JP2008252824A - ディジタルネットワークの網同期装置及びディジタルネットワークの局に設けられる網同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従属同期方式による網同期のディジタルネットワークにおいて、主局に従属する局（従属局）のクロック精度を向上させると共に、該従属局のリンク数の制限を緩和することである。
【解決手段】主局１０Ａの主発振器１１ａが生成した基準クロックａは、伝送路２０ａを通過する際にΔｆの位相変動を生じて従属局Ｂに伝送される。従属局Ｂの位相同期発振器１５ｂは、該位相変動した基準クロックａ（基準クロックａ＋Δｆ）に同期した従属クロックｂを生成し、これを伝送路２０ａを介して主局１０Ａに伝送する。主局１０Ａの位相比較器１２ａは、Δｆの位相変動が生じた従属クロックｂと自局の主発振器１１ａが生成した基準クロックａとを比較し、その比較結果を基に位相変動情報ａを作成し、それを従属局Ｂに送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタルネットワークの網同期に係り、特に従属同期方式を採用したディジタルネットワークの網同期装置、及びディジタルネットワークの局に設けられる網同期装置に関する。

ディジタルネットワークでは、地理的に離れた複数の局間で相互に通信を行う為に、全ての局を統一したクロックで動作させる網同期が必要である。この網同期の方式には、独立同期方式、相互同期方式、従属同期方式などがある。

従属同期方式は、主局の基準クロック周波数に各従属局がクロック周波数を同期させることにより、ネットワーク全体のクロック周波数を同一に保持できるため最も実用的な方式である。従属同期方式では、主局に高精度な主発振器を設置し、他の従属局にはそれよりも低精度な従属発振器を設置する。そして、主発振器のクロック信号を全ての従属発振器に伝送する。従属発振器のＰＬＬ(Phased Locked Loop)は、主発振器のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。これにより、ネットワーク全体のクロック周波数は、主発振器のクロック信号の周波数に統一される。通信事業者内では、経済性や周波数制御の容易さから、従属同期方式が主に採用されている。

図５は、従来の従属同期方式のディジタルネットワークの構成例を示す図である。図５において、実線の矢印はクロックパスを、破線の矢印は局内クロック分配をそれぞれ示す。

同図に示すディジタルネットワークは、主局Ａと、それに伝送路ａ、伝送路ｂを介して従属接続された従属局Ｂ、従属局Ｃなどから構成されている。主局Ａは、網全体の基準クロックを生成する主発振器ａと伝送装置ａを備えている。従属局Ｂは、主発振器ａよりも低精度な従属発振器である位相同期発振器ｂ、周波数フィルタｇ及び伝送装置ｂ、ｃを備えている。従属局Ｃも、従属局Ｂと同様な構成となっており、位相同期発振器ｃ、周波数フィルタｇ及び伝送装置ｄ、ｅを備えている。主局Ａと従属局Ｂは伝送路ａによって接続され、従属局Ｂと従属局Ｃは伝送路ｂによって接続されている。

主局Ａの主発振器ａで生成された基準クロックは、伝送装置ａと伝送路ａを介して、従属局Ｂに伝送される。従属局Ｂは、前記基準クロックを伝送装置ｂにより受信する。従属局Ｂにおいて、前記基準クロックは、その低周波成分を周波数フィルタｇにより除去された後、位相同期発振器ｂに送られる。位相同期発振器ｂは、入力される基準クロックに従属同期したクロックを生成し、それを自局内に同期クロックとして分配する。従属局Ｂで生成されたクロックは、伝送装置ｃにより、伝送路ｂを介して従属局Ｃにも送られる。

従属局Ｃは、従属局Ｂから送られるクロックを伝送装置ｄにより受信する。従属局Ｃ内では、伝送装置ｄ、周波数フィルタｇ、位相同期発振器ｃ及び伝送装置ｅにより、上述した従属局Ｂと同様な動作が行われる。

このように、従属局（従属局Ｂ、Ｃ）の各位相同期発振器（位相同期発振器ｂ、ｃ）は、主局の主発振器ａが生成する基準クロックに順次従属して発振し、網全体の同期を確立する。このような従属同期網においては、従属局の各位相同期発振器が、常に、他の位相同期発振器と同一な周波数のクロックを発振（生成）しなければならない。しかしながら
、クロック（基準クロック及びその従属クロック）は，伝送路を通過する際に、温度変動等の環境要因による位相変動が発生する。これは、該クロックが伝送路を通過する間に、伝送路の周囲温度変化の影響により、該クロックに低周波のジッタが発生し、該クロックの各パルス位置がわずかに変動するためである。このため、各従属局に周波数フィルタｇを設け、受信したクロックに含まれる位相変動を低周波成分として除去するようにしていた。

