JP3884956B2 - Sdh伝送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、SDH(Synchronous Digital Hierarchy)伝送網やSONET(Synchronous Optical Network)等の新同期網に適用されるSDH伝送装置に関する。
図48はSONET(SDH伝送網)の構成例を示すブロック図で、この図48に示すSONET100は、例えば、OC−192レベルのデータ伝送速度(約10Gbps)を扱う10Gリングネットワーク101と、OC−12レベルのデータ伝送速度(約622Mbps)を扱うOC(Optical Carrier)−12ループリングネットワーク102及びOC−3レベルのデータ伝送速度(約155Mbps)を扱うOC−3ループリングネットワーク103とが、ゲートウェイとなるSONET(SDH)伝送装置111,112,121及び122を介して相互に接続されたマルチリング構成になっている。なお、伝送装置121は、DS3(Digital Signal level 3)もしくはSTS−1レベルのデータ伝送速度(約51Mbps)のリングネットワーク104も収容している。
このため、少なくとも、ゲートウェイとなるSONET伝送装置111,112,121及び122には、複数種類のデータ伝送速度の信号に対する処理をサポートする機能やクロスコネクト(TSA:Time Slot Assignment)機能等が必要になる。例えば、SONET伝送装置(以下、単に「伝送装置」ということもある)121に着目すれば、OC−12,OC−3,DS3,STS−1等の各レベルの信号処理を行なえることが必要であり、また、受信信号を所望のリングネットワーク100〜104にクロスコネクトできることも必要である。
このような機能をサポートするため、伝送装置121には、その要部の構成に着目すると、例えば図49に示すように、OC−12/OC−3対応の高次群インタフェースユニット201及びDS3/STS−1対応の低次群インタフェースユニット202がそれぞれ送受信先数に応じて適宜数分設けられるとともに、これらの各インタフェースユニット(以下、IF盤という)201,202を収容して、チャンネル単位(ここでは、STS−1)単位のクロスコネクト処理を行なうSTSクロスコネクトユニット203が設けられる。なお、204は各ユニット201〜203に装置(ユニット)内基準リファレンスクロックを供給するシンクロカード(SYNC)を示す。
そして、各IF盤201,202は、さらに、分離処理部(DMUX)211,P/S(パラレル/シリアル)の変換回路212,S/P(シリアル/パラレル)変換回路213,PLL回路214及び多重処理部(MUX)215を有するチャンネル(CH)インタフェース部210をそなえて構成され、STSクロスコネクトユニット203は、S/P変換回路231,ポインタ処理回路232,クロスコネクト部233,PLL回路234及びP/S変換回路235を有するSTS−TSA部230をそなえて構成されている。
なお、この図49では簡略化のために図示を省略しているが、STS−TSA部230におけるS/P変換回路231,ポインタ処理回路232,P/S変換回路,PLL回路234及びP/S変換回路235は、実際には、それぞれ、各IF盤201,202別に信号処理を行なうために、収容するIF盤201,202に対応した数だけ設けられている。
ここで、各IF盤201,202において、DMUX211は、受信信号のフレーム同期をとり主信号(フレーム)を分離(抽出)するもので、分離後の主信号はその先頭位置を表すフレームパルス(FP)及びクロック(CK)とともにP/S変換回路212に出力される。なお、このDMUX211は後述するような周知のポインタ処理機能も有している。
また、P/S変換回路212は、上記のDMUX211からの主信号を高速にSTSクロスコネクトユニット203に渡すために上記のフレームパルス及びクロックに従ってS/P変換するもので、S/P変換後の主信号はN(Nは2以上の整数)並列データとしてバックプレーンインタフェース205を介して上記のフレームパルス及びクロックとともにSTSクロスコネクトユニット203に出力される。
さらに、S/P変換回路213は、STSクロスコネクトユニット203からバックプレーンインタフェース205を介して高速伝送されてくるクロスコネクト処理後の主信号(N並列データ)を、低速にて処理すべく、その主信号の先頭位置を表すフレームパルス及びクロックに従ってS/P変換するものであり、PLL回路214は、シンクロカード204から供給されるユニット内基準リファレンスクロックに同期したユニット内基準マスタークロックを生成するものである。
また、MUX215は、上記のS/P変換回路213からの主信号について、PLL回路214から供給されるユニット内基準マスタークロックに従いポインタ処理,オーバヘッド挿入等の処理(MUX処理)を行なって、OC−12/OC−3やDS3/STS−1等の所定の信号(フレーム)を組み立ててネットワーク側へ送出するものである。
一方、STS−TSA部230において、S/P変換回路231は、対応するIF盤201,202からバックプレーンインタフェース205を介して高速伝送されてくる主信号を低速で処理するためにその主信号とともに送られてくるフレームパルス及びクロックに従ってS/P変換するものであり、ポインタ処理回路232は、このS/P変換回路231によるS/P変換後の主信号について、PLL回路234から供給されるユニット内基準マスタークロックに従って、NDF(New Data Flag)イネーブル検出,ポインタ値検出等の周知のポインタ処理を行なうことにより、各IF盤201,202からの各主信号のフレーム先頭位置のずれを吸収して揃えるものである。
そして、クロスコネクト部233は、このようにポインタ処理回路232によりフレーム先頭位置を揃えられた各主信号について、PLL回路234から供給されるユニット内基準マスタークロックに従って、チャンネル(STS−1)単位のTSAを行なうことで、受信信号のチャンネル単位のクロスコネクトを行なうものである。なお、クロスコネクトの設定(スルー設定も含む)は図示しないシステムCPU(マイコン)等により外部から行なわれる。
また、PLL回路234は、各IF盤201,202におけるPLL回路214と同様のもので、シンクロカード204から供給されるユニット内基準リファレンスクロックに同期した上記ユニット内基準マスタークロックを生成するものであり、P/S変換回路235は、クロスコネクト部233によるクロスコネクト後の主信号を、該当IF盤201,202へ高速伝送するために、その先頭位置を表すフレームパルス及びクロックに従ってP/S変換するものである。
以下、上述のごとく構成されたSONET伝送装置121の動作について、IF盤201に収容されている高次群側のネットワーク(例えば、OC−12ループリングネットワーク102)上の信号(OC−12)をIF盤202に収容されている低次群(トリビュータリ)側のネットワーク(例えば、リングネットワーク104)へクロスコネクト(ドロップ)する場合を例にして説明する。
まず、OC−12ループリングネットワーク102を伝送されてくる信号がIF盤201に取り込まれると、IF盤201では、DMUX211においてその受信信号から主信号が分離され、P/S変換回路212にてP/S変換が施された後、バックプレーンインタフェース205を介して、主信号,フレームパルス及びクロックがそれぞれSTSクロスコネクトユニット203へ出力される。
STSクロスコネクトユニット203(STS−TSA部230)では、上記のIF盤201からの主信号が、S/P変換回路231にてS/P変換された後、ポインタ処理回路232に入力される。
ポインタ処理回路232では、入力された主信号に対してユニット内基準マスタークロックに従ってポインタ処理を施すことにより、その主信号のフレーム先頭位置を他のIF盤201,202からの主信号のフレーム先頭位置と一致させる。
これにより、クロスコネクト部233には、各IF盤201,202からの各主信号がそれぞれのフレーム先頭位置が相互に揃った状態(同期状態)で入力される。そして、クロスコネクト部233では、このように各主信号のフレーム先頭位置が揃った状態で、ユニット内基準マスタークロック及び予め設定されたクロスコネクト設定に従ってクロスコネクト処理を行なう。
具体的には、この場合、OC−12ループリングネットワーク102上から受信した主信号がリングネットワーク104への主信号として該当P/S変換回路235(IF盤202)へ出力されるようTSAが行なわれる。
クロスコネクト後の主信号は、該当P/S変換回路235にてP/S変換された後、バックプレーンインタフェース205を介して該当(リングネットワーク104を収容している)IF盤202へ出力され、IF盤202にて、S/P変換回路213によるS/P変換,MUX215によるMUX処理が施されて、DS3もしくはSTS−1レベルの信号としてリングネットワーク104へ送出される。
なお、上記とは逆に、リングネットワーク104上を伝送されている主信号をOC−12ループリングネットワーク102にクロスコネクトする場合や、上記以外のクロスコネクトを行なう場合についても、基本的に、主信号が経由するIF盤201,202が異なるだけで、上記と同様の処理が行なわれる。
次に、上記のポインタ処理回路232について詳述する。
図50はポインタ処理回路232の詳細構成例を示すブロック図で、この図50に示すポインタ処理回路232は、ポインタ値受信部241,J1パルス生成部242,メモリ部243,スタッフ制御部244,ポインタ値計算部245,ポインタ値挿入部246及びNDF生成回路247等をそなえて構成されている。
ここで、ポインタ値受信部241は、受信信号(図51参照:ただし、この図51に示す信号フォーマットはSTS−1フレームを示し、前記のOC−12やOC−3等はこのSTS−1フレームを12フレーム分もしくは3フレーム分だけバイト多重した信号に相当する)から、オーバヘッド部301の第4行目に位置するポインタバイト(H1,H2バイト:図52参照)のうちの下位10ビットのポインタ値を受信(検出)するものである。
また、J1パルス生成部242は、このポインタ値受信部241で検出されたポインタ値に基づいて主信号の先頭位置であるJ1バイト位置を認識してそのJ1バイト位置のタイミングでJ1パルス(主信号のフレームタイミングパルス)を生成するものであり、メモリ部243は、このJ1パルス生成部242で生成されたJ1パルスと、受信データ(主信号)とを一時的に保持するためのものである。
具体的に、上記のJ1パルス及び主信号は、IF盤201(202)からの受信クロックに同期してメモリ部243に書き込まれる一方、スタッフ制御部244によるスタッフ(INC/DEC)制御に従って、且つ、送信クロック(ユニット内基準マスタークロック)に同期してメモリ部243から読み出される。これにより、受信データの送信クロック(送信フレームタイミング)へのクロック(タイミング)乗り換え処理が行なわれる。
さらに、ポインタ値計算部245は、H3バイト(スタッフバイト)の次のバイト位置を"0"として"782"までカウントされるSPE(Synchronous Payload Envelope)アドレス(図53参照)のいずれがJ1パルスのタイミングと一致するかを監視することにより、送信ポインタ値を決定するものであり、ポインタ値挿入部246は、このポインタ値計算部245で決定された送信ポインタ値を新たなポインタ値としてメモリ部243から読み出された送信データ(主信号)に挿入するものである。
また、NDF生成回路247は、上記のH1バイトの上位4ビットによりポインタ値の変更があったか否かを表示するNDFビット(図52参照)を生成するもので、具体的には、正常なデータ通信が行なわれている通常状態時には"0110"のノーマルNDF値を生成し、電源投入,回線異常発生〔AIS(Alarm Indication Signal)発生(検出),クロック断検出等〕,メモリスリップ発生後の復旧等によりポインタ値に変更があった場合には"1001"のNDFイネーブルを生成するようになっている。
ただし、上記のNDFイネーブルは、スタッフ制御部244によるスタッフ制御が行なわれた際のポインタ値の変更時には生成されない(無効となる)。また、生成されたNDFビットはいずれもポインタ値挿入部246により送信データに挿入される。
上述のごとく構成されたポインタ処理回路232では、受信データのポインタバイトに表示されているポインタ値を基に主信号の先頭位置であるJ1バイト位置がポインタ値受信部241にて認識されて、そのタイミングでJ1パルスがJ1パルス生成部242によって生成される。
そして、これらの受信データ及びJ1パルスは、受信クロックに同期してメモリ部243に、一旦、書き込まれたのち、送信クロックに同期して読み出される。このとき、必要であればスタッフ制御部244によるスタッフ制御が行なわれる。そして、読み出されたJ1パルスのタイミングから送信ポインタ値がポインタ値計算部245にて決定され、そのポインタ値が246にてメモリ部243から読み出された送信データに挿入される。このとき、NDF生成回路247で生成されたNDFビットも挿入される。
以上のような処理が各IF盤201,202からの受信データに対してそれぞれのポインタ処理回路232にて施されることによって、伝送経路(経由ネットワーク)の違いやIF盤201,202での処理遅延,IF盤201,202とSTSクロスコネクトユニット203との間の物理的な距離(配線距離)差等により、各IF盤201,202からの各受信データの先頭位置のずれ(ビットディレイ)が吸収されて各受信データのフレームタイミングが相互に一致した状態となり、クロスコネクト部233によるクロスコネクト処理が可能になる。
このように、SONET100やSDH伝送網において、ポインタ処理は、伝送路(ネットワーク)上(受信側)のデータのフレームタイミング及びクロックを、受信データのビットディレイを最小限に抑えながら、ユニット内(送信側)のフレームタイミング及びクロックに乗せ換える(変換する)ために用いられる技術である。
なお、このようなポインタ処理は、図49に示す伝送装置121では、IF盤201,202のDMUX211やMUX215においても行なわれるようになっている。これは、IF盤201,202において経由ネットワークの違いによって生じる各受信データの先頭位置のずれを或る程度は吸収するようにするためである。
しかしながら、上述したような伝送装置121では、各IF盤201,202からの各受信データ(主信号フレーム)のタイミング乗り換えを行なうのに、収容するIF盤201,202の数に応じた分(処理チャンネル数に見合った数)のポインタ処理回路232が必要なため、装置規模が非常に大きくなってしまう。
特に、上述したOC−192レベル(約10Gbps)以上の超高速伝送網に対応できる伝送装置(例えば、111)におても、OC−12やOC−3,DS3,STS−1等を扱う様々なネットワーク形態(アプリケーション)に対応するためには、STSクロスコネクトユニット203の収容可能IF盤数(処理チャンネル数)を増やす必要があり、これに伴いポインタ処理回路232も増設しなければならなくなるので、さらにその装置規模が増大してしまい、実装面積等の点で現状のLSI技術では実現するのは非常に困難である。
また、上述した伝送装置121では、IF盤201,202での処理遅延や各IF盤201,202との物理的な距離(配線距離)の違いに起因して生じる主信号のフレーム先頭位置のずれはポインタ処理回路232で吸収するため、図49に示すように、各IF盤201,202がPLL回路214によりそれぞれユニット内基準リファレンスクロックに基づいて独自に生成したユニット内基準マスタークロックに従って動作する、即ち、STSクロスコネクトユニット203とは非同期に動作してもよい構造になっている。
ところが、このような構造において、収容IF盤数が増加すると、STSクロスコネクトユニット203への各主信号のフレーム先頭位置のずれが各IF盤201,202に対してさらにバラバラに発生することになるので、各主信号の「ずれ」の変動量(バラツキ)が大きくなる。
このため、各ポインタ処理回路230のメモリ部243には、このように各IF盤201,202に対してバラバラに生じる「ずれ」を全て吸収できる分のメモリ容量をもたせなければならない。従って、ポインタ処理技術を用いた「タイミング乗り換え」は処理チャンネル数の増加に対しては限界がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ポインタ処理技術を用いずに主信号フレームのタイミング乗り換えを可能にして、処理チャンネル数が増加しても装置規模の増大を最小限に抑制することのできる、SDH伝送装置を提供することを目的とする。
