１３でＥＳＭＣパケットから品質情報であるＳＳＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｍｅｓｓａｇｅ）を抽出し、ＳＳＭセレクタ１４で品質の高いＳＳＭを選択し、セレクタ１５で品質の高いＳＳＭに対応する受信クロックを選択する。選択されたクロックは、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）１６によりクロック同期を取り、クロック分配部１７にて送信インターフェース１９ａ〜１９ｃそれぞれのＰＨＹ部にクロックを分配する。このときホールドオーバ回路１８も同時に動作させることで、受信クロックが全てなくなったときにでも動作周波数を維持させることができる。

図３にＰＴＰでクロック同期を取るネットワークの一例の構成図を示す。ＰＴＰはマスタ側の時刻をスレーブ側に合わせこむ、という時刻同期方法を取る。マスタとスレーブ間の伝達遅延も計算し、補正することで正確な時刻同期を実現している。まず、ノードＮ１１がＰＴＰにおける時刻同期元であるグランドマスタクロック２０（ＧＰＳ等）から時刻情報を受け取ることで時刻同期を取る。

ノードＮ１１はノードＮ１２，Ｎ１４に対してＰＴＰパケットを送信する。これにより、ノードＮ１２とＮ１４はノードＮ１１に時刻同期する。ノードＮ１２，Ｎ１４それぞれはノードＮ１３に対してＰＴＰパケットを送信する。ノードＮ１３ではベストマスタクロック・アルゴリズムを用いてノードＮ１２とノードＮ１４のどちらかを選択する（例えばノードＮ１２を選択）。これによって、ノードＮ１３はノードＮ１２に時刻同期し、全ノードの時刻同期ができる。

図４にＰＴＰ対応のノード装置のブロック図を示す。受信インターフェース２１ａ〜２１ｃそれぞれではＰＴＰパケットを検出して受信時刻を生成する。その受信時刻情報とＰＴＰパケットをクロック機能部２２内でＰＴＰパケットのプロトコル解析処理を行うＰＴＰ受信処理部２３に送信する。ＰＴＰ受信処理部２３で受信処理されたＰＴＰパケットはベストマスタクロック・アルゴリズム部２４によって一番品質のよいものが選択され、選択されたＰＴＰパケットの受信時刻に装置内時計２５を合わせこむ。ＰＴＰクロック抽出部２７は定期的に送られてくるＰＴＰパケットの時刻情報の差分を取り、この差分情報をＰＴＰクロック抽出部２７内の装置クロックにフィードバックすることで、ＰＴＰパケット送信元のクロックに同期したクロックを出力する。また、合わせこまれた装置内時計２５の時刻情報に基づいてＰＴＰ送信処理部２６で送信用のＰＴＰパケット生成を行う。ＰＴＰ送信処理部２６から各送信インターフェース２９ａ〜２９ｃにＰＴＰパケットを挿入し、送信時刻としてタイムスタンプを埋め込む。

なお、端子３０から装置内時計２５に供給されるＲＦＣ１３０５で規定されたＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、ＰＴＰが利用不可能な場合における時刻同期のバックアップ用として、ＰＴＰより精度が低いＮＴＰによる時刻同期方法を示している。

ところで、送受信部により受信抽出したクロック信号と外部クロック源からのクロック信号とを含む複数のクロック信号を、各クロック信号と共に転送される品質情報を基にクロック切替部により選択切替え出力して、マスタクロック信号とする技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−６８９６６号公報

伝送路からクロックを抽出するＳｙｎｃ−Ｅ機能を持つノード装置のネットワークにおけるクロック同期を実現するには、ネットワークにおける全ノード装置がＳｙｎｃ−Ｅ機能を持つ必要がある。なぜならば、図５に示すように、Ｓｙｎｃ−Ｅ非対応のノードＮ４ａがネットワーク内に存在する場合には、伝送路からクロック抽出できない可能性があるからである。

図５において、定常状態においてはＳｙｎｃ−Ｅ機能により、マスタクロック１０、ノードＮ１、ノードＮ２、ノードＮ３の経路で、伝送路から抽出したクロックによりクロック同期が可能となる。ノードＮ１，Ｎ２間はＳｙｎｃ−Ｅ（１）の伝送路クロック、ノードＮ２，Ｎ３の間はＳｙｎｃ−Ｅ（２）の伝送路クロックによって同期を取る。ここで、ノードＮ１とノードＮ２間であるＳｙｎｃ−Ｅ（１）で障害（例えば伝送路の断線など）が起こった場合、ノードＮ２はノードＮ１からのクロックを抽出できなくなる。また、ノードＮ２はＳｙｎｃ−Ｅ機能のタイミングループ防止機能によりノードＮ３からの伝送路クロックも選択できない。ここでいうタイミングループ防止機能とは選択クロック方向にはＳＳＭをＤＮＵ（Ｄｏ Ｎｏｔ Ｕｓｅ）にすることで、強制的に選択させない機能である。つまりノードＮ２はクロック同期できずにホールドオーバ状態に陥る。それゆえノードＮ３もマスタクロック１０に対する同期からはずれる。

つまり、同期網としての観点で障害に対して非常に弱いネットワークとなる。また伝送路からのクロック抽出機能だけではなく、パケットベースのＰＴＰからのクロック抽出機能を持たせた場合でも、ＰＴＰからのクロック品質をＳｙｎｃ−Ｅのクロック品質として直接取り扱うことができないという問題があった。

また、装置内の時刻をカウントアップする内部発振器は、現状では信号処理などに用いられる装置クロックとは独立しており、装置間では時間経過と共に誤差が生じる。ＰＴＰで時刻同期を行う場合にでも、時刻同期を行った瞬間はマスタとスレーブ間で時刻が一致するが、その後時間経過により誤差が発生することは避けられない。

開示のノード装置は、ネットワークの障害に対して強いクロック同期を取ることを目的とする。

開示の一実施形態によるノード装置は、非同期パスを介して受信した同期情報に基づくクロックを抽出する第１クロック抽出手段と、同期パスで伝送された信号からクロックを抽出する第２クロック抽出手段と、前記第１クロック抽出手段で抽出されたクロックと前記第２クロック抽出手段で抽出されたクロックの何れかに基づいて同期信号を伝送する。