図６は、クロックパスの局間伝送における位相変動の発生とその問題を示す図である。
主発振器ａで生成された基準クロックｆは、伝送装置ａにより伝送路ａに送信される。基準クロックｆは、伝送路ａを経由して従属局Ｂの伝送装置ｂに送信されるが、伝送路ａを通過する間に、上記環境要因により位相変動Δｆが生じる。このため、従属局Ｂの伝送装置ｂは、基準クロックｆに位相変動Δｆが加わったクロック（基準クロックｆ＋Δｆ）を受信する。従属局Ｂは、周波数フィルタｇにより、該クロックから位相変動Δｆを除去しようとするが、位相変動Δｆを完全には除去できず、該クロックには残留位相変動Δｆ’が残る。このため、従属局Ｂの位相同期発振器ｂには、基準クロックｆではなく、基準クロックｆに残留位相変動Δｆ’が加わったクロック（基準クロックｆ＋Δｆ’）が入力される。

このため、従属局Ｂの位相同期発振器ｂは、基準クロックｆではなく、基準クロックｆよりも残留位相変動Δｆ’だけ位相位置がシフトしたクロックに等しい基準クロックｂを発振し、それを、伝送装置ｃにより伝送路ｂを介して従属局Ｃに送信する。伝送路ｂでも、伝送路ａと同様にして、基準クロックｂに位相変動Δｆが発生する。このようにして、伝送路を通過する度にクロックに位相変動Δｆが生じ、基準クロックｆには残留位相変動Δｆ’が累積されていくことになる。この結果、より後段の従属局ほど、基準クロックｆに対する精度が悪化するようになっていた。また、周波数フィルタｇの特性により、残留位相変動Δｆ’が利得となってしまい、従属を行う度に位相変動量が増幅してしまっていた。

従属同期方式のディジタルネットワークでは、基準クロックに対する位相変動が大きくなると、従属局の位相同期発振器の発振周波数がずれて局間の相互通信に支障が生じる。このため、従来の従属同期方式のディジタルネットワークは、従属リンク数（従属接続する局数）には制限があった。また、同様に理由によりシステム設計の際に、各局のクロック従属構成が従属リンク数の制限を超えない様に考慮する必要があった。

本発明の目的は、従属同期方式による網同期のディジタルネットワークにおいて、主局に従属する局（従属局）のクロックの位相精度（主局のクロックの位相との一致度）を向上させると共に、主局に従属できる局数（従属リンク数）の制限を緩和することである。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置は、主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックに同期するクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの網同期装置を前提とする。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第一態様は、網内の各局が、下記の位相比較手段と伝送手段を備える。
前記位相比較手段は、自局のクロックと自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果を基に位相比較情報を作成する。前記伝送手段は、該位相比較手段によって作成された位相比較情報を前記他局に送信する。前記他局は、前記位相比
較情報に基いて自局のクロックを生成する。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第一態様によれば、従属局は前段の局（主局または従属局）から受信する位相変動情報を基に、例えば、自局のクロックと前段の他局のクロック（基準クロック等）との位相変動量（位相差）を監視して認識することができる。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第二態様は、上記本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第一態様において、前記位相比較手段は、自局のクロックと他局のクロックの位相差が所定値を超えたとき、前記位相変動情報の代わりに演算不可情報を作成し、前記伝送手段は、前記演算不可情報を前記他局に送信する。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第二態様によれば、従属局は、演算不可情報の送信により、後段の他局のクロックが自局のクロックに対して非従属状態になったことを通知できる。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第三態様は、上記本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第一または第二態様において、前記位相変動情報と前記演算不可情報は、例えば、ディジタル情報である。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第三態様によれば、前記位相変動情報と前記演算不可情報を、伝送路を通過する際の位相変動の影響を受けることなく、後段の他局に送信できる。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置方式の第四態様は、前記本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第一または第二態様において、従属局は、さらに、前段の他局から受信するクロックと位相変動情報、及び自局の発振器が生成するクロックを入力して、それらを基に、該自局の発振器が該自局のクロックと前記他局から受信するクロックの位相差が最小となるような自局のクロックを発振するように制御するための発振制御情報を作成する演算機能手段を備える。そして、該演算機能手段により作成された発振制御情報を、前記自局の発振器に与えることにより、自局のクロックと前記他局のクロックの位相差が最小となるように制御する。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第四態様によれば、自局の発振器を制御して、自局のクロックと前段のクロックの位相差が最小となるように制御することが可能となる。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第五態様は、上記本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第四態様において、前記演算機能手段は、入力される情報が前記位相変動情報または前記演算不可情報のいずれであるかを判別し、前記演算不可情報が入力された場合には、前記発振器に対して前記発振制御情報を与えない。

