JP2011055402A - Synchronous transmission apparatus and jitter suppression method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同期伝送装置及びジッタ抑圧方法に関する。本発明は、例えばSONET(Synchronous Optical NETwork:同期光伝送網)/SDH(Synchronous Digital Hierarchy:同期デジタル・ハイアラーキ)等の同期伝送装置におけるクロック同期回路等に適用される。 The present invention relates to a synchronous transmission apparatus and a jitter suppression method. The present invention is applied to, for example, a clock synchronization circuit in a synchronous transmission apparatus such as SONET (Synchronous Optical Network) / SDH (Synchronous Digital Hierarchy).
SONET/SDH等の同期伝送装置は、従属同期を行うためのクロック同期回路を備える。クロック同期回路の一般的な回路構成例を図15に示す。図15はディジタルPLL回路を用いたクロック同期回路の構成例を示している。ディジタルPLL回路は、ディジタル回路15_1とPLL(Phase Locked Loop)回路15_2と固定発振器(OSC)15_3とを備える。 A synchronous transmission device such as SONET / SDH includes a clock synchronization circuit for performing subordinate synchronization. A typical circuit configuration example of the clock synchronization circuit is shown in FIG. FIG. 15 shows a configuration example of a clock synchronization circuit using a digital PLL circuit. The digital PLL circuit includes a digital circuit 15_1, a PLL (Phase Locked Loop) circuit 15_2, and a fixed oscillator (OSC) 15_3.
ディジタル回路15_1は、入力クロックから基準クロックを生成する。PLL回路15_2は、ディジタル回路15_1により生成された基準クロックの位相に同期した出力クロックを生成する。固定発振器(OSC)15_3は、ディジタル回路15_1にシステムクロックを供給する。 The digital circuit 15_1 generates a reference clock from the input clock. The PLL circuit 15_2 generates an output clock synchronized with the phase of the reference clock generated by the digital circuit 15_1. A fixed oscillator (OSC) 15_3 supplies a system clock to the digital circuit 15_1.
入力クロックは伝送網の網同期クロックで、クロック源となるDCS(Digital Clock Supply)やCSM(Clock Supply Module)からのクロックや、伝送路の主信号から抽出したクロックである。出力クロックは、装置内での主信号転送用のクロックや、伝送路に主信号を送信する際に用いられるクロック源で、入力クロックに従属同期したクロックである。 The input clock is a network synchronization clock of the transmission network, and is a clock extracted from a DCS (Digital Clock Supply) or CSM (Clock Supply Module) serving as a clock source or a main signal of the transmission path. The output clock is a clock for main signal transfer in the apparatus or a clock source used when transmitting the main signal to the transmission line, and is a clock dependently synchronized with the input clock.
固定発振器(OSC)15_3には、入力クロックをディジタル処理して基準クロックを生成するために十分に高い周波数のシステムクロックを出力する発振器で、かつ簡単に入力クロックから基準クロックが生成されるよう、入力クロックの数十〜数百の整数倍の周波数の発振器が用いられる。 The fixed oscillator (OSC) 15_3 is an oscillator that outputs a system clock having a sufficiently high frequency to digitally process an input clock to generate a reference clock, and the reference clock can be easily generated from the input clock. An oscillator having a frequency that is an integer multiple of several tens to several hundreds of the input clock is used.
また、ディジタル回路15_1は、固定発振器(OSC)15_3から供給されるシステムクロックで動作し、PLL回路15_2へ供給する基準クロックを、固定発振器(OSC)15_3のシステムクロックの分周により生成する。従って、固定発振器(OSC)15_3の周波数安定度は、そのまま基準クロックの安定度、及びPLL回路15_2の出力クロックの安定度となり、最終的には装置全体のクロック安定度となるため、周波数安定度の高い水晶発振器が用いられる。 The digital circuit 15_1 operates with a system clock supplied from the fixed oscillator (OSC) 15_3, and generates a reference clock supplied to the PLL circuit 15_2 by dividing the system clock of the fixed oscillator (OSC) 15_3. Therefore, the frequency stability of the fixed oscillator (OSC) 15_3 becomes the stability of the reference clock and the stability of the output clock of the PLL circuit 15_2, and finally the clock stability of the entire device. A high crystal oscillator is used.
ここで、単に入力クロックに同期した出力クロックを出力するだけなら、入力クロックを直接PLL回路15_2に入力して、PLL回路15_2で入力クロックに同期した出力クロックを生成させれば良く、ディジタル回路15_1及び固定発振器(OSC)15_3は不要である。 Here, in order to simply output the output clock synchronized with the input clock, the input clock may be directly input to the PLL circuit 15_2, and the output clock synchronized with the input clock may be generated by the PLL circuit 15_2. And the fixed oscillator (OSC) 15_3 is unnecessary.
しかし、同期伝送装置等は、入力クロックが異常(入力断や信号品質低下)となった場合でも、主信号の伝送を正常に持続する機能が要求される。そのために、ディジタル回路15_1は、正常時の入力クロックの周波数(周期)及び位相の値を記憶し、入力クロックの異常時には、記憶した周波数(周期)及び位相の値に基づいて基準クロックを再生し、自走する構成を有している。 However, a synchronous transmission device or the like is required to have a function of normally maintaining transmission of a main signal even when an input clock becomes abnormal (input interruption or signal quality degradation). For this purpose, the digital circuit 15_1 stores the frequency (period) and phase values of the input clock when normal, and regenerates the reference clock based on the stored frequency (period) and phase values when the input clock is abnormal. , It has a configuration that runs on its own.
ディジタル回路15_1は、固定発振器(OSC)15_3からのシステムクロックで動作するため、基準クロックは、該システムクロックの周期を単位として位相が制御される。該基準クロックを入力するPLL回路15_2の位相も、固定発振器(OSC)15_3からのシステムクロックの周期を単位として制御される。 Since the digital circuit 15_1 operates with the system clock from the fixed oscillator (OSC) 15_3, the phase of the reference clock is controlled in units of the period of the system clock. The phase of the PLL circuit 15_2 to which the reference clock is input is also controlled in units of the system clock period from the fixed oscillator (OSC) 15_3.
そのため、PLL回路15_2から出力される出力クロックには、固定発振器(OSC)15_3のシステムクロックの1周期分の位相変動が潜在するが、PLL回路15_2における位相変動に対する減衰特性により急激な位相変動(ジッタ)が抑圧される。しかし、PLL回路15_2では緩やかな移動変動を抑圧することができない。 Therefore, the output clock output from the PLL circuit 15_2 has a phase fluctuation of one cycle of the system clock of the fixed oscillator (OSC) 15_3. However, the phase fluctuation in the PLL circuit 15_2 due to the attenuation characteristic with respect to the phase fluctuation ( Jitter) is suppressed. However, the gradual movement fluctuation cannot be suppressed in the PLL circuit 15_2.
図16は同期伝送装置におけるクロックの周波数変動の例を表している。16_1は入力クロックの周波数偏差の時系列グラフを示し、16_2は固定発振器(OSC)のシステムクロックの周波数偏差の時系列グラフを示している。入力クロック及びシステムクロック(固定発振器OSC)の周波数は、中心周波数からの偏差を有し、常に変動し続けているので、不定期に両クロックの周波数偏差の差がゼロとなり、両クロックの周波数偏差の時系列グラフが交叉することがある。その交叉ポイント16_3,16_4,16_5で出力クロックにワンダが発生する。 FIG. 16 shows an example of clock frequency variation in the synchronous transmission apparatus. 16_1 shows a time series graph of frequency deviation of the input clock, and 16_2 shows a time series graph of frequency deviation of the system clock of the fixed oscillator (OSC). Since the frequency of the input clock and the system clock (fixed oscillator OSC) has a deviation from the center frequency and constantly fluctuates, the difference in frequency deviation between both clocks becomes zero irregularly, and the frequency deviation between both clocks. The time series graphs may cross. At the intersection points 16_3, 16_4, and 16_5, wander occurs in the output clock.
入力クロックの周波数偏差とシステムクロックの周波数偏差との差が極めて近い状態では、PLL回路15_2に入力される基準クロックの位相が低周波数で変化するために、PLL回路15_2で該位相変動を抑圧することができないため、周波数偏差の交叉点付近でピークジッタ(ワンダ)が発生する。 In a state where the difference between the frequency deviation of the input clock and the frequency deviation of the system clock is very close, the phase of the reference clock input to the PLL circuit 15_2 changes at a low frequency, so that the phase fluctuation is suppressed by the PLL circuit 15_2. Therefore, peak jitter (wander) occurs near the intersection of frequency deviations.
図17は図15のディジタル回路15_1の構成例を示し、図18は該ディジタル回路15_1の動作のタイミングチャートを示す。これらを参照しながらディジタル回路15_1について説明する。ディジタル回路15_1は、サンプリング部17_1、クロック周期カウント部17_2、クロック周期カウント値記憶部17_3及び基準クロック生成部17_4を備える。 FIG. 17 shows a configuration example of the digital circuit 15_1 in FIG. 15, and FIG. 18 shows a timing chart of the operation of the digital circuit 15_1. The digital circuit 15_1 will be described with reference to these. The digital circuit 15_1 includes a sampling unit 17_1, a clock cycle count unit 17_2, a clock cycle count value storage unit 17_3, and a reference clock generation unit 17_4.
サンプリング部17_1は、ディジタル回路15_1に入力される入力クロックをシステムクロックでサンプリングし、リタイミング化する。クロック周期カウント部17_2は、リタイミング化された入力クロックの周期をシステムクロックでカウントして数値化する。即ち、入力クロックがシステムクロックの何クロック分の周期であるかを数値化する。 The sampling unit 17_1 samples the input clock input to the digital circuit 15_1 with the system clock and performs retiming. The clock cycle count unit 17_2 counts the retimed cycle of the input clock with the system clock and digitizes it. That is, the number of cycles of the system clock corresponding to the input clock is quantified.
