JP4855157B2 - ビット速度判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムのディジタル信号伝送系に関するものであり、特に異なる複数の伝送信号がバースト的に時分割多重された場合のビット単位の識別再生を実現するビット速度判定装置に関するものである。

従来から、入力されたデータのビット速度を検出するビッド速度判定装置に関する種々の技術が考えられている。たとえば、特許文献１には、入力データの変化点を検出して変化点検出パルスを発生し、別途一定時間毎にリセットパルスを発生し、変化点検出パルスをクロック入力、リセットパルスをリセット入力とするカウンタを備えてそのカウント値をデコードした値によりビット速度を検出する集線器のビット速度検出装置に関する技術が開示されている。

特開平０５−１０２９９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来のビット速度検出装置は、一定時間以内の受信データの変化点の個数を測定し、その変化点の測定個数が正常な範囲内であるか否かによって本来とは異なる異常なビット速度を検出するようにしているので、受信データのパタンによっては想定する変化点個数を規定することができないという問題があった。すなわち、上記特許文献１に記載の従来のビット速度検出装置は、データパタンに制約をかけない限り、受信データのビット速度が異常であるのか正常であるのかを区別することができないという問題があった。

また、上記特許文献１に記載の従来のビット速度検出装置では、変化点の測定個数によってビット速度を検出するようにしているので、時分割多重によって複数のビット速度のデータが混在する場合には、すべてのデータのビット速度を検出することができないという問題もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、データパタンを制約することなく、受信したデータのビット速度を判定することができるビット速度判定装置を得ることを第１の目的とする。

第２の目的は、複数の伝送速度のデータが混在する場合でも、すべてのデータのビット速度を判定することができるビット速度判定装置を得ることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の端末側装置と１つの伝送路によって複数対１で接続される局側装置に適用され、前記各端末側装置が時分割多重によって前記伝送路にそれぞれ異なる伝送速度で送信したデータの伝送速度に応じてビット識別するビット速度判定装置において、前記各端末側装置が用いる伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、前記伝送路から入力されたデータをサンプリングしてデータの変化点を検出する変化点検出手段と、前記変化点検出手段によって検出されたデータの変化点と前記サンプリングクロックに基づいて前記伝送路から入力されたデータのビット速度を判定する速度判定手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、想定される伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、時分割多重によって異なる伝送速度のデータをサンプリングしてデータの変化点を検出し、検出した変化点の間隔をサンプリングクロック何個分であるのかを測定し、測定結果に基づいてデータのビット速度を判定するようにしているため、データパタンを制約することなく、複数の伝送速度のデータが混在する場合でも、すべてのデータのビット速度を判定することができるビット速度判定装置を得ることができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるビット速度判定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１〜図４を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。図１は、この発明におけるビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ（Clock Data Recovery）機能を含む、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの構成の一例を示す図である。図１において、ＰＯＮシステムは、加入者端末（図示せず）を収容する複数（この場合は３台）の端末側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）２−１，２−２，２−３と、局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）１とが、光伝送媒体である光ファイバ３とカプラ４によって接続された通信網である。

ＯＮＵ２−１は１Ｇｂｐｓの伝送速度でデータをＯＬＴ１に送信し、ＯＮＵ２−２は２Ｇｂｐｓの伝送速度でデータをＯＬＴ１に送信し、ＯＮＵ２−３は１０Ｇｂｐｓの伝送速度でデータをＯＬＴ１に送信する。ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−３が送信するデータは時分割多重されてＯＬＴ１に入力される。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−３からのデータ、すなわち１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ、および１０Ｇｂｐｓの種類の伝送速度のデータを識別して処理を行なう。ＯＬＴ１は、光ファイバ３およびカプラ４を介してＯＮＵ２−１〜２−３が送信したデータの光信号を電気信号に変換する光受信器１１、光受信器１１によって変換された電気信号のビット識別を行うＣＤＲ部１２、ＣＤＲ部１２によってビット識別されたシリアルのデータをを直並列変換してパラレルのデータを生成するＳＥＲＤＥＳ（Serializer/Deserializer）部１３、およびＳＥＲＤＥＳ部１３によって生成されたパラレルのデータをデータフレームとし、データフレームの識別処理を行うＭＡＣ処理部１４を備えている。なお、図１においては、ＯＬＴ１の構成部分は、この発明に関わる上り方向通信（ＯＮＵ２−１〜２−３からＯＬＴ１への通信）の機能のみを記載している。

図２は、図１に示したＯＬＴ１のＣＤＲ部１２の構成を示すブロック図である。図２において、ＣＤＲ部１２は、クロック生成部１２１、データサンプリング部１２２１とエッジ検出部１２２２とを有する変化点検出部１２２、エッジ間隔監視部１２３１を有する速度判定部１２３、１Ｇ識別部１２４、２Ｇ識別部１２５、１０Ｇ識別部１２６、および選択部１２７を備えている。

１Ｇ識別部１２４は、光受信器１１によって電気信号に変換されたＯＮＵ２−１〜２−３からのデータを伝送速度１Ｇｂｐｓとして識別したデータを選択部１２７に出力する。２Ｇ識別部１２５は、光受信器１１によって電気信号に変換されたＯＮＵ２−１〜２−３からのデータを伝送速度２Ｇｂｐｓとして識別したデータを選択部１２７に出力する。１０Ｇ識別部１２６は、光受信器１１によって電気信号に変換されたＯＮＵ２−１〜２−３からのデータを伝送速度１０Ｇｂｐｓとして識別したデータを選択部１２７に出力する。

