JP3641624B2 - サービスクロック伝送システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子通信に関し、特にサービスクロックを伝送させるシステムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のサービスクロック伝送システムの一例が、1993年に発行された、非特許文献1に記載されている。図17に示すように、この従来のサービスクロック伝送システムは、送信側装置1701と受信側装置1702とATMネットワーク1703から構成されている。
【0003】
送信側装置1701は、サービスクロックとネットワーククロックを入力され、residual time stamp(以下、RTS)を出力する。受信側装置1702は、ネットワーククロックとRTSを入力され、サービスクロックを出力する。ここで、ネットワーククロックはATMネットワーク1703から送信側装置1701と受信側装置1702へ入力され、RTSはATMネットワーク1703を介して伝送される。
【0004】
図18に、従来例のサービスクロック伝送システムの送信側装置を示す。従来のサービスクロック伝送システムの送信側装置1701は、分周装置1801と逓倍装置1802とカウンタ装置1803とラッチ装置1804とで構成されている。分周装置1801は、サービスクロックfsを入力され、fsを分周したクロック(以下、fs/N)を出力する。逓倍装置1802はネットワーククロックfnを入力され、fnを逓倍したクロックfnxを出力する。カウンタ装置1803は、fnxの一周期でカウントを1つ増加させ、カウンタを出力する。ラッチ装置1804はカウンタ装置1803からのカウンタを用いて、fs/Nの周期を計測し、その計測値をRTSへ符号化し、出力する。
【0005】
図19に、従来例のサービスクロック伝送システムの受信側装置を示す。従来例のサービスクロック伝送システムの受信側装置1702は、FIFO装置1901と逓倍装置1902とカウンタ装置1903と比較装置1904と別の逓倍装置1905とで構成されている。FIFO装置1901は、RTSと比較装置1904からのサービスクロックfs/Nを入力され、サービスクロックfs/Nが入力されると、入力されていたRTSを出力する。逓倍装置1902はネットワーククロックfnを入力され、fnを逓倍したクロックfnxを出力する。カウンタ装置1903は、fnxの一周期でカウントを1つ増加させ、カウンタを出力する。比較装置1904はRTSを復号したデータとカウンタ装置1903からのカウントが一致するタイミングに合わせfs/Nを発生させる。逓倍装置1905はfs/Nを入力され、サービスクロックfsを出力する。
【0006】
【非特許文献1】
ITU−T.I.363「B−ISDN ATM アダプテイション・レイヤ(オール)・スペシフィケーション(ADAPTATION LAYER(ALL) SPECIFICATION)」、国際電気通信連合(ITU)、1993
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のシステムでは、次のような問題がある。
【0008】
第1の問題点は、受信側装置において、送信側装置へ入力されたサービスクロックを高精度に再現できないということである。
【0009】
その理由は、fs/Nの周期をTs、fnxの周期をtnxと表すと、一般にTsはtnxの整数倍ではなく、また、fs/Nの信号とfnxの信号のエッジがズレているため、整数値であるRTSでは、サービスクロックfsとネットワーククロックfnの関係を正確に把握できず、従って、RTSを伝送された受信側装置ではサービスクロックを高精度に再現することは不可能だからである。これは、1998年にIEEE TRANSACTION ON COMMUNICATIONS,VOL46,NO.1 JANUARYに発表された「Determining Parameters to Minimize Jitter Generation in the SRTS Method」で明らかにされており、受信側装置で出力されるサービスクロックは“Waiting time jitter”と呼ばれるジッタを含む。以下、これらのジッタが発生する仕組みを述べる。
【0010】
一般的に、Ts/tnx=M+p/q+εと表現できる。ここで、Mは整数、pとqは互いに素である整数、εは無理数であり、p/q+εは1より小である。p/q+εが0と仮定すると、RTSは常に一定(M)であり、ジッタは発生しない。しかし、この仮定は、Ts/tnxが整数値であることを意味しており、現実的ではない。次にεが0と仮定すると、RTSの値は、q回伝送されるうち、p回がM+1,q−p回がM、という列を形成する。例えばq=3,p=1とすると、・・M,M+1,M,M,M+1,M,M,M+1,M・・となる。この場合、受信側でのfs/Nが(比較的短い周期(qサイクル)で)周期的に変動し、ジッタが発生する。この比較的短い周期のジッタは、一般的なPLL(Phase Locked Loop)で取り除けるケースも多い。しかし、この仮定も、Ts/tnxが有理数であることを意味しており、現実的ではない。次にεが0でないと仮定すると、εは無理数であるから、無限に続く数列、q1,q2,q3・・を用いて、ε=1/q1+1/q2+1/q3+・・と表現できる。このとき、RTSの値は、q1回に一度M+1となり、q2回に一度M+1となり、以下同様に(比較的長い周期(q1サイクル、q2サイクル、・・)の)ジッタが発生する。
【0011】
第2の問題点は、受信側装置において送信側装置へ入力されたサービスクロックを再現したクロックと、送信側装置へ入力されたサービスクロックの時間差を制御できないことである。
【0012】
その理由は、RTSは時刻情報を含んでおらず、またRTS情報を含んだATMセルは、ATMネットワーク内を伝送される際に伝送遅延が変動するため、RTS情報を含んだATMセルの到着時刻を、受信側装置で時刻情報として利用することが困難なためである。
【0013】
[発明の目的]
本発明の目的は、受信側装置において、送信側装置へ入力されたサービスクロックを高精度に再現できるサービスクロック伝送システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、受信側装置において、送信側装置へ入力されたサービスクロックを忠実に再現したクロックと、送信側装置へ入力されたサービスクロックの時間差を制御できるサービスクロック伝送システムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によるサービスクロック伝送システムは、送信側装置に、周波数位相調整手段と、精密クロック比較手段と、標準クロック比較手段と、ディジタル設定データ演算手段とを具備し、受信側装置に、周波数制御発振手段と、周波数位相調整手段と、精密クロック比較手段と、標準クロック比較手段と、発振周波数制御データ演算手段とを具備することを特徴としている。
【0015】
送信側装置において、周波数位相調整手段は、与えられたディジタル設定データに従い、第一の周波数位相調整済み共通クロックを出力し、精密クロック比較手段は、前記第一の周波数位相調整済み共通クロックとサービスクロックとの微細なクロック変動である第一のクロック変動を測定し、標準クロック比較手段は、共通クロックとサービスクロックとの比較的粗なクロック変動である第二のクロック変動を測定し、ディジタル設定データ演算手段は、第一のクロック変動と第二のクロック変動とを把握し、第一のクロック変動がなるべく小さくなるよう前記ディジタル設定データを演算し、周波数位相調整手段に与え、第一のクロック変動を表すデータと前記ディジタル設定データとをクロックデータに内包し、受信側装置へ伝送し、受信側装置において、周波数制御発振手段は、与えられた発振周波数制御データに従い、発振し、周波数位相調整手段は、クロックデータに内包され伝送されたディジタル設定データに従い、第二の周波数位相調整済み共通クロックを出力し、精密クロック比較手段は、前記第二の周波数位相調整済み共通クロックと前記周波数制御発振手段の発振するクロックとの微細なクロック変動である第三のクロック変動を測定し、標準クロック比較手段は、共通クロックと前記周波数制御発振手段の発生するクロックとの比較的粗なクロック変動である第四のクロック変動を測定し、発振周波数制御データ演算手段は、第三のクロック変動と第四のクロック変動とを把握し、第一のクロック変動と第三のクロック変動とを一致させるクロックを前記周波数制御発振手段に発振させる発振周波数制御データを演算し、周波数制御発振手段に与えるという動作を実行する。これにより、受信側装置において送信側装置へ入力されたサービスクロックを高精度に再現できるようにする。
【0016】
また、本発明によるサービスクロック伝送システムは、送信側装置内に、送信側入出力タイミング調整手段を具備し、受信側装置内に、受信側入出力タイミング調整手段を具備することを特徴としている。
【0017】
送信側装置において、送信側入出力タイミング調整手段は、送信側装置内の精密クロック比較手段とのデータ伝送を、共通クロックを分周又は逓倍したサンプルクロックに同期して行い、送信側装置内のディジタル設定データ演算手段とのデータ伝送を、サンプルクロックと非同期に行い、受信側装置において、受信側入出力タイミング調整手段は、受信側装置内の精密クロック比較手段とのデータ伝送を、共通クロックを分周又は逓倍したサンプルクロックに同期して行い、受信側装置内の発振周波数制御データ演算手段との間のデータ伝送を、サンプルクロックと非同期に行うという動作を実行する。これにより、ディジタル設定データ演算手段と、発振周波数制御データ演算手段とをサンプルクロックと非同期に動作できるようにする。
【0018】
また、本発明によるサービスクロック伝送システムは、送信側入出力タイミング調整手段内に、第一の一時記憶手段と、遅延手段と、第二の一時記憶手段と、FIFO型記憶手段とを具備することを特徴としている。
【0019】
第一の一時記憶手段は、ディジタル設定データとディジタル設定データ演算手段において前記ディジタル設定データを演算する度に更新される更新カウンタとをディジタル設定データ演算手段から入力され、サンプルクロックが入力される度にディジタル設定データと更新カウンタとを組みにしたデータとディジタル設定データとを出力し、遅延手段は、サンプルクロックを一定時間遅延させて出力し、第二の一時記憶手段は、更新カウンタとディジタル設定データとを第一の一時記憶手段から入力されるとともに、第一のクロック変動のデータを入力され、これらからなる送信側精密クロック比較データを保持し、遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、送信側精密クロック比較データを出力し、FIFO型記憶手段は、第二の一時記憶手段から出力された、送信側精密クロック比較データと送信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、送信側精密クロック比較データを出力するという動作を実行する。これにより、ディジタル設定データの書込みと第一のクロック変動のデータの読込をサンプルクロックに正確に同期させて行い、書き込んだディジタル設定データと第一のクロック変動のデータの対応関係を明確に把握できるようにする。
【0020】
また、本発明によるサービスクロック伝送システムは、受信側入出力タイミング調整手段内に、第一のFIFO型記憶手段と、遅延手段と、一時記憶手段と、第二のFIFO型記憶手段とを具備することを特徴としている。
【0021】
第一のFIFO型記憶手段は、送信側精密クロック比較データを入力され、サンプルクロックが入力される度に送信側精密クロック比較データと送信側精密クロック比較データ内のディジタル設定データとを、送信側精密クロック比較データが入力された順序に従い、出力し、遅延手段は、サンプルクロックを一定時間遅延させて出力させ、一時記憶手段は、送信側精密クロック比較データを第一のFIFO型記憶手段から入力されるとともに、第三のクロック変動のデータを入力され、これらからなる受信側精密クロック比較データを保持し、遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、受信側精密クロック比較データを出力し、第二のFIFO型記憶手段は、前記一時記憶手段から出力された、受信側精密クロック比較データと受信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、受信側精密クロック比較データを出力するという動作を実行する。これにより、ディジタル設定データの書込みと第三のクロック変動のデータの読込みをサンプルクロックに正確に同期させて行い、書き込んだディジタル設定データと第三のクロック変動のデータの対応関係を明確に把握できるようにする。
【0022】
また、本発明によるサービスクロック伝送システムは、送信側入出力タイミング調整手段内に、第一の一時記憶手段と、遅延手段と、第二の一時記憶手段と、FIFO型記憶手段とを具備し、受信側入出力タイミング調整手段内に、第一のFIFO型記憶手段と、遅延手段と、一時記憶手段と、第二のFIFO型記憶手段とを具備し、受信側装置内に周波数確度計測手段を具備することを特徴としている。