この際、システムクロックは、入力クロックの整数倍の周波数であるので、カウント値は、ほぼ毎回同じ値(ここでこの値をnとする)になる。例えば、入力クロックが64KHz、システムクロックが32.768MHzであるとすると、32.768M/64K=512であり、カウント値nは512になる。 At this time, since the system clock has a frequency that is an integral multiple of the input clock, the count value is almost the same every time (here, this value is n). For example, if the input clock is 64 kHz and the system clock is 32.768 MHz, 32.768M / 64K = 512, and the count value n is 512.
しかし、入力クロックとシステムクロックとは非同期であり、両者のクロックエッジの位相差は不定であり、リタイミングした入力クロックの周期は、システムクロックの±1クロック分だけ、ばらつきを発生する。この発生確率はかなり低いが、ばらつき発生時には、クロック周期カウント部17_2のカウント値はn+1又はn−1になる。 However, the input clock and the system clock are asynchronous, the phase difference between the two clock edges is indefinite, and the period of the retimed input clock varies by ± 1 clock of the system clock. Although this occurrence probability is quite low, the count value of the clock cycle count unit 17_2 is n + 1 or n-1 when variations occur.
図18の(a)は、入力クロック周期のカウント値がnになる場合を示し、図18の(b)は、入力クロック周期のカウント値がn+1になる場合を示し、図18の(c)は、入力クロック周期のカウント値がn−1になる場合を示している。 18A shows a case where the count value of the input clock cycle is n, FIG. 18B shows a case where the count value of the input clock cycle is n + 1, and FIG. Indicates a case where the count value of the input clock period is n-1.
それでもこの±1のばらつきは、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差が完全に等しければ、+1と−1とが交互に発生し、その発生頻度は等しく、平均値は完全にnになるので、カウント値の誤差は発生しない。例えば、入力クロックが64KHz、システムクロックが32.768MHzの場合、カウント値は511〜513となるが、平均値は512となる。 Nevertheless, if the frequency deviation between the input clock and the system clock is completely equal, +1 and -1 occur alternately, the frequency of occurrence is equal, and the average value is completely n. There is no value error. For example, when the input clock is 64 KHz and the system clock is 32.768 MHz, the count value is 511 to 513, but the average value is 512.
入力クロックの周波数偏差とシステムクロックの周波数偏差とが異なり、わずかにそれらの周波数偏差がずれているときは、カウント値n+1とカウント値n−1の発生率に違いが生じる。入力クロックに対してシステムクロックの周波数偏差が高いときは、クロック周期のカウント結果が大きくなるので、カウント値n+1の発生数が多くなり、逆に、入力クロックに対してシステムクロックの周波数偏差が低いときは、カウント値n−1の発生数が多くなる。 When the frequency deviation of the input clock is different from the frequency deviation of the system clock, and the frequency deviation is slightly shifted, a difference occurs in the generation rate of the count value n + 1 and the count value n-1. When the frequency deviation of the system clock is high with respect to the input clock, the count result of the clock period is large, so the number of count values n + 1 is increased, and conversely, the frequency deviation of the system clock is low with respect to the input clock. When the count value n−1 is generated, the number of occurrences increases.
ただし、このカウント値n+1とカウント値n−1の発生数に明確な違いが検出されるのは、入力クロックの周波数偏差とシステムクロックの周波数偏差との差によって、システムクロックの1周期分を超える位相差が累積されたときである。従って、その発生間隔は比較的長く、周波数成分は低い。 However, a clear difference is detected in the number of occurrences of the count value n + 1 and the count value n−1 because the difference between the input clock frequency deviation and the system clock frequency deviation exceeds one cycle of the system clock. This is when the phase difference is accumulated. Therefore, the generation interval is relatively long and the frequency component is low.
例えば、入力クロックの周波数が64KHzで、その偏差が+1ppm(part per million)であり、システムクロックの周波数が32.768MHzで、その偏差が+2ppmである場合、周波数偏差の差は1ppmであり、入力クロックの周期のカウント値は殆ど512となるが、1/1,000,000の比率でカウント値513が含まれる。即ち、カウント値が1つ増大する発生周期は、約1/32秒間隔で、その周波数成分は約32Hz(=32.768MHz÷1,000,000)になる。 For example, if the input clock frequency is 64 KHz, the deviation is +1 ppm (part per million), the system clock frequency is 32.768 MHz, and the deviation is +2 ppm, the difference in frequency deviation is 1 ppm. The count value of the clock cycle is almost 512, but the count value 513 is included at a ratio of 1 / 1,000,000. That is, the generation cycle in which the count value increases by 1 is about 1/32 second interval, and its frequency component is about 32 Hz (= 32.768 MHz ÷ 1,000,000).
クロック周期カウント値記憶部17_3は、メモリとそのアクセス制御回路を有し、クロック周期カウント部17_2でカウントした値を順次書き込み記憶する。基準クロック生成部17_4は、カウンタ回路を有し、クロック周期カウント値記憶部17_3から読み出したカウント値でシステムクロックを分周して基準クロックを生成する。 The clock cycle count value storage unit 17_3 includes a memory and its access control circuit, and sequentially writes and stores the values counted by the clock cycle count unit 17_2. The reference clock generation unit 17_4 includes a counter circuit, and generates a reference clock by dividing the system clock by the count value read from the clock cycle count value storage unit 17_3.
基準クロック生成部17_4は、クロック周期カウント部17_2でカウントした±1変動を含むカウント値で基準クロックを生成するので、基準クロックは、入力クロックをシステムクロックでリタイミングしたクロックとして正確に再生される。 Since the reference clock generation unit 17_4 generates the reference clock with the count value including ± 1 variation counted by the clock cycle counting unit 17_2, the reference clock is accurately reproduced as a clock obtained by retiming the input clock with the system clock. .
図19は、図15のPLL回路15_2の構成例を示す。図20は、該PLL回路の動作のタイミングチャートを示す。これらを参照しながらPLL回路について説明する。図19において、位相比較部19_1は、分周部19_4で分周され帰還される出力クロックの位相と基準クロックの位相とを比較し、位相比較信号を生成する。 FIG. 19 shows a configuration example of the PLL circuit 15_2 in FIG. FIG. 20 shows a timing chart of the operation of the PLL circuit. The PLL circuit will be described with reference to these. In FIG. 19, the phase comparator 19_1 compares the phase of the output clock divided and fed back by the frequency divider 19_4 with the phase of the reference clock to generate a phase comparison signal.
図20の(a)は基準クロックの波形を示し、(b)は分周部19_4で分周され帰還される出力クロックの波形を示し、(c)は位相比較部19_1から出力される位相比較信号の波形を示している。該位相比較信号は、基準クロックの立ち上がりエッジでハイレベルとなり、分周された出力クロックの立ち上がりエッジでローレベルとなる。基準クロックには、入力クロックの周波数・位相変動に相当する周波数・位相変動が現れ、その周波数・位相変動は、位相比較信号の立ち上がりエッジに現れる。 20A shows the waveform of the reference clock, FIG. 20B shows the waveform of the output clock that is divided and fed back by the frequency divider 19_4, and FIG. 20C shows the phase comparison output from the phase comparator 19_1. The signal waveform is shown. The phase comparison signal becomes high level at the rising edge of the reference clock and becomes low level at the rising edge of the divided output clock. In the reference clock, a frequency / phase variation corresponding to the frequency / phase variation of the input clock appears, and the frequency / phase variation appears at the rising edge of the phase comparison signal.
フィルタ19_2はローパスフィルタで、位相比較部19_1から出力される位相比較信号の変動周波数に対して、所定周波数以下の成分は通過させるが、所定周波数以上の成分を所定の傾斜で減衰して出力する減衰特性を与える。そのため、図20の(d)に示すように、位相比較信号を平滑した波形が出力される。この所定周波数は、PLL回路のカットオフ周波数(fc)を決定する。(厳密には、分周部19_4の分周比とフィルタ19_2のカットオフ周波数とでPLL回路のカットオフ周波数(fc)が決定される。) The filter 19_2 is a low-pass filter, which allows components below the predetermined frequency to pass through the fluctuation frequency of the phase comparison signal output from the phase comparison unit 19_1, but attenuates components above the predetermined frequency with a predetermined inclination and outputs them. Gives attenuation characteristics. Therefore, a waveform obtained by smoothing the phase comparison signal is output as shown in FIG. This predetermined frequency determines the cutoff frequency (fc) of the PLL circuit. (Strictly speaking, the cutoff frequency (fc) of the PLL circuit is determined by the frequency division ratio of the frequency divider 19_4 and the cutoff frequency of the filter 19_2.)
PLL回路は、カットオフ周波数(fc)が決定されると、入力クロックの変動周波数に対して、カットオフ周波数(fc)を超える成分を抑制する特性(即ち、ほぼ積分回路に等しい減衰特性)を与える。また、カットオフ周波数(fc)によってPLL回路のロックレンジが決定される。そのため、同期すべき入力クロックの位相変動の周波数帯が広い場合には、カットオフ周波数(fc)をあまり低い周波数に設定することができない。 When the cut-off frequency (fc) is determined, the PLL circuit has a characteristic that suppresses a component exceeding the cut-off frequency (fc) with respect to the fluctuation frequency of the input clock (that is, an attenuation characteristic substantially equal to the integration circuit). give. Further, the lock range of the PLL circuit is determined by the cutoff frequency (fc). Therefore, when the frequency band of the phase variation of the input clock to be synchronized is wide, the cut-off frequency (fc) cannot be set to a very low frequency.