クロック生成部１２１は、ＯＬＴ１に入力されるデータの伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の速さのサンプリングクロックを生成する。すなわち、ＯＬＴ１に入力される周波数の中で最も高い周波数以上のサンプリングクロックを生成する。ここでは、ＯＮＵ２−１の伝送速度が１Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ２−２の伝送速度が２Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ２−３の伝送速度が１０Ｇｂｐｓであるので、ＯＮＵ２−１からの周波数は１Ｇ［Ｈｚ］、ＯＮＵ２−２からの周波数は２Ｇ［Ｈｚ］、ＯＮＵ２−３からの周波数は１０Ｇ［Ｈｚ］である。よって、クロック生成部１２１は、１０Ｇ［Ｈｚ］以上のサンプリングクロックを生成する。クロック生成部１２１は、生成したサンプリングクロックをデータサンプリング部１２２１とエッジ間隔監視部１２３１とに出力する。

データサンプリング部１２２１は、光受信器１１によって電気信号に変換されたＯＮＵ２−１〜２−３からのデータをクロック生成部１２１によって生成されたサンプリングクロックを用いてサンプリングする。データサンプリング部１２２１は、サンプリングしたデータ（サンプリングデータ）をエッジ検出部１２２２に出力する。エッジ検出部１２２２は、サンプリングデータの変化点（エッジ）を検出し、エッジを検出したことを示すエッジ検出信号をエッジ間隔監視部１２３１に出力する。

エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出信号から入力されるエッジ検出信号およびクロック生成部１２１から入力されるサンプリングクロックに基づいてデータのエッジ間隔を監視する。エッジ間隔監視部１２３１は、監視結果に基づいて光受信器１１によって電気信号に変換されたＯＮＵ２−１〜２−３からのデータのビット速度が１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ、または１０Ｇｂｐｓであるかを判定し、判定の結果を示す速度判定信号を選択部１２７に出力する。

選択部１２７は、エッジ間隔監視部１２３１から入力される速度判定信号に基づいて、１Ｇ識別部１２４、２Ｇ識別部１２５、または１０Ｇ識別部１２６から入力されたデータを選択してＳＥＲＤＥＳ部１３に出力する。

つぎに、図１〜図４を参照して、この実施の形態１のＣＤＲ部１２の動作を説明する。クロック生成部１２１は、１０Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックを生成してデータサンプリング部１２２１とエッジ間隔監視部１２３１に出力する。データサンプリング部１２２１は、サンプリングクロックを用いて光受信器１１より入力されたデータをサンプリングする。たとえば、データサンプリング部１２２１は、光受信器１１から入力されたデータがＯＮＵ２−１からのデータ、すなわち伝送速度１Ｇｂｐｓのデータである場合には１ビットあたり１０回サンプリングを行い、光受信器１１から入力されたデータがＯＮＵ２−２からのデータ、すなわち伝送速度２Ｇｂｐｓのデータである場合には１ビットあたり５回サンプリングを行い、光受信器１１から入力されたデータがＯＮＵ２−３からのデータ、すなわち伝送速度１０Ｇｂｐｓのデータである場合には１ビットあたり１回サンプリングを行う。データサンプリング部１２２１は、サンプリングデータをエッジ検出部１２２２に出力する。

エッジ検出部１２２２は、データサンプリング部１２２１から入力されたサンプリングデータのエッジを検出し、エッジを検出したことを示すエッジ検出信号をエッジ間隔監視部１２３１に出力する。

エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出部１２２２から入力されたエッジ検出信号およびクロック生成部１２１から入力されたサンプリングクロックに基づいてデータのエッジ間隔を監視して、データのビット速度を判定する。

上述したように、ＯＮＵ２−１からのデータの伝送速度は１Ｇｂｐｓであり、ＯＮＵ２−２からのデータの伝送速度は２Ｇｂｐｓであり、ＯＮＵ２−３からのデータの伝送速度は１０Ｇｂｐｓである。ここで、ＮＲＺ（Nor Return to Zero）方式を用いた場合について考える。ＮＲＺ方式では、１ビットのデータ「０」または「１」を「Ｌ」または「Ｈ」の信号で表す。よって、ＯＮＵ２−１からのデータに着目すると、１Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックで伝送速度１Ｇｂｐｓのデータをサンプリングすることとなり、図３に示すように、データの変化点は、最低でも１０サンプリングクロック毎であり、データが同符号連続する場合の変化点は１０の倍数（１０ｎ、ｎは自然数）間隔となる。ＯＮＵ２−２からのデータに着目すると、１Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックで伝送速度２Ｇｂｐｓのデータをサンプリングすることになり、変化点は５の倍数（５ｎ）間隔となる。ＯＮＵ２−３からのデータに着目すると、１Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックで伝送速度１Ｇ［Ｈｚ］のデータをサンプリングすることになり、変化点は１の倍数（ｎ）間隔となる。

エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出信号の間隔が、サンプリングクロックの１０ｎ倍であるのか、５ｎ倍であるのか、ｎ倍であるのかによってビット速度が１Ｇｂｐｓであるのか、２Ｇｂｐｓであるのか、１０Ｇｂｐｓであるのかを判定する。具体的には、たとえば、エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出信号が入力されてからつぎにエッジ検出信号が入力されるまでのサンプリングクロックの数をカウントしたり、エッジ検出信号間の時間を計測するなどして、エッジ検出信号の間隔がサンプリングクロック何個分であるのかを認識してビット速度を判定する。なお、伝送速度が１Ｇｂｐｓの場合エッジ検出信号の間隔は１０ｎであり、伝送速度が２Ｇｂｐｓの場合エッジ検出信号の間隔は５ｎであるので、エッジ検出信号の間隔がサンプリングクロック１０個分の場合には、１Ｇｂｐｓであるのか２Ｇｂｐｓであるのかを１間隔からは判定することができないことが考えられる。よって、エッジ間隔監視部１２３１は、予め定められた一定期間、エッジ検出信号の間隔を監視して、複数の間隔からビット速度を判定する。エッジ間隔監視部１２３１は、判定結果を示す速度判定信号を選択部１２７に出力する。

一方、光受信器１１によって電気信号に変換されたデータは１Ｇ識別部１２４、２Ｇ識別部１２５、および１０Ｇ識別部１２６にも入力されており、１Ｇ識別部１２４は入力されたデータを伝送速度１Ｇｂｐｓとして識別したデータを選択部１２７に出力し、２Ｇ識別部１２５は入力されたデータを伝送速度２Ｇｂｐｓとして識別したデータを選択部１２７に出力し、１０Ｇ識別部１２６は入力されたデータを伝送速度１０Ｇｂｐｓとして識別したデータを選択部１２７に出力している。

選択部１２７は、エッジ間隔監視部１２３１から入力された速度判定信号が１Ｇｂｐｓを示す場合には１Ｇ識別部１２４から入力されたデータを選択してＳＥＲＤＥＳ部１３に出力し、速度判定信号が２Ｇｐｂｓを示す場合には２Ｇ識別部１２５から入力されたデータを選択してＳＥＲＤＥＳ部１３に出力し、速度判定信号が１０Ｇｂｐｓを示す場合には１０Ｇ識別部１２６から入力されたデータを選択してＳＥＲＤＥＳ部１３に出力する。

このように、この実施の形態１においては、想定される伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、時分割多重によって異なる伝送速度のデータをサンプリングしてデータの変化点を検出し、検出した変化点の間隔をサンプリングクロック何個分であるのかを測定し、測定結果に基づいてデータのビット速度を判定するようにしているため、データパタンを制約することなく、複数の伝送速度のデータが混在する場合でも、すべてのデータのビット速度を判定することができる。

なお、この実施の形態１においては、想定される入力データの最大の伝送速度を１０Ｇｂｐｓとし、サンプリングクロックを１Ｇ［Ｈｚ］とした場合を例に挙げて説明したが、たとえば、想定される入力データの伝送速度が２Ｇｂｐｓの場合には、２Ｇｂｐｓの１ビットを最低１回サンプリング可能な２Ｇ［Ｈｚ］のクロックをサンプリングクロックとして用いるようにすればよい。この場合、図４に示すように、伝送速度１Ｇｂｐｓのデータは、１ビットあたり２回サンプリングされることになり、データの変化点は２の倍数（２ｎ）毎となる。

実施の形態２．
図５〜図８を参照してこの発明の実施の形態２を説明する。先の実施の形態１では、データの変化点の間隔を監視してビット速度を判定するようにしたが、この実施の形態２では、データのパタンによってビット速度を判定するものである。具体的には、先の図１に示した実施の形態１のＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵ２−１〜２−３が、図５に示すように、時分割多重によって送信するバーストデータの先頭部分に、バースト位相同期に用いるプリアンブルパタンやデリミタパタン、アイドルパタン等を含むバースト同期パタンをオーバヘッドとして設定したフレームを用いてデータ転送を行い、バースト同期パタンのパタンを用いてビット速度を判定する。

この実施の形態２のビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ機能を含む、ＰＯＮシステムの構成は、先の図１に示した実施の形態１のＰＯＮシステムのＯＬＴ１のＣＤＲ部１２の代わりにＣＤＲ部１２ａを備えている。

図６は、この実施の形態２のＣＤＲ部１２ａの構成を示すブロック図である。図６に示したＣＤＲ部１２ａは、先の図２に示した実施の形態１のＣＤＲ部１２の速度判定部１２３の代わりに、速度判定部１２３ａを備えている。先の図２に示した実施の形態１のＣＤＲ部１２と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

速度判定部１２３ａは、エッジ検出部１２２２によって検出された変化点の個数をカウントするエッジカウント部１２３２と、ビット識別時に使用する識別パタンが設定される同期パタン設定部１２３４と、エッジカウント部１２３２によってカウントされた変化点の個数および同期パタン設定部１２３４に設定された識別パタンによってビット速度を判定する判定部１２３３とを備えている。

つぎに、図５〜図８を参照して、この実施の形態２のＣＤＲ部１２ａの動作を説明する。なお、上述したように、この実施の形態２のＣＤＲ部１２ａと先の実施の形態１のＣＤＲ部１２の相違点は、速度判定部１２３の代わりに速度判定部１２３ａを備えたことであるので、ここでは速度判定部１２３ａの動作のみを、デリミタパタンを同期パタンとして使用する場合を例に挙げて説明する。