本発明のディジタルネットワークの網同期装置の第五態様によれば、発振器の不必要な（不適切な）制御を回避することが可能となる。
本発明の網同期装置は、主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの各局に設けられる網同期装置を前提とする。

本発明の網同期装置の第１態様は、自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロッ
クの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段とを備える。

本発明の網同期装置の第１態様は、例えば、従属同期方式のディジタルネットワークの主局に設置される。
本発明の網同期装置の第１態様によれば、自局の従属局に、自局の発振器が生成する第１のクロックと前記従属局の発振器が生成する第２のクロックとの位相の差分に関する情報を、位相変動情報として前記従属局に通知することができる。

本発明の網同期装置の第２態様は、自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロックの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段と、前段の他局から受信するクロック並びに位相変動情報と、自局の発振器が生成するクロックを入力して、それらを基に、該自局の発振器が該自局のクロックと前記他局から受信するクロックの位相差が最小となるようなクロックを発振するように、前記自局の発振器を制御するための発振制御情報を作成する演算機能手段とを備える。

本発明の網同期装置の第２態様によれば、上記本発明の網同期装置の第１態様の作用・効果に加え、自局の発振器が生成する第１のクロックを、自局が従属する（自局の前段に位置する）他局の発振器が生成する第２のクロックとの位相の差が最小となるように制御することができる。

本発明の網同期装置の第２態様は、例えば、網同期方式のディジタルネットワークの主局と末端の局の間に設けられる従属局に設置される。
本発明の網同期装置の第３態様は、自局の発振器で生成されたクロックと、自局が従属する他局から受信するクロックとの位相の差分に関する位相変動情報を受信する位相変動情報受信手段と、該位相変動情報受信手段によって受信された位相変動情報に基いて、自局の発振器の生成するクロックの位相と前記他局のクロックの位相との差が最小となるように、自局の発振器を制御する制御手段とを備える。

本発明の網同期装置の第３態様は、例えば、網同期方式のディジタルネットワークの末端の局に設置される。
本発明の網同期装置の第３態様によれば、自局の発振器が生成するクロックを、自局の前段に位置する局の発振器が生成するクロックとの位相差が最小となるように制御することができる。

本発明によれば、網同期に従属同期方式を採用したディジタルネットワークにおいて、従属局のクロック精度を向上できると共に、主局に従属する局（従属局）の数の制限を緩和することが可能となる。

［本発明の原理（その１）］
図１は、本発明の原理説明図（その１）である。図１では、本発明の原理の理解を容易にするために、主局と２つの従属局で構成されるディジタルネットワークを例示している。
同図に示すディジタルネットワーク１において、従属局１０Ｃ（従属局Ｃ）は主局１０Ａ（主局Ａ）に従属する末端の従属局（末端局）となっている。

主局１０Ａ（主局Ａ）は、主発振器１１ａ（主発振器ａ）、第１の第１の伝送装置１３ａ（伝送装置ａ）に加え、位相比較器１２ａを備えている。従属局１０Ｂ（従属局Ｂ）は、第１の伝送装置１３ｂ（伝送装置ｃ）、位相同期発振器１５ｂ（位相同期発振器ｂ）、位相比較器１２ｂ及び第２の伝送装置１４ｂ（伝送装置ｂ）を備えている。従属局１０Ｃ（従属局Ｃ）は、第２の伝送装置１４ｃ（伝送装置ｄ）と位相同期発振器１５ｃ（位相同期発振器ｃ）を備えている。

主局１０Ａの位相比較器１２ａは、主発振器１１ａが生成する基準クロックａと自局に従属している従属局１０Ｂの位相同期発振器１５ｂが生成するクロック（従属クロックｂ）の位相を比較し、その位相比較結果を位相変動情報として従属局１０Ｂに送信する。

上述したように、主局１０Ａと従属クロックｂを接続する伝送路２０ａ（伝送路ａ）をクロックが伝送する際に、そのクロックには位相変動Δｆが生じる。したがって、従属局１０Ｂは、主局１０Ａから位相がΔｆだけ変動した基準クロックａ（以後、位相変動基準クロックａ＋Δｆと呼ぶ）を受信し、自局の位相同期発振器１５ｂにより、その位相変動基準クロックａ＋Δｆに同期する従属クロックｂを生成する。そして、この従属クロックｂを、第２の伝送装置１４ｂにより、伝送路伝２０ａを介して主局１０Ａに送信する。このため、主局１０Ａは、位相がΔｆ変動した従属クロックｂ（以後、位相変動従属クロックｂ＋Δｆと呼ぶ）を受信することになる。

主局１０Ａの位相比較器１２ａは、主発振器１０ａから入力する基準クロックａと従属局１０Ｂから受信する位相変動従属クロックｂ＋Δｆとを比較し、その位相比較結果を、位相変動情報ａとして第１の伝送装置１３ａ（伝送装置ａ）に出力する。第１の伝送装置１３ａは、その位相変動情報ａを、伝送路２０ａを介して従属局１０Ｂの第２の伝送装置１４ｂに送信する。

