JP5185167B2

JP5185167B2 - ジッタ検出回路およびジッタ検出方法

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Publication number: JP5185167B2
Application number: JP2009059975A
Authority: JP
Inventors: 幸一北野
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: JP2010213224A

Description

本発明は、伝送装置で入出力される伝送信号のクロック成分のジッタ異常を検出する技術に関する。

一般的な伝送装置は、データを送受信するためにクロック信号が用いられる。クロック信号は送受信するデータを正確に復号するために重要な信号でジッタ量の少ない品質の高いクロック信号が要求されている。一方、伝送信号の入力断や伝送フレームの同期外れ、或いはＣＲＣ演算などによるデータエラーの検出を行ってアラーム表示する伝送装置が使用されている。また、伝送信号のクロック成分の品質を表すジッタ量異常を検出する方法も検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３０９３１２号公報

ところが、従来のジッタ検出方法は複雑な回路構成でコストが高くなるという問題があった。また、複数のジッタ周波数に対応してアラーム検出を行うことは難しかった。このため、多段接続構成の伝送システムなどにおいては、入力された伝送信号のジッタ量の異常によって信号エラーが発生した場合、どの部分で不具合が発生しているのか原因を解析することが困難なため、伝送システムの復旧に時間が掛かるなどの問題があった。

本発明の目的は、複雑な回路を必要とせず、複数のジッタ周波数に対応してジッタ量異常を検出してアラーム表示することができるジッタ検出回路およびジッタ検出方法を提供することである。

本発明のジッタ異常検出回路は、クロック信号のジッタ異常を検出するジッタ異常検出回路において、前記クロック信号を複数の周波数に分周する複数の分周部と、前記クロック信号より周波数の高い高速クロック信号を発生する高速クロック信号発生部と、前記複数の分周部の出力信号の各１周期分の期間を前記高速クロック信号でカウントする複数のカウンタ部と、前記複数のカウンタ部がカウントするカウント値を、前記分周部の出力信号の１周期分の時間、保持する複数の保持部と、前記複数の保持部に保持された１周期前のカウント値と当該保持部に対応する前記カウンタ部が出力する最新のカウント値との差が予め指定した閾値以上である場合にジッタ異常を検出する検出部とを有することを特徴とする。

また、より好ましくは、外部から送られてくる伝送信号を受信する信号受信部と、前記信号受信部が受信した伝送信号からクロック信号を抽出するクロック抽出部とを更に設け、前記複数の分周部は、前記クロック抽出部が抽出したクロック信号を複数の周波数に分周することを特徴とする。

また、より好ましくは、クロック信号を発生する送信クロック信号生成部と、前記送信クロック信号生成部が生成したクロック信号で伝送信号を外部に送信する信号送信部とを更に設け、前記複数の分周部は、前記送信クロック信号生成部が生成したクロック信号を複数の周波数に分周することを特徴とする。

本発明のジッタ異常検出方法は、クロック信号のジッタ異常を検出するジッタ異常検出方法において、前記クロック信号を複数の分周部で複数の周波数に分周する分周処理と、前記クロック信号より周波数の高い高速クロック信号で前記複数の分周部の出力信号の各１周期分の期間をそれぞれカウントするカウンタ処理と、前記分周部の出力信号の１周期前のカウント値と最新のカウント値との差が予め指定した閾値以上である場合にジッタ異常を検出する検出処理とを有することを特徴とする。

また、より好ましくは、前記分周処理は、外部から送られてくる伝送信号を受信する信号受信部が受信した伝送信号から抽出したクロック信号を前記複数の分周部で複数の周波数に分周することを特徴とする。

また、より好ましくは、前記分周処理は、伝送信号を外部に送信する信号送信部に供給するクロック信号生成部が生成したクロック信号を前記複数の分周部で複数の周波数に分周することを特徴とする。

本発明のジッタ検出回路およびジッタ検出方法は、複雑な回路を必要とせず、複数のジッタ周波数に対応してジッタ量異常を検出してアラーム表示することができる。これにより、システム障害が発生した場合に、障害の原因がクロック源にあるか否かを容易に判別することができるので、障害の復旧時間を大幅に短縮することができる。

第１の実施形態に係るジッタ検出回路１００を搭載する入力信号処理部の構成図である。第１の実施形態に係るジッタ検出回路１００の信号波形図である。第２の実施形態に係るジッタ検出回路１００ａを搭載する出力信号処理部の構成図である。第２の実施形態に係るジッタ検出回路１００ａの信号波形図である。第３の実施形態に係るジッタ検出回路１００ｂに適用する許容入力ジッタの範囲を示す規格図である。第３の実施形態に係るジッタ検出回路１００ｂを搭載する入力信号処理部の構成を示すブロック図である。従来の入力信号処理部の構成図である。従来の出力信号処理部の構成図である。

本発明に係るジッタ検出回路およびジッタ検出方法の実施形態について説明する。尚、本実施形態では、送信側の伝送装置の出力信号処理部と、受信側の伝送装置の入力信号処理部とにジッタ検出回路およびジッタ検出方法を適用する場合について説明する。先ず、本実施形態に係るジッタ検出回路およびジッタ検出方法について説明する前に、ジッタ検出回路を適用する伝送装置の出力信号処理部と伝送装置の入力信号処理部の従来の構成について説明する。

