JP3541344B2 - 非同期網の伝送クロック再生方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非同期系の伝送網を介してデータを伝送するデータ伝送装置の受信側における送信側と同じ周波数の伝送路クロックを再生する非同期網の伝送クロック再生方式に関し、特に、画像信号を符号化伝送するデータ伝送装置等に用いて有益な高精度の伝送路クロック再生方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ信号を標本化して符号化伝送するテレビ符号化伝送装置において、受信側で画像信号を再生するためには、標本化クロックを再生する必要がある。標本化クロックを再生する方法としては、伝送路クロックを標本化クロックに同期させる方法や、伝送路クロックと標本化クロックとの相対周波数惰報を伝送し、受信側でこれを基に再生する方法がある。
【０００３】
伝送路クロックＦＬを標本化クロックＦＳに同期させる場合は、送信側では、比例関係がＦＬ＝Ｎ／Ｍ×ＦＳに同期させて伝送路クロックを発生させデータを送信する。受信側では、ＦＬをＮ分周した信号とＦＳをＭ分周した信号とを位相比較し、その比較差分信号でＶＣＸＯ（電圧制御発振器）を制御して周波数がＦＳ＝Ｎ／Ｍ×ＦＬに比例した標本化クロックを再生する。
【０００４】
伝送路クロックと標本化クロックとの相対周波数情報Ｎｓを伝送する技術は、従来例としては、特開昭５４−５１３０５号公報や、特開昭６３−２３４４５４号公報に開示されている。
【０００５】
この技術は、送信側では、一定周期毎に、標本化クロックＦＳと伝送路クロックＦＬとの周波数の相対関係を、一方のクロックを基準に一定周期を発生し、その周期毎における他方のクロックのカウント値を相対周波数情報Ｎｓとして求めて受信側に伝送する。受信側では、受信側の相対周波数情報Ｎｒを発生し、相対周波数情報Ｎｓに一致するように再生標本化クロック周波数を制御することにより送信側に同期した標本化クロックを再生する。
【０００６】
この従来例として図１０に送信側、図１３に受信側の構成を示す。送受は光ファイバを使って１５０Ｍで光伝送するが、Ｅ／Ｏ部及びＯ／Ｅ部を除いた構成が開示されている。
【０００７】
図１０の画像符号化装置の送信側では、伝送路クロックＦＬの１／Ｎの周期毎に標本化クロックＦＳのクロック数をカウントしてその値を周波数情報Ｎｓとして受信側に送出する。
【０００８】
図１３の画像復号化装置の受信側では、伝送路クロックＦＬを１／Ｎに分周た周期毎に、カウンタで再生標本化クロックＦＳのクロック数をカウントしてこれを受信側の相対周波数情報Ｎｒとして求める。減算器で送信側と受信側の相対周波数情報の差△＝Ｎｓ一Ｎｒの値を求め、これにより受信側の再生標本化クロック用ＶＣＸＯの発信周波数を制御する。差分信号△は、制御特性に応じてディジタルフィルタ処理を受けてＤ／Ａ変換されて、アナログの制御電圧の信号としてＶＣＸＯへ加えられ、発振周波数が制御される。これに応じて相対周波数情報Ｎｒが変化することになり、この一連のフィードバック制御により、最終的には差分信号が０となるところに収束するようになり、送信側標本化クロックと再生標本化クロックの周波数が一致するようになる。
【０００９】
周期Ｔ毎の差分信号は、その周期におけるクロック数の差分を示すがこれは、Ｔ毎の両者の周波数差を示している。差分信号を積分すれば送信側と受信側の総クロック数の差が求められ、これは送信側と受信側の相対位相差を示す。
【００１０】
送信側と受信側のクロックの同期化を図るのに、差分信号を用いて、ＶＣＸＯを制御すれば、差分信号が０になる制御が行われ、送信側と受信側の周波数の同期化（一致）が行える。
【００１１】
他の方法として、差分信号を積分した相対位相差の信号を用いて、ＶＣＸＯを制御すれば、相対位相差が０になるような制御が行われ、送受の相対位相差の同期化（一致）が行われ、これにより送受の標本化クロック数を同期化（一致）させることもできる。
【００１２】
図９に非同期でＮＮＩ網を介して画像信号を１５０Ｍで符号化伝送する場合について示す。
【００１３】
符号化装置６０１の伝送クロックは、ＮＮＩ網の網クロックに同期せず独立に発信されている。ＮＮＩ多重化装置６０２ではスタッフ多重を行って、６００Ｍの網クロックで多重したデータを送出する。ＮＮＩ分離装置６０３は、６００Ｍのデータから１５０Ｍのデータを分離して網クロックに同期した１５０Ｍのクロック速度でデータを送り出す。復号化装置６０４は網同期した１５０Ｍのクロックの信号を受けてデータ信号を分離して復号化する。
【００１４】
図９は、独立したクロックの１５０Ｍ（１５５．５２Ｍｂｐｓ）で符号化された信号が、途中で非同期の周波数でＮＮＩ（ネットワーク・ネットワーク・インタフェ一ス）の６００Ｍのネットワーク伝送路に多重されて送られ、受信側の手前で、６００Ｍから１５０Ｍに分離されて伝送されて復号化装置に供給され画像信号を復号する場合を示す。
【００１５】
画像信号を１５０Ｍで符号化して送信する符号化装置６０１（送信装置）のブロック図を図１０に、非同期で１５０Ｍを６００Ｍの網伝送路に多重して伝送するＮＮＩ多重装置６０２と、分離して１５０Ｍに戻す６００Ｍの網伝送の分離装置６０３の構成を図１１に示す。復号化装置６０４は、図１２の伝送クロック再生回路と図１３の画像復号化装置からなり、網伝送路クロック再生回路で送信側伝送路クロックを再生してから、画像復号化装置で再生された送信側伝送路クロックを基に画像信号を再生する楕成を示す。
【００１６】
図１１において、ＮＮＩ多重装置６２１により１５０Ｍの伝送信号が、ＮＮＩ伝送網の途中で、非同期の周波数でＮＮＩの伝送路クロックに乗り換えが行うと、送信側１５０Ｍのクロック周波数と、ＮＮＩの伝送路の１５０Ｍのクロック周波数とは異なるため、８Ｋ周期のフレーム毎のデータ数が両者で一致せず、次第にずれるので、過不足のデータは、スタッフ多重を行って調整が行われる。ＮＮＩの８Ｋのフレームは、制御領域（オーバヘッド：ＯＨ）と、データ領域からなり、制御領域（オーバヘッド領域）の中にスタッフ多重を取り扱う領域が設けられている。
【００１７】
受信側ではスタッフ情報を見ることにより有効なデータを取り出すことができるため、受信側に送信側のデータは正しく送られることになる。しかし、非同期の１５０Ｍの伝送路クロックＦＬｓで送信が行われる場合、ＮＮＩを経由した網伝送路クロックはＤＣＳ等の網基準クロックに同期した伝送路クロックＦＬｎであるため、復号化装置で受信される伝送路クロックはＦＬｎとなり、送信側の伝送路クロックＦＬｓとは周波数が異なっている。
【００１８】
この場合、図１０の符号化装置と図１３の復号化装置の構成で標本化クロックを再生する方法が、相対周波数情報を用いる方法である場合、伝送路クロックが送受で異なるため、そのままでは画像信号用の標本化クロックを正しく再生することができず、従って画像復号化が正しく行えない。このため、送信側と同じ周波数の伝送路クロックＦＬｓを受信側で再生する必要がある。スタッフ情報により、データが加算又は減算されていることがわかるので、スタッフ情報を用いて送信側伝送路クロックを再生する方法が従来用いられていた。
【００１９】
図１０の画像符号化装置において、１５５．５２Ｍで画像信号を符号化伝送するとき、符号化デ一タは８Ｋの伝送フレームにデータが多重化部６１２で多重化されて伝送される。
【００２０】
８ｋのフレ−ムは２７０×９（２４３０）のブロックで構成され、制御信号部（オーバヘッド：ＯＨ）が９×９、データ部（ペイロード）が２６１×９となつており、ペイロ一ドにデータが多重化されことより、伝送速度の２９／３０（約９７％）がデータ伝送に使用されることになる。
【００２１】
言い換えると、１データは、伝送路クロックの３０／２９クロックに相当することになる。送信側伝送路クロックと伝送路網のクロックが非同期の場合は、ＮＮＩ多重の時に周波数のずれに応じてデータ数の過不足が生じるので、そのデータの過不足はオ一バヘッド部の中のスタッフ情報領域とスタッフデータ領域に書き込むことによりスタッフ多重化が行われる。
【００２２】
図１１において、ＮＮＩ多重装置６２１のスタッフ処理部では入力される１５０Ｍのデータの変動の調整のため入力側にバッファメモリを有しており、スタッフは周波数のずれに応じて周期的にスタッフが行われるのではなくて、バッファメモリの蓄積量も加味してスタッフィングが行われる。
【００２３】
従って、入力側（送信側）の８Ｋフレ一ムと多重側（受信側）の８Ｋフレームとの両者のオーバヘッドの相対位置は送信装置の伝送路クロックＦＬｓとＮＮＩの１５０Ｍの伝送路クロックＦＬｎの周波数の差の大きさに応じた早さでシフトしていくことになる。
【００２４】
ＮＮＩの網側がＯＨに相当するときは、スタッフ処理が行えないので、バッファメモリではこの前後で蓄積量が大きく変化することになり、スタッフ量の変動周期は、オーバヘッドの相対シフトの周期に依存して大きなジッタを有することになる。
【００２５】
