JP3949595B2 - ジッタ抑圧回路 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジッタ抑圧回路に関し、特に、同期伝送網における終端装置から非同期伝送網に送出するためのクロックのジッタ抑圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
同期伝送網は、非同期伝送網からのデータを、統一したクロック源BITSからのクロックにより転送して再び非同期伝送網に渡すものであるが、この同期伝送網においては、図1に概略的に示すSONET(Synchronous Optical Network)のように、非同期伝送網に接続された終端装置LTE1−LTE2の間にデータ分岐・挿入装置ADM(Add Drop Multiplexer)が介在しており、送り側の終端装置LTE1では、非同期伝送網データをSONETのフレームに適合した形でマッピング(Synchronize)してデータSPE(Synchronous Payload Envelope)の形式に変換し、ポインタの初期値を付加して分岐・挿入装置ADMに送る。
【0003】
図2(A)には、SONET等の同期伝送網で使用されるSTS−1フレームのフレームフォーマットを示す。図2(A)に示すように、このフレームは、1行が90バイトのサブフレームを9行分集めて1マルチフレームを構成したもので、各行の先頭3バイト部分(斜線で図示)がオーバーヘッドバイト(OHB)として割り当てられており、このオーバーヘッドバイトの内の更に所定の3バイトH1〜H3を「ポインタ」として割り当てている。そして、各行の残りの87バイト部分が上記のデータSPE部分に相当している。
【0004】
このポインタは、データSPEを作成したLTE1と、その他の装置(ADM)との間に位相変動があっても誤りを生じないで正しくデータSPEの授受が出来るように導入されたもので、上記位相変動は、データSPEがフレーム(STS−1フレーム)間を自由に動き回れることにより吸収される。
【0005】
すなわち、ポインタは、ST5−1フレーム内のデータSPEの先頭位置を指しており、自装置(ADM)のタイミングで作成されたSTS−1フレームと他装置(LTE1)のタイミングで作成されたデータSPEとの相対的位相が変動した時に、±1ずつ変化することが許される。
【0006】
ポインタ値が+1された場合、ポジティブスタッフと呼ばれ、その瞬間の1フレームだけ図2(B)のようにH3バイトの次の1バイトだけデータSPEがスキップされ、データSPEは、それ以後1バイトだけ後ろにずれる。ポインタ値が−1された場合は、ネガティブスタッフと呼ばれ、その瞬間の1フレームだけ図2(C)のようにH3バイトの位置にもデータSPEが割り付けられ、データSPEはそれ以後1バイトだけ前進する。
【0007】
以下、ポジティブスタッフ及びネガティブスタッフを「バイトスタッフ」と総称することとする。なお、このバイトスタッフは、SONETの規格により、4フレーム未満の間隔では行えないようになっている。
【0008】
受端の装置(LTE2)にとって、データSPEだけを取り出す場合、このポジティブスタッフはバイト位置H3の次のバイト位置(通常のデータが詰まっている位置)のクロックが歯抜けとなるように指示するものであり、ネガティブスタッフはバイト位置H3(通常はクロック歯抜けの位置)に8ビットクロックを挿入するように指示するものである。これを、マルチフレーム全体として示すと図2(B),(C)に示すようになる。
【0009】
このようにして分岐・挿入装置ADMでは、終端装置LTE1からのフレームを解いてポインタ処理を行い、自分のフレームにポインタを読み替えてデータSPEを出すと共に、クロック源BITSから終端装置LTE1へのクロックの周波数fと、分岐・挿入装置ADMへのクロックの周波数f′との偏差f−f′が図1に示すように存在すると、分岐・挿入装置ADMでのポインタアクションは図示のようにその偏差に応じて行われ、偏差が大きくなるとポインタアクションの密度が高くなることが分かる。
【0010】
このようにして、ポインタアクションが行われたフレームを受けた終端装置LTE2では、図2(A)に示すようなオーバーヘッドバイト(斜線で示した3バイトの部分)のクロック歯抜けがジッタの原因になるので、この歯抜け部分をPLL回路により平滑化しジッタを抑圧した形で再び非同期伝送網データとして送出する。