図７は、従来の伝送装置の入力信号処理部の構成図である。図７において、（１−１）は伝送装置の入力信号、（１−２）は信号受信部、（１−３）は入力断検出部、（１−４）はクロック抽出部、（１−５）はフレーム同期外れ検出部、（１−６）はエラー検出部、（１−７）は伝送装置の内部処理回路（不図示）への出力信号である。

伝送装置の入力信号（１−１）は、信号受信部（１−２）において内部信号にレベル変換され、入力断検出部（１−３）で入力信号の断状態の検出が行われる。また、クロック抽出部（１−４）で入力信号からクロックの再生が行われる。そして、従来の伝送装置の入力信号処理部では、フレーム同期外れ検出部（１−５）で入力信号のフレーム同期が外れたか否かを検出し、エラー検出部（１−６）で入力信号自体に関するエラーの検出を行うようになっている。尚、図７に示した入力信号処理部は、伝送信号から抽出した再生クロックのジッタ量の異常を検出するアラーム機能は搭載されていない。ここで、ジッタ量は再生クロックの位相の揺れの大きさや周波数を示し、ジッタ量によって再生クロックの品質を確認することができる。後で説明する本実施形態では、伝送装置の入力信号処理部にジッタ検出回路を設けてジッタ量を測定できるようにし、予め定めた入力規格以上のジッタ量が検出された場合にアラーム表示するようになっている。

次に、伝送装置の出力信号処理部の従来の構成について図８を用いて説明する。図８において、（２−１）は内部処理回路からの出力信号、（２−２）は内部処理回路からの出力クロック生成用の制御信号、（２−３）は出力クロック生成部、（２−４）は信号送信部、（２−５）は伝送路への出力信号である。

伝送装置の出力クロック生成部（２−３）では、内部処理回路（２−１）から出力される出力クロック生成用の制御信号により、信号送信用の出力クロックを生成する。信号送信部（２−４）は、内部処理回路（２−１）から出力される出力信号（２−５）を伝送路への出力信号として送信していたが、出力信号のクロック成分のジッタ量の異常を検出するアラーム機能は搭載されていない。後で説明する本実施形態では、伝送装置の出力信号処理部にジッタ検出回路を設けてジッタ量を測定できるようにし、予め定めた入力規格以上のジッタ量が検出された場合にアラーム表示するようになっている。

（第１の実施形態）
次に、本実施形態に係るジッタ検出回路を搭載する伝送装置の入力信号処理部について詳しく説明する。図１は第１の実施形態に係るジッタ検出回路１００を搭載する入力信号処理部の構成図である。図１において、（３−１）は伝送装置の入力信号、（３−２）は信号受信部、（３−３）は入力断検出部、（３−４）はクロック抽出部、（３−５）はフレーム同期外れ検出部、（３−６）はエラー検出部、（３−７）は伝送装置の内部処理回路（不図示）への出力信号である。ここで、伝送装置の入力信号（３−１）と、信号受信部（３−２）と、入力断検出部（３−３）と、クロック抽出部（３−４）と、フレーム同期外れ検出部（３−５）と、エラー検出部（３−６）と、伝送装置の内部処理回路（不図示）への出力信号（３−７）とは、図７で説明した従来の伝送装置の入力信号処理部の入力信号（１−１），信号受信部（１−２），入力断検出部（１−３），クロック抽出部（１−４），フレーム同期外れ検出部（１−５），エラー検出部（１−６）および出力信号（１−７）と同じものなので、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図７の従来の回路に加えてジッタ検出回路（１００）を有している。ジッタ検出回路（１００）は、クロック抽出部（３−４）が抽出した再生クロック信号のジッタ量異常を検出する回路で、検出するジッタ周波数毎に設けられた複数のジッタ検出ブロックで構成される。

図１において、ジッタ検出回路（１００）は、内部自走クロック源（３−１０１）と、分周部（３−１１０），（３−１２０），（３−１３０）と、カウンタ部（３−１１１），（３−１２１），（３−１３１）と、保持部（３−１１２），（３−１２２），（３−１３２）と、比較部（３−１１３），（３−１２３），（３−１３３）と、論理和（３−１０２）とで構成される。ここで、分周部（３−１１０）と、カウンタ部（３−１１１）と、保持部（３−１１２）と、比較部（３−１１３）とで１組のジッタ検出ブロック（１５１）を構成し、同様に、分周部（３−１２０）と、カウンタ部（３−１２１）と、保持部（３−１２２）と、比較部（３−１２３）とで１組のジッタ検出ブロック（１５２）を構成し、分周部（３−１３０）と、カウンタ部（３−１３１）と、保持部（３−１３２）と、比較部（３−１３３）とで１組のジッタ検出ブロック（１５３）を構成している。

尚、図１では、上記の３つの組のジッタ検出ブロックしか描かれていないが、実際には検出したいジッタ周波数の数（ｍ個：ｍは自然数）に対応してｍ組のジッタ検出ブロックが配置されているものとする。また、ジッタ検出ブロックと検出するジッタ周波数の数については第３の実施形態で具体例を挙げて詳しく説明する。

図１のジッタ検出ブロック（１５１）において、クロック抽出部（３−４）が出力する再生クロック信号（３−２０１）は、分周部（３−１１０）に入力されて１／ｎ_１に分周され、分周信号（３−２０２）をカウンタ部（３−１１１）と保持部（３−１１２）とに出力される。

