JP2558240B2 - 従属同期装置の基準クロック切換回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、網同期ディジタル通信網に使用される従
属同期装置において、基準クロックの分配路が断になっ
たとき、他の基準クロックを作り、引続きデータ信号を
入出力できるようにする基準クロック切換回路について
のものである。

［従来の技術］ 従属同期装置は主局の基準クロック源から供給される
基準クロックに同期してデータ信号を入出力する。基準
クロックは、クロック分配路を通して各局に分配され、
各局内の従属同期装置に供給されるが、加入者宅内に設
置される従属同期装置に対しては、クロック分配路がな
く、伝送路を通して送られるデータ信号から基準クロッ
クの成分を抽出し基準クロックを取り出している。

次に、基準クロック源と従属同期装置の接続関係を第
４図と第５図により説明する。第４図と第５図では、従
属同期装置３と従属同期装置４の部分が相違するが、そ
の他の部分は同じである。

第４図の従属同期装置３は局内に設置され、クロック
分配路1Bを通して基準クロック源１から基準クロックを
直接供給される。これに対し、第５図の従属同期装置４
は加入者宅内に設置され、第４図のようなクロック分配
路1Bはないので、伝送路2Aを通し、従属同期装置２から
送られるデータ信号から基準クロックを抽出する。

第４図と第５図の従属同期装置２はクロック分配路1A
を通し基準クロック源１から基準クロックの供給を受け
る。

次に、従来技術による従属同期装置２の主な構成を第
６図により説明する。

第６図のクロック分配路1A、伝送路2A・3Aは、第４図
と第５図のクロック分配路1A、伝送路2A・3Aにそれぞれ
対応する。

第６図の21はクロック抽出であり、伝送路3Aから入力
する入力データ信号からクロック成分を抽出し、抽出ク
ロック21Aとして出力する。抽出クロック21Aは入力処理
部22に送られ、伝送路3Aからの入力データ信号に対し符
号変換・フレーム同期などの入力処理をする。

入力処理部22で処理された入力データ信号はジッタを
含むため、エラスティックストア部23に送り、ジッタを
除く。エラスティックストア部23のライトクロックには
抽出クロック21Aが供給され、リードクロックにはクロ
ック分配路1Aからの基準クロックが供給される。

抽出クロック21Aによるライトクロックはジッタを含
んでいるが、その平均周波数はクロック分配路1Aからの
基準クロックによるリードクロックの周波数と正確に一
致している必要がある。

入力処理部22のフレーム周期とエラスティックストア
部23については、山下孚編著「やさしいディジタル伝
送」電気通信協会、昭和59年の3.4.2ディジタル同期端
局装置の項にも記載されている。

エラスティックストア部23でジッタを除かれた信号
は、さらに処理され、次段の局内装置５へ送られる。

第６図の24は出力処理部である。出力処理部24は入力
処理部22の逆の機能をもち、クロック分配路1Aからの基
準クロックで信号の同期をとり、符号変換し伝送路2Aへ
出力データ信号を送出する。この出力データ信号は、基
準クロックで同期をとっているので、基準クロックの周
波数成分を含んでいる。

第５図の従属同期装置４には、クロック分配路1Bがな
いので、第６図の出力処理部24の出力データ信号から伝
送路2Aを通して基準クロックを抽出する。

次に、クロック分配路1Aの障害で基準クロックが断に
なった場合を考える。

この場合には、第６図のエラスティックストア部23と
出力処理部24に基準クロックが供給されないので、従属
同期装置２は動作不能になる。いいかえると、伝送路3A
・入力処理部22・エラスティックストア部23から局内装
置５への経路と、局内装置５から出力処理部24・伝送路
2Aを通る経路が使用できないことになる。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図の従属同期装置２はクロック分配路1Aを通して
基準クロックの供給を受けているが、クロック分配路1A
に障害が発生し、基準クロックが断になると、伝送路2A
・3Aが正常でも、伝送路2A・3Aの伝送路を経由する通信
はできなくなる。

この発明は次の（Ａ）・（Ｂ）から１つを選択するこ
とにより、クロック分配路1Aが断になり基準クロック源
１からの基準クロックが供給されなくなっても、通信を
確保する従属同期装置を提供するものである。