電圧制御発振器(VCO)19_3は、入力クロックと等しいか又はその数倍〜数百倍の中心周波数で発振し、フィルタ19_2から出力される平滑波形の中心電圧に制御された発振周波数で発振し、入力される基準クロックに同期した出力クロックを発生する。 The voltage controlled oscillator (VCO) 19_3 oscillates at a center frequency equal to or several to several hundred times the input clock, and oscillates at an oscillation frequency controlled by the center voltage of the smooth waveform output from the filter 19_2. An output clock synchronized with the input reference clock is generated.
電圧制御発振器(VCO)19_3に入力される制御電圧は、フィルタ19_2で平滑されているが、必ずしも平坦な電圧信号ではない。それでも、電圧制御発振器(VCO)19_3の周波数/電圧の応答特性は、それほど鋭敏ではないので、電圧制御発振器(VCO)19_3は、制御電圧の平均電圧に相当する周波数で発振し、出力クロックを送出する。 The control voltage input to the voltage controlled oscillator (VCO) 19_3 is smoothed by the filter 19_2, but is not necessarily a flat voltage signal. Nevertheless, since the frequency / voltage response characteristic of the voltage controlled oscillator (VCO) 19_3 is not so sensitive, the voltage controlled oscillator (VCO) 19_3 oscillates at a frequency corresponding to the average voltage of the control voltage and sends out an output clock. To do.
分周部19_4は、電圧制御発振器(VCO)19_3から送出される出力クロックを、基準クロックと同一の周波数となるように分周するカウンタ回路で、分周した出力クロックを位相比較部19_1に帰還する。 The frequency divider 19_4 is a counter circuit that divides the output clock sent from the voltage controlled oscillator (VCO) 19_3 so as to have the same frequency as the reference clock, and feeds back the frequency-divided output clock to the phase comparator 19_1. To do.
PLL回路の伝達特性を図21(a)に示す。図21(a)において横軸は入力(基準クロック)の変動周波数(ジッタ成分)を表し、縦軸は入力レベルに対する出力レベル(増幅度)を表している。PLL回路は、入力(基準クロック)の変動周波数がカットオフ周波数(fc)より高い周波数帯域では、積分回路又はそれに近い特性の減衰特性を与える。一方、カットオフ周波数(fc)より低い周波数帯域では、入力をそのまま透過出力し、入力の周波数変動に追従して出力する特性を有する。 The transfer characteristics of the PLL circuit are shown in FIG. In FIG. 21A, the horizontal axis represents the fluctuation frequency (jitter component) of the input (reference clock), and the vertical axis represents the output level (amplification degree) with respect to the input level. The PLL circuit provides an attenuation characteristic having a characteristic close to that of the integrating circuit in a frequency band in which the fluctuation frequency of the input (reference clock) is higher than the cutoff frequency (fc). On the other hand, in the frequency band lower than the cut-off frequency (fc), the input is transmitted and output as it is, and has the characteristic of following the frequency fluctuation of the input and outputting.
この特性は、高速に振動する入力クロックの位相成分を減衰させて安定化させるジッタ減衰特性として、また、低速に振動する入力クロックの位相成分(即ちゆっくりと変化する入力クロック位相)に対して、該位相に追従する出力クロックを生成する周波数応答特性となる。 This characteristic is a jitter attenuation characteristic that attenuates and stabilizes the phase component of the input clock that oscillates at a high speed, and the phase component of the input clock that oscillates at a low speed (that is, the input clock phase that changes slowly). The frequency response characteristic generates an output clock that follows the phase.
上述した図17及び図19に示すディジタル回路及びPLL回路の構成例を図15のクロック同期回路に用いた場合、該クロック同期回路で発生するワンダについて説明する。PLL回路が同期する基準クロックは、図17で説明した通り、システムクロックでリタイミングした入力クロックの周波数及び位相を再生したものであり、周期的・間欠的に位相変動を起こすため、元々ジッタ源となる性質を有している。 When the configuration example of the digital circuit and the PLL circuit shown in FIGS. 17 and 19 is used in the clock synchronization circuit of FIG. 15, wander generated in the clock synchronization circuit will be described. As described with reference to FIG. 17, the reference clock with which the PLL circuit synchronizes is a reproduction of the frequency and phase of the input clock retimed by the system clock, and causes a phase fluctuation periodically and intermittently. It has the property to become.
そのジッタのうち、図21(a)に示すPLL回路の伝達特性によって、高周波成分のジッタは減衰するが、低周波成分のジッタはそのまま出力される。出力される低周波成分のジッタには以下の要因によるものがある。
(1)入力クロックの変動による基準クロックの位相変動
(2)リタイミングによる基準クロックの位相変動
Among the jitter, the jitter of the high frequency component is attenuated by the transfer characteristic of the PLL circuit shown in FIG. 21A, but the jitter of the low frequency component is output as it is. The output low frequency component jitter is caused by the following factors.
(1) Reference clock phase fluctuation due to input clock fluctuation (2) Reference clock phase fluctuation due to retiming
上記の要因のうち、(1)の要因に対しては、追従応答する必要があるのでそのまま低周波成分のジッタは出力されるべきであるが、(2)の要因は、装置内部で発生するジッタ(ワンダ)であるため、該低周波成分のジッタ(ワンダ)は出力されるべきではない。 Of the above factors, the response of the factor (1) needs to be followed and the jitter of the low frequency component should be output as it is, but the factor (2) occurs inside the apparatus. Since it is jitter (wander), the jitter (wander) of the low frequency component should not be output.
このリタイミングによるジッタは、図21(b)に示すように、入力クロックの周波数偏差とシステムクロックの周波数偏差との差が極めて小さい(近い)状態にあるときに、極めて低い周波数成分のジッタが出力クロックにピークジッタとして現れる。この成分のジッタは、カットオフ周波数(fc)より低域側にあるため、PLL回路で減衰させることができない。 As shown in FIG. 21B, the jitter due to this retiming is such that when the difference between the frequency deviation of the input clock and the frequency deviation of the system clock is extremely small (close), jitter of an extremely low frequency component is present. Appears as peak jitter in the output clock. Since the jitter of this component is on the lower frequency side than the cutoff frequency (fc), it cannot be attenuated by the PLL circuit.
変動周波数がゼロHz近傍の低い周波帯のジッタに十分な減衰量を与えるPLL回路の実現は困難である。このジッタはゼロ交叉ジッタと呼ばれ、ディジタルPLL回路の構成上、どうしても出現してしまうピークジッタである。このピークジッタは、装置自体の内部から発生するワンダとして出力されてしまう。 It is difficult to realize a PLL circuit that gives a sufficient amount of attenuation to jitter in a low frequency band whose fluctuation frequency is near zero Hz. This jitter is called zero-crossing jitter and is a peak jitter that inevitably appears in the configuration of the digital PLL circuit. This peak jitter is output as a wander generated from within the apparatus itself.
クロック品質を向上させるために、周波数安定度を高くし、周波数偏差を小さくするほど、逆にワンダが発生しやすくなるという特性がある。従って、装置のシステムクロックを発生する固定発振器(OSC)の品質・精度を高くし過ぎると、ワンダが発生し易くなってしまう。そのため、クロック供給装置(DCMやCSM等)のクロック品質を高めても、装置内部側のシステムクロックの品質をあまり上げることができないので、同期網全体のクロック品質を向上させることには限界がある。 In order to improve the clock quality, there is a characteristic that wander is more likely to occur as the frequency stability is increased and the frequency deviation is decreased. Therefore, if the quality / accuracy of the fixed oscillator (OSC) that generates the system clock of the apparatus is made too high, wander is likely to occur. For this reason, even if the clock quality of the clock supply device (DCM, CSM, etc.) is increased, the quality of the system clock inside the device cannot be increased so much, so there is a limit to improving the clock quality of the entire synchronous network. .
このように、ディジタルPLL回路を用いた同期伝送装置は、装置自体がワンダの発生源になる構造を有しているが、それでも実際の同期伝送装置は、対向する装置がワンダに追従して同期するので、信号伝送にはほとんど支障が無い。更に、SONET/SDH伝送網及びその伝送装置では、この現象が日常的に見えるほど、クロックの周波数精度・安定度は良くなく、数時間から数日の時間を掛けて少しずつゆっくりと変動しているので、偶然に周波数偏差が交叉するポイントでしかワンダは発生しない。周波数精度は±40ppm、安定度は±4ppm程度である。 As described above, the synchronous transmission device using the digital PLL circuit has a structure in which the device itself becomes a wander generation source. However, the actual synchronous transmission device is synchronized with the opposite device following the wander. Therefore, there is almost no hindrance to signal transmission. Furthermore, in the SONET / SDH transmission network and its transmission device, the frequency accuracy and stability of the clock are not so good that this phenomenon can be seen on a daily basis, and it slowly changes gradually over several hours to several days. Therefore, wander occurs only at the point where the frequency deviation happens to cross. The frequency accuracy is ± 40 ppm, and the stability is about ± 4 ppm.
また、このワンダを捕捉しようとしても、固定発振器(OSC)の個体差や入力クロックとの偶然の組み合わせや、電源・温度等の種々の環境条件の中で偶発的に発生する現象であるために、このワンダを捕捉・観測すること自体が困難で、検証が非常に難しい。 In addition, even if this wander is tried to be captured, it is a phenomenon that occurs accidentally in various environmental conditions such as individual differences of the fixed oscillator (OSC), accidental combination with the input clock, and power supply and temperature. Because it is difficult to capture and observe this wander, it is very difficult to verify.