【0011】
このように、終端装置LTE2では、分岐・挿入装置ADMからのデータから、データSPEだけを取出す際に、図2(A)に示すようなオーバーヘッドバイトの周期的なクロックの歯抜けはその周波数が高い(72KHz)ため、従来技術のPLL回路のジッタ抑圧特性によって平滑化し低いジッタに薄めることができる。
【0012】
しかしながら、図2(B),(C)に示したようなバイトスタッフを行う場合には、周期性が低いため、デマッピングでは薄めることができず、そのままジッタとして送出されてしまうこととなる。そこで、図1に示すように、終端装置LTE2では、ジッタ抑圧回路と組み合わされたポインタ処理を行って、かかるバイトスタッフによるジッタを抑圧する必要がある(例えば、特許文献1,2,3参照。)。
【0013】
図3は、従来のジッタ抑圧回路の一例のブロック図を示す。同図中、書き込みクロック発生部(バイトスタッフ部)11は、同期伝送網から受信した連続クロックからオーバーヘッド信号(図2(A)に示した先頭3バイト)に対する位置のクロックをマスクし、かつ、受信したバイトスタッフ信号によりポジティブスタッフまたはネガティブスタッフのいずれかのバイトスタッフを行い、受信したデータ中の主信号情報のみに対応するクロックを発生し、図2(B),(C)に斜線で示した部分を除いた部分について、クロックを発生している。
【0014】
なお、同期伝送網データのオーバーヘッド信号中のH1,H2バイトにおけるポインタ値からポジティブスタッフ信号(P)またはネガティブスタッフ信号(N)のバイトスタッフ信号が生成されている。
【0015】
また、バッファメモリ(エラスティックメモリ)12は、書き込みクロック発生部11からのクロックにより同期伝送網のSPEデータのみを格納する。バイト−ビット変換部13は、上記のバイトスタッフ信号を受けると、スタッフ動作のビット数を累積部13aで累積し、この累積値を分配部13bで均等に分配することにより、平滑化したビットスタッフ信号を発生する。
【0016】
ビットスタッフ部14は、連続クロックからオーバーヘッドバイト位置のクロックのみをマスクし、かつ、このビットスタッフ信号によりビットスタッフを行ってバッファメモリ12の読み出しクロックを発生する。平滑化部15は、ビットスタッフ部14の出力クロックを書き込みクロックとして、バッファメモリ12から読み出されたデータを書き込むと共に、オーバーヘッドバイト位置のクロック歯抜けの平滑化を行って非同期伝送網データを出力する。
【0017】
書き込みクロック発生部11とバッファメモリ12とバイト−ビット変換部13とビットスタッフ部14とにおいてもオーバーヘッドバイト以外のクロックについての平滑化を行っている。
【0018】
また、図4に示すように、バッファメモリ12を、中心のノーマル領域と、端部のアラーム領域と、この両領域に挟まれるオフセット領域に分割し、データ読み出し位置(メモリ位相)がオフセット領域に存在したとき、オフセット要求部16は正または負のオフセットを生成して累積部13aに供給する。これによって、バッファメモリ12のメモリ位相がノーマル領域に存在する方向にメモリ位相がオフセット(移相)される。
【0019】
これは、ジッタ抑圧回路の動作開始時にバッファメモリ12のデータ存在位置がバッファメモリ12の中心からずれたアラーム領域やオフセット領域であっても、時間経過と共にバッファメモリ12の中心のノーマル領域に徐々にオフセットするようにして、バッファメモリ12を最適な状態で使用できるようにするためである。
【0020】
【特許文献1】
特開平4−196937号公報
【0021】
【特許文献2】
特開平7−264154号公報
【0022】
【特許文献3】
特開平9−247118号公報
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
