クロック供給方法およびクロック供給装置
【課題】本発明は、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスの監視が可能であり、かつ、正常系のクロックパスへの切替を可能とすることを目的とする。
【解決手段】本願発明のクロック供給装置１０は、３つ以上のクロック入力部１４０〜１４Ｎと、クロック入力部１４０〜１４Ｎから入力されたいずれかのクロック周波数で発振する発振部１３と、クロック入力部１４０〜１４Ｎからの各入力クロック信号の周波数と発振部１３の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算部１１０〜１１Ｎと、周波数差計算部１１０〜１１Ｎからの各周波数差が予め定められた閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えたクロックパスの個数と閾値を超えていないクロックパスの個数に関して多数決を用いて比べることにより各クロックパスが正常であるか、異常であるかを判定する監視切替部１２と、を備える。
【解決手段】本願発明のクロック供給装置１０は、３つ以上のクロック入力部１４０〜１４Ｎと、クロック入力部１４０〜１４Ｎから入力されたいずれかのクロック周波数で発振する発振部１３と、クロック入力部１４０〜１４Ｎからの各入力クロック信号の周波数と発振部１３の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算部１１０〜１１Ｎと、周波数差計算部１１０〜１１Ｎからの各周波数差が予め定められた閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えたクロックパスの個数と閾値を超えていないクロックパスの個数に関して多数決を用いて比べることにより各クロックパスが正常であるか、異常であるかを判定する監視切替部１２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３つ以上の入力クロック信号を受信し、受信した装置が動作するクロックと入力クロック信号との周波数差を検出し、それぞれの周波数差を比較することにより、受信した装置が従属するクロックパスを判定及び選択し、受信した装置の動作するクロック周波数を選択したクロックパスの入力クロック信号に同期させる機能を有するクロック供給方法及びクロック供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ネットワーク内の各ノードおよびノード内の各装置の動作クロックを一致させる網同期方式として、わが国の通信網は従属同期方式を採用している。従属同期方式では、図１１に示すように最上位のマスタークロックを供給するノード９１０、９１１を起点とし、その下位のノードをサブマスターノード９２０、９２１、さらに下位のノードをスレーブノード９３Ａ〜９３Ｈといった下位ノードへ伝送路（クロックパス）を介してクロック信号が分配される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１１の実線と破線で示すとおり、サブマスターノード９２０〜９２１及びスレーブノード９３Ａ〜９３Ｈのクロック従属元は現用系（０系）／予備系（１系）冗長構成をとっている。通常は０系（現用系）のクロックパスから分配されている０系クロック信号に従属し、現用系に入力断が生じた場合、クロック供給装置は従属元を予備系（１系）のクロックパスから分配されている１系クロック信号に切り替える構造となっている。
【０００４】
また、入力断以外のクロック異常として、クロック周波数精度の劣化に伴うような異常が０系クロックパスに生じた場合の切替では、より詳細な異常系の検出機能が必要となる。このような問題を解決する手段として、図１２に示すようなＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信器９４からの信号をクロック基準信号として、０系入力クロック信号、１系入力クロック信号に対してクロック周波数精度計算部１１１０、１１１１を設置し、ＭＴＩＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｅｒｒｏｒ）を監視する方法がある。すなわち、クロック基準信号に対して、０系入力クロック信号および１系入力クロック信号の周波数差を０系入力クロック周波数精度計算部１１１０、１系入力クロック周波数精度計算部１１１１にてＭＴＩＥで計測し、周波数差が警報出力を行うために設定した閾値を越えるか否かを監視部１１２で監視し、現用系の０系クロック信号の周波数差が閾値を越えた場合には、監視部１１２より切替信号をスイッチ１１４に出力して、発振部１１３に入力される入力クロック信号をスイッチ１１４で切り替える。なお、図１２に示すクロック供給装置１１０では入力断監視部は省略して示してある。
【０００５】
図１２の監視部１１２における具体的な入力従属元の異常状態と切替の遷移表を図１３に示す。図１３は０系クロック信号にクロック供給装置１１０が従属している場合の切替方法を示している。０系クロック信号と基準クロック信号の周波数差が閾値以上になった場合、０系クロックパス異常が有と判定される。前記状態で且つ１系クロックパスに関しても異常が有と判定された場合は両クロックパスが異常系であるため、クロック供給装置１１０はホールドオーバー状態となり、従属同期せずにクロック供給装置１１０内の発振部１１３が独立に動作する自走状態となる。また、１系クロックパスにクロック異常がない場合のみ１系クロックパスに入力従属元を切り替える。一方、０系クロックパスに異常がない場合には１系クロックパスの異常の有無に関わらず切替は行われない。
【０００６】
さらに、上記クロック異常監視方法に対して、入力クロック信号の周波数がジッタやワンダなどにより時間的に変動する場合においても入力クロック信号の不具合の状態を的確に判定できるようにＭＴＩＥ計算部前段にジッタ・ワンダ除去フィルタを付与するクロック異常監視方法についても提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３７０２５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８８０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に示したように、クロック周波数精度の劣化に伴うような異常がクロックパスに生じた場合、外部の基準クロックを用いて周波数を比較し、異常を検出していた。このとき、クロック基準信号は外部のＧＰＳにロックした入力クロック信号を別途設置して用いられてきた。そのため、火山灰、黄砂、天候の悪化にともない、ＧＰＳ信号が劣化しＧＰＳにクロック基準信号がロックできない場合には、クロック基準信号自体が異常となり、結果として、０系１系クロックパスにおいて本来はクロック周波数の異常がないにも関わらず、クロック供給装置において異常警報が検出され、図１２における入力従属元が自走モードとなってしまうことが懸念されてきた。
【０００９】
そこで、本発明は、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスの監視が可能であり、かつ、正常系のクロックパスへの切替を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明のクロック供給方法は、クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号の周波数と発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算手順と、前記周波数差計算手順で計算した各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替手順と、を順に有する。
【００１１】
本願発明のクロック供給方法は、周波数差計算手順と、監視切替手順と、を順に有するため、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスを監視し、異常なクロックパスを判定することができる。これにより、本願発明のクロック供給方法は、正常系のクロックパスへの切替を行うことができる。
