转发装置和时刻同步系统的制作方法

本发明涉及转发装置和时刻选择系统。具体而言，本发明涉及将来自时刻源的时刻信息发布到与网络连接的各装置的转发装置、时刻选择方法和时刻选择系统。

背景技术：

1、近年来，在产业用以太网(注册商标)网络中，控制网络和信息网络的统合化不断发展。在产业用以太网网络中，作为实时转发控制数据的方式，tsn(time sensitivenetworking：时间敏感网络)技术的规范化不断发展。tsn是经由网络交换机(以下记作转发装置)使装置之间高精度地进行时刻同步并对业务量进行调度的技术。

2、关于tsn技术之一，存在高精度的网络时刻同步技术。

3、与包含转发装置的网络连接的各设备周期性地测定相邻的装置之间的传播延迟和时钟偏差。而且，上述的各设备针对从成为时刻源的主机时钟装置(以下记作gm)经由网络周期性地发布的时刻信息高精度地进行时刻同步的方法已被规范化(例如非专利文献1)。

4、在非专利文献1中，以时刻同步系统的高可靠化为目的，在网络上配置有多个时刻源。所配置的多个时刻源周期性地发布时钟的精度和可靠性这样的时刻源信息。

5、转发装置在从一个或多个端口接收到的时刻源信息中选择最佳的时刻源信息，通过周期性地发布的算法bmca(best master clock algorithm：最佳主时钟算法)，以最佳的时刻源为起点构成发布时刻的路径(时钟树)，该方法也已被规范化。

6、此外，还提出了将时刻源信息和时刻信息存储于相同帧而使时刻同步的独自方法(例如专利文献1)。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2015-216438号公报

10、非专利文献

11、非专利文献1：ieee std 802.1as-2020(timing and synchronization fortime-sensitive applications),approved 30january 2020

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在现有的非专利文献1中，gm利用announce消息周期性地发布时刻源信息。在各转发装置中，选择接收到在接收到的announce消息中时刻精度最佳的时刻源信息即质量最佳的时刻源信息的端口作为从端口。各转发装置向其他端口转发从从端口接收到的announce消息。向其他端口转发的转发定时是由转发装置单独管理的周期。

3、另一方面，gm周期性地利用sync/follow up消息发布时刻信息。各转发装置实时地更新sync/follow up消息中包含的传播延迟时间和与gm的时钟比，并且转发sync/follow up消息。这里，sync/follow up消息中包含的传播延迟时间是从gm到接收到sync/follow up消息的转发装置为止的转发延迟时间。此外，与gm的时钟比是频率偏差之比。

4、另外，为了计算与gm的传播延迟时间和与gm的时钟比，在各装置中与相邻装置收发pdelay_req/pdelay_resp/pdelay_resp_follow_up消息，计测相邻装置与本装置之间的传播延迟时间、时钟比。此外，测定本装置内部的滞留时间。

5、announce消息和sync/folllow_up消息的发送周期是独立的。此外，在各转发装置中，与announce消息和sync/follow_up消息有关的转发方法也不同。因此，转发装置的经由级数多，成为时刻源的gm冗余化，在多个gm与网络连接的时刻同步系统中，存在以下这样的课题。即，当与被选择为主装置的gm连接的接收时刻信息的gps天线的接收状态从同步状态成为保持或非同步的状态、或者从保持状态成为非同步状态这样的时刻质量恶化时，有时将主装置切换为冗余化的其他gm。这样，在产生切换为其他gm时，存在时刻源信息的劣化检测花费时间、时钟树的重建变慢这样的课题。

6、此外，专利文献1是解决该课题的提案，可认为专利文献1具有如下优点：转发对时刻源信息和时刻信息进行统合后的帧，由此防止同步精度的恶化。但是，在专利文献1中未依据规范，因此，在相互连接性和可扩展性方面存在课题。

7、本发明的目的在于，确保相互连接性和可扩展性，并且使时刻源信息和时刻信息一致，使时刻源的劣化信息的通知和新时刻信息的发布高速化，由此提高时刻同步中的可靠性和同步精度。

8、用于解决课题的手段

9、本发明的转发装置具有2个以上的通信端口，经由网络进行时刻同步，所述转发装置具有：第1单元，其在从各通信端口接收到的数据中识别延迟测定用的消息、时刻源通知消息和时刻通知消息；第2单元，其按照每个通信端口保持所述时刻源的优先级信息，按照每个通信端口管理有无接收所述时刻源通知消息和优先级信息的变化，所述时刻源的优先级信息包含按照每个通信端口接收到的所述时刻源通知消息中存储的从时刻源进行时刻通知消息的时刻的可靠度和确定作为所述时刻源的装置的信息；第3单元，其选择具有按照每个通信端口管理的时刻源的优先级信息和包含确定作为自身的所述转发装置的信息的所述转发装置的优先级信息中最高的优先级信息的通信端口作为从端口，将经由所述优先级信息与选择出的所述从端口对应起来的作为所述时刻源的装置识别为主装置；第4单元，其向所述从端口以外的通信端口周期性地发布由所述从端口接收到的、存储将所述主装置作为时刻源的时刻源信息的时刻源通知消息；第5单元，其按照每个通信端口管理有无接收存储时刻信息的时刻通知消息；第6单元，其在按照每个通信端口接收到的时刻源通知消息的接收状态和时刻通知消息的接收状态中的任意方发生了变化的情况下，执行从所述接收状态发生了变化的通信端口即对象通信端口接收时刻通知消息的一定期间的保护和从所述对象通信端口接收时刻通知消息的保护解除中的任意方；第7单元，其在从所述从端口接收到的时刻源通知消息的接收状态和时刻通知消息的接收状态中的任意方发生了变化的情况下，执行向所述从端口以外的通信端口发布时刻通知消息的一定期间的保护和向所述从端口以外的通信端口发布时刻通知消息的一定期间的保护解除中的任意方；第8单元，其在所述主装置与所述转发装置之间和相邻装置与所述转发装置之间中的任意方收发消息，测定传播延迟；第9单元，其在利用所述转发装置管理时刻时，没有所述从端口的时刻通知消息的接收保护的情况下，根据由所述从端口周期性地接收的从所述主装置发布的时刻通知消息和包含延迟时间的信息，使所述转发装置的时刻与所述主装置的时刻同步；以及第10单元，其在没有所述从端口的时刻通知消息的发布保护的情况下，在从所述从端口接收到的时刻通知消息中追加由于经由所述转发装置而在时间上造成影响的参数的信息，向所述从端口以外的通信端口发布追加了所述信息的时刻通知消息。

10、发明效果

11、根据本发明，能够提供如下的转发装置和时刻选择系统：确保相互连接性和可扩展性，并且使时刻源信息和时刻信息一致，使时刻源的劣化信息的通知和新时刻信息的发布高速化，提高时刻同步中的可靠性和同步精度。