【0023】
送信側入出力タイミング調整手段内の第一の一時記憶手段は、ディジタル設定データとディジタル設定データ演算手段において前記ディジタル設定データを演算する度に更新される更新カウンタとパルス信号が入力される度に更新される送信側パルスカウンタとを保持し、サンプルクロックが入力される度にディジタル設定データと更新カウンタと送信側パルスカウンタを組みにしたデータとディジタル設定データとを出力し、送信側入出力タイミング調整手段内の遅延手段は、サンプルクロックを一定時間遅延させて出力し、送信側入出力タイミング調整手段内の第二の一時記憶手段は、送信側パルスカウンタと更新カウンタとディジタル設定データとを前記第一の一時記憶手段から入力されるとともに、第一のクロック変動のデータを入力され、これらからなる送信側精密クロック比較データを保持し、前記遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、送信側精密クロック比較データを出力し、送信側入出力タイミング調整手段内のFIFO型記憶手段は、前記第二の一時記憶手段から出力された、送信側精密クロック比較データと送信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、送信側精密クロック比較データを出力し、送信側パルスカウンタを含んだクロックデータを伝送し、受信側入出力タイミング調整手段内の第一のFIFO型記憶手段は、送信側精密クロック比較データを入力され、送信側精密クロック比較データとパルス信号が入力される度に更新される受信側パルスカウンタとを保持し、サンプルクロックが入力される度に送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタを組みにしたデータと送信側精密クロック比較データ内のディジタル設定データとを、送信側精密クロック比較データが入力された順序に従い、出力し、受信側入出力タイミング調整手段内の遅延手段は、サンプルクロックを一定時間遅延させて出力し、受信側入出力タイミング調整手段内の一時記憶手段は、送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタを組みにしたデータを前記第一のFIFO型記憶手段から入力され、第三のクロック変動のデータを入力され、これらからなる受信側精密クロック比較データを保持し、前記遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、前記受信側精密クロック比較データを出力し、受信側入出力タイミング調整手段内の第二のFIFO型記憶手段は、前記一時記憶手段から出力された、受信側精密クロック比較データと受信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、受信側精密クロック比較データを出力し、受信側装置内の周波数確度計測手段は、受信側精密クロック比較データ内の送信側パルスカウンタと受信側精密クロック比較データ内の受信側パルスカウンタから、送信側装置の共通クロックと、受信側装置の共通クロックの時間的ズレを長期間測定し、送信側装置の共通クロックと受信側装置の共通クロックの周波数確度を計測するという動作を実行する。これにより、送信側装置の共通クロックと、受信側装置の共通クロックとの相違を検出できるようにする。
【0024】
また、本発明によるサービスクロック伝送システムは、送信側装置内に、外部パルス比較手段と、パルス制御手段とを具備し、受信側装置内に、外部パルス比較手段と、パルス制御手段と、サービスクロック遅延制御手段とを具備することを特徴としている。
【0025】
送信側装置内の外部パルス比較手段は、外部基準パルスと送信側共通クロックパルスとの比較を行い、比較結果を送信側基準パルス相違データとして出力し、送信側基準パルス相違データを含むクロックデータを伝送させ、送信側装置内のパルス制御手段は、送信側共通クロックパルスの出力時刻を制御し、受信側装置内の外部パルス比較手段は、外部基準パルスと受信側共通クロックパルスとの比較を行い、比較結果を受信側基準パルス相違データとして出力し、受信側装置内のパルス制御手段は、受信側共通クロックパルスの出力時刻を制御し、受信側装置内のサービスクロック遅延制御手段は、送信側基準パルス相違データと、受信側基準パルス相違データと、前記受信側精密クロック比較データ内の送信側パルスカウンタと、前記受信側精密クロック比較データ内の受信側パルスカウンタとから、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成させるサービスクロックとの時間的ズレを測定し、精密クロック比較データの一部を重複、あるいは廃棄して設定することで、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成させるサービスクロックとの時間的ズレを制御するという動作を実行する。これにより、受信側装置で生成させるサービスクロックの送信側装置に入力されるサービスクロックからの遅延を制御できるようにする。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
図1に、本発明の第一の実施の形態としてのサービスクロック伝送システムを示す。
【0028】
図1において、送信側装置101は、サービスクロックと共通クロックを入力され、後に詳細に説明するクロックデータを出力する。受信側装置102は、共通クロックとクロックデータを入力され、サービスクロックを出力する。共通クロック供給装置103は、送信側装置101と受信側装置102に共通クロックを供給する。
【0029】
図1において、サービスクロックと共通クロックが送信側装置101に与えられると、送信側装置101は、共通クロックを用いて、受信側装置102でサービスクロックを回復するために必要となるデータを、クロックデータとして生成し、受信側装置102へ伝送させる。
【0030】
受信側装置102では、共通クロックとクロックデータが与えられると、共通クロックとクロックデータから、サービスクロックを回復し、出力する。
【0031】
図1の共通クロック供給装置103は、ディジタル網における網同期供給装置等を用いることができ、共通クロックとして網同期供給装置が供給する網同期信号を用いることができ、当業者にとってよく知られているので、その詳細な構成は省略する。
【0032】
図2に、図1における送信側装置101の詳細を示す。図2において、送信側装置101は、サービスクロック変換手段201、共通クロック変換手段202、精密クロック比較手段203、標準クロック比較手段204、送信側入出力タイミング調整手段206、ディジタル設定データ演算手段207(以下、プロセッサ207)、及び周波数位相調整手段208から構成されている。
【0033】
以下、サービスクロックと共通クロックを入力された送信側装置101が後に詳細を述べるクロックデータを生成し、受信側装置102へ送出する動作を説明する。
【0034】
サービスクロック変換手段201は、サービスクロックを入力され、サービスクロックから生成したクロック(以下、SrvClk)を出力する。共通クロック変換手段202は、共通クロックを入力され、共通クロックから生成したクロック(以下、RefClk)と周波数がRefClkの1/Nであるクロック(以下、サンプルクロック)と、本発明では送信側共通クロックパルスとした、RefClkから生成した周波数が1Hzのクロック(以下、1pps(共通))を出力する。
【0035】
精密クロック比較手段203では、SrvClkと第一の周波数位相調整済み共通クロックを入力され、SrvClkと第一の周波数位相調整済み共通クロックの微細な(精緻もしくは精密な)位相変動の傾向を測定し、本発明において第一のクロック変動のデータとした、位相変動をデジタル表現したデータ(以下、送信側PhaseData)を生成し、送信側PhaseDataを送信側入出力タイミング調整手段206に出力する。
【0036】
送信側入出力タイミング調整手段206では、送信側PhaseDataをサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、送信側PhaseDataを後に詳細を述べる送信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ207の要求に応じてプロセッサ207へ出力する。
【0037】
一方、標準クロック比較手段204では、SrvClkとサンプルクロックと1pps(共通)を入力され、SrvClkとRefClkの比較的粗な(大ざっぱな)位相変動の傾向を測定し、本発明において第二のクロック変動のデータとした、後に詳細を述べる標準クロック比較データとしてプロセッサ207へ出力する。
【0038】
プロセッサ207は、入力された送信側精密クロック比較データと標準クロック比較データから、微細な位相変動の傾向と、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を把握し、送信側PhaseDataが0となることを目標に、本発明ではディジタル設定データとした、精密クロック比較手段203へ与えるパラメータDDS−TWを計算し、送信側入出力タイミング調整手段206へ出力する(ディジタル設定データ演算手段としての機能)。
【0039】
送信側入出力タイミング調整手段206は、プロセッサ207からDDS−TWを入力され、サンプルクロックのタイミングに合わせて該DDS−TWを周波数位相調整手段208へ出力する。
【0040】
周波数位相調整手段208は、入力されたDDS−TWを内部で設定し、該DDS−TWによって変化した第一の周波数位相調整済み共通クロックを出力する。
【0041】
送信側入出力タイミング調整手段206から送信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ207は、送信側基準パルス相違データと送信側精密クロック比較データを合成し、クロックデータとし、受信側装置102へ送出する。
【0042】
図4に、図2におけるサービスクロック変換手段201の詳細を示す。図4において、サービスクロック変換手段201は、フィジカルレイヤインターフェイス(以下、PHY)401、ジッタ除去、周波数変換装置403から構成されている。
【0043】
以下、サービスクロックを入力されたサービスクロック変換手段201がSrvClkを生成し、出力する動作を説明する。
【0044】
PHY401は、サービスクロックを入力され、クロック信号を抽出し、出力する。ジッタ除去、周波数変換装置403は、クロック信号を入力され、ジッタ除去、周波数変換処理を行い、SrvClkを生成し、出力する。
【0045】
また、図4に、図2における共通クロック変換手段202の詳細を示す。図4において、共通クロック変換手段202は、PHY402、ジッタ除去、周波数変換装置404、分周装置409(以下、1/N)、1pps発生装置410から構成されている。
【0046】
以下、共通クロックを入力された共通クロック変換手段202がRefClkと、サンプルクロックに従い、1pps(共通)を生成し、出力する動作を説明する。
【0047】
PHY402は、共通クロックを入力され、クロック信号を抽出し、出力する。ジッタ除去、周波数変換装置404は、クロック信号を入力され、ジッタ除去、周波数変換処理を行い、RefClkを生成し、出力する。1/N409は、RefClkを入力され、RefClkを分周し、サンプルクロックを生成し、出力する。1pps発生装置410は、サンプルクロックを入力され、サンプルクロックの周波数をf(サンプルクロック)とすると、サンプルクロックがf(サンプルクロック)回入力される毎に1回サンプルクロックの入力タイミングに合わせて1pps(共通)を出力する。
【0048】
また、図4に、図2における精密クロック比較手段203の詳細を示す。図4において、精密クロック比較手段203は、ダイレクトディジタルシンセサイザ(以下、DDS)405、位相比較装置407、アナログディジタルコンバータ(以下、A/D)408で構成されている。
【0049】
以下、SrvClkと第一の周波数位相調整済み共通クロックを入力された精密クロック比較手段203が、送信側PhaseDataを生成し、出力する動作を説明する。
【0050】
DDS405は、SrvClkを入力され、ある固定されたDDS−TWによって変換される比較用クロックを生成し、出力する。位相比較装置407は、入力される比較用クロックと第一の周波数位相調整済み共通クロックの位相を比較し、位相差データをアナログ信号として、出力する。A/D408は、アナログ信号として入力される位相差データをデジタル信号に変換し、送信側PhaseDataとして出力する。
【0051】
また、図4に、図2における標準クロック比較手段204の詳細を示す。図4において、標準クロック比較手段204は、1pps発生装置411,1pps相違検出器412で構成されている。
【0052】