従来のジッタ抑圧回路は、ポインタアクションによるバイトスタッフを1ビット以下の複数回のスタッフに分散させ、1回あたりのスタッフで発生する変動量を小さくすることにより、ジッタ成分を抑えている。しかし、たとえバッファメモリ12のノーマル領域にメモリ位相がある状態であっても、ポインタアクションが発生するとポインタアクションによってオフセット領域(例えば極性+)にメモリ位相が存在する状態となるためにオフセット要求が発生し、オフセット動作がするためにメモリ位相が過度に移相して極性が逆のオフセット領域(極性−)に入ってしまい、逆のオフセット動作(オーバーシュート)が発生する場合がある。このため、入力のバイトスタッフに対して等量の分散スタッフを発生することができず、MTIE(Maximum Time Interval Error)の規格を満足させることができないという問題があった。
【0024】
例えば、ポインタアクションが3回連続した場合のメモリ位相Iaと位相変動量Ibの時間変化を図5に示す。図中、位相変動量Ibにはオーバーシュートが発生し、MTIEの規格を満足できていない。
【0025】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、オーバーシュートの発生を抑え、規格を満足することができるジッタ抑圧回路を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
請求項1,2に記載の発明は、主信号のデータを蓄えるバッファメモリのデータ読み出し位置がバッファメモリの中央に近い領域であることを検出して第1オフセット要求を発生すると共に、データ読み出し位置がバッファメモリの中央から離れた領域に存在することを検出して第2オフセット要求を発生し、バッファメモリから出力される第1オフセット要求が連続して所定回数あったとき、または、第2オフセット要求があったとき、オフセット指示を行うことにより、
ポインタアクションによってオフセット要求が発生してもオーバーシュートの発生を最小限に抑えることができ、規格を満足することができる。
【0027】
請求項3に記載の発明では、オフセット指示部は、外部から供給されるモード信号に応じて所定回数を設定することにより、
モード信号に応じて動作特性を変更することができ、動作環境に対応した適切な動作特性を設定できる。
【0028】
【発明の実施の形態】
図6は本発明のジッタ抑圧回路の一実施例のブロック図、図7はその詳細なブロック図を示す。両図中、図3と同一部分には同一符号を付す。
【0029】
図6、図7を参照して説明するに、書き込みクロック発生部(バイトスタッフ部)11はタイミング発生器20で構成されており、端子21,22からマルチフレームタイミングを示す8kHzクロック,SONETクロック(51.84MHz)の3倍の155.52MHzクロックを供給され、オーバーヘッド信号のH3バイトのタイミングを基に、バッファメモリ12の書き込みクロックや、1/1row及び720/1row(rowはサブフレームと同義)のフレームパルスカウンタ等の各種タイミングパルスを生成する。
【0030】
バッファメモリ12は、168段用意されており、図8に示すように、両端に12段のアラーム領域、中央に3段のノーマル領域、中央から4段目から27段までをオフセットダウン領域、28段を超え72段までをオフセットアップ領域と規定する。
【0031】
バッファメモリ12は、タイミング発生器20から供給されるSPEイネーブル信号を基に、端子23から供給されるSTS−1のフレームデータからSPE部分のみを書き込んでいく。バッファメモリ12の読み出しは、ビットスタッフ信号(ビットスタッフクロック)によって行われ、SPEデータとSPEデータの先頭であるJ1バイトのタイミングが平滑化部15に供給される。
【0032】
バイト−ビット変換部13内の累積部13aは、アップダウンカウンタ27とセレクタ28とシフトレジスタ29とアップダウンカウンタ30とラッチ回路31で構成されている。アップダウンカウンタ27は端子24,25からポジティブスタッフ信号(P)またはネガティブスタッフ信号(N)を供給され、90フレーム間に発生したポインタアクション回数を数える。ここでは、ポジティブスタッフ信号入力で+1、ネガティブスタッフ信号入力で−1のカウントを行う。そして、90フレームに1回、積算したカウント値をセレクタ28を介して120段シフトレジスタ29に渡す。ただし、渡す値は最大±3として、渡した値の分を自己のカウント値より増減する。
【0033】
シフトレジスタ29は、120段構成であり、90フレームに1回だけアップダウンカウンタ27から最大±3の値を取り込みシフトする。取り込んだ後、セレクタ28を切り替えてシフトレジスタの120段の中身を1周させる。
【0034】