また、ジッタ検出ブロック（１５２）でも、クロック抽出部（３−４）が出力する再生クロック信号（３−２０１）は、分周部（３−１２０）に入力されて１／ｎ_２に分周され、カウンタ部（３−１１１）と保持部（３−１１２）とに出力される。同様に、ジッタ検出ブロック（１５３）でも、クロック抽出部（３−４）が出力する再生クロック信号（３−２０１）は、分周部（３−１３０）に入力されて１／ｎ_ｍに分周され、カウンタ部（３−１３１）と保持部（３−１３２）とに出力される。

一方、内部自走クロック源（３−１０１）が出力する高速クロック信号（３−２００）は、ジッタ検出ブロック（１５１）のカウンタ部（３−１１１）と保持部（３−１１２）と比較部（３−１１３）とに入力される。同様に、高速クロック信号（３−２００）は、ジッタ検出ブロック（１５２）のカウンタ部（３−１２１）と保持部（３−１２２）と比較部（３−１２３）とに入力され、ジッタ検出ブロック（１５３）のカウンタ部（３−１３１）と保持部（３−１３２）と比較部（３−１３３）とに入力される。

次に、３つのジッタ検出ブロックの内、ジッタ検出ブロック（１５１）の動作について図２を用いて詳しく説明する。尚、ジッタ検出ブロック（１５２）およびジッタ検出ブロック（１５３）についても、分周部（３−１１０）と分周部（３−１２０）と分周部（３−１３０）の分周比が異なるだけでその他の動作と同じである。

図２は、ジッタ検出ブロック（１５１）の動作を示す信号波形図である。尚、図２の各信号を示す符号は、図１の同符号の信号と同じものを示している。また、図２において、内部自走クロック源（３−１０１）が出力する高速クロック信号（３−２００）は、クロック抽出部（３−４）が出力する再生クロック信号（３−２０１）よりも十分に速いクロック信号を用いる。或いは、内部自走クロック源（３−１０１）に相当するクロック源を外部に設けて、高速クロック信号（３−２００）を外部から供給するようにしても構わない。

図２において、クロック抽出部（３−４）が出力する再生クロック信号（３−２０１）は、分周部（３−１１０）で１／ｎ_１に分周され、分周信号（３−２０２）をカウンタ部（３−１１１）と保持部（３−１１２）とに出力される。

カウンタ部（３−１１１）は、分周信号（３−２０２）の１周期の期間を高速クロック信号（３−２００）でカウントし、そのカウント値を分周信号（３−２０２）の１周期毎に保持部（３−１１２）に出力する。つまり、カウンタ部（３−１１１）は、分周信号（３−２０２）の位相幅をカウントする。尚、カウント部（３−１１１）の回路は、単純なバイナリーカウンタなどで構成し、例えば分周信号（３−２０２）の立ち下がりエッジなどでリセットする。

保持部（３−１１２）は、カウンタ部（３−１１１）が出力するカウント値の最新値と分周信号（３−２０２）の１周期前のカウント値とを保持する回路で構成される。図２のＬ_１およびＬ_２で示したブロックはラッチ回路を示し、例えばカウンタ部（３−１１１）が出力するカウント値を分周信号（３−２０２）の立ち上がりエッジなどでラッチする回路で構成される。保持部（３−１１２）のラッチ回路Ｌ_１がカウンタ部（３−１１１）が出力する最新のカウント値を保持する際に、ラッチ回路Ｌ_１が保持していた前のカウント値をラッチ回路Ｌ_２にシフトする。この結果、保持部（３−１１２）は、分周信号（３−２０２）の１周期前後のカウント値（３−２０３）と（３−２０４）とを比較部（３−１１３）に出力する。尚、Ｌ_１およびＬ_２のラッチ回路を２つ用いたが、次の比較部（３−１１３）で１周期前のカウント値と比較できれば他の回路構成でも構わない。例えば、最新のカウント値をラッチせずに、そのまま比較部（３−１１３）に出力し、カウント値をリセットする直前の短いタイミングで１周期前のカウント値と比較するようにしても構わない。

比較部（３−１１３）は、保持部（３−１１２）から出力される分周信号（３−２０２）の１周期前後のカウント値（３−２０３）と（３−２０４）とを比較して、予め定めた閾値より大きいか否かを比較する。例えば、図２において、分周信号（３−２０２）のある周期のカウント値（３−２０３）がｂで、その１周期前のカウント値（３−２０３）がａの場合、２つのカウント値の差の絶対値｜ａ−ｂ｜が閾値ｘより大きいか否かを比較する。そして、｜ａ−ｂ｜＞ｘの場合に比較部（３−１１３）は比較結果を出力する。尚、比較結果は、ジッタアラーム検出信号（３−２０６）と同様に、例えば論理１（ハイレベル）を出力する。尚、閾値ｘについては第３の実施形態で具体的に説明する。

このようにして、ジッタ検出ブロック（１５１）は、分周部（３−１１０）で１／ｎ_１に分周された分周信号のジッタ量を検出する。ここで、分周部（３−１１０）の分周比（１／ｎ_１）は、検出するジッタの周波数に対応する。従って、分周比を可変することで検出したいジッタ周波数に合わせることができる。

ジッタ検出ブロック（１５２）およびジッタ検出ブロック（１５３）についても同様に動作し、分周部（３−１２０）の分周比１／ｎ_２や分周部（３−１３０）の分周比１／ｎ_ｍに対応するジッタ周波数毎にジッタ量の異常を検出することができる。

