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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025007883
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】通信装置及び通信システム
(51)【国際特許分類】
H04L 7/00 20060101AFI20250109BHJP
【ＦＩ】
H04L7/00 990
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023109591
(22)【出願日】2023-07-03
(71)【出願人】
【識別番号】591004146
【氏名又は名称】平河ヒューテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】魏 舒
(72)【発明者】
【氏名】任 光輝
【テーマコード（参考）】
5K047
【Ｆターム（参考）】
5K047AA18
5K047GG56
(57)【要約】
【課題】複数のグランドマスタが同時期に障害を起こした場合でも、スレーブに対して時刻同期で通信を行うことができる通信装置及び通信システムを提供する。
【解決手段】通信装置３は、ＰＴＰパケットを送受信するパケット送受信部３０１と、グランドマスタ装置２の障害を検出する障害検出部３０２と、障害検出部３０２により対応するグランドマスタ装置２、及び他のグランドマスタ装置２の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成し、当該ＰＴＰパケットを他の通信装置３及びスレーブ装置４との間で送受信するようにパケット送受信部３０１を制御するパケット生成部３０３とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】通信装置３は、ＰＴＰパケットを送受信するパケット送受信部３０１と、グランドマスタ装置２の障害を検出する障害検出部３０２と、障害検出部３０２により対応するグランドマスタ装置２、及び他のグランドマスタ装置２の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成し、当該ＰＴＰパケットを他の通信装置３及びスレーブ装置４との間で送受信するようにパケット送受信部３０１を制御するパケット生成部３０３とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基準時刻を含む時刻同期用パケットを送信する複数のマスタ装置のうちの１つの前記マスタ装置に対応して設けられ、他の前記マスタ装置に対応して設けられた他の通信装置との間でスレーブ装置が共通に接続される通信装置であって、
対応する前記マスタ装置、前記他の通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、
を備えた通信装置。
対応する前記マスタ装置、前記他の通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、
を備えた通信装置。
【請求項2】
前記パケット生成部は、前記他の通信装置から受信した前記時刻同期用パケットのうち自己が生成した前記時刻同期用パケットを無効とするように制御する、
請求項１に記載の通信装置。
請求項１に記載の通信装置。
【請求項3】
前記パケット生成部は、前記自己が生成した時刻同期用パケットに自己を識別する識別情報を付与し、前記識別情報に基づいて前記自己が生成した時刻同期用パケットを無効とするように制御する、
請求項２に記載の通信装置。
請求項２に記載の通信装置。
【請求項4】
前記識別情報は、前記時刻同期用パケットを前記他の通信装置に送信するポートのポート番号である、
請求項３に記載の通信装置。
請求項３に記載の通信装置。
【請求項5】
前記パケット生成部が生成する前記時刻同期用パケットは、他の前記通信装置のパケット生成部が生成する前記時刻同期用パケットとの間に優先順位が定められており、
前記時刻同期処理部は、前記優先順位に従い前記時刻同期用パケットに基づく時刻同期処理を行う、
請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
前記時刻同期処理部は、前記優先順位に従い前記時刻同期用パケットに基づく時刻同期処理を行う、
請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項6】
前記時刻同期処理部は、前記基準時刻に基づいて前記自己の時刻を補正した履歴情報を記憶する記憶部を備え、前記パケット生成部が自走モードで前記時刻同期用パケットを生成するとき、前記履歴情報から補正の傾向を抽出し、前記補正の傾向が反映するように前記自己の時刻を補正する、
請求項１に記載の通信装置。
請求項１に記載の通信装置。
【請求項7】
基準時刻を含む時刻同期用パケットを送信する複数のマスタ装置と、
前記複数のマスタ装置の各々に対応して設けられ、スレーブ装置が共通に接続される複数の通信装置と、を有する通信システムであって、
前記複数の通信装置の各々は、
対応する前記マスタ装置、他の前記通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び他の前記マスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、
を備えた通信システム。
前記複数のマスタ装置の各々に対応して設けられ、スレーブ装置が共通に接続される複数の通信装置と、を有する通信システムであって、
前記複数の通信装置の各々は、
対応する前記マスタ装置、他の前記通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び他の前記マスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、
を備えた通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、複数のグランドマスタを運用するＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを利用した同期通信システムにおいて、複数のグランドマスタから安定動作するグランドマスタを選出し、高精度な時刻同期方式のＰＴＰ（Precision Time Protocol）に基づく時刻同期で通信を行う同期通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【0003】
特許文献１に記載された同期通信システムは、ＧＰＳ時刻に同期したＧＭクロックを発生する複数のグランドマスタを備えるＩＰネットワークを利用した同期通信システムにおいて、当該複数のグランドマスタの中から安定動作するグランドマスタを選出し、ＰＴＰに基づく時刻同期で通信を行う複数の通信装置を備え、複数の通信装置の各々は、通信確立した複数台の他の通信装置からＰＴＰメッセージを取得するＰＴＰメッセージ送受信部と、取得されたＰＴＰメッセージを基に複数のグランドマスタ候補から１つを選出するためのパラメータを抽出するグランドマスタ候補選出部と、当該パラメータを基に、標準規格ＩＥＥＥ１５８８ ｖ２で規定されたＢＭＣＡ（Best Master Clock Algorithm）を改良したアルゴリズムに従って１つのグランドマスタを選出するグランドマスタ選出部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－８７０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＩＰネットワークが有する複数のグランドマスタが同時期に障害を起こすことは希であるが、このような場合、従来の通信装置ではスレーブに対して時刻同期で通信を行うことができなくなるという問題がある。