【００１２】
本願発明のクロック供給方法では、前記監視切替手順において、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させてもよい。
【００１３】
本願発明のクロック供給方法では、前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号は同位のスレーブノードからのクロックパスを有してもよい。
【００１４】
本願発明のクロック供給方法では前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号はＧＰＳ受信器からのクロックパスを有してもよい。
【００１５】
上記目的を達成するために、本願発明のクロック供給装置は、クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号が入力されるクロック入力部と、前記クロック入力部から入力されたいずれかの入力クロック信号と周波数同期して発振する発振部と、前記クロック入力部からの各入力クロック信号の周波数と前記発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算部と、前記周波数差計算部からの各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多い入力クロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替部と、を備える。
【００１６】
本願発明のクロック供給装置は、発振部と、周波数差計算部と、監視切替部と、を備えるため、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスを監視し、異常なクロックパスを判定することができる。これにより、本願発明のクロック供給装置は、正常系のクロックパスへの切替を行うことができる。
【００１７】
本願発明のクロック供給装置では、前記監視切替部は、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させてもよい。
【００１８】
本願発明のクロック供給装置では、前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、同位のスレーブノードからのクロックパスを有してもよい。
【００１９】
本願発明のクロック供給装置では、前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、ＧＰＳ受信器からのクロックパスを有してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、クロック基準信号の周波数が異常となった場合においてもクロック基準信号の異常を検出し、なおかつクロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスの監視、および正常系のクロックパスへの切替が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１に係るクロック供給装置の一例を示す。
【図２】０系クロックパスに従属している場合の切替処理フローの一例を示す。
【図３】実施形態２に係るクロック供給装置のクロック供給網の一例を示す。
【図４】実施形態２に係るクロック供給装置が０系クロックに従属している場合の切替遷移の一例を示す。
【図５】従属元のクロックパスの周波数が急激に変化するときの周波数差の変動の一例を示す。
【図６】図５の周波数変動が生じたときの監視切替部の状態遷移の一例を示す。
【図７】従属元のクロックパスの周波数が徐々に変化するときの周波数差の変動の一例を示す。
【図８】図７の周波数変動が生じたときの監視切替部の状態遷移の一例を示す。
【図９】実施形態３に係るクロック供給装置の一例を示す。
【図１０】実施形態３に係るクロック供給装置が０系クロックに従属している場合の切替遷移の一例を示す。
【図１１】従来のクロック供給方式をあらわした図である。
【図１２】従来のクロック供給装置の詳細な構成を表した図である。
【図１３】従来のクロック供給装置が０系クロックに従属している場合の切替遷移の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態では、ＧＰＳ信号にロックしたクロック基準信号が異常時の場合でも、０系１系クロックパスにおいてクロック異常がない場合、正常なクロックパスを選択可能となるような切替方式として、ＧＰＳを用いたクロック基準信号といった周波数の絶対値が既知であるクロック基準信号を用いずに、クロック供給装置に０系、１系、２系・・・といった３系以上のクロック入力があるクロック供給装置においてクロックパスの切替方式を提案する。
【００２４】
図１に、本実施形態に係るクロック供給装置の一例を示す。図１ではＮ個のクロックパスからのクロック入力がある場合の説明を行う。本実施形態に係るクロック供給装置１０は、３つ以上のクロック入力部１４０〜１４Ｎと、周波数差計算部１１０〜１１Ｎと、監視切替部１２と、発振部１３と、を備える。
【００２５】
クロック入力部１４０〜１４Ｎに、クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号が入力される。例えば、クロック入力部１４０に０系クロックパスの入力クロック信号が入力され、クロック入力部１４１に１系クロックパスの入力クロック信号が入力され、クロック入力部１４２に２系クロックパスの入力クロック信号が入力され、・・・クロック入力部１４ＮにＮ系クロックパスの入力クロック信号が入力される。
【００２６】
０系入力周波数差計算部１１０、１系入力周波数差計算部１１１、２系入力周波数差計算部１１２、・・・Ｎ系入力周波数差計算部１１Ｎは、０系クロックパス、１系クロックパス、２系クロックパス・・・Ｎ系クロックパスのそれぞれの入力クロック信号とクロック供給装置１０内の発振部１３からの出力クロック信号との周波数差を計算する。監視切替部１２は、それぞれの周波数差計算部１１０〜１１Ｎの相対的な周波数差より各クロックパスの異常状態を監視し、従属元のクロックパスを選択する。発振部１３は、監視切替部１２にて選択されたクロックパスの周波数差の情報を基に、監視切替部１２にて選択されたクロックパスの入力クロック信号に周波数を調整し、当該クロックパスのクロック入力部に接続されている前ノードに同期したクロック信号を出力する。
【００２７】
ここで、周波数差計算部１１０〜１１Ｎは特許文献２と同様に有限の時間間隔で計測されるため、監視切替部１２での切替、および発振部１３での周波数調整は時間的に連続的ではなく断続的に行われる。このため、各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで各入力クロック信号と比較される発振部１３のクロック周波数は、前回のクロック計算で調整され、監視切替部１２にて採用された系の周波数であり、採用された系における入力周波数差計算の値は前回計算されたときの入力クロック信号の周波数と今回計算されるときの入力クロック信号の周波数の差となり、必ずしも０とはならない。
【００２８】
周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差が、クロックパス異常であると設定した周波数差の閾値Δｆｔｈ以上となっていた場合、本実施形態のクロック供給装置１０ではそのクロックパスが異常と監視切替部１２で判定する。
【００２９】
本実施形態に係るクロック供給方法は、周波数差計算手順と、監視切替手順と、を順に有する。周波数差計算手順では、周波数差計算部１１０〜１１Ｎが、クロック入力部１４０〜１４Ｎからの各入力クロック信号の周波数と発振部１３からのクロック信号の出力周波数との各周波数差を計算する。監視切替手順では、監視切替部１２が、周波数差計算部１１０〜１１Ｎからの各周波数差が予め定められた閾値Δｆｔｈを超えたクロックパスの数と閾値Δｆｔｈを超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する。
【００３０】
クロック供給装置が図１の場合の、監視切替手順における監視切替部１２での切替フローを図２に示す。図２ではクロック供給装置１０が０系クロックに従属している場合の異常状況を示している。