ＯＮＵ２−１〜２−３が、デリミタパタンとして予め定められた同期パタン（ここでは、８ビット長の「１００１１１０１」とする）を設定したデータを送信したとすると、エッジ検出部１２２２は、１ビット目の「１」から２ビット目の「０」の変化点、３ビット目の「０」から４ビット目の「１」への変化点、５ビット目の「１」から「０」への変化点、および６ビット目の「０」から７ビット目「１」への変化点を検出した時点で、エッジカウント部１２３２にエッジ検出信号を出力する。

エッジカウント部１２３２は、ＯＮＵ２−１〜２−３のそれぞれの伝送速度に対応して同期パタンのビット数（ここでは８ビット）に相当する時間分だけ、エッジ検出信号の数をカウントする。具体的には、クロック生成部１２１が、１０Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックを生成した場合、ＯＮＵ２−１の８ビットの同期パタンに相当する時間はサンプリングクロック８０個分の時間となり、ＯＮＵ２−２の８ビットの同期パタンに相当する時間はサンプリングクロック４０個分の時間となり、ＯＮＵ２−３の８ビットの同期パタンに相当する時間はサンプリングクロック８個分の時間となる。よって、エッジカウント部１２３２は、サンプリングクロック８個分毎、４０個分毎、８０個分毎にカウント値を判定部１２３３に出力する。

同期パタン設定部１２３４には、同期パタンの変化点の数（この場合は５）が識別パタンとして設定されている。判定部１２３３は、同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタンと、エッジカウント部１２３２から入力されるカウント値とに基づいてビット速度を判定する。たとえば、伝送速度１ＧｂｐｓのＯＮＵ２−１からのデータの場合、図７に示すように、デリミタパタンをサンプリングするとサンプリングクロック８０個分の時間でカウント値が「５」、すなわち５つのエッジが検出される。また、伝送速度２ＧｂｐｓのＯＮＵ２−２からのデータの場合、デリミタパタンをサンプリングするとサンプリングクロック４０個分の時間でカウント値が「５」となり、伝送速度１０ＧｂｐｓのＯＮＵ２−３からのデータの場合、デリミタパタンをサンプリングするとサンプリングクロック８個分の時間でカウント値が「５」となる。よって、判定部１２３３は、サンプリングクロック８個分の時間のカウント値と同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタンとが一致した場合には伝送速度は１０Ｇｂｐｓであると判定し、サンプリングクロック４０個分の時間のカウント値と同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタンとが一致した場合には伝送速度は２Ｇｂｐｓであると判定し、サンプリングクロック８０個分の時間のカウント値と同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタンとが一致した場合には伝送速度は１Ｇｂｐｓであると判定する。

このように、この実施の形態２においては、想定される伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、時分割多重によって異なる伝送速度のデータをサンプリングしてデータに含まれる同期パタンの変化点を検出してカウントし、想定される伝送速度において同期パタンを送信する時間単位でカウント値と予め設定されている期待値である識別パタンとを比較し、カウント値と識別パタンとが一致した単位時間によってビット速度を判定するようにしているため、複数の伝送速度のデータが混在する場合でも、すべてのデータのビット速度を判定することができる。

なお、この実施の形態２においては、サンプリングクロックを１Ｇ［Ｈｚ］として説明したが、図８に示すように、伝送速度が２Ｇｂｐｓのデリミタパタンを２Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックでサンプリングした場合には、サンプリングクロック１６個分の時間のカウント値が「５」の場合に、２Ｇｂｐｓと判定するようにすればよい。

実施の形態３．
図９を参照してこの発明の実施の形態３を説明する。先の実施の形態１では、データの変化点の間隔が、サンプリングクロックの何倍であるかによってビット速度を判定するようにした。しかしながら、入力データとサンプリングクロックの位相差や周波数差によっては、変化点の間隔内のサンプリングクロックの数が異なることが考えられる。具体的には、伝送速度が１Ｇｂｐｓのデータを１Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックでサンプリングして変化点を検出した場合に、変化点の間隔が１０の倍数にならない場合がある。この実施の形態３では、変化点の間隔内のサンプリングクロックの数を判定条件に許容条件を設けてビット速度を判定するものである。

この実施の形態３のビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ機能を含む、ＰＯＮシステムの構成は、先の図１に示した実施の形態１のＰＯＮシステムのＯＬＴ１のＣＤＲ部１２の代わりにＣＤＲ部１２ｂを備えている。

図９は、この実施の形態３のＣＤＲ部１２ｂの構成を示すブロック図である。図９に示したＣＤＲ部１２ｂは、先の図２に示した実施の形態１のＣＤＲ部１２に保護条件設定部１２８が追加されている。先の図２に示した実施の形態１のＣＤＲ部１２と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

保護条件設定部１２８には、エッジ間隔監視部１２３１がエッジの間隔内のサンプリングクロックの数によってビット速度を判定する際の判定条件からのずれを許容する許容条件が、判定する伝送速度毎に設定される。

エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出信号から入力されるエッジ検出信号およびクロック生成部１２１から入力されるサンプリングクロックに基づいてデータのエッジ間隔を監視し、監視結果と保護条件設定部１２８に設定された各許容条件に基づいてビット速度を判定する。