従属局１０Ｂは、主局１０Ａから受信する位相変動情報aを基に、網全体の基準クロックaと自局の基準クロックｂとの位相変動量を監視・認識する。
ところで、位相比較器１２ａは、上記位相比較の結果、位相差が所定の閾値を超えた場合には、前記位相変動情報ａの代わりに、演算不可情報を従属局１０Ｂに送る。この演算不可情報を、主局１０Ａから従属局１０Ｂに送信することで、主局１０Ａは、自局の基準クロックａと従属局１０Ｂの基準クロックｂとが非従属関係になったことを従属局１０Ｂに通知することができる。

従属局１０Ｂは、主局１０Ａから前記位相変動情報ａを受信した場合は、自局の位相同期発振器１５ｂが生成する基準クロックｂの位相と主局１０Ａの基準クロックａの位相との差分が最小となるように（できるだけ一致するように）制御する。一方、従属局１０Ｂは、主局１０Ａから前記演算不可情報を受信した場合には、従属クロックｂの位相が基準クロックａの位相とあまりにも大きくズレてしまっているので、自局の基準クロックｂの位相補正を実施しない。

上述したようにして、従属局１０Ｂにおいて、主局１０Ａの基準クロックａと位相が（できるだけ）一致するように補正された基準クロックｂは、第１の伝送装置１３ｂ（伝送装置ｃ）により、伝送路２０ｂ（伝送路ｂ）を介して従属局１０Ｃ（従属局Ｃ）に送信される。従属局１０Ｃは、伝送路２０ｂ（伝送路ｂ）を介して送られてくる基準クロックｂを第２の伝送装置１４ｃ（伝送装置ｄ）により受信する。基準クロックｂも、上記伝送路２０ａと同様の原因により、伝送路２０ｂを通過する間にΔｆの位相変動を生じる。したがって、従属局１０Ｃの位相同期発振器１２ｃ（位相同期発振器ｃ）には、位相がΔｆだけ変動した基準クロックｂ（以後、位相変動基準クロックｂ＋Δｆと呼ぶ）が入力される。

従属局１０Ｃは、自局の位相同期発振器１５ｃにより、上記位相変動基準クロックｂ＋Δｆに位相同期した従属クロックｃを生成し、それを、第２の伝送装置１４ｃと伝送路２０ｂを介して従属局１０Ｂに送る。

従属局１０Ｂは、主局１０Ａと同様にして、自局の位相比較器１２ｂにより、自局の基準クロックｂと従属局１０から受信した従属クロックｃの位相を比較し、その比較結果を位相変動情報ｂとして、第１の伝送装置１３ｂと伝送路２０ｂを介して従属局１０Ｃに送信する。このとき、従属局１０Ｂは、前記位相比較結果が所定の閾値を超えている場合には、主局１０Ａと同様に、演算不可情報を従属局１０Ｃに送信する。従属局１０Ｃは、従属局１０Ｂから受信する位相変動情報ｂを基に、従属局１０Ｂと同様にして自局の位相同期発振器１５ｃを制御して、従属局１０Ｂの基準クロックｂの位相との差が最小となる基準クロックｃ（不図示）を位相同期発振器１５ｃに生成させる。

前記位相変動情報（位相変動情報ａ、ｂ）と演算不可情報は、例えば、ディジタル変換されたデータ情報である。位相変動情報を、このようなディジタル情報とすることにより、位相変動情報を、伝送路の環境要因を受けることなく自局の従属局に送信することが可能となる。

［本発明の原理（その２）］
図２は、本発明の原理（その２）を適用した従属局１０Ｂ及び従属局１０Ｃの構成例を示す図である。図２には、従属局１０Ｂの構成のみを示しているが、従属局１０Ｃも同様な構成を備える。

本発明の原理（その２）では、図１の従属局１０Ｂと従属局１０Ｃに、位相変動情報ａまたは演算不可情報を利用する手段として、演算機能部１６ｂ（演算機能部ｂ）を追加する。尚、図２では、従属局１０Ｂが備える位相比較器１１ｂと第１の伝送装置１３ｂを省略している。尚、末端局である従属局１０Ｃは、位相比較器と第１の伝送装置は備えていない（図１参照）。

図２に示す第２の伝送装置１４ｂ、演算機能部１６ｂ及び位相同期発振器１５bは網同期装置を構成している。この網同期装置は、主局１０Ａから受信した前記位相変動基準クロックａ＋Δｆと位相変動情報ａ及び自局の従属クロックｂ（位相同期発振器ｂの生成するクロック）を基に、位相同期発振器１５ｂの生成する従属クロックｂと主局１０Ａの基準クロックａの位相の差が最小となるように（なるべく一致するように）制御する。
図２の構成を詳しく説明する。