以下、SrvClkと測定用クロック(ここでは、RefClkを流用する)と1pps(共通)を入力された標準クロック比較手段204が、第二のクロック変動のデータを出力する動作を説明する。
【0053】
1pps発生装置411は、SrvClkを入力され、SrvClkの周波数をf(SrvClk)とすると、SrvClkがf(SrvClk)回入力される毎に1回SrvClkの入力タイミングに合わせて1pps(サービス)を出力する。1pps相違検出器412は、1pps(サービス)と1pps(共通)と測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間に測定用クロックが何回入力されたか検出し、第二のクロック変動のデータとして出力する。
【0054】
また、図4に、図2における送信側入出力タイミング調整手段206の詳細が示す。図4において、送信側入出力タイミング調整手段206は、レジスタ414,FIFO415、レジスタ416で構成されている。
【0055】
以下、サンプルクロックと1pps(共通)とDDS−TWと更新カウンタと送信側PhaseDataを入力された送信側入出力タイミング調整手段206が、送信側PhaseDataを遅延素子を介したサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、送信側PhaseDataを送信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ207の要求に応じてプロセッサ207へ出力し、サンプルクロックのタイミングに合わせて該DDS−TWをDDS406へ出力する動作を説明する。
【0056】
レジスタ414は、DDS−TWと1pps(共通)とサンプルクロックを入力され、DDS−TWと、図6に図示する送信側パルスカウンタと更新カウンタとDDS−TWの3組からなるデータを、図7に図示する手順に従い生成し、サンプルクロックの入力タイミングに従い、出力する。
【0057】
図7において、S71では、サンプルクロックが入力されるまで待機する。S71において、サンプルクロックが入力されるとS72へ進み、1pps(共通)が同時に入力されたかどうか判別する。S72において、1pps(共通)が同時に入力されていればS73へ進み、1pps(共通)が同時に入力されていなければS74へ進む。S73では、送信側パルスカウンタを増加させ、S74では、上述の手順に従い更新されたDDS−TWと3組のデータを出力し、S71へ進む。
【0058】
FIFO415は、図6に図示する送信側カウンタと更新カウンタとDDS−TWの3組からなるデータと、送信側PhaseDataを、遅延素子を介したサンプルクロックが定めるタイミングに従い入力され、図8に図示する送信側精密クロック比較データを蓄積し、プロセッサ207からの要求に応じて、出力する。
【0059】
また、図4を用いて、送信側装置101の動作を説明する。
【0060】
図4において、サービスクロックがPHY401に与えられると、PHY401において、サービスクロックからクロック信号が抽出され、ジッタ除去、周波数変換装置403において、ジッタの除去と周波数の変換が行われ、SrvClkとして出力される。一方、共通クロックがPHY402に与えられると、PHY402において、共通クロックからクロック信号が抽出され、ジッタ除去、周波数変換装置404において、ジッタの除去と周波数の変換が行われ、RefClkとして出力される。
【0061】
ここで、SrvClkとRefClkは、周波数が名目上同等の信号となるよう加工されているが、サービスクロックと共通クロックが一般に異なるクロックから生成されているため、周波数確度、ジッタ、ワンダ、ドリフト、位相雑音などの特性が異なることに注意する。
【0062】
SrvClkとRefClkは、それぞれDDS405とDDS406へ入力され、DDS−TWに基づき比較用クロックに加工される。ここで、DDS406のDDS−TWは、DDS405から出力される比較用クロックと、DDS405から出力される比較用クロック(第一の周波数位相調整済み共通クロック)が、周波数確度、ジッタ、ワンダ、ドリフト、位相雑音などの特性が同等となるよう、調整されている。このDDS406のDDS−TWの算出は、プロセッサ207において、比較的粗な位相変動の傾向と、微細な位相変動の傾向を把握し行われる。
【0063】
比較的粗な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは1pps発生装置411へ入力され、1pps信号(サービス)とされ、1pps相違検出器412へ入力される。一方RefClkは、分周装置409へ入力され、サンプルクロックとされ、サンプルクロックは1pps発生装置410へ入力され、1pps(共通)とされ、1pps相違検出器412へ入力される。SrvClkから生成された1pps(サービス)とRefClkから生成された1pps(共通)を入力された1pps相違検出器412は、さらに、RefClkから流用した測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間隔を測定用クロックで計測し、標準クロック比較データとしてプロセッサ207へ出力する。プロセッサ207はこの標準クロック比較データを用いて比較的粗な位相変動の傾向を把握する。
【0064】
一方、微細な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは、DDS405へ入力され、予め与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置407へ出力される。一方RefClkは、DDS406へ入力され、レジスタ414を介して、プロセッサ207から与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置407へ出力される。DDS405から出力された比較用クロックとDDS406から出力された比較用クロックを入力された位相比較装置407は、位相差データをアナログデジタルコンバータ408へ出力し、位相差データを入力されたアナログデジタルコンバータ408は、サンプルクロックのタイミングで、位相差データにアナログデジタル変換を行い、送信側PhaseDataとし、レジスタ416へ出力する。一方、レジスタ414は、送信側パルスカウンタ、更新カウンタ、DDS−TWを、サンプルクロックに従い、レジスタ416へ出力する。レジスタ416は遅延素子を介したサンプルクロックに従いFIFO415に送信側PhaseData、送信側パルスカウンタ、更新カウンタ、DDS−TWを関連付けて、図8に記載の送信側精密クロック比較データとして書込み、FIFO415は、サンプルクロックに従い入力された送信側精密クロック比較データを保持する。プロセッサ207は適宜FIFO415から、送信側精密クロック比較データを読出し、微細な位相変動の傾向を把握する。
【0065】
こうして、比較的粗な位相変動の傾向と微細な位相変動の傾向を把握したプロセッサ207は、これらの傾向を反映させてDDS−TWを再計算し、更新カウンタを1つ増加(インクリメント)して、レジスタ414へ出力する(ディジタル設定データ演算手段としての機能)。
【0066】
また、プロセッサ207は、送信側精密クロック比較データを、クロックデータとし、受信側装置へ出力する。ここで、レジスタ414からDDS406へのDDS−TWの書込みはサンプルクロックに同期しており、レジスタ416からFIFO415への書込みは遅延素子を介したサンプルクロックに同期している一方で、プロセッサ207からレジスタ414へのDDS−TWの書込みと、FIFO415からプロセッサ207への送信側精密クロック比較データの読取りはサンプルクロックに同期しておらず、プロセッサ207にとって好適な任意のタイミングで実施できることに注意する。
【0067】
図3に、図1における受信側装置102の詳細を示す。図3において、受信側装置102は、周波数制御発振手段301、共通クロック変換手段302、精密クロック比較手段303、受信側入出力タイミング調整手段304、標準クロック比較手段305、発振周波数制御データ演算手段、周波数確度計測手段にあたるプロセッサ307、及び周波数位相調整手段1308から構成されている。
【0068】
以下、共通クロックとクロックデータを入力された受信側装置102がサービスクロックを生成し、出力する動作を説明する。
【0069】
周波数制御発振手段301は、発振周波数制御データを入力され、該発振周波数制御データから生成したクロック(以下、SrvClk)とサービスクロックを出力する。共通クロック変換手段302は、共通クロックを入力され、共通クロックから生成したクロック(以下、RefClk)と周波数がRefClkの1/Nであるクロック(以下、サンプルクロック)と、RefClkから生成した周波数が1Hzのクロック(以下、1pps(共通))を出力する。
【0070】
精密クロック比較手段303では、SrvClkと第二の周波数位相調整済み共通クロックを入力され、SrvClkと第二の周波数位相調整済み共通クロックの微細な位相変動の傾向を測定し、本発明では第三のクロック変動のデータとした、位相変動をデジタル表現したデータ(以下、受信側PhaseData)を生成し、受信側PhaseDataを受信側入出力タイミング調整手段304に出力する。
【0071】
受信側入出力タイミング調整手段304では、受信側PhaseDataをサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、受信側PhaseDataを後に詳細を述べる受信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ307の要求に応じてプロセッサ307へ出力する。
【0072】
一方、標準クロック比較手段305では、SrvClkとRefClkを流用した測定用クロックと1pps(共通)を入力され、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を測定し、本発明では第四のクロック変動のデータとした、標準クロック比較データとして、プロセッサ307へ出力する。
【0073】
プロセッサ307は、入力された精密クロック比較データと標準クロック比較データから、微細な位相変動の傾向と、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を把握し、受信側PhaseDataの連続するデータと送信側PhaseDataの連続するデータを一致させることを目標に、発振手段301へ与える発振周波数制御データを計算し、発振手段301へ出力する(発振周波数制御データ演算手段としての機能)。
【0074】
受信側入出力タイミング調整手段304は、プロセッサ307からクロックデータを入力され、サンプルクロックのタイミングに合わせて該クロックデータに内包されるDDS−TWを周波数位相調整手段308へ出力する。周波数位相調整手段308は、入力されたDDS−TWを内部で設定し、該DDS−TWによって変化した第二の周波数位相調整済み共通クロックを出力する。
【0075】
また、受信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ307は、受信用精密クロック比較データの送信側パルスカウンタが変化したデータと、受信用精密クロック比較データの受信側パルスカウンタが変化したデータの間にあるデータの個数を観察し、その間にあるデータの個数が急激に変化した場合、送信側装置と受信側装置の1pps(共通)に異常が起こったと判断する(周波数確度計測手段としての機能)。
【0076】
図5に、図3における発振手段301の詳細を示す。図5において、発振手段301は、電圧制御発振器501、周波数変換装置504、周波数変換装置505から構成されている。
【0077】
以下、発振周波数制御データを入力された発振手段301がサービスクロックとSrvClkを生成し、出力する動作を説明する。
【0078】
電圧制御発振器501は、発振周波数制御データを入力され、クロック信号を出力する。周波数変換装置504は、クロック信号を入力され、周波数変換処理を行い、サービスクロックを生成し、出力する。周波数変換装置505は、クロック信号を入力され、周波数変換処理を行い、SrvClkを生成し、出力する。
【0079】
また、図5に、図3における共通クロック変換手段302の詳細を示す。図5において、共通クロック変換手段302は、PHY502、ジッタ除去、周波数変換装置503,1/N511,1pps発生装置512から構成されている。
【0080】
以下、共通クロックを入力された共通クロック変換手段302がRefClkと、サンプルクロックと、1pps(共通)を生成し、出力する動作を説明する。
【0081】
PHY502は、共通クロックを入力され、クロック信号を抽出し、出力する。ジッタ除去、周波数変換装置503は、クロック信号を入力され、ジッタ除去、周波数変換処理を行い、RefClkを生成し、出力する。1/N511は、RefClkを入力され、RefClkを分周し、サンプルクロックを生成し、出力する。1pps発生装置512は、サンプルクロックを入力され、サンプルクロックの周波数をf(サンプルクロック)とすると、サンプルクロックがf(サンプルクロック)回入力される毎に1回サンプルクロックの入力タイミングに合わせて、1pps(共通)を出力する。