【0006】
本発明の課題は、複数のグランドマスタが同時期に障害を起こした場合でも、スレーブに対して時刻同期で通信を行うことができる通信装置及び通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
［１］基準時刻を含む時刻同期用パケットを送信する複数のマスタ装置のうちの１つの前記マスタ装置に対応して設けられ、他の前記マスタ装置に対応して設けられた他の通信装置との間でスレーブ装置が共通に接続される通信装置であって、
対応する前記マスタ装置、前記他の通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、を備えた通信装置。
［２］前記パケット生成部は、前記他の通信装置から受信した前記時刻同期用パケットのうち自己が生成した前記時刻同期用パケットを無効とするように制御する、前記［１］に記載の通信装置。
［３］前記パケット生成部は、前記自己が生成した時刻同期用パケットに自己を識別する識別情報を付与し、前記識別情報に基づいて前記自己が生成した時刻同期用パケットを無効とするように制御する、前記［２］に記載の通信装置。
［４］前記識別情報は、前記時刻同期用パケットを前記他の通信装置に送信するポートのポート番号である、前記［３］に記載の通信装置。
［５］前記パケット生成部が生成する前記時刻同期用パケットは、他の前記通信装置のパケット生成部が生成する時刻同期用パケットとの間に優先順位が定められており、
前記時刻同期処理部は、前記優先順位に従い前記時刻同期用パケットに基づく時刻同期処理を行う、前記［１］から［４］のいずれか１つに記載の通信装置。
［６］前記時刻同期処理部は、前記基準時刻に基づいて前記自己の時刻を補正した履歴情報を記憶する記憶部を備え、前記パケット生成部が自走モードで前記時刻同期用パケットを生成するとき、前記履歴情報から補正の傾向を抽出し、前記補正の傾向を考慮して前記自己の時刻を補正する、前記［１］に記載の通信装置。
［７］基準時刻を含む時刻同期用パケットを送信する複数のマスタ装置と、
前記複数のマスタ装置の各々に対応して設けられ、スレーブ装置が共通に接続される複数の通信装置と、を有する通信システムであって、
前記複数の通信装置の各々は、
対応する前記マスタ装置、他の前記通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び他の前記マスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、を備えた通信システム。
対応する前記マスタ装置、前記他の通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、を備えた通信装置。
［２］前記パケット生成部は、前記他の通信装置から受信した前記時刻同期用パケットのうち自己が生成した前記時刻同期用パケットを無効とするように制御する、前記［１］に記載の通信装置。
［３］前記パケット生成部は、前記自己が生成した時刻同期用パケットに自己を識別する識別情報を付与し、前記識別情報に基づいて前記自己が生成した時刻同期用パケットを無効とするように制御する、前記［２］に記載の通信装置。
［４］前記識別情報は、前記時刻同期用パケットを前記他の通信装置に送信するポートのポート番号である、前記［３］に記載の通信装置。
［５］前記パケット生成部が生成する前記時刻同期用パケットは、他の前記通信装置のパケット生成部が生成する時刻同期用パケットとの間に優先順位が定められており、
前記時刻同期処理部は、前記優先順位に従い前記時刻同期用パケットに基づく時刻同期処理を行う、前記［１］から［４］のいずれか１つに記載の通信装置。
［６］前記時刻同期処理部は、前記基準時刻に基づいて前記自己の時刻を補正した履歴情報を記憶する記憶部を備え、前記パケット生成部が自走モードで前記時刻同期用パケットを生成するとき、前記履歴情報から補正の傾向を抽出し、前記補正の傾向を考慮して前記自己の時刻を補正する、前記［１］に記載の通信装置。
［７］基準時刻を含む時刻同期用パケットを送信する複数のマスタ装置と、
前記複数のマスタ装置の各々に対応して設けられ、スレーブ装置が共通に接続される複数の通信装置と、を有する通信システムであって、
前記複数の通信装置の各々は、
対応する前記マスタ装置、他の前記通信装置、及び前記スレーブ装置に対して前記時刻同期用パケットを送受信するパケット送受信部と、
前記マスタ装置から送信される前記時刻同期用パケットに含まれる前記基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期処理部と、
前記対応するマスタ装置、及び他の前記マスタ装置の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部により前記対応するマスタ装置、及び前記他のマスタ装置の障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含む時刻同期用パケットを生成し、当該時刻同期用パケットを前記他の通信装置及び前記スレーブ装置に対して送受信するように前記パケット送受信部を制御するパケット生成部と、を備えた通信システム。
【発明の効果】
【0008】
請求項１、７に係る発明によれば、複数のグランドマスタが同時期に障害を起こした場合でも、スレーブに対して時刻同期で通信を行うことができる。
請求項２から４に係る発明によれば、自己が生成した時刻同期用パケットが他の通信装置を経由して再び自己に戻ったときに、自己の時刻同期用パケットに基づいて不正確な時刻同期を行うことを避けることができる。
請求項５に係る発明によれば、信頼性の高い時刻同期処理を行うことができる。
請求項６に係る発明によれば、高精度の時刻同期処理を行うことができる。
請求項２から４に係る発明によれば、自己が生成した時刻同期用パケットが他の通信装置を経由して再び自己に戻ったときに、自己の時刻同期用パケットに基づいて不正確な時刻同期を行うことを避けることができる。
請求項５に係る発明によれば、信頼性の高い時刻同期処理を行うことができる。
請求項６に係る発明によれば、高精度の時刻同期処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【0011】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。この通信システム１は、基準時刻を含むＰＴＰパケットを送信する第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂと、第１のグランドマスタ装置２Ａに接続された第１の通信装置３Ａと、第２のグランドマスタ装置２Ｂに接続された第２の通信装置３Ｂと、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂに共通に接続された複数のスレーブ装置４とを備える。なお、第１のグランドマスタ装置２Ａは、第２のグランドマスタ装置２Ｂよりも優先順位が高く設定されているものとする。