アップダウンカウンタ30は、バッファメモリ12のメモリ位相を中央にするため、90フレームに1回、モード切り替え部41からのオフセット要求(極性付き)に応じて+1または−1を取り込む。そして、シフトレジスタ29の中身を合計するために、シフトレジスタ29の中身が1周するのに合わせて、シフトレジスタ29の出力値だけアップカウントまたはダウンカウントする。シフトレジスタ29の中身が1周するとして終わると、このアップダウンカウンタ30には過去90×120フレーム中に発生したポインタアクションの総数(最大±360)がカウントされる。
【0035】
ラッチ回路31は、過去90×120フレーム中に発生したポインタアクションの総数と極性をラッチする。この値は90フレーム中にスタッフすべきバイト数の120倍の値であるMとなる。
【0036】
分配部13bは、パルス変換回路33,カウンタ34,35で構成され、カウンタ34,35については、ポジティブスタッフとネガティブスタッフに応じて2回路設けられている。
【0037】
パルス変換回路33は、90マルチフレーム(=810サブフレーム)の間にM(0〜360)個のパルス群を810パルス出力する。つまり、1サブフレーム毎にM個のパルス(実際はMクロック分の長さのイネーブル)が出力される。そして、カウンタ34で1/810分周し、分周回路35で(1/15)×3分周を行い(カウンタ34,35で1/4050分周)、フルカウントした次のサブフレームの先頭で1/3ビットのビットスタッフ要求信号を出力する。カウンタ34,35はポジティブスタッフ(+)側とネガティブスタッフ(−)側の2つあり、極性により使い分けられる。これらの初期化はパワーオンリセット時にのみ行われる。
【0038】
ここで、M=1の時は、1/3ビットスタッフするのに450マルチフレーム(4050サブフレーム、56.250ms)間隔で行われる。M=2の時は、1/3ビットスタッフするのに225マルチフレーム(2025サブフレーム、28.128ms)間隔で行われる。M=3の時は、1/3ビットスタッフするのに150マルチフレーム(1350サブフレーム、18.750ms)間隔で行われる。M=360の時は、1.25マルチフレーム(11.25サブフレーム、0.15625ms)間隔で行われ、90マルチフレーム(810サブフレーム)の間に24ビットスタッフできる。
【0039】
ビットスタッフ部14は、イネーブル生成部36とビットスタッフ生成部37で構成されている。イネーブル生成部36は、後述するオフセット要求部17からアラーム要求を供給されていないときは分配部13bからのビットスタッフ要求信号を選択し、アラーム要求を供給されるとタイミング発生器20からのバッファメモリ12の書き込みイネーブルを選択してビットスタッフ生成部37に供給する。
【0040】
ビットスタッフ生成部37は、端子22からの155.52MHzのクロックを3分周して互いに位相が異なる3相の51.84MHzのクロックを生成し、この中の1つを基準クロックとし、通常は基準クロックを選択する。そして、ポジティブスタッフのビットスタッフ要求信号があると基準クロックより早い位相のクロックを選択し、ネガティブスタッフのビットスタッフ要求信号があると基準クロックより遅い位相のクロックを選択する。ビットスタッフクロックとして出力し、バッファメモリ12及び平滑化部15に供給する。なお、クロック切り替えはタイミング発生器20から供給されるスイッチタイミング信号に基づきオーバーヘッド信号の歯抜けの部分で行う。
【0041】
更に、アラーム要求があるときは、1.35secかけてメモリ位相を中央に移動するためバッファメモリ12の書き込みクロックを基本にして、サブフレームの最後で150フレームに1回1ビットスタッフを行い、トータル72ビット分移動させる。
【0042】
平滑化部15は、ジッタバッファとアナログPLL回路を有しており、ビットスタッフ部14の出力クロックを書き込みクロックとして、バッファメモリ12から読み出されたデータをジッタバッファに書き込み、アナログPLL回路からのクロックを用いてジッタバッファから読み出しを行うことによってオーバーヘッドバイト位置のクロック歯抜けの平滑化を行って非同期伝送網データを出力する。
【0043】