論理和（３−１０２）は、ジッタ検出ブロック（１５１）から（１５３）のいずれかのジッタ周波数においてジッタ量の異常を検出した場合にジッタアラーム検出信号（３−２０６）を出力するための論理和回路（ＯＲゲート）で構成される。

このようにして、第１の実施形態に係る伝送装置の入力信号処理部に設けたジッタ検出回路１００は、複雑な回路を必要とせず、複数のジッタ周波数に対応してジッタ量異常を検出することができる。これにより、システム障害が発生した場合に、障害の原因がクロック源にあるか否かを容易に判別することができるので、障害の復旧時間を大幅に短縮することができる。

（第２の実施形態）
次に、本実施形態に係るジッタ検出回路を搭載する伝送装置の出力信号処理部について詳しく説明する。図３は第２の実施形態に係るジッタ検出回路１００ａを搭載する出力信号処理部の構成図である。図３において、（５−１）は伝送装置の内部処理回路（不図示）からの出力信号、（５−２）は内部処理回路からの出力クロック生成用の制御信号、（５−３）は出力クロック生成部、（５−４）は信号送信部、（５−５）は伝送路への出力信号である。ここで、伝送装置の出力信号（５−１）と、出力クロック生成用の制御信号（５−２）と、出力クロック生成部（５−３）と、信号送信部（５−４）と、伝送路への出力信号（５−５）とは、図８で説明した従来の伝送装置の出力信号処理部の伝送装置の出力信号（２−１）と、出力クロック生成用の制御信号（２−２）と、出力クロック生成部（２−３）と、信号送信部（２−４）と、伝送路への出力信号（２−５）と同じものなので、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図８の従来の回路に加えてジッタ検出回路（１００ａ）を有している。ジッタ検出回路（１００ａ）は、出力クロック生成部（５−３）が生成したクロック信号のジッタ量異常を検出する回路で、検出するジッタ周波数毎に設けられた複数のジッタ検出ブロックで構成される。

図３において、ジッタ検出回路（１００ａ）は、内部自走クロック源（５−１０１）と、分周部（５−１１０），（５−１２０），（５−１３０）と、カウンタ部（５−１１１），（５−１２１），（５−１３１）と、保持部（５−１１２），（５−１２２），（５−１３２）と、比較部（５−１１３），（５−１２３），（５−１３３）と、論理和（５−１０２）とで構成される。ここで、分周部（５−１１０）と、カウンタ部（５−１１１）と、保持部（５−１１２）と、比較部（５−１１３）とで１組のジッタ検出ブロック（１６１）を構成し、同様に、分周部（５−１２０）と、カウンタ部（５−１２１）と、保持部（５−１２２）と、比較部（５−１２３）とで１組のジッタ検出ブロック（１６２）を構成し、分周部（５−１３０）と、カウンタ部（５−１３１）と、保持部（５−１３２）と、比較部（５−１３３）とで１組のジッタ検出ブロック（１６３）を構成している。

尚、図３では、上記の３つの組のジッタ検出ブロックしか描かれていないが、実際には検出したいジッタ周波数の数（ｍ個：ｍは自然数）に対応してｍ組のジッタ検出ブロックが配置されているものとする。また、ジッタ検出ブロックと検出するジッタ周波数の数については第３の実施形態で具体例を挙げて詳しく説明する。

図３のジッタ検出ブロック（１６１）において、出力クロック生成部（５−３）が生成したクロック信号（５−２０１）は、分周部（５−１１０）に入力されて１／ｎ_１に分周され、分周信号（５−２０２）をカウンタ部（５−１１１）と保持部（５−１１２）とに出力される。

また、ジッタ検出ブロック（１６２）でも、出力クロック生成部（５−３）が生成したクロック信号（５−２０１）は、分周部（５−１２０）に入力されて１／ｎ_２に分周され、カウンタ部（５−１１１）と保持部（５−１１２）とに出力される。同様に、ジッタ検出ブロック（１６３）でも、出力クロック生成部（５−３）が生成したクロック信号（５−２０１）は、分周部（５−１３０）に入力されて１／ｎ_ｍに分周され、カウンタ部（５−１３１）と保持部（５−１３２）とに出力される。

一方、内部自走クロック源（５−１０１）が出力する高速クロック信号（５−２００）は、ジッタ検出ブロック（１６１）のカウンタ部（５−１１１）と保持部（５−１１２）と比較部（５−１１３）とに入力される。同様に、高速クロック信号（５−２００）は、ジッタ検出ブロック（１６２）のカウンタ部（５−１２１）と保持部（５−１２２）と比較部（５−１２３）とに入力され、ジッタ検出ブロック（１６３）のカウンタ部（５−１３１）と保持部（５−１３２）と比較部（５−１３３）とに入力される。

次に、３つのジッタ検出ブロックの内、ジッタ検出ブロック（１６１）の動作について図４を用いて詳しく説明する。尚、ジッタ検出ブロック（１６２）およびジッタ検出ブロック（１６３）についても、分周部（５−１１０）と分周部（５−１２０）と分周部（５−１３０）の分周比が異なるだけでその他の動作と同じである。

図４は、ジッタ検出ブロック（１６１）の動作を示す信号波形図である。尚、図４の各信号を示す符号は、図３の同符号の信号と同じものを示している。また、図４において、内部自走クロック源（５−１０１）が出力する高速クロック信号（５−２００）は、出力クロック生成部（５−３）が生成したクロック信号（５−２０１）よりも十分に速いクロック信号を用いる。或いは、内部自走クロック源（５−１０１）に相当するクロック源を外部に設けて、高速クロック信号（５−２００）を外部から供給するようにしても構わない。