つぎに、この実施の形態３のＣＤＲ部１２ｂの動作を説明する。なお、この実施の形態３のＣＤＲ部１２ｂと先の実施の形態１のＣＤＲ部１２との相違点は、先の実施の形態１のＣＤＲ部１２のエッジ間隔監視部１２３１は監視結果のみからビット速度を判定するのに対して、この実施の形態３のＣＤＲ部１２ｂのエッジ間隔監視部１２３１は監視結果と保護条件設定部１２８に設定された条件とからビット速度を判定することであるので、ここではエッジ間隔監視部１２３１がビット速度を判定する動作のみを説明する。また、保護条件設定部１２８には伝送速度１Ｇｂｐｓの許容条件として設定値「ｍ１」（ｍ１は、０または自然数）が、伝送速度２Ｇｂｐｓの許容条件として設定値「ｍ２」（ｍ２は、０または自然数）が、伝送速度１０Ｇｂｐｓの許容条件として設定値「ｍ３」（ｍ３は、０または自然数）がそれぞれの伝送速度に対応付けて予め登録されているものとする。

エッジ間隔監視部１２３１は、伝送速度を判定する判定条件範囲を算出する。１Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックを用いた場合、伝送速度１Ｇｂｐｓの判定条件は１０の倍数１０ｎであり、伝送速度２Ｇｂｐｓの判定条件は５の倍数５ｎであり、伝送速度１０Ｇｂｐｓの判定条件は１の倍数１ｎである。エッジ間隔監視部１２３１は、伝送速度１Ｇｂｐｓの判定条件範囲として「１０ｎ±ｍ１」を算出し、伝送速度２Ｇｂｐｓの判定条件範囲として「５ｎ±ｍ２」を算出し、伝送速度１０Ｇｂｐｓの判定条件範囲として「１ｎ±ｍ３」を算出する。エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出信号の間隔内のサンプリングクロックの数が、算出した判定条件範囲内である場合に、当該判定条件範囲のビット速度であると判定する。たとえば、ｍ１＝２の場合、「１０ｎ±２」が１Ｇｂｐｓの判定条件範囲となる。したがって、エッジ検出信号の間隔内のサンプリングクロックの数が「１８」であっても伝送速度が１Ｇｂｐｓであると判定される。

このようにこの実施の形態３においては、想定される伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、時分割多重によって異なる伝送速度のデータをサンプリングしてデータの変化点を検出し、検出した変化点の間隔をサンプリングクロック何個分であるのかを測定し、測定結果に基づいてデータのビット速度を判定する際の判定条件（サンプリングクロックの個数）に許容条件を設けて判定条件範囲内であれば当該判定条件のビット速度であると判定するようにしているため、入力されるデータとサンプリングクロックの位相差や周波数差が生じた場合でもビット速度を判定することができる。

実施の形態４．
図１０を参照してこの実施の形態４を説明する。先の実施の形態３では、ビット速度を判定する判定条件に対して許容条件を設定し、許容条件から得られる判定条件範囲内であるか否かによってビット速度を判定するようにしたが、この実施の形態４は、先の実施の形態２で説明した同期パタンによるビット速度判定において許容条件を設定するものである。

この実施の形態４のビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ機能を含む、ＰＯＮシステムの構成は、先の図６に示した実施の形態２のＰＯＮシステムのＯＬＴ１のＣＤＲ部１２ａの代わりにＣＤＲ部１２ｃを備えている。

図１０は、この実施の形態４のＣＤＲ部１２ｃの構成を示すブロック図である。図１０に示したＣＤＲ部１２ｃは、先の図６に示した実施の形態２のＣＤＲ部１２ａに保護条件設定部１２８が追加されている。先の図６に示した実施の形態２のＣＤＲ部１２ａと同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

保護条件設定部１２８には、判定部１２３３がエッジカウント部１２３２のカウント値と同期パタン設定部１２３４に設定されている同期パタンに基づいてビット速度を判定する際の判定条件からのずれを許容する許容条件が、判定する伝送速度毎に設定される。

判定部１２３３は、エッジカウント部１２３２から入力されるカウント値、同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタン、および保護条件設定部１２８に設定された各許容条件に基づいてビット速度を判定する。

つぎに、この実施の形態４のＣＤＲ部１２ｃの動作を説明する。なお、この実施の形態４のＣＤＲ部１２ｃと先の実施の形態２のＣＤＲ部１２ａとの相違点は、先の実施の形態２のＣＤＲ部１２ａの判定部１２３３はエッジカウント部１２３２のカウント値と同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタンとに基づいてビット速度を判定するのに対して、この実施の形態４のＣＤＲ部１２ｃの判定部１２３３は、エッジカウント部１２３２のカウント値と同期パタン設定部１２３４に設定されている識別パタンと保護条件設定部１２８に設定されている許容条件に基づいてビット速度を判定することであるので、ここでは、判定部１２３３がビット速度を判定する動作のみを説明する。また、保護条件設定部１２８には伝送速度１Ｇｂｐｓの許容条件として設定値「ｍ４」（ｍ４は、０または自然数）が、伝送速度２Ｇｂｐｓの許容条件として設定値「ｍ５」（ｍ５は、０または自然数）が、伝送速度１０Ｇｂｐｓの許容条件として設定値「ｍ６」（ｍ６は、０または自然数）がそれぞれの伝送速度に対応付けて予め登録されているものとする。

判定部１２３３は、伝送速度を判定する判定条件範囲を算出する。先の実施の形態２で説明した同期パタン「１００１１１０１」を用いた場合、同期パタン設定部１２３４には識別パタンとして「５」が設定されている。判定部１２３３は、伝送速度１Ｇｂｐｓの判定条件範囲として「５±ｍ４」を算出し、伝送速度２Ｇｂｐｓの判定条件範囲として「５±ｍ５」を算出し、伝送速度１０Ｇｂｐｓの判定条件範囲として「５±ｍ６」を算出する。

