JP2002204226A - Sonet送受信器上で使用する自動ビットレート検出方式 - Google Patents
Sonet送受信器上で使用する自動ビットレート検出方式Info
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Abstract
定する改良されたSONET/SDH送受信器を提供す
る。 【解決手段】 組合せ論理回路の組を使用して、「01
0」と「101」のような、A1及びA2 SONET
フレーミング・バイトに現れる固有のデータ・ビット・
パターンを検出する。組合せ回路は固有の通信レートで
発生するデータ・ビットの固有のパターンを探索する。
ラッチは、特定のビット・パターンを検出する度に組合
せ回路により発生されたパルスを捕獲する。十分な時間
が経過した後、捕獲ラッチの出力はどのデータ・レート
が検出されたかを指示し、論理が受信データ・ビットレ
ートを決定する。次いで複数レート・チップを応答的に
設定して検出した最高のレートで通信する。データは直
列的にまたは並列にシフトイン可能である。
Description
通信ネットワークに一般的に関係し、特にSONET/
SDHネットワークで使用する送受信器と方法に関係す
る。
T/SDHネットワークと通常呼ばれる。従来、SON
ET/SDH送受信器は同じデータ・レートで送受信す
る。従って、光ファイバリンクを通して互いに通信する
2台のSONET/SDH送受信器は、変動可能な同じ
データ速度で動作するよう設定する必要がある。この可
変のデータ・レートは、2台の送受信器が互いに通信可
能な速度でマシンまたは技術者を設定可能とする必要が
ある。
送信装置は特定の動作データ・レート周波数で動作する
よう設計された入出力(I/O)カードを含む。この最
大動作データ・レート周波数は送信器と受信器とを含み
特定のデータ・レート周波数用に設計されている半導体
送受信器素子により主に設定され制限される。
2月号で出版されたジェー・シー・シェイット、ジー・
ハンケ及びユー・ラングマン著の「ビットレート・トラ
ンスペアレントなSDHシステム用の0.155−、
0.622−、及び2.488−Gb/s自動ビットレ
ート選択クロック及びデータ復元IC」という題名の論
文に概説された従来の解決方法では、自動ビットレート
送受信器を提供するシステムが記述されている。この論
文は、2つのクロッキング・レート、アナログ要素、す
なわち低域フィルタ、閾値電圧発生器、及び電圧比較器
の使用を説明し、データ・エッジの相対周波数を基にし
ている。この送受信器回路は、欠点として、異なった受
信データ・ビットレート間を切換えるのに数ミリ秒かか
る。
迅速に検出し受信可能で、自身を最高のかつ正確なデー
タ・レート周波数で動作するよう設定する改良されたS
ONET/SDH送受信器が必要とされている。必要な
改良は、望ましくは1つのクロッキング周波数のみを使
用し、これは全てディジタルで、新たなデータ・ビット
レートを検出し調節するのに著しく短い時間のみを必要
とするものである。
キング周波数のみを使用し、全てディジタルであり、受
信データ・ビットレートを検出し同期するのに250マ
イクロ秒以下しか必要としない、SONET/SDH送
受信器に使用する自動ビットレート検出方式としての技
術的利点を達成する。
タ・ストリームに存在すべきであることが保証されてい
る事象を確認し解析することにより、これらの技術的利
点を達成する。A1及びA2フレーミング・バイトは全
てのSONET/SDH信号で125マイクロ秒間隔に
発生する。フレーミング・バイトのこれらのビットの転
移は受信データの最小転移間隔を表している。本発明は
この転移間隔を調査してビット・データレートを測定
し、受信データの動作周波数を決定する。一連のフリッ
プフロップを使用してA1及びA2フレーミング・バイ
トを可能な最大データ・ビットレートでクロックインす
る。静的な組合せバイト論理回路の組を使用してA1及
びA2 SONETフレーミング・バイトに現れる固有
のデータビット・パターンを検出する。各組合せ回路は
特定の通信レートで発生するパターンを探索する。パタ
ーンを検出する度に組合せ回路により発生されたパルス
をラッチは捕獲する。所定の十分な時間が経過した後、
捕獲ラッチの出力は、どのビットレートを検出したかを
指示する。複数レート送受信器チップは次いで応答的に
設定されて検出した最高のレートで動作する。
示した光ファイバリンクを通して互いに通信する一端の
光送受信器12と他端の光送受信器14とを有するSO
NET光通信リンクが全体を10で図示されている。あ
る例示の場合では、このデータ・レートには限定されな
いものを意図してはいるが、送受信器12は、例えば、
2.488Gb/s(OC−48)、1.244Gb/
s(OC−24)(半最大データ・ビットレート)、ま
たは.622Gb/s(OC−12)(1/4最大デー
タ・ビットレート)でありうるデータ・ビットレートで