このため、本発明のSDH伝送装置は、複数チャンネル分のチャンネルデータから成るSDH伝送方式に準拠した主信号フレーム(以下、単に「主信号」という)を収容する複数のインタフェースユニット(以下、IF盤という)と、これらの各IF盤を収容し上記の主信号に対して所定の主信号処理を施す主信号処理ユニットとをそなえるとともに、この主信号処理ユニットが、装置内基準リファレンスクロック(基準RCK)を基に装置内基準フレームタイミング(FT)を生成するフレームタイミング生成部と、このフレームタイミング生成部で生成された装置内基準FTを上記の各IF盤に分配するフレームタイミング分配部と、上記の主信号を一時的に保持するメモリ部を用いてその主信号のフレームタイミングを上記の装置内基準FTに同期させる主信号タイミング乗り換え部とをそなえ、且つ、上記の各IF盤が、それぞれ、上記の主信号処理ユニットのフレームタイミング分配部から分配される装置内基準FTに基づいて上記の主信号の主信号処理ユニットへの送出処理を行なう主信号送出処理部をそなえていることを特徴としている。
上述のごとく構成された本発明のSDH伝送装置では、上記の主信号処理ユニットから分配される装置内基準FT(以下、単に「基準FT」という)に基づいて各IF盤(主信号送出処理部)が動作して主信号の主信号処理ユニットへの送出が行なわれる。つまり、各IF盤が主信号処理ユニットのフレームタイミング生成部で生成される基準FTに基づき従属して動作する。
これにより、各IF盤からの各主信号のフレーム先頭位置のずれは、主に、各IF盤と主信号処理ユニットとの間の物理的な距離(配線距離)差に起因して一様に生じるので、フレーム先頭位置のずれのバラツキが最小限に抑制される。
従って、このように最小限に抑制された「ずれ」のバラツキを吸収できる分のメモリ容量をそなえれば、ポインタ処理技術を用いずに、最小限のメモリ容量で主信号のタイミング乗り換えを行なうことが可能になり、各IF盤及び主信号処理ユニットがそれぞれ独立して動作する代わりに主信号のタイミング乗り換えにポインタ処理技術を用いていた既存装置とは異なり、処理チャンネル数が増加しても装置規模を最小限に抑制することができる。
なお、上記の主信号処理ユニットは、上記の主信号タイミング乗り換え部からの主信号についてチャンネルデータ単位のクロスコネクト処理を施すクロスコネクト部をそなえていてもよい。この場合、クロスコネクト部には常に各IF盤からの主信号がそのフレーム先頭位置の揃った状態で入力されるので、チャンネルデータ単位のクロスコネクト処理を容易に実現することができる。
また、上記のIF盤は、上記の主信号にフレーム同期信号を付与するフレーム同期信号付与部をそなえ、上記の主信号処理ユニットは、IF盤からの主信号から上記のフレーム同期信号を検出してその主信号の同期をとるフレーム同期部を各IF盤毎にそなえていてもよい。
これにより、IF盤と主信号処理ユニットとの間で主信号のフレーム同期をとるためのフレームタイミングを送受しなくても済むので、IF盤と主信号処理ユニットとの間には主信号伝送用のデータ線さえ配線すればよく、フレームタイミング送受用の配線は不要になる。従って、IF盤の収容数が増加しても、本伝送装置の装置規模を最小限に抑えることができる。
さらに、上記のIF盤は、上記の主信号を所定のユニット間伝送速度に変換して上記の主信号処理ユニットへ伝送する第1伝送速度変換部をそなえ、上記の主信号処理ユニットは、この第1伝送速度変換部からの主信号を所定のユニット内伝送速度に変換する第2伝送速度変換部を各IF盤毎にそなえていてもよい。
これにより、IF盤の収容ネットワークアプリケーション(受信した主信号の伝送速度)に関わらず、主信号は一定のユニット間伝送速度及びユニット内伝送速度に、順次、変換されて伝送されるので、本伝送装置の装置規模を増大させることなく、各種ネットワークアプリケーション用のIF盤を装備することができる。
この場合、上記の主信号処理ユニットは、上記の基準RCKについてPLL処理を施す主PLL回路と、この主PLL回路によるPLL処理済みの基準RCKについてPLL処理を施して上記の第2伝送速度変換部用の動作クロックとして供給するために上記の第2伝送速度変換部毎に設けられた副PLL回路とをそなえていてもよい。
これにより、各BPIF部の副PLL回路がそれぞれ主PLL回路に同期して動作するので、上記の第2伝送速度変換部による伝送速度変換時の位相変動等が最小限に抑制され、さらに主信号タイミング乗り換え部に必要なメモリ容量が削減される。
ここで、上記の主PLL回路は、上記のPLL処理済みの基準RCKを上記の各副PLL回路別に出力するための分配出力部をそなえていてもよく、これにより、各副PLL回路に分配される基準RCKの波形劣化を防止することができ、各副PLL回路を高精度に主PLL回路に同期させることができる。
また、少なくとも、上記の各副PLL回路のうちのいずれかが上記の基準RCKに基づいて装置内基準のマスタークロック(MCK)を生成するように構成される場合、上記の主信号処理ユニットには、上記の基準FTを上記のMCKに同期させるフレームタイミング乗り換え部が設けられていてもよい。
これにより、主信号処理ユニットでは、上記のマスタークロック乗り換え部によって、常に上記MCKに同期した基準FTが生成されるので、主信号タイミング乗り換え部でのタイミング乗り換え処理に必要なメモリ容量をさらに削減することができる。
また、上記の主信号処理ユニットが、現用及び予備用の冗長構成になっている場合、これらの各主信号処理ユニットは、現用/予備用の各基準RCKのうち正常な方を選択するリファレンスクロック選択部をそなえていてもよい。これにより、主信号処理ユニットでは、常に、障害の無い正常な基準RCKが選択・使用されるので、主信号処理の信頼性の向上に大いに寄与する。
この場合、上記の主信号処理ユニットは、外部からのクロック選択指示に従ってリファレンスクロック選択部におけるクロック選択の設定を行なうクロック選択設定インタフェース部をそなえていてもよく、これにより、現用/予備の試験切り替えや外部からの強制的な現用/予備切り替えが可能になり、本伝送装置の保守・運用上の利便性を向上させることができる。
さらに、上記の主信号処理ユニットが、上述のごとく現用及び予備用の冗長構成になっている場合、これらの各主信号処理ユニットは、上記の基準RCKに基づくユニット間同期用タイミングを相互に受け渡すことにより、それぞれにおける上記基準FTを相互に同期させるように構成されていてもよい。
これにより、主信号処理ユニットは、現用/予備切り替えが行なわれても、即座に、正常な基準FTで動作することができ、主信号処理の信頼性がさらに向上する。
この場合、少なくとも、現用の主信号処理ユニットにおけるフレームタイミング生成部は、所定のカウント動作により上記のユニット間同期用タイミングを生成する第1カウンタ部をそなえ、予備用の主信号処理ユニットにおけるフレームタイミング生成部は、この第1カウンタ部で生成される上記のユニット間同期用タイミングを、クロック位相保護を施しながら、上記の装置内基準リファレンスクロックに基づいて上記の現用の主信号処理ユニットにおける装置内基準フレームタイミングに同期したフレームタイミングに乗り換えるクロック位相保護部と、このクロック位相保護部からの上記フレームタイミングについてフレーム位相保護を施すフレーム位相保護部と、このフレーム位相保護部によるフレーム位相保護後のフレームタイミングに基づいて所定のカウント動作を行なうことにより自身における装置内基準フレームタイミングを生成する第2カウンタ部とをそなえていてもよい。
これにより、予備用の主信号処理ユニットにおけるフレームタイミング生成部では、現用の主信号処理ユニットからのユニット間同期用タイミングの遅延を吸収するとともに、ノイズ等による誤ったユニット間同期用タイミングの引き込みを防止することができるので、現用の主信号処理ユニットにおける基準FTに高精度に同期した基準FTを生成(再生)することができ、現用/予備切り替え時にも本装置の動作を安定させることができる。
ここで、上記のクロック位相保護部は、上記のユニット間同期用タイミングを保持したのち上記基準RCKに基づいてそのユニット間同期用タイミングが読み出されることにより上記ユニット間同期用タイミングを上記基準FTに同期させるための第1メモリ部と、この第1メモリ部から読み出されたユニット間同期用タイミングに基づいて所定のカウント動作を行なうことにより上記基準FTに同期したフレームタイミングを生成する第1フレームタイミング生成カウンタ部と、上記の第1メモリ部を通過する前後のユニット間同期用タイミングの位相差を検出してその位相差が無くなるように上記の第1フレームタイミング生成カウンタ部でのカウント動作を補正制御する第1位相差補正制御部とをそなえていてもよい。
これにより、上記のクロック位相保護部では、上記の第1メモリ部を通過する前後のユニット間同期用タイミングの位相差を吸収して、常に、現用の主信号処理ユニットにおける基準FTに高精度に同期した、自身における上記基準FTの生成(再生)基となるFTを生成することが可能になる。
また、上記のフレームタイミング乗り換え部は、上記のフレームタイミング生成部で生成された基準FTを保持したのち上記のMCKに基づいてその基準FTが読み出されることにより上記の基準FTを上記MCKに同期させるための第2メモリ部と、この第2メモリ部から読み出された上記基準FTに基づいて所定のカウント動作を行なうことにより上記MCKに同期した基準FTを生成する第2フレームタイミング生成カウンタ部と、上記の第2メモリ部を通過する前後の基準FTの位相差を検出してその位相差が無くなるように上記の第2フレームタイミング生成カウンタ部でのカウント動作を補正制御する第2位相差補正制御部とをそなえていてもよい。
これにより、上記のフレームタイミング乗り換え部では、上記の第2メモリ部を通過する前後の基準FTの位相差を吸収して、上記のMCKに高精度に同期した基準FTを生成することが可能になり、装置立ち上げ時等における不安定動作を抑制することができる。
さらに、上記の主信号処理ユニットは、外部からの伝送速度設定に従って上記の第1伝送速度変換部での伝送速度変換の設定を行なう第1伝送速度変換設定インタフェース部をそなえていてもよいし、上記のIF盤も、同様に、外部からの伝送速度設定に従って上記の第2伝送速度変換部での伝送速度変換の設定を行なう第2伝送速度変換設定インタフェース部をそなえていてもよい。
これにより、上記の第1伝送速度変換部,第2伝送速度変換部での伝送速度変換の設定を適宜に変更することが可能になり、任意の伝送速度の主信号に対応することができ、多彩なネットワーク形態に対応したIF盤を収容することが可能になる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(A)SDH伝送装置の全体構成説明
図1は本発明の一実施形態としてのSONET(SDH)伝送装置の構成を示すブロック図で、この図1に示すように、本実施形態の伝送装置1は、複数(ここでは、16枚)のチャンネルインタフェースユニット(IF盤)2,冗長構成〔現用(ワーク)/予備用(プロテクト)〕のSTSクロスコネクトユニット3A,3B,ATM/VTクロスコネクトユニット4,シンクロカード(SYNC)5及びシステムCPUとして機能するマイクロコンピュータ(μ−COM)6(以下、単に「マイコン6」という)等をそなえて構成されている。
ここで、IF盤2は、OC−48用のものやOC−12用,DS3用,DS1用,LAN用等、収容ネットワークアプリケーション(伝送フレーム)に応じて適宜に装備されて、収容ネットワークとSTSクロスコネクトユニット3A(3B)との間のインタフェースをとるものである。
また、STSクロスコネクトユニット(現用:主信号処理部)3Aは、これらの各IF盤2を収容してSTS−1フレームの主信号フレームを1チャンネルとしたチャンネル単位のクロスコネクト処理を主信号処理として行なうものであり、STSクロスコネクトユニット(予備用)3Bは、現用のSTSクロスコネクトユニット3Aの障害時に現用として機能するものである。ただし、各STSクロスコネクトユニット3A,3Bは、ともに現用として機能させる使い方もできる。
さらに、ATM/VTクロスコネクトユニット4は、STS−1フレームの主信号フレーム内に収容(マッピング)されているATMセルもしくはVTレベルでのクロスコネクト処理を行なうものである。
つまり、本伝送装置1では、IF盤2で受信された伝送フレーム(主信号フレーム)は、STS−1レベルでのクロスコネクトを行なう必要がある場合にはSTSクロスコネクトユニット3A(3B)へ渡され、STS−1よりも下位のATM/VTレベルでのクロスコネクトを行なう必要がある場合にはATM/VTクロスコネクトユニット4へ渡されるようになっているのである。
また、シンクロカード5は、上記の各ユニット2,3A(3B),4をそれぞれ同期して動作させるための、伝送装置1内の38MHz基準リファレンスクロック(RCK:現用/予備用)を生成するものであり、システムCPU6は、本伝送装置1の動作を統括的に管理するためのもので、保守者により入力される保守コマンドに従った各種設定(後述するクロスコネクト設定,伝送フォーマット変換設定等)や装置内のアラーム情報の収集・通知等を行なえるようになっている。
そして、図1に示すように、各IF盤2は、それぞれ、チャンネル(CH)インタフェース部21,バックプレーンインタフェース(BPIF)部22,主PLL(Phase Locked Loop)回路23及びマイコンインタフェース(I/F)部24等をそなえて構成されている。
ここで、CHインタフェース部21は、基本的に、収容ネットワークからの受信主信号(OC−12/48等)を低速にて処理しやすい形に変換(分離)してSTSクロスコネクトユニット3A(3B)への送出処理を行なう一方、STSクロスコネクトユニット3A(3B)からの主信号を収容ネットワークへの送信主信号(OC−12/48等)に多重して送信するものである。
ただし、本実施形態では、後述するようにSTSクロスコネクトユニット3A(3B)から分配される8kHz〔19Mbps(厳密には、19.44Mbps)幅〕のマスタータイミング(19MTP)と19MHzのマスタークロック(19MCK)に基づいて、このCHインタフェース部21が動作するようになっている。
つまり、本実施形態のCHインタフェース部21は、STSクロスコネクトユニット3A(3B)から分配される上記の19MTP,19MCKに基づいて主信号のSTSクロスコネクトユニット(以下、STS−XCユニットという)3A(3B)への送出処理を行なう主信号送出処理部として機能する。
このため、CHインタフェース部21は、さらに、受信系として分離処理部(DMUX)21−1及びフレーム挿入部(Frame Ins.)21−2,送信系としてフレーム同期部21−3及び多重処理部(MUX)21−4をそなえるとともに、リファレンスクロック(RCK)セレクタ回路21−5,微分回路21−6及びマスタータイミングパルス(MTP)ES(Elastic Store)回路21−7をそなえている。
ここで、DMUX21−1は、収容ネットワークからの受信主信号(例えば、OC−12/48シリアルデータ)を低速にて処理しやすい形に分離(パラレル化)するものであるが、ここでは、従来と同様のポインタ処理も行なわれて、その主信号信号のフレーム先頭位置のずれを或る程度は吸収するようになっている。
また、フレーム挿入部(フレーム同期信号付与部)21−2は、DMUX21−1での上記ポインタ処理によりフレーム先頭位置が変更されている場合に新たなフレーム先頭位置を表示する必要があるため、このDMUX21−1からの主信号に対してフレーム同期信号(A1,A2バイト)を付与する(付け替える)ものである。
そして、本実施形態では、このようにA1,A2バイトの付け替えを行なった主信号がそのままBPIF部22を通じてSTS−XCユニット3A(3B)に伝送され、後述するSTS−TSI(Time Slot Interchange)部32のフレーム同期部32−1にて上記A1,A2バイトの検出が行なわれて主信号のフレーム同期がとられるようになっている。