データ数の時間的な変動の大きさはオーバヘッドが９クロックあることから９ないし最悪オーバヘッドが重なることから９＋９程度のデータ変動が予想される。
【００２６】
図１２の受信側のクロック再生回路では、スタッフィングに応じてＶＣＸＯの周波数を制御して送信側の伝送路クロックを再生する。スタッフィングが無い場合は受信側の伝送路クロックに一致する。＋１の正のスタッフがあれば、データが余分に送られてきていることになり、再生伝送路クロックの周波数は８Ｋの周期で３０／２９クロックだけ大きくなるようにＶＣＸＯを制御する。−１データの負のスタッフがある場合は、再生伝送路クロックの周波数は８Ｋの周期で３０／２９クロックだけ低くなるようにＶＣＸＯを制御する。
【００２７】
実際のＮＮＩのスタッフ多重においては、５０Ｍのフレームで１ワードのスタッフが行われるため１５５Ｍでは３ワードが、すなわち、２４ビットが１回のスタッフで処理され、８Ｋ周期での１回の補正は士２４×３０／２９クロックの数だけＶＣＸＯの制御が必要となる。ＯＨ部に相当する時は、９ワードの期間スタッフが行えないので、合計２ワードがスタッフジッタの変化量として現れる。すなわち。３のスタッフが何回か繰り返された後、１２のスタッフがおこり、また３のスタッフが繰り返されることになる。スタッフは８Ｋの網フレームで連続して発生することはできず、３回に１回のスタッフが許される。１２ないし１８のデータの変動があると言っても、１フレ一ムで発生するのではなく、ある程度の範囲で部分的にスタッフが集中して発生することになる。しかし、この期間は、オーバヘッドの影響が長周期で繰り返される周期に比較すると、非常に小さく、局部的にデータの変動が発生したと見なされる。
【００２８】
スタッフ情報によりクロック周波数の再生を行う他の方法として、スタッフ情報からデータ数を計算して制御しなくても、ＮＮＩのフレームの中にある「Ｊ１」のビットの位置を利用してＶＣＸＯを制御する方法も考えられる。このＪ１は送信側装置の８Ｋフレームのデータの先頭をあらわすため、ＮＮＩ網多重されたときにも、Ｊ１は送信側の８Ｋフレームの先頭を示す情報を維持しており、受信側でＪ１ビットの位置を検出すれば、そこが８Ｋフレームの先頭を示すことになる。ただし、スタッフによりその位置は変動している。実際には、スタッフ情報を積分すると相対位相が求まり、これはＪ１の位置と相対的な位相差は一致することになる。
【００２９】
図１４にはスタッフによりクロック数変化の積分値、言い換えるとＪ１の相対位相（送信側の８Ｋのフレームに対するＪ１の相対遅延）の変化を説明する図が示されている。送信側の周波数が低い場合（負のスタッフ）で０〜３の周期変化（ＴＬの区間）と、９〜１２の周期変化（ＴＨの区間）があり、全体の周期ＴＡは、相対周波数偏差により変化する。送信装置が０．１５ｐｐｍ低い場合で、周期ＴＡは約９０秒となっている。これを微分した値はスタッフ情報に関係する値となっている。オーバヘッドの所の以外はスタッフ情報と一致する。オーバヘッドの所では、１スタッフ（３ワ一ド）変化ではなく、１スタッフ（３ワード）分にオーバヘッドの９ワ一ドの位置ずれ分が加算されて１２ワ一ド（１２クロック）の位相の変化として現れている。即ち、Ｊ１ビットの位相の場合はオ一バヘッドの部分の補正が行われているので３０／２９の計数補正は不要となる。
【００３０】
図１５は他の例で、送信側の周波数が０．１５ｐｐｍ高い場合（正のスタッフ）で、０〜９の周期変化の区間ＴＬと９〜１８の周期変化の区間ＴＨがあり、全体の周期区間ＴＡの周期は図１４の場合と同じで約９０秒となっている。スタッフ時の位相の変化値は、スタッフィング回路の構成方法に依存しており、スタッフの発生の様子が負のスタッフの場合の図１４と正のスタッフの場合の図１５で異なった変動の様子になっている。
【００３１】
図１２の伝送路クロック再生回路において、網伝送路クロック（ＦＬｎ）再生回路６３３では、受信した光の伝送路信号から伝送路クロックＦＬｎを再生する。スタッフ分離回路６３１では、スタッフ情報とスタッフデータを分離し、スタッフデ一タは伝送データと併せて書き込みデータとし、書き込みクロックとともにバッファメモリ６３２へ送られる。ＦＬｓ再生回路６３４では、スタッフ分離部から送られるスタッフ情報と伝送路クロックＦＬｎから、安定した送信側の伝送路クロックＦＬｓを再生する。バッファメモリ６３４からは再生した伝送路クロックＦＬｓでデータが読み出される。ＦＬｓ再生回路６３４は図１３の復号化装置のＦＳ再生部６４０と同様に構成される。
【００３２】
ＶＣＸＯを構成する場合は、１５５．５２Ｍは周波数が高いので、分周した値、例えば、１／８の１９．４４Ｍをワードクロックとして発生するようにする。ワードクロックの場合のスタッフ情報の変動は、周期毎のクロック数の大きさが１２の変動、すなわちジッタとして現れるので、この大きなジッタ吸収を十分考慮し、かつ引き込み時間、安定性、温度依存性も併せて考慮してＰＬＬの時定数を決める必要がある。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術において、スタッフ情報を用いて、ＶＣＸＯを制御する場合は、前述の相対周波数情報を用いる標本化クロック再生方法により、標本化周波数情報の代わりにスタッフ情報を用いてＶＣＸＯを制御して、送信側と同じ周波数の伝送路クロックを再生する構成となる。
【００３４】
（第１の間題）
この場合、図１６の相対位相変化に示すように、スタッフ情報が等間隔で発生しないことや、１回のスタッフで発生する制御量が周期的に大きく変動することや、長周期のスタッフジッタを有することより、スタッフ情報に比例した制御を行うと、再生した伝送路クロック周波数はスタッフに比例したジッタを持つことになる。そうすると、この伝送路クロックを基準にして再生される標本化クロックもスタッフジッタを持っていることになるため、再生した画像信号にジッタが現れ、再生画像の品質が大きく劣化する欠点があった。
【００３５】
（第２の間題点）
ジッタの周期は伝送路クロックの周波数のずれが１ｐｐｍの場合、１０数秒の長周期ジッタが現われ、０．１ｐｐｍのずれの場合はさらに１０倍程度の長周期ジッタとなる。
【００３６】
また、スタッフ情報のジッタの変化量の大きさは、オーバヘッドのところで９ワード分デ一タ領域がジヤンブすることで発生し、最悪で３ワード×（３＋１）＝１２ワードの大きさと推定される。すなわち、１９．４４Ｍの周波数のクロックに対して、スタッフ情報の制御量は通常は１〜３の大きさであるが、オーバヘッド区間のスタッフ情報蓄積により、短期的に１２の制御値を発生することがあることになる。
【００３７】
制御量を小さくして時定数を大きくすると、スタッフによる伝送クロックのジッタは小さくできるが、一方、温度変化等により、ＶＣＸＯが変動した場合や、急激な送信側クロック周波数の変動に追従できないという間題があった。
【００３８】
電波法では、放送テレビ信号のカラーサブキャリア周波数は、変動幅３．５７９５４５Ｍ±ｌ０ｈｚ、変動率は０．１サイクル／秒以下と規定されている。すなわち０．１／３．５８Ｍ＝０．０２８ｐｐｍ以下の変動率で、正確に伝送路クロックを再生しなければならないことになる。
【００３９】
ＶＣＸＯの周波数の制御は、引き込み時間を早くするためには、０．１秒に１回程度の制御が少なくとも必要となるが、補正値が積分されて制御値とされる場合は、例えば約１０秒間の周期でジッタがある場合は、一方向の補正の周期が１０秒間続くとすると、補正の大きさをｌとしても次第に積分されて、１０秒間の間には１×１０×ｌ０＝１００の値で補正制御が行われる。１００の補正が行われても変動が０．０２ｐｐｍ以下になるためには、１の補正の精度は０．０２ｐｐｍ／１００＝０．０００２ｐｐｍと細かい精度にする必要がある。１９．４４Ｍの伝送路クロックで１クロックの変動は、１／１９．４４Ｍ＝０．０５ｐｐｍに相当することから、このままでは制御精度が粗いため、制御利得を１／１０００に小さくすると、１の補正で０．０５ｐｐｍ／１０００＝０．００００５ｐｐｍの精度の補正が行われ、電波法の規格を満足できる。
【００４０】
このためには、ＶＣＸＯの制御範囲が±１００ｐｐｍとすると０．００００５ｐｐｍの細かい制御には、１０の（−７）乗程度の精度が必要で、ＶＣＸＯの制御電圧発生するＤ／Ａ変換器の精度、又は演算精度は２４ビット程度必要となる。一方、変換器の精度を高くしてもＶＣＸＯは制御電圧対発振周波数特性に温度依存性があり、その変動率は上記の精度より大きいため、制御が温度変化に攪乱されて、引き込み制御を正しく行うのが困難になる間題があった。
【００４１】
（第３の間題点）
他の、問題として、さらに高い精度が要求される場合がある。
テレビ局ではルビジウム発信器により１０の「−１１」乗のオーダの精度でサブキヤリアを発生して、これを基にテレビ信号を作り、放送するためにテレビ送信所へ送信するが、このときは、この精度を保つ伝送路クロックの精度が要求され、例えば、６０秒間の位相誤差が平均で１０の「−１０」乗程度（０．０００１ｐｐｍ）が要求される場合がある。この精度は、送信側のカラＬ一サブキヤリアけｆｓｃ）を基準にして受信側の再生カラーサブキヤリアのジッタは長周期ジッタも含めて士７度程度に相当するもので、上記の０．０２ｐｐｍに場合よりさらにｌ／２００以上の高い精度にする必要があり、実現が非常に困難となる問題があった。