図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。この通信システム１は、基準時刻を含むＰＴＰパケットを送信する第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂと、第１のグランドマスタ装置２Ａに接続された第１の通信装置３Ａと、第２のグランドマスタ装置２Ｂに接続された第２の通信装置３Ｂと、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂに共通に接続された複数のスレーブ装置４とを備える。なお、第１のグランドマスタ装置２Ａは、第２のグランドマスタ装置２Ｂよりも優先順位が高く設定されているものとする。
【0012】
第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂは、互いに接続されるとともに、第１のグランドマスタ装置２Ａ、第２のグランドマスタ装置２Ｂ、第１の通信装置３Ａ、第２の通信装置３Ｂ、及び複数のスレーブ装置４は、イーサネット（登録商標）等のＩＰネットワークにより通信可能に接続されている。ここで、ＰＴＰパケットは、時刻同期用パケットの一例である。第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂは、複数のマスタ装置の一例である。ＩＰネットワークは、通信路の一例である。
【0013】
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第１の通信装置３Ａと、第２のグランドマスタ装置２Ｂ及び第２の通信装置３Ｂとは、互いに物理的に独立している。すなわち、第１のグランドマスタ装置２Ａには、第１の通信装置３Ａが接続されているが、第２の通信装置３Ｂは接続されていない。これと同様に、第２のグランドマスタ装置２Ｂには、第２の通信装置３Ｂが接続されているが、第１の通信装置３Ａは接続されていない。これによりスレーブ装置４に至るパケットの経路が二重化され、信頼性を向上できる。
【0014】
なお、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂを総称するときは、以下「グランドマスタ装置２」又は「マスタ」ともいう。また、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂを総称するときは、以下「通信装置３」、「スレーブ」又は「マスタ」ともいう。また、第２のグランドマスタ装置２Ｂを複数とし、それぞれに第２の通信装置３Ｂを接続し、各第２のグランドマスタ装置２Ｂ及び第２の通信装置３Ｂを互いに物理的に独立した構成としてもよい。また、同図では、スレーブ装置４を複数としたが、１つでもよい。
【0015】
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂは、ＩＰネットワーク全体の基準時刻となるグランドマスタークロック（以下、ＧＭクロックともいう。）を含むＰＴＰパケットを定期的（例えば、８回／秒）に生成し、対応する第１の通信装置３Ａ又は第２の通信装置３Ｂに送信する。なお、グランドマスタ装置２は、グランドマスタの機能を有するとともに映像、音声等のパケットを送信するサーバ装置でもよい。
【0016】
（通信装置の概略の構成）
通信装置３は、グランドマスタ装置２のＧＭクロックに対してＰＴＰの時刻同期で動作するバウンダリークロック（Boundary Clock）デバイスとして機能する。また、通信装置３は、時刻同期機能、ＢＭＣＡ（Best Master Clock Algorithm）機能、自走機能等を有する。これらの機能については後述する。このような通信装置３は、例えば、ＰＴＰに準拠したＬ２スイッチ等のスイッチングハブ、ルータ、ゲートウェイ、ＩＥＥＥ１５８８のＢＣ（Boundary Clock）、光スイッチ等を用いて構成することができる。
通信装置３は、グランドマスタ装置２のＧＭクロックに対してＰＴＰの時刻同期で動作するバウンダリークロック（Boundary Clock）デバイスとして機能する。また、通信装置３は、時刻同期機能、ＢＭＣＡ（Best Master Clock Algorithm）機能、自走機能等を有する。これらの機能については後述する。このような通信装置３は、例えば、ＰＴＰに準拠したＬ２スイッチ等のスイッチングハブ、ルータ、ゲートウェイ、ＩＥＥＥ１５８８のＢＣ（Boundary Clock）、光スイッチ等を用いて構成することができる。
【0017】
（時刻同期機能）
通信装置３が自己の時刻を基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期機能を有する。この時刻同期機能によりグランドマスタ装置２がマスタ、通信装置３がスレーブとして、マスタとスレーブとの間で、各種メッセージ（Announceメッセージ、Syncメッセージ、Follow_Upメッセージ、Delay_Requestメッセージ、Delay_Responseメッセージ）を含むＰＴＰパケットを送受信し、ＰＴＰパケットの送信時刻及び受信時刻から自己の時刻を補正するための補正情報（例えば、オフセット時間Ｔoff）を算出し、オフセット時間Ｔoffに基づいて基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する。
通信装置３が自己の時刻を基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する時刻同期機能を有する。この時刻同期機能によりグランドマスタ装置２がマスタ、通信装置３がスレーブとして、マスタとスレーブとの間で、各種メッセージ（Announceメッセージ、Syncメッセージ、Follow_Upメッセージ、Delay_Requestメッセージ、Delay_Responseメッセージ）を含むＰＴＰパケットを送受信し、ＰＴＰパケットの送信時刻及び受信時刻から自己の時刻を補正するための補正情報（例えば、オフセット時間Ｔoff）を算出し、オフセット時間Ｔoffに基づいて基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する。
【0018】
（ＢＭＣＡ機能）
通信装置３は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂが正常に動作しているときは、ＢＭＣＡ機能により第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂのうち最も優先順位の高い基準時刻に同期する。
通信装置３は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂが正常に動作しているときは、ＢＭＣＡ機能により第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂのうち最も優先順位の高い基準時刻に同期する。
【0019】
このＢＭＣＡ機能により第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂの一方に障害が発生したときは、通信装置３は、障害が発生していない他方の基準時刻に同期する。なお、通信装置３は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂのうち最も精度の高い基準時刻に同期してもよい。
【0020】
（自走機能）