【００３１】
まず、０系クロックパスに異常がある場合（Ｓ１０１においてＹｅｓ）、０系クロックパスの入力クロック信号において前回の切替時の周波数に対して周波数がクロックパス異常であると設定した周波数差の閾値以上に変化してしまったと考えられる。
【００３２】
そのため、他の系に切り替える必要がある。他の系クロックパスの半分以上が正常な場合、それら系のクロックパスは正常であると多数決で判定し（Ｓ１０２においてＹｅｓ）、その中の一つの系へクロックパスの切替を行う（Ｓ１０３）。
【００３３】
一方、他の系クロックパスの半分以上が正常でない場合、系における正常なクロックパスがないと判定し（Ｓ１０２においてＮｏ）、発振部１３のクロックを自走で動作させる（Ｓ１０４）。
【００３４】
次に０系クロックパスが正常と監視切替部１２で判定した場合に関して説明する。
０系クロックパスが正常と監視切替部１２で判定する場合に関して、以下の２つの場合が考えられる。
【００３５】
・０系クロックパスの入力クロック信号の周波数が理想状態のクロックの周波数からクロックパス異常であると設定した周波数差までの範囲の値にある場合（ｃａｓｅ １）
・０系クロックパスの入力クロック信号の周波数が理想状態のクロック周波数からクロックパス異常であると設定した周波数差までの範囲の値の外にあるが、前回０系入力周波数差計算部で計算した時刻からの周波数の変化量はクロックパス異常であると設定した周波数の閾値以内となっている場合（ｃａｓｅ ２）
【００３６】
Ｃａｓｅ １は切替の必要がなく、Ｃａｓｅ ２は切替の必要があるため、以下に説明する監視切替部１２では両者を切り分けるフローを本実施形態では有する。
０系クロックパスが正常と監視切替部１２で判定し（Ｓ１０１においてＮｏ）、過半数のクロックパスにおいて異常と判定した場合（Ｓ１０５においてＹｅｓ）、０系クロックパスがｃａｓｅ １であるため正常となっているクロックパスの数に比べて、０系クロックパスが、ｃａｓｅ ２の状態、つまり、０系入力クロック信号に同期した発振部１３の出力も異常となることにより、実際はクロックパス異常であると設定した閾値以内の周波数差となっているクロックパスが監視切替部１２で異常と判定されてしまった、つまり監視切替部１２で異常と判定した系が実際は正常の系と考えた場合の正常なクロックパス数が多いと多数決で判定する。その結果、監視切替部１２では、０系クロックパスはＣａｓｅ ２であると判定し、前記異常と判定した系の一つにクロックパスを切り替える（Ｓ１０６）。
【００３７】
一方、０系クロックパスが正常と監視切替部で判定し（Ｓ１０１においてＮｏ）、他系クロックパスの過半数が異常ではないと判定した場合（Ｓ１０５においてＮｏ）、多数決により０系クロックパスが正常であると監視切替部１２では判定し、切替を行わない（Ｓ１０７）。
【００３８】
以上のフローを行うことにより、発振部１３が従属しているクロックパスに異常があった場合の切替および発振部１３に異常があった場合の切替が可能となる。
【００３９】
（実施形態２）
本形態では、ＧＰＳを用いずにインラインのクロックパスのみでクロック供給を行うクロック供給網に関するクロックパスの切替、監視方式を説明する。
本形態では、周波数差計算手順において、図１に示すクロック入力部１４０〜１４Ｎに入力される少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノード９１に近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号は同位のスレーブノードからのクロックパスを有する。
【００４０】
本形態に関して、クロック供給装置１０は３つ以上のクロック入力ポートを必要とするが、図１１のような従来のクロック供給網の場合、クロック入力ポートは２つとなっている。そこで、各クロック供給装置１０において、クロック入力部１４０〜１４２は３つとなり、それぞれのクロックパスが従属同期されている各ノードからのパスであるクロック供給網を図３に示す。
【００４１】
このクロック供給網では、注目するクロック供給装置が存在するスレーブノード９３Ａ〜９３Ｈにおいて、スレーブノード９３Ａ〜９３Ｄが上位のサブマスターノード９２０及び９２１からの２つのクロックパスと同位のスレーブノード９３Ａ〜９３Ｄからの１つのクロックパスにより３つの入力クロック信号が供給され、スレーブノード９３Ｅ〜９３Ｈが上位のスレーブノード９３Ａ〜９３Ｄからの２つのクロックパスと同位のスレーブノード９３Ｅ〜９３Ｈからの１つのクロックパスにより３つの入力クロック信号が供給される。
【００４２】
このクロック供給網内の任意のクロック供給装置１０において、０系クロックパスにクロック供給装置１０が同期している場合の監視切替部１２の異常状態と切替の遷移図を図４に示す。
状態１は０系クロックパスに異常があり、他系クロックパスの半分以上が正常となっていないため、図２のフローより入力従属元切替は自走となる。
【００４３】
状態２、状態３及び状態４は０系クロックパスに異常があり、且つ他系クロックパスの半分（１つ）以上が正常（図では異常無）となっているため、図２のフローより正常の系へ切替が行われる。
【００４４】
状態５は、０系クロックパスに異常がなく、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）以上が異常となっているため、図２のフローより、異常と監視切替部１２で判定された系へ切替が行われる。
【００４５】
状態６、状態７及び状態８は０系クロックパスに異常がなく、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）以上が異常となっていないため、図２のフローより切替が行われない。
【００４６】
ここで、クロックの状態遷移に関してさらに詳細に説明する。
まず、従属元のクロックパスが急激に閾値以上に変化した場合の周波数の監視及び切替に関して説明する。
【００４７】
クロック供給装置１０に３つのクロックパス（０系、１系、２系）から入力があり、それらのクロック周波数が図５のように遷移している場合のクロック監視に関して説明する。初期状態として発振部１３からの出力クロック信号の従属元が０系クロックパスとなっている。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ではクロック供給装置１０における周波数差計算部１１０〜１１Ｎにおいて各入力クロック信号と発振部１３からの出力クロック信号の周波数とが比較され周波数差が計算される。
【００４８】
ここで、監視切替部１２においてクロックパスが異常と判定する周波数差は閾値Δｆｔｈとなっている。
各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差と監視切替部１２の状態を図６に示す。時刻ｔ２までは各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差は閾値Δｆｔｈ以内であるため、図４に示される異常状態は状態８の状態となり、クロックパスの切替は起こらず、入力従属元は０系クロックパスとなっている。
【００４９】
しかし時刻ｔ３において、０系入力周波数差計算部１１０より計算された周波数差が閾値を越えたΔｆ１が検出される。そのため、監視切替部１２では図４の状態において状態４と判定され、入力従属元は１系クロックパスに切り替えられる。時刻ｔ４では１系クロックパスが従属元となるので、１系クロックパスの状態が図４における０系クロックパス異常、０系クロックパスの状態が図４における１系クロックパス異常と置き換わった表となる。このとき、０系クロックパスは発振部１３の周波数との周波数差がΔｆ１となるため、図４の状態において状態６となり、従属元のクロックパスは切り替わらない。
【００５０】
この状態遷移におけるクロック供給装置１０内の発振部１３が出力するクロック周波数の遷移は図５に示している。従属元のクロックパスが急激に閾値Δｆｔｈ以上に変化した場合において、発振部１３はそのクロックパスに追従せず、他のクロックパスに切り替わり出力クロック信号が出力されていることがわかる。
【００５１】
次に、従属元のクロックパスの周波差数が閾値Δｆｔｈ以上へ徐々に変化した場合の周波数の監視及び切替に関して説明する。