本実施形態によれば、ネットワークの障害に対して強いクロック同期を取ることができる。

Ｓｙｎｃ−Ｅでクロック同期を取るネットワークの一例の構成図である。 Ｓｙｎｃ−Ｅ対応のノード装置のブロック図である。 ＰＴＰでクロック同期を取るネットワークの一例の構成図である。 ＰＴＰ対応のノード装置のブロック図である。 Ｓｙｎｃ−Ｅ非対応のノードを含むネットワークの一例の構成図である。 Ｓｙｎｃ−Ｅ及びＰＴＰでクロック同期を取るネットワークの一実施形態の構成図である。 ＰＴＰパラメータ・クロッククラスを示す図である。 各ノードにおけるクロック源の優先度一覧を示す図である。 ノード装置の第１実施形態のブロック図である。 ＰＴＰフレームフォーマットを示す図である。 ＰＴＰパケットの共通ヘッダの構成図である。 各種メッセージのフォーマットを示す図である。 ＰＴＰによる時刻同期方法を説明するための図である。 ベストマスタクロック・アルゴリズムのフローチャートである。 ＰＴＰクロック品質とＳＳＭの対応テーブルを示す図である。 障害が発生したネットワークを説明するための図である。 障害が発生したネットワークを説明するための図である。 ＰＴＰパケット監視開始のフローチャートである。 ＰＴＰパケット監視開始のフローチャートである。 ＰＴＰ準同期状態開始のフローチャートである。 ＰＴＰ同期状態開始のフローチャートである。 ＰＴＰ品質劣化状態開始のフローチャートである。 ＰＴＰクロック品質とＳＳＭの対応テーブルを示す図である。 ＳＳＭの値と優先順位の関係を示す図である。 ノード装置の第２実施形態のブロック図である。 ノード装置の第３実施形態のブロック図である。 選択処理のフローチャートである。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。

＜ネットワーク構成＞
図６はＳｙｎｃ−Ｅ及びＰＴＰでクロック同期を取るネットワークの一実施形態の構成図を示す。図６では一例としてリング構成のネットワークを示しているが、リング構成に限らず、例えばメッシュ構成であっても良い。ここで、ノードＮ２１，Ｎ２２，Ｎ２３はＳｙｎｃ−Ｅ及びＰＴＰ対応のノード装置であるが、ノードＮ２４はＳｙｎｃ−Ｅ非対応、ＰＴＰ非対応のノード装置である。

各ノードＮ２１，Ｎ２２，Ｎ２３はクロック選択について選択可能なクロック源を登録でき、登録されたクロック源の中から品質の一番高いクロックを選択し、装置クロックとする。その装置クロックを用いて送信クロックとする。この実施形態では選択可能なクロック源数を２としているが、３以上でも同様の動作を行う。

また、マスタクロック４０の品質をＰＲＣ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｌｏｃｋ）とする。すなわちＳＳＭ＝０ｘ０２（０ｘは１６進表示）となる。また、内部クロック（Ｉｎｔｅｒｎａｌ）をＳＥＣ（ＳＤＨ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｌｏｃｋ）とし、ＳＳＭ＝０ｘ０Ｂとする。ＰＴＰのクロック品質は、図７に示すＩＥＥＥ１５８８で定義されたＰＴＰパラメータ・クロッククラスを使用し、マスタクロック４０から取得するクロッククラスを６（１０進）とする。

図８に各ノードにおけるクロック源の優先度一覧を示す。ノードＮ２１はマスタクロック４０からのクロックのみを選択肢とすることでマスタクロック４０に同期する。予備として内部発振器からの内部クロックを登録する。ノードＮ２２はＳｙｎｃ−Ｅ（１）とＳｙｎｃ−Ｅ（４）を選択肢とし、Ｓｙｎｃ−Ｅ（１）を優先度１、Ｓｙｎｃ−Ｅ（４）を優先度２とする。

ノードＮ２３はＳｙｎｃ−Ｅ（２）を優先度１、ＰＴＰ（３）を優先度２として選択肢とする。ノードＮ２４はＳＹＮＣ−Ｅ非対応、ＰＴＰ非対応の装置であるため、クロック同期したパケット信号を送出することはできない。しかし、ＰＴＰ（３）についてはＶＬＡＮ等で経路を設定してＰＴＰパケットを透過させる。

各ノードでは優先度１及び優先度２のうち、第１に品質の高いもの、第２に品質が同じならば優先度の高いものの順で判定し、クロック源を決定する。

ノードＮ２１はマスタクロック４０と内部クロックである。品質を比べた場合、マスタクロック４０のＳＳＭ＝０ｘ０２に対し、内部クロックのＳＳＭ＝０ｘ０Ｂであるため、マスタクロック４０の方が高品質である。そのため、ノードＮ２１はマスタクロック４０を選択する。Ｓｙｎｃ−Ｅ（１）に対してＥＳＭＣはマスタクロック４０のクロック品質であるＳＳＭ＝０ｘ０２を送出する。

ノードＮ２２はＳｙｎｃ−Ｅ（１）とＳｙｎｃ−Ｅ（４）の品質を比較する。Ｓｙｎｃ−Ｅ（１）の品質はノードＮ２１のクロック品質となり、Ｓｙｎｃ−Ｅ（４）の品質はノードＮ２３の品質となる。

ノードＮ２３はＳｙｎｃ−Ｅ（２）とＰＴＰ（３）の品質を比較する。Ｓｙｎｃ−Ｅ（２）の品質はノードＮ２２のクロック品質、ＰＴＰ（３）の品質はノードＮ２１の品質となる。ここでＰＴＰ（３）の品質はＩＥＥＥ１５８８で定められた各パラメータによって決定するがＳＳＭとは定義が異なる。そこでノードＮ２３においてはＰＴＰ品質をＳＳＭに変換することでＳｙｎｃ−Ｅ（２）とＰＴＰ（３）の品質を比較する。各ノードはそれぞれ独立してそれぞれのクロック品質を比較し、クロック源を選択する。

＜ノード装置の第１実施形態＞
図９はノードＮ２１，Ｎ２２，Ｎ２３となるノード装置の第１実施形態のブロック図を示す。ノード装置は受信インターフェース４１ａ〜４１ｃ、クロック機能部４２、送信インターフェース４３ａ〜４３ｃを有している。

受信インターフェース４１ａ〜４１ｃにおいて、ＰＨＹ部４５は受信信号について物理層を終端する。ＭＡＣ部４６はＭＡＣ層の制御を行う。ＮＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）部４７はパケット制御を行う。ＰＴＰ検出処理部４８はＰＴＰパケット検出を行うと共にＰＴＰ実現のための受信時刻の生成機能を持つ。また、Ｓｙｎｃ−Ｅ実現のため、ＰＨＹ部４５はクロックリカバリ機能で伝送路から受信した信号からクロック抽出を行うと共に、ＥＳＭＣの抽出を行う。

送信インターフェース４３ａ〜４３ｃにおいて、ＮＰ部５１はパケット制御を行う。ＭＡＣ部５２はＭＡＣ層制御を行う。ＰＨＹ部５３は物理層制御を行う。ＰＴＰパケット挿入処理部５４はＰＴＰパケット送信時に送信時刻のタイムスタンプを生成しＰＴＰパケットに埋め込む。

