JP2002077127A - フレーム同期回路 - Google Patents
フレーム同期回路Info
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Abstract
のタイムスロットにマルチフレームを構成することによ
りデータ伝送する場合、データのビットずれが発生して
フレーム同期が外れた際に、フレーム同期の再確立を短
時間で行えるようにする。 【解決手段】6.3Mのデータを入力してクロック抽出
を行い必要部署にクロック信号を供給すると共に、入力
データの瞬断、或いは、入力データの位相変化を検出し
入力異常信号を出力するB/U変換部6と、6.3M入
力データのフレーム同期を確立すると共にフレーム同期
監視を行う6.3Mフレーム終端部7と、64マルチフ
レームの同期を確立すると共にマルチフレーム同期監視
を行う64マルチフレーム終端部8と、6.3Mの入力
データを装置内クロックで動作するよう変換するクロッ
ク変換部3とにより構成する。又、B/U変換部6には
入力異常監視部9を備えている。
Description
関し、特に、マルチフレームによる信号割当てが図られ
たディジタル多重化伝送装置等の受信側において、フレ
ーム同期及びマルチフレーム同期が一旦外れて再度同期
を確立するまでの時間を短縮可能なフレーム同期回路に
関する。
ては、受信した入力データからフレームの特定位置に配
置した特定パターン構成のフレーム同期ビットを検出し
てフレーム同期を確立することが必要であり、フレーム
同期の監視にはフレーム同期の復帰特性、或いは、保持
特性等が考慮された同期保護設計がなされている。ま
た、フレーム内に固有のタイムスロットを設け、このタ
イムスロットにマルチフレームを構成することによりデ
ータを伝送する場合は、このマルチフレーム同期の確立
も必要である。
度が2次群6.3Mbit/secの伝送装置を上げて
説明する。図5は、6.3Mフレームの構成を示す図で
あり、この場合、6.3Mフレームは、1チャネル(1
ch=1タイムスロット)が8ビットで構成される98
個のタイムスロット(TS)と、5ビットで構成される
フレーム(F)ビットの789ビット(125μs)に
より1つのフレームとなっている。このうち1〜96T
Sは、データを搭載する情報用フィールドとして用いら
れ、97及び98TSは、ステータス(ST)を搭載す
る信号用フィールドとして用いられる。また、97及び
98TSをSTフレームと呼び、このSTフレームは後
述する64マルチフレーム構成がなされている。なお、
図中の#1〜#4は、6Mフレームに多重化された4回
線分の1次群1.5Mb/s論理パスを示している。
示す。この図は、2次群を構成する6.3Mインタフェ
ースに多重化された4回線の1.5Mの論理パスフレー
ムのうち、1回線(#1)を抽出したものである。つま
り、1.5Mフレームは、8ビットのタイムスロットか
らなるTS1〜TS24までの24チャンネルと、4ビ
ットのSTビットとで構成される。ここでは、前記ST
ビットについて、64マルチフレーム構成がなされてお
り、STビットに割当てられたFSビットはフレーム同
期ビットであり、他には、制御ビット(異常検出ビット
や試験用ビット)や未定義ビット等がある。この例で
は、1フレーム当り4ビットからなるSTビットは、8
フレームおきにFSビットが1ビット(S1#1の位
置)挿入されており、8ビットからなるのフレーム同期
パターンを構成するには、8フレーム×8ビットで64
個のフレームが必要であり、これを64マルチフレーム
という。
構成例を示す図である。この図に示すフレーム同期回路
は、伝送路からの受信信号(6.3Mのデータ)を入力
してクロック(伝送路クロック)抽出を行うと共に、バ
イポーラ(複極性)伝送路符号をユニポーラ(単極性)