クロック供給装置１０に３つのクロックパス（０系、１系、２系）から入力があり、それらのクロック周波数が図７のように遷移している場合のクロック監視に関して説明する。初期状態としてクロック従属元が０系クロックパスとなっている。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ではクロック供給装置１０における周波数差計算部１１０〜１１Ｎにおいて各入力クロック信号の周波数と発振部１３からの出力クロック信号の周波数とが比較され周波数差が計算される。
【００５２】
ここで、監視切替部１２においてクロックパスが異常と判定する周波数差は閾値Δｆｔｈとなっている。
各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差と監視切替部１２の状態を図８に示す。時刻ｔ２までは各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差は閾値Δｆｔｈ以内であるため、図４に示される異常状態は状態８の状態となり、クロックパスの切替は起こらず、入力従属元は０系クロックパスのままとなっている。
【００５３】
しかし時刻ｔ３において、時刻ｔ２で調整した発振部１３のクロック周波数差と１系クロックパス、２系クロックパスそれぞれの周波数差が閾値Δｆｔｈ以上の値となり、監視切替部１２において１系クロックパスと２系クロックパスが異常であると判別される。このとき、０系以外のクロックパスにおいて過半数のクロックパスが異常であると判別されるため、状態５と判別する。このため、時刻ｔ３では従属元のクロックパスが０系から１系へと切替が生じる。時刻ｔ４では１系クロックパスが従属元となるので、１系クロックパスの状態が図４における０系クロックパス異常となり、０系クロックパスの状態が図４における１系クロックパスの異常と置き換わった表となる。このとき、０系クロックパスは発振部１３の出力クロック周波数との周波数差が閾値Δｆｔｈ以上となるため、図４の状態において状態６となり、従属元のクロックパスは切り替わらない。
【００５４】
この状態遷移におけるクロック供給装置１０内の発振部１３が出力するクロック周波数の遷移は図７に示している。従属元のクロックパスが徐々に閾値Δｆｔｈ以上に変化した場合において、発振部１３はそのクロックパスに追従せず、他のクロックパスに切り替わりクロック信号が出力されていることがわかる。
【００５５】
（実施形態３）
本形態では、図１１で示される従来のクロック供給方式において、各ノードに提案したクロック供給装置が配置されている場合に関して説明する。
本形態では、周波数差計算手順において、図１に示すクロック入力部１４０〜１４Ｎに入力される少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノード９１０、９１１に近い上位ノードからのクロックパスを有し、図１に示すクロック入力部１４０〜１４Ｎに入力される少なくとも１つの入力クロック信号はＧＰＳ受信器からのクロックパスを有する。
【００５６】
図９に各ノードに配置するクロック供給装置の詳細な構成を示す。入力クロック信号は３つあり、上位ノードからのクロックパス２つと各クロック供給装置に配置されているＧＰＳ受信器からのクロックパスから構成されている。
【００５７】
図１０に、本実施形態に係る０系クロックパスに従属している場合の異常状態と切替遷移の一例を示す。
状態１では０系クロックパスが異常であり、且つ、他系クロックパスの入力クロック信号において半分（１つ）以上が正常となっていないため、図２の切替フローより入力従属元切替は自走となる。
【００５８】
状態２では０系クロックパスが異常であり、且つ、他系クロックパスの入力クロック信号において半数（１つ）以上が正常となっているため、図２の切替フローによると正常と判定されたクロックパスに切替を行うべきだが、正常と判定されたクロックパスがＧＰＳ受信器からの信号であり従属同期させるクロックの主信号ではないため、本実施形態では切替を行うクロックパスがないと判定し、入力従属基切替は自走とした。
【００５９】
状態３及び状態４では０系クロックパスが異常であり、且つ他系クロックパスの入力クロック信号において半数（１つ）以上が正常となっているため、図２の切替フロー従い、正常なクロックパスの系へ切替が生じる。
【００６０】
状態５では０系クロックパスが正常であり、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）が異常となっているため、図２の切替フローに従い正常なクロックパスの系へ切替が生じる。
【００６１】
状態６、状態７及び状態８では、０系クロックパスが正常であり、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）が異常となっていないため、図２の切替フローに従い、クロックパスの切替が行われない。
【００６２】
上記で説明した監視切替部１２で判定する異常状態と切替方法により、０系クロックパス、１系クロックパス、さらにはＧＰＳ受信器からのクロックパスに異常があるときを判定し、クロックパスの切替が行われていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０：クロック供給装置
１１０〜１１Ｎ：周波数差計算部
１２：監視切替部
１３：発振部
１４０〜１４Ｎ：クロック入力部
９１０、９１１：マスタークロックを供給するノード
９２０、９２１：サブマスターノード
９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃ、９３Ｄ、９３Ｅ、９３Ｆ、９３Ｇ、９３Ｈ：スレーブノード
９４：ＧＰＳ受信器
１１０：クロック供給装置
１１１０、１１１１：クロック周波数精度計算部
１１２：監視部
１１３：発振部
１１４：スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３つ以上の入力クロック信号を受信し、受信した装置が動作するクロックと入力クロック信号との周波数差を検出し、それぞれの周波数差を比較することにより、受信した装置が従属するクロックパスを判定及び選択し、受信した装置の動作するクロック周波数を選択したクロックパスの入力クロック信号に同期させる機能を有するクロック供給方法及びクロック供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ネットワーク内の各ノードおよびノード内の各装置の動作クロックを一致させる網同期方式として、わが国の通信網は従属同期方式を採用している。従属同期方式では、図１１に示すように最上位のマスタークロックを供給するノード９１０、９１１を起点とし、その下位のノードをサブマスターノード９２０、９２１、さらに下位のノードをスレーブノード９３Ａ〜９３Ｈといった下位ノードへ伝送路（クロックパス）を介してクロック信号が分配される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１１の実線と破線で示すとおり、サブマスターノード９２０〜９２１及びスレーブノード９３Ａ〜９３Ｈのクロック従属元は現用系（０系）／予備系（１系）冗長構成をとっている。通常は０系（現用系）のクロックパスから分配されている０系クロック信号に従属し、現用系に入力断が生じた場合、クロック供給装置は従属元を予備系（１系）のクロックパスから分配されている１系クロック信号に切り替える構造となっている。
【０００４】
また、入力断以外のクロック異常として、クロック周波数精度の劣化に伴うような異常が０系クロックパスに生じた場合の切替では、より詳細な異常系の検出機能が必要となる。このような問題を解決する手段として、図１２に示すようなＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信器９４からの信号をクロック基準信号として、０系入力クロック信号、１系入力クロック信号に対してクロック周波数精度計算部１１１０、１１１１を設置し、ＭＴＩＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｅｒｒｏｒ）を監視する方法がある。すなわち、クロック基準信号に対して、０系入力クロック信号および１系入力クロック信号の周波数差を０系入力クロック周波数精度計算部１１１０、１系入力クロック周波数精度計算部１１１１にてＭＴＩＥで計測し、周波数差が警報出力を行うために設定した閾値を越えるか否かを監視部１１２で監視し、現用系の０系クロック信号の周波数差が閾値を越えた場合には、監視部１１２より切替信号をスイッチ１１４に出力して、発振部１１３に入力される入力クロック信号をスイッチ１１４で切り替える。なお、図１２に示すクロック供給装置１１０では入力断監視部は省略して示してある。