【0082】
また、図5に、図3における精密クロック比較手段303の詳細を示す。図5において、精密クロック比較手段303は、DDS506、位相比較装置508、A/D510で構成されている。
【0083】
以下、SrvClkと第二の周波数位相調整済み共通クロックを入力された精密クロック比較手段303が、受信側PhaseDataを生成し、出力する動作を説明する。
【0084】
DDS506は、SrvClkを入力され、ある固定されたDDS−TWによって変換される比較用クロックを生成し、出力する。位相比較装置508は、入力される2種類のクロックの位相を比較し、位相差データをアナログ信号として、出力する。A/D510は、アナログ信号として入力される位相差データをデジタル信号に変換し、受信側PhaseDataとして出力する。
【0085】
また、図5に、図3における標準クロック比較手段305の詳細を示す。図5において、標準クロック比較手段305は、1pps発生装置513,1pps相違検出器514で構成されている。
【0086】
以下、SrvClkと測定用クロックと1pps(共通)を入力された標準クロック比較手段305が、標準クロック比較データを出力する動作を説明する。
【0087】
1pps発生装置513は、SrvClkを入力され、SrvClkの周波数をf(SrvClk)とすると、SrvClkがf(SrvClk)回入力される毎に1回SrvClkの入力タイミングに合わせて1pps(サービス)を出力する。1pps相違検出器514は、1pps(サービス)と1pps(共通)と測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間に測定用クロックが何回入力されたか検出し、標準クロック比較データとして出力する。
【0088】
また、図5に、図3における受信側入出力タイミング調整手段304の詳細を示す。図5において、受信側入出力タイミング調整手段304は、FIFO516、レジスタ517,FIFO518で構成されている。
【0089】
以下、サンプルクロックと1pps(共通)と送信側精密クロック比較データと受信側PhaseDataを入力された受信側入出力タイミング調整手段304が、受信側PhaseDataを遅延素子を介したサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、受信側PhaseDataを受信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ307の要求に応じてプロセッサ307へ出力し、サンプルクロックのタイミングに合わせて該送信側精密クロック比較データに内包されるDDS−TWを周波数位相調整手段308(DDS507)へ出力する動作を説明する。
【0090】
FIFO516は、精密クロック比較データを入力され、精密クロック比較データに内包されるDDS−TWを、サンプルクロックの入力タイミングに従い、DDS507へ出力し、精密クロック比較データに受信側パルスカウンタを添付したデータを、サンプルクロックの入力タイミングに従い、レジスタ517へ出力する。FIFO518は、送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタと受信側PhaseDataからなるデータを、遅延素子を介したサンプルクロックが定めるタイミングに従い入力され、図10に図示する受信側パルスカウンタと送信側精密クロック比較データと受信側PhaseDataからなるデータ(以下、受信側精密クロック比較データ)を、蓄積し、プロセッサ307からの要求に応じて、出力する。レジスタ517は、受信側PhaseDataと送信側精密クロック比較データに受信側パルスカウンタを添付したデータと、遅延素子を介したサンプルクロックを入力され、遅延素子を介したサンプルクロックが入力される直前に入力された送信側精密クロック比較データに受信側パルスカウンタを添付したデータと受信側PhaseDataを、サンプルクロックが入力されたタイミングに出力する。
【0091】
また、図5を用いて、受信側装置102の動作を説明する。
【0092】
図5において、発振周波数制御データが電圧制御発振器501に与えられると、電圧制御発振器501において、発振周波数制御データに従いクロックが出力され、周波数変換装置504において、周波数の変換が行われ、サービスクロックとして出力され、周波数変換装置505において、周波数の変換が行われ、SrvClkとして出力される。
【0093】
一方、共通クロックがPHY502に与えられると、PHY502において、共通クロックからクロック信号が抽出され、ジッタ除去、周波数変換装置503において、ジッタの除去と周波数の変換が行われ、RefClkとして出力される。SrvClkとRefClkは、それぞれDDS506とDDS507へ入力され、DDS−TWに基づき比較用クロックに加工される。
【0094】
ここで、発振周波数制御データの算出は、プロセッサ307において、送信側における比較的粗な位相変動の傾向と、送信側における微細な位相変動の傾向が、それぞれ、受信側における比較的粗な位相変動の傾向と、受信側における微細な位相変動の傾向と一致するように、行われる。
【0095】
送信側における比較的粗な位相変動の傾向の把握は、送信側装置から送信されてきたクロックデータに内包されるDDS−TWの値の大きな変化を検証することで行われる。送信側における微細な位相変動の傾向の把握は、送信側装置から送信されてきたクロックデータに内包される送信側PhaseDataを用いて行われる。
【0096】
受信側における比較的粗な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは1pps発生装置513へ入力され、1pps信号(サービス)とされ、1pps相違検出器514へ入力される。一方RefClkは、分周装置511へ入力され、サンプルクロックとされ、サンプルクロックは1pps発生装置512へ入力され、1pps(共通)とされ、1pps相違検出器514へ入力される。SrvClkから生成された1pps(サービス)とRefClkから生成された1pps(共通)を入力された1pps相違検出器514は、さらに、RefClkから流用した測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間隔を測定用クロックで計測し、標準クロック比較データとしてプロセッサ307へ出力する。プロセッサ307はこの標準クロック比較データを用いて受信側の比較的粗な位相変動の傾向を把握する。
【0097】
受信側における微細な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは、DDS506へ入力され、予め与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置508へ出力される。一方RefClkは、DDS507へ入力され、FIFO516を介して、プロセッサ307から与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置508へ出力される。DDS506から出力された比較用クロックとDDS507から出力された比較用クロックを入力された位相比較装置508は、位相差データをアナログデジタルコンバータ510へ出力し、位相差データを入力されたアナログデジタルコンバータ510は、サンプルクロックのタイミングで、位相差データにアナログデジタル変換を行い、受信側PhaseDataとし、レジスタ517へ出力する。一方、FIFO516は受信側パルスカウンタ、送信側精密クロック比較データを、サンプルクロックに従い、レジスタ517へ出力する。レジスタ517は、入力された受信側PhaseDataと、送信側精密クロック比較データと受信側1ppsを関連付けたデータ(以下、受信側精密クロック比較データ)を保存し、遅延素子を介したサンプルクロックに従い、FIFO518へ出力する。プロセッサ307は適宜FIFO518から、受信側精密クロック比較データを読出し、微細な位相変動の傾向を把握する。
【0098】
こうして、プロセッサ307は、送信側における比較的粗な位相変動の傾向と、送信側における微細な位相変動の傾向と、受信側における比較的粗な位相変動の傾向と、受信側における微細な位相変動の傾向を把握し、送信側における比較的粗な位相変動の傾向と、送信側における微細な位相変動の傾向が、それぞれ、受信側における比較的粗な位相変動の傾向と、受信側における微細な位相変動の傾向と一致するように発振周波数制御データを再計算し、周波数制御発振手段301へ出力する(発振周波数制御データ演算手段の機能)。
【0099】
また、受信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ307は、受信用精密クロック比較データの送信側パルスカウンタが変化したデータと、受信用精密クロック比較データの受信側パルスカウンタが変化したデータの間にあるデータの個数を観察し、その間にあるデータの個数が急激に変化した場合、送信側装置と受信側装置の共通クロックに異常が起こったと判断する(周波数確度計測手段としての機能)。
【0100】
ここで、FIFO516からDDS507へのDDS−TWの書込みと、FIFO516からレジスタ517への送信側精密クロック比較データと受信側1ppsの書込みはサンプルクロックに同期しており、レジスタ517からFIFO518への書込みはサンプルクロックを遅延させたクロックに同期しており、プロセッサ307からFIFO516へのDDS−TWの書込みと、FIFO518からプロセッサ307への受信側精密クロック比較データの読取りはサンプルクロックに同期しておらず、プロセッサ307にとって好適な任意のタイミングで実施できることに注意する。
【0101】
図11に、本発明の第二の実施の形態としてのサービスクロック伝送システムを示す。
【0102】
図11において、送信側装置1101は、サービスクロックと外部基準パルスと共通クロックを入力され、後に詳細に説明するクロックデータを出力する。受信側装置1102は、共通クロックと外部基準パルスとクロックデータとサービスクロック遅延制御データを入力され、サービスクロックを出力する。共通クロック供給装置1103は、送信側装置1101と受信側装置1102に共通クロックを供給する。基準パルス供給装置1104は、送信側装置1101と受信側装置1102に外部基準パルスを供給する。
【0103】
図11において、サービスクロックと外部基準パルスと共通クロックが送信側装置1101に与えられると、送信側装置1101は、外部基準パルスと共通クロックを用いて、受信側装置1102でサービスクロックを回復するために必要となるデータを、クロックデータとして生成し、受信側装置1102へ伝送させる。
【0104】
受信側装置1102では、外部基準パルスと共通クロックとクロックデータとサービスクロック遅延制御データが与えられると、外部基準パルスと共通クロックとクロックデータから、サービスクロックを回復し、サービスクロック遅延制御データに従い出力する。
【0105】
図11の共通クロック供給装置1103は、ディジタル網における網同期供給装置等を用いることができ、共通クロックとして網同期供給装置が供給する網同期信号を用いることができ、当業者にとってよく知られているので、その詳細な構成は省略する。
【0106】
図11の基準パルス供給装置1104は、GPS受信装置等を用いることができ、基準パルスとしてGPS受信装置が供給する1ppsを用いることができ、当業者にとってよく知られているので、その詳細な構成は省略する。
【0107】
図12に、図11における送信側装置1101の詳細を示す。図12において、送信側装置1101は、サービスクロック変換手段1201、共通クロック変換手段1202、精密クロック比較手段1203、標準クロック比較手段1204、外部基準パルス測定手段1205、送信側入出力タイミング調整手段1206、ディジタル設定データ演算手段1207(以下、プロセッサ1207)、周波数位相調整手段1208から構成されている。
【0108】
以下、サービスクロックと共通クロックと外部基準パルスを入力された送信側装置1101が後に詳細を述べるクロックデータを生成し、受信側装置1102へ送出する動作を説明する。
【0109】
サービスクロック変換手段1201は、サービスクロックを入力され、サービスクロックから生成したクロック(以下、SrvClk)を出力する。共通クロック変換手段1202は、共通クロックとパルス制御信号を入力され、共通クロックから生成したクロック(以下、RefClk)と周波数がRefClkの1/Nであるクロック(以下、サンプルクロック)と、本発明では送信側共通クロックパルスとした、RefClkから生成した周波数が1Hzのクロック(以下、1pps(共通))をパルス制御信号に従い、出力する。
【0110】