演算機能部１６ｂは、伝送装置ｂから位相変動基準クロックａ＋Δｆと位相変動情報ａ（または演算不可情報）を入力すると共に、位相同期発振器１５bから従属クロックｂを入力する。演算機能部１６ｂは、それらの入力情報を基に発振制御情報ｂを作成する。この発振制御情報ｂは、位相同期発振器１５ｂが生成する従属クロックｂの位相が基準クロックａの位相とできるだけ一致するように（両クロックの位相の差が最小となるように）、位相同期発振器１５bを制御するための情報である。

位相同期発振器１５ｂは、演算機能部１６ｂから発振制御情報ｂを入力すると、伝送路２０ａを介して入力する、主局１０Ａの第１の伝送装置１３ａが送信した位相変動基準クロックａ＋Δｆ）の位相を無視し、発振制御情報ｂの方を優先する。そして、発振制御情報ｂによる制御を受けて、基準クロックａに対する位相変動Δｆが最小となるような従属クロックｂを生成する。このようにして、位相同期発振器１５ｂは、演算機能部１６ｂから発振制御情報ｂを入力することで、自器が発振する従属クロックｂを、基準クロックａ
との位相差が最小となるように可変することが可能となる。

以上述べたように、本発明の第２態様では、従属局１０Ｂの位相同期発振器１５ｂと演算機能部１６ｂ、及び主局１０Ａの位相比較器１２ａが一種のフィードバック制御回路を構成し、位相変動情報ａが示す「基準クロックａと従属クロックｂとの位相差」が最小となるように、従属局１０Ｂの位相同期発振器１５ｂをフィードバック制御する。

また、演算機能部１６ｂは、位相変動情報ａ以外の情報（例えば、演算不可情報）を受信した場合には、演算を中止して、位相同期発振器１５ｂへの発振制御情報ｂの出力を停止する手段を備える。この結果、不適切な位相同期発振器１５ｂの制御を回避することが可能となる。

図１に示すように、従属局１０Ｂに従属局１０Ｃが従属している場合、従属局Ｂの位相同期発振器１５ｂが生成した基準クロックｂは、図１に示す第１の伝送装置１３ｃと伝送路２０ｂを介して従属局１０Ｃに送信される
［実施形態］
図３は、本発明の実施形態であるディジタルネットワークのシステム構成を示す図である。

図３に示すディジタルネットワーク３０は、図１のディジタルネットワークを拡張した構成となっており、主局１０Ａ（主局Ａ）に、従属局１０Ｓ−１（従属局Ｂ）、従属局１０Ｓ−２（従属局Ｃ）、・・・、従属局１０Ｓ−ｍ（従属局Ｍ）及び従属局１０Ｓ−ｎ（従属局Ｎ）が従属した、従属同期方式のディジタルネットワークとなっている。

ディジタルネットワーク３０においては、主局１０Ａとそれに従属する従属局１０Ｓ−１は、伝送路２０−１で接続されている。また、従属局１０Ｓ−１とそれに従属する従属局１０Ｓ−２は、伝送路２０−２で接続されている。以後、同様にして、従属局１０Ｓ−２以降の従属局１０Ｓ−３、・・・、１０Ｓ−ｍ、１０Ｓ−ｎが、図３に示すように、伝送路２０−３（不図示）、・・・、伝送路２０−ｍ、伝送路２０−ｎにより互いに接続されている。

本実施形態のディジタルネットワーク３０は、主局１０Ａの主発振器１１ａで生成される基準クロックａを、従属局１０Ｓ−１、従属局１０Ｓ−２、・・・、従属局１０Ｓ−ｍ及び従属局１０Ｓ−ｎに分配して、ネットワーク全体で同期多重化、すなわち、網同期を確立する。

主局１０Ａに従属する全ての従属局（従属局１０Ｓ−１〜従属局１０Ｓ−ｎ）の位相同期発振器（位相同期発振器１５ｓ−１〜１５ｓ−ｎ）は、主局１０Ａの主発振器１１ａが生成する基準クロックａとの位相の差が最小となるような（位相ができるだけ一致するような）同一周波数の基準クロックを生成する。

本実施形態において、主局１０Ａの構成・機能は、図１の主局１０Ａと同様である。また、従属局１０Ｓ−１、従属局１０Ｓ−２、・・・、従属局１０Ｓ−ｍの構成・機能は、図１の従属局１０Ｂと同様である。また、従属局１０Ｓ−ｎの構成・機能は、図１の従属局１０Ｃと同様である。また、従属局１０Ｓ−１〜１０Ｓ−ｎは、図２に示す構成・機能を備える。