受信する送受信器14とのデータ通信を開始する。OC
−192、OC−768等を基にしたもののようなより
高速のデータレートを提供して利用することも構想して
いる。しかしながら、受信している送受信器14は入力
データのデータ・ビットレートを最初は知らない。本発
明によると、単一クロックを使用してこのデータ・ビッ
トレートを迅速かつ正確に確認することは、受信してい
る送受信器14を迅速にこのデータ・ビットレートに設
定して、この確認されたビットレートで送受信器12に
通信し返すようにして達成される。各送受信器12と1
4は送信器18と受信器19を含むことが分かる。
は、125マイクロ秒間隔で発生する図2に示したデー
タ・ストリングの一部または副組として各々22と24
に示したA1及びA2フレーミング・バイトを有するこ
とが20に図示されている。フレーミング・バイトは以
下に表されるビットを有する: A1=11110110(F6h) A2=00101000(28h) これらのビットはスクランブルされずに送信されるた
め、これらのフレーミング・ビットは、最大データ・ビ
ットレートまたはデータ周波数に対応するデータの最小
転移間隔を表す。本発明はこれらのフレーミング及びそ
の他のバイトを検査してデータ・ビットレートを迅速か
つ正確に測定し、入力する受信データの動作周波数を決
定する。これらのA1及びA2フレーミング・バイトの
「101」及び「010」ビット列部分を探索し、検出
されたときその存在は最小ビットレートを指示しかつこ
れに対応する。
含む自動ビットレート検出回路が30に図示されてい
る。フリップフロップ素子32の組は、A1及びA2フ
レーミング・バイトの到着ビットを直列的にクロックイ
ンするために使用される。この到着フレーミング・ビッ
トは左に示した第1フリップフロップ32の入力34に
与えられる。本例では、2.488Gb/sで動作す
る、クロック36の最大クロック・レート(clk)は
フレーミング・ビットを入力34からフリップフロップ
32の組へクロックする。実際の入力データ・ビットレ
ートが最大のデータ・レートとクロック速度、すなわち
2.488Gb/sである場合、各ビットは1つのフリ
ップフロップ32にクロック入力される。実際の入力デ
ータ・ビットレートが最大データ・クロックとクロック
速度の1/2、すなわち、1.244Gb/sである場
合、各ビットは2つのフリップフロップ32にクロック
入力される。同様に、入力データ・ビットレートを最大
データ・レートの1/4、すなわち.622Gb/sで
受信した場合、フレーミング・データの各ビットは4個
のフリップフロップ32にクロック入力される。
40上を本発明によるレート検出回路50に与えられ
る。これらのデータ・ビットは論理回路50に並列に与
えられ、データ・ビットdo(1)、do(3)、do
(4)、do(5)、do(6)、及びdo(7)とし
て表される。最初に、フリップフロップ32はリセット
状態にある。
レート検出回路50がより詳細に図示されている。図4
に示したものは、フリップフロップ32間のノードのユ
ニークな組に接続された入力を各々が有し、図3の各フ
リップフロップ32からクロックされた出力データを受
信する複数個の組合せ論理回路である。70に示したも
のは、第1組のデータ・ビットdo(7)、do
(6)、do(5)及びdo(4)を受信する1対の4
入力NANDゲート72を有する第1組合せ論理群であ
る。NANDゲートは論理的に接続されてフレーミング
・バイトA1とA2の1010または0101パターン
を探索する。これらのデータ・ビットのどちらかが現れ
ると、回路50にクロック入力された受信フレーミング
・データはクロック36、すなわち2.488Gb/s
と同じレートでスイッチングされるべきものとして決定
される。従って、かつ応答的に、組合せ回路70はその
出力74に論理1パルスを発生し、76に示した第1D
型フリップフロップはその反転出力4に論理低状態を有
する。
は、入力データ・ビットdo(7)、do(5)、及び
do(3)の第2組を監視し、フレーミング・バイトA
1とA2の101または010パターンを探索する1対
の3入力NANDゲート82を有する。これらのデータ
・ビット・パターンのどれかが現れた場合、入力フレー
ミング・バイト・データ・ビットは、必ずしもそうでは
ないが、多分最大クロック・レートの1/2、すなわち
1.244Gb/sでスイッチングしているものと決定
される。従って、組合せ論理回路80は、86に示した
対応するD型フリップフロップのその反転出力に低値を
与える論理、1パルスを出力84に発生する。
の第3組do(7)、do(5)、do(3)及びdo
(1)を監視し、データ・ビット・パターン1001ま
たは0110を探索する1対の4入力NAND論理ゲー
ト92を有する第3組合せ論理回路である。このデータ
・ビット列を検出した場合、フレーミング・データA1
とA2の入力データ・レートは、最大クロック・レート
の1/4、すなわち.622Gb/sでスイッチングし