【０００５】
図１２の監視部１１２における具体的な入力従属元の異常状態と切替の遷移表を図１３に示す。図１３は０系クロック信号にクロック供給装置１１０が従属している場合の切替方法を示している。０系クロック信号と基準クロック信号の周波数差が閾値以上になった場合、０系クロックパス異常が有と判定される。前記状態で且つ１系クロックパスに関しても異常が有と判定された場合は両クロックパスが異常系であるため、クロック供給装置１１０はホールドオーバー状態となり、従属同期せずにクロック供給装置１１０内の発振部１１３が独立に動作する自走状態となる。また、１系クロックパスにクロック異常がない場合のみ１系クロックパスに入力従属元を切り替える。一方、０系クロックパスに異常がない場合には１系クロックパスの異常の有無に関わらず切替は行われない。
【０００６】
さらに、上記クロック異常監視方法に対して、入力クロック信号の周波数がジッタやワンダなどにより時間的に変動する場合においても入力クロック信号の不具合の状態を的確に判定できるようにＭＴＩＥ計算部前段にジッタ・ワンダ除去フィルタを付与するクロック異常監視方法についても提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３７０２５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８８０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に示したように、クロック周波数精度の劣化に伴うような異常がクロックパスに生じた場合、外部の基準クロックを用いて周波数を比較し、異常を検出していた。このとき、クロック基準信号は外部のＧＰＳにロックした入力クロック信号を別途設置して用いられてきた。そのため、火山灰、黄砂、天候の悪化にともない、ＧＰＳ信号が劣化しＧＰＳにクロック基準信号がロックできない場合には、クロック基準信号自体が異常となり、結果として、０系１系クロックパスにおいて本来はクロック周波数の異常がないにも関わらず、クロック供給装置において異常警報が検出され、図１２における入力従属元が自走モードとなってしまうことが懸念されてきた。
【０００９】
そこで、本発明は、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスの監視が可能であり、かつ、正常系のクロックパスへの切替を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明のクロック供給方法は、クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号の周波数と発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算手順と、前記周波数差計算手順で計算した各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替手順と、を順に有する。
【００１１】
本願発明のクロック供給方法は、周波数差計算手順と、監視切替手順と、を順に有するため、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスを監視し、異常なクロックパスを判定することができる。これにより、本願発明のクロック供給方法は、正常系のクロックパスへの切替を行うことができる。
【００１２】
本願発明のクロック供給方法では、前記監視切替手順において、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させてもよい。
【００１３】
本願発明のクロック供給方法では、前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号は同位のスレーブノードからのクロックパスを有してもよい。
【００１４】
本願発明のクロック供給方法では前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号はＧＰＳ受信器からのクロックパスを有してもよい。
【００１５】
上記目的を達成するために、本願発明のクロック供給装置は、クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号が入力されるクロック入力部と、前記クロック入力部から入力されたいずれかの入力クロック信号と周波数同期して発振する発振部と、前記クロック入力部からの各入力クロック信号の周波数と前記発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算部と、前記周波数差計算部からの各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多い入力クロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替部と、を備える。
【００１６】
本願発明のクロック供給装置は、発振部と、周波数差計算部と、監視切替部と、を備えるため、クロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスを監視し、異常なクロックパスを判定することができる。これにより、本願発明のクロック供給装置は、正常系のクロックパスへの切替を行うことができる。
【００１７】
本願発明のクロック供給装置では、前記監視切替部は、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させてもよい。
【００１８】
本願発明のクロック供給装置では、前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、同位のスレーブノードからのクロックパスを有してもよい。
【００１９】
本願発明のクロック供給装置では、前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、ＧＰＳ受信器からのクロックパスを有してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、クロック基準信号の周波数が異常となった場合においてもクロック基準信号の異常を検出し、なおかつクロック基準信号が異常な場合においてもクロックパスの監視、および正常系のクロックパスへの切替が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１に係るクロック供給装置の一例を示す。
【図２】０系クロックパスに従属している場合の切替処理フローの一例を示す。
【図３】実施形態２に係るクロック供給装置のクロック供給網の一例を示す。
【図４】実施形態２に係るクロック供給装置が０系クロックに従属している場合の切替遷移の一例を示す。
【図５】従属元のクロックパスの周波数が急激に変化するときの周波数差の変動の一例を示す。
【図６】図５の周波数変動が生じたときの監視切替部の状態遷移の一例を示す。
【図７】従属元のクロックパスの周波数が徐々に変化するときの周波数差の変動の一例を示す。
【図８】図７の周波数変動が生じたときの監視切替部の状態遷移の一例を示す。
【図９】実施形態３に係るクロック供給装置の一例を示す。
【図１０】実施形態３に係るクロック供給装置が０系クロックに従属している場合の切替遷移の一例を示す。
【図１１】従来のクロック供給方式をあらわした図である。
【図１２】従来のクロック供給装置の詳細な構成を表した図である。