図４において、出力クロック生成部（５−３）が生成したクロック信号（５−２０１）は、分周部（５−１１０）で１／ｎ_１に分周され、分周信号（５−２０２）をカウンタ部（５−１１１）と保持部（５−１１２）とに出力される。

カウンタ部（５−１１１）は、分周信号（５−２０２）の１周期の期間を高速クロック信号（５−２００）でカウントし、そのカウント値を分周信号（５−２０２）の１周期毎に保持部（５−１１２）に出力する。尚、カウンタ部（５−１１１）は、図２のカウンタ部（３−１１１）と同様に動作し、分周信号（５−２０２）の位相幅をカウントする。

保持部（５−１１２）は、カウンタ部（５−１１１）が出力するカウント値の最新値と分周信号（５−２０２）の１周期前のカウント値とを保持する回路で構成される。尚、図４のＬ_１およびＬ_２で示したブロックはラッチ回路を示し、図２で説明した保持部（３−１１２）と同様に動作する。つまり、保持部（５−１１２）のラッチ回路Ｌ_１がカウンタ部（５−１１１）が出力する最新のカウント値を保持する際に、ラッチ回路Ｌ_１が保持していた前のカウント値をラッチ回路Ｌ_２にシフトするので、保持部（５−１１２）は、分周信号（５−２０２）の１周期前後のカウント値（５−２０３）と（５−２０４）とを比較部（５−１１３）に出力する。

比較部（５−１１３）は、保持部（５−１１２）から出力される分周信号（５−２０２）の１周期前後のカウント値（５−２０３）と（５−２０４）とを比較して、予め定めた閾値より大きいか否かを比較する。例えば、図４において、図２の場合と同様に、分周信号（５−２０２）のある周期のカウント値（５−２０３）がｂで、その１周期前のカウント値（５−２０３）がａの場合、２つのカウント値の差の絶対値｜ａ−ｂ｜が閾値ｘより大きいか否かを比較する。そして、｜ａ−ｂ｜＞ｘの場合に比較部（５−１１３）は比較結果を出力する。尚、比較結果は、ジッタアラーム検出信号（５−２０６）と同様に、例えば論理１（ハイレベル）を出力する。尚、閾値ｘについては第３の実施形態で具体的に説明する。

このようにして、ジッタ検出ブロック（１６１）は、分周部（５−１１０）で１／ｎ_１に分周された分周信号のジッタ量を検出する。ここで、分周部（５−１１０）の分周比（１／ｎ_１）は、検出するジッタの周波数に対応する。従って、分周比を可変することで検出したいジッタ周波数に合わせることができる。

ジッタ検出ブロック（１６２）およびジッタ検出ブロック（１６３）についても同様に動作し、分周部（５−１２０）の分周比１／ｎ_２や分周部（５−１３０）の分周比１／ｎ_ｍに対応するジッタ周波数毎にジッタ量の異常を検出することができる。

論理和（５−１０２）は、図２の論理和（３−１０２）と同様に動作し、ジッタ検出ブロック（１６１）から（１６３）のいずれかのジッタ周波数においてジッタ量の異常を検出した場合にジッタアラーム検出信号（５−２０６）を出力する。

このようにして、第２の実施形態に係る伝送装置の出力信号処理部に設けたジッタ検出回路１００ａは、複雑な回路を必要とせず、複数のジッタ周波数に対応してジッタ量異常を検出することができる。これにより、システム障害が発生した場合に、障害の原因がクロック源にあるか否かを容易に判別することができるので、障害の復旧時間を大幅に短縮することができる。

（第３の実施形態）
次に、本実施形態に係るジッタ検出回路について、具体的な複数のジッタ周波数を規定した場合の例を挙げて説明する。

図５は、スタッフ多重変換装置と呼ばれる伝送装置の１５４４ｋｂｉｔ／ｓの入力信号処理部に適用されるジッタ量の規格（ＩＴＵ−ＴＧ７４３ＦＩＧＵＲＥ１）の一例である。図５において、太線７０１は最大許容入力ジッタの最低値を表わしており、例えばジッタ周波数が１０Ｈｚ〜２００Ｈｚの時はＰｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋの振幅が２．０ＵＩｐ−ｐで、８ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの時は同様に振幅が０．０５ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を許容する必要があるので、それ以上のジッタ量があった場合はジッタ量異常と判断する。

図５において、下記に示すように、近似的に（１）〜（６）に６分割された検出領域を設定する。
（１）は、８ｋＨｚ以上のジッタ周波数で０．０５ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を検出。
（２）は、３ｋＨｚ以上のジッタ周波数で０．１３ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を検出。
（３）は、１ｋＨｚ以上のジッタ周波数で０．４３ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を検出。
（４）は、５００Ｈｚ以上のジッタ周波数で０．９０ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を検出。
（５）は、２００Ｈｚ以上のジッタ周波数で２．００ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を検出。
（６）は、１０Ｈｚ以上のジッタ周波数で２．００ＵＩｐ−ｐ以上のジッタ量を検出。

そして、（１）〜（６）の結果の論理和を取ることにより、ジッタ量異常のアラーム検出結果とする。つまり、（１）〜（６）のいずれかの結果がジッタ量以上を検出すればジッタ量異常のアラームが出力される。尚、図５のジッタ量異常を検出する範囲は一例であり、図５以外のジッタ周波数について異なる検出値を設定しても構わないし、分割する領域をさらに細かくしても構わない。