装置内符号に変換するB/U変換部1と、前記B/U変
換部1からのクロック信号に基づき、ユニポーラに変換
された後の6.3M入力データに対しフレーム同期を確
立すると共にフレーム同期監視を行う6.3Mフレーム
終端部2と、6.3M入力データを伝送路クロックから
装置内クロックへ変換するクロック変換部3と、前記ク
ロック変換部3から出力される6.3M入力データに対
し64マルチフレームの同期を確立すると共にマルチフ
レームの同期監視を行う64マルチフレーム終端部4と
により構成する。
する6.3Mのデータは、B/U変換部1において、バ
イポーラ信号を装置内信号であるユニポーラ信号に変換
すると共に、パルスの繰り返し成分を抽出してクロック
信号を生成する。6.3Mフレーム終端部2は、前記生
成したクロック信号を用いて6.3M入力データのフレ
ーム同期確立を行うと共に、フレーム同期外れを監視
し、図示しないALMI/O(警報処理部)に警報(ア
ラーム)を出力する。クロック変換部3は、エラスティ
ックストアメモリを使用して、伝送路から抽出した伝送
路クロック信号に基づいてデータを書き込み、装置内ク
ロック信号に基づいてデータを読み出すことにより、動
作クロック信号を装置内クロック信号に変換する。この
とき、伝送路上において生じたジッタやワンダ等による
データの特性変動が吸収される。次に、64マルチフレ
ーム終端部4は、装置内クロック信号により動作し、
6.3M入力データのフレームを構成するタイムスロッ
トの97、98(STフレーム)に設けた64マルチフ
レームからなるデータのマルチフレーム同期確立を行う
と共に、マルチフレーム同期外れを監視し、ALM I
/Oに警報を出力する。
いては、対向する伝送装置側のクロック供給機能に障害
が生じて自走状態となった場合等、伝送路から抽出する
クロック信号の精度(安定度)が低下すると、クロック
変換部に備えたエラスティックストアでスリップが発生
し、6.3Mフレーム終端部2のフレーム同期は正常に
確立しているにもかかわらず、64マルチフレーム終端
部4では前方保護段数を経た後に同期外れを検出するこ
とになる。その際、64マルチフレーム終端部4では、
再度、同期の引き込み動作(ハンティングという)を行
うため、前方及び後方の同期保護段数分のデータが欠落
するという問題が生じていた。
回路例として図8に示す構成が提供されている。図8
は、従来のフレーム同期回路の第二の構成例を示す図で
ある。この図に示すフレーム同期回路は、上述した第一
の実施例と同様の機能ブロックである、6.3Mのデー
タを入力してクロック抽出を行うB/U変換部1と、
6.3M入力データのフレーム同期を確立すると共にフ
レーム同期監視を行う6.3Mフレーム終端部2と、6
4マルチフレームの同期を確立すると共にマルチフレー
ムの同期監視を行う64マルチフレーム終端部5と、
6.3M入力データを装置内クロック信号で動作するよ
う変換するクロック変換部3とにより構成される。つま
り、上述した第一の実施例とは、64マルチフレーム終
端部5の接続構成が異なっており、ここでは、64マル
チフレーム終端部5はB/U変換部1からの伝送路クロ
ック信号に基づいて、クロック変換部3によるクロック
変換前の6.3M入力データに対してマルチフレーム同
期を図っている。
において、伝送路から入力する6.3Mのデータである
バイポーラ信号を、装置内信号であるユニポーラ信号に
変換すると共に、パルスの繰り返し成分を抽出してクロ
ック信号(伝送路クロック)を生成する。6.3Mフレ
ーム終端部2は、前記生成したクロック信号を用いて
6.3M入力データのフレーム同期確立を行うと共に、
フレーム同期外れを監視し、図示しないALM I/O
に警報を出力する。64マルチフレーム終端部4は、前
記生成したクロック信号を用いて、6.3M入力データ
のフレームを構成するタイムスロット97、98(ST