ディジタルPLL回路に関し、固定周波数の再生クロックを出力し、固定周波数の再生クロックが基準クロックの最小周波数より低い再生クロックか、又は基準クロックの最大周波数より高い再生クロックかの何れかに切替えて再生クロックを出力する手段を備え、低周波ジッタ成分を含まないクロックを供給するディジタルPLL回路は、例えば下記の特許文献1等によって知られている。
For a digital PLL circuit, a fixed frequency reproduction clock is output, and the reproduction clock is switched to either a reproduction clock whose fixed frequency is lower than the minimum frequency of the reference clock or a reproduction clock higher than the maximum frequency of the reference clock. A digital PLL circuit that supplies a clock that does not include a low-frequency jitter component is known, for example, from
ディジタルPLL回路を用いた同期伝送装置は、入力クロックの周波数偏差のシステムクロックの周波数偏差との差が極めて近い状態にあるときに、出力クロックにワンダ(周波数偏差のゼロ交叉点付近のピークジッタ)を発生してしまう。これは、クロック品質を向上させるために周波数安定度を高くし、周波数偏差を小さくするほど、発生しやすくなる現象で、伝送網のクロック品質を向上させながら、ワンダ発生を防止する際の限界点となる。しかし、高品質クロック伝送を実現するには、クロック安定度の向上が不可欠であり、本発明は、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差のゼロ交叉点付近で発生するピークジッタを抑圧することを目的とする。 A synchronous transmission device using a digital PLL circuit has a wander (peak jitter near the zero crossing point of the frequency deviation) when the difference between the frequency deviation of the input clock and the frequency deviation of the system clock is very close. Will occur. This is a phenomenon that is more likely to occur as the frequency stability is increased to improve clock quality and the frequency deviation is reduced. This is the limiting point for preventing wander while improving the clock quality of the transmission network. It becomes. However, in order to achieve high-quality clock transmission, it is essential to improve clock stability. The present invention aims to suppress peak jitter that occurs near the zero crossing point of the frequency deviation between the input clock and system clock. And
上記課題を解決する同期伝送装置は、入力クロックを自装置内のシステムクロックでリタイミングした基準クロックを生成するディジタル回路と、前記基準クロックに同期した出力クロックを生成するPLL回路と、前記入力クロックの周波数偏差と前記システムクロックの周波数偏差との接近を検出する周波数偏差接近検出手段と、前記周波数偏差の接近が検出されたとき、該周波数偏差の差が増大するよう前記システムクロックの周波数を調整する周波数調整手段と、を備えたものである。 A synchronous transmission apparatus that solves the above problems includes a digital circuit that generates a reference clock in which an input clock is retimed by a system clock in the apparatus, a PLL circuit that generates an output clock synchronized with the reference clock, and the input clock A frequency deviation approach detecting means for detecting an approach between the frequency deviation of the system clock and the frequency deviation of the system clock; and when the approach of the frequency deviation is detected, the frequency of the system clock is adjusted to increase Frequency adjusting means.
開示の同期伝送装置は、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差の接近を検出したとき、該周波数偏差に差が生じるよう、システムクロックの周波数を調整することができ、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差のゼロ交叉点付近で発生するピークジッタを抑圧することができる。 The disclosed synchronous transmission device can adjust the frequency of the system clock so that a difference occurs between the frequency deviation of the input clock and the system clock when the proximity of the frequency deviation between the input clock and the system clock is detected. Peak jitter that occurs near the zero crossing point can be suppressed.
入力クロックとシステムクロックの周波数偏差のゼロ交叉点付近のピークジッタ(ワンダ)は、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差の差が極めて近い状態にあるときに、PLL回路で基準クロックの低周波位相変動を抑圧することができないことにより発生する。従って、入力クロックの周波数偏差とシステムクロックの周波数偏差とに一定の差を設けることにより、基準クロックの位相変動の周波数は上昇し、PLL回路での抑圧が可能になる。 The peak jitter (wander) near the zero crossing point of the frequency deviation between the input clock and the system clock is the low frequency phase fluctuation of the reference clock in the PLL circuit when the difference between the frequency deviations of the input clock and the system clock is very close. It is caused by not being able to suppress. Therefore, by providing a certain difference between the frequency deviation of the input clock and the frequency deviation of the system clock, the frequency of the phase fluctuation of the reference clock is increased, and suppression by the PLL circuit becomes possible.
しかし、入力クロック及びシステムクロックは、常に所定の周波数精度の範囲内で変動をし続けており、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差に一定の差が付くよう維持することは難しい。また、入力クロックの周波数偏差の領域の外側の領域に周波数偏差を有するシステムクロックを備えることにより、周波数偏差に差を生じさせる手法も考えられるが、このような手法では精度良く入力クロックを基準クロックとして再生することが困難になる。 However, the input clock and the system clock constantly fluctuate within a predetermined frequency accuracy range, and it is difficult to maintain a certain difference in the frequency deviation between the input clock and the system clock. In addition, a method of causing a difference in frequency deviation by providing a system clock having a frequency deviation in a region outside the frequency deviation region of the input clock can be considered. However, in such a method, the input clock is accurately used as a reference clock. As it becomes difficult to play.
従って、入力クロックとシステムクロックとに周波数偏差の差を有するようにさせるには、入力クロックの周波数偏差を監視してシステムクロックの周波数偏差を制御すればよい。そのための具体的な構成例を図1に示す。図1は、システムクロックの周波数を変化させるために、図15の構成例に周波数偏差接近検出部1_1及び周波数調整部1_2を追加し、固定発振器(OSC)15_3に代えて発振周波数が可変の発振器(OSC)1_3を設けたものである。周波数偏差接近検出部1_1は、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差を監視し、偏差が接近したことを検出する。周波数調整部1_2は、周波数偏差接近検出部1_1の検出結果により、発振器(OSC)1_3の発振周波数を調整する。
たものである。
Therefore, in order to have a difference in frequency deviation between the input clock and the system clock, the frequency deviation of the system clock may be controlled by monitoring the frequency deviation of the input clock. A specific configuration example for this purpose is shown in FIG. In FIG. 1, in order to change the frequency of the system clock, a frequency deviation approach detecting unit 1_1 and a frequency adjusting unit 1_2 are added to the configuration example of FIG. 15, and an oscillator whose oscillation frequency is variable instead of the fixed oscillator (OSC) 15_3. (OSC) 1_3 is provided. The frequency deviation approach detection unit 1_1 monitors the frequency deviation between the input clock and the system clock and detects that the deviation is approaching. The frequency adjustment unit 1_2 adjusts the oscillation frequency of the oscillator (OSC) 1_3 based on the detection result of the frequency deviation approach detection unit 1_1.
It is a thing.
図2にシステムクロックの発振器(OSC)1_3に対して周波数制御を行った場合の周波数偏差の例の時系列グラフを示す。2_1は入力クロックの周波数偏差の時系列グラフを示し、2_2は発振器(OSC)のシステムクロックの周波数偏差の時系列グラフを示している。 FIG. 2 shows a time series graph of an example of frequency deviation when frequency control is performed on the system clock oscillator (OSC) 1_3. 2_1 is a time series graph of the frequency deviation of the input clock, and 2_2 is a time series graph of the frequency deviation of the system clock of the oscillator (OSC).
この例では、(A)点で入力クロックとシステムクロックの周波数偏差が交叉するが、この交差点の手前で、発振器(OSC)の周波数調整を開始し、(B)点で逆方向から周波数偏差が交叉するポイントを越えるまで、発振器(OSC)の周波数調整を持続することにより、2_3に示すように一定以上の周波数差を維持する。 In this example, the frequency deviation of the input clock and the system clock crosses at the point (A), but the frequency adjustment of the oscillator (OSC) is started before this crossing point, and the frequency deviation from the reverse direction at the point (B). By maintaining the frequency adjustment of the oscillator (OSC) until the crossing point is exceeded, a frequency difference of a certain level or more is maintained as indicated by 2_3.
なお、(A)点から(B)点までの変化は、発振器(OSC)の特性にもよるので一概に定まらないが、図2では、周波数制御を行わなければ発振器(OSC)から本来出力される発振器(OSC)の周波数偏差を点線の曲線で示している。 Note that the change from point (A) to point (B) depends on the characteristics of the oscillator (OSC) and therefore cannot be determined unconditionally. However, in FIG. 2, if frequency control is not performed, the change is originally output from the oscillator (OSC). The frequency deviation of the oscillator (OSC) is indicated by a dotted curve.
この周波数制御は、システムクロックの発振器(OSC)が元々有する周波数変動と殆ど見分けがつかない程度にゆっくりと行われるので、短時間の観測では周波数変動は殆ど観測されない。従って、本来のディジタルPLL回路の動作に全く影響を与えずに(元々あった誤差変動に対する動作と同様に動作し)、ワンダを防止することができる。 This frequency control is performed so slowly that it is almost indistinguishable from the frequency fluctuation originally possessed by the system clock oscillator (OSC). Therefore, frequency fluctuation is hardly observed in short-time observation. Therefore, wander can be prevented without affecting the operation of the original digital PLL circuit at all (operating in the same manner as the operation for the original error fluctuation).
以下、図1の構成例について詳しく説明する。
〔1〕入力クロックを監視して周波数偏差の接近を検出する構成例について
図3は図1の周波数偏差接近検出部1_1の構成例を示す。図3において、サンプリング部17_1、周期カウント部17_2、クロック周期カウント値記憶部17_3及び基準クロック生成部17_4は、図17で説明したディジタル回路15_1におけるものと同様のものである。破線で囲んだブロックは、本構成例で追加した回路で、+変動検出部3_1、−変動検出部3_2、アップダウンカウンタ3_3、±2変動検出部3_4及び発生時間監視部3_5を備える。
Hereinafter, the configuration example of FIG. 1 will be described in detail.
[1] Configuration Example for Detecting Frequency Deviation Approach by Monitoring Input Clock FIG. 3 shows a configuration example of the frequency deviation approach detection unit 1_1 in FIG. In FIG. 3, a sampling unit 17_1, a cycle count unit 17_2, a clock cycle count value storage unit 17_3, and a reference clock generation unit 17_4 are the same as those in the digital circuit 15_1 described in FIG. A block surrounded by a broken line is a circuit added in this configuration example, and includes a + fluctuation detecting unit 3_1, a-fluctuation detecting unit 3_2, an up / down counter 3_3, a ± 2 fluctuation detecting unit 3_4, and an occurrence time monitoring unit 3_5.