すなわち、主局１０Ａは、主発振器１０ａと位相比較器１２ａ及び第１の伝送装置１３ａを備えている。従属局１０Ｓ−１〜１０Ｓ−ｍは、位相比較器（位相比較器１２ｓ−１〜１２ｓ−ｍ）、第１の伝送装置（第１の伝送装置１３ｓ−１〜１３ｓ−ｍ）、第２の伝
送装置（第２の伝送装置１４ｓ−１〜１４ｓ−ｍ）、位相同期発振器（位相同期発振器１５ｓ−１〜１５ｓ−ｍ）を備えている。従属局１０Ｓ−ｎは、第２の伝送装置１４ｓ−ｎと位相同期発振器１５ｓ−ｎを備えている。

したがって、本実施形態の従属局１０Ｓ−１は、図１の従属局１０Ｂと同様に、主局１０Ａから受信する位相変動情報ａに基づいて、自局の位相同期発振器１５ｓ−１が生成する基準クロックｂと、主局１０Ａの位相同期発振器１１ａが生成する基準クロックａとの位相の差が最小となるように制御する。従属局１０Ｓ−１は、この基準クロックｂの位相制御を、前述した図１及び図２で説明した方法により行なう。

従属局１０Ｓ−１に従属している従属局１０Ｓ−２の構成は、従属局１０Ｓ−１と同様である。従属局１０Ｓ−２は、従属局１０Ｓ−１と主局１０Ａとの関係と同様にして、従属局１０Ｓ−１との間で、自局の位相同期発振器１５ｓ−２が生成する基準クロックｃのフィードバック制御を行い、該基準クロックｃの位相と従属局Ｂの位相同期発振器１５ｓ−１が生成する基準クロックｂの位相の差が最小となるように（位相同期がとれるように）、位相同期発振器１５−ｓを制御する。

以後、同様にして、従属局１０Ｓ−２に後続する従属局１０Ｓ−３（不図示）、・・・、従属局１０Ｓ−ｍ、従属局１０Ｓ−ｎは、自局の前段に位置する従属局１０Ｓ−２、・・・従属局１０Ｓ−ｌ（不図示）、従属局１０Ｓ−ｍの位相同期発振器（位相同期発振器１５ｓ−２、・・・、１５ｓ−ｌ、１５ｓ−ｍ）が生成する基準クロックと位相同期が取れるように、自局の位相同期発振器（位相同期発振器１５ｓ−３、・・・、１５ｓ−ｎ）が生成する基準クロックの位相を制御する。

このようにして、主局１０Ａに従属する順序に従って、主局１０Ａに近い従属局から順番に、位相同期発振器１５ｓ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の生成するクロックを、主局１０Ａの基準クロックａと位相同期がとれるように調整していく。

このようにして、主局１０Ａに従属する従属局（従属局１０Ｓ−１、従属局１０Ｓ−２、・・・、従属局１０Ｓ−ｍ、従属局１０Ｓ−ｎ）の位相同期発振器（位相同期発振器１５ｓ−３、・・・、１５ｓ−ｎ）が生成するクロックの位相精度（従属局の位相同期発振器が生成するクロックの位相が主局１０Ａの主発振器１０ａが生成する基準クロックａの位相と一致する度合い）は極めて高いものとなり、この結果として、各従属局は、主局１０Ａの基準クロックａとの位相差が極めて小さい同一周波数のクロック（自局の基準クロック）を生成することができ、この結果として、ディジタルネットワーク３０の網同期が達成される。

図４は、図１〜図３に示す位相変動情報と演算不可情報が設定されるフレームのフォーマットを示す図である。図４（ａ）は位相変動情報フレームを示し、図４（ｂ）は演算不可情報フレームを示す。

図４（ａ）に示す位相変動情報フレーム４０は、８ビットのパルス列であるタイムスロットを複数含んでいる。位相変動情報フレーム４０は、例えば、同期多重化で使用されるフレームと同様な構成である。

位相変動情報フレーム４０の各タイムスロットは、前記主局または従属局に設けられた位相比較器により、位相変動情報が設定されるようになっており、位相変動がない場合には、“０１０１０１０１”のビットパターンがタイムスロットに設定される。すなわち、位相変動が発生しない場合には、位相変動情報フレーム４０には“０１０１０１０１”のビットパターンのタイムスロットが繰り返し配置される。位相変動が発生した場合、タイ
ムスロットには、例えば、図４（ａ）に示すように、“０１１１０１０１”のビットパターンが設定される。この場合、第３ビットが“１”となっており、該第３ビットで位相変動が発生したことを示している。このように、本実施形態の位相変動情報フレーム４０においては、“０１０１０１０１”を正常なビットパターンとし、クロックに位相変動が生じた場合、つまり、自局の従属クロックのパルスと前段の局のクロックのパルスとの位相差分が所定値を超えた場合に、その位相変動が生じたクロック・パルスに対応するビットを正規な値（“１”または“０”）の反転値（“０”または“１”）に設定する。したがって、例えば、演算機能部１６ｂにより、位相変動情報フレーム４０の各タイムスロットのビットパターンを調べることにより、所定時間当たりの位相変動量を算出・監視することができる。