通信装置３は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂに共に障害が発生したときは、自走機能により自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成し、他の通信装置３にも当該ＰＴＰパケットを送信する。
通信装置３は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂに共に障害が発生したときは、自走機能により自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成し、他の通信装置３にも当該ＰＴＰパケットを送信する。
【0021】
このため、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂは、互いにＰＴＰパケットを受信することになる。この場合、自己が生成したＰＴＰパケットに基づいて自己の時刻同期処理を行った後、当該ＰＴＰパケットが他の通信装置３を経由して再び自己に戻ったとき、自己に戻ったＰＴＰパケットに基づいて再び時刻同期処理を行うと、既に時刻同期処理を行ったときからの時間遅れにより不正確な時刻同期処理を行うことなり、時刻同期が不安定になるとともに時刻同期の精度が低下する。このような時刻同期の精度の低下を避けるため、本実施の形態に係る通信装置３は、自己が生成したＰＴＰパケットを他の通信装置３から受信した場合、当該ＰＴＰパケットを無効とするようにしている。この機能の詳細については後述する。
【0022】
（スレーブ装置の構成）
スレーブ装置４は、ＧＭクロックに対してＰＴＰの時刻同期で動作するオーディナリークロック（Ordinary Clock）デバイスとして機能する。スレーブ装置４は、通信装置３と同様に時刻同期処理を行う時刻同期処理部４１と、計時部４２とを備える。計時部４２は、図示しない時刻源（例えば、発信器、振動子等）からのクロック信号を計時してスレーブ装置４の時刻を出力する。
スレーブ装置４は、ＧＭクロックに対してＰＴＰの時刻同期で動作するオーディナリークロック（Ordinary Clock）デバイスとして機能する。スレーブ装置４は、通信装置３と同様に時刻同期処理を行う時刻同期処理部４１と、計時部４２とを備える。計時部４２は、図示しない時刻源（例えば、発信器、振動子等）からのクロック信号を計時してスレーブ装置４の時刻を出力する。
【0023】
スレーブ装置４が時刻同期処理を行う場合、通信装置３がマスタ、スレーブ装置４がスレーブとして、マスタとスレーブ間で上述した各種メッセージを含むＰＴＰパケットを送受信し、基準時刻に同期するように自己の時刻を補正する。本実施の形態では、通信装置３がＰＴＰパケットを生成した場合は、通信装置３の時刻に同期するように自己の時刻を補正する。
【0024】
（通信装置の具体的な構成）
第１の通信装置３Ａは、送受信処理部３０Ａと、時刻同期処理部３１Ａと、計時部３２Ａとを備える。これと同様に、第２の通信装置３Ｂは、送受信処理部３０Ｂと、時刻同期処理部３１Ｂと、計時部３２Ｂとを備える。なお、送受信処理部３０Ａ及び送受信処理部３０Ｂを総称するときは、以下「送受信処理部３０」ともいう。また、計時部３２Ａ及び計時部３２Ｂを総称するときは、以下「計時部３２」ともいう。
第１の通信装置３Ａは、送受信処理部３０Ａと、時刻同期処理部３１Ａと、計時部３２Ａとを備える。これと同様に、第２の通信装置３Ｂは、送受信処理部３０Ｂと、時刻同期処理部３１Ｂと、計時部３２Ｂとを備える。なお、送受信処理部３０Ａ及び送受信処理部３０Ｂを総称するときは、以下「送受信処理部３０」ともいう。また、計時部３２Ａ及び計時部３２Ｂを総称するときは、以下「計時部３２」ともいう。
【0025】
（送受信処理部の伝送路の構成）
第１の通信装置３Ａの送受信処理部３０Ａは、第１のグランドマスタ装置２Ａ用のポートＳ１と、第２の通信装置３Ｂへの送信用のポートＰａ３と、第２の通信装置３Ｂからの受信用のポートＰａ４と、各スレーブ装置４用の複数のポートＭａと、時刻同期処理部３１Ａへの送信用のポートＰａ１と、時刻同期処理部３１からの受信用のポートＰａ２とを備える。
第１の通信装置３Ａの送受信処理部３０Ａは、第１のグランドマスタ装置２Ａ用のポートＳ１と、第２の通信装置３Ｂへの送信用のポートＰａ３と、第２の通信装置３Ｂからの受信用のポートＰａ４と、各スレーブ装置４用の複数のポートＭａと、時刻同期処理部３１Ａへの送信用のポートＰａ１と、時刻同期処理部３１からの受信用のポートＰａ２とを備える。
【0026】
送受信処理部３０Ａにおいて、ポートＳ１とポートＰａ１とは、第１の伝送路Ｒａ１によって接続され、ポートＰａ２とポートＰａ３とは、第２の伝送路Ｒａ２によって接続され、ポートＰａ１とポートＰａ４とは、第３の伝送路Ｒａ３によって接続され、ポートＰａ２とポートＭａとは、第４の伝送路Ｒａ４によって接続されている。なお、図１における各伝送路Ｒａ１～Ｒａ４は、実際の経路を示すものではなく、概念的に示すものである。
【0027】
第２の通信装置３Ｂの送受信処理部３０Ｂは、第１の通信装置３Ａの送受信処理部３０Ａと同様に、第２のグランドマスタ装置２Ｂ用のポートＳ２と、第１の通信装置３Ａへの送信用のポートＰｂ３と、第２の通信装置３Ｂからの受信用のポートＰｂ４と、各スレーブ装置４用の複数のポートＭｂと、時刻同期処理部３１Ｂへの送信用のポートＰｂ１と、時刻同期処理部３１Ｂからの受信用のポートＰｂ２とを備える。
【0028】
送受信処理部３０Ｂにおいて、第１の通信装置３Ａの送受信処理部３０Ａと同様に、ポートＳ２とポートＰｂ１とは、第１の伝送路Ｒｂ１によって接続され、ポートＰｂ２とポートＰｂ３とは、第２の伝送路Ｒｂ２によって接続され、ポートＰｂ１とポートＰｂ４とは、第３の伝送路Ｒｂ３によって接続され、ポートＰｂ２とポートＭｂとは、第４の伝送路Ｒｂ４によって接続されている。なお、図１における各伝送路Ｒｂ１～Ｒｂ４は、実際の経路を示すものではなく、概念的に示すものである。
【0029】
（時刻同期処理部の構成）
時刻同期処理部３１は、グランドマスタ装置２との間でＰＴＰパケットを送受信することにより、ＩＰネットワークの通信路における後述する式（１）により算出して求めたオフセット時間Ｔoffに基づいて、通信装置３の時刻、すなわち計時部３２の時刻源をグランドマスタ装置２の基準時刻に同期するように補正する時刻同期処理を定期的（例えば、８回／秒）に行う。
時刻同期処理部３１は、グランドマスタ装置２との間でＰＴＰパケットを送受信することにより、ＩＰネットワークの通信路における後述する式（１）により算出して求めたオフセット時間Ｔoffに基づいて、通信装置３の時刻、すなわち計時部３２の時刻源をグランドマスタ装置２の基準時刻に同期するように補正する時刻同期処理を定期的（例えば、８回／秒）に行う。
【0030】
また、時刻同期処理部３１は、基準時刻に基づいて自己の時刻源を補正した情報を履歴情報として記憶するとともに、ＰＴＰパケットの送信時刻及び受信時刻を記憶する記憶部３１１を備える。時刻同期処理部３１は、後述するパケット生成部３０３が自走モードでＰＴＰパケットを生成するとき、記憶部３１１が記憶する履歴情報から補正の傾向（例えば、補正値の傾き）を抽出し、補正の傾向を考慮して自己の時刻源を補正してもよい。
【0031】
計時部３２は、図示しない時刻源（例えば、発信器、振動子等）からのクロック信号を計時して通信装置３の時刻として時刻同期処理部３１に出力する。
【0032】
（送受信処理部の構成）
図２は、送受信処理部３０の構成の一例を示すブロック図である。送受信処理部３０は、パケット送受信部３０１と、障害検出部３０２と、パケット生成部３０３とを備える。