入力クロックの1周期のサンプリング数をカウントするクロック周期カウント部17_2のカウント値は、図17で説明した通りn、n+1、n−1の何れかの値となる。+変動検出部3_1及び−変動検出部3_2は、このカウント値を監視し、中心値nから+1又は−1に変化したことを検出する。 The count value of the clock cycle count unit 17_2 that counts the number of samplings of one cycle of the input clock is any one of n, n + 1, and n-1 as described with reference to FIG. The + fluctuation detecting unit 3_1 and the − fluctuation detecting unit 3_2 monitor the count value and detect that the center value n has changed to +1 or −1.
アップダウンカウンタ3_3は、+変動検出部3_1の検出出力によりアップカウントし、−変動検出部3_2の検出出力によりダウンカウントするカウンタである。通常は、このアップダウンカウンタ3_3のカウント値は、0か±1の値から外れることはない。 The up / down counter 3_3 is a counter that counts up based on the detection output of the + fluctuation detecting unit 3_1 and counts down based on the detection output of the − fluctuation detecting unit 3_2. Normally, the count value of the up / down counter 3_3 does not deviate from 0 or ± 1.
しかし、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差に差があると、+1の発生確率と−1の発生確率とに差が生じるため、アップダウンカウンタ3_3は、+1又は−1の何れか一方の検出出力が連続して発生し、±2の変動幅となることがある。±2変動検出部3_4は、この±2の変動の発生を監視し、入力クロックとシステムクロックとに周波数偏差の差が有ることを検出する。 However, if there is a difference between the frequency deviations of the input clock and the system clock, a difference occurs between the occurrence probability of +1 and the occurrence probability of −1. Therefore, the up / down counter 3_3 detects either +1 or −1. May occur continuously, resulting in a fluctuation range of ± 2. The ± 2 fluctuation detector 3_4 monitors the occurrence of this ± 2 fluctuation and detects that there is a difference in frequency deviation between the input clock and the system clock.
±2変動検出部3_4は、±2の変動の発生を検出すると、アップダウンカウンタ3_3及び発生時間監視部3_5に対してカウント値及び監視時間をクリアさせ、初期値に戻させる。発生時間監視部3_5は、±2変動検出部3_4で検出される±2の変動の発生時間間隔を監視し、該発生時間間隔がクリアされず、設定時間以上の値となったとき、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差が接近したと判断する。 When detecting the occurrence of ± 2 fluctuations, the ± 2 fluctuation detecting unit 3_4 causes the up / down counter 3_3 and the occurrence time monitoring unit 3_5 to clear the count value and the monitoring time, and return them to the initial values. The occurrence time monitoring unit 3_5 monitors the occurrence time interval of ± 2 fluctuations detected by the ± 2 fluctuation detection unit 3_4. When the occurrence time interval is not cleared and becomes a value equal to or longer than the set time, the input clock And the system clock frequency deviation is approaching.
また、発生時間監視部3_5は、±2変動検出部3_4で検出された±2の変動が、+側のものか−側のものかを判定し、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差の接近が、+側の方向からのものであることを示す+側周波数偏差接近検出情報、又は−側の方向からのものであることを示す−側周波数偏差接近検出情報を出力する。 In addition, the occurrence time monitoring unit 3_5 determines whether the ± 2 fluctuation detected by the ± 2 fluctuation detection unit 3_4 is the positive side or the negative side, and the frequency deviation between the input clock and the system clock is close. , + Side frequency deviation approach detection information indicating that it is from the + side direction, or − side frequency deviation approach detection information that indicates that it is from the − side direction.
発生時間監視部3_5のタイマーの設定時間は、入力クロックとシステムクロックの再接近する周波数偏差を決定する。これは、基準クロックの位相の変動周波数の最低周波数成分となり、同時に出力クロックの最低ジッタ周波数成分となり、PLL回路のカットオフ周波数(fc)によるジッタ周波数の減衰特性に基づいて決定される。 The set time of the timer of the generation time monitoring unit 3_5 determines the frequency deviation at which the input clock and the system clock reapproach. This becomes the lowest frequency component of the fluctuation frequency of the phase of the reference clock, and at the same time, becomes the lowest jitter frequency component of the output clock, and is determined based on the jitter frequency attenuation characteristic by the cutoff frequency (fc) of the PLL circuit.
一例として、システムクロック周波数が32.768MHz、PLL回路のカットオフ周波数(fc)が50Hz、許容ジッタが50ns以下であることを条件とした場合について説明する。システムクロックの±1周期の位相は、1/32.768MH×2=61nsである。この61nsのジッタを50ns以下に抑圧するためには、PLL回路で1/12.2に減衰する必要がある。 As an example, a case will be described in which the system clock frequency is 32.768 MHz, the cutoff frequency (fc) of the PLL circuit is 50 Hz, and the allowable jitter is 50 ns or less. The phase of the system clock ± 1 period is 1 / 32.768 MHz × 2 = 61 ns. In order to suppress the 61 ns jitter to 50 ns or less, it is necessary to attenuate to 1 / 12.2 by the PLL circuit.
PLL回路のカットオフ周波数(fc)より1KHz以上の周波数に対しては1/20以下に減衰することができるので、基準クロック変動が常に1KHz以上となるように制御する。1KHzの周期は、1msであるので、発生時間監視部3_5のタイマーをこの値に設定する。 Since it can be attenuated to 1/20 or less with respect to a frequency of 1 KHz or more from the cutoff frequency (fc) of the PLL circuit, control is performed so that the reference clock fluctuation is always 1 KHz or more. Since the period of 1 KHz is 1 ms, the timer of the generation time monitoring unit 3_5 is set to this value.
また、1KHzはシステムクロックの約30.5ppm(=1KHz÷32.768MHz)であるので、入力クロックとシステムクロックの再接近する周波数偏差も約30.5ppmとなる。同時に出力クロックのジッタの最低周波数成分も、1KHzに制限される。なお、この例は、計算を簡単にするために上記条件としたが、実際には許容ジッタ出力と、入力クロックとシステムクロックの再接近する周波数偏差とから、PLL回路のカットオフ周波数(fc)を決定する作業になる。 Further, since 1 KHz is about 30.5 ppm of the system clock (= 1 KHz ÷ 32.768 MHz), the frequency deviation in which the input clock and the system clock approach again is also about 30.5 ppm. At the same time, the lowest frequency component of the output clock jitter is also limited to 1 KHz. In this example, the above condition is used to simplify the calculation. Actually, however, the cutoff frequency (fc) of the PLL circuit is calculated from the allowable jitter output and the frequency deviation between the input clock and the system clock. It will be a work to decide.
〔2〕発振器(OSC)に電圧制御型発振器を使用した場合の周波数調整回路の構成例について
図4は、図1の発振器(OSC)1_3に電圧制御型発振器を用いた場合の周波数調整部1_2の構成例を示す。周波数調整部1_2は、+側周波数調整部4_1と、−側周波数調整部4_2とを備える。+側周波数調整部4_1及び−側周波数調整部4_2は、それぞれ、発生時間監視部3_5から、+側周波数偏差接近検出情報、及び−側周波数偏差接近検出情報を入力する。図3で説明した通り、入力クロックとシステムクロックの周波数偏差の差は、クロック周期カウント部17_2の+側又は−側の発生頻度の差として検出される。
[2] Configuration Example of Frequency Adjustment Circuit When Voltage-Controlled Oscillator is Used as Oscillator (OSC) FIG. 4 shows a frequency adjustment unit 1_2 when a voltage-controlled oscillator is used as the oscillator (OSC) 1_3 in FIG. The example of a structure is shown. The frequency adjustment unit 1_2 includes a + side frequency adjustment unit 4_1 and a-side frequency adjustment unit 4_2. The + side frequency adjustment unit 4_1 and the − side frequency adjustment unit 4_2 respectively input + side frequency deviation approach detection information and − side frequency deviation approach detection information from the generation time monitoring unit 3_5. As described with reference to FIG. 3, the difference in frequency deviation between the input clock and the system clock is detected as a difference in frequency of occurrence on the + side or − side of the clock cycle count unit 17_2.
周波数偏差の接近は、この発生頻度が減少することによって検出される。その接近には、+側から接近する場合と、逆に−側から接近する場合とがある。+側からの周波数偏差の接近が検出された状態は、入力クロックに対してシステムクロック周波数が高い状態から、その差が小さくなるように接近してきた状態で、そのまま更に接近が進むと、ピークジッタの発生が始まってしまう。従って、+側周波数偏差接近検出情報が入力された場合は、+側周波数調整部4_1により発振器(OSC)1_3の周波数を制御して、発振周波数を上げることにより周波数差偏差に差を持たせる。 The approach of the frequency deviation is detected by decreasing the occurrence frequency. The approach includes a case of approaching from the + side and a case of approaching from the-side. When the approach of the frequency deviation from the + side is detected, when the system clock frequency is high with respect to the input clock, and the approach is such that the difference is small, the peak jitter will be Will begin to occur. Therefore, when the + side frequency deviation approach detection information is input, the frequency of the oscillator (OSC) 1_3 is controlled by the + side frequency adjustment unit 4_1 to increase the oscillation frequency, thereby giving a difference in the frequency difference deviation.
一方、−側の周波数偏差の接近が検出された状態は、逆に入力クロックに対してシステムクロック周波数が低い状態から、その差が小さくなるように接近してきた状態で、そのままさらに接近が進むと、同様にピークジッタの発生が始まってしまう。従って、+側周波数偏差接近検出情報が入力された場合は、−側周波数調整部4_2により発振器(OSC)1_3の周波数を制御して、発振周波数を下げることにより周波数偏差に差を持たせる。 On the other hand, when the approach of the frequency deviation on the minus side is detected, when the system clock frequency is low with respect to the input clock, the approach is such that the difference becomes smaller, and the approach further proceeds as it is. Similarly, the generation of peak jitter starts. Therefore, when the + side frequency deviation approach detection information is input, the − side frequency adjustment unit 4_2 controls the frequency of the oscillator (OSC) 1_3 to lower the oscillation frequency so as to have a difference in frequency deviation.