つまり、IF盤2とSTS−XCユニット3A(3B)との間(バックプレーン)ではSONET伝送フォーマット(STS−3/12)のまま主信号が伝送されるようになっており、従来のように上記フレーム同期をとるためのフレームタイミングパルスを主信号とともに授受する必要は無くなっている(フレームタイミングパルス用の配線が不要になっている)。従って、レイアウト上の制約が軽減されて、本伝送装置1の装置規模を最小限に抑えつつ、より多くのIF盤2を収容することが可能になる。
さらに、フレーム同期部21−3は、STS−XCユニット3A(3B)もしくはATM/VTクロスコネクトユニット4でのクロスコネクト処理済みの収容ネットワークへの送信主信号のフレーム同期(A1,A2バイト検出)をとるものであり、MUX21−4は、このフレーム同期部21−3でフレーム同期のとられた送信主信号を収容ネットワークへの伝送フォーマット(例えば、OC−12/48シリアルデータ)に変換(多重)して送出するものである。
また、RCKセレクタ回路21−5は、シンクロカード5からの現用/予備用の各38MHzの基準RCKのうち障害の無い(正常な)基準RCKを選択するもので、このRCKセレクタ回路21−5で選択された基準RCKと78MHzの電圧制御発振器(VCXO:図示省略)の出力クロックとの位相比較により装置内基準となる78MHz基準RCKを生成する主PLL回路23が形成されている。
なお、本実施形態では、この上記の基準RCKの選択についての設定をマイコンI/F部24を介してマイコン6から行なって、現用/予備用の切り替え試験を行なうこともできるようになっている。
さらに、微分回路21−6は、このRCKセレクタ回路21−5で選択された38MHz基準RCKにより主PLL回路23でPLL処理した78MHz基準RCKを用いて、STS−XCユニット3A(3B)から分配される上記の19MTPを微分(エッジ検出)するものであり、MTPES回路21−7は、この微分回路21−6の出力をBPIF部22の動作タイミング(後述するPLL回路22−2で上記の78MHzの基準RCKを基に生成される)に同期させて(乗り換えて)DMUX21−1,MUX21−4に供給するものである。
次に、上記のBPIF部22は、本IF盤2とSTS−XCユニット3A(3B)との間の主信号伝送〔ユニット間(バックプレーン)伝送〕のインタフェースをとるもので、このバックプレーン伝送に、上述したように収容ネットワークアプリケーション(OC−12/48等)に応じたSONET伝送フォーマット〔STS−3/12(155Mbps/622Mbps)〕での伝送が採用されている。
このため、BPIF部22は、伝送フォーマット変換回路22−1とPLL回路22−2とをそなえている。
ここで、PLL回路22−2は、RCKセレクタ回路21−5で選択され主PLL回路23により生成された上記の78MHz基準RCKを基に伝送フォーマット変換回路22−1用の動作クロック(78MHz/19MHz)を生成するものである。つまり、本PLL回路22−2は、主PLL回路23に常に同期して動作することになる。なお、上記の動作クロックは上記のようにMTPES回路21−7でのタイミング乗り換え用のクロックとしても使用される。
また、伝送フォーマット変換回路(第1伝送速度変換部)22−1は、上記のPLL回路22−1から供給される上記の動作クロックに従って、CHインタフェース部21からの受信主信号を上記ユニット間伝送フォーマット(STS−3/12)にフォーマット(速度)変換してSTS−XCユニット3A(3B)へ送信する一方、STS−XCユニット3A(3B)から上記ユニット間伝送フォーマット(STS−3/12)で伝送されてくる送信主信号をCHインタフェース部21の動作速度である19Mbps/78Mbpsに変換してCHインタフェース部21へ送信するものである。
このような構成を有するBPIF部22を装備することで、収容ネットワークアプリケーション(収容主信号の伝送速度)によらず、主信号はSTS−3/12という一定の伝送速度でバックプレーン伝送されるので、STS−XCユニット3A(3B)、ひいては、本伝送装置1の装置規模を増大させることなく、各種ネットワークアプリケーション用のIF盤2を装備することが可能である。なお、上記の伝送速度変換の設定〔動作モード設定:詳細については項目(F)にて後述〕はマイコンI/F部24を通じてマイコン6により行なわれる。
また、マイコンI/F部24は、マイコン6からの伝送フォーマット変換部22−1に対する上記モード設定やRCKセレクタ回路21−5に対する現用/予備切り替え制御,マイコン6へ通知すべきIF盤2内のアラームについての情報等を保持する図示しないレジスタ(以下、マイコンレジスタという)をそなえており、このマイコンレジスタを介してIF盤2に対する各種設定,マイコン6へのアラーム通知等が行なわれるようになっている。
つまり、このマイコンI/F部24は、マイコン6からの伝送速度設定に従って伝送フォーマット変換回路22−1での伝送速度変換の設定を行なう第1伝送速度変換設定インタフェース部としての機能を果たしているのである。
次に、STS−XCユニット3A(3B)は、図1に示すように、各IF盤2に対応して設けられたバックプレーンインタフェース(BPIF)部31と、STS−TSI部32と、複数(ここでは、8枚)のBPIF部33と、主PLL回路34とをそなえて構成されている。
ここで、各BPIF部31は、それぞれ、対応するIF盤2のBPIF部22との間で主信号を上記ユニット間伝送フォーマットで遣り取りする一方、STS−TSI部32との間で主信号を78Mbpsのユニット内伝送フォーマットで遣り取りするためのインタフェースである。
このため、各BPIF部31も、それぞれ、伝送フォーマット変換回路31−1とPLL回路31−2とをそなえて構成されており、伝送フォーマット変換回路(第2伝送速度変換部)31−1は、対応するIF盤2の伝送フォーマット変換回路22−1からの受信主信号を上記の78Mbpsのユニット内伝送速度に変換してSTS−TSI部32へ出力する一方、STS−TSI部32からの78Mbpsの送信主信号を上記のユニット間伝送速度(155Mbps/622Mbps)に変換して該当IF盤2へ出力するものである。
なお、この伝送フォーマット変換回路31−1での伝送速度変換の設定(動作モード設定)はマイコンI/F部32−11を通じてマイコン6により行なわれる。この動作モード設定の詳細についても項目(F)にて後述する。
また、PLL回路(副PLL回路)31−2は、この伝送フォーマット変換回路31−1用の動作クロック(622MHz)を生成するもので、本実施形態では、後述するリファレンスクロック(RCK)セレクタ回路32−8から分配される主PLL回路34でPLL処理された78MHz基準RCK(OREF78M)を、さらにPLL処理することで生成するようになっている。これにより、各PLL回路31−2(BPIF部31)はそれぞれ主PLL回路34、即ち、STS−TSI部32に常に精度良く同期して動作することになる。
なお、本実施形態では、図1に示すように各BPIF部31のうちの最上段に位置するBPIF部31におけるPLL回路31−2が、上記のようにRCKセレクタ回路32−8から分配される78MHz基準RCKに基づいて装置内基準の8kHz周期(78Mbps幅)のマスタークロック(Master 78)を生成するようにもなっており、このマスタークロックに従って、STS−TSI部32におけるフレーム同期部32−1やクロスコネクト部32−3が動作するようになっている。
ただし、このようにマスタークロック(Master 78)を生成するのは、必ずしも、上記最上段に位置するBPIF部31のPLL回路31−2である必要はなく、少なくとも、各BPIF部31のPLL回路31−2のうちのいずれかであればよい。
次に、STS−TSI部32は、各IF盤2からの受信主信号のフレーム先頭位置を揃えた状態でチャンネル(STS−1)単位のTSIを行なうもので、本実施形態では、図1に示すように、それぞれBPIF部31(IF盤2)毎のフレーム同期部(受信用)32−1,主信号ES回路(受信用)32−2,フレーム挿入部(受信用)32−4,フレーム同期部32−5(送信用),主信号ES回路(送信用)32−6及びフレーム挿入部(送信用)32−7をそなえるとともに、各BPIF部31(IF盤2)に対して共通のクロスコネクト部32−3,RCKセレクタ回路32−8,マスターフレームタイミング(MFT)回路32−9,マスタータイミングパルス(MTP)ES回路32−10及びマイコンインタフェース(I/F)部32−11をそなえて構成されている。
ここで、RCKセレクタ回路32−8は、IF盤2におけるRCKセレクタ回路32−8と同様のもので、シンクロカード5からの現用/予備用の38MHz基準RCKのうち障害の無い正常な方を選択するもので、このSTS−TSI部32においても、選択された38MHzの基準RCKと電圧制御発振器(VCXO)34−1(図2により後述)の出力との位相比較を行なうことで78MHzの基準RCKを生成する主PLL回路34が形成されており、これにより、常に正常な78MHzの基準RCKの選択(生成)が実現される。
つまり、RCKセレクタ回路32−8は、現用/予備用の基準RCKのうち正常な方を選択するリファレンスクロック選択部としての機能を果たしているのである。
なお、このように生成(選択)された78MHzの基準RCKは、上述したように各BPIF部31(PLL回路31−2)やMFT回路32−9,各BPIF部33(PLL回路33−2)へ分配される。また、このRCKセレクタ回路32−8についても、基準RCKの選択についての設定をマイコンI/F部32−11を介してマイコン6から行なって、現用/予備用の切り替え試験を行なうことが可能である。
さらに、上記のMFT回路(フレームタイミング生成部)32−9は、このRCKセレクタ回路32−8により選択された78MHzの基準RCKを基に、装置内基準の8kHzフレームタイミングを生成するもので、ここでは、装置内基準の8kHz(78Mbps幅)のマスターフレームタイミングパルス(Master tp 78)の基となる8kHz(78Mbps幅)のフレームタイミングパルス(78MTP)と、上記の各IF盤2(CHインタフェース部21)に分配する19MTP(19MCK)とを生成するようになっている。
つまり、このMFT回路32−9は、生成した装置内基準の8kHzフレームタイミング(19MTP,19MCK)を各IF盤2に分配するフレームタイミング分配部としても機能する。
なお、このMFT回路32−9は、後に詳述するように、予備用のSTS−XCユニット3Bとの間で、上記の78MHzの基準RCKに基づくユニット間同期用タイミング〔8kHz(19Mbps幅)タイミングパルス(Tp),38MHzクロック(Tc)〕を相互に受け渡すことにより、各STS−XCユニット3A,3Bにおける装置内基準の8kHzフレームタイミング(78MTP,19MTP)を相互に同期させるようにもなっている。
さらに、MTPES回路(フレームタイミング乗り換え部)32−10は、上記のMFT回路32−9で生成された8kHz(78Mbps幅)のフレームタイミングパルス(78MTP)を、図1において最上段に位置するBPIF部31の動作クロックである、PLL回路31−2で生成された装置内基準の78MHzマスタークロック(Master 78)に乗せ換えて同期させることにより、上記の装置内基準の8kHzマスターフレームタイミングパルス(Master TP 78)を生成するものである。
この"Master TP 78"は、クロスコネクト部32−3の動作タイミング、ひいては、各主信号ES回路32−2に共通の読み出しタイミングとして供給され、これにより、各主信号ES回路(主信号タイミング乗り換え部)32−2において、それぞれ、主信号の上記"Master TP 78"(装置内基準8kHzフレームタイミング)へのタイミング乗り換えが行なわれて、各IF盤2からの主信号のフレーム先頭位置のずれが吸収される。
なお、マイコンI/F部32−11も、マイコン6からの伝送フォーマット変換部22−1に対する上記モード設定やRCKセレクタ回路32−8に対する上記現用/予備切り替え制御,マイコン6へ通知すべきIF盤2内のアラームについての情報等を保持する図示しないマイコンレジスタをそなえており、このマイコンレジスタを介してSTS−XCユニット3A(3B)に対する各種設定,マイコン6へのアラーム通知等が行なわれるようになっている。
つまり、このマイコンI/F部32−11は、外部(マイコン6)からのクロック選択指示に従ってRCKセレクタ回路32−9におけるクロック選択の設定を行なうクロック選択設定インタフェース部として機能するほか、マイコン6からの伝送速度設定に従って伝送フォーマット変換回路31−1での伝送速度変換の設定(動作モード設定)を行なう第2伝送速度変換設定インタフェース部としても機能するのである。
また、フレーム同期部(受信用)32−1は、対応するBPIF部31の伝送フォーマット変換回路31−1からの主信号(78Mbps)に対してA1,A2バイト(フレーム同期信号)の検出を行なって、その主信号のフレーム同期をとるものであり、クロスコネクト部32−3は、マイコンI/F部32−11を介したマイコン6からの設定に従って各主信号ES回路32−2からのフレーム先頭位置が揃った各主信号についてチャンネル(STS−1)単位のクロスコネクトを行なうものである。
さらに、フレーム挿入部(受信用)32−4は、ATM/VTレベルのクロスコネクトを行なう必要があり、クロスコネクト部32−3から出力される主信号に対してフレーム同期信号(A1,A2バイト)の挿入(付け替え)を行なうもので、A1,A2バイト付け替え後の主信号は、該当BPIF部33を通じてATM/VTクロスコネクトユニット4の該当BPIF部41へ伝送される。
ここで、各BPIF部33は、それぞれ、IF盤2におけるBPIF部22と同様のもので、伝送フォーマット変換部22−1と同様の伝送フォーマット変換部33−1,PLL回路22−2と同様のPLL回路33−2をそなえている。また、各BPIF部41は、これらの各BPIF部33に対応して設けられており、それぞれBPIF部31と同様のもので、伝送フォーマット変換回路31−1と同様の伝送フォーマット変換回路41−1,PLL回路31−2と同様のPLL回路41−2をそなえている。
つまり、本伝送装置1は、STS−XCユニット3A(3B)とATM/VTクロスコネクトユニット4との間のバックプレーン伝送についても、IF盤2とSTS−XCユニット3A(3B)との間のバックプレーン伝送と同様に、SONET伝送フォーマット(STS−3/12)での伝送を行なうようになっているのである。
また、各フレーム同期部(送信用)32−5は、それぞれ、ATM/VTクロスコネクトユニット4においてATM/VTレベルのクロスコネクトが行なわれて折り返されてくる主信号に対してフレーム同期(A1,A2バイト検出)をとるものである。
さらに、各主信号ES回路(送信用)32−6は、それぞれ、主信号ES回路(受信用)32−2と同様に、このフレーム同期部(送信用)32−5からの主信号を装置内基準の8kHzマスターフレームタイミング(Master TP 78)にタイミング乗り換えして同期させるものである。
また、各フレーム挿入部(送信用)32−7は、それぞれ、クロスコネクト部32−3からの主信号が主信号ES回路32−2もしくは32−6でタイミング乗り換えされているため、その主信号に対してA1,A2バイトの付け替えを行なうものである。
以下、上述のごとく構成された本実施形態の伝送装置1の動作概要について説明する。ただし、ここでは、STS−XCユニット3Aが現用で動作すると仮定する。
まず、STS−XCユニット3A(3B)では、RCKセレクタ回路32−8に、シンクロカード5から38MHzリファレンスクロック(現用,予備)が入力される。本RCKセレクタ回路32−8では、これらの各入力リファレンスクロックの障害〔例えば、LOS(Loss Of Signal)等〕を監視し、正常なリファレンスクロックを選択する。
そして、選択されたリファレンスクロックと装置内基準となる78MHz電圧制御発振器34−1の出力クロックとがPLL回路34にて位相比較されることにより、装置内基準の78MHzRCKが生成される。この78MHzRCKは、各BPIF部31の内の622MHzのPLL回路31−2のリファレンスクロックとして供給(分配)される。
一方、このとき、MFT回路32−9では、RCKセレクタ回路32−8と主PLL回路34とにより上述のごとく生成された78MHzRCKから装置内基準の8kHzフレームタイミング(78MTP,78MCK,19MTP,19MCK)が生成されるとともに、ユニット間同期用タイミング〔8kHz(19Mbps幅)Tp,38MHzTc〕が生成されている。