精密クロック比較手段1203では、SrvClkと第一の周波数位相調整済み共通クロックを入力され、SrvClkと第一の周波数位相調整済み共通クロックの微細な位相変動の傾向を測定し、本発明において第一のクロック変動のデータとした、位相変動をデジタル表現したデータ(以下、送信側PhaseData)を生成し、送信側PhaseDataを送信側入出力タイミング調整手段1206に出力する。
【0111】
送信側入出力タイミング調整手段1206では、送信側PhaseDataをサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、送信側PhaseDataを後に詳細を述べる送信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ1207の要求に応じてプロセッサ1207へ出力する。
【0112】
一方、標準クロック比較手段1204では、SrvClkとサンプルクロックと1pps(共通)を入力され、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を測定し、本発明において第二のクロック変動のデータとした、後に詳細を述べる標準クロック比較データとしてプロセッサ1207へ出力する。
【0113】
プロセッサ1207は、入力された送信側精密クロック比較データと標準クロック比較データから、微細な位相変動の傾向と、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を把握し、送信側PhaseDataが0となることを目標に、本発明ではディジタル設定データとした、精密クロック比較手段1203へ与えるパラメータDDS−TWを計算し、送信側入出力タイミング調整手段1206へ出力する(ディジタル設定データ演算手段としての機能)。
【0114】
送信側入出力タイミング調整手段1206は、プロセッサ1207からDDS−TWを入力され、サンプルクロックのタイミングに合わせて該DDS−TWを周波数位相調整手段1208へ出力する。
【0115】
周波数位相調整手段1208は、入力されたDDS−TWを内部で設定し、該DDS−TWによって変化した第一の周波数位相調整済み共通クロックを出力する。
【0116】
また、外部基準パルス測定手段1205は、外部基準パルス(以下、1pps(外部))と1pps(共通)とサンプルクロックを入力され、1pps(外部)と1pps(共通)のタイミングのズレを測定し、送信側基準パルス相違データとしてプロセッサ1207へ出力する。
【0117】
外部基準パルス測定手段1205から送信側基準パルス相違データを入力され、送信側入出力タイミング調整手段1206から送信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ1207は、送信側基準パルス相違データと送信側精密クロック比較データを合成し、クロックデータとし、受信側装置1102へ送出する。また、送信側基準パルス相違データを入力されたプロセッサ1207は、共通クロック変換手段1202ヘパルス制御信号へ出力し、1pps(共通)のタイミングを制御する(パルス制御手段としての機能)。
【0118】
図14に、図12におけるサービスクロック変換手段1201の詳細を示す。図14において、サービスクロック変換手段1201は、フィジカルレイヤインターフェイス(以下、PHY)1401、及びジッタ除去、周波数変換装置1403から構成されている。
【0119】
以下、サービスクロックを入力されたサービスクロック変換手段1201がSrvClkを生成し、出力する動作を説明する。
【0120】
PHY1401は、サービスクロックを入力され、クロック信号を抽出し、出力する。ジッタ除去、周波数変換装置1403は、クロック信号を入力され、ジッタ除去、周波数変換処理を行い、SrvClkを生成し、出力する。
【0121】
また、図14に、図12における共通クロック変換手段1202の詳細を示す。図14において、共通クロック変換手段1202は、PHY1402、ジッタ除去、周波数変換装置1404、分周装置1409(以下、1/N)、及び1pps発生装置1410から構成されている。
【0122】
以下、共通クロックとパルス制御信号を入力された共通クロック変換手段1202が、パルス制御信号に従った1pps(共通)と、RefClkと、サンプルクロックを生成し、出力する動作を説明する。
【0123】
PHY1402は、共通クロックを入力され、クロック信号を抽出し、出力する。ジッタ除去、周波数変換装置1404は、クロック信号を入力され、ジッタ除去、周波数変換処理を行い、RefClkを生成し、出力する。1/N1409は、RefClkを入力され、RefClkを分周し、サンプルクロックを生成し、出力する。1pps発生装置1410は、サンプルクロックを入力され、サンプルクロックの周波数をf(サンプルクロック)とすると、サンプルクロックがf(サンプルクロック)回入力される毎に1回、サンプルクロックの入力タイミングとパルス制御信号に従いパルス(1pps(共通))を出力する。
【0124】
また、図14に、図12における精密クロック比較手段1203の詳細を示す。図14において、精密クロック比較手段1203は、ダイレクトディジタルシンセサイザ(以下、DDS)1405、位相比較装置1407、アナログディジタルコンバータ(以下、A/D)1408で構成されている。
【0125】
以下、SrvClkと第一の周波数位相調整済み共通クロックを入力された精密クロック比較手段1203が、送信側PhaseDataを生成し、出力する動作を説明する。
【0126】
DDS1405は、SrvClkを入力され、ある固定されたDDS−TWによって変換される比較用クロックを生成し、出力する。位相比較装置1407は、入力される比較用クロックと第一の周波数位相調整済み共通クロックの位相を比較し、位相差データをアナログ信号として、出力する。A/D1408は、アナログ信号として入力される位相差データをデジタル信号に変換し、送信側PhaseDataとして出力する。
【0127】
また、図14に、図12における標準クロック比較手段1204の詳細を示す。図14において、標準クロック比較手段1204は、1pps発生装置1411、1pps相違検出器1412で構成されている。
【0128】
以下、SrvClkと測定用クロック(ここでは、RefClkを流用する)と1pps(共通)を入力された標準クロック比較手段1204が、第二のクロック変動のデータを出力する動作を説明する。
【0129】
1pps発生装置1411は、SrvClkを入力され、SrvClkの周波数をf(SrvClk)とすると、SrvClkがf(SrvClk)回入力される毎に1回SrvClkの入力タイミングに合わせてパルス(1pps(サービス))を出力する。1pps相違検出器1412は、1pps(サービス)と1pps(共通)と測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間に測定用クロックが何回入力されたか検出し、第二のクロック変動のデータとして出力する。
【0130】
また、図14に、図12における外部基準パルス測定手段1205の詳細を示す。図14において、外部基準パルス測定手段1205は、1pps相違検出器1413で構成されている。
【0131】
以下、1pps(外部)とサンプルクロックと1pps(共通)を入力された外部基準パルス測定手段1205が、送信側基準パルス相違データを出力する動作を説明する。
【0132】
1pps相違検出器1413は、外部基準パルス(1pps(外部))と1pps(共通)と測定用クロックを入力され、1pps(外部)と1pps(共通)の間に測定用クロックが何回入力されたか検出し、送信側基準パルス相違データとして出力する。
【0133】
また、図14に、図12における送信側入出力タイミング調整手段1206の詳細を示す。図14において、送信側入出力タイミング調整手段1206は、レジスタ1414,FIFO1415、レジスタ1416で構成されている。
【0134】
以下、サンプルクロックと1pps(共通)とDDS−TWと更新カウンタと送信側PhaseDataを入力された送信側入出力タイミング調整手段1206が、送信側PhaseDataを遅延素子を介したサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、送信側PhaseDataを送信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ1207の要求に応じてプロセッサ1207へ出力し、サンプルクロックのタイミングに合わせて該DDS−TWをDDS1406へ出力する動作を説明する。
【0135】
レジスタ1414は、DDS−TWと1pps(共通)とサンプルクロックを入力され、DDS−TWと、図6に図示する送信側パルスカウンタと更新カウンタとDDS−TWの3組からなるデータを、図7に図示する手順に従い生成し、サンプルクロックの入力タイミングに従い、出力する。
【0136】
図7において、S71では、サンプルクロックが入力されるまで待機する。S71において、サンプルクロックが入力されるとS72へ進み、1pps(共通)が同時に入力されたかどうか判別する。S72において、1pps(共通)が同時に入力されていればS73へ進み、1pps(共通)が同時に入力されていなければS74へ進む。S73では、送信側パルスカウンタを増加させ、S74では、上述の手順に従い更新されたDDS−TWと3組のデータを出力し、S71へ進む。
【0137】
FIFO1415は、図6に図示する送信側カウンタと更新カウンタとDDS−TWの3組からなるデータと、送信側PhaseDataを、遅延素子を介したサンプルクロックが定めるタイミングに従い入力され、図8に図示する送信側精密クロック比較データを蓄積し、プロセッサ1207からの要求に応じて、出力する。
【0138】
また、図14を用いて、送信側装置1101の動作を説明する。
【0139】
図14において、サービスクロックがPHY1401に与えられると、PHY1401において、サービスクロックからクロック信号が抽出され、ジッタ除去、周波数変換装置1403において、ジッタの除去と周波数の変換が行われ、SrvClkとして出力される。一方、共通クロックがPHY1402に与えられると、PHY1402において、共通クロックからクロック信号が抽出され、ジッタ除去、周波数変換装置1404において、ジッタの除去と周波数の変換が行われ、RefClkとして出力される。
【0140】
ここで、SrvClkとRefClkは、周波数が名目上同等の信号となるよう加工されているが、サービスクロックと共通クロックが一般に異なるクロックから生成されているため、周波数確度、ジッタ、ワンダ、ドリフト、位相雑音などの特性が異なることに注意する。
【0141】
SrvClkとRefClkは、それぞれDDS1405とDDS1406へ入力され、DDS−TWに基づき比較用クロックに加工される。ここで、DDS1406のDDS−TWは、DDS1405から出力される比較用クロックと、DDS405から出力される比較用クロック(第一の周波数位相調整済み共通クロック)が、周波数確度、ジッタ、ワンダ、ドリフト、位相雑音などの特性が同等となるよう、調整されている。このDDS1406のDDS−TWの算出は、プロセッサ1207において、比較的粗な位相変動の傾向と、微細な位相変動の傾向を把握し行われる。
【0142】
比較的粗な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは1pps発生装置1411へ入力され、1pps信号(サービス)とされ、1pps相違検出器1412へ入力される。一方RefClkは、分周装置1409へ入力され、サンプルクロックとされ、サンプルクロックは1pps発生装置1410へ入力され、1pps(共通)とされ、1pps相違検出器1412へ入力される。SrvClkから生成された1pps(サービス)とRefClkから生成された1pps(共通)を入力された1pps相違検出器1412は、さらに、RefClkから流用した測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間隔を測定用クロックで計測し、標準クロック比較データとしてプロセッサ1207へ出力する。プロセッサ1207はこの標準クロック比較データを用いて比較的粗な位相変動の傾向を把握する。
【0143】
一方、微細な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは、DDS1405へ入力され、予め与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置1407へ出力される。一方RefClkは、DDS1406へ入力され、レジスタ1414を介して、プロセッサ1207から与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置1407へ出力される。DDS1405から出力された比較用クロックとDDS1406から出力された比較用クロックを入力された位相比較装置1407は、位相差データをアナログデジタルコンバータ1408へ出力し、位相差データを入力されたアナログデジタルコンバータ1408は、サンプルクロックのタイミングで、位相差データにアナログデジタル変換を行い、送信側PhaseDataとし、レジスタ1416へ出力する。一方、レジスタ1414は、送信側パルスカウンタ、更新カウンタ、DDS−TWを、サンプルクロックに従い、レジスタ1416へ出力する。レジスタ1416は遅延素子を介したサンプルクロックに従いFIFO1415に送信側PhaseData、送信側パルスカウンタ、更新カウンタ、DDS−TWを関連付けて、図8に記載の送信側精密クロック比較データとして書込み、FIFO1415は、サンプルクロックに従い入力された送信側精密クロック比較データを保持する。プロセッサ1207は適宜FIFO1415から、送信側精密クロック比較データを読出し、微細な位相変動の傾向を把握する。