次に、図５のジッタ量の規格に基づく、本実施形態に係るジッタ検出回路（１００ｂ）について図６を用いて詳しく説明する。図６は、本実施形態に係るスタッフ多重変換装置と呼ばれる伝送装置の１５４４ｋｂｉｔ／ｓの入力信号処理部の様子を示す構成図である。

図６において、（８−１）は伝送装置の１５４４ｋｂｉｔ／ｓの入力信号、（８−２）はトランス等で構成される信号受信部、（８−３）は入力レベルを検出する入力断検出部、（８−４）はクロック抽出部、（８−５）はフレーム同期外れ検出部、（８−６）はエラー検出部、（８−７）は伝送装置の内部処理回路（不図示）への出力信号である。ここで、伝送装置の１５４４ｋｂｉｔ／ｓの入力信号（８−１）と、信号受信部（８−２）と、入力断検出部（８−３）と、クロック抽出部（８−４）と、フレーム同期外れ検出部（８−５）と、エラー検出部（８−６）と、伝送装置の内部処理回路（不図示）への出力信号（８−７）とは、図７で説明した従来の伝送装置の入力信号処理部の入力信号（１−１），信号受信部（１−２），入力断検出部（１−３），クロック抽出部（１−４），フレーム同期外れ検出部（１−５），エラー検出部（１−６）および出力信号（１−７）と同じものなので、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図７の従来の回路に加えてジッタ検出回路（１００ｂ）を有している。ジッタ検出回路（１００ｂ）は、クロック抽出部（８−４）が抽出した再生クロック信号のジッタ量異常を検出する回路で、検出するジッタ周波数毎に設けられた複数のジッタ検出ブロックで構成される。ここで、検出するジッタ周波数は、図５で説明した６つの領域のジッタ周波数である。

図６において、ジッタ検出回路（１００ｂ）は、内部自走クロック源（８−１０１）と、分周部（８−１１０），（８−１２０），（８−１３０），（８−１４０），（８−１５０），（８−１６０）と、カウンタ部（８−１１１），（８−１２１），（８−１３１），（８−１４１），（８−１５１），（８−１６１）と、保持部（８−１１２），（８−１２２），（８−１３２），（８−１４２），（８−１５２），（８−１６２）と、比較部（８−１１３），（８−１２３），（８−１３３），（８−１４３），（８−１５３），（８−１６３）と、論理和（８−１０２）と、アラーム延長部（８−１０３）とで構成される。ここで、内部自走クロック源（８−１０１）のクロック周波数は、計算が容易になるように１５４．４ＭＨｚとしたが、クロック抽出部（８−４）が抽出する再生クロック（８−２０１）の１．５４４ＭＨｚよりも十分に速い周波数であればよく、この周波数に限定されない。

ここで、分周部（８−１１０）と、カウンタ部（８−１１１）と、保持部（８−１１２）と、比較部（８−１１３）とで１組のジッタ検出ブロック（１７１）を構成する。分周部（８−１１０）は、内部自走クロック源（８−１０１）のクロック周波数（１５４．４ＭＨｚ）を１／１９３分周して８ＫＨｚの位相幅の分周信号を生成する。そして、カウンタ部（８−１１１）および保持部（８−１１２）は、先に説明した図１のカウンタ部（３−１１１）および保持部（３−１１２）と同様に動作して、８ＫＨｚの分周信号の位相幅の長さをカウントして、１周期前のカウント値と最新のカウント値とを保持部（８−１１２）に保持して比較部（８−１１３）に出力する。比較部（８−１１３）では、図５のジッタ異常検出領域（１）に対応するジッタ量の下限値（ＬＩＭＩＴ）０．０５ＵＩｐ−ｐより大きいか否かを比較する。実際には、比較部（８−１１３）は、ジッタ量の大きさをカウント値の差、つまりクロック数の差として検出する。従って、０．０５ＵＩｐ−ｐは１．５４４ＭＨｚの位相幅の０．０５倍に相当するので、１００倍の内部自走クロック源（８−１０１）のクロック周波数（１５４．４ＭＨｚ）でカウントすると、５クロック以上（カウント値が５以上）の差が発生した場合に、８ＫＨｚ以上のジッタ量異常が発生したと検出しアラーム出力する。このように、ジッタ検出ブロック（１７１）は、図５のジッタ異常検出領域（１）に対応し、８ｋＨｚ以上のジッタ周波数のジッタ量異常を検出する。

次に、ジッタ検出ブロック（１７２）においては、分周部（８−１２０）は、内部自走クロック源（８−１０１）のクロック周波数（１５４．４ＭＨｚ）を１／５１４分周して約３ＫＨｚの位相幅の分周信号を生成する。そして、カウンタ部（８−１２１）は、約３ＫＨｚの分周信号の位相幅の長さをカウントして、１周期前のカウント値と最新のカウント値とを保持部（８−１２２）に保持して比較部（８−１２３）に出力する。比較部（８−１２３）では、図５のジッタ異常検出領域（２）に対応するジッタ量の下限値（ＬＩＭＩＴ）０．１３ＵＩｐ−ｐより大きいか否かを比較する。実際には、０．１３ＵＩｐ−ｐは１．５４４ＭＨｚの位相幅の０．１３倍に相当するので、１００倍の内部自走クロック源（８−１０１）のクロック周波数（１５４．４ＭＨｚ）でカウントすると、１３クロック以上（カウント値が１３以上）の差が発生した場合に、約３ＫＨｚ以上のジッタ量異常が発生したと検出しアラーム出力する。このように、ジッタ検出ブロック（１７２）は、図５のジッタ異常検出領域（２）に対応し、約３ｋＨｚ以上のジッタ周波数のジッタ量異常を検出する。