【００４２】
本発明の目的は、非同期網のＮＮＩ系でデータを伝送する装置の伝送路クロック再生方式において、大きなスタッフジッタがある場合においても、引き込みを高速にかつ正確に行え、かつ温度変化による再生周波数変動をカバーしてスタッフジッタの影響を受けないで送信側伝送路クロック周波数に同期して高い精度で安定な伝送路クロックを再生する伝送路クロック再生方法を提供することである。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明は次のような特徴的な構成を採用している。
【００４４】
（ｌ）スタッフ情報を分離して出力するスタッフ情報分離回路と、
前記スタッフ情報から送信側クロック数を発生する送信側クロック数発生回路と、
前記送信側クロック数から比較基準信号を発生する比較基準信号発生回路と、一定周期毎の受信側標本化クロックのクロック数をカウントする受信側クロック数発生回路と、
前記送信側と受信側のクロック数の差分値を積分して位相差を発生する位相差発生回路と、
前記比較基準信号と前記位相差信号を比較して誤差信号を発生する比較回路と、 前記誤差信号からディジタルフィルタ処理して周波数を制御する制御信号を求めるディジタルフィルタ回路と、
前記制御信号に応じた周波数の標本化クロックを発生するＶＣＸＯと、
を備えて成る非同期網の伝送クロック再生方式。
【００４５】
（２）前記比較基準信号は、最大変位の幅の不感帯を設けた基準信号、高領域の低領域に一定の幅の不感帯領域を設けた基準信号、または最大値用基準と最小値用基準の２つの基準信号のうちのいずれかである上記（１）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００４６】
（３）前記位相差を求める手段は、伝送フレーム周期毎にスタッフ情報に基づき求めた送信側の伝送路ロックのクロック数と、受信側の再生伝送路クロックをカウントして求めたクロック数との差分を得て、得られたクロック数の差分値を周期毎に積分して相対位相差を求める上記（１）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００４７】
（４）前記位相差を求める手段は、ＮＮＩの伝送フレームで、送信側から送られてきたデータの先頭位置を示すＪ１のビットの位置と、再生クロックにより定まるフレーム周期の先頭位置とから位相差を求める上記（１）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００４８】
（５）前記比較手段は、不感帯を越えた領域でも誤差が小さい範囲は準不感帯の領域として、補正制御の誤差の範囲として補正の制御は緩やかに行うように小さい誤差信号を出力する上記（２）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００４９】
（６）前記位相差が準不感帯領域より越えた場合は、送信側の伝送路クロックの変動や、温度変化等により、本来補正すべき状況であるとして通常の補正制御を行う上記（２）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５０】
（７）光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路と、変換された電気信号をデータ信号とスタッフ情報信号とその他の信号に分離する分離回路と、
スタッフ情報から送信側の伝送クロックの周波数情報を得る送信側クロック数回路と、
前記送信側クロック数の情報から最大変化値、最大値、最小値を得る検出を行い、検出信号を基に比較基準信号を発生する比較信号発生器と、
得られた送信側クロック数と受信側クロック数とを減算して差分信号を得る減算器と、
前記差分信号を積分して位相差の信号を求める積分器と、
前記位相差信号と前記比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路と、 前記誤差信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタと、
前記制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路と、 前記網クロックを分周してフレーム周期を得る分周回路と、
再生伝送クロックをフレ一ム周期毎にカウントして受信側クロック数を得る受信側クロック数回路と、
分離されたデータを一且蓄えるバッファメモリと、
を備えて成る非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５１】
（８）光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路と、変換された電気信号をデータ信号とＪ１ビットとその他の信号に分離する分離回路と、
網フレームを基準としてＪ１ビット位置を示す位相信号を得る送信側位相発生回路と、
前記位相信号から最大値変動の検出を行いて検出信号をもとに比較基準信号を発生する比較信号発生回路と、
送信側位相と受信側位相を減算して位相差を求める減算器と、
前記位相差を微分して周期毎の送信側クロック数と受信側クロック数との差分信号を得る微分回路と、
前記位相差信号と前記比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路と、 前記誤差信号及び前記差分信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタと、
前記制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路と、前記再生伝送クロックを分周して伝送フレーム周期を求める分周回路と、
前記網クロックを分周カウントしてカウント値を網クロックのフレームの位置として出力する分周回路と、
前記網フレームを基準として伝送フレームの位置を示す位相の信号を求める受信側位相発生回路と、
分離されたデータを一旦蓄えるバッファメモリと、
を備えて成ることを特徴とする非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５２】
（９）光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路と、変換された電気信号をデータ信号とＪ１ビットとその他の信号に分離する分離回路と、
受信側フレーム先頭位置からＪ１ビット位置までの位相差をクロック数として求める位相差発生回路と、
前記位相差信号から最大値変動の検出を行い、検出信号を基に比較基準信号を発生する比較信号発生器と、
前記位相差信号を微分して周期毎の送信側クロック数と受信側クロック数との差分信号を得る微分回路と、
前記位相差信号と前記比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路と、 前記誤差信号及び前記差分信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタと、
前記制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路と、 再生伝送クロックをカウントしてカウント値をフレーム周期内のクロック番号として出力する分周カウンタ回路と、
分離されたデータを一旦蓄えるバッファメモリと、
を備えて成る上記（１）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５３】
（ｌ０）非同期網を介してデータを伝送するシステムの受信側での送信側伝送路クロックを再生する非同期網の伝送クロック再生方式において、
スタッフの変動量を検出してスタッフの変動を基準化する位相差の比較基準信号を発生する手段と、
送信側と受信側のフレームの位相差を求める手段と、
前記位相差と前記比較基準信号とを比較して誤差信号を求める手段と、
前記誤差信号に応じて周波数制御信号を発生して伝送路クロックを再生する手段と、
を備えて成る非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５４】
（１１）前記スタッフの情報から周期毎の送信側クロック数の情報を求め、得られた送信側クロック数の情報から比較基準信号を得る手段を備える上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５５】
（１２）前記送信側フレームのＪ１フラグを検出し、ＮＮｌ網のフレームの先頭とＪｌフラグの位置とから送信側のフレーム位相を得る手段と、前記フレーム位相から比較基準信号を得る手段を備えた上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５６】