ているものと決定される。従って、この組合せ論理回路
90は、D型フリップフロップ96のその反転出力に低
値を与えさせる論理1パルスを94に発生する。
論理回路76、86、及び96の出力を監視し、これに
より表1に示す以下のデータが発生される:
のSONETフレーミング・バイトを受信するのに十分
な、データの受信の開始から250マイクロ秒が経過し
たものと決定した後、これらの結果は出力RSEL0_
OUTとRSEL1_OUTで論理回路100により保
持される。これらの出力は、これらの2出力の関数とし
てどのデータ・ビットレートを受信しているかを表1を
使用して決定し、この受信データ・ビットレートを表す
論理出力信号を送受信器14に与える論理回路52によ
りサンプルされる。次いで送信器18または送受信器1
4は自動的に決定されたデータ・ビットレートで送受信
器12と通信可能である。
てのSONET信号に再度共通である、A1及びA2フ
レーミング・バイト中のビットの所定のデータ・ビット
・パターンを知ることは、論理回路50がこのデータを
サンプルして可能な最高のデータ・ビットレートで「1
01」または「010」ビット列を探索し、従ってデー
タ・ビットレートを確認可能とする。D型フリップフロ
ップ32は、組合せ回路がフリップフロップ32のデー
タをサンプルしデータ・ビットレートを決定可能とする
ノードを提供する。例えば、フレーミング・バイトA1
に関しては、最大データ・レートの1/2でデータを受
信した場合、フレーミング・バイトの各ビットは2個の
フリップフロップ32にクロック入力される。これはA
2フレーミング・バイトのビットの場合も同様である。
4最大データ・レート、すなわち本例では.622Gb
/s、で受信した場合、フレーミング・バイトの各フレ
ーミング・ビットはフリップフロップ32のうちの4個
にクロック入力される。従って、例えば、論理1が出力
do(7)、do(6)、do(5)及びdo(4)に
与えられるように、フレーミング・バイトA1の論理
「1」である最初のビットが最初の4個のD型フリップ
フロップ32を通してクロックされる。しかしながら、
論理回路56はこのデータを2.44Gb/sの最大デ
ータ・レートでクロック(サンプル)する。両フレーミ
ング・バイトのフレーミング・ビットはフリップフロッ
プ32を通して結局クロックされ、組合せ論理回路はビ
ット列をサンプルし検出し、ここでフレーミング・バイ
トの「101」または「010」ビット・パターンが全
フレーミング・バイトを通して選択される。少なくとも
1つのSONETフレーム・バイトを受信しフリップフ
ロップ32をクロック通過させるのに十分な250マイ
クロ秒の後、各組合せ回路70、80及び90の出力は
各々組合せ回路76、86及び96と組合せ回路100
に与えられる。
データ・レートを検出可能な回路の概略図が図示されて
いる。図解の都合上、これは何らかの限定を意味するも
のではないが、4ビット・バスに並列化されたデータを
本実施例の明確化と理解のために説明する。
の形式で入来する。課題はこのデータ・ストリームのフ
レーミング・バイトから「101」または「010」を
抽出することである。これらのフリップフロップを駆動
するクロックは、もはや検出したいデータ・ストリーム
の可能な最高周波数である必要はない。その代わり、本
例でのクロックCLKは、検出すべき可能な最高データ
・レートの1/4で実行する。ここでの制限は、「10
1」または「010」ビット・パターンがいくつかの位
置のどこかに隠されていることである。
を直列的に表現した場合、ビットは以下のように入来す
る: A3A2A1A0B3B2B1→データ・ストリームの
方向 注:このデータ・ストリームはフリップフロップのQ出
力ラベルと一致する。 「101」または「010」ビット・パターンは以下の
どれかである:(A3、A2、A1)または(A2、A
1、A0)または(A1、A0、B3)または(A0、
B3、B2)
ト・パターンを検出する必要がある組合せ論理102
は、図示のようにさらに複雑となる。
したデータ・ビットレートのような、低いビットレート
の場合、検索するビット・パターンは「110011」
または「001100」である。連続する0と1がある
ため観察するビットは減少し、これは図5に示した回路
で利用されている。
説明したが、本願を読めば当業者には多数の変更と修正
が明らかとなる。それゆえ、全ての前記変更と修正を含
ませるため従来技術に鑑み添付の請求の範囲を出来る限
り広範囲に解釈すべき意図である。
る。 (1)ビットレート検出回路において、第1送受信器か
らのデータ周波数を有するデータのビットを直列的にシ
フトインするようにされた複数個のシフトレジスタであ
って、第1の所定レートでクロックされている前記複数
個のシフトレジスタと、前記シフトレジスタに応答的に
結合されてデータ周波数を指示する出力信号を与える論
理回路と、を含むビットレート検出回路。 (2)(1)項記載のビットレート検出回路において、