図２は、送受信処理部３０の構成の一例を示すブロック図である。送受信処理部３０は、パケット送受信部３０１と、障害検出部３０２と、パケット生成部３０３とを備える。
【0033】
（パケット送受信部の構成）
パケット送受信部３０１は、対応するグランドマスタ装置２、他の通信装置３、及びスレーブ装置４に対してＰＴＰパケットを送受信する。また、パケット送受信部３０１は、グランドマスタ装置２又はスレーブ装置４から送信されたＰＴＰパケットを受信したこと、及びグランドマスタ装置２又はスレーブ装置４にＰＴＰパケットを送信したことを時刻同期処理部３１に通知する。時刻同期処理部３１は、パケット送受信部３０１からの通知を受けて受信時刻及び送信時刻を記憶部３１１に記憶する。受信時刻及び送信時刻は、時刻情報の一例である。
パケット送受信部３０１は、対応するグランドマスタ装置２、他の通信装置３、及びスレーブ装置４に対してＰＴＰパケットを送受信する。また、パケット送受信部３０１は、グランドマスタ装置２又はスレーブ装置４から送信されたＰＴＰパケットを受信したこと、及びグランドマスタ装置２又はスレーブ装置４にＰＴＰパケットを送信したことを時刻同期処理部３１に通知する。時刻同期処理部３１は、パケット送受信部３０１からの通知を受けて受信時刻及び送信時刻を記憶部３１１に記憶する。受信時刻及び送信時刻は、時刻情報の一例である。
【0034】
ＩＰネットワークを構成するイーサネット（登録商標）を伝搬する全てのＰＴＰパケットには、送信先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスを含むEther headerが付与される。パケット送受信部３０１は、Ether headerの送信先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスに基づいてＰＴＰパケットの送信先及び送信元を識別してもよい。
【0035】
パケット送受信部３０１は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂから送信されたＰＴＰパケットのうち、後述するAnnounceメッセージ等から「grandmastePriority1」の領域に記録された値を取得し、当該値に基づいて最も優先順位の高いＰＴＰパケットを優先的に扱う。
【0036】
なお、パケット送受信部３０１は、後述するAnnounceメッセージ等から「grandmastePriority1」、「grandmasterClockQuality」、「grandmasterPriority2」等の各領域に記録されている時刻の精度に関するパラメータを取得し、取得したパラメータに基づいて時刻の精度の高い方のＰＴＰパケットを優先的に扱ってもよい。
【0037】
（障害検出部の構成）
障害検出部３０２は、対応するグランドマスタ装置２、及び他のグランドマスタ装置２の障害を検出する。具体的には、障害検出部３０２は、例えば、対応するグランドマスタ装置２から所定の時間（例えば、１００ミリ秒間）ＰＴＰパケットを受信できなかったことで、対応するグランドマスタ装置２に障害が発生したことを検出してもよい。
障害検出部３０２は、対応するグランドマスタ装置２、及び他のグランドマスタ装置２の障害を検出する。具体的には、障害検出部３０２は、例えば、対応するグランドマスタ装置２から所定の時間（例えば、１００ミリ秒間）ＰＴＰパケットを受信できなかったことで、対応するグランドマスタ装置２に障害が発生したことを検出してもよい。
【0038】
また、障害検出部３０２は、例えば、他方の通信装置３から所定の時間（例えば、１００ミリ秒間）他方のグランドマスタ装置２からのＰＴＰパケットを受信できなかったことで、他方のグランドマスタ装置２に障害が発生したことを検出してもよい。このとき、障害検出部３０２は、ＰＴＰパケットのEther headerに含まれる送信元ＭＡＣアドレスによりＰＴＰパケットの送信元の第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂを識別してもよい。ここで、「障害」には、グランドマスタ装置２自体の障害や、グランドマスタ装置２から通信装置３への通信路の障害が含まれる。なお、信頼性の高いＰＴＰパケットを所定の時間受信できない場合もグランドマスタ装置２に障害が発生したと判断してもよい。信頼性は、時刻の精度に関するパラメータで判断してもよい。
【0039】
（パケット生成部の構成）
パケット生成部３０３は、障害検出部３０２により第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂの障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成し、当該ＰＴＰパケットを時刻同期処理部３１に送信するとともに、他の通信装置３及びスレーブ装置４との間で送受信するようにパケット送受信部３０１を制御する。ここで、「同時期」とは、完全に同じタイミングだけでなく、ほぼ同じタイミングとみなされる時期（例えば、数ミリ秒程度のずれ）を許容する意味である。
パケット生成部３０３は、障害検出部３０２により第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂの障害を同時期に検出したとき、自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成し、当該ＰＴＰパケットを時刻同期処理部３１に送信するとともに、他の通信装置３及びスレーブ装置４との間で送受信するようにパケット送受信部３０１を制御する。ここで、「同時期」とは、完全に同じタイミングだけでなく、ほぼ同じタイミングとみなされる時期（例えば、数ミリ秒程度のずれ）を許容する意味である。
【0040】
また、パケット生成部３０３は、他の通信装置３から受信したＰＴＰパケットのうち自己が生成したＰＴＰパケットを無効とするように制御する。ここで、「無効」には、自己が生成したＰＴＰパケットをパケット送受信部３０１が廃棄する処理、時刻同期処理部３１が当該ＰＴＰパケットに基づく時刻同期処理を行わない処理等が含まれる。
【0041】
なお、送受信処理部３０及び時刻同期処理部３１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって構成されもよい。また、送受信処理部３０及び時刻同期処理部３１の機能は、プログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリに記憶し、そのプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に読み出してＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することにより実現してもよい。
【0042】
（Announceメッセージの構成）
図３（ａ）は、Announceメッセージのフォーマットの一例を示す図、図３（ｂ）は、その「Header」のフォーマットの一例を示す図である。最初に、マスタはこのAnnounceメッセージを含むＰＴＰパケットをスレーブに送信する。マスタは、Announceメッセージにより時刻同期に関する各種の属性情報を通知する。属性情報には、例えば、優先順位、時刻の精度に関するパラメータ、ＰＴＰパケットを送信するポートのポート番号等が含まれる。