（Ａ）第４図の従属同期装置２に供給される基準クロッ
クが断になっても、従属同期装置３には正常に基準クロ
ックが供給され、従属同期装置３から伝送路3Aを通して
送られるデータ信号は基準クロック成分を含むことに着
目し、これを抽出して基準クロックを作り、通信を確保
する。

（Ｂ）第５図の従属同期装置２に供給される基準クロッ
クが断になると、基準クロックを得る手段はないが、従
属同期装置２の中に仮の基準クロック源となる発振器を
用意し、この仮の基準クロックにより通信を確保する。
この場合、従属同期装置２の次段に接続する局内装置５
とのデータ信号送受において周期的に誤りが発生する。
その原因は、従属同期装置２は仮の基準クロックに同期
しているのに対し、次段の局内装置５は正規の基準クロ
ックに同期していることと、仮の基準クロック周波数は
正規の基準クロック周波数と正確には一致していないこ
とによる。両クロックの位相が時間とともにずれてい
き、図には示していないが、局内装置５内のエラスティ
ックストア部、または従属同期装置２内にあり、局内装
置５からのデータ信号を受けるエラスティックストア部
がオーバフローを起すごとに誤りが発生する。（Ｂ）の
方法では周期的に誤りが発生するが、故障復旧までの応
急措置として（Ｂ）の方法を採用する。

なお、（Ａ）と（Ｂ）のどちらの方法を選ぶかは、予
め決めておく。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、第１の発明では、基準クロ
ック源１からの基準クロックを第１のクロック分配路1A
から供給される第１の従属同期装置２と、基準クロック
源１からの基準クロックを第２の従属同期装置３との間
において直列に送受信する網同期ディジタル通信網にお
ける従属同期装置の基準クロック切換回路であって、前
記第１の従属同期装置２に、第１のクロック分配路1Aか
らの基準クロックの有無を検出する断検出部25と、断検
出部25が基準クロックありを検出したときは基準クロッ
クを選択し、断検出部25が基準クロックなしを検出した
ときは第１の従属同期装置２内の抽出クロック21Aを選
択するセレクタ28と、セレクタ28の出力を入力とし、第
１の従属同期装置２の動作クロックを出力するPLL29と
を備え、第１のクロック分配路1Aからの基準クロックが
ある場合はPLL29を基準クロックに位相同期させ、第１
のクロック分配路1Aからの基準クロックがない場合はPL
L29を第２の従属同期装置の出力データから抽出した抽
出クロック21Aに位相同期させる。

また、第２の発明では、第１の発明において、断検出
部25から前記セレクタ28へ出力される検出信号を有効ま
たは無効に切り換える切換手段26、27を設けたことを特
徴としている。

次に、第１の発明による従属同期装置の基準クロック
切換回路の構成例を第１図により説明する。

第１図の25は断検出部、28はセレクタ、29はPLLであ
り、その他は第６図と同じものである。

断検出部25は、クロック分配路1Aからの基準クロック
をモニタし、この基準クロックが正常に供給されている
ときは論理「０」を出力し、基準クロックが断のときは
論理「１」を出力する。断検出部25の出力は、セレクタ
28の制御入力28Cに入る。

セレクタ28の第１の信号入力28Aには、クロック抽出
部21からの抽出クロック21Aが入り、セレクタ28の第２
の信号入力28Bにはクロック分配路1Aからの基準クロッ
クが入る。

セレクタ28の制御入力28Cが論理「１」のときは、第
１の信号入力28Aが選択され、セレクタ28の出力にな
る。また、制御入力28Cが論理「０」のときは、第２の
信号入力28Bが選択され、セレクタ28の出力になる。セ
レクタ28の出力はPLL29に入る。

PLL29は入力したクロックに位相同期して発振し、そ
の発振信号を動作クロックとして出力する。抽出クロッ
ク21Aは基準クロックに同期しているので、抽出クロッ
ク21Aに位相同期した動作クロックの周波数は基準クロ
ックの周波数と正確に一致する。また、抽出クロック21
Aはジッタを含んでいるが、PLL29により抑圧され、動作
クロックにはジッタを含まなくなる。

また、PLL29の入力クロックが断になった場合、PLL29
は自走発振するが、自走発振周波数を基準クロックの周
波数とほぼ同じにするため、PLL29内のVCOには水晶発振
子を用いる。