図４（ｂ）に示す演算不可情報フレーム５０は、前記位相変動情報フレーム４０と同様な構成となっている。
前記主局または従属局に設けられた位相比較器は、前記位相変動量が所定値を超えた場合、先頭のタイムスロットに“００００００”のビットパターンが設定された演算不可情報フレーム５０を従属局に送信する。該従属局の前記演算機能部１６ｂは、前記第２の伝送装置１４ｂから受信するフレームの先頭のタイムスロットのビットパターンが“０００００００”となっているかどうかを判定することで、受信したフレームが演算不可情報フレーム５０であると判断することができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、主局１０Ａの主発振器１０ａが生成する基準クロックａと位相同期が取れるように（位相の差が最小となるように）、主局１０Ａに従属する各従属局の位相同期発振器が生成するクロック（基準クロック）の位相を、従属リンクの順序に従って、順次、調整していくので、ディジタルネットワークの後段に位置する従属局の位相同期発振器の生成するクロックの位相の前記基準クロックａの位相との差分を低減できる。したがって、主局１０Ａに従属する従属局の数（従属リンク数）を制限を従来よりも大幅に緩和することが可能となる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々に変形して実施することができる。

（付記１）
主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの網同期装置において、
網内の各局は、
自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロックの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、
該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段を備え、
前記他局は、前記位相変動情報に基いて自局のクロックを生成することを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
（付記２）
付記１記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
前記位相比較手段は、自局のクロックと他局のクロックの位相差が所定値を超えたとき、前記位相変動情報の代わりに演算不可情報を作成し、
前記伝送手段は、前記演算不可情報を前記他局に送信すること、
を特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
（付記３）
付記１または２記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
前記位相変動情報と前記演算不可情報は、ディジタル情報であることを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
（付記４）
付記１または２記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
従属局は、さらに、
前段の他局から受信するクロック並びに位相変動情報と、自局の発振器が生成するクロックを入力して、それらを基に、該自局の発振器が該自局のクロックと前記他局から受信するクロックの位相差が最小となるようなクロックを発振するように、前記自局の発振器を制御するための発振制御情報を作成する演算機能手段を備え、
該演算機能手段により作成された発振制御情報を、前記自局の発振器に与えることにより、自局のクロックと前記他局のクロックの位相差が最小となるように制御することを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
（付記５）
付記４記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
前記演算機能手段は、入力される情報が前記位相変動情報または前記演算不可情報のいずれであるかを判別し、前記演算不可情報が入力された場合には、前記クロック発振器に対して前記発振制御情報を与えないことを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
（付記６）
付記１または２記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
末端の従属局は、前記位相比較手段を備えず、前記位相変動情報と前記演算不可情報を伝送しないことを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
（付記７）
主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの各局に設けられる網同期装置であって、
自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロックの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、
該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段と、
を備えることを特徴とする網同期装置。
（付記８）
主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの各局に設けられる網同期装置であって、
自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロックの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、
該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段と、
前段の他局から受信するクロック並びに位相変動情報と、自局の発振器が生成するクロックを入力して、それらを基に、該自局の発振器が該自局のクロックと前記他局から受信するクロックの位相差が最小となるようなクロックを発振するように、前記自局の発振器を制御するための発振制御情報を作成する演算機能手段と、
を備えることを特徴とする網同期装置。
（付記９）
付記７または８記載の網同期装置であって、
前記位相比較手段は、自局のクロックと他局のクロックの位相差が所定値を超えたとき、前記位相変動情報の代わりに演算不可情報を作成し、
前記伝送手段は、前記演算不可情報を前記他局に送信すること、
を特徴とする網同期装置。
（付記１０）
付記９記載の網同期装置であって、
前記演算機能手段は、入力される情報が前記位相変動情報または前記演算不可情報のいずれであるかを判別し、前記演算不可情報が入力された場合には、前記クロック発振器に対して前記発振制御情報を与えないことを特徴とする網同期装置。
（付記１１）
主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの末端の局に設けられる網同期装置であって、
自局の発振器で生成されたクロックと、自局が従属する他局から受信するクロックとの位相の差分に関する位相変動情報を受信する位相変動情報受信手段と、
該位相変動情報受信手段によって受信された位相変動情報に基いて、自局の発振器の生成するクロックの位相と前記他局のクロックの位相との差が最小となるように、自局の発振器を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする網同期装置。
（付記１２）
付記７乃至１１のいずれか１項に記載の網同期装置であって、
前記位相変動情報と前記演算不可情報は、ディジタル情報であることを特徴とする網同期装置。