（１３）前記送信側と受信側の位相差を求める手段と、得られた位相差から比較基準信号を得る手段を備える上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５７】
（１４）前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値を検出し、最大変化値の幅は不感帯とする基準信号を発生する基準信号発生手段を有する上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５８】
（１５）前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値と通常変化値を求め、上位の領域と下位の領域に分けてそれぞれ通常変化値の幅を不感帯とする基準信号を発生する基準信号発生手段を有する上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００５９】
（１６）前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値を求め、両者の差が最大変化値となる最大値基準信号と最小値基準信号の基準信号を発生する手段と、前記位相差信号の最大値を最大値基準信号と比較し、前記位相差信号の最小値を最小値基準信号と比較して比較誤差を出力する比較手段を有する上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００６０】
（１７）前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値と通常変化値を求め、両者の差が最大変化値と通常変化値の差となる上位基準信号と下位基準信号を発生する手段と、位相差信号の上位領域の最大値を上位基準信号と、位相差信号の下位領域の最大値を下位基準信号と比較し、比較誤差を出力する比較手段を有する上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００６１】
（１８）前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値と通常変化値を求め、両者の差が最大変化値と通常変化値の差となる上位基準信号と下位基準信号を発生する手段と、位相差信号の上位領域の最小値を上位基準信号と、位相差信号の下位領域の最小値を下位基準信号と比較し、比較誤差を出力する比較手段を有する上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００６２】
（１９）前記比較基準信号と位相差との誤差が小さい場合は、誤差の利得を１より小さくするようにして非線形な誤差信号を発生するようにした比較手段を有する上記（１０）の非同期網の伝送クロック再生方式。
【００６３】
本発明の非同期網における送信側伝送路クロック再生方式は、スタッフジッタの変化特性を考慮して基準信号を設定し、位相差がその基準信号に一致するように制御を行う。すなわち、スタッフジッタの変動にそのまま追従して制御を行うのでなく、スタッフジッタの変動領域をスタッフ情報から検出して、スタッフジッタを理想的に平均化できる比較基準信号を発生し、送信側と受信側のフレームの位相差を求め、この位相差と比較基準信号とを比較して誤差信号を得と、誤差信号に応じて適応的に再生クロックの周波数制御する制御信号を発生する。
【００６４】
上記構成による伝送路クロック再生回路において、スタッフ情報をもとに等価クロック数を求め、これに正規のＮＮＩのｌフレーム当たりのクロック数を加算すれば送信側伝送路クロックの周波数情報ＮＬｓが得られる。
【００６５】
ＮＮＩ伝送路クロックを分周（１／Ｎ）した一定周期（Ｔ）での再生伝送路クロックをカウントして、再生クロック周波数情報ＮＬｒが得られる。この両者の差分の信号△＝ＮＬｓ一ＮＬｒが得られる。カウント周期Ｔで本来ＮＬｓの値がカウントされるべきところが差分信号△だけ多くカウントされた場合は、再生標本化クロックの周波数が低く、クロック数で△だけ差がある。この差分信号を積分した値は送信側と受信側の位相差の信号となる。
【００６６】
スタッフがある場合には、伝送路クロックの変動が無くても、スタッフの影響により、差分信号が最大１８変化するが、この変化値を周波数の変動として制御を行うと、本来変動していない伝送路クロックが変動していると誤認識して周波数制御を行うことになり、再生伝送路クロックの周波数に不要なジッタが発生する。
【００６７】
しかし、０から周期Ｔでのカウントの最大偏差の範囲、例えば０〜１８の範囲を不感帯領域として、この範囲で位相差の値が変化しても基準信号の範囲に人っていれば誤差信号は出さず、その領域を越えた場合に、越えた値の大きさから、誤差信号を発生する構成にすると、スタッフにより発生する位相差の変動が不感帯の範囲内であれば、周波数制御は行われず、伝送路クロックは一定の周波数で再生される。
【００６８】
不感帯の範囲を越えた場合は、周波数がずれている判断して、不感帯の範囲を超えた大きさに応じて、変動範囲内に入るように補正制御が行われる。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態例の構成及び動作を添付図を参照して詳細に説明する。
【００７０】
図１を参照すると、本発明の実施形態は、スタッフ情報を分離して出力するスタッフ情報分離回路１と、スタッフ情報から送信側クロック数を発生する送信側クロック数発生回路２と、送信側クロック数から比較基準信号を発生する比較基準信号発生回路３と、一定周期毎の受信側標本化クロックのクロック数をカウントする受信側クロック数発生回路８と、送信側と受信側のクロック数の差分値を積分して位相差を発生する位相差発生回路４と、比較基準信号と位相差信号を比較して誤差信号を発生する比較回路５と、誤差信号からディジタルフィルタ処理して周波数を制御する制御信号を求めるディジタルフィルタ回路６と、デイジタルの制御信号をアナログに変換するＤ／Ａ変換器１０と、制御信号に応じた周波数の標本化クロックを発生するＶＣＸＯ９とを備え、高精度の送信側クロックを再生することができるクロック再生回路である。
【００７１】
比較基準信号の手段としては、最大変位の幅の不感帯を設けた基準信号を定める方法、高領域の低領域に一定の幅の不感帯領域を設けた基準信号を定める方法、最大値用基準と最小値用基準の２つの基準信号を定める方法をとることができる。
【００７２】
位相差を求める手段としては、１つは、伝送フレーム周期毎に、スタッフ情報に基づき求めた送信側の伝送路ロックのクロック数と、受信側の再生伝送路クロックをカウントして求めたクロック数との差分を得て、得られたクロック数の差分値を周期毎に積分して相対位相差を求める方法から構成される。
【００７３】
位相差を求める他の方法としては、ＮＮＩの伝送フレームで、データの先頭位置を示すＪ１のビットの位置に着目して、送信側から送られてきたＪ１のビットの位置と、再生クロックにより定まるフレーム周期の先頭位置とから位相差を求める方法により構成することも可能である。
【００７４】
比較手段として、不感帯を越えた領域でも、誤差が小さい範囲は準不感帯の領域として、補正制御の誤差の範囲として、補正の制御は緩やかに行うように小さい誤差信号を出力する。このように適応的にすれば雑音等により不感帯を越えた場合でも緩やかな周波数制御が行われ、再生クロックが急激に変化して位相差が大きくずれることを避けることができる。
【００７５】
位相差が準不感帯領域より越えた場合は、送信側の伝送路クロックの変動や、温度変化等により、本来補正すべき状況であるとして通常の補正制御を行う。これにより、再生伝送路クロックは不要なジッタを伴わないで送信側と相対位相の変動が少なく、高精度で安定した伝送路クロックを再生することができる。
【００７６】
スタッフの無い場合は、スタッフの有無を判定する手段を設けておき、スタッフが無い場合は、基準信号の不感帯の領域を０とすることにより、スタッフの無い場合も、位相差が０となる制御が行え、高精度の安定した伝送クロックを再生することができる。スタッフの有無は、３クロックのスタッフジッタの有無で判定することができる。
【００７７】
不感帯の範囲は、定期的に周波数情報の最大値変化値を検出して、その検出値に応じて範囲の大きさを変化させる。これにより、スタッフの変化に対応した正しい不感帯領域の設定が行われ、送信側の伝送路クロックと比較して柏対位相差の変動が少ない再生伝送路クロックを発生できる。
【００７８】
比較基準信号として具体的には、不感帯の範囲を外側だけでなく、内側も決めることにより、より正確な位相制御が行える。０〜３（Ｌ領域）と９〜１２（Ｈ領域）または０〜９（Ｌ領域）と９〜１８（Ｈ領域）を不感帯領域とする、Ｌ／Ｈの領域の過渡状態（遷移状態）では制御は行わない。これによりより精度の高い位相制御が行なわれる。