【0144】
こうして、比較的粗な位相変動の傾向と微細な位相変動の傾向を把握したプロセッサ1207は、更新カウンタを1つ増加(インクリメント)して、DDS−TWを再計算し、レジスタ1414へ出力する(ディジタル設定データ演算手段としての機能)。
【0145】
また,1pps検出器1413から送信側基準パルス相違データを入力されたプロセッサ1207は、送信側精密クロック比較データと送信側基準パルス相違データを合わせて、クロックデータとし、受信側装置へ出力する。また、送信側基準パルス相違データを入力されたプロセッサ1207は、共通クロック変換手段1202ヘパルス制御信号へ出力し、1pps(共通)のタイミングを制御する(パルス制御手段としての機能)。
【0146】
ここで、レジスタ1414からDDS1406へのDDS−TW書込みはサンプルクロックに同期しており、レジスタ1416からFIFO1415への書込みは遅延素子を介したサンプルクロックに同期している一方で、プロセッサ1207からレジスタ1414へのDDS−TW書込みと、FIFO1415からプロセッサ1207への送信側精密クロック比較データの読取りはサンプルクロックに同期しておらず、プロセッサ1207にとって好適な任意のタイミングで実施できることに注意する。
【0147】
図13に、図11における受信側装置1102の詳細を示す。図13において、受信側装置1102は、周波数制御発振手段1301、共通クロック変換手段1302、精密クロック比較手段1303、受信側入出力タイミング調整手段1304、標準クロック比較手段1305、外部基準パルス測定手段1306、発振周波数制御データ演算手段、周波数確度計測手段、サービスクロック遅延制御手段、パルス制御手段にあたるプロセッサ1307、周波数位相調整手段1308から構成されている。
【0148】
以下、共通クロックと外部基準パルスとクロックデータとサービスクロック遅延制御データを入力された受信側装置1102がサービスクロックを生成し、出力する動作を説明する。
【0149】
周波数制御発振手段1301は、発振周波数制御データを入力され、該発振周波数制御データから生成したクロック(以下、SrvClk)とサービスクロックを出力する。共通クロック変換手段1302は、共通クロックを入力され、共通クロックから生成したクロック(以下、RefClk)と周波数がRefClkの1/Nであるクロック(以下、サンプルクロック)と、RefClkから生成した周波数が1Hzのクロック(以下、1pps(共通))を出力する。精密クロック比較手段1303では、SrvClkと第二の周波数位相調整済み共通クロックを入力され、SrvClkと第二の周波数位相調整済み共通クロックの微細な位相変動の傾向を測定し、本発明では第三のクロック変動のデータとした、位相変動をデジタル表現したデータ(以下、受信側PhaseData)を生成し、受信側PhaseDataを受信側入出力タイミング調整手段1304に出力する。
【0150】
受信側入出力タイミング調整手段1304では、受信側PhaseDataをサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、受信側PhaseDataを後に詳細を述べる受信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ1307の要求に応じてプロセッサ1307へ出力する。
【0151】
一方、標準クロック比較手段1305では、SrvClkとRefClkを流用した測定用クロックと1pps(共通)を入力され、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を測定し、本発明では第四のクロック変動のデータとした、標準クロック比較データとして、プロセッサ1307へ出力する。
【0152】
プロセッサ1307は、入力された精密クロック比較データと標準クロック比較データから、微細な位相変動の傾向と、SrvClkとRefClkの比較的粗な位相変動の傾向を把握し、受信側PhaseDataの連続するデータと送信側PhaseDataの連続するデータを後に詳細を述べるサービスクロック遅延データが指示する時間だけずらした時間軸上で一致させることを目標に、発振手段1301へ与える発振周波数制御データを計算し、発振手段1301へ出力する(発振周波数制御データ演算手段としての機能)。
【0153】
受信側入出力タイミング調整手段1304は、プロセッサ1307からクロックデータを入力され、サンプルクロックのタイミングに合わせて該クロックデータに内包されるDDS−TWを周波数位相調整手段1308へ出力する。周波数位相調整手段1308は、入力されたDDS−TWを内部で設定し、該DDS−TWによって変化した第二の周波数位相調整済み共通クロックを出力する。
【0154】
また、外部基準パルス測定手段1306は、外部基準パルス(1pps(外部))と1pps(共通)とサンプルクロックを入力され、1pps(外部)と1pps(共通)のタイミングのズレを測定し、後に詳細を述べる受信側基準パルス相違データとしてプロセッサ1307へ出力する。
【0155】
外部基準パルス測定手段1306から受信側基準パルス相違データを入力され、受信側入出力タイミング調整手段1304から受信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ1307は、受信側基準パルス相違データと送信側装置から送信されたクロックデータに内包される送信側基準パルス相違データを用いて、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成されるサービスクロックの時間的ズレとしてサービスクロック遅延データを計測し、受信側精密クロック比較データの一部を重複あるいは廃棄させてサービスクロックの遅延を制御する(サービスクロック遅延制御手段としての機能)。
【0156】
また、受信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ1307は、受信用精密クロック比較データの送信側パルスカウンタが変化したデータと、受信用精密クロック比較データの受信側パルスカウンタが変化したデータの間にあるデータの個数を観察し、その間にあるデータの個数が急激に変化した場合、送信側装置と受信側装置の1pps(共通)に異常が起こったと判断する(周波数確度計測手段としての機能)。
【0157】
また、受信側基準パルス相違データを入力されたプロセッサ1307は、共通クロック変換手段1302ヘパルス制御信号へ出力し、1pps(共通)のタイミングを制御する(パルス制御手段としての機能)。
【0158】
図15に、図13における発振手段1301の詳細を示す。図15において、発振手段1301は、電圧制御発振器1501、周波数変換装置1504、周波数変換装置1505から構成されている。
【0159】
以下、発振周波数制御データを入力された発振手段1301がサービスクロックとSrvClkを生成し、出力する動作を説明する。
【0160】
電圧制御発振器1501は、発振周波数制御データを入力され、クロック信号を出力する。周波数変換装置1504は、クロック信号を入力され、周波数変換処理を行い、サービスクロックを生成し、出力する。周波数変換装置1505は、クロック信号を入力され、周波数変換処理を行い、SrvClkを生成し、出力する。
【0161】
また、図15に、図13における共通クロック変換手段1302の詳細を示す。図15において、共通クロック変換手段1302は、PHY1502、ジッタ除去、周波数変換装置1503,1/N1511,1pps発生装置1512から構成されている。
【0162】
以下、共通クロックとパルス制御信号を入力された共通クロック変換手段1302がRefClkと、サンプルクロックと、1pps(共通)を生成し、出力する動作を説明する。
【0163】
PHY1502は、共通クロックを入力され、クロック信号を抽出し、出力する。ジッタ除去、周波数変換装置1503は、クロック信号を入力され、ジッタ除去、周波数変換処理を行い、RefClkを生成し、出力する。1/N1511は、RefClkを入力され、RefClkを分周し、サンプルクロックを生成し、出力する。1pps発生装置1512は、サンプルクロックを入力され、サンプルクロックの周波数をf(サンプルクロック)とすると、サンプルクロックがf(サンプルクロック)回入力される毎に1回サンプルクロックの入力タイミングに合わせて、パルス制御信号に従い、パルス(1pps(共通))を出力する。
【0164】
また、図15に、図13における精密クロック比較手段1303の詳細を示す。図15において、精密クロック比較手段1303は、DDS1506、位相比較装置1508,A/D1510で構成されている。
【0165】
以下、SrvClkと第二の周波数位相調整済み共通クロックを入力された精密クロック比較手段1303が、受信側PhaseDataを生成し、出力する動作を説明する。
【0166】
DDS1506は、SrvClkを入力され、ある固定されたDDS−TWによって変換される比較用クロックを生成し、出力する。位相比較装置1508は、入力される2種類のクロックの位相を比較し、位相差データをアナログ信号として、出力する。A/D1510は、アナログ信号として入力される位相差データをデジタル信号に変換し、受信側PhaseDataとして出力する。
【0167】
また、図15に、図13における標準クロック比較手段1305の詳細を示す。図15において、標準クロック比較手段1305は、1pps発生装置1513,1pps相違検出器1514で構成されている。
【0168】
以下、SrvClkと測定用クロックと1pps(共通)を入力された標準クロック比較手段1305が、標準クロック比較データを出力する動作を説明する。
【0169】
1pps発生装置1513は、SrvClkを入力され、SrvClkの周波数をf(SrvClk)とすると、SrvClkがf(SrvClk)回入力される毎に1回SrvClkの入力タイミングに合わせてパルス(1pps(サービス))を出力する。1pps相違検出器1514は、1pps(サービス)と1pps(共通)と測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間に測定用クロックが何回入力されたか検出し、標準クロック比較データとして出力する。
【0170】
また、図15に、図13における外部基準パルス測定手段1306の詳細を示す。図15において、外部基準パルス測定手段1306は、1pps相違検出器1515で構成されている。
【0171】
以下、1pps(外部)と測定用クロックと1pps(共通)を入力された外部基準パルス測定手段1306が、受信側基準パルス相違データを出力する動作を説明する。
【0172】
1pps相違検出器1515は、外部基準パルス(1pps(外部))と1pps(共通)とサンプルクロックを入力され、1pps(外部)と1pps(共通)の間に測定用クロックが何回入力されたか検出し、受信側基準パルス相違データとして出力する。
【0173】
また、図15に、図13における受信側入出力タイミング調整手段1304の詳細を示す。図15において、受信側入出力タイミング調整手段1304は、FIFO1516、レジスタ1517,FIFO1518で構成されている。
【0174】
以下、サンプルクロックと1pps(共通)と送信側精密クロック比較データと受信側PhaseDataを入力された受信側入出力タイミング調整手段1304が、受信側PhaseDataを遅延素子を介したサンプルクロックの入力されるタイミングでラッチし、受信側PhaseDataを受信側精密クロック比較データに内包し、プロセッサ1307の要求に応じてプロセッサ1307へ出力し、サンプルクロックのタイミングに合わせて該送信側精密クロック比較データに内包されるDDS−TWを周波数位相調整手段1308(DDS1507)へ出力する動作を説明する。
【0175】
FIFO1516は、精密クロック比較データを入力され、精密クロック比較データに内包されるDDS−TWを、サンプルクロックの入力タイミングに従い、DDS1507へ出力し、精密クロック比較データに受信側パルスカウンタを添付したデータを、サンプルクロックの入力タイミングに従い、レジスタ1517へ出力する。
【0176】