クロック機能部４２は、主にＰＴＰ機能処理部とＳｙｎｃ−Ｅ機能処理部に大別される。ＰＴＰ機能処理部において、ＰＴＰ受信処理部５６はＰＴＰパケットの受信処理と受信周期監視を行う。ベストマスタクロック・アルゴリズム部５７は一番品質のよい受信ＰＴＰパケットを選択して選択した受信ＰＴＰパケットの受信時刻に装置内時計５８を合わせこむ。装置内時計５８はクロックを供給されて計時を行う。ＰＴＰクロック抽出部５９は定期的に送られてくるＰＴＰパケットの時刻情報の差分を取り、この差分情報をＰＴＰクロック抽出部５９内の装置クロックにフィードバックする。これにより、ＰＴＰパケット送信元のクロックに同期したクロックを生成する。ＰＴＰ送信処理部６０はＰＴＰパケットの送信処理を行う。

また、ＰＴＰからＳｙｎｃ−Ｅへ乗り換えを実現するために、ベストマスタクロック・アルゴリズム部５７は選択した一番品質のよい受信ＰＴＰパケットからＰＴＰクロック品質情報（ＰＴＰクロッククラス）を抽出する。抽出したＰＴＰクロック品質情報はＳＳＭ変換部６７でＳＳＭ値に変換してＳＳＭセレクタ６２に供給する。

Ｓｙｎｃ−Ｅ機能処理部において、Ｓｙｎｃ−Ｅ処理部６１は受信インターフェース４１ａ〜４１ｃから供給される受信クロックを受信すると共に、受信インターフェース４１ａ〜４１ｃから供給されるＥＳＭＣパケットを処理して品質情報であるＳＳＭを抽出する。ＳＳＭセレクタ６２はＳｙｎｃ−Ｅ処理部６１で抽出したＳＳＭとＳＳＭ変換部６７で変換されたＳＳＭとに基づいて高品質のポートを選択する選択情報を生成する。

ＣＬＫセレクタ６３はＳＳＭセレクタ６２からの選択情報によりＳｙｎｃ−Ｅ処理部６１からの受信クロックとＰＴＰクロック抽出部５９からのＰＴＰクロックのいずれか１つを選択する。ＰＬＬ６４は選択したクロックに内蔵の発振器を同期させ、このクロックを装置クロックとしてクロック分配部６５に供給する。クロック分配部６５は各送信インターフェース４３ａ〜４３ｃにクロックを分配すると共に、セレクタ６８を介して装置内時計５８にクロックを分配する。また、ホールドオーバ部６６は全ての受信クロックが選択できないときに装置クロック状態を保持するために、クロック分配部６５からのクロックをＣＬＫセレクタ６３に供給すると共に、セレクタ６８を介して装置内時計５８に供給する。セレクタ６８は通常時にはクロック分配部６５を選択し、ホールドオーバ状態ではホールドオーバ部６６を選択し、選択したクロックを装置内時計５８に供給する。

＜ＰＴＰパケット＞
図１０乃至図１２を用いてＰＴＰパケットを説明する。図１０にＰＴＰフレームフォーマットを示す。ＰＴＰフレームは、プリアンブル／ＳＦＤに続いて、宛先アドレス、送信元アドレス、Ｔｙｐｅ（＝０ｘ８８Ｆ７）ＰＴＰパケット、ＦＣＳがある。

図１１にＰＴＰパケットの共通ヘッダの構成図を示す。ｔｒａｎｓｐｏｒｔＳｐｅｃｉｆｉｃはＵＤＰ、ＩＰなど下位レイヤーで使用される。ｍｅｓｓａｇｅＴｙｐｅはＰＴＰのメッセージ種別を表す（Ｓｙｎｃ、Ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ等）。ｖｅｒｓｉｏｎＰＴＰはＰＴＰのバージョンであり、発信元装置が持つ値になる。

ｍｅｓｓａｇｅＬｅｎｇｔｈはＰＴＰメッセージ中のトータルオクテット数。ｄｏｍａｉｎＮｕｍｂｅｒは所属するドメインを示す。ｆｌａｇＦｉｅｌｄはフラグを立てることでメッセージに含まれる性質を表す。ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄはナノセカンド［ｎｓｅｃ］オーダーでの時刻修正に用いる。ｓｏｕｒｃｅＰｏｒｔＩｄｅｎｔｉｔｙは送信元のポートＩＤを示す。ｓｅｑｕｅｎｃｅＩｄはメッセージのシーケンスＩＤを示す。ｃｏｎｔｒｏｌＦｉｅｌｄはメッセージタイプにより値が決められている（例：Ｓｙｎｃならば０ｘ００）。ｌｏｇＭｅｓｓａｇｅＩｎｔｅｒｖａｌは各メッセージのインターバルを示す。ｒｅｓｅｒｖｅｄは未使用であり、今後の拡張用に確保している。

図１２（Ａ）はＳｙｎｃメッセージ及び遅延要求メッセージのフォーマットを示す。Ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ ｈｅａｄｄｅｒに図１１の共通ヘッダが入り、ｏｒｉｇｉｎ Ｔｉｍｅｓｔａｍｐに送信側の時刻値が入る。

図１２（Ｂ）はＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージのフォーマットを示す。Ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ ｈｅａｄｄｅｒに図１１の共通ヘッダが入り、ｏｒｉｇｉｎ Ｔｉｍｅｓｔａｍｐに送信側の時刻値が入る。ｐｒｅｃｉｓｅＯｒｉｇｉｎ Ｔｉｍｅｓｔａｍｐに送信したＳｙｎｃメッセージ内のｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐの値が入る。

図１２（Ｃ）はＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐメッセージのフォーマットを示す。Ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ ｈｅａｄｄｅｒに図１１の共通ヘッダが入り、ｏｒｉｇｉｎ Ｔｉｍｅｓｔａｍｐに送信側の時刻値が入る。ｒｅｃｅｉｖｅ ＴｉｍｅｓｔａｍｐにＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージを受信した時刻値が入り、ｒｅｑｕｅｓｔｉｎｇＰｏｒｔＩｄｅｎｔｉｔｙに受信したＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージ内のｓｏｕｒｃｅＰｏｒｔＩｄｅｎｔｉｔｙ値が入る。なお、各メッセージのタイムスタンプ値は１０オクテットである。

図１２（Ｄ）はＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージのフォーマットを示す。Ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｓｓａｇｅ ｈｅａｄｄｅｒに図１１の共通ヘッダが入り、ｏｒｉｇｉｎＴｉｍｅｓｔａｍｐに送信側の時刻値が入る。ｃｕｒｒｅｎｔＵｔｃＯｆｆｓｅｔにＴＡＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｔｏｍｉｃ Ｔｉｍｅｓ：国際原子時）とＵＴＣ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｉｍｅ：協定世界時）間のオフセット時間が入る。ｇｒａｎｄｍａｓｔｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙ１にＢｅｓｔ Ｍａｓｔｅｒ Ｃｌｏｃｋ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍで使用され、０〜２５５間の整数値を取るグランドマスタクロックのｃｌｏｃｋＰｒｉｏｒｉｔｙ１の属性値が入る。