フレーム)に設けた64マルチフレームからなるデータ
の同期確立を行うと共に、マルチフレーム同期外れを監
視し、ALM I/Oに警報を出力する。クロック変換
部3は、エラスティックストアメモリを使用して伝送路
より抽出したクロック信号によりデータを書き込み、更
に、装置内クロック信号により読み出すことにより、動
作させるクロック信号を装置内クロック信号に変換させ
る。また、このエラスティックストアメモリにより伝送
路上において生ずるジッタ、ワンダ等によるデータの変
動を吸収する。
っては、クロック変換部3に備えたエラスティックスト
アメモリのスリップによる影響を避けられることができ
る。
フレーム同期回路では、6.3Mの入力データ(受信信
号)に瞬断などが発生し、伝送路から抽出する伝送路ク
ロック信号が途絶えると、たとえクロック信号が1クロ
ックの欠落であってもデータのビットずれが発生し、
6.3Mフレーム同期、64マルチフレーム同期共に同
期外れとなり、再度フレーム同期の確立を行ことにな
る。また、ビットずれは、伝送路切り替え等が行われ入
力データのフレーム位相が変化した際も同様に発生し、
同期外れとなる。この同期外れを検出する際、前方保護
に必要な前方保護段数Mをとり、又、同期の確立を検出
する際、後方保護に必要な後方保護段数Nをとることか
ら、データのビットずれが発生してからフレーム同期が
確立するまで、保護段数に必要な時間データが欠落する
という問題が生じている。このデータの欠落は、64マ
ルチフレーム同期において、64フレーム×(M+N)
段となり、大きな影響を与える。
レームを単位にして1フレーム毎に同期保護段数をカウ
ントし、64マルチフレーム終端部5が64フレームを
単位にして64フレーム毎に同期保護段数をカウントす
るものとし、6.3Mフレーム終端部2と64マルチフ
レーム終端部5における前方保護及び後方保護の段数が
共に3段であるとすれば、上述の同期復帰までの時間
は、6.3Mフレーム終端部2では、1フレーム(12
5μs)×(前3+後3)段により、750μsの時間
がかかり、また、64マルチフレーム終端部5では、6
4フレーム(8ms)×(前3+後3)段により、48
msの時間がかかってしまうことになる。
同期の監視方法における問題を解決するためになされた
ものであって、受信信号の瞬断が発生し、フレーム同期
が外れてしまう場合であっても、フレーム同期再確立ま
での復帰時間を短時間で行うことができるフレーム同期
回路を提供することを目的とする。
に本発明に係るフレーム同期回路は、以下の構成をと
る。フレーム構成された受信信号に対し、フレーム同期
を司り同期状態遷移に同期保護をかけたフレーム終端部
と、所定の複数のフレームからなるマルチフレーム同期
を司り同期状態遷移に同期保護をかけたマルチフレーム
終端部とを備えたフレーム同期回路であって、前記受信
信号を監視する入力異常監視部を設け、該入力異常監視
部が入力信号の断絶を検出した際に、前記入力異常監視
部からの出力に基づいて前記フレーム終端部及びマルチ
フレーム終端部の前方保護を強制的に同期外れ状態にす
ることにより、前記フレーム終端部及びマルチフレーム
終端部を直ちにハンティング状態に移行させるよう構成
する。
本発明を詳細に説明する。なお、ここでの説明は、上述
の図5及び図6に示したフレーム構成を例にする。
一実施例を示す構成図である。なお、図7又は図8に示
したものと同様の機能ブロックについては、同一の符号
を付してその説明を省略する。同図は、受信信号として
入力される6.3Mb/sのデータからクロック抽出を
行い伝送路クロックを生成すると共にバイポーラ(複極
性)伝送路符号をユニポーラ(単極性)装置内符号に変
換するB/U変換部6と、前記B/U変換部1からのク
ロック信号に基づき、ユニポーラに変換された後の6.