+側周波数調整部4_1及び−側周波数調整部4_2は、周波数偏差の接近を知らせるディジタル信号を電圧又はパルス幅のアナログ量に変換する回路により構成することができる。このアナログ量は、発振器(OSC)1_3の周波数/電圧特性に依存して決定され、1回の周波数偏差の接近の検出時に変化させるシステムクロック周波数の適正変化量に相当するアナログ量を出力する。 The + side frequency adjustment unit 4_1 and the − side frequency adjustment unit 4_2 can be configured by a circuit that converts a digital signal informing the approach of the frequency deviation into an analog amount of voltage or pulse width. This analog amount is determined depending on the frequency / voltage characteristic of the oscillator (OSC) 1_3, and an analog amount corresponding to an appropriate change amount of the system clock frequency that is changed when one approach of the frequency deviation is detected is output.
また、回路構成によっては必ずしも必要ではないが、調整量補正部4_3を設け、該調整量補正部4_3で周波数調整幅・感度の補正を行う構成とすることができる。その場合、+側周波数調整部4_1及び−側周波数調整部4_2で周波数の変化方向を指示し、調整量補正部4_3で発振器(OSC)1_3の周波数/電圧特性に合わせたアナログ量への変換を行う構成とすることができる。 Although not necessarily required depending on the circuit configuration, an adjustment amount correction unit 4_3 may be provided, and the adjustment amount correction unit 4_3 may correct the frequency adjustment width and sensitivity. In that case, the frequency change direction is instructed by the + side frequency adjustment unit 4_1 and the − side frequency adjustment unit 4_2, and the adjustment amount correction unit 4_3 performs conversion to an analog amount in accordance with the frequency / voltage characteristics of the oscillator (OSC) 1_3. It can be set as the structure to perform.
また、発振器(OSC)1_3の応答特性に依存するが、例えば周波数/電圧特性の傾きを補正する場合や、装置の起動時は高速に周波数安定状態を作り出すために、周波数調整を強く・大きく行い、運用中(主信号の疎通サービス中)は、周波数変動の誤差に対する対処と同様程度に弱く・小さく制御する等の制御量の調整を、調整量補正部4_3で行う構成とすることもできる。 In addition, depending on the response characteristics of the oscillator (OSC) 1_3, for example, when correcting the slope of the frequency / voltage characteristics, or when starting up the device, in order to create a stable frequency state at a high speed, the frequency adjustment must be made strongly and greatly. During operation (during the main signal communication service), the adjustment amount correction unit 4_3 may perform adjustment of the control amount, such as control that is as weak or small as the handling of the frequency fluctuation error.
〔3〕クロック同期回路の構成例について
図3に示した周波数偏差接近検出の構成例と図4に示した周波数調整の構成例とを適用したクロック同期回路の構成例を図5に示す。図5に示すクロック同期回路における各構成要素は、図3、図4、図17及び図19等に示した構成例におけるものと同様であり、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
[3] Configuration Example of Clock Synchronization Circuit FIG. 5 shows a configuration example of a clock synchronization circuit to which the configuration example of frequency deviation approach detection shown in FIG. 3 and the frequency adjustment configuration example shown in FIG. 4 are applied. Each component in the clock synchronization circuit shown in FIG. 5 is the same as that in the configuration examples shown in FIGS. 3, 4, 17, 19 and the like, and the same components are denoted by the same reference numerals and overlapped. The explanations made are omitted.
〔4〕基準クロックを監視して周波数偏差の接近を検出する構成例について
図6は、PLL回路の基準クロックを監視して周波数偏差の接近を検出する周波数偏差接近検出部1_1の構成例である。ディジタルPLL回路のディジタル回路15_1がLSIの内部回路として構成されている場合等には、図3のように破線で囲む回路を追加することが困難である。そこで、図6に示すように、ディジタル回路15_1から出力される基準クロックの信号を使用して周波数偏差の接近を検出する構成とすることができる。この構成例は図3の構成例の代替手段となるものである。
[4] Configuration Example for Detecting Frequency Deviation Approach by Monitoring Reference Clock FIG. 6 is a configuration example of a frequency deviation approach detection unit 1_1 that monitors the reference clock of the PLL circuit and detects the frequency deviation approach. . When the digital circuit 15_1 of the digital PLL circuit is configured as an LSI internal circuit, it is difficult to add a circuit surrounded by a broken line as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 6, the approach of the frequency deviation can be detected by using the reference clock signal output from the digital circuit 15_1. This configuration example is an alternative to the configuration example of FIG.
図6において、クロック周期カウント部6_1は、基準クロックの1周期をシステムクロックでカウントする。カウント値は、図17のクロック周期カウント部17_2と同様に、n又はn±1の何れかの値となる。クロック周期カウント部6_1で得たカウント値を、+変動検出部6_2、−変動検出部6_3、アップダウンカウンタ6_4、±2変動検出部6_5及び発生時間監視部6_6で処理する。それらによる処理動作は、図3で説明した+変動検出部3_1〜発生時間監視部3_5と同様である。 In FIG. 6, the clock cycle count unit 6_1 counts one cycle of the reference clock with the system clock. The count value is either n or n ± 1 as in the clock cycle counting unit 17_2 in FIG. The count value obtained by the clock cycle counting unit 6_1 is processed by the + fluctuation detecting unit 6_2, the-fluctuation detecting unit 6_3, the up / down counter 6_4, the ± 2 fluctuation detecting unit 6_5, and the occurrence time monitoring unit 6_6. The processing operation by them is the same as the + variation detecting unit 3_1 to the occurrence time monitoring unit 3_5 described in FIG.
〔5〕PLL回路の位相比較信号を監視して周波数偏差の接近を検出する構成例について
図7は、PLL回路の位相比較信号を監視して周波数偏差の接近を検出する周波数偏差接近検出部の構成例を示す。この構成例は、図6と同様に外部から接続が容易な信号線を使用して周波数偏差の接近を検出し、図3の構成例の代替手段となるものである。
[5] Example of Configuration for Detecting Frequency Deviation Approach by Monitoring Phase Comparison Signal of PLL Circuit FIG. 7 shows a frequency deviation approach detection unit that monitors the phase comparison signal of the PLL circuit and detects the approach of frequency deviation. A configuration example is shown. In this configuration example, the approach of the frequency deviation is detected by using a signal line that can be easily connected from the outside as in FIG. 6, and serves as an alternative to the configuration example in FIG. 3.
PLL回路の位相比較部19_1から出力される位相比較信号は、PLL回路のフィルタ(ローパスフィルタ)19_2が抵抗及びコンデンサ等のLSI外付け部品を用いて構成されることが多いために、図6の構成例よりもさらに外部から取り出すことが容易な信号である。 The phase comparison signal output from the phase comparison unit 19_1 of the PLL circuit is often configured by using an LSI external component such as a resistor and a capacitor as the filter (low-pass filter) 19_2 of the PLL circuit. The signal is easier to extract from the outside than the configuration example.
図8に図7の構成例のタイミングチャートを示す。図8を参照して図7の構成例の動作を説明する。位相比較部19_1、フィルタ19_2、電圧制御発振器(VCO)19_3および分周部19_4は、図19で説明したものと同様である。図7において破線で囲んだ構成要素がこの構成例で追加された構成要素で、進み検出部7_1、遅れ検出部7_2、アップダウンカウンタ7_3、±2変動検出部7_4、発生時間監視部7_5、同期引き込み状態検出部7_6及びマスク部7_7を備える。 FIG. 8 shows a timing chart of the configuration example of FIG. The operation of the configuration example of FIG. 7 will be described with reference to FIG. The phase comparison unit 19_1, the filter 19_2, the voltage controlled oscillator (VCO) 19_3, and the frequency division unit 19_4 are the same as those described in FIG. In FIG. 7, the components surrounded by the broken line are the components added in this configuration example. The advance detection unit 7_1, the delay detection unit 7_2, the up / down counter 7_3, the ± 2 fluctuation detection unit 7_4, the occurrence time monitoring unit 7_5, the synchronization A pull-in state detection unit 7_6 and a mask unit 7_7 are provided.
図8の(a)〜(d)は、図20で説明したPLL回路における入出力波形のタイミングチャートを表している。図8の(e)は進み検出部7_1及び遅れ検出部7_2並びに同期引き込み状態検出部7_6に入力される位相比較信号を示している。 8A to 8D show timing charts of input / output waveforms in the PLL circuit described with reference to FIG. (E) of FIG. 8 has shown the phase comparison signal input into the advance detection part 7_1, the delay detection part 7_2, and the synchronous acquisition state detection part 7_6.
進み検出部7_1及び遅れ検出部7_2は、図8の(f)に示すように、位相比較部19_1から出力される位相比較信号の基準クロック側のエッジを監視し、基準クロックの位相が進み方向に変動したか、遅れ方向に変動したかを監視する。ここには、PLL回路15_2内の基準クロックの1周期をシステムクロックでカウントし、カウント値n±1により基準クロックの位相の進み/遅れとして現れる。アップダウンカウンタ7_3〜発生時間監視部7_5は、図3に示したアップダウンカウンタ3_3〜発生時間監視部3_5と同様である。 As shown in FIG. 8F, the advance detection unit 7_1 and the delay detection unit 7_2 monitor the reference clock side edge of the phase comparison signal output from the phase comparison unit 19_1, and the phase of the reference clock is in the advance direction. It is monitored whether it fluctuates in the direction of delay or in the direction of delay. Here, one cycle of the reference clock in the PLL circuit 15_2 is counted by the system clock, and appears as a lead / lag of the phase of the reference clock according to the count value n ± 1. The up / down counter 7_3 to the occurrence time monitoring unit 7_5 is the same as the up / down counter 3_3 to the occurrence time monitoring unit 3_5 illustrated in FIG.