【図１３】従来のクロック供給装置が０系クロックに従属している場合の切替遷移の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態では、ＧＰＳ信号にロックしたクロック基準信号が異常時の場合でも、０系１系クロックパスにおいてクロック異常がない場合、正常なクロックパスを選択可能となるような切替方式として、ＧＰＳを用いたクロック基準信号といった周波数の絶対値が既知であるクロック基準信号を用いずに、クロック供給装置に０系、１系、２系・・・といった３系以上のクロック入力があるクロック供給装置においてクロックパスの切替方式を提案する。
【００２４】
図１に、本実施形態に係るクロック供給装置の一例を示す。図１ではＮ個のクロックパスからのクロック入力がある場合の説明を行う。本実施形態に係るクロック供給装置１０は、３つ以上のクロック入力部１４０〜１４Ｎと、周波数差計算部１１０〜１１Ｎと、監視切替部１２と、発振部１３と、を備える。
【００２５】
クロック入力部１４０〜１４Ｎに、クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号が入力される。例えば、クロック入力部１４０に０系クロックパスの入力クロック信号が入力され、クロック入力部１４１に１系クロックパスの入力クロック信号が入力され、クロック入力部１４２に２系クロックパスの入力クロック信号が入力され、・・・クロック入力部１４ＮにＮ系クロックパスの入力クロック信号が入力される。
【００２６】
０系入力周波数差計算部１１０、１系入力周波数差計算部１１１、２系入力周波数差計算部１１２、・・・Ｎ系入力周波数差計算部１１Ｎは、０系クロックパス、１系クロックパス、２系クロックパス・・・Ｎ系クロックパスのそれぞれの入力クロック信号とクロック供給装置１０内の発振部１３からの出力クロック信号との周波数差を計算する。監視切替部１２は、それぞれの周波数差計算部１１０〜１１Ｎの相対的な周波数差より各クロックパスの異常状態を監視し、従属元のクロックパスを選択する。発振部１３は、監視切替部１２にて選択されたクロックパスの周波数差の情報を基に、監視切替部１２にて選択されたクロックパスの入力クロック信号に周波数を調整し、当該クロックパスのクロック入力部に接続されている前ノードに同期したクロック信号を出力する。
【００２７】
ここで、周波数差計算部１１０〜１１Ｎは特許文献２と同様に有限の時間間隔で計測されるため、監視切替部１２での切替、および発振部１３での周波数調整は時間的に連続的ではなく断続的に行われる。このため、各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで各入力クロック信号と比較される発振部１３のクロック周波数は、前回のクロック計算で調整され、監視切替部１２にて採用された系の周波数であり、採用された系における入力周波数差計算の値は前回計算されたときの入力クロック信号の周波数と今回計算されるときの入力クロック信号の周波数の差となり、必ずしも０とはならない。
【００２８】
周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差が、クロックパス異常であると設定した周波数差の閾値Δｆｔｈ以上となっていた場合、本実施形態のクロック供給装置１０ではそのクロックパスが異常と監視切替部１２で判定する。
【００２９】
本実施形態に係るクロック供給方法は、周波数差計算手順と、監視切替手順と、を順に有する。周波数差計算手順では、周波数差計算部１１０〜１１Ｎが、クロック入力部１４０〜１４Ｎからの各入力クロック信号の周波数と発振部１３からのクロック信号の出力周波数との各周波数差を計算する。監視切替手順では、監視切替部１２が、周波数差計算部１１０〜１１Ｎからの各周波数差が予め定められた閾値Δｆｔｈを超えたクロックパスの数と閾値Δｆｔｈを超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する。
【００３０】
クロック供給装置が図１の場合の、監視切替手順における監視切替部１２での切替フローを図２に示す。図２ではクロック供給装置１０が０系クロックに従属している場合の異常状況を示している。
【００３１】
まず、０系クロックパスに異常がある場合（Ｓ１０１においてＹｅｓ）、０系クロックパスの入力クロック信号において前回の切替時の周波数に対して周波数がクロックパス異常であると設定した周波数差の閾値以上に変化してしまったと考えられる。
【００３２】
そのため、他の系に切り替える必要がある。他の系クロックパスの半分以上が正常な場合、それら系のクロックパスは正常であると多数決で判定し（Ｓ１０２においてＹｅｓ）、その中の一つの系へクロックパスの切替を行う（Ｓ１０３）。
【００３３】
一方、他の系クロックパスの半分以上が正常でない場合、系における正常なクロックパスがないと判定し（Ｓ１０２においてＮｏ）、発振部１３のクロックを自走で動作させる（Ｓ１０４）。
【００３４】
次に０系クロックパスが正常と監視切替部１２で判定した場合に関して説明する。
０系クロックパスが正常と監視切替部１２で判定する場合に関して、以下の２つの場合が考えられる。
【００３５】
・０系クロックパスの入力クロック信号の周波数が理想状態のクロックの周波数からクロックパス異常であると設定した周波数差までの範囲の値にある場合（ｃａｓｅ １）
・０系クロックパスの入力クロック信号の周波数が理想状態のクロック周波数からクロックパス異常であると設定した周波数差までの範囲の値の外にあるが、前回０系入力周波数差計算部で計算した時刻からの周波数の変化量はクロックパス異常であると設定した周波数の閾値以内となっている場合（ｃａｓｅ ２）
【００３６】
Ｃａｓｅ １は切替の必要がなく、Ｃａｓｅ ２は切替の必要があるため、以下に説明する監視切替部１２では両者を切り分けるフローを本実施形態では有する。
０系クロックパスが正常と監視切替部１２で判定し（Ｓ１０１においてＮｏ）、過半数のクロックパスにおいて異常と判定した場合（Ｓ１０５においてＹｅｓ）、０系クロックパスがｃａｓｅ １であるため正常となっているクロックパスの数に比べて、０系クロックパスが、ｃａｓｅ ２の状態、つまり、０系入力クロック信号に同期した発振部１３の出力も異常となることにより、実際はクロックパス異常であると設定した閾値以内の周波数差となっているクロックパスが監視切替部１２で異常と判定されてしまった、つまり監視切替部１２で異常と判定した系が実際は正常の系と考えた場合の正常なクロックパス数が多いと多数決で判定する。その結果、監視切替部１２では、０系クロックパスはＣａｓｅ ２であると判定し、前記異常と判定した系の一つにクロックパスを切り替える（Ｓ１０６）。
【００３７】
一方、０系クロックパスが正常と監視切替部で判定し（Ｓ１０１においてＮｏ）、他系クロックパスの過半数が異常ではないと判定した場合（Ｓ１０５においてＮｏ）、多数決により０系クロックパスが正常であると監視切替部１２では判定し、切替を行わない（Ｓ１０７）。
【００３８】
以上のフローを行うことにより、発振部１３が従属しているクロックパスに異常があった場合の切替および発振部１３に異常があった場合の切替が可能となる。
【００３９】
（実施形態２）
本形態では、ＧＰＳを用いずにインラインのクロックパスのみでクロック供給を行うクロック供給網に関するクロックパスの切替、監視方式を説明する。
本形態では、周波数差計算手順において、図１に示すクロック入力部１４０〜１４Ｎに入力される少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノード９１に近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号は同位のスレーブノードからのクロックパスを有する。
【００４０】
本形態に関して、クロック供給装置１０は３つ以上のクロック入力ポートを必要とするが、図１１のような従来のクロック供給網の場合、クロック入力ポートは２つとなっている。そこで、各クロック供給装置１０において、クロック入力部１４０〜１４２は３つとなり、それぞれのクロックパスが従属同期されている各ノードからのパスであるクロック供給網を図３に示す。
【００４１】
このクロック供給網では、注目するクロック供給装置が存在するスレーブノード９３Ａ〜９３Ｈにおいて、スレーブノード９３Ａ〜９３Ｄが上位のサブマスターノード９２０及び９２１からの２つのクロックパスと同位のスレーブノード９３Ａ〜９３Ｄからの１つのクロックパスにより３つの入力クロック信号が供給され、スレーブノード９３Ｅ〜９３Ｈが上位のスレーブノード９３Ａ〜９３Ｄからの２つのクロックパスと同位のスレーブノード９３Ｅ〜９３Ｈからの１つのクロックパスにより３つの入力クロック信号が供給される。