3M入力データに対しフレーム同期を確立すると共にフ
レーム同期監視を行う6.3Mフレーム終端部7と、前
記B/U変換部1からのクロック信号に基づき、ユニポ
ーラに変換された後の6.3M入力データに対し64マ
ルチフレームの同期を確立すると共にマルチフレームの
同期監視を行う64マルチフレーム終端8と、6.3M
入力データを伝送路クロックから装置内クロックへ変換
するクロック変換部3とを備えており、前記B/U変換
部6には、6.3M入力データの瞬断、或いは断絶を検
出し入力異常の旨を示すセット信号を出力する入力異常
監視部9が内蔵されている。
終端部7、及び、64マルチフレーム終端部8は、B/
U変換部6が抽出した伝送路クロック信号により動作
し、6.3Mフレーム終端部7はフレーム同期の確立と
フレーム同期の監視を行い、64マルチフレーム終端部
8はマルチフレーム同期の確立とマルチフレーム同期の
監視を行なう。また、B/U変換部6に備えた入力異常
監視部9は、例えば、B/U変換部6が抽出する伝送路
クロックの位相を監視することにより受信信号が途絶え
たことを検出して、6.3Mフレーム終端部7、及び、
64マルチフレーム終端部8に備えたフレーム同期回路
の前方保護回路(図2により後述する)を、同期外れ検
出状態にセットするためのセット信号を出力する。
常監視部9からの前記セット信号を用いて、前方保護回
路を強制的に同期外れ検出状態にすることにより、前方
保護機能を省略して直ちにハンティング状態に移行し、
ほぼフレーム同期に係る後方保護に要する時間のみの復
帰時間とすることで復帰時間を短縮しようとするもので
ある。一方、受信した入力データにビット誤りが生じた
等の場合には、前記入力異常検出部9は、伝送路クロッ
クが途絶えたわけでなければ、これにより入力異常を検
出することはない。したがって、この場合は、6.3M
フレーム終端部7と64マルチフレーム終端部8の夫々
において、フレーム同期パターンとの一致行われ、所定
の保護段数を加味した通常のフレーム同期動作が行われ
ることになる。
64マルチフレーム終端部8の概略構成について図を用
いて説明する。図2は、本発明に係わるフレーム終端部
(6.3Mフレーム終端部7及び64マルチフレーム終
端部8)に備えたフレーム同期監視回路の一実施例を示
す。同図は、後述のハンティング回路11からのフレー
ム位置パルスにより位置指定される入力データのビット
列と予め設定されたフレーム同期パターンとの比較を繰
り返し一致/不一致の比較結果を出力するフレームパタ
ーン検出回路10と、入力されるクロック信号と前記フ
レームパターン検出回路10からの比較結果とに基づい
て、フレーム位置パルスをシフト制御するフレームカウ
ンタからなるハンティング回路11と、前記フレームパ
ターン検出回路10からの出力に基づき同期確立状態か
ら同期外れ状態へ移行する際の前方保護段数をカウント
する前方保護回路12と、前記フレームパターン検出回
路10からの出力に基づき同期外れ状態から同期確立状
態へ移行する際の後方保護段数をカウントする後方保護
回路13と、前記前方保護回路12と後方保護回路13
からの出力により同期判定結果を保持するフリップフロ
ップ14とにより構成される。そして、前記前方保護回
路12には、入力異常検出部9からのセット信号が接続
される。
レームパターン検出回路10に入力され、決められたフ
レーム同期パターンとの比較が行われる。フレームパタ
ーン検出回路10はフレーム同期パターンとの一致が得
られないと不一致を出力し、一致が得られれば一致を出
力する。ハンティング回路11は、フレームパターン検
出回路10の比較の結果、一致が得られない時はフレー
ム位置パルスによりフレームパターン検出回路10の入
力データのビット列を1ビットづつシフトさせ、フレー
ムパターン検出回路10により再び比較を行い、これを
一致するまで繰り返す。こうして、一致が得られると、
ハンティング回路11は、次のフレーム同期ビット位置
までシフトさせたフレーム位置パルスをフレームパター
ン検出回路10に与え、フレームパターン検出回路10
はこれに基づいてフレーム同期パターンと比較する。つ
まり、フレームパターン検出回路10とハンティング回
路11によりフレーム周期を捉えるよう動作するのであ
る。
較結果は次段の前方保護回路12及び後方保護回路13