図３（ａ）は、Announceメッセージのフォーマットの一例を示す図、図３（ｂ）は、その「Header」のフォーマットの一例を示す図である。最初に、マスタはこのAnnounceメッセージを含むＰＴＰパケットをスレーブに送信する。マスタは、Announceメッセージにより時刻同期に関する各種の属性情報を通知する。属性情報には、例えば、優先順位、時刻の精度に関するパラメータ、ＰＴＰパケットを送信するポートのポート番号等が含まれる。
【0043】
Announceメッセージは、ＩＥＥＥ１５８８ｖ２規格で規定されており、図３（ａ）に示すように、「header」、「originTimestamp」、「currentUtcOffset」、「reserved」、「grandmastePriority1」、「grandmasterClockQuality」、「grandmasterPriority2」、「grandmasterIdentity」、「stepsRemoved」及び「timeSource」の各領域を有する。
【0044】
「grandmastePriority1」の領域には、優先順位を示す値が記録され、当該値が小さい方が優先順位が高いとされる。本実施の形態では、第１のグランドマスタ装置２Ａが送信するAnnounceメッセージの「grandmastePriority1」の領域には、第２のグランドマスタ装置２Ｂが送信するAnnounceメッセージの「grandmastePriority1」の領域よりも低い値が記録される。
【0045】
Announceメッセージの「Header」の領域は、図３（ｂ）に示すように、「messageType＋transportSpecific」、「messageLength＋reserved」、「domainNumber」、「reserved」、「flagField」、「connectionField」、「Reserved」、「sourcePortIdentify」、「sequenceId」、controlField」及び「logMessageInterval」の各領域を有する。
【0046】
「messageType」には、メッセージの種類が記録される。「sourcePortIdentify」の領域には、送信元のＭＡＣアドレスに0xfffeを挿入して作成したIEEEEUI-64拡張固有識別子を含む８バイトのフィールドと２バイトのポート番号を組み合わせた値が記録される。
【0047】
本実施の形態では、第１の通信装置３Ａが生成するAnnounceメッセージを含むＰＴＰパケットの「sourcePortIdentify」の領域には、ＰＴＰパケットを第２の通信装置３Ｂに送信するポートＰａ３に割り当てられたポート番号が記録される。第２の通信装置３Ｂが生成するAnnounceメッセージを含むＰＴＰパケットの「sourcePortIdentify」の領域には、ＰＴＰパケットを第１の通信装置３Ａに送信するポートＰｂ３に割り当てられたポート番号が記録される。このポート番号によりパケット送受信部３０１は、他の通信装置３から受信したＰＴＰパケットが自己が生成したＰＴＰパケットか否かを識別することができる。なお、「sourcePortIdentify」の領域に記録するポート番号については、Syncメッセージ等の他のメッセージを含むＰＴＰパケットについても同様である。ポート番号は、ＰＴＰパケットの識別情報の一例である。ＰＴＰパケットの識別情報としては、ポート番号に限られず、他の情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス等）でもよい。また、通信装置３が生成するＰＴＰパケット間に優先順位を設定してもよい。
【0048】
（Syncメッセージの構成）
図４（ａ）は、Syncメッセージのフォーマットの一例を示す図、図４（ｂ）は、その「Header」のフォーマットの一例を示す図である。Syncメッセージは、ＩＥＥＥ１５８８ｖ２規格で規定されており、図４（ａ）に示すように、「header」、「originTimestamp」の各領域を有する。Syncメッセージや他のメッセージの「header」のフォーマットは、図３（ｂ）と同じであるので、その説明を省略する。他のメッセージのSyncメッセージ以降のFollow_UpメッセージやDelay_Responseメッセージにも「originTimestamp」の領域を有している。Follow_Upメッセージの「originTimestamp」の領域には、マスタがスレーブに対してSyncメッセージを送信した送信時刻が記録される。Delay_Responseメッセージの「originTimestamp」の領域には、マスタがスレーブからのDelay_Requestメッセージを受信した受信時刻が記録される。
図４（ａ）は、Syncメッセージのフォーマットの一例を示す図、図４（ｂ）は、その「Header」のフォーマットの一例を示す図である。Syncメッセージは、ＩＥＥＥ１５８８ｖ２規格で規定されており、図４（ａ）に示すように、「header」、「originTimestamp」の各領域を有する。Syncメッセージや他のメッセージの「header」のフォーマットは、図３（ｂ）と同じであるので、その説明を省略する。他のメッセージのSyncメッセージ以降のFollow_UpメッセージやDelay_Responseメッセージにも「originTimestamp」の領域を有している。Follow_Upメッセージの「originTimestamp」の領域には、マスタがスレーブに対してSyncメッセージを送信した送信時刻が記録される。Delay_Responseメッセージの「originTimestamp」の領域には、マスタがスレーブからのDelay_Requestメッセージを受信した受信時刻が記録される。
【0049】
（ＰＴＰに基づく通信）
図５は、ＰＴＰに基づく通信の一例を示すシーケンス図である。同図は、マスタとしてグランドマスタ装置２、スレーブとして通信装置３の場合を示しているが、マスタとして通信装置３、スレーブとしてスレーブ装置４の場合も同様のフローとなる。マスタとスレーブとの間で、Announceメッセージ、Syncメッセージ、Follow_Upメッセージ、Delay_Requestメッセージ、Delay_Responseメッセージが送受信される。
図５は、ＰＴＰに基づく通信の一例を示すシーケンス図である。同図は、マスタとしてグランドマスタ装置２、スレーブとして通信装置３の場合を示しているが、マスタとして通信装置３、スレーブとしてスレーブ装置４の場合も同様のフローとなる。マスタとスレーブとの間で、Announceメッセージ、Syncメッセージ、Follow_Upメッセージ、Delay_Requestメッセージ、Delay_Responseメッセージが送受信される。
【0050】
図５に示すように、グランドマスタ装置２は、図３に示すAnnounceメッセージを含むＰＴＰパケットを通信装置３に送信した後、図４に示すSyncメッセージを含むＰＴＰパケットを通信装置３に送信する。このとき、グランドマスタ装置２は、Syncメッセージを含むＰＴＰパケットを送信した送信時刻ｔ１を記憶する。通信装置３は、送受信処理部３０がSyncメッセージを含むＰＴＰパケットを受信すると、時刻同期処理部３１がSyncメッセージを受信した受信時刻ｔ２を計時部３２Ａから取得して記憶部３１１に記憶する。
【0051】
次に、グランドマスタ装置２は、上記送信時刻ｔ１を記録したFollow_Upメッセージを含むＰＴＰパケットを通信装置３に送信する。通信装置３は、送受信処理部３０がFollow_Upメッセージを含むＰＴＰパケットを受信すると、時刻同期処理部３１がFollow_Upメッセージから送信時刻ｔ１を取得して記憶部３１１に記憶する。