前記第1の所定のレートは入力データ周波数が可能であ
る可能な最高データ・レートであるビットレート検出回
路。 (3)(1)項記載のビットレート検出回路において、
前記論理回路は前記シフトレジスタ間に定義されたノー
ドに結合されているビットレート検出回路。 (4)(3)項記載のビットレート検出回路において、
前記論理回路は、各々が出力信号を与える第1論理組と
第2論理組とを含み、前記第1論理組は前記シフトレジ
スタ間の前記ノードの第1組に結合され、前記第2論理
組は前記シフトレジスタ間の前記ノードの第2組に結合
されているビットレート検出回路。 (5)(4)項記載のビットレート検出回路において、
前記第1論理組は前記入力データ周波数が第1の所定周
波数であるかどうかを決定し、前記第2論理組は前記入
力データ周波数が前記第1の所定周波数より低い第2の
所定周波数であるかどうかを決定するビットレート検出
回路。
路において、前記第1の所定周波数は前記第2の所定周
波数の整数倍であるビットレート検出回路。 (7)(4)項記載のビットレート検出回路において、
前記第1論理組と前記第2論理組とに応答的に結合され
た出力論理回路であって、データ周波数を指示する前記
出力信号を与える前記出力論理回路をさらに含むビット
レート検出回路。 (8)(4)項記載のビットレート検出回路において、
ノードの前記第1及び第2組とは異なる前記ノードの第
3組に結合された第3論理組をさらに含むビットレート
検出回路。 (9)(8)項記載のビットレート検出回路において、
前記第3論理組は前記入力データ周波数が前記第2の所
定周波数より低い第3の所定周波数であるかどうかを決
定するビットレート検出回路。 (10)(9)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記第1の所定周波数は前記第3の所定周波数の整
数倍であるビットレート検出回路。 (11)(10)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記第3の所定周波数もまた前記第2の所定周波数
の整数倍であるビットレート検出回路。
回路において、前記論理回路出力信号に応答的に結合さ
れ、前記入力データ周波数で前記第1送受信器へデータ
を返信するようにされた通信送受信器モジュールをさら
に含むビットレート検出回路。 (13)(1)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記論理回路は第1周波数で動作する単一クロック
を含むビットレート検出回路。 (14)(1)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記論理回路は前記シフトレジスタにクロック入力
するフレーミング・データの関数として前記出力信号を
与えるビットレート検出回路。 (15)(14)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記フレーミング・データはA1及びA2 SON
ETフレーミング・バイトであるビットレート検出回
路。
受信器回路と、前記受信器回路に応答的に結合されて、
前記データ受信器により受信したデータのデータ・レー
トを決定する論理回路であって、第1の所定周波数で動
作する単一クロックを含みかつ動作する前記論理回路
と、前記論理回路に応答的に結合されて前記出力信号の
関数としてのデータ・レートでデータを送信するように
されたデータ送信器と、を含むデータ送受信器。 (17)(16)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記論理回路は、第1送受信器からのデータ周波数
を有するデータを直列的にシフトインするようにされた
複数個のシフトレジスタであって、第1の所定レートで
クロックされている前記シフトレジスタと、前記シフト
レジスタに応答的に結合され、入力データ周波数を指示
する出力信号を与える論理回路と、を含むビットレート
検出回路。 (18)(17)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記第1の所定レートは入力データ周波数が可能で
ある最高に可能なデータ・レートであるビットレート検
出回路。 (19)(17)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記論理回路は前記シフトレジスタ間に定義された
ノードに結合されているビットレート検出回路。
出回路において、各々が出力信号を与える第1論理組と
第2論理組とを含み、前記第1論理組は前記シフトレジ
スタ間に定義された前記ノードの第1組に結合され、前
記第2論理組は前記シフトレジスタ間に定義された前記
ノードの第2組に結合されているビットレート検出回
路。 (21)受信器に入力するデータのビットレートを検出
する方法において、イ) 各シフトレジスタ間にノード