PLL29は位相ロックループと呼ばれ、その構成、特性
などの詳細については、例えば、小川伸郎著「新しいPL
L技術」オーム社、昭和62年に記載されている。

PLL29の出力は、エラスティックストア部23のリード
クロックと出力処理部24のクロックになる。

第１図と第６図を比較すればわかるとおり、第１図の
PLL29の出力は第６図の基準クロックの代りに用いられ
ている。

次に、従属同期装置の基準クロック切換回路の他の構
成を第２図により説明する。第２図には、第１図の断検
出部25、セレクタ28はなく、PLL29がクロック分配路1A
に直接接続されている。

クロック分配路1Aからの基準クロックが正常に供給さ
れているときは、PLL29は基準クロックに位相同期して
発振する。

クロック分配路1Aからの基準クロックが断の場合は、
PLL29は自走発振する。PLL29の自走発振周波数は基準ク
ロックの周波数とほぼ同じにしているが、正確に一致さ
せることはできない。

［実施例］ 次に、第２の発明による実施例の構成を第３図により
説明する。第３図の26は切換スイッチ、27はANDゲート
であり、その他は第１図と同じものである。

断検出部25の出力は、ANDゲート27の第１の入力27Aに
入る。

切換スイッチ26は、基準クロックが断の場合、入力デ
ータ信号のクロック成分にPLL29を位相同期させるか、
自走させるかを選択するものであり、PLL29を位相同期
させるときは論理「１」側に接続し、PLL29を自走させ
るときは論理「０」側に接続する。切換スイッチ26の出
力はANDゲート27の第２の入力27Bに入る。ANDゲート27
の出力はセレクタ28の制御入力28Cに入る。以下の動作
は第１図と同じである。

［作用］ 次に、第３図のクロック分配路1Aから正常に基準クロ
ックが供給されている場合と、基準クロックが断の場合
について説明する。

（ア） 基準クロックが供給されている場合 断検出部25は、基準クロックをモニタし、「クロック
あり」と判断するので、論理「０」を出力する。断検出
部25の出力は、ANDゲート27の第１の入力27Aに入り、AN
Dゲート27の第２の入力27Bには無関係にセレクタ28の制
御入力28Cを論理「０」にする。その結果、セレクタ28
はクロック分配路1Aからの基準クロックを選択し、PLL2
9に送る。PLL29は、この基準クロックに位相同期して発
振し、その発振信号を動作クロックとして出力する。こ
れにより、動作クロック周波数は基準クロック周波数と
正確に一致する。

（イ） 基準クロックが断の場合 この場合、第４図に対してはPLL29を位相同期させ、
第５図に対してはPLL29を自走発振させる。

第４図では、クロック分配路1Aの障害により従属同期
装置２に供給される基準クロックが断になっても、従属
同期装置３には基準クロックが供給されており、伝送路
3Aを通して送られてくる入力データ信号には、基準クロ
ック成分を含むので、これを抽出してPLL29を位相同期
させれば基準クロック周波数と正確に一致した周波数の
動作クロックを得ることができる。これに対し、第５図
ではクロック分配路1Aの障害により基準クロックが断に
なると、基準クロックを得る手段はないので、PLL29を
自走発振させて動作クロックを生成する。

（イ）−１ PLL29を位相同期させる場合 この場合は、第３図の切換スイッチ26を論理「１」側
に設定する。クロック分配路1Aからの基準クロックは断
なので、断検出部25の出力は論理「１」になる。ANDゲ
ート27の第１の入力27Aと第２の入力27Bはともに論理
「１」になるので、セレクタ28の制御入力28Cは論理
「１」になる。その結果、セレクタ28の第１の入力28A
を選ぶ。

PLL29は抽出クロック21Aに位相同期して発振し、その
発振信号を動作クロックにする。

（イ）−２ PLL29を自走発振させる場合 この場合は、第３図の切換スイッチ26を論理「０」側
にする。切換スイッチ26の出力はANDゲート27の第２の
入力27Bに入り、ANDゲート27の第１の入力27Aには関係
なく、セレクタ28の制御入力を論理「０」にする。これ
により、セレクタ28は第２の入力28Bを選ぶ。しかし、
基準クロックは断なので、PLL29への入力信号はなく、P
LL29は自走発振する。PLL29のVCOに水晶発振子を用いる
ことにより、自走発振周波数を基準クロックの周波数と
ほとんど同じにすることができるが、正確に一致させる
ことはできない。