そして、これらのうち、78MTP及び78MCKは、MTPES回路32−10に供給され、19MTP及び19MCKは各IF盤2(CHインタフェース部21)へ分配され、8kHz(19Mbps幅)Tp及び38MHzTcは、もう一方のSTS−XCユニット3B(3A)のMFT回路32−9へ出力される。
つまり、ユニット間同期用タイミング〔8kHz(19Mbps幅)Tp,38MHzTc〕は各STS−XCユニット3A,3B間で相互受け渡しされる。これにより、各STS−XCユニット3A,3Bで生成される装置内基準の8kHzフレームタイミングの同期をとることが可能になる(詳細については後述する)。この結果、予備用のSTS−XCユニット3Bはいつでも現用として動作することが可能なスタンバイ状態になる。
一方、上記の19MTP,19MCKを受けたIF盤2(CHインタフェース部21)では、これらの19MTP及び19MCKに基づいて動作して、収容ネットワークから受信した主信号のSTS−XCユニット3Aへの送出処理を行なう。
即ち、DMUX21−1での分離処理やポインタ処理,フレーム挿入部21でのA1,A2バイトの挿入処理などに、STS−XCユニット3A(3B)から分配される19MTPを、RCKセレクタ回路21−5で選択された38MHz基準RCKにより主PLL回路23でPLL処理した78MHz基準RCKを用いて微分しMTPES回路21−7にてBPIF部22の動作クロックに同期させた信号を用いる。
そして、フレーム挿入部21によるA1,A2バイトの挿入された主信号は、BPIF部22の伝送フォーマット変換回路22−1にて上記のユニット間伝送フォーマット(STS−3/12)に変換されてSTS−XCユニット3Aへバックプレーン伝送される。
つまり、本伝送装置1では、各IF盤2がSTS−XCユニット3A(3B)から分配される装置内基準の8kHzフレームタイミング(19MTP,19MCK)に基づきSTS−XCユニット3A(3B)に従属して動作する。また、各BPIF部31がそれぞれ同一の構成を有しており、しかも、その動作クロックを生成するPLL回路31−2が全て主PLL回路34に同期して動作する構造になっている。つまり、本伝送装置1は、IF盤2も含めて装置内分配する8kHzの基準フレームタイミングの位相変動を最小限に抑制できる構造になっている。
これにより、各IF盤2からSTS−XCユニット3A(3B)の各主信号ES回路32−2へ到達する主信号のフレーム先頭位置のずれ(ビットディレイ)は、主に、各IF盤2とSTS−XCユニット3A(3B)とのユニット間の物理的な距離(配線距離)差に起因して一様に生じることになり、フレーム先頭位置のずれのバラツキが最小限に抑制される。
従って、このように最小限に抑制された「ずれ」のバラツキを吸収できる分のES段数(メモリ容量)を主信号ES回路32−2にそなえれば、ポインタ処理技術を用いずに、最小限のメモリ容量で主信号のフレームタイミング乗り換えを行なって装置内基準の8kHzのフレームタイミングに同期させることが可能になる。
この結果、図49により前述したような、各IF盤201,202及びSTS−XCユニット203がそれぞれ独立して動作する代わりに主信号のフレームタイミング乗り換えにポインタ処理技術を用いていた既存装置121とは異なり、収容IF盤数の増加に伴って処理チャンネル数が増加しても装置規模を最小限に抑制することができる。
そして、以上のようにして各主信号ES回路32−2にてフレーム先頭位置のずれが吸収された各主信号は、クロスコネクト部32−3に入力され、マイコン6からSTSレベルでのクロスコネクト設定がなされている主信号については、このクロスコネクト部32−3によるクロスコネクト(TSI)が行なわれたのち、送信主信号としてフレーム挿入部32側に折り返されて、該当BPIF部31及びIF盤2を通じて該当収容ネットワークへ送信される。
一方、ATM/VTレベルでのクロスコネクト設定がなされている主信号については、クロスコネクト部32−3をスルーしてフレーム挿入32−4,BPIF部33を通じてATM/VTクロスコネクトユニット4へ伝送され、ATM/VTレベルでのクロスコネクトが行なわれたのち、BPIF部33→フレーム同期部32−5→主信号ES回路32−6→クロスコネクト部32−3→フレーム挿入部32−7→BPIF部31→IF盤2という順で処理されて該当収容ネットワークへ送信される。
以下、上記のSTS−XCユニット3A(3B)におけるRCKセレクタ回路32−8,主PLL回路34,MFT回路32−9,MTPES回路32−10,主信号ES回路32−2,伝送フォーマット変換回路22−1,31−1の詳細について説明する。
(B)RCKセレクタ回路32−8,主PLL回路34の詳細説明
図2は上記のRCKセレクタ回路32−8及び主PLL回路34に着目したSTS−XCユニット3A(3B)の詳細構成を示すブロック図で、この図2に示すように、RCKセレクタ回路32−8は、クロック断検出部(LOS)32−8−1,32−8−2及びクロック選択スイッチ32−8−3をそなえて構成され、主PLL回路34は、78MHz(厳密には、77.76MHz)の電圧制御発振器(VCXO)34−1,分周器34−2,位相比較器(PC)34−3,フィルタ34−4,8kHzの電圧制御発振器34−5,分周器34−6,34−7,クロック断検出部(Dwn DET)34−8及びクロック分配インタフェース部34−9をそなえて構成されている。
なお、この図2では、上記のRCKセレクタ回路32−8と、VCXO34−1,フィルタ34−4及び発振器34−5を除く主PLL回路34の各構成要素と、前記のMFT回路32−9とが同一LSI(PAD LSI)35により実現されていることを示している。また、この図2において、網かけ部は、マイコンI/F部32−11を通じてマイコン6へ通知される情報もしくはマイコン6から設定される情報を表す。
そして、この図2に示すRCKセレクタ回路32−8では、シンクロカード5からの38MHz(厳密には、38.88MHz)の各基準RCKについて、それぞれ、クロック断検出部(LOS)32−8−1,32−8−2によりクロック断検出が行なわれ、クロック断が検出されると、切り替えトリガ(LOS A or LOS B)が発生してクロック選択スイッチ32−8−3に入力される。
具体的に、上記の各クロック断検出部32−8−1,32−8−2は、それぞれ、例えば図3に示すように構成され、各フリップフロップ(FF)回路322,323,325,反転回路323′及びOR(論理和)回路324から成るクロック断検出回路320により、タイマ回路321の所定カウント(サンプリング)周期内にシンクロカード5からの上記38MHzの基準RCK(検出対象クロック)のエッジを検出するようになっている。
そして、上記タイマ回路321の所定サンプリング周期内に上記38MHzの基準RCKのエッジが1つも検出されないと、現用→予備への切り替えトリガ(断検出情報)が発生し(図4AのタイミングT1参照)、上記所定サンプリング周期内に上記38MHzの基準RCKのエッジが1つでも検出されると、上記切り替えトリガ(LOS状態)は解除される(図4BのタイミングT2参照)。
ここで、上記LOS状態が検出された(切り替えトリガが発生した)場合は、その状態がOR回路328を介してFF回路329に保持され、マイコンI/F部32−11を介してマイコン6へ通知される。また、マイコン6通知後は、マイコン6(マイコンI/F部32−11)からのトリガによりパルスジェネレータ326でリードオンクリア信号が生成されAND回路327の出力が有効となることで、FF回路329の保持情報(LOS状態)はクリアされる。
なお、上記のタイマ回路321によるサンプリング周期は上記78MHzの基準RCKに基づいて生成され、本実施形態では、このサンプリング周期をマイコンI/F部32−11を介してマイコン6から適宜に設定・変更することが可能になっている。
具体的に、この設定・変更は、4ビット分のLOSウィンドウ設定情報(LOS WIN)により行なわれ、例えば図5に示すように、LOSウィンドウ設定情報が"0000"であれば上記サンプリング周期は25.7ナノ秒(ns)(78MHz基準RCKを1/4分周したクロック周期に相当)に設定され、"0001"であれば上記サンプリング周期は77.2(ns)(78MHz基準RCKを1/8分周したクロック周期に相当)に設定される。
このため、タイマ回路321は、例えば図6に示すように、カウンタ321a,比較器321b及び1/2分周器321cをそなえて構成され、上記LOSウィンドウ設定情報とカウンタ321aのカウント値との比較によりカウンタ321aのロードタイミングを生成することで、上記LOSウィンドウ設定情報に応じて78MHz基準RCKの分周率を変更しうる構成になっている。
このように、サンプリング周期の設定を可変にすることで、要求に応じて、シンクロカード5からの38MHz基準RCKのLOS状態の検出感度を適宜に増減することができる。
次に、図2において、上記のクロック選択スイッチ32−8−3では、上記のクロック断検出部32−8−1(32−8−2)から上記の切り替えトリガの発生していない、即ち、クロック断(LOS状態)が検出されていない方(予備用)の38MHz基準RCKを選択出力する。これにより、STS−XCユニット3A(3B)では、常に、障害の無い正常な基準RCKが選択・使用されるので、主信号処理の信頼性の向上に大いに寄与する。
なお、このクロック選択は、前述したように、マイコンI/F部32−11を介してマイコン6からの設定により切り替えることができるので、保守者による現用/予備の試験切り替えや強制切り替え等を適宜に実施することができ、保守・運用上の利便性を大幅に向上させることができる。
そして、上述のごとく選択された38MHzの基準RCKは、PC34−3に入力され、VCXO34−1の出力クロック(78MHz)を分周器34−2で1/2分周したクロックと位相比較されたのち、VCXO34−1の位相制御信号(PCON)としてフィルタ34−4を介してVCXO34−1にフィードバックされる。
具体的に、上記のPC34−3は、例えば図7に示すように、FF回路341,342,EXOR(排他的論理和)回路343及び反転回路344をそなえて構成されており、例えば図8Aに示すように、VCXO34−1側(分周器34−2)からのクロック(1/m出力)とクロック選択スイッチ32−8で選択された38MHzの基準RCK(1/n出力)とが同周期(同一周波数)であれば、上記の位相制御信号(PCON)は一定となり、VCXO34−1の発振周波数がそのときの発振周波数に維持される。
一方、VCXO34−1側からのクロック(1/m出力)周波数の方が38MHzの基準RCK(1/n出力)の周波数よりも高い場合は、図8B中に示すようにPCONはそのHレベル幅(Duty)が広くなる方向のパルスとなり、逆に、VCXO34−1側からのクロック(1/m出力)周波数の方が38MHzの基準RCK(1/n出力)の周波数よりも低い場合は、図9A中に示すようにPCONはそのHレベルが狭くなる方向のパルスとなり、これにより、上記の両クロックの周波数が一致するようにVCXO34−1の発振周波数が調整される。
なお、38MHzの基準RCK(1/n出力)がストップした場合は、図9Bに示すように、PCONは、19.44MHz,Duty50%で出力される。
以上のようにして、VCXO34−1の出力クロックが78MHzに精度良く固定される。そして、このVCXO34−1の出力クロックが、クロック分配インタフェース部37で18本分(ただし、2本分は予備)に分岐されて1本ずつ上記のBPIF部31(33)のPLL回路31−2に分配される。
つまり、このクロック分配インタフェース部37は、上記のPLL処理済みの78MHzの装置内基準RCKを各PLL回路31−2別に出力するための分配出力部として機能しているのである。
このように、78MHzの装置内基準RCKを各PLL回路31−2別に出力することで、各PLL回路31−2に分配される78MHz基準RCKの波形劣化を防止することができ、この結果、各PLL回路31−2、即ち、各BPIF部31を高精度に主PLL回路34(VCXO34−1)に同期させることができる。
従って、各BPIF部31での処理(伝送フォーマット変換)によるIF盤2からの各主信号のビットディレイは各主信号でほとんど同量になり、上述したように各主信号のフレーム先頭位置のズレのバラツキが最小限に抑制される。
(C)MFT回路32−9の詳細説明
図10は上記のMFT回路32−9の詳細構成を示すブロック図であり、図11は各STS−XCユニット3A,3B(ワークユニット3A,プロテクトユニット3B)におけるMFT回路32−9の相互接続構成を示すブロック図で、これらの図10及び図11に示すように、MFT回路32−9は、それぞれ、クロック位相保護部51,フレーム位相保護部52及びフレームカウンタ部53をそなえて構成されている。
ここで、クロック位相保護部51は、現用(ワーク)動作しているSTS−XCユニット3AのMFT回路32−9におけるフレームカウンタ部(第1カウンタ部)53で生成される上記のユニット間同期用タイミングパルス(38MTP)を引き込んで、クロック位相保護をとり、その38MTPの位相変動やジッタを吸収しながら、78MTPに乗り換えるためものである。
このため、本クロック位相保護部51は、ES部(第1メモリ部)51A,位相比較(PC)部51B,ウィンドウタイマ部51C,位相差検出部51D,タイミングパルス(TP)生成カウンタ部51E及びクロック断検出部51Fをそなえて構成されている。
そして、このクロック位相保護部51では、概略して、次のような処理が行なわれる。即ち、入力38MTPが、ES部51Aにより78MTPへタイミング乗り換えされるが、このとき、ES部51Aに対する38MTPの書き込み位相と読み出し位相との関係がPC部51Bにおいて比較(監視)されており、これらの各位相が近づき過ぎて重なりそうになる、即ち、メモリスリップが発生しそうになると、読み出し位相が調整されて正常な位相関係に補正される。
ここで、上記の位相関係の監視は、ウィンドウタイマ部51Cで生成される所定周期のウィンドウパルス(後述する初期もしくは通常ウィンドウパルス)を基に行なわれ、このウィンドウパルス幅の中心位置に読み出し位相(タイミング)が位置するように読み出し位相の調整が行なわれる。
そして、上述のごとく78MTPにタイミング乗り換えされた38MTPは、TP生成カウンタ部51Eのロードパルスとして供給されるが、このとき、位相差検出部(第1位相差補正制御部)51Dにてタイミング乗り換え前後(ES部51A通過前後)の38MTPの位相差が検出されており、この位相差が無くなるようにTP生成カウンタ部(第1フレームタイミング生成カウンタ部)51Eによる78MTPの生成(出力)タイミングが制御される。
これにより、ES部51Aでのタイミング乗り換えによる78MTPの位相変動は吸収され、ワークユニット3AのMFT回路32−9で生成されている8kHzフレームタイミング(38MTP)に高精度に同期した78MTPが生成される。なお、このクロック位相保護部51のさらなる詳細については図18により後述する。また、クロック断検出部51Fの詳細についても後述する。
次に、上記のフレーム位相保護部52は、上述のごとくクロック位相保護部51で生成された78MTPについて3フレーム分(ただし、ここでの1フレームは9720ビットである)の位相保護をとるもので、このために、図10及び図12に示すように、フレームカウンタ〔14ビット(1/9720分周)カウンタ〕52A,デコーダ52B,3フレーム保護回路52C及びAND回路52Dをそなえて構成されている。
そして、このフレーム位相保護部52では、クロック位相保護部51から受けたタイミングパルス(78MTP)をトリガにしてフレームカウンタ52Aがカウント値(ロード値)"0000h"からカウント動作を開始して78MTPの周期を監視する。なお、フレームカウンタ52Aは、78MTPでしかロードされず、14ビット分のカウントを行なったらストップする。
そして、このフレームカウンタ52Aのカウント値が"9719"になる毎にデコーダ52BからHパルスが出力される。つまり、このデコーダ52Bは、上記78MTPの周期が装置内基準78MHzクロックの9720分周になっているかを確認している。
このHパルスは3フレーム保護回路52Cにおいて保持され、計3回連続してHパルスがデコーダ52Bから出力される、即ち、クロック位相保護部51から受けた78MTPの間隔が3回連続して9720ビットになっていると、その78MTPが信頼できるものと判断されAND回路52Dにイネーブル信号(EN)が供給される。