ｇｒａｎｄｍａｓｔｅｒＣｌｏｃｋＱｕａｌｉｔｙにグランドマスタクロックのｃｌｏｃｋＱｕａｌｉｔｙの属性値が入る。このｃｌｏｃｋＱｕａｌｉｔｙの属性値は、グランドマスタクロックからのトレーサビリティを表し０〜２５５間の整数値を取るｃｌｏｃｋＣｌａｓｓと、時刻の精度を表し１６進数２桁値を取るｃｌｏｃｋＡｃｃｕｒａｃｙと、時刻の安定性を表しアラン偏差で計算されるｏｆｆｓｅｔＳｃａｌｅｄＬｏｇＶａｒｉａｎｃｅで構成される。

また、ｇｒａｎｄｍａｓｔｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙ２に０〜２５５間の整数値を取るグランドマスタクロックのｃｌｏｃｋＰｒｉｏｒｉｔｙ２の属性値が入る。ｇｒａｎｄｍａｓｔｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙにベストマスタクロック・アルゴリズムで使用され８バイトの値であるグランドマスタクロックのｃｌｏｃｋＩｄｅｎｔｉｔｙの属性値が入る。ｓｔｅｐｓＲｅｍｏｖｅｄにグランドマスタクロックとローカルクロック間での経由値がはいる。ｔｉｍｅＳｏｕｒｃｅにグランドマスタクロックのタイムソース（原子時計、ＧＰＳ、ＰＴＰ等）が入る。

＜ＰＴＰによる時刻同期＞
図１３を用いてＰＴＰによる時刻同期方法を説明する。ＰＴＰではマスタとスレーブが存在する。図６のノードＮ２１，Ｎ２２間で考えた場合、ノードＮ２１がマスタ、ノードＮ２２がスレーブとなる。図１３における時刻ｔ１にマスタ側からスレーブ側にＳｙｎｃメッセージを送信する。スレーブ側でのＳｙｎｃメッセージの受信時刻をｔ２とする。スレーブ側ではＳｙｎｃメッセージもしくはＳｙｎｃメッセージの送信時刻ｔ１が含まれるＦｏｌｌｏｗ＿Ｕｐメッセージでｔ１の値を知ることができる。ｔ２−ｔ１でマスタからスレーブ方向への遅延込みのマスタとスレーブとの差分が分かる。この値をオフセットとする。

次に、スレーブは時刻ｔ３にＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑメッセージをマスタに送信する。マスタ側でのＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑ メッセージ受信時刻をｔ４とする。マスタはＤｅｌａｙ＿Ｒｅｑを受信するとｔ４を含むＤｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ メッセージをスレーブに送信する。Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐメッセージを受信することで、スレーブ側はｔ４の値を知ることができる。また、ｔ４−ｔ３でスレーブからマスタ方向への遅延込みのスレーブとマスタとの差分が分かる。スレーブ側でｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の値を使用して、伝送路遅延を測定した上で、マスタ側の時刻を元にスレーブ側へ時刻同期が行われる。

オフセット＝ｔ２−ｔ１
伝送路遅延＝［（ｔ２−ｔ１）＋（ｔ４−ｔ３）］／２

同期後スレーブ時刻＝同期前スレーブ時刻−オフセット＋伝送路遅延
このように、ＰＴＰではマスタからスレーブ方向への遅延と、スレーブからマスタ方向への遅延を足して、その平均値を伝送路遅延としている。図１３で、スレーブ時刻１３４に時刻同期が行われた場合、以下のようになる。

オフセット＝１０１−１２０＝−１９
伝送路遅延＝［（１０１−１２０）＋（１５１−１３０）］／２＝１
同期後スレーブ時刻＝１３４−（−１９）＋１＝１５４

図１４にベストマスタクロック・アルゴリズム部５７のアルゴリズムのフローチャートを示す。これは２つのＰＴＰポート（つまり受信インターフェース）Ａ，Ｂ間で品質を比較し、より品質の高いものを選択するアルゴリズムである。ＩＥＥＥ１５８８で定義されているＰＴＰのＡｎｎｏｕｎｃｅメッセージのパラメータ順に判定し、等しくない場合に品質の優劣を決定する。
ステップＳ１：ｃｌｏｃｋＩｄｅｎｔｉｔｙの比較。
ステップＳ２：ｃｌｏｃｋＰｒｉｏｒｉｔｙ１の比較。
ステップＳ３：ｃｌｏｃｋＣｌａｓｓの比較。
ステップＳ４：ｃｌｏｃｋＡｃｃｕｒａｃｙの比較。
ステップＳ５：ｏｆｆｓｅｔＳｃａｌｅｄＬｏｇＶａｒｉａｎｃｅの比較。
ステップＳ６：ｃｌｏｃｋＰｒｉｏｒｉｔｙ２の比較。
ステップＳ７：ｃｌｏｃｋＩｄｅｎｔｉｔｙの比較。

＜選択動作＞
図６に示すノードＮ２３における選択動作について説明する。受信インターフェース４１ａ及び送信インターフェース４３ａがノードＮ２２に接続し、受信インターフェース４１ｂ及び送信インターフェース４３ｂがノードＮ２４と接続しているとする。すなわち、受信インターフェース４１ａはＳｙｎｃ−Ｅで機能し、受信インターフェース４１ｂがＰＴＰのスレーブとして動作する。

Ｓｙｎｃ−Ｅ処理部６１は受信インターフェース４１ａで受信したＥＳＭＣからＳＳＭ値を抽出する。このときのＳＳＭ値はノードＮ２２が送出するＳＳＭ値である。ノードＮ２２は既にノードＮ２１と同期が取れているため、ノードＮ２３で受信するＳＳＭ値は０ｘ０２となる。

一方、ＰＴＰは受信インターフェース４１ｂのみで行われるのでベストマスタクロック・アルゴリズム部５７は受信インターフェース４１ｂからの情報を選択する。すなわち装置内時計５８は受信インターフェース４１ｂからのＰＴＰパケットに時刻同期する。また、ＰＴＰクロック抽出部５９は受信ＰＴＰパケットからクロックを抽出する。

ベストマスタクロック・アルゴリズム部５７はＰＴＰのクロックとなった受信インターフェース４１ｂで受信するＰＴＰパケットからＰＴＰクロック品質情報を抽出し、ＳＳＭ変換部６７によりＳＳＭ値に変換する。これがＰＴＰのＳＳＭによるクロック品質となる。

ＳＳＭ変換部６７は図１５に示すようなＰＴＰクロック品質とＳＳＭの対応テーブルを有している。図１５では、ＰＴＰクロッククラス＝６がＳＳＭ＝「０１００」（下位４ビットを２進表示）に対応し、ＰＴＰクロッククラス＝１３がＳＳＭ＝「１０００」に対応し、ＰＴＰクロッククラス＝５２，５８，１８７，１９３，２４８，２５５がＳＳＭ＝「１０１１」に対応し、ＰＴＰクロッククラス＝０−５，７，８−１２，１４，１５−５１，５３−５７，５９−１８６，１８８−１９２，１９４−２４７，２４９−２５４がＳＳＭ＝「１１１１」に対応している。この対応関係はオペレータによる設定で実施される。図１５の例ではＰＴＰのクロック精度をＳＳＵ−Ａ相当とみなし、ＳＳＭ＝「０１００」と定義している。