【0052】
次に、通信装置３は、Delay_Requestメッセージを含むＰＴＰパケットをグランドマスタ装置２に送信する。このとき、通信装置３の時刻同期処理部３１は、Delay_Requestメッセージを含むＰＴＰパケットを送信した送信時刻ｔ３を記憶部３１１に記憶する。グランドマスタ装置２は、Delay_Requestメッセージを含むＰＴＰパケットを受信すると、その受信時刻ｔ４を記憶する。
【0053】
次に、グランドマスタ装置２は、上記受信時刻ｔ４を記録したDelay_Responseメッセージを含むＰＴＰパケットを通信装置３に送信する。通信装置３は、送受信処理部３０がDelay_Responseメッセージを含むＰＴＰパケットを受信すると、時刻同期処理部３１がDelay_Responseメッセージから受信時刻ｔ４を取得して記憶部３１１に記憶する。
【0054】
そして時刻同期処理部３１は、記憶部３１１に記憶した時刻ｔ１～ｔ４に基づいて、次の式（１）によりオフセット時間Ｔoffを算出する。
Ｔoff＝（Ｄｍｓ＋Ｄｓｍ）／２
＝｛（ｔ２－ｔ１）＋（ｔ４－ｔ３）｝／２ ・・・（１）
Ｔoff＝（Ｄｍｓ＋Ｄｓｍ）／２
＝｛（ｔ２－ｔ１）＋（ｔ４－ｔ３）｝／２ ・・・（１）
【0055】
時刻同期処理部３１は、上記の式（１）から算出したオフセット時間Ｔoffに基づいて計時部３２の時刻源を補正する。これにより、通信装置３の時刻がグランドマスタ装置２の時刻に合うように補正され、グランドマスタ装置２と通信装置３の間で時刻同期が確立する。
【0056】
【0057】
（１）第１のグランドマスタ装置及び第２のグランドマスタ装置が正常な場合
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂが正常な場合の通信システム１の動作の一例を、図６を参照して説明する。図６中、太線による矢印は、第１のグランドマスタ装置２Ａが生成したＰＴＰパケットの流れを示す。
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂが正常な場合の通信システム１の動作の一例を、図６を参照して説明する。図６中、太線による矢印は、第１のグランドマスタ装置２Ａが生成したＰＴＰパケットの流れを示す。
【0058】
第１のグランドマスタ装置２Ａは、ＧＭクロックを含むＰＴＰパケットをポートＭ１から第１の通信装置３ＡのポートＳ１に送信し、第２のグランドマスタ装置２Ｂは、ＧＭクロックを含むＰＴＰパケットをポートＭ２から第２の通信装置３ＢのポートＳ２に送信する。
【0059】
第１のグランドマスタ装置２ＡのＰＴＰパケットが第２のグランドマスタ装置２ＢのＰＴＰパケットよりも優先順位が高く設定されているため、第１の通信装置３Ａは、受信した第１のグランドマスタ装置２ＡからのＰＴＰパケットを第２の通信装置３Ｂに送信するが、第２の通信装置３Ｂは、受信した第２のグランドマスタ装置２ＢからのＰＴＰパケットを第１の通信装置３Ａに送信しない。
【0060】
具体的には、第１のグランドマスタ装置２Ａから送信され、第１の通信装置３ＡのポートＳ１で受信したＰＴＰパケットは、その後のルートを記号で示すと、Ｒａ１、Ｐａ１、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐａ２、Ｒａ２、Ｐａ３を経由し、さらに第２の通信装置３ＢのＰａ４、Ｒｂ３、Ｐｂ１、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐｂ２、Ｒｂ２、Ｐｂ３を経由し、第１の通信装置３ＡのポートＰａ４に到達する。
【0061】
第１のグランドマスタ装置２Ａから送信されたＰＴＰパケットが時刻同期処理部３１Ａ、３１Ｂを経由している間に、通信装置３の時刻同期処理部３１によりオフセット時間Ｔoffが算出され、通信装置３の時計を第１のグランドマスタ装置２Ａの基準時刻に同期するように自己の計時部３２Ａ、３２Ｂの時刻源を補正する時刻同期処理が行われる。
【0062】
また、第１の通信装置３ＡのポートＰａ２から送信され、第４の伝送路Ｒａ４を経由してポートＭａに到達したＰＴＰパケットは、ＩＰネットワークを介して各スレーブ装置４のポートＳａに送信される。これと同様に、第２の通信装置３ＢのポートＰｂ２から送信され、第４の伝送路Ｒｂ４を経由してポートＭｂに到達したＰＴＰパケットは、ＩＰネットワークを介して各スレーブ装置４のポートＳｂに送信される。各スレーブ装置４には、第１のグランドマスタ装置２ＡのＧＭクロックを含むＰＴＰパケットが送信される。
【0063】
その後、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂをマスタ、スレーブ装置４をスレーブとして、図５に示すように、両者間で各種メッセージを含むＰＴＰパケットが送受信される。スレーブ装置４の時刻同期処理部４１は、優先順位の高い方（例えば、予め設定されたＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス等）のＧＭクロックを含むＰＴＰパケットを採用し、オフセット時間Ｔoffを算出し、スレーブ装置４の時刻を通信装置３の時刻に同期するように自己の計時部４２の時刻源を補正する時刻同期処理が行われる。
【0064】
（２）第１のグランドマスタ装置に障害が発生した場合
第１のグランドマスタ装置２Ａに障害（通信不良）が発生し、第２のグランドマスタ装置２Ｂが正常に動作している場合の通信システム１の動作の一例を、図７を参照して説明する。図７中、太線による矢印は、第１のグランドマスタ装置２Ａが生成したＰＴＰパケットの流れを示す。
第１のグランドマスタ装置２Ａに障害（通信不良）が発生し、第２のグランドマスタ装置２Ｂが正常に動作している場合の通信システム１の動作の一例を、図７を参照して説明する。図７中、太線による矢印は、第１のグランドマスタ装置２Ａが生成したＰＴＰパケットの流れを示す。
【0065】
第１のグランドマスタ装置２ＡのＰＴＰパケットが第２のグランドマスタ装置２ＢのＰＴＰパケットよりも優先順位が高く設定されているが、第１のグランドマスタ装置２Ａは、障害のためＰＴＰパケットを第１の通信装置３Ａに送信できないため、第２の通信装置３Ｂは、受信した第２のグランドマスタ装置２ＢからのＧＭクロックを含むＰＴＰパケットを第１の通信装置３Ａに送信する。
【0066】
具体的には、第２のグランドマスタ装置２Ｂから送信され、第２の通信装置３ＢのポートＳ２で受信したＰＴＰパケットは、その後のルートを記号で示すと、Ｒｂ１、Ｐｂ１、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐｂ２、Ｒｂ２、Ｐｂ３を経由し、第１の通信装置３ＡのポートＰａ４に到達する。
【0067】
第２のグランドマスタ装置２Ｂから送信されたＰＴＰパケットが時刻同期処理部３１Ａ、３１Ｂを経由している間に、通信装置３の時刻同期処理部３１によりオフセット時間Ｔoffが算出され、通信装置３の時計を第２のグランドマスタ装置２Ｂの基準時刻に同期するように自己の計時部３２Ａ、３２Ｂの時刻源を補正する時刻同期処理が行われる。
【0068】
また、第２の通信装置３ＢのポートＰｂ２から送信され、第４の伝送路Ｒｂ４を経由してポートＭｂに到達したＰＴＰパケットは、ＩＰネットワークを介して各スレーブ装置４のポートＳｂに送信される。これと同様に、第１の通信装置３ＡのポートＰａ２から送信され、第４の伝送路Ｒａ４を経由してポートＭａに到達したＰＴＰパケットは、ＩＰネットワークを介して各スレーブ装置４のポートＳａに送信される。