これにより、上記78MTPがAND回路52Dを通過〔マイコン6から予備用(プロテクト)設定(H)がAND回路52に対して行なわれているため〕してフレームカウンタ部53のロードタイミングとして出力される。
このような3フレーム保護機能を実現するため、上記の3フレーム保護回路52Cは、例えば図13に示すように、FF回路52C−1,52C−2及びAND回路52C−3をそなえて構成されており、FF回路52C−2に2フレーム前のデコーダ52Bの出力,FF回路52C−1に1フレーム前のデコーダ52Bの出力がそれぞれ保持され、これらの各FF回路52C−1,52C−2の出力と現フレームのデコーダ52Bの出力とがそれぞれHレベルになれば、AND回路52Cにより上記イネーブル信号が生成されるようになっている。
これにより、例えば図14A及び図14Bに示すように、クロック位相保護部51からの78MTPに周期異常が発生した(78MTPの周期が1回でも正常な周期から外れた)場合、その周期異常が回復しても、直ぐにはフレームカウンタ部53用の上記ロードタイミングは出力されず、周期異常回復後、3フレーム分連続して正常な周期の78MTPを受けて初めて上記ロードタイミングがフレームカウンタ部53へ出力されることになる。
この結果、プロテクトユニット3BのMFT回路32−9がノイズ等が原因で誤った78MTPをワークユニット3Aから引き込んでしまうことを防止することができる。
なお、ワークユニット3AのMFT回路32−9では、フレーム位相保護部52のAND回路52Dに対してワーク設定(L)がなされその出力がマスクされているので、プロテクトユニット3BのMFT回路32−9で生成された78MTPに対する上記のクロック位相保護や3フレーム保護は行なわれるが、その78MTPをフレームカウンタ部53のロードパルスとしては出力しない。
このため、ワークユニット3AのMFT回路32−9におけるフレームカウンタ部53は、自走カウンタとして動作している。なお、このようにフレームカウンタ部53が自走カウンタとして動作するにも関わらず、ワークユニット3Aにおいても、上記のクロック位相保護や3フレーム保護を行なうのは、自身がマイコン6からプロテクト設定等がなされた場合に、即、プロテクトユニット3Bとして動作できるようクロック位相保護部51及びフレーム位相保護部52をスタンバイ状態にしておくためである。
次に、フレームカウンタ部53は、装置内基準となる8kHzの各種フレームタイミング(78MTP,38MTP,38MCK,19MTP,19MTP)を生成するためのもので、マスターフレームカウンタ53A,デコーダ回路53B及びロードマスク回路(1入力反転型AND回路)53Bをそなえて構成されている。
ここで、マスターフレームカウンタ53Aは、14ビット(1/9720分周)カウンタで、ワークユニット3Aでは上述したように自走カウンタ(第1カウンタ部)として機能し、プロテクトユニット3Bでは上記のフレーム位相保護部52からの上記ロードタイミングにて(ワークユニット3Aに従属して)カウント動作をスタートする従属カウンタ(第2カウンタ部)として機能するようになっている。
また、デコーダ回路53Bは、図15に示すように、デコーダ53B−1〜53B−4,OR回路53B−5,セレクタ(SEL)53B−6及びFF回路53B−7〜53B−9を用いて、上記のマスターフレームカウンタ53Aのカウント値を基に上記の78MTP,38MTP,38MCK,19MTP,19MTPを生成するものである。
なお、上記のセレクタ53B−6は、マイコン6(マイコンI/F部32−11)からのワーク/プロテクト設定(WXP)に応じて、デコーダ53B−2,53B−3の各出力のいずれか一方を選択するもので、ワーク設定時には(ワークユニット3Aでは)デコーダ53B−2の出力が選択され、プロテクト設定時には(プロテクトユニット3Bでは)デコーダ53B−3の出力が選択されるようになっている。
これにより、プロテクトユニット3Bのデコーダ回路53Bからは上記38MTP(ユニット間同期用タイミングパルス)が、ワークユニット3Aからの38MTPよりも2ビット分(=9718−9716)早いタイミングで出力されることになる。これは、各ユニット3A,3B間での38MTPの相互受け渡しによる同期確立に2ビット分の遅延(ビットディレイ)が生じることを考慮するためである。
また、ロードマスク回路(1入力反転型AND回路)53Bは、プロテクトユニット3Bにおいて、上述のごとく2ビット分早いタイミングで38MTPを出力してワークユニット3A,プロテクトユニット3B間の同期を確立するため、ワークユニット3Aでのマスターフレームカウンタ53Aのロード位置"9718"及び"9719"でプロテクトユニット3Bのマスターフレームカウンタ53Aをロードさせないようにするためのものである。
以上のような構成により、フレームカウンタ部53は例えば図16Aに示すようなタイミングで動作し、図16Bに示すような波形の各種タイミングパルス(78MTP,78MCK,38MTP,38MCK,19MTP,19MTP)を出力する。
次に、以上のようなMFT回路32−9の構成及び動作に基づき、ワークユニット3A,プロテクトユニット3B間の同期確立動作について図17A〜図17Cを用いて説明する。
まず、図17Aに示すように、ワークユニット3A側のMFT回路32−9では、フレームカウンタ部53(マスターフレームカウンタ53A)が自走することにより、上記の38MTP(Tpo)及び38MCK(Tco)が生成され、それぞれがプロテクトユニット3BのMFT回路32−9へ入力される。
プロテクトユニット3BのMFT回路32−9では、図17Bに示すように、これらの38MTP(Tpi)及び38MCK(Tci)を取り込むと、その38MTPをクロック位相保護部51(ES部51A)にて上述のごとく78MTPにタイミング乗り換える。
そして、この78MTPは、TP生成カウンタ部51Eのロードタイミングとして供給されるが、TP生成カウンタ部51Eは、このとき位相差検出部51Dで検出された位相差分だけ早いタイミングで78MTPを出力する(符号7参照)。この78MTPは、フレーム位相保護部52で3フレーム分の位相保護がとられたのちフレームカウンタ部53のマスターフレームカウンタ53Aのロードタイミングとして供給される。
マスターフレームカウンタ53Aは、このロードタイミングでカウント動作を開始し、そのカウント値"9716"がデコーダ回路53B(デコーダ53B−3)でデコードされることにより、ワークユニット3Aでの38MTPよりも2ビット分早いタイミングでワークユニット3Aへの38MTPが生成される。
この38MTPは38MCKとともに、ワークユニット3AのMFT回路32−9へ出力される。このとき、ワークユニット3A側のフレームカウンタ部53は自走動作しているが、プロテクトユニット3B側と同様に、取り込んだ38MTPについての78MTPへのタイミング乗り換え,3フレーム位相保護は行なう。
以上のような動作により、図17A〜図17C中のタイミングT3に示すように、ワークユニット3A及びプロテクトユニット3B側の各マスターフレームカウンタ53Aのカウント動作のずれが常に1ビット以内に抑制されて、各ユニット3A,3Bでのフレームタイミングの同期が高精度に確立する。
このように、プロテクトユニット3BのMFT回路32−9では、ワークユニット3Bから引き込んだ8kHzフレームタイミングのビットディレイを吸収するとともに、ノイズ等による誤ったフレームタイミングの引き込みを防止することができるので、常に、ワークユニット3Aにおける8kHフレームタイミングに高精度に同期したフレームタイミングを生成することができる。
従って、ワーク/プロテクト切り替え時にも、STS−XCユニット3A,3Bは、即座に、正常な装置内基準の8kHzフレームタイミングで動作することが可能になり、本伝送装置1の動作を安定させて、クロスコネクト処理の信頼性を大幅に向上させることができる。
次に、上記のクロック位相保護部51についてより詳細に説明する。
図18は上記のクロック位相保護部51の詳細構成を示すブロック図で、この図18に示すように、本クロック位相保護部51は、前記のES部51Aとして、FF回路511,ライトカウンタ512,8ビットレジスタ513と多重部514とで形成されたES回路510及びリードカウンタ515をそなえて構成されている。
また、前記のPC部51Bとしては、微分回路516,AND回路517,ウィンドウカウンタ518,ウィンドウセレクタ519,8ビットシフト回路520及び位相比較器(PC)521をそなえており、前記のウィンドウタイマ部51Cとしては、1ms/100msカウンタ522,セレクタ523,525,外部タイミングカウンタ524及びウィンドウ選択信号生成回路526をそなえている。
さらに、前記の位相差検出部51Dとしては、微分回路527とオフセットカウンタ/ラッチ部528とをそなえ、前記のTP生成カウンタ部51Eとしては、フレーム生成カウンタ529,デコーダ530及びFF回路531をそなえている。
ここで、ES部51Aにおいて、FF回路511は、ワークユニット3A(プロテクトユニット3B)からの38MTP(Tpi)をラッチするものであり、ライトカウンタ512は、このFF回路511でラッチされた上記38MTPのレジスタ513へのライトアドレス(ライトイネーブルパルス)を生成するもので、ここでは、38MTPを8倍の周期にしてレジスタ(8ビット)513へ書き込むために1/8分周カウンタとして構成されている。
また、レジスタ513は、このライトカウンタ512からのライトアドレスに従って上記38MTPを保持するものであり、リードカウンタ515は、VCXO34−1からの基準RCK(78MCK)を受けて、常に、PC部51Bのウィンドウカウンタ518に同期(従属)して動作する1/16分周カウンタで、ここでは、上記ライトイネーブルパルスを微分回路516にて微分したパルス(ウィンドウトリガ)によりウィンドウカウンタ518がロードされたのちにそのカウント値"7"がロードされることにより、ライトカウンタ512と半周期ずれた位相で多重部514用の16本分のリードアドレス(リードイネーブルパルス)を生成しうるようになっている。
ただし、実際は、上記ライトアドレスに対するリードアドレスが次表1に示すように関連付けされており、レジスタ513に保持された8ビットのデータ(38MTP)は、上記リードカウンタ515のリードアドレスを1つ飛ばしに出力した8本分のリードイネーブルパルス(つまり、残りの8本分は未使用アドレス)にて読み出される。
Figure 0003884956
そして、多重部514は、上記のリードカウンタ515からのリードアドレスに従ってレジスタ513からのデータ(38MTP)を16:1に多重するものである。
これにより、図21中に示すように、上記表1に示す関連付けをなされたリードアドレスによりレジスタ513から、順次、データ(38MTP:網かけ部で示すデータ)が読み出されるとともに、関連付けのなされていない未使用リードアドレスからはデータ"0(L)"(網かけ部以外で示すデータ)が読み出されて、38MTPの78MTPへの乗り換えが行なわれる。
つまり、上記のES部51Aは、上記のユニット間同期用タイミング(38MTP)を保持したのち装置内基準RCK(78MCK)に基づいてその38MTPが読み出されることにより38MTPタイミングを装置内基準フレームタイミング(78MTP)に同期させるようになっているのである。
次に、PC部51Bにおいて、微分回路516は、ライトカウンタ512の出力(イネーブルパルス)をVCXO34−1で生成された上記78MHzクロックで微分することにより上記イネーブルパルスのエッジを検出するもので、このエッジ検出タイミング(ウィンドウトリガ)でウィンドウカウンタ518がロードされるようになっている。
また、AND回路517は、上記のウィンドウトリガを有効/無効にするためのもので、具体的には、PC521により書き込み位相と読み出し位相との近づき過ぎ〔メモリスリップ状態(スリップエラー)〕が検出された場合、もしくは、装置立ち上げ(パワーオンリセット)後には上記ウィンドウトリガを有効にしてウィンドウカウンタ518をロードし直し(リスタートさせ)、それ以外のときは上記ウィンドウトリガをマスクしてウィンドウカウンタ518を自走させるようになっている。
さらに、ウィンドウカウンタ518は、上記のウィンドウトリガにより自走する1/16分周の自走カウンタで、図20中に示すような、上記書き込み位相と読み出し位相との関係を監視するための初期ウィンドウパルス及びこの初期ウィンドウパルスの周期よりも長い通常(ノーマル)ウィンドウパルスを生成するものである。
なお、このウィンドウカウンタ518は、カウント値を1〜16とした場合に、カウント値"7"をデコードする毎にリードカウンタ514をロードさせることにより、リードカウンタ514を自身と半周期ずれた周期で動作させて、レジスタ513に対する書き込み位相と読み出しとを半周期ずらすようになっている。従って、スリップエラーが発生した場合、本実施形態では、このウィンドウカウンタ518のカウント動作のみを制御すれば書き込み/読み出しタイミングの衝突が防止されることになる。
また、ウィンドウセレクタ519は、このウィンドウカウンタ518で生成される各ウィンドウパルス(以下、単に「ウィンドウ」という)を選択するもので、装置立ち上げ時(VCXO34−1からの基準RCK(78MCK)が安定するまで)やスリップエラー発生時には位相監視を厳しく行なうために周期の短い初期ウィンドウが、初期ウィンドウによる位相監視で所定時間継続してスリップエラーが発生しなければ初期ウィンドウよりも監視周期の長いノーマルウィンドウが選択されるようになっている。
これにより、PC部82による位相監視に余裕をもたせることができ、スリップエラー発生時のウィンドウカウンタ823のリスタート(後述)によるTP周期の変化が頻発してしまうことを抑制することができる。なお、上記のウィンドウ切り替えはウィンドウタイマ部51Cによって行なわれる。
さらに、8ビットシフト回路520は、上記の微分回路516の出力(ライトイネーブルパルス)を8ビットシフトすることにより、PC521でのウィンドウとの位相比較タイミングを合わせるためのものであり、PC521は、上記のライトイネーブルパルスとウィンドウセレクタ519で選択されたウィンドウとの位相を比較して、ライトイネーブルパルスがウィンドウのエッジに引っ掛かるか否かを監視するもので、ライトイネーブルパルスがウィンドウのエッジに引っ掛かれば、メモリスリップ状態としてスリップエラーを発生するようになっている。
そして、スリップエラーが発生した場合は、ウィンドウカウンタ518がリスタートされてリードカウンタ515による読み出し位相が正常な位置(タイミング)に戻される。このとき、ウィンドウセレクタ519が初期ウィンドウを選択するようウィンドウタイマ部51Cにより制御され、初期ウィンドウによる位相監視が開始される。
さらに、ウィンドウタイマ部51Cにおいて、1ms/100msカウンタ〔監視(内部)タイマ〕522は、初期ウィンドウによる位相監視周期(1ms/100ms)をカウントするためのものである。なお、この監視タイマ522は、PC521にてスリップエラーが検出された場合はリスタートする。
また、セレクタ523は、このウィンドウタイマ部51Cで生成された各位相監視周期(1ms/100ms)をマイコン6(マイコンE/F部32−11)からの設定("TIMERSEL")に従って選択するものであり、外部タイミングカウンタ(外部タイマ)524は、上記1ms/100ms以外の任意の初期ウィンドウによる位相監視周期をカウントするためのもので、その監視周期はマイコン6(マイコンE/F部32−11)からの外部設定信号("EXTTP")により適宜に設定される。
また、セレクタ525は、この外部タイマ524で生成される監視周期と、セレクタ523で選択された監視周期(1ms/100ms)とのいずれかを、マイコン6(マイコンE/F部32−11)からの設定("EXTPSEL")に従って選択するものである。
つまり、本実施形態のウィンドウタイマ部51Cは、PC521での初期ウィンドウによる位相監視周期(タイマ周期)を、1ms,100ms及び外部設定の中から適宜に選択(設定)できるようになっているのである。なお、この設定例を次表2に示す。
Figure 0003884956