【００７９】
別な比較基準信号として、スタッフ変動の特性より最大値と最小値を定めておき、相対位相の最大値又は最小値が予め決められた値に一致するように制御を行なえば、スタッフジッタ特性への一致の制御が２カ所で行えるため、高い精度の位相制御が行える。例えば、０と１２又は０と１８の最小値及び最大値で、相対位相が一致するように制御を行ない、過渡領域は制御は行わない。これにより、スタッフジッタに影響されることなくより精度の高い位相制御が行われて、高精度のクロック再生することができ、従って高品質な画像を再生できる。
【００８０】
次に、本発明の実施の形態の動作について、図１を参照して詳細に説明する。スタッフ情報分離回路１では、ＮＮＩの８Ｋのフレームを検出して、構成フレームから、デ一タとスタッフ情報及びその他情報を分離する。データと必要な情報はバッファメモリに、スタッフ情報は送信側クロック数発生回路２へ供給される。
【００８１】
クロック数発生回路２では、スタッフ情報からスタッフ数に応じた等価クロック数を計算し、さらに８Ｋのフレームでの通常のクロック数（２７０×９＝２４３０）と等価クロック数を加算して、送信側伝送路クロック数を求めて出力する。送信側のクロック数を基準にしたときスタッフが行われたことにより受信側で得られる送信側クロック数の値はスタッフで３、オーバヘッド部で１２まで大きく変動する。
【００８２】
比較基準信号回路３では、送信側クロック数から周波数の変化分を検出して比較基準信号を発生する。図５に負のスタッフにおける位相差の変動の様子を示す。比較基準信号発生回路３では、送信側クロック数から又は位相差を微分して、最大の変動値を検出する。この場合は、最大値として１２が検出されるので、これを基に、図５に示す様に０〜１２までの間は不感帯とする基準信号を発生して比較回路に供給する。
【００８３】
位相差発生回路４では、８Ｋ周期毎に送信側クロック数と受信側クロック数の差分を求め、さらにこれを積分して位相差の信号を求める。受信側が一定で、送信側のみがスタッフ情報により変動するとして、かつ最小の位相差が０に同期している場合は、位相差信号は図１５のに示す様に０〜１２の間で変動する。
【００８４】
比較回路５では、比較基準信号と位相差信号を比較して、位相差信号が比較基準信号の範囲内に有るときは比較誤差信号は０を出力する。従来の平均値化する方法では図１５に示す用に平均化しても基準信号は一定値０とならず、誤差信号が変動して本来一定値であるべき時に余分な周波数制御が行われて不必要なジッタが発生していた。
【００８５】
比較基準信号の範囲を超えた場合は、越えた量を比較誤差信号として出力する。図５の場合は、位相差信号が０〜１２の間で変化しても、０〜１２の比較基準信号の範囲に入っているため、比較誤差信号として０の値が出力される。もし、位相差信号にオフセットが３残っている場合は位相差信号は３〜１５の間で変化するため、比較基準信号の範囲の０〜１２を越えると、越えた値が比較誤差信号として出力される。
【００８６】
ディジタルフイルタ回路６では、比較誤差信号から積分器を含むディジタルフイルタ処理により制御信号を発生する。安定した制御を行うには、誤差信号は位相成分であるので、誤差信号の微少な値を積分した積分値に誤差信号の一部を直接加算して制御信号を得る。Ｄ／Ａ変換器１０は、制御信号をアナログの制御電圧に変換してＶＣＸＯに供給する。ＶＣＸＯ回路９は、制御信号に応じた周波数の伝送路クロックを再生する。受信クロック数発生回路８では、８ｋのフレーム周期毎の再生した伝送路クロックの数をカウントして、受信側クロック数として出力する。
【００８７】
本発明によれば、比較基準信与を設定することにより、スタッフ変動による疑似の周波数情報変動量に攪乱されることなく、不要な周波数制御が行われないため、不要なジッタが無く、高精度に安定な伝送路クロックを再生することができる。
【００８８】
また、不要な制御信号が発生しないため、誤差信号による制御感度をわざわざ低く設定する必要がなく、通常の感度に設定できるので、信号切り替え時の引き込み時間や環境温度変化が有った場合の追従性を十分高く保つことができる。
【００８９】
次に、図２を参照すると本発明の実施形態は、１５０Ｍの光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路１１、変換された電気信号をデータ信号とスタッフ情報信号とその他の信号に分離する分離回路１２、スタッフ情報から送信側の伝送クロックの周波数情報を得る送信側クロック数回路１４、送信側クロック数の情報から最大変化値、最大値、最小値を得る検出を行い、検出信号を基に比較基準信号を発生する比較信号発生器１７、求められられた送信側クロック数と受信側クロック数とを減算して差分信号を得る減算器１５、差分信号を積分して位相差の信号を求める積分器１６、位相差信号と比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路１８、誤差信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタ１９、ディジタルの制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２３、制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路２２、網クロックを分周してフレーム周期を得る分周回路２０と、再生伝送クロックをフレ一ム周期毎にカウントして受信側クロック数を得る受信側クロック数回路２１と、分離されたデータを一且蓄えるバッファメモリ１３を備えた回路で構成される。
【００９０】
送信側クロック数回路１４は、分離回路１２から供給されるスタッフ情報を基にフレ一ム毎の送信側クロック数を求める。デ一タのスタッフ情報は、データ数１に対してクロック数は３０／２９であるので、スタッフ情報に係数３０／２９を乗じた値によりスタッフにより変動するデータ数に対応する等価クロック数を求める。演算は、小数点以下の演算が簡単となるように、スタッフ数を等価クロック数としてそのまま出力し、スタッフ数が２９累積する毎に１クロック余分に出力することにより、等価クロック数を得る。送信側クロック数は１フレームのクロック数２４３０に等価クロック数の値を加算して求められる。
【００９１】
比較信号発生回路１７は、周期毎の送信側クロック数から、最大変化値を検出し、これを基に比較基準信号を発生する。スタッフ情報は周期的に現れることから、最大変化値は周期毎の変化値のなかで大きさの最大のものを検出する。図５に示すように位相差に対する比較基準信号の例として一番簡単なものは、最大値の幅を不感帯とする基準信号で、最大値が１２ならば、０〜１２の間が不感帯となる基準信号を出力する。
【００９２】
減算器１５は、送信側クロック数から受信側クロック数を減算して、差分信号を求め、積分器とディジタルフィルタヘ供給する。通常、送信側と受信側で周波数が異なる場合は、１周期毎の差分の値が差分信号として出力され、周波数が一致するときは０の差分信号が出力される。
【００９３】
しかし、スタッフが行われている場合は、平均すれば送受の周波数が一致していても、各周期毎にスタッフの有無により、送信側クロック数は変化するため、差分信号は０にならない。
【００９４】
積分器１６は差分信号を積分して位相差信号を求め比較回路へ供給する。位相差信号は図５で示す様な形で変動する。比較回路１８は位相差信号と比較基準信号とを比較して、比較誤差を出力する。位相差信号が図５に示すように０〜１２の間を変動している場合でも、基準信号の範囲内に有るので誤差信号は０が出力される。少し制御がはずれて位相差が生じて位相信号が上に１シフトして１〜１３の間で変化するようになると、位相差信号が最大値の時は基準信号の範囲を上に１オーバするので、誤差信号として高々１が発生される。
【００９５】
デイジタルフィルタ回路１９は誤差信号、又はさらに差分信号からＶＣＸＯを制御する制御信号を発生する。送受の周波数が大きく離れている場合は、位相の誤差信号による制御だけでは高速にかつ安定した引き込みが行いにくいので、先に周波数差による制御として差分信号による制御を主に行う。送受の周波数が一致してくると差分信号は０に近づくので、位相の誤差信号による制御を主になるようにして、位相差が一致する（基準信号の範囲に位相差が入る）様な制御が行われ、送信側と受信側の周波数が一致する様になる。
【００９６】
本発明によれば、スタッフによる位相差の変動があっても、位相差に対して変動を考慮した基準信号を設けて、これと位相差を比較して誤差信号により周波数制御を行うことにより、不要なジッタを吸収することができ、送信側に同期させて高精度で安定した伝送路クロックが再生できる。
【００９７】
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