本発明のディジタルネットワークにおける網同期の原理（その１）を示す図である。 本発明のディジタルネットワークにおける網同期の原理（その２）を示す図である。 本発明の実施形態であるディジタルネットワークのシステム構成を示す図である。 図１〜図３に示す位相変動情報と演算不可情報が設定されるフレームのフォーマットを示す図である。 従来の従属同期方式のディジタルネットワークの構成例を示す図である。 従来の従属同期方式のディジタルネットワークの問題を説明する図である。

符号の説明

１０Ａ 主局Ａ
１１ａ 主発振器
１２ａ 位相比較器
１３ａ 第１の伝送装置
１０Ｂ 従属局Ｂ
１２ｂ 位相比較器
１３ｂ 第１の伝送装置
１４ｂ 第２の伝送装置
１５ｂ 位相同期発振器
１６ｂ 演算機能部
１０Ｃ 従属局Ｃ
１４ｃ 第２の伝送装置
１５ｃ 位相同期発振器
２０ａ、２０ｂ、２０−１〜２０−ｎ 伝送路
１０Ｓ−１〜１０Ｓ−ｎ 従属局
１２ｓ−１〜１２ｓ−ｍ 位相比較器
１３ｓ−１〜１３ｓ−ｍ 第１の伝送装置
１４ｓ−１〜１４ｓ−ｎ 第２の伝送装置
１５ｓ−１〜１５ｓ−ｎ 位相同期発振器
４０ 位相変動情報フレーム
５０ 演算不可情報フレーム

Claims (8)

1. 主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックに同期するクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの網同期装置において、
   網内の各局は、
   自局のクロックと自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果を基に位相比較情報を作成する位相比較手段と、
   該位相比較手段によって作成された位相比較情報を前記他局に送信する伝送手段を備え、
   前記他局は、前記位相比較情報に基いて自局のクロックを生成することを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
2. 請求項１記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
   前記位相比較手段は、自局のクロックと他局のクロックの位相差が所定値を超えたとき、前記位相変動情報の代わりに演算不可情報を作成し、
   前記伝送手段は、前記演算不可情報を前記他局に送信すること、
   を特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
3. 請求項１または２記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
   前記位相変動情報と前記演算不可情報は、ディジタル情報であることを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
4. 請求項１または２記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
   従属局は、さらに、
   前段の他局から受信するクロックと位相変動情報、及び自局の発振器が生成するクロックを入力して、それらを基に、該自局の発振器が該自局のクロックと前記他局から受信するクロックの位相差が最小となるような自局のクロックを発振するように制御するための発振制御情報を作成する演算機能手段を備え、
   該演算機能手段により作成された発振制御情報を、前記自局の発振器に与えることにより、自局のクロックと前記他局のクロックの位相差が最小となるように制御することを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
5. 請求項４記載のディジタルネットワークの網同期装置であって、
   前記演算機能手段は、入力される情報が前記位相変動情報または前記演算不可情報のいずれであるかを判別し、前記演算不可情報が入力された場合には、前記発振器に対して前記発振制御情報を与えないことを特徴とするディジタルネットワークの網同期装置。
6. 主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの各局に設けられる網同期装置であって、
   自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロックの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、
   該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段と、
   を備えることを特徴とする網同期装置。
7. 主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの各局に設けられる網同期装置であって、
   自局の発振器で生成されたクロックと、自局に従属する他局から受信するクロックとの
   位相を比較し、その比較結果に基いて、前記両クロックの位相の差分に関する位相変動情報を作成する位相比較手段と、
   該位相比較手段によって作成された位相変動情報を前記他局に送信する伝送手段と、
   前段の他局から受信するクロック並びに位相変動情報と、自局の発振器が生成するクロックを入力して、それらを基に、該自局の発振器が該自局のクロックと前記他局から受信するクロックの位相差が最小となるようなクロックを発振するように、前記自局の発振器を制御するための発振制御情報を作成する演算機能手段と、
   を備えることを特徴とする網同期装置。
8. 主局のクロックを従属局に伝送し、従属局は該クロックの周波数に同期する自局のクロックを生成することにより網同期を確立するディジタルネットワークの末端の局に設けられる網同期装置であって、
   自局の発振器で生成されたクロックと、自局が従属する他局から受信するクロックとの位相の差分に関する位相変動情報を受信する位相変動情報受信手段と、
   該位相変動情報受信手段によって受信された位相変動情報に基いて、自局の発振器の生成するクロックの位相と前記他局のクロックの位相との差が最小となるように、自局の発振器を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする網同期装置。