【００４２】
このクロック供給網内の任意のクロック供給装置１０において、０系クロックパスにクロック供給装置１０が同期している場合の監視切替部１２の異常状態と切替の遷移図を図４に示す。
状態１は０系クロックパスに異常があり、他系クロックパスの半分以上が正常となっていないため、図２のフローより入力従属元切替は自走となる。
【００４３】
状態２、状態３及び状態４は０系クロックパスに異常があり、且つ他系クロックパスの半分（１つ）以上が正常（図では異常無）となっているため、図２のフローより正常の系へ切替が行われる。
【００４４】
状態５は、０系クロックパスに異常がなく、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）以上が異常となっているため、図２のフローより、異常と監視切替部１２で判定された系へ切替が行われる。
【００４５】
状態６、状態７及び状態８は０系クロックパスに異常がなく、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）以上が異常となっていないため、図２のフローより切替が行われない。
【００４６】
ここで、クロックの状態遷移に関してさらに詳細に説明する。
まず、従属元のクロックパスが急激に閾値以上に変化した場合の周波数の監視及び切替に関して説明する。
【００４７】
クロック供給装置１０に３つのクロックパス（０系、１系、２系）から入力があり、それらのクロック周波数が図５のように遷移している場合のクロック監視に関して説明する。初期状態として発振部１３からの出力クロック信号の従属元が０系クロックパスとなっている。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ではクロック供給装置１０における周波数差計算部１１０〜１１Ｎにおいて各入力クロック信号と発振部１３からの出力クロック信号の周波数とが比較され周波数差が計算される。
【００４８】
ここで、監視切替部１２においてクロックパスが異常と判定する周波数差は閾値Δｆｔｈとなっている。
各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差と監視切替部１２の状態を図６に示す。時刻ｔ２までは各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差は閾値Δｆｔｈ以内であるため、図４に示される異常状態は状態８の状態となり、クロックパスの切替は起こらず、入力従属元は０系クロックパスとなっている。
【００４９】
しかし時刻ｔ３において、０系入力周波数差計算部１１０より計算された周波数差が閾値を越えたΔｆ１が検出される。そのため、監視切替部１２では図４の状態において状態４と判定され、入力従属元は１系クロックパスに切り替えられる。時刻ｔ４では１系クロックパスが従属元となるので、１系クロックパスの状態が図４における０系クロックパス異常、０系クロックパスの状態が図４における１系クロックパス異常と置き換わった表となる。このとき、０系クロックパスは発振部１３の周波数との周波数差がΔｆ１となるため、図４の状態において状態６となり、従属元のクロックパスは切り替わらない。
【００５０】
この状態遷移におけるクロック供給装置１０内の発振部１３が出力するクロック周波数の遷移は図５に示している。従属元のクロックパスが急激に閾値Δｆｔｈ以上に変化した場合において、発振部１３はそのクロックパスに追従せず、他のクロックパスに切り替わり出力クロック信号が出力されていることがわかる。
【００５１】
次に、従属元のクロックパスの周波差数が閾値Δｆｔｈ以上へ徐々に変化した場合の周波数の監視及び切替に関して説明する。
クロック供給装置１０に３つのクロックパス（０系、１系、２系）から入力があり、それらのクロック周波数が図７のように遷移している場合のクロック監視に関して説明する。初期状態としてクロック従属元が０系クロックパスとなっている。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ではクロック供給装置１０における周波数差計算部１１０〜１１Ｎにおいて各入力クロック信号の周波数と発振部１３からの出力クロック信号の周波数とが比較され周波数差が計算される。
【００５２】
ここで、監視切替部１２においてクロックパスが異常と判定する周波数差は閾値Δｆｔｈとなっている。
各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差と監視切替部１２の状態を図８に示す。時刻ｔ２までは各周波数差計算部１１０〜１１Ｎで計算された周波数差は閾値Δｆｔｈ以内であるため、図４に示される異常状態は状態８の状態となり、クロックパスの切替は起こらず、入力従属元は０系クロックパスのままとなっている。
【００５３】
しかし時刻ｔ３において、時刻ｔ２で調整した発振部１３のクロック周波数差と１系クロックパス、２系クロックパスそれぞれの周波数差が閾値Δｆｔｈ以上の値となり、監視切替部１２において１系クロックパスと２系クロックパスが異常であると判別される。このとき、０系以外のクロックパスにおいて過半数のクロックパスが異常であると判別されるため、状態５と判別する。このため、時刻ｔ３では従属元のクロックパスが０系から１系へと切替が生じる。時刻ｔ４では１系クロックパスが従属元となるので、１系クロックパスの状態が図４における０系クロックパス異常となり、０系クロックパスの状態が図４における１系クロックパスの異常と置き換わった表となる。このとき、０系クロックパスは発振部１３の出力クロック周波数との周波数差が閾値Δｆｔｈ以上となるため、図４の状態において状態６となり、従属元のクロックパスは切り替わらない。
【００５４】
この状態遷移におけるクロック供給装置１０内の発振部１３が出力するクロック周波数の遷移は図７に示している。従属元のクロックパスが徐々に閾値Δｆｔｈ以上に変化した場合において、発振部１３はそのクロックパスに追従せず、他のクロックパスに切り替わりクロック信号が出力されていることがわかる。
【００５５】
（実施形態３）
本形態では、図１１で示される従来のクロック供給方式において、各ノードに提案したクロック供給装置が配置されている場合に関して説明する。
本形態では、周波数差計算手順において、図１に示すクロック入力部１４０〜１４Ｎに入力される少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノード９１０、９１１に近い上位ノードからのクロックパスを有し、図１に示すクロック入力部１４０〜１４Ｎに入力される少なくとも１つの入力クロック信号はＧＰＳ受信器からのクロックパスを有する。
【００５６】
図９に各ノードに配置するクロック供給装置の詳細な構成を示す。入力クロック信号は３つあり、上位ノードからのクロックパス２つと各クロック供給装置に配置されているＧＰＳ受信器からのクロックパスから構成されている。
【００５７】
図１０に、本実施形態に係る０系クロックパスに従属している場合の異常状態と切替遷移の一例を示す。
状態１では０系クロックパスが異常であり、且つ、他系クロックパスの入力クロック信号において半分（１つ）以上が正常となっていないため、図２の切替フローより入力従属元切替は自走となる。
【００５８】
状態２では０系クロックパスが異常であり、且つ、他系クロックパスの入力クロック信号において半数（１つ）以上が正常となっているため、図２の切替フローによると正常と判定されたクロックパスに切替を行うべきだが、正常と判定されたクロックパスがＧＰＳ受信器からの信号であり従属同期させるクロックの主信号ではないため、本実施形態では切替を行うクロックパスがないと判定し、入力従属基切替は自走とした。
【００５９】
状態３及び状態４では０系クロックパスが異常であり、且つ他系クロックパスの入力クロック信号において半数（１つ）以上が正常となっているため、図２の切替フロー従い、正常なクロックパスの系へ切替が生じる。
【００６０】
状態５では０系クロックパスが正常であり、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）が異常となっているため、図２の切替フローに従い正常なクロックパスの系へ切替が生じる。