本実施形態では、網の８Ｋフレームを基準に、送信側フレームの位置を示すＪ１フラグと受信側８Ｋフレームの位相を求め、Ｊ１フラグの位相から比較信号を求め、両者の位相の差分より位相差を求めている。他の構成は、図２の第一の実施形態と同じである。
【００９８】
図３を参照すると本発明の実施形態は、１５０Ｍの光を電気信号に変換するとともに１９．４４Ｍの網クロックを再生するＯ／Ｅ回路１１、変換された電気信号をデータ信号とＪ１ビットとその他の信号に分離する分離回路２４、網フレームを基準としてＪ１ビット位置を示す位相の信号を得る送信側位相発生回路２５、位相信号から最大値変動の検出を行いて検出信号をもとに比較基準信号を発生する比較信号発生回路２７、送信側位相と受信側位相を減算して位相差を求める減算器１５、位相差を微分して周期毎の送信側クロック数と受信側クロック数との差分信号を得る微分回路２６、位相差信号と比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路１８、誤差信号及び差分信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタ１９、ディジタルの制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２３、制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路２２、再生伝送クロックを１／２４３０に分周して８Ｋの伝送フレーム周期を求める分周回路２９、網クロックをｌ／２４３０に分周カウントしてカウント値を網クロックの８Ｋフレームの位置として出力する分周回路２０、網フレームを基準として伝送フレームの位置を示す位相の信号を求める受信側位相発生回路２８、分離されたデータを一旦蓄えるバッファメモリ１３を備えた回路で構成される。
【００９９】
次に、動作について図３を参照して詳細に説明する。
送信側位相発生回路２５では、分離されたＪ１フラグが入力されると、そのときの分周回路２０から供給される網フレーム位相の値を位相信号として求める。比較信号発生回路２７は、フレーム周期毎に得られる位相信号から周期毎の差分を求めてその変化値の最大値を検出し、これを基に比較基準信号を発生する。スタッフ情報は周期的に現れることから、Ｊ１ビットの位相ジッタ、従って位相差の変動（ジッタ）も周期的に現れるが、最大変化値は周期毎の変化値のなかで大きさの最大のものを検出する。図４に示す様に、比較基準信号の例として一番簡単なものは、最大値の幅を不感帯とする基準信号で、最大値が１２ならば、０〜１２の間が不感帯となる基準信号を出力する。
【０１００】
受信側位相発生回路２８は、伝送フレ一ムの先頭が入力されると、そのときの分周回路２０から供給される網フレーム位相の値を位相信号として求める、
【０１０１】
減算器１５は送信側位相発生回路から供給される位相と、受信側位相発生回路から供給される位相を減算して位相差を求める。位相差の最大は２４２９であるが位相差を正負の値で示すため、位相差は一１２１５から１２１４の間の値を取るようにする。このため減算器は一１２１５〜１２１４の間でモジュロー演算が行われる。
【０１０２】
微分回路２５は位相差信号を微分して差分信号を求める。この値は８ｋフレーム周期毎の送信側と受信側のクロック数の違いを示している。
【０１０３】
通常、送信側と受信側で周波数が異なる場合は、１周期毎の差分の値が差分信号として出力され、周波数が一致するときは０の差分信号が出力される。しかし、スタッフが行われている場合は、平均すれば送受の周波数が一致していても、各周期毎にスタッフの有無により送信側クロック数は変化するため、差分信号は０にならない。平均値は略０となるものの周期毎にはスタッフ情報の等価クロック数から等価クロック数の平均値を減算した値で求まる差分信号が出力される。負スタッフの場合の位相差信号は図５で示す様な形で変動する。通常のスタッフでは３の位相変化が、オーバヘッド（ＯＨ）に該当する部分では１２の位相変動が生じる。送信フレームを基準としてＪ１フラグの位相を示すと図５に示す様な変動を行う。
【０１０４】
比較回路１８は位相差信号と比較基準信号とを比較して、比較誤差を出す。位相差信号が図１５に示すように０〜１２の間を変動している場合でも、基準信号の範囲内に有るので誤差信号は０が出力される。少し制御がはずれて位相差が生じて位相信号が上に１シフトしてｌ〜１３の間で変化するようになると、位相差信号が最大値の時は基準信号の範囲を上にｌオーバするので、誤差信号として高々ｌが発生される。
【０１０５】
図５に示すように、−２〜−１、１３〜１４の間を準不感領域として、この間の誤差信号の利得を１／４に小さくすると、雑音等による変動で発生した誤差信号に対して微少な制御しか行わないようになるため、雑音変動に強くなる。位相差ＰＤが準不感領域を越えると利得は１で誤差信号が出力される。即ち誤差信号は、位相差ＰＤの値が正の場合にはＰＤ一１４の値として、負の場合にはＰＤ＋２の値として出力される。
【０１０６】
本発明によれば、スタッフによる変動があっても、Ｊ１の変動の様子を考慮した基準信号を設けて、これと比較して制御を行うことにより、不要なスタッフによるジッタを吸収することができ、送信側に同期させて高精度で安定した伝送路クロックが再生できる。
【０１０７】
次に、本発明の第３の実施形態について図４を参照して説明する。
本実施形態では、スタッフ情報の代わりに、Ｊ１フラグを用いて、Ｊ１フラグの発生タイミングと再生伝送路クロックから求められた８Ｋフレームの先頭タイミングの相対位相を比較することによって位相差を求め、さらに、求められた位相差から、比較基準信号を発生する構成となっている。差分信号は位相差信号を微分することにより求めている。他の構成は、図２の実施例と同じである。
【０１０８】
図４を参照すると本発明の実施形態は、１５０Ｍの光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路１１、変換された電気信号をデータ信号とＪ１ビットとその他の信号に分離する分離回路２４、受信側フレーム先頭位置からＪ１ビット位置までの位相差をクロック数として求める位相差発生回路３０、位相差信号から最大値変動の検出を行い、検出信号を基に比較基準信号を発生する比較信号発生器３１、位相差信号を微分して周期毎の送信側クロック数と受信側クロック数との差分信号を得る微分回路２６、位相差信号と比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路１８、誤差信号及び差分信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタ１９、ディジタルの制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２３、制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路２２、再生伝送クロックを１／２４３０周期でカウントしてカウント値を８ｋフレーム周期内のクロック番号として出力する分周カウンタ回路３２、分離されたデータを一旦蓄えるバッファメモリ１３を備えた回路で構成される。
【０１０９】
位相差発生回路３０は、分周カウンタから供給されるクロック番号からＪ１ビットがＯＮとなるの位置のクロック番号を得る。これはフレームの先頭からＪ１ビットまでの位相差を示しているので、このクロック番号を位相差信号として出力する。クロック番号が０〜２４２９め場合そのままでは、位相差は正の値のみになるので、１２１５以上を負の数として表示する様にして、クロック番号を一１２１５〜０〜１２１４となるようにしておけば、位相差がそのまま求まる。または位相差が１２１５以上の場合は２４３０を減算して求めることもできる。
【０１１０】
比較信号発生回路３１は、位相差信号から、最大変化値を検出し、これを基に比較基準信号を発生する。スタッフ情報は周期的に現れることから、Ｊ１ビットの位相ジッタ、従って位相差の変動（ジッタ）も周期的に現れるが、最大変化値は周期毎の変化値のなかで大きさの最大のものを検出する。図５に示す様に、比較基準信号の例として一番簡単なものは、最大値の幅を不感帯とする基準信号で、最大値が１２ならば、０〜１２の間が不感帯となる基準信号を出力する。図に示すように準不感帯を設けてこの範囲は誤差信号の利得を小さくすれば、雑音等による変動の発生を小さくできる。
【０１１１】
微分回路２６は位相差信号を微分して差分信号を求める。８ｋフレーム周期毎の送信側と受信側のクロック数の違いを示す。
【０１１２】
通常、送信側と受信側で周波数が異なる場合は、１周期毎の差分の値が差分信号として出力され、周波数が一致するときは０の差分信号が出力される。しかし、スタッフが行われている場合は、平均すれば送受の周波数が一致していても、各周期毎にスタッフの有無により、送信側クロック数は変化するため、差分信号は０にならない。平均値は略０となるものの周期毎にはスタッフ情報の等価クロック数から等価クロック数の平均値を減算した値で求まる差分信号が出力される。負スタッフの場合の位相差信号は図１５で示す様な形で変動する。通常のスタッフでは３の位相変化が、ＯＨに該当する部分では１２の位相変動が生じる。送受で周波数が一致する場合、位相差のスタフジッタによる変動は図１５に示す様な変動を行う。