同期引き込み状態検出部7_6は、図8の(g)に示すように、位相比較部19_1から出力される位相比較信号の出力クロック側のエッジを監視し、PLL15_2回路が基準クロックに同期して動作している状態であるか否かを監視する。 As shown in FIG. 8G, the synchronization pull-in state detection unit 7_6 monitors the output clock side edge of the phase comparison signal output from the phase comparison unit 19_1, and the PLL 15_2 circuit operates in synchronization with the reference clock. Monitor whether or not
基準クロックの位相を引き込んで同期状態であるときは、位相比較信号の出力クロック側のエッジが変動するまでの時間は、或る程度の時間幅(基準クロックの1クロック分)を要するが、同期引き込み状態でない場合は、電圧制御発振器(VCO)19_3の特定にもよるが、短時間で変動してしまう。 When the phase of the reference clock is pulled in and in a synchronized state, the time until the edge on the output clock side of the phase comparison signal fluctuates requires a certain time width (one clock of the reference clock). When not in the pull-in state, it varies in a short time depending on the specification of the voltage controlled oscillator (VCO) 19_3.
同期引き込み状態検出部7_6は、同期引き込み状態でないときは、マスク部7_7により、発生時間監視部7_5の+側周波数偏差接近検出情報又は−側周波数偏差接近検出情報を出力しないようにマスクする。ピークジッタの抑制は、PLL回路15_2の同期引き込み後に行えば良いので、PLL回路15_2が同期していない状態では、まず、PLL回路15_2の同期引き込み動作を優先させ、システムクロックの周波数変更は行わないようにマスクする。 When the synchronous pull-in state detection unit 7_6 is not in the synchronous pull-in state, the mask unit 7_7 masks the generation time monitoring unit 7_5 so that the + side frequency deviation approach detection information or the −side frequency deviation approach detection information is not output. Since the peak jitter can be suppressed after the PLL circuit 15_2 has been synchronized, when the PLL circuit 15_2 is not synchronized, priority is given to the synchronization circuit of the PLL circuit 15_2 and the frequency of the system clock is not changed. Mask like so.
〔6〕電源電圧を制御してシステムクロックの周波数を調整する構成例について
図9は電源電圧を制御して固定発振器(OSC)の発振周波数を変化させる構成例を示す。図9においてディジタル回路15_1、PLL回路15_2及び発振器(OSC)1_3は、図15に示したものと同様である。周波数偏差接近検出部1_1は、前述の〔1〕、〔4〕又は〔5〕の何れかの構成例を用いることができる。
[6] Configuration Example for Adjusting System Clock Frequency by Controlling Power Supply Voltage FIG. 9 shows a configuration example for changing the oscillation frequency of the fixed oscillator (OSC) by controlling the power supply voltage. In FIG. 9, a digital circuit 15_1, a PLL circuit 15_2, and an oscillator (OSC) 1_3 are the same as those shown in FIG. The frequency deviation approach detection unit 1_1 can use any one of the configuration examples of [1], [4], and [5] described above.
周波数調整部9_1は、周波数偏差接近検出部1_1からの周波数偏差の接近を知らせるディシタル信号を、固定発振器(OSC)15_3の電源電圧を調整するアナログ量の信号に変換する。電源回路9_2は、固定発振器(OSC)15_3に電力を供給する電源回路で、DC−DCコンバータや電源レギュレータなどの電源回路を用いることができる。 The frequency adjusting unit 9_1 converts the digital signal that notifies the approach of the frequency deviation from the frequency deviation approach detecting unit 1_1 into an analog signal that adjusts the power supply voltage of the fixed oscillator (OSC) 15_3. The power supply circuit 9_2 is a power supply circuit that supplies power to the fixed oscillator (OSC) 15_3, and a power supply circuit such as a DC-DC converter or a power supply regulator can be used.
周波数調整部9_1が出力するアナログ量は、電源回路9_2の回路構成及び固定発振器(OSC)15_3の特性に依存し、また、固定発振器(OSC)15_3の個体差による影響に応じて決定されるが、周波数偏差の接近を知らせるディシタル信号の入力回数と周波数の制御方向(極性)とから、電源回路9_2の電圧・抵抗値の調整値を作り出すことができる。 The analog amount output from the frequency adjustment unit 9_1 depends on the circuit configuration of the power supply circuit 9_2 and the characteristics of the fixed oscillator (OSC) 15_3, and is determined according to the influence of individual differences of the fixed oscillator (OSC) 15_3. The adjustment value of the voltage / resistance value of the power supply circuit 9_2 can be generated from the number of times of input of the digital signal for notifying the approach of the frequency deviation and the frequency control direction (polarity).
なお、この構成例は、細かい周波数の調整は困難で、電源電圧も環境温度等の外部要因の影響を受け、或る程度変動することが予想される。しかし、固定発振器(OSC)15_3の周波数偏差を入力クロックに対して一定の値以上ずらすだけで、一時的なピークジッタを抑制する効果を十分得ることができるので、周波数偏差接近検出部1_1からの出力が無くなるまでゆっくりと電源電圧を変化させ、該出力が無くなったところで制御を停止するだけもワンダの発生を防止することができ、図4の構成例の安価な代替手段とすることがきる。 In this configuration example, it is difficult to finely adjust the frequency, and the power supply voltage is expected to vary to some extent due to the influence of external factors such as the environmental temperature. However, since the effect of suppressing the temporary peak jitter can be sufficiently obtained only by shifting the frequency deviation of the fixed oscillator (OSC) 15_3 by a certain value or more with respect to the input clock, the frequency deviation approach detection unit 1_1 Even if the power supply voltage is changed slowly until the output is lost, and the control is stopped only when the output is lost, the generation of wander can be prevented, which can be an inexpensive alternative to the configuration example of FIG.
〔7〕周囲温度を制御してシステムクロックの周波数を調整する構成例について
図10は、固定発振器(OSC)の周囲温度を制御することにより固定発振器(OSC)の発振周波数を変化させる構成例を示す。図10においてディジタル回路15_1、PLL回路15_2及び固定発振器(OSC)15_3は、図15に示したものと同様である。周波数偏差接近検出部1_1は、前述の〔1〕、〔4〕又は〔5〕の何れかの構成例を用いることができる。
[7] Example of Configuration for Adjusting System Clock Frequency by Controlling Ambient Temperature FIG. 10 shows a configuration example for changing the oscillation frequency of the fixed oscillator (OSC) by controlling the ambient temperature of the fixed oscillator (OSC). Show. In FIG. 10, a digital circuit 15_1, a PLL circuit 15_2, and a fixed oscillator (OSC) 15_3 are the same as those shown in FIG. The frequency deviation approach detection unit 1_1 can use any one of the configuration examples of [1], [4], and [5] described above.
周波数調整部10_1は、周波数偏差接近検出部1_1からの周波数偏差の接近を知らせるディシタル信号を、固定発振器(OSC)15_3の温度を調整するアナログ量の信号に変換する。温度素子10_2は、固定発振器(OSC)15_3の周囲温度を調整するための発熱・冷却素子又は発熱用の抵抗素子である。 The frequency adjustment unit 10_1 converts the digital signal that notifies the approach of the frequency deviation from the frequency deviation approach detection unit 1_1 into an analog signal that adjusts the temperature of the fixed oscillator (OSC) 15_3. The temperature element 10_2 is a heating / cooling element or a heating element for adjusting the ambient temperature of the fixed oscillator (OSC) 15_3.
周波数調整部10_1が出力するアナログ量は、温度素子10_2の属性や固定発振器(OSC)15_3の特性に依存し、また、温度素子10_2による周囲温度への変動曲線に応じて決定される。なお、この構成例は、〔6〕の構成例と同様に、細かい周波数の調整は困難で、環境温度や風量等の外部要因の影響を受けるが、図4の構成例の安価な代替手段とすることがきる。 The analog amount output from the frequency adjustment unit 10_1 depends on the attribute of the temperature element 10_2 and the characteristics of the fixed oscillator (OSC) 15_3, and is determined according to the variation curve to the ambient temperature by the temperature element 10_2. This configuration example, like the configuration example [6], is difficult to finely adjust the frequency and is affected by external factors such as environmental temperature and air volume. I can do it.
1.安価なSONET/SDH装置には、ポインタアクションやスタッフが発生しない、完全なクロック同期状態を前提に製作されているものがある。このような装置では、自装置が同期しているクロックと入力された伝送信号とのタイミング位相が、非常に狭い範囲で一致している必要があり、その範囲は、装置そのものの回路構成によるが、伝送フレームの1バイト前後の時間であることが多い。 1. Some inexpensive SONET / SDH devices are manufactured on the premise of a complete clock synchronization state in which no pointer action or staff occurs. In such a device, the timing phase of the clock to which the device is synchronized and the input transmission signal must match within a very narrow range, depending on the circuit configuration of the device itself. In many cases, the time is around 1 byte of the transmission frame.
課題のワンダはその範囲に近づく可能性が大きく、伝送エラーを発生する可能性がある。このような装置は、図11に示すように、幹線ネットワーク装置11_1,11_2よりも下位層の伝送装置11_3に用いられることが多い。そのため、上位層の幹線ネットワーク装置11_1,11_2に上述したクロック同期回路を用いることによりクロックのワンダを防止することができる。 The wander in question is likely to approach that range and may cause transmission errors. As shown in FIG. 11, such a device is often used for a transmission device 11_3 in a lower layer than the trunk network devices 11_1 and 11_2. Therefore, clock wander can be prevented by using the above-described clock synchronization circuit for the higher-layer trunk network devices 11_1 and 11_2.