に入力される。前方保護回路12は、同期状態にある時
にフレームパターン検出回路10が不一致を検出しても
直ちに同期外れと判定しないで、不一致の回数が連続し
て所定の回数発生した際に同期外れと認識するために、
不一致の回数をカウントするものである。そこで、フレ
ームパターン検出回路10において不一致を検出する
と、前方保護回路12のカウント入力端子に信号を入力
してカウントアップし、一方、一致が検出されるとリセ
ット端子に信号を入力してカウント値を初期状態に戻し
再度計数をし直すことを繰り返す。そして、前方保護回
路12は、所定の回数不一致をカウントして同期外れを
認識すると、その認識信号をフリップフロップ14のS
端子に入力し、フリップフロップ14は同期外れ信号を
保持し、その後、同期引き込みのためハンティング動作
に移る。
時にフレームパターン検出回路10が一致を検出しても
直ちに同期確立と判定しないで、一致の回数が連続して
所定の回数発生した際に同期確立と認識するために、一
致の回数をカウントするものである。そこで、フレーム
パターン検出回路10において、一致を検出すると後方
保護回路13のカウント入力端子に信号を入力してカウ
ントアップし、一方、不一致が検出されるとリセット端
子に信号を入力してカウント値を初期状態に戻し再度計
数をし直すことを繰り返す。そして、後方保護回路13
は、所定の回数一致をカウントして同期確立を認識する
と、その認識信号をフリップフロップ14のR端子に入
力し、フリップフロップ14は同期の確立信号を保持す
る。
構成において、入力異常監視部9が同期外れの要因とな
る受信信号(入力データ)の断絶(伝送路クロックの位
相飛び)を検出すると、入力異常監視部9から6.3M
フレーム終端部7及び64マルチフレーム終端部8を構
成するフレーム同期監視回路の前方保護回路12にセッ
ト信号を出力し、前方保護回路12を強制的にセット状
態(所定の保護段数をカウントした状態)とすることに
より、直ちにフレーム同期監視回路を同期外れ認識状態
としてハンティング動作に入るのである。このようにし
て、入力データの瞬断等が発生した場合は、前方保護機
能を省略して短時間で同期の確立が得られるよう動作す
る。
の動作の流れを示すフローチャートである。なお、ここ
では6.3Mフレーム終端部7と64マルチフレーム終
端部8による同期監視動作を一つに纏めて説明する。フ
レーム同期確立中に(ステップ1)入力異常監視部によ
り入力を監視判定し(ステップ2)、入力異常が検出さ
れなければ(No)、フレーム同期状態を確認判定し
(ステップ3)、フレーム同期外れを検出する(Ye
s)と、そのフレーム同期外れが何フレーム分続いたか
をカウントして所定の前方保護段数を超えたか否かを判
定し(ステップ4)、前方保護段数を超えた場合(Ye
s)は、フレーム同期が外れたと認識する(ステップ
5)。
を越えない場合(No)は、ステップ2に戻る。また、
ステップ3において、フレーム同期外れが検出されなけ
れば(No)、ステップ2に戻る。フレーム同期が外れ
たと認識されると、続いてハンティング状態となり(ス
テップ6)、入力データのビット列と決められたフレー
ム同期パターンとを比較することを繰り返して同期引き
込み検出の判定を行ない(ステップ7)、同期引き込み
検出の結果一致を検出する(Yes)と、その一致回数
が所定の後方保護段数を超えたか否かを判定して(ステ
ップ8)、後方保護段数を超えた場合(Yes)は、フ
レーム同期が復帰したと認識して(ステップ9)、以
降、フレーム同期は確立中となる(ステップ10)。一
方、ステップ8において、後方保護段数を越えない場合
(No)は、ステップ7に戻る。また、ステップ7にお
いて、同期引き込み検出の結果不一致であれば(N
o)、ステップ7に戻る。また、前記ステップ2におい
て、入力信号の断絶を検出した際(Yes)は、フレー
ム同期監視回路に備えた前方保護回路12を同期外れ状
態にセットした後(ステップ11)、ステップ5にて同
期外れの認識をして、ステップ6のハンティング状態と
なる。これ以降、ステップ10までが行われる。
わるフレーム同期回路は、入力データの瞬断などの入力
異常を検出すると、前方保護機能に係わらず必ず同期外
れ状態になるため、この前方保護時間を省略してフレー