【０１１３】
本発明によれば、スタッフによる変動があっても、Ｊ１の変動の様子を考慮した基準信号を設けて、これと比較して制御を行うことにより、不要なスタッフによるジッタを吸収することができ、送信側に同期させて高精度で安定した伝送路クロックが再生できる。第２の実施例より簡単な構成で実現できる。
【０１１４】
比較基準信号の第２の具体的例を示す。
図６に、負スタッフによる位相差信号の変動例を示すが、上位の領域（９〜１２）で変動する期間ＴＨと下位の領域（０〜３）の領域で変動する期間ＴＬと領域間を遷移する期間がある。そこで、９〜１２を上位不感帯、０〜３を下位不感帯とする基準信号を定める。位相差信号は上位期間では上位不感帯をはずれた場合に、そのはずれた誤差を誤差信号として出力する。同様に、下位期間では下位不感帯をはずれた場合はそのはずれた誤差を誤差信号をして出力する。不感帯の領域内に入っていれば誤差信号は０となる。
【０１１５】
遷移期間には一定周期スタッフが行われないので、スタッフ情報の発生周期を監視して遷移期間を識別しこの期間は制御は行わないようにする。
【０１１６】
比較基準信号の第３の具体的例を示す。
図７に、負スタッフによる位相差信号の変動例を示すが、最大値基準信号と最小値基準信号を定めておき、位相差信号の上位領域における最大値が最大値基準信号に一致するように、また下位領域における最小値が最小値基準信号に一致するように制御する。最大値基準信号は位相差の変化値の最大変化値を求めて、その値を最大値基準値とする。最小値基準値は０とする。位相差信号の最大値は上位領域においては、スタッフが有った時の位相差信号が最大値となる。下位領域においては、スタッフが発生する直前の位相差信号が最小値となる。位相差信号を微分して、その傾きから最大値及び最小値となる位置を検出することもできる。
【０１１７】
比較基準信号の第４の具体的例を示す。
図８に、負スタッフによる位相差信号の変動例を示すが、上位基準信号と下位基準信号を定めておき、位相差信号の最大値又は最小値が、基準信号に一致する様に制御する。図８の例に示す基準値は、最大値の基準信号を示している。上位基準信号の値は１２に、下位基準信号の値は３に設定する。位相差信号の最大値はスタッフが有った時又は、微分信号が正から０になった時に最大値となる。上位領域と下位領域の区分けは、位相差が０と１２の中間値６を越えているか否かで判定できる。
【０１１８】
最小値を基準信号にする場合は、図８の例では、上位基準信号は９、下位基準信号は０に設定し、位相差信号の最小値が、いずれかの基準信号に一致するように制御する。
【０１１９】
第１から第４の具体的例を、負のスタッフの場合について示したが、正のスタッフの場合は、図１５に示す位相差の変動の様子を参照すれば、負の場合と同様にして正の場合の比較基準信号を定めることができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信側伝送クロックを、不要なジッタがなくかつ高精度に安定した周波数で再生することができる。これは、スタッフ情報の変化の様子からスタッフジッタを吸収できる比較基準信号を定めることにより、位相差信号をこの比較基準信号と比較してその誤差によりＶＣＸＯを制御するからである。
【０１２１】
また、スタッフの演算行わなくても、簡単な構成で、同様な効果を得ることができ、ＮＮＩのフレームにあるＪ１ビットを利用することにより簡単に位相差信号を求めることが出来る。
【０１２２】
更に、位相差を用いて制御することにより、送信側と受信側の相対位相差も同期化することが可能であり、基準信号を設けてこの信号と比較してその誤差信号により制御を行っているためジッタによる変動は現れず、ジッタを取り除いた後の本来の誤差信号に対してのみ通常の誤差補正の制御を行うことができ、温度変化追従性や切り替え時等の引き込み追従性は高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による非同期網の伝送クロック再生方式の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明による非同期網の伝送クロック再生方式の第１の実施例を示す図である。
【図３】本発明による非同期網の伝送クロック再生方式の第２の実施例を示す図である。
【図４】本発明による非同期網の伝送クロック再生方式の第３の実施例を示す図である。
【図５】本発明の比較基準信号の第１の例を示す図である。
【図６】本発明の比較基準信号の第２の例を示す図である。
【図７】本発明の比較基準信号の第３の例を示す図である。
【図８】本発明の比較基準信号の第４の例を示す図である。
【図９】従来のＮＮＩ網を介して画像を符号化伝送する伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の画像符号化装置の構成を示す図である。
【図１１】ＮＮＩ網多重装置・分離装置の構成を示す図である。
【図１２】従来の送信側伝送クロック再生回路を示すブロック図である。
【図１３】従来の画像復号化装置の構成を示す図である。
【図１４】負のスタッフの場合における相対位相の変化を説明する図である。
【図１５】正のスタッフの場合における相対位相の変化を説明する図である。
【図１６】スタッフがある場合の従来例による制御を説明する図である。
【符号の説明】
１ スタッフ情報分離回路
２ 送信側クロック数発生回路
３ 比較基準信号発生回路
４ 位相差発生回路
５ 比較回路
６ デイジタルフイルタ回路
７ 周期発生回路
８ 受信側クロック数発生回路
９ ＶＣＸＯ
１０ Ｄ／Ａ
１１ Ｅ／Ｏ
１２ 分離回路
１３ バッフアメモリ
１４ 送信側クロック数回路
１５ 減算器
１６ 積分器
１７ 比較信号発生回路
１８ 比較回路
１９ ディジタルフィルタ
２０ 分周回路
２１ 受信側クロック数回路
２２ ＶＣＸＯ
２３ Ｄ／Ａ
２４ 分離回路
２５ 送信側位相発生回路
２６ 微分回路
２７ 比較信号発生回路
２８ 受信側位相発生回路
２９ 分周回路
３０ 位相差発生回路
３１ 比較信号発生器
３２ 分周カウンタ回路
６０１ 符号化装置
６０２ ＮＮＩ多重装置
６０３ ＮＮＩ分離装置
６０４ 復号化装置
６１１ Ａ／Ｄ変換器
６１２ 多重化回路
６１３ 標本化クロック発生回路
６１４ カウンタ
６１５ １／Ｎ分周回路
６１６ 伝送路クロック発生回路
６２１ ＮＮＩ網伝送多重装置
６２２ ＮＮＩ網伝送分離装置
６２３ ＮＮＩ網伝送路クロック発生回路
６３１ スタッフ分離回路
６３２ バッファメモリ
６３３ 網伝送路クロック再生回路
６３４ 伝送路クロック再生回路
６４１ 分離回路
６４２ Ｄ／Ａ変換器
６４０ 標本化クロック再生回路
６４３ 減算器
６４４ デイジタルフイルタ
６４５ Ｄ／Ａ回路
６４６ 伝送路クロック分配回路
６４７ ｌ／Ｎ分周回路
６４８ カウンタ
６４９ ＶＣＸＯ

Claims (19)

1. スタッフ情報を分離して出力するスタッフ情報分離回路と、
   前記スタッフ情報から送信側クロック数を発生する送信側クロック数発生回路と、
   前記送信側クロック数から比較基準信号を発生する比較基準信号発生回路と、一定周期毎の受信側標本化クロックのクロック数をカウントする受信側クロック数発生回路と、
   前記送信側と受信側のクロック数の差分値を積分して位相差を発生する位相差発生回路と、
   前記比較基準信号と前記位相差信号を比較して誤差信号を発生する比較回路と、 前記誤差信号からディジタルフィルタ処理して周波数を制御する制御信号を求めるディジタルフィルタ回路と、
   前記制御信号に応じた周波数の標本化クロックを発生するＶＣＸＯと、
   を備えて成ることを特徴とする非同期網の伝送クロック再生方式。
2. 前記比較基準信号は、最大変位の幅の不感帯を設けた基準信号、高領域の低領域に一定の幅の不感帯領域を設けた基準信号、または最大値用基準と最小値用基準の２つの基準信号のうちのいずれかである請求項１に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
3. 前記位相差を求める手段は、伝送フレーム周期毎にスタッフ情報に基づき求めた送信側の伝送路ロックのクロック数と、受信側の再生伝送路クロックをカウントして求めたクロック数との差分を得て、得られたクロック数の差分値を周期毎に積分して相対位相差を求める請求項１に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
4. 前記位相差を求める手段は、ＮＮＩの伝送フレームで、送信側から送られてきたデータの先頭位置を示すＪ１のビットの位置と、再生クロックにより定まるフレーム周期の先頭位置とから位相差を求める請求項１に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