上記のＳｙｎｃ−Ｅのクロック品質とＰＴＰのクロック品質をＳＳＭ値で比較するとＳｙｎｃ−Ｅのクロック（ＳＳＭ＝０ｘ０２）の方がＰＴＰのクロック（ＳＳＭ＝０ｘ０４）より高優先であるため、ノードＮ２３では受信インターフェース４１ｂ、すなわちＳｙｎｃ−Ｅ側でのクロックを選択する。この場合、送信インターフェース４３ｂの出力するＳＳＭはタイミングループ防止のためＤＮＵ（ＳＳＭ＝０ｘ０Ｆ）となる。また、送信インターフェース４３ａはスレーブのためＰＴＰパケットを送出しない。

同様の切替え動作によりクロック同期はマスタクロック４０、ノードＮ２１、ノードＮ２２、ノードＮ２３の順に伝送路クロックによって実現される。各ノードで同期したクロックは装置クロックとして使われる。クロック分配部６５では装置クロックを適切なクロック周波数に変換し、各送信インターフェース４３ａ〜４３ｃのＰＨＹ部５３で使用するクロックとして分配する。ＰＨＹ部５３はこのクロックに同期して信号を送信する。また、装置内時計５８を動作させるためにも基準となるクロックが必要であるのでクロック分配部は装置内時計５８用のクロックを生成して、装置内時計５８に分配する。これにより装置内時計５８の時刻も装置クロックに同期することができる。

＜障害時の動作＞
ここで、障害により全ての伝送路及びＰＴＰよりクロック抽出ができなくなった場合について考える。このとき装置クロックはホールドオーバ状態になる。すなわち、以前の周波数を保持する。また、装置内時計５８も同様にホールドオーバとなる。本実施形態では、セレクタ６８を設けて装置クロックと装置内時刻用のホールドオーバ部６６を共通化し、回路規模の削減を実現している。

図１６に示すように、ノードＮ２１とノードＮ２２間のＳｙｎｃ−Ｅ（１）で障害が発生した場合の切替え動作は次の通りとなる。
（１）障害発生前はノードＮ２２が受信するＳＳＭ値はＳｙｎｃ−Ｅ（１）から０ｘ０２（ＰＲＣ）、Ｓｙｎｃ−Ｅ（４）からは０ｘ０Ｆ（ＤＮＵ）である。
（２）障害（伝送路の断線等）によりノードＮ２２が伝送路障害を検出する。
（３）ノードＮ２２はＳｙｎｃ−Ｅ（１）を使用不可と判断する。
（４）ノードＮ２２は使用可能なクロック源がなくなるため、ホールドオーバに遷移し、ホールドオーバクロックを使用する。このときは装置内時計５８も同一のホールドオーバクロックを使用する。
（５）ノードＮ２２の選択クロックがホールドオーバになるため、送信するＳＳＭは０ｘ０Ｂ（ＳＥＣ）になる。
（６）ノードＮ２３はＳｙｎｃ−Ｅ（２）のＳＳＭが０ｘ０Ｂに変化したことをトリガにしてＳｙｎｃ−Ｅ（２）とＰＴＰ（３）のクロック品質を比較する。Ｓｙｎｃ−Ｅ（２）のＳＳＭが０ｘ０Ｂ、ＰＴＰ（３）のＳＳＭが０ｘ０４なのでＰＴＰ（３）のクロックが高優先となる。
（７）ノードＮ２３は（６）の結果を基にクロック源を切替える。つまり、ＰＴＰ（３）をクロック源とする。
（８）ノードＮ２３はＳＳＭを０ｘ０４としてＥＳＭＣを送出する。Ｓｙｎｃ−Ｅ（４）はタイミングループが起こらないので０ｘ０Ｆではなく０ｘ０４を送出する。
（９）ノードＮ２２はＳｙｎｃ−Ｅ（４）からのＳＳＭが０ｘ０Ｆから０ｘ０４に変化したため、Ｓｙｎｃ−Ｅ（４）が選択可能となる。それによりＳｙｎｃ−Ｅ（４）を選択する。

＜ＰＴＰ周期監視＞
図１７に示すように、ＰＴＰ区間において障害が発生した場合、ＰＴＰスレーブであるノードＮ２３はその障害を直接検知できない。その場合はＰＴＰパケットが届かなくなるため、スレーブ側で障害を間接的に検知できる。この障害発生時にはＰＴＰによるクロック抽出ができなくなるが、クロック障害となるにもかかわらず切替えができない。

これを回避するために、ＰＴＰ受信処理部５６にてポート毎（つまり受信インターフェース毎）にＰＴＰを周期監視し、ある一定時間以上ＰＴＰパケットが来ない場合にはクロックを使用不可と判断し、ＳＳＭ変換部６７でのＳＳＭ値を０ｘ０Ｆ（ＤＮＵ）にする。ＤＮＵになることで該当クロックを使用不可と判断し、ＳＳＭセレクタ６２で選択対象から外す。これによって隣接しない伝送路の障害におけるＰＴＰクロックの障害においても問題なく通常のＳＳＭによる切替えが可能となる。

図１８にノード装置の各ノードにおける状態遷移図を示す。ここで、監視インターバル（Ｉｎｔｅｒｖａｌ）の初期値は０ｓｅｃであり、ＰＴＰパケット受信回数（ｎ），ＰＴＰパケットを受信しなかった回数（ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ），品質劣化状態（ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ），品質回復状態（ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ），ＰＴＰ断状態からの復旧（ｒｅｃｏｖｅｒｒｙ）それぞれの初期値は０である。図１８では、例えばＰＴＰ同期状態ではｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３となったときＰＴＰ品質劣化状態に遷移し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝３となったときＰＴＰ断状態に遷移することを示している。また、ＰＴＰ品質劣化状態ではｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝３となったときＰＴＰ同期状態に遷移し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝３となったときＰＴＰ断状態に遷移することを示している。また、ＰＴＰ準同期状態ではｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝３となったときＰＴＰ同期状態に遷移し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３となったときＰＴＰ品質劣化状態に遷移し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝１となったときＰＴＰ断状態に遷移する。

図１９はＰＴＰ受信処理部５６がポート毎（受信インターフェース毎）に実行するＰＴＰパケット監視開始のフローチャートを示す。ステップＳ１１でｒｅｃｏｖｅｒｒｙ＝０として、Ｉｎｔｅｒｖａｌ（所定期間）のカウントを開始する。ステップＳ１２でＩｎｔｅｒｖａｌの間、ＰＴＰパケットの受信を待つ。ステップＳ１３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信したか否かを判別し、受信していない場合には、ステップＳ１４でｒｅｃｏｖｅｒｒｙ＝０としてステップＳ１２に進む。