オフセット要求部17は、読み出し時に、バッファメモリ12のデータ読み出し位置(メモリ位相)がアラーム領域にあるときアラーム要求(極性付き)を発生してイネーブル生成部36に供給する。また、メモリ位相がオフセットダウン領域にあるときオフセットダウン要求(極性付き)を発生してオフセット指示部18内のサンプリング回路40に供給し、メモリ位相がオフセットアップ領域にあるときオフセットアップ要求(極性付き)を発生してオフセット指示部18内のモード切り替え部41に供給する。更に、メモリ位相がオフセットダウン領域またはオフセットアップ領域にあるときオフセット要求(極性付き)を発生してオフセット指示部18内のモード切り替え部41に供給する。
【0044】
オフセット指示部18のサンプリング回路40は端子42から供給されるモード信号で連続回数5または8または16を指定され、バッファメモリ12のデータ読み出し時に供給されるオフセットダウン要求をシフトレジスタ29,アップダウンカウンタ30が動作するタイミングでサンプリングを行い、オフセットダウン要求が5回または8回または16回連続した場合にのみモード切り替え部41に供給する。つまり、5回または8回または16回連続してオフセットダウン要求があったときに、1回のオフセットダウン要求をモード切り替え部41に供給する。これによって動作特性を変更することが可能となる。
【0045】
モード切り替え部41は端子42を介して外部から供給されるモード信号に応じてモードを設定し、連続回数5または8または16を指定されているときは、オフセット要求部17からのオフセットアップ要求があったとき、またはサンプリング回路40からのオフセットダウン要求があったとき、この要求の極性に応じ+1または−1をオフセット指示としてアップダウンカウンタ30に供給する。分周比が指定されない旧モードでは、従来通りオフセット要求部17からのオフセット要求(オフセットダウン領域とオフセットアップ領域で発生)があったとき、この要求の極性に応じて+1または−1をオフセット指示としてアップダウンカウンタ30に供給する。
【0046】
このように、バッファメモリ12の従来のオフセット領域をオフセットダウン領域とオフセットアップ領域の2つに分け、アラーム領域に近いほうのオフセットアップ領域では従来どおり1回のオフセットアップ要求が発生したらオフセット指示を出力し、バッファメモリ12の中央に近いほうのオフセットダウン領域では連続して所定回数のオフセットダウン要求が発生したときに初めてオフセット指示を出力するようにしている。
【0047】
このため、安定した状態で1回のポインタアクションが入力された場合にメモリ位相が中央からすこしだけずれオフセットダウン要求が発生したとしても、この状態が連続して所定回数続いたときに初めてオフセット指示が出力される。これにより、オフセット指示が従来回路より少なくなりオーバーシュートの発生を最小限に抑えることが可能になる。逆に中央から大きくずれた場合は、従来と同じようにオフセット要求が発生しメモリの中央に戻るため、特性の劣化も少なく抑えられ、MTIEの規格を満足できる。
【0048】
図9に、ポインタアクションがバースト状に発生したときのMTIEの時間変化を示す。図中、実線IIbで示す従来回路のMTIEは、実線IIcで示すMTIEの規格を超えて満足できない部分もあるが、実線IIaで示す本発明回路のMTIEは、実線IIcで示すMTIEの規格を下回り規格を満足できている。
【0049】
なお、オフセットダウン要求が請求項記載の第1オフセット要求に対応し、Aオフセットアップ要求が第2オフセット要求に対応する。
【0050】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1,2に記載の発明によれば、主信号のデータを蓄えるバッファメモリのデータ読み出し位置がバッファメモリの中央に近い領域であることを検出して第1オフセット要求を発生すると共に、データ読み出し位置がバッファメモリの中央から離れた領域に存在することを検出して第2オフセット要求を発生し、バッファメモリから出力される第1オフセット要求が連続して所定回数あったとき、または、第2オフセット要求があったとき、オフセット指示を行うことにより、ポインタアクションによってオフセット要求が発生してもオーバーシュートの発生を最小限に抑えることができ、MTIE規格を満足することができる。
【0051】