そして、ウィンドウ選択信号生成回路526は、上記のセレクタ525で最終的に選択されたタイマ周期内にPC521にてスリップエラーが検出されるか否かを監視し、上記タイマ周期内にスリップエラーが検出されず上記タイマ周期がタイムアウトした場合にウィンドウセレクタ519にノーマルウィンドウを選択させる切り替え信号を生成するものである。ただし、上記タイマ周期内外に関わらず、PC521にてスリップエラーが検出された場合は、ウィンドウセレクタ519に初期ウィンドウを選択させる切り替え信号を生成する。
これにより、PC521では、例えば図22A及び図22Bにそれぞれ示すように、初期ウィンドウもしくはノーマルウィンドウによる位相監視中にそのウィンドウから上記のリードイネーブルパルスが外れてスリップエラーが発生すると、初期ウィンドウが選択されて初期ウィンドウによる位相監視が行なわれ、この初期ウィンドウによる位相監視中に上記タイマ周期内にスリップエラーが発生せず上記タイマ周期がタイムアウトした場合は、初期ウィンドウからノーマルウィンドウへの切り替えが行なわれて、ノーマルウィンドウによる位相監視が行なわれる。
ただし、図22Bでは、EXTTPの↑から次の↑のサンプリング周期間にリードイネーブルパルスがウィンドウから外れなければ初期ウィンドウへの切り替えを行なうため、実際、ウィンドウの切り替え時間は最大タイマ周期×2倍となる。なお、初期ウィンドウへの切り替えは、上記スリップエラー発生時だけでなく、装置立ち上げ時(パワーオンリセット時)にも行なわれる。また、ウィンドウの切り替えは、例えば、ライトカウンタ512のライトアドレスが0の位置にて行なう。
次に、位相差検出部51Dにおいて、微分回路527は、ES部51AのFF回路511にラッチされた上記38MTPを主PLL回路34のVCXO34−1で生成された78MHzクロックで微分することにより、38MTPのエッジを検出するものであり、オフセットカウンタ/ラッチ部528は、このエッジ検出タイミングで、1/32分周のカウント動作をスタートし、そのカウント値をフレーム生成カウンタ529に検出したオフセット値(位相差)としてロードするためのもので、次のように動作するようになっている。
(1)PC部51Bにおいて初期ウィンドウによる位相監視が行なわれている間は、ES部51Aに対する上記の読み出し位相が安定していないものとして、毎周期(毎フレーム)、ES部51Aによるタイミング乗り換え後の78MTPにて、その時のカウント値をラッチするとともにTP生成カウンタ部51Eにロードする。
(2)PC部51Bにおいてノーマルウィンドウによる位相監視が行なわれている間は、上記の読み出し位相が或る程度は安定していると考えられるので、初期ウィンドウによる位相監視中に最後にラッチしたカウント値、毎フレーム、フレーム生成カウンタ529にロードする。
これにより、フレーム生成カウンタ529は、常に、オフセットカウンタ/ラッチ部528で検出されたオフセット値(位相差)からカウントをスタートするので、そのカウント値"9719"をデコーダ530によりデコードしたときのパルスをFF回路531で1ビット遅延させて出力すると、カウント値"0"のタイミングでフレームタイミングパルスが出力されることになる。つまり、上記のオフセット値分だけ前にフレームタイミングが出力されることになり、ES部51A通過前後のフレームタイミングの位相差が吸収される。
なお、図18において、クロック断検出部51Fは、ワーク(プロテクト)ユニット3A(3B)から引き込んだ38MCKのクロック断を検出するもので、図19に示すように、前述したRCKセレクタ回路32−8におけるクロック断検出部(LOS)32−8−1,32−8−2(図2参照)のクロック断検出回路320(図3参照)と同様の、FF回路51F−1,51F−2,51F−4,反転回路51F−2′及びOR回路51F−3を用いた回路構成を有しており、クロック断が検出されると、その旨がマイコンI/F部32−11を介してマイコン6へ通知されるようになっている。
以上のような構成により、プロテクションユニット3B側のクロック位相保護部51では、ワークユニット3Aからの8kHzのユニット間同期用タイミングパルス(Tpi:38MTP)を、この38MTPとともに入力される38.88MHzのユニット間同期用クロック(Tci:38MCK)を1/8カウンタ512からのライトイネーブルパルスに従ってレジスタ513に書き込むことにより、38.88Mbpsタイミングを8倍の周期にしてレジスタ513に書き込む。
一方、レジスタ513に書き込まれたデータ(38MTP)は、VCXO34−1で生成される78MHzの基準RCKをリードカウンタ515により1/16分周したリードイネーブルパルス〔ただし、リードアドレスを1つ飛ばし(前記表1参照)に出力した8本のイネーブルパルス〕に従って読み出されて多重部514にて多重される。これにより、38MTPから78MTPへのタイミング乗り換えが行なわれる。
このとき、PC部51Bでは、上記の書き込み位相と読み出し位相とが重ならないように、上記のウィンドウを用いた位相差の監視がPC521により行なわれている。例えば、パワーオンリセットが解除された後では、PC部51Bは、図23に示すように動作する。
即ち、ライトカウンタ512のライトイネーブルパルスの微分信号(符号8参照)をトリガにしてウィンドウカウンタ518がロードされて(点線矢印9参照)カウント動作がスタート(自走)する。一方、上記のライトイネーブルパルスは8ビットシフト回路520にて8ビット分シフトされ(点線矢印10参照)、この8ビットシフト後のライトイネーブルパルス(PCトリガ)と初期ウィンドウとの位相比較がPC521にて行なわれる。
このとき、上記PCトリガが初期ウィンドウの中心に位置するタイミングで読み出しが行なわれれば、書き込み位相と読み出し位相とが正常な(半周期ずれた)位相関係になるので、ウィンドウカウンタ518のカウント値が"7"になった時点でリードカウンタ514をロードする(点線矢印11参照)。
その後は、上記PCトリガがウィンドウから外れない限り、ウィンドウカウンタ518,リードカウンタ515は自走する。そして、例えば図24に示すように、初期ウィンドウによる位相監視中に、上記PCトリガが初期ウィンドウから外れず、ウィンドウタイマ部51Cの監視タイマ522がタイムアウト(図24では、タイマ周期=1ms)した場合は、ウィンドウ切り替え信号がウィンドウカウンタ518のカウント値"0"の位置(図24ではカウント値=1〜16としているので"1"の位置)でウィンドウセレクタ519に供給されて、初期ウィンドウからノーマルウィンドウへのウィンドウ切り替えが行なわれる(点線矢印12,13参照)。
一方、初期ウィンドウでの位相監視中に、上記PCトリガが、図25中に網かけ部14で示すように初期ウィンドウの左側、もしくは、図26中に網かけ部15で示すように初期ウィンドウの右側に外れた場合は、いずれの場合も、スリップエラー信号がHレベルとなり、ライトカウンタ512のライトイネーブルパルスの微分信号(符号16参照)によりウィンドウカウンタ518をロードし直して初期ウィンドウをはり直し、リードカウンタ515も初期状態に設定する(符号17参照)。
また、通常ウィンドウでの位相監視中に、上記PCトリガが、図27中に網かけ部18で示すように初期ウィンドウの左側、もしくは、図28中に網かけ部19で示すように初期ウィンドウの右側に外れた場合は、いずれの場合も、スリップエラー信号がHレベルとなり、次のライトカウンタ512のライトイネーブルパルスの微分信号(符号20参照)によりウィンドウカウンタ518をロードし直すとともに、ウィンドウを初期ウィンドウに切り替える(点線矢印21参照)。
以上のようにして、書き込み位相と読み出し位相との近づき過ぎ(スリップエラー)が検出される度に、ウィンドウカウンタ518がリスタートされて読み出し位相が適切な位置まで戻されるとともに、初期ウィンドウによる位相監視が行なわれる。
ところで、上記のようにES部51Aによるタイミング乗り換えが行なわれている際、位相差検出部51Dにて、入力された38MTPとES部51Aを通過した後の78MTPとの位相差(オフセット値)が検出されている。
即ち、例えば図29及び図30に示すように、まず、受信38MTPを微分回路527により微分したパルス(符号71参照)にてオフセットカウンタ/ラッチ部528が、ロード値"6"をロード(矢印72参照)してカウント動作(自走)を開始する。
このとき、PC部51Bにおいて初期ウィンドウによる位相監視が行なわれていれば、オフセットカウンタ/ラッチ部528は、ES部51Aにて乗り換えられた78MTP(矢印73参照)にてそのときのカウント値(図29では位相差検出によるビットディレイが最小の場合で"15",図30では同ビットディレイが最大の場合で"14")を検出した位相差(オフセット値)としてフレーム生成カウンタ529にロードする(矢印75参照)とともに、ラッチする(矢印74参照)。
なお、このときラッチされたオフセット値は、初期ウィンドウ→ノーマルウィンドウ切り替え後のノーマルウィンドウによる位相監視中のオフセット値として、毎フレーム、フレーム生成カウンタ529にロードされることになる。
そして、フレーム生成カウンタ529はロードされたオフセット値からカウントをスタートし、そのカウント値"9719"をデコーダ530がデコードする毎にTPをFF回路531で1ビット遅延させて出力することにより、ラッチされたオフセット値だけ前のタイミングでES部51Aによるタイミング乗り換え後の78MTPを出力させる(矢印76参照)。これにより、ES部51A通過前後(タイミング乗り換え前後)の8kHフレームタイミングの位相差が吸収される。
なお、ES部51Aによるタイミング乗り換え後の78MTPが正規のタイミングがずれた場合には、誤ったタイミングで78MTPが生成・出力されることになるが、前述したように後段のフレーム位相保護部52により3フレーム保護がとられているので、その78MTPは無効になる。また、図29及び図30中に示すFF回路511による1ビットディレイは位相差検出部51Dのオフセットカウンタ/ラッチ部528が動作している範囲でレジスタ513に対する読み出しを行なうために用いられる。さらに、ワークユニット3A側のクロック位相保護部51でもプロテクトユニット3B側からのユニット間同期用タイミング(38MTP,38MCK)を引き込んで上記と同様の処理を行なっている。
以上のように、プロテクションユニット3B側のクロック位相保護部51では、ワークユニット3AのMFT回路32−9から引き込んだユニット間同期用タイミングパルス(38MTP)を基に、常に、ワークユニット3A側の8kHzフレームタイミングに高精度に同期した8kHzの78MTPを生成することができる。
(D)MTPES回路32−10の詳細説明
図31は前記のMTPES回路32−10の詳細構成を示すブロック図であるが、この図31に示すように、本実施形態のMTPES回路32−10は、上述したクロック位相保護部51と略同様の構成を有している。即ち、ES部(第2メモリ部)81,位相比較(PC)部82,ウィンドウタイマ部83,位相差検出部(第2位相差補正制御部)84及びTP生成カウンタ部(第2フレームタイミング生成カウンタ部)85をそなえて構成されている。
これは、上述したクロック位相保護部51が、ユニット間同期用タイミング(38MTP)をワークユニット3A(もしくは、プロテクションユニット3B)側で生成されている8kHzフレームタイミング(78MTP)に同期させるためのものであったのに対し、本MTES回路32−10が、MFT回路32−9で生成された8kHzフレームタイミング(78MTP:図31ではMaster 8K TPと表記)をBPIF部31のPLL回路31−2で生成される78MHzのマスタークロック(LSI Master Clock(Master 78))に同期させるためのものであることの違いのみであるからである。
このため、ES部81は、シリアル/パラレル(S/P)変換回路812及びパラレル/シリアル(P/S)変換回路813から成るES回路810,ライトカウンタ(1/16分周カウンタ)811,リードカウンタ(1/16分周カウンタ)812及び3ビットシフト回路815をそなえて構成され、PC部82は、微分回路821,AND回路822,ウィンドウカウンタ823,ウィンドウセレクタ824,8ビットシフト回路825及び位相比較器(PC)826をそなえて構成されている。
また、ウィンドウタイマ部83は、1ms/100msカウンタ(監視タイマ)831,セレクタ832,834,外部タイミングカウンタ(外部タイマ)833及びウィンドウ選択信号生成回路835をそなえて構成され、位相差検出部84は、2ビット幅パルス伸長回路841,微分回路842,オフセットカウンタ843,1入力反転型のAND回路844,オフセットラッチ回路845及びオフセットセレクタ846をそなえて構成されている。
ここで、ES部81において、ライトカウンタ811は、MFT回路32−9を介して主PLL回路34−1から供給される78MHzの基準RCKを1/16分周することにより、S/P変換回路812用の16本分のライトアドレス(ライトイネーブルパルス)を生成するものであり、S/P変換回路812は、このライトカウンタ811からのライトイネーブルパルスに従って、MFT回路32−9で生成された8kHzフレームタイミングパルス(78MTP)を1:16にS/P変換するものである。
また、リードカウンタ814は、上記の78MHzのマスタークロックを受けて、上述したクロック位相保護部51におけるリードカウンタ515と同様に、PC部82におけるウィンドウカウンタ823に常に同期(従属)して動作する1/16分周カウンタで、この場合も、例えば、ウィンドウカウンタ823のカウント値"7"がロードされることにより、ライトカウンタ811と半周期ずれた位相で16本のリードアドレス(リードイネーブルパルス)を生成するようになっている(ただし、この場合は、未使用アドレスは無い)。
さらに、P/S変換回路813は、このリードカウンタ814からのリードアドレス(リードイネーブルパルス)に従ってS/P変換回路813からの16パラのデータ(78MTP)をP/S変換することにより多重するもので、これにより、例えば図32に示すように、MFT回路32−9で生成された8kHzフレームタイミングパルス(78MTP)のBPIF部31からの78MHzマスタークロックへのタイミング乗り換えが行なわれる。なお、3ビットシフト回路815は、このP/S変換後の78MTPを3ビット分シフト(遅延)させるものである。
また、位相差検出部84において、2ビット幅伸長回路841は、後段の微分回路842にてMFT回路32−9からの上記8kHzフレームタイミング(Master 8K TP:1ビット幅)をBPIF部31からのマスタークロック(Master 78)にて微分できるよう2ビット幅に伸長するものであり、微分回路842は、このように2ビット幅に伸長された上記8kHzフレームタイミング(Master 8K TP)をマスタークロック(Master 78)にて微分することにより微分パルス(エッジ検出タイミング)を得るものである。
さらに、オフセットカウンタ843は、この微分回路842からの微分パルスによりロードされマスタークロック(Master 78)に従って自走する位相差(オフセット値)検出用のカウンタであり、オフセットラッチ回路845は、このオフセットカウンタ843のカウント値(オフセット値)を3ビットシフト回路815により3ビット分シフトされたタイミング乗り換え後の78MTPにてラッチするものである。
ただし、このラッチは、この場合も、PC部82において初期ウィンドウによる位相監視が行なわれている場合にのみ行なわれ、ノーマルウィンドウによる位相監視が行なわれている場合にはAND回路844によりラッチイネーブルパルスがマスクされて初期ウィンドウによる位相監視の最後に検出されたオフセット値が保持されるようになっている。
また、オフセットセレクタ846は、オフセットカウンタ843で検出されたオフセット値とオフセットラッチ回路845でラッチされているオフセット値とを選択するもので、具体的には、PC部82において初期ウィンドウによる位相監視が行なわれている場合にはオフセットカウンタ843で検出されたオフセット値を選択し、ノーマルウィンドウによる位相監視が行なわれている場合にはオフセットラッチ回路845にラッチされているオフセット値を選択するようになっている。
これにより、初期ウィンドウによる位相監視中はオフセットカウンタ843で検出されたオフセット値が、毎周期(毎フレーム)、TP生成カウンタ部85にロードされ、ノーマルウィンドウによる位相監視中は初期ウィンドウによる位相監視の最後にオフセットラッチ回路845にラッチされたオフセット値が、毎周期、TP生成カウンタ部85にロードされる。