5. 前記比較手段は、不感帯を越えた領域でも誤差が小さい範囲は準不感帯の領域として、補正制御の誤差の範囲として補正の制御は緩やかに行うように小さい誤差信号を出力する請求項２に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
6. 前記位相差が準不感帯領域より越えた場合は、送信側の伝送路クロックの変動や、温度変化等により、本来補正すべき状況であるとして通常の補正制御を行う請求項２に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
7. 光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路と、
   変換された電気信号をデータ信号とスタッフ情報信号とその他の信号に分離する分離回路と、
   スタッフ情報から送信側の伝送クロックの周波数情報を得る送信側クロック数回路と、
   前記送信側クロック数の情報から最大変化値、最大値、最小値を得る検出を行い、検出信号を基に比較基準信号を発生する比較信号発生器と、
   得られた送信側クロック数と受信側クロック数とを減算して差分信号を得る減算器と、
   前記差分信号を積分して位相差の信号を求める積分器と、
   前記位相差信号と前記比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路と、 前記誤差信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタと、
   前記制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路と、前記網クロックを分周してフレーム周期を得る分周回路と、
   再生伝送クロックをフレ一ム周期毎にカウントして受信側クロック数を得る受信側クロック数回路と、
   分離されたデータを一且蓄えるバッファメモリと、
   を備えて成ることを特徴とする非同期網の伝送クロック再生方式。
8. 光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路と、
   変換された電気信号をデータ信号とＪ１ビットとその他の信号に分離する分離回路と、
   網フレームを基準としてＪ１ビット位置を示す位相信号を得る送信側位相発生回路と、
   前記位相信号から最大値変動の検出を行いて検出信号をもとに比較基準信号を発生する比較信号発生回路と、
   送信側位相と受信側位相を減算して位相差を求める減算器と、
   前記位相差を微分して周期毎の送信側クロック数と受信側クロック数との差分信号を得る微分回路と、
   前記位相差信号と前記比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路と、前記誤差信号及び前記差分信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタと、
   前記制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路と、前記再生伝送クロックを分周して伝送フレーム周期を求める分周回路と、
   前記網クロックを分周カウントしてカウント値を網クロックのフレームの位置として出力する分周回路と、
   前記網フレームを基準として伝送フレームの位置を示す位相の信号を求める受信側位相発生回路と、
   分離されたデータを一旦蓄えるバッファメモリと、
   を備えて成ることを特徴とする非同期網の伝送クロック再生方式。
9. 光を電気信号に変換するとともに網クロックを再生するＯ／Ｅ回路と、
   変換された電気信号をデータ信号とＪ１ビットとその他の信号に分離する分離回路と、
   受信側フレーム先頭位置からＪ１ビット位置までの位相差をクロック数として求める位相差発生回路と、
   前記位相差信号から最大値変動の検出を行い、検出信号を基に比較基準信号を発生する比較信号発生器と、
   前記位相差信号を微分して周期毎の送信側クロック数と受信側クロック数との差分信号を得る微分回路と、
   前記位相差信号と前記比較基準信号を比較して誤差信号を出力する比較回路と、 前記誤差信号及び前記差分信号をディジタルフィルタ処理してＶＣＸＯの周波数制御を行う制御信号を得るディジタルフィルタと、
   前記制御信号に応じた周波数の送信側伝送クロックを再生するＶＣＸＯ回路と、 再生伝送クロックをカウントしてカウント値をフレーム周期内のクロック番号として出力する分周カウンタ回路と、
   分離されたデータを一旦蓄えるバッファメモリと、
   を備えて成ることを特徴とする非同期網の伝送クロック再生方式。
10. 非同期網を介してデータを伝送するシステムの受信側での送信側伝送路クロックを再生する非同期網の伝送クロック再生方式において、
    スタッフの変動量を検出してスタッフの変動を基準化する位相差の比較基準信号を発生する手段と、
    送信側と受信側のフレームの位相差を求める手段と、
    前記位相差と前記比較基準信号とを比較して誤差信号を求める手段と、
    前記誤差信号に応じて周波数制御信号を発生して伝送路クロックを再生する手段と、
    を備えて成ることを特徴とする非同期網の伝送クロック再生方式。
11. 前記スタッフの情報から周期毎の送信側クロック数の情報を求め、得られた送信側クロック数の情報から比較基準信号を得る手段を備える請求項１０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
12. 前記送信側フレームのＪ１フラグを検出し、ＮＮｌ網のフレームの先頭とＪｌフラグの位置とから送信側のフレーム位相を得る手段と、前記フレーム位相から比較基準信号を得る手段を備えた請求項ｌ０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
13. 前記送信側と受信側の位相差を求める手段と、得られた位相差から比較基準信号を得る手段を備える請求項１０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
14. 前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値を検出し、最大変化値の幅は不感帯とする基準信号を発生する基準信号発生手段を有する請求項１０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
15. 前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値と通常変化値を求め、上位の領域と下位の領域に分けてそれぞれ通常変化値の幅を不感帯とする基準信号を発生する基準信号発生手段を有する請求項１０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
16. 前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値を求め、両者の差が最大変化値となる最大値基準信号と最小値基準信号の基準信号を発生する手段と、前記位相差信号の最大値を最大値基準信号と比較し、前記位相差信号の最小値を最小値基準信号と比較して比較誤差を出力する比較手段を有する請求項１０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
17. 前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値と通常変化値を求め、両者の差が最大変化値と通常変化値の差となる上位基準信号と下位基準信号を発生する手段と、位相差信号の上位領域の最大値を上位基準信号と、位相差信号の下位領域の最大値を下位基準信号と比較し、比較誤差を出力する比較手段を有する請求項ｌ０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
18. 前記送信側位相又は位相差からスタッフによる最大変化値と通常変化値を求め、両者の差が最大変化値と通常変化値の差となる上位基準信号と下位基準信号を発生する手段と、位相差信号の上位領域の最小値を上位基準信号と、位相差信号の下位領域の最小値を下位基準信号と比較し、比較誤差を出力する比較手段を有す、請求項ｌ０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。
19. 前記比較基準信号と位相差との誤差が小さい場合は、誤差の利得を１より小さくするようにして非線形な誤差信号を発生するようにした比較手段を有する請求項ｌ０に記載の非同期網の伝送クロック再生方式。

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