（ウ） 正常から断、断から正常の過渡状態 切換スイッチ26が論理「１」でPLL29を入力データ信
号のクロック成分に位相同期させる設定になっている場
合、基準クロックが正常に供給されている状態から断に
なるとき、または逆に断状態から故障復旧により正常状
態に戻るとき、セレクタ28の出力の位相は不連続に変化
する。セレクタ28の切換タイミングによっては一瞬、そ
の出力が断になることもある。このような変化に対し
て、PLL29は瞬間的に自走状態になるが、PLL29は一種の
積分回路として働くので、PLL29の出力の位相は連続し
た変化となり、急激に変化することはない。これは、PL
Lの特徴の一つであり、これにより動作クロックの位相
変化が連続したものとなり、動作クロックを用いるエラ
スティックストア部23・出力処理部24などは安定に動作
する。このことは、切換スイッチ26が論理「０」でPLL2
9を自走させる設定になっている場合にも成り立つ。

［発明の効果］ この発明によれば、クロック分配路の障害により基準
クロックが断になっても、入力データ信号が基準クロッ
クと同期がとれている場合は、この入力データ信号に含
まれる基準クロック成分に位相同期した動作クロックを
生成するので、障害がない場合と同様に通信ができる。

また、入力データ信号が基準クロックと同期がとれて
いない場合には、PLLを自走発振させて動作クロックを
生成し、故障復旧までの間、周期的誤りを発生するが通
信を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明による従属同期装置の基準クロック
切換回路、第２図は他の構成の従属同期装置の基準ブロ
ック切換回路、第３図は第２の発明による実施例の構成
図、第４図は基準クロック源と従属同期装置の接続関係
説明図、第５図は基準クロック源と従属同期装置の他の
接続関係説明図、第６図は従来技術による従属同期装置
２の主な構成図である。 １……基準クロック源、1A……クロック分配路、1B……
クロック分配路、２……従属同期装置、2A……伝送路、
３……従属同期装置、3A……伝送路、４……従属同期装
置、５……局内装置、21……クロック抽出部、21A……
抽出クロック、22……入力処理部、23……エラスティッ
クストア部、24……出力処理部、25……断検出部、26…
…切換スイッチ、27……ANDゲート、28……セレクタ、2
9……PLL。

フロントページの続き (72)発明者 中川 久 東京都港区芝浦４丁目９番25号 芝浦ス クエアビル 東京通信ネットワーク株式 会社内 (72)発明者 山崎 浩永 東京都港区芝浦４丁目９番25号 芝浦ス クエアビル 東京通信ネットワーク株式 会社内 (72)発明者 上野 昭彦 東京都港区芝浦４丁目９番25号 芝浦ス クエアビル 東京通信ネットワーク株式 会社内 (72)発明者 三浦 義彦 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 石倉 功 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 鎌田 浩 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−55610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−142833（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−309540（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−137842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−48928（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288134（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準クロック源（１）からの基準クロック
   を第１のクロック分配路（1A）から供給される第１の従
   属同期装置（２）と、基準クロック源（１）からの基準
   クロックを第２のクロック分配路（1B）から供給される
   第２の従属同期装置（３）との間において直列にデータ
   送受信する網同期ディジタル通信網における従属同期装
   置の基準クロック切換回路であって、 前記第１の従属同期装置（２）に、 第１のクロック分配路（1A）からの基準クロックの有無
   を検出する断検出部（25）と、 断検出部（25）が基準クロックありを検出したときは基
   準クロックを選択し、断検出部（25）が基準クロックな
   しを検出したときは第１の従属同期装置（２）内の抽出
   クロック（21A）を選択するセレクタ（28）と、 セレクタ（28）の出力を入力とし、第１の従属同期装置
   （２）の動作クロックを出力するPLL（29）とを設け、 第１のクロック分配路（1A）からの基準クロックがある
   場合はPLL（29）を基準クロックに位相同期させ、第１
   のクロック分配路（1A）からの基準クロックがない場合
   はPLL（29）を前記第２の従属同期装置の出力データか
   ら抽出した抽出クロック（21A）に位相同期させること
   を特徴とする従属同期装置の基準クロック切換回路。
2. 【請求項２】前記断検出部（25）から前記セレクタ（2
   8）へ出力される検出信号を有効または無効に切り換え
   る切換手段（26）（27）を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の従属同期装置の基準クロック切換回路。