判定部１２３３は、エッジカウント部１２３２から入力されたカウント値が、算出した判定条件範囲内である場合に当該判定条件範囲の伝送速度であると判定する。たとえば、ｍ４＝１の場合、伝送速度１Ｇｂｐｓの判定条件範囲は「４」〜「６」となる。よって、判定部１２３３は、カウント値が「４」、「５」、「６」のいずれかであれば伝送速度が１Ｇｂｐｓであると判定する。

このようにこの実施の形態４においては、想定される伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、時分割多重によって異なる伝送速度のデータをサンプリングしてデータに含まれる同期パタンの変化点を検出してカウントし、想定される伝送速度において同期パタンを送信する時間単位でカウント値と予め設定されている期待値である識別パタンとを比較し、カウント値と識別パタンとが一致した単位時間によってビット速度を判定する際に、識別パタンに許容条件を設けて判定条件範囲内であれば当該判定条件のビット速度であると判定するようにしているため、伝送路劣化によるビットエラーなどが発生した場合でもビット速度を判定することができる。

実施の形態５．
図１１および図１２を参照してこの実施の形態５を説明する。先の実施の形態１〜４では、入力データを想定される各伝送速度で識別しておき、速度判定結果が示す伝送速度で識別したデータを選択するようにした。しかしながら、ＰＯＮシステムにおいてはＯＬＴが複数のＯＮＵを一元収容するため、異なる伝送速度のＯＮＵを混在収容する場合でも、最高速度の伝送速度で処理動作を行なう処理部が大部分となり、最高速度の伝送速度とは異なる伝送速度のデータも、最高速度の伝送速度で用いるクロックで処理されることがある。この実施の形態５は、このような場合を想定し、入力されたデータの伝送速度を最高速度の伝送速度のデータとして識別しておき、データフレームの処理の直前、すなわち上位レイヤで伝送速度に応じたデータフレームを生成するものである。

図１１は、この発明におけるビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ機能を含む、ＰＯＮシステムの構成の一例を示す図である。図１１に示したＰＯＮシステムは、先の図１に示した実施の形態１のＰＯＮシステムのＯＬＴ１の代わりに、ＯＬＴ１ａを備えている。ＯＬＴ１ａは、ＯＬＴ１のＣＤＲ部１２およびＭＡＣ処理部１４の代わりに、ＣＤＲ部１２ｄおよびＭＡＣ処理部１４ａを備えており、ＣＤＲ部１２ｄが速度判定信号をＭＡＣ処理部１４ａに出力している。先の図１に示した構成部分と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１２は、図１１に示したＯＬＴ１ａのＣＤＲ部１２ｄ、およびＭＡＣ処理部１４ａの構成と、ＣＤＲ部１２ｄ、ＳＥＲＤＥＳ部１３、およびＭＡＣ処理部１４ａの接続を示す図である。ＣＤＲ部１２ｄは、先の図２に示した実施の形態１のＣＤＲ部１２から１Ｇ識別部１２４および２Ｇ識別部１２５が削除されている。すなわち、ＣＤＲ部１２ｄは、入力された電気信号の伝送速度を意識することなく、想定される最高の伝送速度である１０Ｇｂｐｓ固定で入力された電気信号のデータを識別してＳＥＲＤＥＳ部１３に出力する。また、ＣＤＲ部１２ｄは、速度判定部１２３の判定結果、すなわち伝送速度を示す速度判定信号をＭＡＣ処理部１４ａに出力する。なお、先の図２に示した実施の形態１のＣＤＲ部１２と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

ＭＡＣ処理部１４ａは、データバッファ１４１と読み出し間隔選択部１４２とを備えている。データバッファ１４１は、ＳＥＲＤＥＳ部１３によって直並列変換されたパラレルのデータを一時保持する。読み出し間隔選択部１４２は、速度判定部１２３から入力された速度判定信号に基づいて、データバッファ１４１からデータを読み出してデータフレームを生成する。

つぎに、この実施の形態５のＣＤＲ部１２ｄ、ＳＥＲＤＥＳ部１３、およびＭＡＣ処理部１４ａの動作について説明する。なお、ＣＤＲ部１２ｄがビット速度を判定する動作は、先の実施の形態１のＣＤＲ部１２がビット速度を判定する動作と同じであるので、ここではその詳細な説明は省略する。

データサンプリング部１２２１は、クロック生成部１２１によって生成されたサンプリングクロックを用いて光受信器１１より入力されたデータをサンプリングしたサンプリングデータをエッジ検出部１２２２に出力する。エッジ検出部１２２２は、サンプリングデータのエッジを検出してエッジを検出したことを示すエッジ検出信号をエッジ間隔監視部１２３１に出力する。

エッジ間隔監視部１２３１は、エッジ検出部１２２２から入力されたエッジ検出信号およびクロック生成部１２１から入力されたサンプリングクロックに基づいてデータのエッジ間隔を監視してデータのビット速度を判定する。エッジ間隔監視部１２３１は、判定結果を示す速度判定信号をＭＡＣ処理部１４ａの読み出し間隔選択部１４２に出力する。

一方、１０Ｇ識別部１２６は、光受信器１１より入力されたデータを伝送速度１０Ｇｂｐｓとして識別したデータをＳＥＲＤＥＳ部１３に出力する。ＳＥＲＤＥＳ部１３は、１０Ｇ識別部１２６から入力されたシリアルのデータを直並列変換してパラレルのデータを生成し、生成したパラレルのデータをＭＡＣ処理部１４ａのデータバッファ１４１に出力する。