また、請求項3に記載の発明によれば、モード信号に応じて所定回数を設定することにより、モード信号に応じて動作特性を変更することができ、動作環境に対応した適切な動作特性を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】同期伝送網を説明するための図である。
【図2】同期伝送網で使用されるフレームフォーマットを示す図である。
【図3】従来のジッタ抑圧回路の一例のブロック図である。
【図4】従来回路におけるバッファメモリの領域を示す図である。
【図5】メモリ位相と位相変動量の時間変化を示す図である。
【図6】本発明のジッタ抑圧回路の一実施例のブロック図である。
【図7】本発明のジッタ抑圧回路の一実施例の詳細なブロック図である。
【図8】本発明回路におけるバッファメモリの領域を示す図である。
【図9】ポインタアクションがバースト状に発生したときのMTIEの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
11 書き込みクロック発生器
20 タイミング発生器
21〜25,42 端子
12 バッファメモリ
13 バイト−ビット変換部
13a 累積部
13b 分配部
14 ビットスタッフ部
15 平滑化部
17 オフセット要求部
18 オフセット指示部
27 アップダウンカウンタ
28 セレクタ
29 シフトレジスタ
30 アップダウンカウンタ
31 ラッチ回路
33 パルス変換回路
34,35 カウンタ
36 イネーブル生成部
37 ビットスタッフ生成部
40 サンプリング回路
41 モード切り替え部

Claims (3)

  1. 同期伝送路網におけるクロックのジッタ抑制回路において、主信号のデータを蓄えるバッファメモリのデータ読み出し位置が前記バッファメモリの中央に近い領域であることを検出して第1オフセット要求を発生すると共に、前記データ読み出し位置が前記バッファメモリの中央から離れた領域に存在することを検出して第2オフセット要求を発生するオフセット要求回路と、
    前記バッファメモリから出力される第1オフセット要求が連続して所定回数あったとき、または、第2オフセット要求があったとき、オフセット指示を行うオフセット指示部を
    有することを特徴とするジッタ抑圧回路。
  2. 同期伝送路網におけるクロックのジッタ抑制回路において、同期伝送路網から受信した信号のデータ及びクロックからオーバーヘッド信号に対応する位置のクロックをマスクし、かつ、受信したデータから得たバイトスタッフ信号によりポジティブスタッフまたはネガティブスタッフのいずれかのバイトスタッフを行い、前記受信したデータ中の主信号のみに対応するクロックを発生する書き込みクロック発生部と、
    前記書き込みクロック部から出力されるクロックにしたがって主信号のデータを蓄えるバッファメモリと、
    前記バッファメモリのデータ読み出し位置が前記バッファメモリの中央に近い領域であることを検出して第1オフセット要求を発生すると共に、前記データ読み出し位置が前記バッファメモリの中央から離れた領域に存在することを検出して第2オフセット要求を発生するオフセット要求回路と、
    前記バッファメモリから出力される第1オフセット要求が連続して所定回数あったとき、または、第2オフセット要求があったとき、オフセット指示を行うオフセット指示部と、
    前記オフセット指示部からのオフセット指示を累積部で累積し、さらに分配部で前記累積値を分配することで一定時間内の移動平均により平滑化したビットスタッフ信号を発生するバイト−ビット変換部と、
    前記受信クロックからオーバーヘッドバイト位置のクロックのみをマスクしかつ、前記ビットスタッフ信号によりビットスタッフを行って前記バッファメモリの読み出しクロックを発生するビットスタッフ部と、
    前記ビットスタッフ部の出力クロックを、書き込みクロックとして前記バッファメモリから読み出されたデータを書き込むと共に、前記オーバーヘッド位置のクロックの歯抜けの平滑化を行って、前記非同期伝送網データを発生する平滑化部を
    有することを特徴とするジッタ抑圧回路。
  3. 請求項1または2記載のジッタ抑制回路において、
    前記オフセット指示部は、外部から供給されるモード信号に応じて前記所定回数を設定することを特徴とするジッタ抑圧回路。
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