次に、ジッタ検出ブロック（１７３）においては、分周部（８−１３０）は、内部自走クロック源（８−１０１）のクロック周波数（１５４．４ＭＨｚ）を１／１５４４分周して１ＫＨｚの位相幅の分周信号を生成する。そして、カウンタ部（８−１３１）は、１ＫＨｚの分周信号の位相幅の長さをカウントして、１周期前のカウント値と最新のカウント値とを保持部（８−１３２）に保持して比較部（８−１３３）に出力する。そして、比較部（８−１２３）で、図５のジッタ異常検出領域（３）に対応するジッタ量の下限値（ＬＩＭＩＴ）０．４３ＵＩｐ−ｐより大きいか否かを比較する。実際には、ジッタ検出ブロック（１７１）およびジッタ検出ブロック（１７２）の場合と同様に考えて、４３クロック以上（カウント値が４３以上）の差が発生した場合に、１ＫＨｚ以上のジッタ量異常が発生したと検出しアラーム出力する。このように、ジッタ検出ブロック（１７３）は、図５のジッタ異常検出領域（３）に対応し、１ｋＨｚ以上のジッタ周波数のジッタ量異常を検出する。

同様に、ジッタ検出ブロック（１７４）においては、分周部（８−１４０）は、１／３０８８分周を行って５００Ｈｚの位相幅の分周信号を生成する。これをカウンタ部（８−１４１）でカウントし、保持部（８−１４２）に１周期前のカウント値と最新のカウント値とを保持する。そして、比較部（８−１４３）で両方のカウント値を比較して、０．９０ＵＩｐ−ｐ（１．５４４ＭＨｚの位相幅の０．９０倍）に相当する１５４．４ＭＨｚの９０クロック以上のカウント値の差が発生した場合に、５００Ｈｚ以上のジッタ量異常が発生したと検出しアラーム出力する。このように、ジッタ検出ブロック（１７４）は、図５のジッタ異常検出領域（４）に対応し、５００Ｈｚ以上のジッタ周波数のジッタ量異常を検出する。

また、ジッタ検出ブロック（１７５）においては、分周部（８−１５０）は、１／７７２０分周を行って２００Ｈｚの位相幅の分周信号を生成する。これをカウンタ部（８−１５１）でカウントし、保持部（８−１５２）に１周期前のカウント値と最新のカウント値とを保持する。そして、比較部（８−１５３）で両方のカウント値を比較して、２．０ＵＩｐ−ｐ（１．５４４ＭＨｚの位相幅の２．０倍）に相当する１５４．４ＭＨｚの２００クロック以上のカウント値の差が発生した場合に、２００Ｈｚ以上のジッタ量異常が発生したと検出しアラーム出力する。このように、ジッタ検出ブロック（１７５）は、図５のジッタ異常検出領域（５）に対応し、２００Ｈｚ以上のジッタ周波数のジッタ量異常を検出する。

同様に、ジッタ検出ブロック（１７６）においては、分周部（８−１６０）は、１／１５４４００分周を行って１０Ｈｚの位相幅の分周信号を生成する。これをカウンタ部（８−１６１）でカウントし、保持部（８−１６２）に１周期前のカウント値と最新のカウント値とを保持する。そして、比較部（８−１６３）で両方のカウント値を比較して、２．０ＵＩｐ−ｐ（１．５４４ＭＨｚの位相幅の２．０倍）に相当する１５４．４ＭＨｚの２００クロック以上のカウント値の差が発生した場合に、１０Ｈｚ以上のジッタ量異常が発生したと検出しアラーム出力する。このように、ジッタ検出ブロック（１７６）は、図５のジッタ異常検出領域（４）に対応し、１０Ｈｚ以上のジッタ周波数のジッタ量異常を検出する。

そして、論理和（８−１０２）は、比較部（８−１１３），比較部（８−１２３），比較部（８−１３３），比較部（８−１４３），比較部（８−１５３）および比較部（８−１６３）の出力の論理和を取ってアラーム延長部（８−１０３）に出力する。つまり、比較部（８−１１３），比較部（８−１２３），比較部（８−１３３），比較部（８−１４３），比較部（８−１５３）および比較部（８−１６３）の出力のいずれかがジッタ量異常を検出した場合に論理和（８−１０２）はアラーム出力する。ここで、アラーム延長部（８−１０３）は、論理和（８−１０２）の出力が最小で分周部の１周期分しか出力されないので、分周信号の一番短いジッタ検出ブロック（１７１）の場合は、１／８ｋＨｚ＝１２５μｓｅｃの期間しか論理和（８−１０２）からアラーム出力されないので、これを保守者が知覚できる程度に長い時間（例えば数十秒間など）出力するように、アラーム延長部（８−１０３）は、論理和（８−１０２）のアラーム出力の期間を延長する。尚、アラーム延長部（８−１０３）の回路例として論理和（８−１０２）のアラーム出力をトリガとしてコンデンサと抵抗とで決まる時定数期間パルスを出力するワンショットトリガ回路などで実現できる。或いは、クロックに同期させて所定時間の検出信号を出力するようにしても構わない。尚、アラーム延長部（８−１０３）が出力するアラーム信号によって、警報音を出力したり警報ランプを点滅させて保守者にジッタ量の異常を知らせる。或いは、図６において、６つのジッタ検出ブロック（１７１）〜（１７６）毎にアラーム延長部（８−１０３）に相当する回路を設けて、ジッタ周波数毎にアラーム信号を出力するようにしても構わない。または、監視端末の画面にグラフィックや文字でジッタ量異常があった周波数やジッタ量の大きさなどを表示するようにしても構わない。