2.課題のワンダを発生する装置では、図12の(a)に示すように、入力クロックと出力クロックの波形を同時観測すると、それらの周波数が同一の場合、図12の(b)に示すように、入力クロックに対して出力クロックの位相が振動して低速ジッタが観測される。また、出力周波数が高速で、低速ジッタ量が出力クロックの1周期よりも大きい場合は、図12の(c)に示すように、波形が完全に流れた状態になり、一見同期が取れていない状態に見えてしまう。 2. In the apparatus that generates the wander of the problem, as shown in FIG. 12A, when the waveforms of the input clock and the output clock are observed simultaneously, if the frequencies are the same, as shown in FIG. The phase of the output clock oscillates with respect to the input clock, and low-speed jitter is observed. Further, when the output frequency is high and the amount of low-speed jitter is larger than one period of the output clock, as shown in (c) of FIG. 12, the waveform completely flows and is not synchronized at first glance. It looks like a state.
前述した通り、この現象は入力クロックとシステムクロックの周波数偏差が偶然に接近した状態となったために発生したものであり、環境や装置の個体差によって発生頻度に差異が生じる。また、明らかにクロック同士の波形は同期せずに流れているように見えるので、一見してこの状態がクロック同期状態にあるとは判断し難い。 As described above, this phenomenon occurs because the frequency deviation between the input clock and the system clock is close by chance, and the frequency of occurrence varies depending on the environment and the individual differences of the devices. In addition, since the waveforms of the clocks seem to flow without being synchronized, it is difficult to determine that this state is in the clock synchronized state at first glance.
装置のデバックや試験等で、クロックが同期状態にことを確認する手段は、このように入力クロックと出力クロックとを同時に観測して、入力クロックに対する出力クロックの位相変動が静止することを確認するのが最も確実であるが、ワンダが発生するとこの確認を行うことができないことがある。上述のクロック同期回路では、出力クロックの位相変動が静止する状態を確実に作り出すことができる。 The means for confirming that the clock is in a synchronized state in device debugging, testing, etc., observes the input clock and the output clock at the same time, and confirms that the phase fluctuation of the output clock with respect to the input clock is stationary. However, this confirmation may not be possible if wander occurs. In the above-described clock synchronization circuit, it is possible to reliably create a state in which the phase variation of the output clock is stationary.
3.SONET/SDH装置等、クロック同期回路に冗長構成を有する装置では、課題のワンダによって、冗長構成回路同士のクロックが非同期状態のように見える場合がある。図13はこの例を示したもので、偶然に運用(W)側のクロック同期回路13_1は、システムクロックと入力クロックの周波数偏差が異なるためにジッタは発生していないが、待機(P)側のクロック同期回路13_2は周波数偏差が接近し、ジッタが発生している。従って、運用(W)側と待機(P)側とでは、異なる位相のクロックが生成されてしまう。 3. In a device having a redundant configuration in a clock synchronization circuit, such as a SONET / SDH device, the clocks of the redundant configuration circuits may appear to be in an asynchronous state depending on a wander problem. FIG. 13 shows this example. The clock synchronization circuit 13_1 on the operation (W) side happens to have no jitter because the frequency deviation between the system clock and the input clock is different, but the standby (P) side. In the clock synchronization circuit 13_2, the frequency deviation approaches and jitter occurs. Accordingly, clocks having different phases are generated on the operation (W) side and the standby (P) side.
図13の(a)は、低速ジッタがクロック1周期より小さい場合を示し、待機(P)側の出力クロックに低速ジッタが観測される様子を示している。また、図13の(b)は、低速ジッタがクロック1周期より大きい場合を示し、待機(P)側の出力クロックの波形が流れて観測される様子を示している。 FIG. 13A shows a case where the low-speed jitter is smaller than one clock cycle, and shows how the low-speed jitter is observed in the output clock on the standby (P) side. FIG. 13B shows a case where the low speed jitter is larger than one clock cycle, and shows a state where the waveform of the output clock on the standby (P) side flows and is observed.
また、主信号回路13_3では、運用(W)側と待機(P)側のクロック同期回路の何れか一方のクロックを選択して使用するが、この切り替えの際には、ジッタによる位相差が生じるので、切替え選択を複数回繰り返すと、主信号と入力クロックとの周波数・位相差が蓄積・拡大し、スタッフ処理や信号エラーを発生する場合がある。上述のクロック同期回路は、このような現象を防止して位相差変動のない冗長クロックを生成することができる。 In the main signal circuit 13_3, one of the clocks of the operation (W) side and the standby (P) side clock synchronization circuit is selected and used. At this switching, a phase difference due to jitter occurs. Therefore, if the switching selection is repeated a plurality of times, the frequency / phase difference between the main signal and the input clock may be accumulated / expanded, and stuffing processing or a signal error may occur. The above-described clock synchronization circuit can prevent such a phenomenon and generate a redundant clock having no phase difference fluctuation.
4.SONET/SDH装置等、幹線ネットワーク伝送路を介して多段中継を行うネットワーク装置では、図14のように伝送路を通してクロックも各ネットワーク装置(ノード)14_1〜14_5に多段中継される。この中継の間に課題のワンダを発生するネットワーク装置(ノード)が存在すると、後段のネットワーク装置(ノード)はそのワンダを中継伝送する。 4). In a network device that performs multistage relay via a trunk network transmission line such as a SONET / SDH apparatus, the clock is also relayed to each network apparatus (node) 14_1 to 14_5 through the transmission line as shown in FIG. If there is a network device (node) that generates a wander problem during the relay, the subsequent network device (node) relays and transmits the wander.
そのため、偶然にワンダを発生するネットワーク装置(ノード)が複数同時に発生した場合には、ワンダが蓄積重畳されてしまう。このような現象は、偶然の組み合わせによるもので発生頻度が非常に低いが、蓄積されたピークジッタ量の検証・実測は不可能である。上述のクロック同期回路は、このような不確定要素の発生を防止することができる。 For this reason, when a plurality of network devices (nodes) that generate wander accidentally occur simultaneously, the wander is accumulated and superimposed. Such a phenomenon is due to an accidental combination and the occurrence frequency is very low, but it is impossible to verify and measure the accumulated peak jitter amount. The above-described clock synchronization circuit can prevent the occurrence of such an uncertain element.
5.既に説明した通り、課題のワンダ現象のためにSONET/SDH装置では、クロック供給装置のクロック精度をいくら向上させても、網全体のクロック精度を向上させることはできない。また、装置のクロック精度を向上させることは、逆にワンダの発生を招いてしまう。しかし、上述のクロック同期回路によりこれらの課題が解決され、網全体のクロック精度が向上するので、より高精度クロックを必要とする信号伝送が可能となる。このような高精度クロックを必要とする信号伝送の例としては、放送用映像信号のフレーム伝送等がある。 5. As already explained, due to the wander phenomenon of the problem, the SONET / SDH device cannot improve the clock accuracy of the entire network no matter how much the clock accuracy of the clock supply device is improved. Further, improving the clock accuracy of the device causes wander. However, these problems are solved by the above-described clock synchronization circuit, and the clock accuracy of the entire network is improved, so that signal transmission requiring a higher accuracy clock becomes possible. An example of signal transmission that requires such a high-precision clock is frame transmission of a broadcast video signal.
6.課題のワンダ(ゼロ交叉ジッタ)は、ディジタルPLL回路のシステムクロックと入力クロックの周波数差により発生する必然の現象であるため、同様のディジタルPLL回路を使う場面において、上述したクロック同期回路を適用することにより、ワンダ(ゼロ交叉ジッタ)を防ぐことができる。 6). The problem wander (zero crossing jitter) is an inevitable phenomenon that occurs due to the frequency difference between the system clock and the input clock of the digital PLL circuit. Therefore, the above-described clock synchronization circuit is applied in a situation where the same digital PLL circuit is used. Thus, wander (zero crossing jitter) can be prevented.
1_1 周波数偏差接近検出部
1_2 周波数調整部
1_3 発振器(OSC)
15_1 ディジタル回路
15_2 PLL回路
1_1 Frequency deviation approach detection unit 1_2 Frequency adjustment unit 1_3 Oscillator (OSC)
15_1 Digital circuit 15_2 PLL circuit
Claims (6)
前記基準クロックに同期した出力クロックを生成するPLL回路と、
前記入力クロックの周波数偏差と前記システムクロックの周波数偏差との接近を検出する周波数偏差接近検出手段と、
前記周波数偏差の接近が検出されたとき、該周波数偏差の差が増大するよう前記システムクロックの周波数を調整する周波数調整手段と、
を備えたことを特徴とする同期伝送装置。 A digital circuit that generates a reference clock in which the input clock is retimed by the system clock in the device;
A PLL circuit that generates an output clock synchronized with the reference clock;
A frequency deviation approach detecting means for detecting an approach between the frequency deviation of the input clock and the frequency deviation of the system clock;
A frequency adjusting means for adjusting a frequency of the system clock so that a difference in the frequency deviation increases when an approach of the frequency deviation is detected;
A synchronous transmission device comprising:
前記入力クロックの周波数偏差と前記システムクロックの周波数偏差との接近を検出するステップと、
前記周波数偏差の接近が検出されたとき、該周波数偏差の差が増大するよう前記システムクロックの周波数を調整するステップと、
を含むことを特徴とするジッタ抑圧方法。 A jitter suppression method for a clock synchronization circuit, comprising: a digital circuit that generates a reference clock in which an input clock is retimed by a system clock in the device; and a PLL circuit that generates an output clock synchronized with the reference clock.
Detecting an approach between a frequency deviation of the input clock and a frequency deviation of the system clock;
Adjusting the frequency of the system clock to increase the difference in frequency deviation when an approach in the frequency deviation is detected; and
A jitter suppression method.
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