ＰＴＰパケットを受信した場合には、ステップＳ１５でｒｅｃｏｖｅｒｒｙに１を加算し、ｎに１を加算する。この後、ステップＳ１６でｒｅｃｏｖｅｒｒｙ＝１であるか否かを判別し、ｒｅｃｏｖｅｒｒｙ≠１であればステップＳ１２に進み、ｒｅｃｏｖｅｒｒｙ＝１であればステップＳ１７でＰＴＰ準同期状態に遷移する。

図２０はＰＴＰ受信処理部５６が実行するＰＴＰ準同期状態開始のフローチャートを示す。ステップＳ２１でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝０とし、ステップＳ２２でＩｎｔｅｒｖａｌの間、ＰＴＰパケットの受信を待つ。ステップＳ２３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信したか否かを判別し、受信していない場合には、ステップＳ２４でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔに１を加算する。この後、ステップＳ２５でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝１であるか否かを判別し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ≠１であればステップＳ２２に進み、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝１であればステップＳ２６でＰＴＰ断状態に遷移する。

ステップＳ２３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信した場合には、ステップＳ２７で受信時刻Ｔ（ｎ）を記録し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝０とする。この後、ステップＳ２８でｎ＝０であるか否かを判別し、ｎ＝０であればステップＳ２９でｎに１を加算してステップＳ２２に進む。ｎ≠０であればステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１ではＴ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝１±αであるか否かを判別する。ここで、αは誤差を表す所定値である。Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝１±αであればステップＳ３２でｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐに１を加算し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝０とする。その後、ステップＳ３３でｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝３であるか否かを判別し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ≠３であればステップＳ２９でｎに１を加算してステップＳ２２に進む。ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝３であればステップＳ３４で当該ポートを選択肢に追加して、ＰＴＰ同期状態に遷移する。

ステップＳ３１でＴ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）≠１±αであればステップＳ３５でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎに１を加算し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝０とする。その後、ステップＳ３６でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３であるか否かを判別し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ≠３であればステップＳ２９でｎに１を加算してステップＳ２２に進む。ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３であればステップＳ３７で当該ポートを選択肢から外し、ＰＴＰ品質劣化状態に遷移する。

図２１はＰＴＰ受信処理部５６が実行するＰＴＰ同期状態開始のフローチャートを示す。ステップＳ４１でＰＴＰ同期状態を開始すると、ステップＳ４２でＩｎｔｅｒｖａｌの間、ＰＴＰパケットの受信を待つ。ステップＳ４３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信したか否かを判別し、受信していない場合には、ステップＳ４４でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔに１を加算する。この後、ステップＳ４５でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝３であるか否かを判別し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ≠３であればステップＳ４２に進み、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝３であればステップＳ４６で当該ポートを選択肢から外し、ＰＴＰ断状態に遷移する。

ステップＳ４３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信した場合には、ステップＳ４７で受信時刻Ｔ（ｎ）を記録し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝０とする。この後、ステップＳ４８でｎ＝０であるか否かを判別し、ｎ＝０であればステップＳ４９でｎに１を加算してステップＳ４２に進む。ｎ≠０であればステップＳ５１に進む。

ステップＳ５１ではＴ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝１±αであるか否かを判別する。Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝１±αであればステップＳ５２でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝０とし、ステップＳ４９でｎに１を加算してステップＳ４２に進む。ステップＳ５１でＴ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）≠１±αであればステップＳ５３でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎに１を加算する。その後、ステップＳ５４でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３であるか否かを判別し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ≠３であればステップＳ４９でｎに１を加算してステップＳ４２に進む。ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３であればステップＳ５５で当該ポートを選択肢から外し、ＰＴＰ品質劣化状態に遷移する。

図２２はＰＴＰ受信処理部５６が実行するＰＴＰ品質劣化状態開始のフローチャートを示す。ステップＳ６１でｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝０，ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝０とし、ステップＳ６２でＩｎｔｅｒｖａｌの間、ＰＴＰパケットの受信を待つ。ステップＳ６３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信したか否かを判別し、受信していない場合には、ステップＳ６４でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔに１を加算する。この後、ステップＳ６５でｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝３であるか否かを判別し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ≠３であればステップＳ６２に進み、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝３であればステップＳ６６でＰＴＰ断状態に遷移する。

ステップＳ６３でＩｎｔｅｒｖａｌの間にＰＴＰパケットを受信した場合には、ステップＳ６７で受信時刻Ｔ（ｎ）を記録し、ｎｏ＿ｐａｃｋｅｔ＝０とする。この後、ステップＳ６８でｎ＝０であるか否かを判別し、ｎ＝０であればステップＳ６９でｎに１を加算してステップＳ６２に進む。ｎ≠０であればステップＳ７１に進む。

ステップＳ７１ではＴ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝１±αであるか否かを判別する。Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝１±αであればステップＳ７２でｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐに１を加算し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝０とする。その後、ステップＳ７３でｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝３であるか否かを判別し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ≠３であればステップＳ６９でｎに１を加算してステップＳ６２に進む。ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝３であればステップＳ７４で当該ポートを選択肢に追加して、ＰＴＰ同期状態に遷移する。

ステップＳ７１でＴ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）≠１±αであればステップＳ７５でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎに１を加算し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｕｐ＝０とする。その後、ステップＳ７６でｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３であるか否かを判別し、ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ≠３であればステップＳ６９でｎに１を加算してステップＳ６２に進む。ｑｕａｌｉｔｙ＿ｄｏｗｎ＝３であればステップＳ７７で当該ポートを選択肢に追加して、ＰＴＰ品質劣化状態に遷移する。

＜ＰＴＰクロック品質とＳＳＭの対応テーブルの他の実施形態＞
ＰＴＰクロック品質とＳＳＭの対応テーブルは、図１５に示すようにＰＴＰを既存のＳＳＭに当てはめたもの以外に、ＲｅｓｅｒｖｅｄとなっているＳＳＭにＰＴＰクロック品質を表すＳＳＭを定義することもできる。この場合のＰＴＰクロック品質とＳＳＭの対応テーブルを図２３に示す。

図２３では、ＰＴＰクロッククラス＝６をＳＳＭ＝「００１１」に対応させ、ＰＴＰクロッククラス＝１３をＳＳＭ＝「０１０１」に対応させ、ＰＴＰクロッククラス＝５２，５８をＳＳＭ＝「０１１０」に対応させ、ＰＴＰクロッククラス＝１８７，１９３をＳＳＭ＝「０１１１」に対応させ、ＰＴＰクロッククラス＝２４８，２５５をＳＳＭ＝「１００１」に対応させ、ＰＴＰクロッククラス＝０−５，７，８−１２，１４，１５−５１，５３−５７，５９−１８６，１８８−１９２，１９４−２４７，２４９−２５４をＳＳＭ＝「１１１１」に対応させている。この対応関係はオペレータによる設定で実施される。