つまり、上記のオフセットカウンタ843,AND回路844,オフセットラッチ回路845及びオフセットセレクタ846は、クロック位相保護部51における位相差検出部51Dのオフセットカウンタ/ラッチ部528と同様のオフセットカウンタ/ラッチ部847を形成しているのである。
なお、PC部82及びウィンドウタイマ部83の構成については、図18により前述したPC部51B及びウィンドウタイマ部51Cとそれぞれ同様であるので、その詳細な説明を省略する。また、TP生成カウンタ部85も、図18に示すTP生成カウンタ部51Eと同様の構成を有している。
以上のような構成により、本MTPES回路32−10では、MFT回路32−9で生成された8kHzのフレームタイミング(78MTP)をES部81にてマスタークロックに乗り換える。このとき、ES部81に対する78MTPの書き込み位相と読み出し位相との関係が、PC部82により、前記のクロック位相保護部51におけるPC部51Bと同様に、上記の各ウィンドウを用いて監視制御(クロック位相保護)される(図33参照)。
なお、この場合も、PC部82では、装置立ち上げ後やスリップエラー発生時には、装置のクロック周波数成分が安定するまでの間(監視タイマ831がタイムアウトするまで)は監視ウィンドウを狭くすること(初期ウィンドウ)により位相を厳しく監視し、安定後(監視タイマ831がタイムアウトした時)には監視ウィンドウを広げること(ノーマルウィンドウ)により、位相監視に余裕をもたせて、スリップエラー発生時のウィンドウカウンタ823のリスタートによるTP周期の変化の頻発を抑制している。
また、このとき、位相差検出部84では、ES部81による乗り換え前後の78MTPの位相差を検出しており、この位相差が無くなるようにTP生成カウンタ部85のカウント動作(TP生成周期)を制御している。この位相差検出部84による制御は、図29及び図30により前述した位相差検出部51Dによる制御と同様に行なわれる。
即ち、図34及び図35に示すように、まず、MFT回路29からの上記8kHzフレームタイミング(78MTP:符号91参照)を2ビット幅伸長回路841で2ビット幅に伸長し(符号92参照)、そのパルスを微分回路527にてBPIF部31からのマスタークロックにて微分したパルス(符号93参照)にてオフセットカウンタ843が、ロード値"6"をロード(矢印94参照)してカウント動作(自走)を開始する。
このとき、PC部82において初期ウィンドウによる位相監視が行なわれていれば、オフセットラッチ回路845が、ES部51Aにて乗り換えられた78MTP(符号95参照)を3ビットシフト回路815で3ビット分シフト(矢印96参照)したパルスにて、そのときのオフセットカウンタ843のカウント値(図34では位相差検出によるビットディレイが最小の場合で"7",図35では同ビットディレイが最大の場合で"19")を検出した位相差(オフセット値)としてラッチする(矢印97参照)。
このオフセット値は、フレーム生成カウンタ529にロードされる(点線矢印98参照)。なお、ラッチされたオフセット値は、初期ウィンドウ→ノーマルウィンドウ切り替え後のノーマルウィンドウによる位相監視中のオフセット値として、毎フレーム、フレーム生成カウンタ529にロードされることになる。
そして、フレーム生成カウンタ529はロードされたオフセット値からカウントをスタートし、そのカウント値"9719"をデコードする毎にTPを1ビット遅延させて出力することにより、ラッチされたオフセット値だけ前のタイミングでES部81による乗り換え後の78MTPを出力する(矢印99参照)。
これにより、ES部81通過前後(乗り換え前後)の8kHzフレームタイミング(78MTP)の位相差が吸収されて、MFT回路32−9で生成された8kHzフレームタイミング(78MTP)が、BPIF部31,主信号ES回路32−2,クロスコネクト部32−3(図1参照)での動作クロックである上記マスタークロック(Master 78)に同期する。
つまり、本MTPES回路32−10は、最終的に主信号ES回路32−2(図1参照)用の読み出しTP(78MTP)として供給される上記のMFT回路32−9で生成された8kHzフレームタイミング(78MTP)と、BPIF部31でのマスターTPとの位相関係が一致するように、TP生成カウンタ部85での上記読み出しTPの生成タイミングをコントロールしているのである。
この結果、後述するように、主信号ES回路32−2においての読み出しTPに対する前後のメモリ段数のマージン(余裕)を平均的にもたせることができ、主信号ES回路32−2に必要なメモリ段数を最小限(後述するように108段)に抑えることができる。
(E)主信号ES回路32−2の詳細説明
図36は上記の主信号ES回路32−2の詳細構成を示すブロック図で、この図36に示すように、主信号ES回路32−2は、RAM32A,ライトカウンタ32B,リードカウンタ32C及びスリップエラー検出部32Dをそなえて構成されている。
ここで、RAM(主信号メモリ部)32Aは、フレーム同期部32−1でフレーム同期のとられた主信号フレームを記憶するものである。ただし、このRAM32Aのアドレス"0"の領域には、主信号フレームデータ以外にフレーム同期部32−1からの8kHzフレームパルス(FP)も共に書き込まれるようになっている。
また、ライトカウンタ32Bは、フレーム同期部32Bからの上記8kHzFPをロードタイミングとしてカウント動作を開始して、BPIF部31からのマスタークロックに従ってRAM32A用のライトアドレスを生成するものであり、リードカウンタ32Cは上述したMTPES回路32−10でタイミング乗り換えされた8kHzフレームタイミング(8kHzTP)をロードタイミングとしてカウント動作を開始して、78MHzの装置内基準クロックに従ってRAM32A用のリードアドレスを生成するものである。スリップエラー検出部32Dは、RAM32Aのメモリスリップ状態を検出するものである。
上述のごとく構成された主信号ES回路32−2では、例えば、図37に示すように、フレーム同期部32−1によるフレーム同期後の主信号フレームデータが、BPIF部31のマスタークロックに従って、順次、ライトカウンタ32Bが生成するライトアドレス領域に記憶されてゆき、MTPES回路32−10からの8kHzTPを基準として、78MHzの装置内基準クロックに従って、順次、リードカウンタ32Cの示すアドレス領域から読み出されてゆく。
これにより、主信号フレームデータのBPIF部31のマスタークロックへの乗り換えが行なわれる。ここで、MTPES部32−10からの上記8kHzTPにてリードカウンタ32Cがロードされたとき(図37中に網かけ部で示す0の位置)、ライトカウンタ32Bにより上記8kHzFPが読み出されなかった(8kHzFP=0)場合は、正常に乗り換えができなかったことを表すスリップエラーがスリップエラー検出部32Dにて検出される。このスリップエラーはマイコンI/F部32−11を介してマイコン6に通知される。
なお、図1に示す送信用の主信号ES回路32−6も、上記の主信号ES回路32−2と同様の構成を有している。
次に、上記の主信号ES回路32−2(RAM32A)のメモリ段数について説明する。
まず、図38Aに示すように上記のIF盤,STS−XCユニット3A,3Bが接続されている場合、(1)(5)(図中では丸付き数字で示す)に示す各ビットディレイを総計すると、主信号ES回路32−2(RAM32A)に対するライトタイミング(TP)の総ビットディレイは、最小で31.375ビット,最大で92.375ビットとなる。
従って、図38Bに示すように、上記ライトタイミング(TP)のビットディレイを最小で31ビット,最大で93ビットと考えると、その最大ビットディレイ差は62ビットとなる。
ここで、主信号ES回路32−2(RAM32A)に対するリードタイミング(TP)が、各IF盤2に分配される8kHzフレームタイミング(19MTP)に対して115ビット分遅延するものとし、その前後に例えば22ビット,23ビット分のマージンをもたせようとすると、62+22+23+1=108ビット分のメモリ段数が必要になることが分かる。
(F)伝送フォーマット変換回路22−1,31−1の詳細説明
図39は図1に示す伝送フォーマット変換回路22−1,31−1に着目した伝送装置1の構成を示すブロック図で、この図39に示すように、伝送フォーマット変換回路22−1,31−1は、それぞれ、送信系31A及び受信系31Bをそなえて構成されている。
そして、上記の送信系31Aは、例えば図40Aに示すように、ES部313,パラレル/シリアル(P/S)変換回路314及び送信シリアライザ315をそなえており、ES部313に対して図40Aに示すような動作モード設定(BANDWIDTH=0/1:A/B)が、収容するIF盤2の動作速度(19Mbps/78Mbps)に応じて、マイコン6(マイコンI/F部32−11)から行なわれることにより、図40A及び図40B中に示す(1)(4)(図中では丸付き数字で示す)の順で、入力信号に対する速度変換が行なわれるようになっている。
また、上記のES部313は、例えば図41に示すように、S/P変換器313−1,P/S変換器313−2,ESカウンタ部313及びESタイマ部314をそなえて構成されており、上記のS/P変換器313−1及びP/S変換器313−2にそれぞれ上記の動作モード設定がなされ、これらのS/P変換器313−1及びP/S変換器313−2による上記送信フレームのタイミング乗り換えの位相監視制御が、前述したクロック位相保護部51やMTPES回路32−10と同様に、ESカウンタ部313及びESタイマ部314によって行なわれるようになっている。
そして、例えば、IF盤2側の伝送フォーマット変換回路22−1の送信系31Aでは、CHインタフェース部21から19Mbpsの主信号が受信される場合は動作モードAが設定されて、その受信主信号をSTS−3(155Mbps)へ速度変換し、78Mbpsの主信号が受信される場合は動作モードBが設定されて、その受信主信号をSTS−12(622Mbps)へ速度変換する。
一方、STS−XCユニット3A(3B)側の伝送フォーマット変換回路31−1の送信系31Aでは、常に、動作モードBが設定されて、STS−TSI部32からの一定の送信主信号(78Mbps)を622Mbpsに速度変換する。ただし、このとき、IF盤2の動作速度の違い(78Mbps/19Mbsp)による変換先の信号速度(622Mbps/155Mbps)の違いには、622Mbpsの主信号構成が各チャンネル毎に異なる(図46の(a)参照)か、4チャンネル分ずつ同じ〔78Mbps×4ビット内に1チャンネル分(1バイト)が収容されている(図42又は図47の(a)参照)〕かの違いにより対応している。
これにより、伝送フォーマット変換回路22−1の送信系31Aでは、IF盤2から受信される主信号(19Mbps/78Mbps)を一定のユニット間伝送速度(155Mbps/622Mbps)に変換してSTS−XCユニット3A(3B)へ送信することができ、伝送フォーマット変換回路31−1の送信系31Aでは、STS−TSI部32から受信される送信主信号(78Mbps)を一定のユニット間伝送速度(155Mbps/622Mbps)に変換してIF盤2へ送信することができる。
次に、図43Bは上記の受信系31Bの構成を示すブロック図で、この図43Bに示す受信系31Bは、デシリアライザ311とシリアル/パラレル(S/P)変換回路312とをそなえて構成されている。
ここで、デシリアライザ311は、入力データの伝送速度及びクロックによらずその入力データを155Mbpsの4パラレルデータ及び155MHzのクロックに変換するものであり、S/P変換回路312は、このデシリアライザ311からの155.52Mbpsの4パラレルデータとクロックをそれぞれ8パラレルデータとクロックに変換するものである。
そして、このS/P変換回路312には、外部端子(図示省略)を介して図39Aに示すような動作モード設定(BANDWIDTH=0/1:A〜C)が、受信する主信号(STS−3/12)に応じて、マイコン6(マイコンI/F部32−11)から行なわれるようになっている。これにより、その設定された動作モードに従った受信主信号の速度変換が行なわれる(図44参照)。
例えば、STS−XCユニット3A(3B)側の受信系31Bでは、IF盤2からの受信主信号(STS−3/12)を78Mbpsのユニット内伝送速度に変換する必要があるので、動作モードC/Bが設定される。一方、IF盤2側の受信系31Bでは、STS−XCユニット3A(3B)からの受信主信号(STS−3/12)を19Mbps/78Mbpsのユニット内伝送速度に変換する必要があるので、動作モードA/Bが設定される。
ただし、動作モードBとCについては、変換元の入力信号速度(622Mbps/155Mbps)の違いが、622Mbpsの主信号構成が各チャンネル毎に異なる(図46の(a)参照)か4チャンネル分ずつ同じ(図44又は図47の(a)参照)であるかの違いなので、設定値としては同じ値(BANDWIDTH=1)が設定される。
これにより、STS−XCユニット3A(3B)側の受信系31Bでは、IF盤2の扱う信号速度によらず、受信主信号をSTS−XCユニット3A(3B)へのユニット内伝送速度(78Mbps)に変換することができ、IF盤2側の受信系31Bでは、STS−XCユニット3A(3B)からの受信主信号を対応するIF盤2が扱う信号速度に速度変換することができる。
ここで、上記の動作モードA〜Cでのフォーマット変換例を図45〜図47にそれぞれ示す。
まず、動作モードAでは、図45中の(a)に示すように、1データ系列当たり155Mbpsでそれぞれ同じ信号が4パラレル入力(Data0−4)される受信フレームのうちの1本(例えば、Data3)のみについて、図45中の(b)及び(c)に示すように、デシリアライザ311によるデシリアライズ(シフト)処理が施されたのちS/P変換回路312によるS/P変換が行なわれることにより、最終的に、19Mbps(8パラレル)のデータが得られる。
また、動作モードBでは、図46中の(a)に示すように、1データ系列当たり155Mbpsでそれぞれ異なる信号が4パラレル入力(Data0−4)される受信フレーム(計622Mbps)の全てについて、図46中の(b)及び(c)に示すように、デシリアライザ311によるデシリアライズ(シフト)処理が施されたのちS/P変換回路312によるS/P変換が行なわれることにより、最終的に、78Mbps(8パラレル)のデータが得られる。
さらに、動作モードCでは、図47中の(a)に示すように、1データ系列当たり155Mbpsでそれぞれ同じ信号が4パラレル入力(Data0−4)される受信フレームの全てについて、図47中の(b)及び(c)に示すように、デシリアライザ311によるデシリアライズ(シフト)処理が施されたのちS/P変換回路312によるS/P変換が行なわれることにより、最終的に、78Mbps(8パラレル)のデータが得られる。
ただし、上記の図45〜図47中の(b)及び(c)には、いずれも、4パラ入力の受信フレームのうちの1本(Data3)に着目した動作を示している。
以上のように、本伝送装置1では、上述のごとく構成された伝送フォーマット変換回路22−1,31−1をそなえることで、IF盤2の収容ネットワークアプリケーション(受信した主信号の伝送速度)に関わらず、主信号は一定のユニット間伝送速度及びユニット内伝送速度に、順次、変換されて伝送されるので、IF盤2の扱う信号速度(ネットワークアプリケーション)に応じて個別の変換回路をそなえる必要が無い。従って、本伝送装置1の装置規模を増大させることなく、各種ネットワークアプリケーション用のIF盤2を装備することができる。
また、各伝送フォーマット変換回路22−1,31−1には、それぞれ、同じ構成の送信系31A,受信系31Bをそなえればよいので、必要な部品点数が削減され、これにより、装置開発手番が削減されて、装置開発期間を大幅に短縮することができる。さらに、上記の速度変換は、マイコン6(マイコンI/F部24,32−11)からの動作モード設定により、適宜に、変更することが可能なので、共通の伝送フォーマット変換回路22−1,31−1で、多彩なネットワークアプリケーション用のIF盤2を収容することが可能になる。
(G)その他
なお、IF盤2における主PLL回路23やRCKセレクタ回路21−5,MTPES回路21−7は、それぞれ、STS−XCユニット3A(3B)における主PLL回路34やRCKセレクタ回路32−8,MTPES回路32−10と略同様の構成を有している。