【0069】
その後、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂをマスタ、スレーブ装置４をスレーブとして、前述したように、両者間で各種メッセージを含むＰＴＰパケットが送受信され、スレーブ装置４の時刻を通信装置３の時刻に同期するように自己の計時部４２の時刻源を補正する時刻同期処理が行われる。
【0070】
（３）第１のグランドマスタ装置及び第２のグランドマスタ装置に共に障害が発生した場合
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂに共に障害が発生した場合の通信システム１の動作の一例を、図８を参照して説明する。
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂに共に障害が発生した場合の通信システム１の動作の一例を、図８を参照して説明する。
【0071】
第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂに障害が同時期に発生した場合、第１の通信装置３Ａは、第１のグランドマスタ装置２Ａから所定の時間ＰＴＰパケットを受信できず、第２の通信装置３Ｂは、第２のグランドマスタ装置２Ｂから所定の時間ＰＴＰパケットを受信できないため、第１の通信装置３Ａの障害検出部３０２は、第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂの障害を検出する。これと同様に、第２の通信装置３Ｂの障害検出部３０２は、第２のグランドマスタ装置２Ｂ及び第１のグランドマスタ装置２Ａの障害を検出する。
【0072】
第１の通信装置３Ａのパケット生成部３０３は、自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成する。続いてパケット生成部３０３は、当該ＰＴＰパケットを時刻同期処理部３１に送信するとともに、第２の通信装置３Ｂ及びスレーブ装置４との間で送受信するようにパケット送受信部３０１を制御する。
【0073】
これと同様に、第２の通信装置３Ｂのパケット生成部３０３は、自走モードで自己の時刻を含むＰＴＰパケットを生成する。続いてパケット生成部３０３は、当該ＰＴＰパケットを時刻同期処理部３１に送信するとともに、第２の通信装置３Ｂ及びスレーブ装置４との間で送受信するようにパケット送受信部３０１を制御する。
【0074】
第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂで生成されたＰＴＰパケットは、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂ間で送受信される。第１の通信装置３Ａで生成されたＰＴＰパケットの方が第２の通信装置３Ｂで生成されたＰＴＰパケットよりも優先順位が高く設定されているため、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂの時刻同期処理部３１は、第１の通信装置３Ａで生成されたＰＴＰパケットに基づいて時刻同期処理を行い、計時部３２の時刻源を補正する。
【0075】
第１の通信装置３Ａのパケット生成部３０３は、第２の通信装置３Ｂから受信したＰＴＰパケットのうち自己が生成したＰＴＰパケットを無効とするようにパケット送受信部３０１を制御する。第１の通信装置３Ａのパケット送受信部３０１は、第２の通信装置３Ｂから受信したＰＴＰパケットのうち自己が生成したＰＴＰパケットを無効とする。
【0076】
その後、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂをマスタ、スレーブ装置４をスレーブとして、図５に示すように、両者間で各種メッセージを含むＰＴＰパケットが送受信される。スレーブ装置４の時刻同期処理部４１は、優先順位の高い方の第１の通信装置３Ａの時刻を含むＰＴＰパケットに基づいて、オフセット時間Ｔoffを算出し、スレーブ装置４の時刻を第１の通信装置３Ａの時刻に同期するように自己の計時部４２の時刻源を補正する時刻同期処理を行う。
【0077】
（本実施の形態の効果）
本実施の形態に係る通信システム１によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂが同時期に障害を起こした場合でも、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂは自走モードでＰＴＰパケットを生成することから、スレーブ装置４に対して時刻同期で通信を行うことができる。
（ｂ）第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂがそれぞれ自走モードでＰＴＰパケットを生成した場合、通信装置３Ａ、３Ｂ間で動作が不安定となり、時刻同期の精度が低下するおそれがあるが、本実施の形態は、自走モードでＰＴＰパケットを生成したとき、自己が生成したＰＴＰパケットが他の通信装置３から送信された場合、当該ＰＴＰパケットを無効とするようにしていることから、時刻同期の精度の低下を避けることができる。
（ｃ）通信装置３Ａ、３Ｂ間でクロックを送受信するのではなく、ＰＴＰパケットを送受信していることから、通信装置３Ａ、３Ｂが生成したＰＴＰパケットの優先順位等の情報を通知することができる。
本実施の形態に係る通信システム１によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）第１のグランドマスタ装置２Ａ及び第２のグランドマスタ装置２Ｂが同時期に障害を起こした場合でも、第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂは自走モードでＰＴＰパケットを生成することから、スレーブ装置４に対して時刻同期で通信を行うことができる。
（ｂ）第１の通信装置３Ａ及び第２の通信装置３Ｂがそれぞれ自走モードでＰＴＰパケットを生成した場合、通信装置３Ａ、３Ｂ間で動作が不安定となり、時刻同期の精度が低下するおそれがあるが、本実施の形態は、自走モードでＰＴＰパケットを生成したとき、自己が生成したＰＴＰパケットが他の通信装置３から送信された場合、当該ＰＴＰパケットを無効とするようにしていることから、時刻同期の精度の低下を避けることができる。
（ｃ）通信装置３Ａ、３Ｂ間でクロックを送受信するのではなく、ＰＴＰパケットを送受信していることから、通信装置３Ａ、３Ｂが生成したＰＴＰパケットの優先順位等の情報を通知することができる。
【0078】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、実施が可能である。
【符号の説明】
【0079】
１…通信システム、２・・・グランドマスタ装置、２Ａ…第１のグランドマスタ装置、２Ｂ…第２のグランドマスタ装置、３…通信装置、３Ａ…第１の通信装置、３Ｂ…第２の通信装置、４…スレーブ装置、３０、３０Ａ、３０Ｂ…送受信処理部、３１、３１Ａ、３１Ｂ…時刻同期処理部、３２、３２Ａ、３２Ｂ…計時部、４１…時刻同期処理部、４２…計時部、３０１…パケット送受信部、３０２…障害検出部、３０３…パケット生成部、３１１…記憶部、Ｍ１、Ｍ２、Ｍａ、Ｍｂ、Ｐａ１～Ｐａ４、Ｐｂ１～Ｐｂ４、Ｓ１、Ｓ２、Ｓａ、Ｓｂ…ポート、Ｒａ１～Ｒａ４、Ｒｂ１～Ｒｂ４…伝送路、
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】