また、図２３におけるＳＳＭの値と優先順位の関係は。図２４に示す通り、優先順位をＳＳＭの値の順としている。

＜第２実施形態＞
図２５はノードＮ２１，Ｎ２２，Ｎ２３となるノード装置の第２実施形態のブロック図を示す。図２５において図９と同一部分には同一符号を付す。図９の第１実施形態ではＰＴＰクロック抽出をベストマスタクロック・アルゴリズム部５７の後段のＰＴＰクロック抽出部５９で行っているのに対し、図２５の第２実施形態では受信インターフェース４１ａ〜４１ｃそれぞれでＰＴＰクロック抽出を行う。このために、受信インターフェース４１ａ〜４１ｃ内のＰＴＰ検出処理及びクロック抽出部７１はＰＴＰパケット検出を行うと共にＰＴＰ実現のため受信時刻を生成するのに加えて、ＰＴＰクロック抽出部５９と同様のＰＴＰクロック抽出を行う。受信インターフェース４１ａ〜４１ｃ内のＰＴＰ検出処理及びクロック抽出部７１で抽出されたＰＴＰクロックはクロック機能部４２内のＣＬＫセレクタ７２に供給される。ＣＬＫセレクタ７２はＳＳＭセレクタ６２からの選択情報によりＳｙｎｃ−Ｅ処理部６１からの受信クロックと各ＰＴＰ検出処理及びクロック抽出部７１からのＰＴＰクロックのいずれか１つを選択する。

この実施形態ではＰＨＹ部４５近傍でのクロック抽出のため、後段のＭＡＣ部４６、ＮＰ部４７やクロック機能部４２の各機能におけるパケット遅延や揺らぎが加わらないため、受信クロックの品質低下の要因を除くことができる。

＜第３実施形態＞
図２６はノードＮ２１，Ｎ２２，Ｎ２３となるノード装置の第３実施形態のブロック図を示す。図２５において図９と同一部分には同一符号を付す。図９の第１実施形態ではクロックの品質を比べて最も高い品質の受信クロックを選択するのに対して、図２６の第３実施形態では受信インターフェース４１ａ〜４１ｃそれぞれのポートに予めプライオリティを設定しておき、ポートのプライオリティに応じて受信クロックを選択する。

図２６において、受信インターフェース４１ａ〜４１ｃそれぞれのＰＨＹ部４５で抽出された受信クロックはクロック機能部４２内のＳｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１に供給される。Ｓｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１は受信インターフェース４１ａ〜４１ｃから供給される受信クロックを受信すると共に、Ｓｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１は各受信クロックの断検出を行う。

Ｐｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２は、Ｓｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１からの各受信クロックの断検出信号と後述する断情報変換部８５からのクロック断情報から、断していないクロックの中で最もプライオリティの高いクロックを選択するための選択情報を生成してＣＬＫセレクタ８３に供給する。

また、受信インターフェース４１ａ〜４１ｃそれぞれのＰＴＰ検出処理部４８で検出されたＰＴＰパケットはクロック機能部４２内のＰＴＰクロック抽出部８７に供給される。ＰＴＰクロック抽出部８７はポート毎に受信ＰＴＰパケットからＰＴＰクロック抽出部５９と同様にＰＴＰクロックを抽出してＣＬＫセレクタ８３に供給する。断情報変換部８５にはベストマスタクロック・アルゴリズム部５７にて選択したクロック源のＰＴＰクロック品質情報が供給されており、断情報変換部８５は上記ＰＴＰ品質情報から断検出情報を得てＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２に供給する。ＣＬＫセレクタ８３はＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２から供給される選択情報に応じて、Ｓｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１から供給される各受信クロックとＰＴＰクロック抽出部８７から供給される各ＰＴＰクロックから１つのクロックを選択してＰＬＬ６４に供給する。

図２７はＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２が実行する選択処理のフローチャートを示す。この処理の前提条件として、Ｐｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２にはクロック源として使用するポートを指定し、指定したポートに対してプライオリティを付ける。例えば、受信インターフェース４１ａで受信されＳｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１から出力される受信クロックをプライオリティ＝１としてＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２に登録する。また、受信インターフェース４１ｂで受信されＳｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１から出力される受信クロックをプライオリティ＝２としてＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２に登録する。また、受信インターフェース４１ｃで受信されＳｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１から出力される受信クロックをプライオリティ＝３としてＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２に登録する。

更に、受信インターフェース４１ａのＰＴＰ検出処理部４８で抽出されたＰＴＰクロックをプライオリティ＝４としてＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２に登録する。更に、ホールドオーバ部６６で保持したクロックをプライオリティ＝５としてＰｒｉｏｒｉｔｙセレクタ８２に登録する。ＰＬＬ６４がフリーラン状態のプライオリティは登録されない。

図２７において、ステップＳ８１でＰＬＬ６４をフリーラン状態とする。次に、ステップＳ８２で使用可能なクロックがあるか否かを判別し、使用可能なクロックがなければステップＳ８１に戻る。使用可能なクロックがあれば、ステップＳ８３でプライオリティ＝１のクロック（受信インターフェース４１ａで受信されＳｙｎｃ−Ｅ処理及びクロック断検出部８１から出力される受信クロック）の断検出の有無を判別する。断検出がなければステップＳ８４でプライオリティ＝１のクロックを選択する選択情報を生成しステップＳ９２でクロック状態の変化待ちを行ってステップＳ８３に進む。

ステップＳ８３でプライオリティ＝１のクロックの断検出があればステップＳ８５でプライオリティ＝２のクロックの断検出の有無を判別する。断検出がなければステップＳ８６でプライオリティ＝２のクロックを選択する選択情報を生成しステップＳ９２でクロック状態の変化待ちを行ってステップＳ８３に進む。

ステップＳ８５でプライオリティ＝２のクロックの断検出があればステップＳ８７でプライオリティ＝３のクロックの断検出の有無を判別する。断検出がなければステップＳ８８でプライオリティ＝３のクロックを選択する選択情報を生成しステップＳ９２でクロック状態の変化待ちを行ってステップＳ８３に進む。

ステップＳ８７でプライオリティ＝３のクロックの断検出があればステップＳ８９でプライオリティ＝４のクロックの断検出の有無を判別する。断検出がなければステップＳ９０でプライオリティ＝４のクロックを選択する選択情報を生成しステップＳ９２でクロック状態の変化待ちを行ってステップＳ８３に進む。

ステップＳ８９でプライオリティ＝４のクロックの断検出があればステップＳ９１でプライオリティ＝５のクロックを選択する選択情報を生成しステップＳ９２でクロック状態の変化待ちを行ってステップＳ８３に進む。

上記の各実施形態によれば、伝送路からクロック抽出するＳｙｎｃ−Ｅ機能及びパケットを伝送媒体としたＰＴＰからのクロック抽出機能の両方を有した上で、品質情報を与えることによりＰＴＰから抽出したクロックも他の伝送路から抽出したクロックと同等の扱いにし、それらクロック候補から品質情報を元に最良のクロックに切替えることで、Ｓｙｎｃ−Ｅ非対応のノード装置がネットワーク内に存在した場合や伝送路や装置異常が発生した場合にも、パケットを伝送媒体としたＰＴＰからのクロックにより、ネットワークにおけるクロック同期を維持することができる。