FIFO1518は、送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタと受信側PhaseDataからなるデータを、遅延素子を介したサンプルクロックが定めるタイミングに従い入力され、図10に図示する受信側パルスカウンタと送信側精密クロック比較データと受信側PhaseDataからなるデータ(以下、受信側精密クロック比較データ)を、蓄積し、プロセッサ1307からの要求に応じて、出力する。
【0177】
レジスタ1517は、受信側PhaseDataと送信側精密クロック比較データに受信側パルスカウンタを添付したデータと、遅延素子を介したサンプルクロックを入力され、遅延素子を介したサンプルクロックが入力される直前に入力された送信側精密クロック比較データに受信側パルスカウンタを添付したデータと受信側PhaseDataを、サンプルクロックが入力されたタイミングに出力する。
【0178】
また、図15を用いて、受信側装置1102の動作を説明する。
【0179】
図15において、発振周波数制御データが電圧制御発振器1501に与えられると、電圧制御発振器1501において、発振周波数制御データに従いクロックが出力され、周波数変換装置1504において、周波数の変換が行われ、サービスクロックとして出力され、周波数変換装置1505において、周波数の変換が行われ、SrvClkとして出力される。
【0180】
一方、共通クロックがPHY1502に与えられると、PHY1502において、共通クロックからクロック信号が抽出され、ジッタ除去、周波数変換装置1503において、ジッタの除去と周波数の変換が行われ、RefClkとして出力される。SrvClkとRefClkは、それぞれDDS1506とDDS1507へ入力され、DDS−TWに基づき比較用クロックに加工される。
【0181】
ここで、発振周波数制御データの算出は、プロセッサ1307において、送信側における比較的粗な位相変動の傾向と、送信側における微細な位相変動の傾向が、それぞれ、受信側における比較的粗な位相変動の傾向と、受信側における微細な位相変動の傾向と一致するように、行われる。
【0182】
送信側における比較的粗な位相変動の傾向の把握は、送信側装置から送信されてきたクロックデータに内包されるDDS−TWの大きな変化を検証することで行われる。
【0183】
送信側における微細な位相変動の傾向の把握は、送信側装置から送信されてきたクロックデータに内包される送信側PhaseDataを用いて行われる。
【0184】
受信側における比較的粗な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは1pps発生装置1513へ入力され、1pps信号(サービス)とされ、1pps相違検出器1514へ入力される。一方RefClkは、分周装置1511へ入力され、サンプルクロックとされ、サンプルクロックは1pps発生装置1512へ入力され、1pps(共通)とされ、1pps相違検出器1514へ入力される。SrvClkから生成された1pps(サービス)とRefClkから生成された1pps(共通)を入力された1pps相違検出器1514は、さらに、RefClkから流用した測定用クロックを入力され、1pps(サービス)と1pps(共通)の間隔を測定用クロックで計測し、標準クロック比較データとしてプロセッサ1307へ出力する。プロセッサ1307はこの標準クロック比較データを用いて受信側の比較的粗な位相変動の傾向を把握する。
【0185】
受信側における微細な位相変動の傾向の把握は、以下のように行われる。SrvClkは、DDS1506へ入力され、予め与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置1508へ出力される。一方RefCkは、DDS1507へ入力され、FIFO1516を介して、プロセッサ1307から与えられたDDS−TWに従い、比較用クロックに変換され、位相比較装置1508へ出力される。DDS1506から出力された比較用クロックとDDS1507から出力された比較用クロックを入力された位相比較装置1508は、位相差データをアナログデジタルコンバータ1510へ出力し、位相差データを入力されたアナログデジタルコンバータ1510は、サンプルクロックのタイミングで、位相差データにアナログデジタル変換を行い、受信側PhaseDataとし、レジスタ1517へ出力する。一方、FIFO1516は受信側パルスカウンタ、送信側精密クロック比較データを、サンプルクロックに従い、レジスタ1517へ出力する。レジスタ1517は、入力された受信側PhaseDataと、送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタを関連付けたデータ(以下、受信側精密クロック比較データ)を保存し、遅延素子を介したサンプルクロックに従い、FIFO1518へ出力する。プロセッサ1307は適宜FIFO1518から、受信側精密クロック比較データを読出し、微細な位相変動の傾向を把握する。
【0186】
こうして、プロセッサ1307は、送信側における比較的粗な位相変動の傾向と、送信側における微細な位相変動の傾向と、受信側における比較的粗な位相変動の傾向と、受信側における微細な位相変動の傾向を把握し、送信側における比較的粗な位相変動の傾向と、送信側における微細な位相変動の傾向が、それぞれ、受信側における比較的粗な位相変動の傾向と、受信側における微細な位相変動の傾向と一致するように発振周波数制御データを再計算し、周波数制御発振手段1301へ出力する(発振周波数制御データ演算手段の機能)。
【0187】
外部基準パルス測定手段1306から受信側基準パルス相違データを入力され、受信側入出力タイミング調整手段1304から受信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ1307は、受信側基準パルス相違データと受信側精密クロック比較データに内包される送信側装置から送信されたクロックデータに内包される送信側基準パルス相違データを用いて、サービスクロック遅延データを計測し、サービスクロックの遅延を制御する(サービスクロック遅延制御手段としての機能)。
【0188】
また、受信側精密クロック比較データを入力されたプロセッサ1307は、受信用精密クロック比較データの送信側パルスカウンタが変化したデータと、受信用精密クロック比較データの受信側パルスカウンタが変化したデータの間にあるデータの個数を観察し、その間にあるデータの個数が急激に変化した場合、送信側装置と受信側装置の共通クロックに異常が起こったと判断する(周波数確度計測手段としての機能)。
【0189】
また、受信側基準パルス相違データを入力されたプロセッサ1307は、共通クロック変換手段1302ヘパルス制御信号へ出力し、1pps(共通)のタイミングを制御する(パルス制御手段としての機能)。
【0190】
ここで、FIFO1516からDDS1507へのDDS−TW書込みと、FIFO1516からレジスタ1517への送信側精密クロック比較データと受信側1ppsの書込みはサンプルクロックに同期しており、レジスタ1517からFIFO1518への書込みはサンプルクロックを遅延させたクロックに同期しており、プロセッサ1307からFIFO1516へのDDS−TW書込みと、FIFO1518からプロセッサ1307への受信側精密クロック比較データの読取りはサンプルクロックに同期しておらず、プロセッサ1307にとって好適な任意のタイミングで実施できることに注意する。
【0191】
なお、送信側装置及び受信側装置において、共通クロックパルスである1pps(共通)は、外部基準パルスと同期させて生成しても良い。
【0192】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、次のような効果を奏する。
【0193】
本発明の第1の効果は、受信側装置において、送信側装置へ入力されたサービスクロックを高精度に再現できることにある。
【0194】
その第一の理由は、送信側装置において、サービスクロックと共通クロックを入力され、演算されたディジタル設定データにより周波数位相調整した第一の周波数位相調整済み共通クロックとサービスクロックとの微細な第一のクロック変動が小さくなるよう、共通クロックとサービスクロックとの比較的粗な第二のクロック変動を把握してディジタル設定データを演算するとともに、第一のクロック変動とディジタル設定データをクロックデータに内包して出力し、受信側装置において、共通クロックとクロックデータを入力され、ディジタル設定データに従い周波数位相調整した周波数位相調整み共通クロックと発振周波数との微細な第三のクロック変動が第一のクロック変動と一致するよう、共通クロックと発振周波数との比較的粗な第四のクロック変動を把握して発振周波数を制御し、サービスクロックを回復し、出力するように構成したので、受信側装置において、送信側装置へ入力されたサービスクロックを高精度に再現できるという効果が得られるためである。
【0195】
その第二の理由は、ディジタル設定データを演算する手段と、発振周波数制御データを演算する手段へのデータの入出力を、サンプルクロックと非同期に行い、演算速度の等時性への要求を緩やかにするという効果が得られるためである。
【0196】
その第三の理由は、ディジタル設定データの書込みと第一のクロック変動のデータの読込みをサンプルクロックに正確に同期させて行うことができ、書込んだディジタル設定データと第一のクロック変動のデータの対応関係を明確に把握することができるという効果が得られるためである。
【0197】
その第四の理由は、ディジタル設定データの書込みと第三のクロック変動のデータの読込みをサンプルクロックに正確に同期させて行うことができ、書込んだディジタル設定データと第三のクロック変動のデータの対応関係を明確に把握することができるという効果が得られるためである。
【0198】
その第五の理由は、受信側装置の共通クロック、受信側装置の共通クロックの相違を検出できるという効果が得られるためである。
【0199】
本発明の第2の効果は、受信側装置において送信側装置へ入力されたサービスクロックを忠実に再現したクロックと、送信側装置へ入力されたサービスクロックの時間差を測定し、制御できることにある。
【0200】
その理由は、送信側装置において、送信側装置外から入力される外部基準パルスと共通クロックを分周又は逓倍し生成した送信側共通クロックパルスを比較し、送信側基準パルス相違データとしてクロックデータに含めて出力し、送信側共通クロックパルスの出力時刻を制御し、受信側装置において、外部基準パルスと共通クロックを分周又は逓倍し生成した受信側共通クロックパルスとを比較して受信側基準パルス相違データとし、受信側共通クロックパルスの出力時刻を制御し、送信側基準パルス相違データ、受信側基準パルス相違データなどから、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成させるサービスクロックとの時間的ズレを測定して、精密クロック比較データの一部を重複あるいは廃棄し設定することで、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成させるサービスクロックとの時間的ズレを制御するようにしたので、受信側装置で生成させるサービスクロックの送信側装置に入力されるサービスクロックからの遅延を制御できるという効果が得られるためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態によるサービスクロック伝送システムの構成図
【図2】上記第一の実施の形態における送信側装置の構成図
【図3】上記第一の実施の形態における受信側装置の構成図
【図4】上記第一の実施の形態における送信側装置の詳細を示す構成図
【図5】上記第一の実施の形態における受信側装置の詳細を示す構成図
【図6】上記第一の実施の形態における送信側装置のレジスタで生成されるデータを説明する図
【図7】上記第一の実施の形態における送信側装置のレジスタでのデータの生成手順を示すフローチャート
【図8】上記第一の実施の形態における送信側精密クロック比較データを説明する図
【図9】上記第一の実施の形態におけるクロックデータを説明する図
【図10】上記第一の実施の形態における受信側精密クロック比較データを説明する図
【図11】本発明の第二の実施の形態によるサービスクロック伝送システムの構成図
【図12】上記第二の実施の形態における送信側装置の構成図
【図13】上記第二の実施の形態における受信側装置の構成図
【図14】上記第二の実施の形態における送信側装置の詳細を示す構成図
【図15】上記第二の実施の形態における受信側装置の詳細を示す構成図
【図16】上記第二の実施の形態におけるクロックデータを説明する図
【図17】従来例によるサービスクロック伝送(SRTS)システムの構成図
【図18】上記従来例によるサービスクロック伝送(SRTS)システムにおける送信側装置の構成図
【図19】上記従来例によるサービスクロック伝送(SRTS)システムにおける受信側装置の構成図
【符号の説明】
101…送信側装置
102…受信側装置
103…共通クロック供給装置
201…サービスクロック変換手段
202…共通クロック変換手段
203…精密クロック比較手段
204…標準クロック比較手段