データバッファ１４１は、ＳＥＲＤＥＳ部１３から入力されたパラレルのデータを一時保持する。読み出し間隔選択部１４２は、ＣＤＲ部１２ｄのエッジ間隔監視部１２３１から入力された速度判定信号に基づいてデータバッファ１４１からデータを読み出してデータフレームを生成する。

データバッファ１４１には、光受信器１１から入力されたデータ、すなわち伝送速度が１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ、または１０Ｇｂｐｓのデータを、その伝送速度に関係なく１０Ｇｂｐｓとして識別されたデータが保持されている。伝送速度が１Ｇｂｐｓの１ビット分の時間は伝送速度が１０Ｇｂｐｓの１０ビット分の時間であり、伝送速度が２Ｇｂｐｓの１ビット分の時間は伝送速度が１０Ｇｂｐｓの５ビット分の時間である。よって、伝送速度１Ｇｂｐｓのデータを伝送速度１０Ｇｂｐｓとして識別した場合は、１ビットを１０回サンプリングしたことと等価であり、伝送速度２Ｇｂｐｓのデータを伝送速度１０Ｇｂｐｓとして識別した場合は、１ビットのデータを５回サンプリングしたことと等価である。しがたって、読み出し間隔選択部１４２は、速度判定信号が伝送速度が１Ｇｂｐｓであることを示している場合にはデータバッファ１４１から１０ビットおきにデータを選択して読み出し、速度判定信号が伝送速度が２Ｇｂｐｓであることを示している場合にはデータバッファ１４１から５ビットおきにデータを選択して読み出し、速度判定信号が伝送速度が１０Ｇｂｐｓであることを示している場合にはデータバッファ１４１から１ビットずつデータを読み出してデータフレームを生成する。これにより、伝送速度に応じてデータを識別したデータフレームが生成され、ＭＡＣ処理部１４ａは、データフレームの識別処理を行なう。

このようにこの実施の形態５においては、入力されたデータの伝送速度を最高速度の伝送速度のデータとして識別しておき、データフレームの処理の直前、すなわち上位レイヤで伝送速度に応じたデータフレームを生成するようにしているため、高速動作を必要とする各伝送速度毎の識別部を備えることなく、想定される最高速度の伝送速度の識別部のみで複数の伝送速度のデータフレームを生成することができ、回路規模や消費電力を低減することができる。

実施の形態６．
図１３を用いてこの発明の実施の形態６を説明する。先の実施の形態５では、入力されるデータを想定される最高の伝送速度として識別したデータを保持しておき、入力されるデータの変化点の間隔によってビット速度を判定し、判定結果に基づいて保持したデータを所定のビットおきに読み出すことで、伝送速度に応じたデータフレームを生成するようにした。すなわち、ビット速度の判定は、先の実施の形態１のＣＤＲ部１２が実現したビット判定方法を用いたが、先の実施の形態２のＣＤＲ部１２ａが実現した同期パタンを用いたビット速度の判定方法を用いても、先の実施の形態５と同様に、高速動作を必要とする各伝送速度毎の識別部を備えることなく、想定される最高速度の伝送速度の識別部のみで複数の伝送速度のデータフレームを生成することができ、回路規模や消費電力を低減することができるという効果を奏することができる。

具体的には、図１３に示すように、先の実施の形態２のＣＤＲ部１２ａから１Ｇ識別部１２４および２Ｇ識別部１２５を削除したＣＤＲ部１２ｅと、先の実施の形態５のＭＡＣ処理部１４ａを備え、１０Ｇ識別部１２６によって伝送速度を１０Ｇｂｐｓ固定として識別したデータをＳＥＲＤＥＳ部１３に出力するとともに、判定部１２３３が速度判定信号を読み出し間隔選択部１４２に出力するようにすればよい。

なお、実施の形態１〜６では、説明を簡単にするためにＮＲＺ方式を用いた場合を例に挙げて説明したが、伝送路符号方式はこれに限るものではなく、ＲＺ（Return to Zero）方式やマンチェスタ符号方式などであってもかまわない。ＲＺ方式では、１ビットのデータ「０」は１ビットあたりの信号を「Ｌ」で表し、１ビットのデータ「１」は１ビットあたりの信号を「Ｈ」から「Ｌ」と変化させて表す。また、マンチェスタ符号方式では、１ビットのデータ「０」は１ビットあたりの信号を「Ｌ」から「Ｈ」に変化させて表し、１ビットのデータ「１」は信号を「Ｈ」から「Ｌ」に変化させて表す。すなわち、ＮＲＺ方式は、１ビットの間信号は変化しないが、ＲＺ方式やマンチェスタ符号方式は１ビットの間に信号が１回変化する（ＲＺ方式の場合はデータ「１」のみ）。この場合、１ビット間の信号の変化を検出するために、クロック生成部１２１が生成するサンプリングクロックの周波数を想定される最大の伝送速度に対応する周波数の２倍以上とすればよい。たとえば、図１に示したＰＯＮシステムでは、最大の伝送速度はＯＮＵ２−３の伝送速度１０Ｇｂｐｓである。よって、クロック生成部１２１は２０Ｇｂｐｓに対応する２０Ｇ［Ｈｚ］のサンプリングクロックを生成すればよい。すなわち、クロック生成部１２１によって、想定される最大の伝送速度の１ビットあたりの信号の変化点を検出可能な周波数のサンプリングクロックを生成することで、回路構成を変更することなく様々な伝送路符号に対応することができる。