ム同期処理時間(復帰時間)を短縮することができる。
つまり、例えば、6.3Mフレーム終端部7が1フレー
ムを単位にして1フレーム毎に同期保護段数をカウント
し、64マルチフレーム終端部8が64フレームを単位
にして64フレーム毎に同期保護段数をカウントするも
のとし、6.3Mフレーム終端部7と64マルチフレー
ム終端部8における前方保護及び後方保護の段数が共に
3段であるとすれば、上述の入力データの瞬断などの入
力異常を検出したときから同期復帰までの復帰時間は、
6.3Mフレーム終端部7では、1フレーム(125μ
s)×後3段により、375μsの時間となり、また、
64マルチフレーム終端部8では、64フレーム(8m
s)×後3段により、24msの時間となり、この場合
には従来の半分の時間に短縮することができる。
他の実施の形態例として、図4に示すように構成しても
よい。即ち、図4は、図1の構成に、更に、ORゲート
15を加え、このORゲート15は、入力異常監視部9
からのセット信号と6.3Mフレーム終端部7からの同
期外れパルスとの論理和をとった出力信号を、64マル
チフレーム終端部8の前方保護回路12のセット入力端
子へ与えるようにしたものである。これにより、入力異
常検出部9が入力異常を検出したとき以外の同期外れ要
因が発生した場合、例えば、伝送路クロックが断絶する
ことなく入力データが1ビット欠落してビットずれが発
生した場合には、6.3Mフレーム終端部7、64マル
チフレーム終端部8共に、通常の前方保護を経た後に同
期外れとなるが、64マルチフレーム終端部8に比べて
フレーム同期処理時間の短い6.3Mフレーム終端部7
が、フレーム同期外れとなったことをもって直ちに64
マルチフレーム終端部8の前方保護回路12を強制的に
同期外れ状態として、ハンティング状態になるので、6
4マルチフレーム終端部8の復帰時間を短縮できる。
ーム内に設けた64マルチフレームに応用した例につい
て説明したが、6.3Mのフレーム構成以外であって
も、信号割当てをマルチフレームに構成することにより
データを伝送する場合であれば本発明を適用可能なこと
は言うまでもない。
述の如く構成し、受信する入力データの瞬断により同期
外れ要因が発生した場合に、強制的にフレーム同期監視
回路に備えた前方保護回路を同期外れ状態にセットする
ことにより、フレーム同期外れからフレーム同期の確立
までの時間を短縮するので、フレーム内に固有のタイム
スロットを設け、このタイムスロットにマルチフレーム
を構成することによりデータを伝送する場合は、伝送装
置の機能を向上させる上で大きな効果を発揮することが
可能となる。
示す構成図である。
端部に用いるフレーム同期監視回路の構成例を示す図で
ある。
を示すフローチャート例を示す図である。
えたフレーム同期回路の一実施例である。
を示す図である。
論理パスフレーム構成を示す図である。
示す図である。
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】フレーム構成された受信信号に対し、フレ
ーム同期を司り同期状態遷移に同期保護をかけたフレー
ム終端部と、所定の複数のフレームからなるマルチフレ
ーム同期を司り同期状態遷移に同期保護をかけたマルチ
フレーム終端部とを備えたフレーム同期回路であって、 前記受信信号を監視する入力異常監視部を設け、 該入力異常監視部が入力信号の断絶を検出した際に、 前記入力異常監視部からの出力に基づいて前記フレーム
終端部及びマルチフレーム終端部の前方保護を強制的に
同期外れ状態にすることにより、 前記フレーム終端部及びマルチフレーム終端部を直ちに
ハンティング状態に移行させたことを特徴とするフレー
ム同期回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000256755A JP4441648B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | フレーム同期回路 |
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---|---|---|---|
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