このようにして、第３の実施形態に係るスタッフ多重変換装置と呼ばれる伝送装置の出力信号処理部に設けたジッタ検出回路１００ｂは、複雑な回路を必要とせず、複数のジッタ周波数に対応してジッタ量異常を検出することができる。これにより、システム障害が発生した場合に、障害の原因がクロック源にあるか否かを容易に判別することができるので、障害の復旧時間を大幅に短縮することができる。

（１００），（１００ａ），（１００ｂ）・・・ジッタ検出回路
（１５１），（１５２），（１５３），（１６１），（１６２），（１６３），（１７１），（１７２），（１７３），（１７４），（１７５），（１７６）・・・ジッタ検出ブロック
（１−１），（３−１）・・・入力信号
（１−２），（３−１）・・・信号受信部
（１−３），（３−１）・・・入力断検出部
（１−４），（３−４）・・・クロック抽出部
（１−５），（３−４）・・・フレーム同期外れ検出部
（１−６），（３−４）・・・エラー検出部
（２−１），（５−１）・・・出力信号
（２−２），（５−２）・・・制御信号
（２−３），（５−３）・・・出力クロック生成部
（２−４），（５−４）・・・信号送信部
（２−５），（５−５）・・・出力信号
（３−１０１），（５−１０１），（８−１０１）・・・内部自走クロック源
（３−１１０），（３−１２０），（３−１３０），（５−１１０），（５−１２０），（５−１３０），（８−１１０），（８−１２０），（８−１３０），（８−１４０），（８−１５０），（８−１６０）・・・分周部
（３−１１１），（３−１２１），（３−１３１），（５−１１１），（５−１２１），（５−１３１），（８−１１１），（８−１２１），（８−１３１），（８−１４１），（８−１５１），（８−１６１）カウンタ部
（３−１１２），（３−１２２），（３−１３２），（５−１１２），（５−１２２），（５−１３２），（８−１１２），（８−１２２），（８−１３２），（８−１４２），（８−１５２），（８−１６２）・・・保持部
（３−１１３），（３−１２３），（３−１３３），（５−１１３），（５−１２３），（５−１３３），（８−１１３），（８−１２３），（８−１３３），（８−１４３），（８−１５３），（８−１６３）・・・比較部
（３−１０２），（５−１０２），（８−１０２）・・・論理和
（８−１０３）・・・アラーム延長部

Claims

クロック信号のジッタ異常を検出するジッタ異常検出回路において、
前記クロック信号を複数の周波数に分周する複数の分周部と、
前記クロック信号より周波数の高い高速クロック信号を発生する高速クロック信号発生部と、
前記複数の分周部の出力信号の各１周期分の期間を前記高速クロック信号でカウントする複数のカウンタ部と、
前記複数のカウンタ部がカウントするカウント値を、前記分周部の出力信号の１周期分の時間、保持する複数の保持部と、
前記複数の保持部に保持された１周期前のカウント値と当該保持部に対応する前記カウンタ部が出力する最新のカウント値との差が予め指定した閾値以上である場合にジッタ異常を検出する検出部と
を有することを特徴とするジッタ異常検出回路。
請求項１に記載のジッタ異常検出回路において、
外部から送られてくる伝送信号を受信する信号受信部と、
前記信号受信部が受信した伝送信号からクロック信号を抽出するクロック抽出部と
を更に設け、
前記複数の分周部は、前記クロック抽出部が抽出したクロック信号を複数の周波数に分周することを特徴とするジッタ異常検出回路。
請求項１に記載のジッタ異常検出回路において、
クロック信号を発生する送信クロック信号生成部と、
前記送信クロック信号生成部が生成したクロック信号で伝送信号を外部に送信する信号送信部と
を更に設け、
前記複数の分周部は、前記送信クロック信号生成部が生成したクロック信号を複数の周波数に分周することを特徴とするジッタ異常検出回路。
クロック信号のジッタ異常を検出するジッタ異常検出方法において、
前記クロック信号を複数の分周部で複数の周波数に分周する分周処理と、
前記クロック信号より周波数の高い高速クロック信号で前記複数の分周部の出力信号の各１周期分の期間をそれぞれカウントするカウンタ処理と、
前記分周部の出力信号の１周期前のカウント値と最新のカウント値との差が予め指定した閾値以上である場合にジッタ異常を検出する検出処理と
を有することを特徴とするジッタ異常検出方法。
請求項４に記載のジッタ異常検出方法において、
前記分周処理は、外部から送られてくる伝送信号を受信する信号受信部が受信した伝送信号から抽出したクロック信号を前記複数の分周部で複数の周波数に分周することを特徴とするジッタ異常検出方法。
請求項４に記載のジッタ異常検出方法において、
前記分周処理は、伝送信号を外部に送信する信号送信部に供給するクロック信号生成部が生成したクロック信号を前記複数の分周部で複数の周波数に分周することを特徴とするジッタ異常検出方法。