206…送信側入出力タイミング調整手段
207…ディジタル設定データ演算手段(プロセッサ)
208…周波数位相調整手段
301…周波数制御発振手段
302…共通クロック変換手段
303…精密クロック比較手段
304…受信側入出力タイミング調整手段
305…標準クロック比較手段
307…発振周波数制御データ演算手段、周波数確度計測手段(プロセッサ)
308…周波数位相調整手段
1101…送信側装置
1102…受信側装置
1103…共通クロック供給装置
1104…外部基準パルス供給装置
1201…サービスクロック変換手段
1202…共通クロック変換手段
1203…精密クロック比較手段
1204…標準クロック比較手段
1205…外部基準パルス測定手段
1206…送信側入出力タイミング調整手段
1207…ディジタル設定データ演算手段、パルス制御手段(プロセッサ)
1208…周波数位相調整手段
1301…周波数制御発振手段
1302…共通クロック変換手段
1303…精密クロック比較手段
1304…受信側入出力タイミング調整手段
1305…標準クロック比較手段
1306…外部基準パルス測定手段
1307…発振周波数制御データ演算手段、周波数確度計測手段、サービスクロック遅延制御手段、パルス制御手段(プロセッサ)
1308…周波数位相調整手段

Claims (11)

  1. 共通クロックとサービスクロックとを入力され、受信側装置において前記サービスクロックを回復するにあたり用いられるクロックデータを生成し、受信側装置に伝送させる送信側装置と、
    前記クロックデータと前記共通クロックとを入力され、サービスクロックを回復する受信側装置とを有するサービスクロック伝送システムであって、
    前記送信側装置は、
    与えられたディジタル設定データに従い、共通クロックの周波数位相を調整した第一の周波数位相調整済み共通クロックを出力する周波数位相調整手段と、
    前記第一の周波数位相調整済み共通クロックとサービスクロックとの微細なクロック変動である第一のクロック変動を測定する精密クロック比較手段と、
    共通クロックとサービスクロックとの比較的粗なクロック変動である第二のクロック変動を測定する標準クロック比較手段と、
    前記第一のクロック変動と前記第二のクロック変動とを把握し、前記第一のクロック変動がなるべく小さくなるよう前記ディジタル設定データを演算し、前記周波数位相調整手段に与えるディジタル設定データ演算手段とを具備し、
    前記第一のクロック変動を表すデータと前記ディジタル設定データとをクロックデータに内包し、受信側装置へ伝送するものであり、
    前記受信側装置は、
    クロックデータに内包され伝送されたディジタル設定データに従い、共通クロックの周波数位相を調整した第二の周波数位相調整済み共通クロックを出力する周波数位相調整手段と、
    発振周波数を制御可能な周波数制御発振手段と、
    前記第二の周波数位相調整済み共通クロックと前記周波数制御発振手段の発振するクロックとの微細なクロック変動である第三のクロック変動を測定する精密クロック比較手段と、
    共通クロックと前記周波数制御発振手段の発生するクロックとの比較的粗なクロック変動である第四のクロック変動を測定する標準クロック比較手段と、
    前記第三のクロック変動と前記第四のクロック変動とを把握し、前記第一のクロック変動と前記第三のクロック変動とを一致させるクロックを前記周波数制御発振手段に発振させる発振周波数制御データを演算し、前記周波数制御発振手段に与える発振周波数制御データ演算手段とを具備する
    ことを特徴とするサービスクロック伝送システム。
  2. 前記送信側装置は、
    送信側装置内の精密クロック比較手段とのデータ伝送を、共通クロックを分周又は逓倍したサンプルクロックに同期して行い、送信側装置内のディジタル設定データ演算手段とのデータ伝送を、前記サンプルクロックと非同期に行う送信側入出力タイミング調整手段を具備する
    ことを特徴とする請求項1に記載のサービスクロック伝送システム。
  3. 前記受信側装置は、
    受信側装置内の精密クロック比較手段とのデータ伝送を、共通クロックを分周又は逓倍したサンプルクロックに同期して行い、受信側装置内の発振周波数制御データ演算手段との間のデータ伝送を、前記サンプルクロックと非同期に行う受信側入出力タイミング調整手段を具備する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のサービスクロック伝送システム。
  4. 前記送信側入出力タイミング調整手段は、
    ディジタル設定データとディジタル設定データ演算手段において前記ディジタル設定データを演算する度に更新される更新カウンタとを、前記ディジタル設定データ演算手段から入力され、サンプルクロックが入力される度に前記ディジタル設定データと前記更新カウンタとを組みにしたデータと前記ディジタル設定データとを出力する第一の一時記憶手段と、
    前記サンプルクロックを一定時間遅延させて出力させる遅延手段と、
    前記更新カウンタと前記ディジタル設定データとを前記第一の一時記憶手段から入力されるとともに、第一のクロック変動のデータを入力され、これらの更新カウンタ、ディジタル設定データ、及び第一のクロック変動のデータからなる送信側精密クロック比較データを保持し、前記遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、前記送信側精密クロック比較データを出力する第二の一時記憶手段と、
    前記第二の一時記憶手段から出力された送信側精密クロック比較データとこの送信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、前記サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、前記送信側精密クロック比較データを出力するファースト・イン・ファースト・アウト(以下、FIFO)型記憶手段とを具備する
    ことを特徴とする請求項2または3に記載のサービスクロック伝送システム。
  5. 前記受信側入出力タイミング調整手段は、
    送信側精密クロック比較データを入力され、サンプルクロックが入力される度に送信側精密クロック比較データと前記送信側精密クロック比較データ内のディジタル設定データとを、前記送信側精密クロック比較データが入力された順序に従い、出力する第一のFIFO型記憶手段と、
    前記サンプルクロックを一定時間遅延させて出力させる遅延手段と、
    前記送信側精密クロック比較データを前記第一のFIFO型記憶手段から入力されるとともに第三のクロック変動のデータを入力され、送信側精密クロック比較データと第三のクロック変動のデータとからなる受信側精密クロック比較データを保持し、前記遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、前記受信側精密クロック比較データを出力する一時記憶手段と、
    前記一時記憶手段から出力された受信側精密クロック比較データと前記受信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、前記受信側精密クロック比較データを出力する第二のFIFO型記憶手段とを具備する
    ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載のサービスクロック伝送システム。
  6. 前記送信側入出力タイミング調整手段は、
    ディジタル設定データとディジタル設定データ演算手段において前記ディジタル設定データを演算する度に更新される更新カウンタとパルス信号が入力される度に更新される送信側パルスカウンタとを保持し、サンプルクロックが入力される度にディジタル設定データと更新カウンタと送信側パルスカウンタを組みにしたデータとディジタル設定データとを出力する第一の一時記憶手段と、
    前記サンプルクロックを一定時間遅延させて出力させる遅延手段と、
    送信側パルスカウンタと更新カウンタとディジタル設定データとを前記第一の一時記憶手段から入力されるとともに、第一のクロック変動のデータを入力され、これらの送信側パルスカウンタ、更新カウンタ、ディジタル設定データ、及び第一のクロック変動のデータからなる送信側精密クロック比較データを保持し、前記遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、送信側精密クロック比較データを出力する第二の一時記憶手段と、
    前記第二の一時記憶手段から出力された送信側精密クロック比較データと送信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、送信側精密クロック比較データを出力するFIFO型記憶手段とを具備する
    ことを特徴とする請求項2または3に記載のサービスクロック伝送システム。
  7. 前記受信側入出力タイミング調整手段は、
    送信側精密クロック比較データを入力され、送信側精密クロック比較データとパルス信号が入力される度に更新される受信側パルスカウンタとを保持し、サンプルクロックが入力される度に送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタを組みにしたデータと送信側精密クロック比較データ内のディジタル設定データとを、送信側精密クロック比較データが入力された順序に従い、出力する第一のFIFO型記憶手段と、
    サンプルクロックを一定時間遅延させて出力させる遅延手段と、
    送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタとを組みにしたデータを前記第一のFIFO型記憶手段から入力されるとともに、第三のクロック変動のデータを入力され、送信側精密クロック比較データと受信側パルスカウンタとを組みにしたデータと第三のクロック変動のデータからなる受信側精密クロック比較データを保持し、前記遅延手段から遅延して出力されたサンプルクロックが入力されると、前記受信側精密クロック比較データを出力する一時記憶手段と、前記一時記憶手段から出力された受信側精密クロック比較データと受信側精密クロック比較データが入力された順序とを保持し、サンプルクロックとは非同期である要求信号に従い、受信側精密クロック比較データを出力する第二のFIFO型記憶手段とを具備する
    ことを特徴とする請求項2,3,6のいずれかに記載のサービスクロック伝送システム。
  8. 前記クロックデータは、送信側精密クロック比較データを含むことを特徴とする請求項4ないし7のいずれかに記載のサービスクロック伝送システム。
  9. 前記クロックデータは、前記送信側パルスカウンタを含み、
    前記受信側装置は、
    前記受信側精密クロック比較データ内の送信側パルスカウンタと前記受信側精密クロック比較データ内の受信側パルスカウンタとから、送信側装置の共通クロックと受信側装置の共通クロックとの時間的ズレを長期間測定し、送信側装置の共通クロックと受信側装置の共通クロックとの周波数確度を計測する周波数確度計測手段とを具備する
    ことを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載のサービスクロック伝送システム。
  10. 前記送信側装置は、
    送信側装置外から入力される外部基準パルスと共通クロックを分周又は逓倍し生成した送信側共通クロックパルスとの比較を行い、比較結果を送信側基準パルス相違データとして出力する外部パルス比較手段と、
    前記送信側共通クロックパルスの出力時刻を制御するパルス制御手段とを具備し、
    前記クロックデータは、前記送信側基準パルス相違データを含み、
    前記受信側装置は、
    外部基準パルスと共通クロックを分周又は逓倍し生成した受信側共通クロックパルスとの比較を行い、比較結果を受信側基準パルス相違データとして出力する外部パルス比較手段と、
    前記受信側共通クロックパルスの出力時刻を制御するパルス制御手段と、
    前記送信側基準パルス相違データ、前記受信側基準パルス相違データ、前記受信側精密クロック比較データ内の送信側パルスカウンタ、及び前記受信側精密クロック比較データ内の受信側パルスカウンタから、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成させるサービスクロックとの時間的ズレを測定し、精密クロック比較データの一部を重複あるいは廃棄して設定することで、送信側装置に入力されるサービスクロックと受信側装置で生成させるサービスクロックとの時間的ズレを制御するサービスクロック遅延制御手段とを具備する
    ことを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに記載のサービスクロック伝送システム。
  11. 前記共通クロックパルスは、外部基準パルスと同期させて生成させる
    ことを特徴とする請求項10に記載のサービスクロック伝送システム。
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