また、ＰＴＰパケットの周期監視機能を持たせることにより、一定時間以上ＰＴＰパケットが到達しない場合に、ＰＴＰからのクロック抽出の品質劣化を判定することができる。

また、伝送路から抽出した装置クロックを装置内時計のカウントアップにも利用することで、ＰＴＰによる時刻同期機能が断になった場合でも、各伝送装置の時刻に用いられるカウント精度を維持することができる。

また、伝送装置内におけるホールドオーバ部を装置クロックと装置内時刻用で共通化することにより、従来に比べて低消費電力化と小型化を図ることができる。
（付記１）
ネットワークを構成するノード装置において、
前記複数の伝送路から受信した時刻同期用の第１パケットからクロックを抽出する第１クロック抽出手段と、
ネットワークの複数の伝送路に接続され、前記複数の伝送路から受信した信号からクロックを抽出する第２クロック抽出手段と、
前記第１クロック抽出手段で抽出されたクロックと前記第２クロック抽出手段で抽出されたクロックのうちいずれか１つのクロックを選択するクロック選択手段と、
を有し、前記クロック選択手段で選択したクロックに装置クロックを同期させることを特徴とするノード装置。
（付記２）
付記１記載のノード装置において、
前記複数の伝送路から受信した時刻同期用の第１パケットから第１パケットのクロック品質情報を抽出する第１パケットクロック品質情報抽出手段と、
前記複数の伝送路から受信したクロック品質情報を含む第２パケットから前記複数の伝送路の伝送路クロック品質情報を抽出する伝送路クロック品質情報抽出手段と、を有し、
前記クロック選択手段は、前記複数の伝送路の伝送路クロック品質情報と前記第１パケットのクロック品質情報とを比較して最も品質の良いクロックを選択する
ことを特徴とするノード装置。
（付記３）
付記２記載のノード装置において、
前記クロック選択手段は、前記第１パケットクロック品質情報抽出手段からの第１パケットのクロック品質情報を前記伝送路クロック品質情報に変換する変換手段と、
前記伝送路クロック品質情報抽出手段からの前記複数の伝送路の伝送路クロック品質情報と前記変換手段からの伝送路クロック品質情報を比較して最も品質の良いクロックを選択する比較選択手段と、
を有することを特徴とするノード装置。
（付記４）
付記３記載のノード装置において、
前記複数の伝送路からの前記第１パケットの到着周期を監視して前記第１パケットが所定時間以上到着しないとき前記第１パケットが到着しない伝送路のクロック品質情報の劣化と判定して前記比較選択手段に通知する第１パケット周期監視手段を
有することを特徴とするノード装置。
（付記５）
付記１記載のノード装置において、
前記クロック選択手段は、伝送路毎に前記第１クロック抽出手段と前記第２クロック抽出手段に予め設定されている優先度に従って、前記複数の伝送路から前記第１クロック抽出手段で抽出されたクロックと前記第２クロック抽出手段で抽出されたクロックのうち最も優先度の高い１つのクロックを選択することを特徴とするノード装置。
（付記６）
請求項２乃至４のいずれか１項に記載のノード装置において、
前記複数の伝送路から受信した時刻同期用の第１パケットからベストマスタクロック・アルゴリズムを用いて第１パケットを選択し、選択した第１パケットの時刻情報に装置内時計を合わせこむ第１パケット選択手段を有し、
前記第１パケット選択手段で選択した第１パケットを第１クロック抽出手段及び第１パケットクロック品質情報抽出手段に供給する
ことを特徴とするノード装置。
（付記７）
付記３記載のノード装置において、
前記変換手段は、前記第１パケットのクロック品質情報を前記伝送路クロック品質情報に変換するテーブル
を有することを特徴とするノード装置。
（付記８）
付記６記載のノード装置において、
前記クロック選択手段で選択したクロックを前記装置内時計に供給する
ことを特徴とするノード装置。
（付記９）
付記８記載のノード装置において、
前記第１クロック抽出手段及び第２クロック抽出手段でクロックを抽出できないとき、前記クロック選択手段で選択したクロックを前記クロック選択手段にフィードバック刷るホールドオーバ部を有し、
前記ホールドオーバ部の出力するクロックを前記装置内時計に供給する
ことを特徴とするノード装置。

４１ａ〜４１ｃ 受信インターフェース
４３ クロック機能部
４３ａ〜４３ｃ 送信インターフェース
４５，５３ ＰＨＹ部
４６，５２ ＭＡＣ部
４７，５１ ＮＰ部
４８ ＰＴＰ検出処理部
５６ ＰＴＰ受信処理部
５７ ベストマスタクロック・アルゴリズム部
５８ 装置内時計
５９ ＰＴＰクロック抽出部
６１ Ｓｙｎｃ−Ｅ処理部
６２ ＳＳＭセレクタ
６３ ＣＬＫセレクタ
６４ ＰＬＬ
６５ クロック分配部
６６ ホールドオーバ部
６７ ＳＳＭ変換部
６８ セレクタ

Claims (8)

1. 非同期パスを介して受信した同期情報に基づくクロックを抽出する第１クロック抽出手段と、
   同期パスで伝送された信号からクロックを抽出する第２クロック抽出手段と、
   前記第１クロック抽出手段で抽出されたクロックと前記第２クロック抽出手段で抽出されたクロックの何れかに基づいて同期信号を伝送することを特徴とするノード装置。
2. 前記同期情報は、他ノード装置と時刻同期ための情報であることを特徴とする請求項１に記載のノード装置。
3. 前記同期パスは、同期イーサーネットであることを特徴とする請求項１又は２記載のノード装置。
4. 前記同期情報は、ＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって伝送されることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載のノード装置。
5. 前記非同期パスを介して受信した同期情報から抽出される第１クロック品質情報と、前記同期パスで伝送された信号から抽出されたクロックの品質を示す第２クロック品質情報と、に基いて、何れかのクロックを選択する
   ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載のノード装置。
6. 前記第１クロック品質情報を、前記第２クロック品質情報に対応する品質情報に変換する変換手段と、
   前記第２クロック品質情報と、前記変換された第１クロック品質情報と、に基いて、何れかのクロックを選択する選択手段と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のノード装置。
7. 前記同期情報が所定時間以上到着しないとき、前記同期情報が到着しない伝送路の第１クロック品質情報の劣化と判定して、前記劣化と判定された第１クロック情報と前記第２クロック品質情報と、に基いて、何れかのクロックを選択する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のノード装置。
8. 伝送路毎に前記第１クロック抽出手段と前記第２クロック抽出手段に予め設定されている優先度に従って、前記伝送路から前記第１クロック抽出手段で抽出されたクロックと前記第２クロック抽出手段で抽出されたクロックのうち何れかのクロックを選択することを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載のノード装置。
   

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