を有する複数個のシフトレジスタに第1周波数で前記入
力ビット・データをクロック入力する段階と、ロ) 複
数個の前記ノードでデータを解析して前記入力ビット・
データのビットレートを決定する段階と、を含む受信器
に入力するデータのビットレートを検出する方法。 (22)(21)項記載の方法において、前記第1周波
数は前記入力ビット・データの最大可能なデータ・ビッ
トレートである方法。 (23)(22)項記載の方法において、論理回路は前
記ビット・データを解析し、前記論理回路は、前記デー
タ・ビットレートが第1データレートでありうるかどう
かを決定する前記ノードの第1組に結合された第1論理
組と、前記データ・ビットレートが前記第1データレー
トより低い第2データレートでありうるかどうかを決定
する前記の第2組に結合された第2論理組と、を有する
方法。 (24)(23)項記載の方法において、前記第1デー
タレートは前記第1周波数であり、前記第1データ・レ
ートも前記第2データ・レートの整数倍である方法。 (25)(21)項記載の方法において、前記決定され
た入力データ・ビットレートであるデータレートで送信
器からデータを応答的に送信する段階をさらに含む方
法。 (26)(21)項記載の方法において、フレーム・デ
ータは前記段階ロ)の前記解析されたデータである方
法。 (27)(26)項記載の方法において、前記フレーム
・データはA1及びA2 SONETフレーミング・バ
イトである方法。
第1送受信器から並列なデータ・レートを有するデータ
のビットにシフトインするようにされた複数個のシフト
レジスタであって、所定のクロックレートでクロックさ
れている前記複数個のシフトレジスタと、前記シフトレ
ジスタに応答的に結合されてデータレートを指示する出
力信号を与える論理回路と、を含むビットレート検出回
路。 (29)(28)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記クロック・レートは最大データ・レートより低
いビットレート検出回路。 (30)(29)項記載のビットレート検出回路におい
て、前記データ・レートは前記クロック・レートの整数
倍であるビットレート検出回路。
のみを使用するSONET/SDH送受信器に使用する
自動ビットレート検出方式は、全てディジタルであり、
新たなデータ・ビットレートを検出するのに250マイ
クロ秒以下しか必要としない。本発明は全てのSONE
Tデータ・ストリームに存在することが保証されている
事象を解析する。A1及びA2フレーミング・バイトは
全てのSONET信号において125マイクロ秒間隔で
発生する。フレーミング・バイトのビット転移は受信デ
ータの最小転移間隔を表す。本発明はこのビット間隔を
検査して受信データの動作周波数を決定する。組合せ論
理回路の組(70、80、90)を使用して、「01
0」と「101」のような、A1及びA2 SONET
フレーミング・バイトに現れる固有のデータ・ビット・
パターンを検出する。組合せ回路は固有の通信レートで
発生するデータ・ビットの固有のパターンを探索する。
ラッチ(76、86、96)は、特定のビット・パター
ンを検出する度に組合せ回路により発生されたパルスを
捕獲する。十分な時間が経過した後、捕獲ラッチの出力
はどのデータレートが検出されたかを指示し、論理が受
信データ・ビットレートを決定する。次いで複数レート
・チップを応答的に設定して検出した最高のレートで通
信する。データは直列的にまたは並列にシフトイン可能
である。
有するSONET通信リンクの概観ブロック線図。
フレーミング・バイトのタイミング図。
クロックインするために使用され、可能な最高速のビッ
トレートでクロックされるフリップフロップの組の概略
図。
ータ・パターンを検出する組合せ回路を含む、本発明に
よる図3に図示したレート検出回路の概略図。
検出回路を含む本発明の第2実施例の概略図。
検出回路を含む本発明の第2実施例の概略図。
検出回路を含む本発明の第2実施例の概略図。
Claims (2)
- 【請求項1】 ビットレート検出回路において、 第1送受信器からのデータ周波数を有するデータのビッ
トを直列的にシフトインするようにされた複数個のシフ
トレジスタであって、第1の所定レートでクロックされ
ている前記複数個のシフトレジスタと、 前記シフトレジスタに応答的に結合されてデータ周波数
を指示する出力信号を与える論理回路と、を含むビット
レート検出回路。 - 【請求項2】 受信器に入力するデータのビットレート
を検出する方法において、 イ) 各シフトレジスタ間にノードを有する複数個のシ
フトレジスタに第1周波数で前記入力ビット・データを
クロック入力する段階と、 ロ) 複数個の前記ノードでデータを解析して前記入力
ビット・データのビットレートを決定する段階と、を含
む受信器に入力するデータのビットレートを検出する方
法。
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