以上のように、本発明にかかるビット速度判定装置は、異なる伝送速度のデータが時分割多重される通信システムに有用であり、特に、ＰＯＮシステムに適している。

この発明におけるビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ機能を含む、ＰＯＮシステムの構成の一例を示す図である。 図１に示したＯＬＴのＣＤＲ部の構成を示すブロック図である。 この実施の形態１のＣＤＲ部の動作を説明するための図である。 この実施の形態１のＣＤＲ部の動作を説明するための図である。 この実施の形態２のＰＯＮシステムが用いるバースト同期パタンを含むバーストデータを説明するための図である。 この実施の形態２のＣＤＲ部の構成を示すブロック図である。 この実施の形態２のＣＤＲ部の動作を説明するための図である。 この実施の形態２のＣＤＲ部の動作を説明するための図である。 この実施の形態３のＣＤＲ部の構成を示すブロック図である。 この実施の形態４のＣＤＲ部の構成を示すブロック図である。 この発明におけるビット速度判定装置が適用されるＣＤＲ機能を含む、ＰＯＮシステムの構成の一例を示す図である。 図１１に示したＣＤＲ部、およびＭＡＣ処理部の構成と、ＣＤＲ部、ＳＥＲＤＥＳ部、およびＭＡＣ処理部の接続を示す図である。 この実施の形態６のＣＤＲ部、およびＭＡＣ処理部の構成と、ＣＤＲ部、ＳＥＲＤＥＳ部、およびＭＡＣ処理部の接続を示す図である。

符号の説明

１，１ａ ＯＬＴ
２−１，２−２，２−３ ＯＮＵ
３ 光ファイバ
４ カプラ
１１ 光受信器
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ ＣＤＲ部
１３ ＳＥＲＤＥＳ部
１４，１４ａ ＭＡＣ処理部
１２１ クロック生成部
１２２ 変化点検出部
１２３，１２３ａ 速度判定部
１２４ １Ｇ識別部
１２５ ２Ｇ識別部
１２６ １０Ｇ識別部
１２７ 選択部
１２８ 保護条件設定部
１４１ データバッファ
１４２ 読み出し間隔選択部
１２２１ データサンプリング部
１２２２ エッジ検出部
１２３１ エッジ間隔監視部
１２３２ エッジカウント部
１２３３ 判定部
１２３４ 同期パタン設定部

Claims (7)

1. 複数の端末側装置と１つの伝送路によって複数対１で接続される局側装置に適用され、前記各端末側装置が時分割多重によって前記伝送路にそれぞれ異なる伝送速度で送信したデータの伝送速度に応じてビット識別するビット速度判定装置において、
   前記各端末側装置が用いる伝送速度の中で最も速い伝送速度以上の周波数のサンプリングクロックによって、前記伝送路から入力されたデータをサンプリングしてデータの変化点を検出する変化点検出手段と、
   前記変化点検出手段によって検出されたデータの変化点と前記サンプリングクロックに基づいて前記伝送路から入力されたデータのビット速度を判定する速度判定手段と、
   を備えることを特徴とするビット速度判定装置。
2. 前記速度判定手段は、
   前記変化点検出手段によって検出されたデータの変化点の間隔を前記サンプリングクロックによって測定し、測定結果に基づいてビット速度を判定する変化点間隔監視手段、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のビット速度判定装置。
3. 前記変化点間隔監視手段は、
   前記複数の端末側装置の伝送速度と前記サンプリングクロックの周波数に基づいて予め設定されたそれぞれの伝送速度に応じた判定条件と前記測定結果とが一致した場合に、前記入力されたデータのビット速度が当該伝送速度であると判定すること、
   を特徴とする請求項２に記載のビット速度判定装置。
4. 前記判定条件の許容条件が設定される保護条件設定手段、
   をさらに備え、
   前記変化点間隔監視手段は、
   前記測定結果が前記判定条件および許容条件から求めた判定条件範囲内である場合に、前記入力されたデータのビット速度が当該伝送速度であると判定すること、
   を特徴とする請求項３に記載のビット速度判定装置。
5. 前記速度判定手段は、
   前記変化点検出手段によって検出されたデータの変化点をカウントする変化点カウント手段と、
   前記複数の端末側装置が、送信データに含ませる予め定められた同期パタンの変化点の数を示す識別パタンが予め設定される同期パタン設定手段と、
   前記複数の端末側装置の伝送速度で前記同期パタンが入力される時間単位で前記変化点カウント手段のカウント値と、前記同期パタン設定手段に設定されている識別パタンとに基づいてビット速度を判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のビット速度判定装置。
6. 前記判定手段は、
   前記変化点カウント手段と前記同期パタン設定手段に設定されている識別パタンとが一致した単位時間によってビット速度を判定すること、
   を特徴とする請求項５に記載のビット速度判定装置。
7. 前記識別パタンの許容条件が設定される保護条件設定手段、
   をさらに備え、
   前記判定手段は、
   前記カウント値が前記識別パタンおよび許容条件から求めた判定条件範囲内である場合に、前記入力されたデータのビット速度が前記単位時間に対応する伝送速度であると判定すること、
   を特徴とする請求項６に記載のビット速度判定装置。

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