【００６１】
状態６、状態７及び状態８では、０系クロックパスが正常であり、且つ、他系クロックパスの過半数（２つ）が異常となっていないため、図２の切替フローに従い、クロックパスの切替が行われない。
【００６２】
上記で説明した監視切替部１２で判定する異常状態と切替方法により、０系クロックパス、１系クロックパス、さらにはＧＰＳ受信器からのクロックパスに異常があるときを判定し、クロックパスの切替が行われていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０：クロック供給装置
１１０〜１１Ｎ：周波数差計算部
１２：監視切替部
１３：発振部
１４０〜１４Ｎ：クロック入力部
９１０、９１１：マスタークロックを供給するノード
９２０、９２１：サブマスターノード
９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃ、９３Ｄ、９３Ｅ、９３Ｆ、９３Ｇ、９３Ｈ：スレーブノード
９４：ＧＰＳ受信器
１１０：クロック供給装置
１１１０、１１１１：クロック周波数精度計算部
１１２：監視部
１１３：発振部
１１４：スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号の周波数と発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算手順と、
前記周波数差計算手順で計算した各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替手順と、
を順に有するクロック供給方法。
【請求項２】
前記監視切替手順において、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させることを特徴とする請求項１に記載のクロック供給方法。
【請求項３】
前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号は同位のスレーブノードからのクロックパスを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクロック供給方法。
【請求項４】
前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号はＧＰＳ受信器からのクロックパスを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクロック供給方法。
【請求項５】
クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号が入力されるクロック入力部と、
前記クロック入力部から入力されたいずれかの入力クロック信号と周波数同期して発振する発振部と、
前記クロック入力部からの各入力クロック信号の周波数と前記発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算部と、
前記周波数差計算部からの各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替部と、
を備えるクロック供給装置。
【請求項６】
前記監視切替部は、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させることを特徴とする請求項５に記載のクロック供給装置。
【請求項７】
前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、
前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、同位のスレーブノードからのクロックパスを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のクロック供給装置。
【請求項８】
前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、
前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、ＧＰＳ受信器からのクロックパスを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のクロック供給装置。
【請求項１】
クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号の周波数と発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算手順と、
前記周波数差計算手順で計算した各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替手順と、
を順に有するクロック供給方法。
【請求項２】
前記監視切替手順において、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させることを特徴とする請求項１に記載のクロック供給方法。
【請求項３】
前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号は同位のスレーブノードからのクロックパスを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクロック供給方法。
【請求項４】
前記周波数差計算手順において、少なくとも２つの入力クロック信号はマスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、少なくとも１つの入力クロック信号はＧＰＳ受信器からのクロックパスを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクロック供給方法。
【請求項５】
クロックパスの異なる３つ以上の入力クロック信号が入力されるクロック入力部と、
前記クロック入力部から入力されたいずれかの入力クロック信号と周波数同期して発振する発振部と、
前記クロック入力部からの各入力クロック信号の周波数と前記発振部の発振周波数との各周波数差を計算する周波数差計算部と、
前記周波数差計算部からの各周波数差が予め定められた閾値を超えたクロックパスの数と前記閾値を超えないクロックパスの数を比較し、個数の多いクロックパスを正常なクロックパスと判定し、個数の少ないクロックパスを異常なクロックパスと判定する監視切替部と、
を備えるクロック供給装置。
【請求項６】
前記監視切替部は、前記発振部と周波数同期しているクロックパスが異常であると判定した場合、前記発振部を正常なクロックパスの入力クロック信号に周波数同期させることを特徴とする請求項５に記載のクロック供給装置。
【請求項７】
前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、
前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、同位のスレーブノードからのクロックパスを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のクロック供給装置。
【請求項８】
前記クロック入力部に入力される少なくとも２つの入力クロック信号は、マスタークロックを供給するノードに近い上位ノードからのクロックパスを有し、
前記クロック入力部に入力される少なくとも１つの入力クロック信号は、ＧＰＳ受信器からのクロックパスを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のクロック供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１１０５２３（Ｐ２０１３−１１０５２３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３０１９（Ｐ２０１１−２５３０１９）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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