従って、MTPES回路32−10が上述したようにMFT回路23−9におけるクロック位相保護部51と略同様の構成を有していることからも、必要な部品点数がさらに削減されており、装置規模の削減,装置開発の早期化に大いに寄与している。
また、上述した実施形態では、主信号処理としてクロスコネクト処理を適用した場合を例にして説明したが、各IF盤2からの主信号のフレーム先頭位置を揃えた状態で行なう必要のある処理(例えば、多重処理等)であれば同様に適用される。
そして、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
以上のように、本発明によれば、IF盤も含めて装置内に分配する基準フレームタイミングの位相変動を最小限に抑制することで、各IF盤からの受信主信号のビットディレイのバラツキを最小限に抑えることができるので、ポインタ処理技術を用いずに、しかも、必要なメモリ容量を最小限に抑えながら、受信主信号を装置内基準フレームタイミングに乗り換えることが可能になる。従って、SDH伝送装置の小型化,低コスト化,性能向上等に大いに寄与し、その有用性は極めて高いと考えられる。
本発明の一実施形態としてのSONET(SDH)伝送装置の構成を示すブロック図である。 図1に示すSONET伝送装置における主PLL回路及びリファレンスクロック選択回路に着目した詳細構成を示すブロック図である。 図2に示すクロック断検出回路(LOS)の詳細構成を示すブロック図である。 図3に示すクロック断検出回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 図3に示すクロック断検出回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 図3に示すクロック断検出回路における検出周期設定を説明するための図である。 図3に示すクロック断検出回路におけるタイマ回路の詳細構成を示すブロック図である。 図2に示す位相比較器(PC)の詳細構成を示す回路図である。 図7に示すPCの動作(VCXOの周波数とリファレンスクロックの周波数とが同じ場合)を説明するためのタイムチャートである。 図7に示すPCの動作(VCXOの周波数の方がリファレンスクロックの周波数よりも高い場合)を説明するためのタイムチャートである。 図7に示すPCの動作(VCXOの周波数の方がリファレンスクロックの周波数よりも低い場合)を説明するためのタイムチャートである。 図7に示すPCの動作(リファレンスクロックがストップした場合)を説明するためのタイムチャートである。 図1に示すマスターフレームタイミング(MFT)回路の詳細構成を示すブロック図である。 冗長構成のSTSクロスコネクトユニットにおけるMFT回路の相互接続構成を示すブロック図である。 図10に示すMFT回路におけるフレーム位相保護部の構成を示すブロック図である。 図10及び図12に示す3フレーム保護回路の詳細構成を示す回路図である。 3フレーム保護回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 3フレーム保護回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 図10に示すフレームカウンタ部の詳細構成を示すブロック図である。 図15に示すフレームカウンタ部の動作を説明するためのタイムチャートである。 図15に示すフレームカウンタ部の動作を説明するためのタイムチャートである。 冗長構成のSTSクロスコネクトユニット間の同期確立を説明するためのタイムチャートである。 冗長構成のSTSクロスコネクトユニット間の同期確立を説明するためのタイムチャートである。 冗長構成のSTSクロスコネクトユニット間の同期確立を説明するためのタイムチャートである。 図10に示すクロック位相保護部の詳細構成を示すブロック図である。 図10及び図18に示すクロック断検出回路の詳細構成を示すブロック図である。 図18に示す位相比較(PC)部での位相監視を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部の動作を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すウィンドウタイマ部によるウィンドウ切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すウィンドウタイマ部によるウィンドウ切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部及びPC部の動作(パワーオンリセット解除後)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部及びPC部の動作(監視タイマのタイムアウト後)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部及びPC部の動作(初期ウィンドウの左側に読み出しTPが外れた場合)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部及びPC部の動作(初期ウィンドウの右側に読み出しTPが外れた場合)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部及びPC部の動作(通常ウィンドウの左側に読み出しTPが外れた場合)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すES部及びPC部の動作(通常ウィンドウの右側に読み出しTPが外れた場合)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すクロック位相保護部の動作(位相差検出側のビットディレイが最小の場合)を説明するためのタイムチャートである。 図18に示すクロック位相保護部の動作(位相差検出側のビットディレイが最大の場合)を説明するためのタイムチャートである。 図1に示すマスタータイミングパルス(MTP)ES回路の詳細構成を示すブロック図である。 図31に示すES部の動作を説明するためのタイムチャートである。 図31に示す位相比較(PC)部による位相監視を説明するためのタイムチャートである。 図31に示すMTPES回路の動作(位相差検出側のビットディレイが最小の場合)を説明するためのタイムチャートである。 図31に示すMTPES回路の動作(位相差検出側のビットディレイが最大の場合)を説明するためのタイムチャートである。 図1に示す主信号ES回路の詳細構成を示すブロック図である。 図36に示す主信号ES回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 図36に示す主信号ES回路に必要なメモリ段数の算出を説明するためのブロック図である。 図36に示す主信号ES回路に必要なメモリ段数の算出を説明するためのタイムチャートである。 図1に示す伝送フォーマット変換回路の構成に着目したSONET伝送装置の構成を示すブロック図である。 図39に示す伝送フォーマット変換回路の送信系に対する動作モード設定を説明するための図である。 図39に示す伝送フォーマット変換回路の送信系の構成を示すブロック図である。 図40Bに示すES部の詳細構成を示すブロック図である。 図40Bに示す伝送フォーマット変換回路の送信系によるフォーマット変換例を説明するための図である。 図39に示す伝送フォーマット変換回路の受信系に対する動作モード設定を説明するための図である。 図39に示す伝送フォーマット変換回路の受信系の構成を示すブロック図である。 図43Bに示す伝送フォーマット変換回路の受信系によるフォーマット変換例を説明するための図である。 動作モードAでのフォーマット変換例を説明するためのタイムチャートである。 動作モードBでのフォーマット変換例を説明するためのタイムチャートである。 動作モードCでのフォーマット変換例を説明するためのタイムチャートである。 SONET(SDH伝送網)の構成例を示すブロック図である。 SONET(SDH)伝送装置の要部の構成例を示すブロック図である。 ポインタ処理回路232の詳細構成例を示すブロック図である。 SONET伝送フレーム(STS−1)のフォーマットを示す模式図である。 SONET伝送フレームにおけるポインタバイト(H1,H2)バイトのフォーマットを示す模式図である。 図51に示すSONET伝送フレームにSPEアドレスを付与したフォーマットを示す模式図である。

Claims (10)

  1. 複数チャンネル分のチャンネルデータから成るSDH伝送方式に準拠した主信号フレームを収容する複数のインタフェースユニットと、
    該インタフェースユニットを収容し該主信号フレームに対して所定の主信号処理を施す主信号処理ユニットとをそなえるとともに、
    該主信号処理ユニットが、
    装置内基準リファレンスクロックを基に装置内基準フレームタイミングを生成するフレームタイミング生成部と、
    該フレームタイミング生成部で生成された該装置内基準フレームタイミングを該インタフェースユニットに分配するフレームタイミング分配部と、
    該主信号フレームを一時的に保持する主信号メモリ部を用いて該主信号フレームのフレームタイミングを該装置内基準フレームタイミングに同期させる主信号タイミング乗り換え部とをそなえ、且つ、
    該インタフェースユニットが、それぞれ、
    該主信号処理ユニットの該フレームタイミング分配部から分配される該装置内基準フレームタイミングに基づいて該主信号フレームの該主信号処理ユニットへの送出処理を行なう主信号送出処理部と、
    該主信号フレームを所定のユニット間伝送速度に変換して該主信号処理ユニットへ伝送する第1伝送速度変換部とをそなえるとともに、
    該主信号処理ユニットが、
    該インタフェースユニットの該第1伝送速度変換部からの該主信号フレームを所定の装置内伝送速度に変換する第2伝送速度変換部を該インタフェースユニット毎にそなえていることを特徴とする、SDH伝送装置。
  2. 該主信号処理ユニットが、
    該装置内基準リファレンスクロックについてPLL処理を施す主PLL回路と、
    該主PLL回路によるPLL処理済みの装置内基準リファレンスクロックについてPLL処理を施して該第2伝送速度変換部用の動作クロックとして供給するために該第2伝送速度変換部毎に設けられた副PLL回路とをそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置。
  3. 該主PLL回路が、
    上記のPLL処理済みの装置内基準リファレンスクロックを該副PLL回路別に出力するための分配出力部をそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置。
  4. 少なくとも、該副PLL回路のうちのいずれかが該装置内基準リファレンスクロックに基づいて装置内基準のマスタークロックを生成するように構成されるとともに、
    該主信号処理ユニットに、
    該フレームタイミング生成部で生成された該装置内基準フレームタイミングを該マスタークロックに同期させるフレームタイミング乗り換え部が設けられたことを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置
  5. 複数チャンネル分のチャンネルデータから成るSDH伝送方式に準拠した主信号フレームを収容する複数のインタフェースユニットと、
    該インタフェースユニットを収容し該主信号フレームに対して所定の主信号処理を施す主信号処理ユニットとをそなえるとともに、
    該主信号処理ユニットが、
    装置内基準リファレンスクロックを基に装置内基準フレームタイミングを生成するフレームタイミング生成部と、
    該フレームタイミング生成部で生成された該装置内基準フレームタイミングを該インタフェースユニットに分配するフレームタイミング分配部と、
    該主信号フレームを一時的に保持する主信号メモリ部を用いて該主信号フレームのフレームタイミングを該装置内基準フレームタイミングに同期させる主信号タイミング乗り換え部とをそなえ、且つ、
    該インタフェースユニットが、それぞれ、
    該主信号処理ユニットの該フレームタイミング分配部から分配される該装置内基準フレームタイミングに基づいて該主信号フレームの該主信号処理ユニットへの送出処理を行なう主信号送出処理部をそなえ、
    該主信号処理ユニットが、現用及び予備用の冗長構成になっている場合に、
    上記の各主信号処理ユニットが、
    該装置内基準リファレンスクロックに基づくユニット間同期用タイミングを相互に受け渡すことにより、それぞれにおける装置内基準フレームタイミングを相互に同期させるように構成されたことを特徴とする、SDH伝送装置。
  6. 該現用の主信号処理ユニットにおけるフレームタイミング生成部が、
    所定のカウント動作により該ユニット間同期用タイミングを生成する第1カウンタ部をそなえるとともに、
    該予備用の主信号処理ユニットにおけるフレームタイミング生成部が、
    該第1カウンタ部で生成される該ユニット間同期用タイミングを、クロック位相保護を施しながら、該装置内基準リファレンスクロックに基づいて該現用の主信号処理ユニットにおける該装置内基準フレームタイミングに同期したフレームタイミングに乗り換えるクロック位相保護部と、
    該クロック位相保護部からの該フレームタイミングについてフレーム位相保護を施すフレーム位相保護部と、
    該フレーム位相保護部によるフレーム位相保護後のフレームタイミングに基づいて所定のカウント動作を行なうことにより自身における装置内基準フレームタイミングを生成する第2カウンタ部とをそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置。
  7. 該クロック位相保護部が、
    該ユニット間同期用タイミングを保持したのち該装置内基準リファレンスクロックに基づいて当該ユニット間同期用タイミングが読み出されることにより該ユニット間同期用タイミングを該装置内基準フレームタイミングに同期させるための第1メモリ部と、
    該第1メモリ部から読み出された該ユニット間同期用タイミングに基づいて所定のカウント動作を行なうことにより、該装置内基準フレームタイミングに同期した該フレームタイミングを生成する第1フレームタイミング生成カウンタ部と、
    該第1メモリ部を通過する前後のユニット間同期用タイミングの位相差を検出して当該位相差が無くなるように該第1フレームタイミング生成カウンタ部でのカウント動作を補正制御する第1位相差補正制御部とをそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置。
  8. 該フレームタイミング乗り換え部が、
    該フレームタイミング生成部で生成された該装置内基準フレームタイミングを保持したのち該マスタークロックに基づいて当該装置内基準フレームタイミングが読み出されることにより該装置内基準フレームタイミングを該マスタークロックに同期させるための第2メモリ部と、
    該第2メモリ部から読み出された該装置内基準フレームタイミングに基づいて所定のカウント動作を行なうことにより該マスタークロックに同期した装置内基準フレームタイミングを生成する第2フレームタイミング生成カウンタ部と、
    該第2メモリ部を通過する前後の装置内基準フレームタイミングの位相差を検出して当該位相差が無くなるように該第2フレームタイミング生成カウンタ部でのカウント動作を補正制御する第2位相差補正制御部とをそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置。
  9. 該インタフェースユニットが、
    外部からの伝送速度設定に従って該第1伝送速度変換部での伝送速度変換の設定を行なう第1伝送速度変換設定インタフェース部をそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置。
  10. 該主信号処理ユニットが、
    外部からの伝送速度設定に従って該第2伝送速度変換部での伝送速度変換の設定を行なう第2伝送速度変換設定インタフェース部をそなえていることを特徴とする、請求項記載のSDH伝送装置
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