JP5272210B2 - Clock supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワーク内の各ノード(局)および各装置の動作クロックを一致させる従属同期方式において使用されるクロック供給装置に関し、特に、入力クロックの周波数がジッタやワンダにより時間的に変動する場合においても、クロックの不具合の状態を的確に判定することができる、クロック供給装置に関する。 The present invention relates to a clock supply device used in a slave synchronization system in which operation clocks of nodes (stations) and devices in a network coincide with each other, and in particular, when the frequency of an input clock varies with time due to jitter or wander. The present invention also relates to a clock supply device that can accurately determine the state of a clock failure.
現在、ネットワーク内の各ノード及びノード内の各装置の動作クロックを一致させる網同期方式として、わが国の通信網は従属同期方式を採用している。従属同期方式では、図5に示すように最上位のマスタクロック(Primary Reference Clock)を供給するノードを起点とし、上位ノードから伝送路(クロックパス)を介して下位ノードにクロックが分配される(例えば、特許文献1を参照)。 Currently, as a network synchronization method for matching the operation clocks of each node in the network and each device in the node, the Japanese communication network employs a subordinate synchronization method. In the slave synchronization method, as shown in FIG. 5, a node that supplies the highest master clock (Primary Reference Clock) is used as a starting point, and the clock is distributed from the upper node to the lower node via the transmission path (clock path) ( For example, see Patent Document 1).
各ノードに分配されたクロックは、図6に示すようにノード11内の伝送装置12を経由して、ノード11内に設置されているクロック供給装置21Aにより受信される。
The clock distributed to each node is received by the
クロック供給装置21Aは、受信したクロックに同期したクロックを生成し、ノード11内の各装置(交換機13および伝送装置12)に分配し、そのクロックが、更に下位ノードに伝送路(クロックパス)14を介して分配される。
The
図7に示すようにクロック供給装置21Aは、N系クロック受信部22、E系クロック受信部23、入力断監視部24、入力切替部25、発振器部26、および分配部27で構成される。クロック従属元は図5,6,7に示すとおり、N/E(通常系/予備系)冗長構成をとっており、通常はN系(通常系)のクロックパスから分配されているN系クロックに従属し、クロック供給装置21AはN系クロック入力断を検出した場合、入力断監視部24から切替信号を入力切替部25に送信し、そのクロック供給元をE系(予備系)に切り替えさせる。
As shown in FIG. 7, the
しかしながら、クロック供給装置21AがN系クロック入力に従属しているとき、N系クロック入力断ではなく、クロック周波数精度の劣化を伴うような異常がN系クロックパスに発生した場合、E系には切り替わらない。このため、そのクロック供給装置21Aは周波数精度が劣化したクロックに従属してしまう。このような問題を解決する手段として、図8に示すように、GPS(Global Positioning System)からの信号を基準信号としてN系入力クロック、E系入力クロック、および出力クロックのそれぞれに対してクロック周波数精度計測部を設置し、MTIE(Maximum Time Interval Error)を監視する方法が有る。すなわち、図8に示すように、クロック周波数精度計測部として、N系入力クロックを計測するN系入力MTIE計測部31と、E系入力クロックを計測するE系入力MTIE計測部32と、出力クロックを計測する出力MTIE計測部33とを設ける。なお、図8に示すクロック供給装置21Aでは、図7に示す入力断監視部24は省略して示している。
However, when the
次に、MTIE計測部31,32,33における周波数精度の計測機能について説明する。MTIE計測部31,32,33はGPS受信機30から送信される高精度の基準周波数f0と比較対象のクロックの周波数fを100秒間隔で比較し、その差分を周波数偏差として「Δf(n×Δt)/f0」で表す。ただし「0≦n≦100、Δt=100秒」である。そして、10,000秒のスライディングウィンドウ(スライド間隔:100sec)を設定し、この偏差「Δf(n×Δt)/f0」から、時刻n×Δtで次式に定義されるTIE(Time Interval Error)が得られる。
Next, the frequency accuracy measurement function in the
前記10,000秒間で101個の「TIE;TIE(0),TIE(Δt),・・・,TIE(99×Δt),TIE(100×Δt)」が得られる。この101個のTIEはN系入力クロック、E系入力クロック及び出力クロックそれぞれについて得ることができる。 101 “TIE; TIE (0), TIE (Δt),..., TIE (99 × Δt), TIE (100 × Δt)” are obtained in 10,000 seconds. The 101 TIEs can be obtained for each of the N system input clock, the E system input clock, and the output clock.
MTIE計測部31,32,33は101個のTIEの最大値と最小値の差(MTIE)に閾値10μsecを課し、それを超過すれば、警報「EMERGENCY」を発出する。出力クロックに関するEMERGENCY警報は他の装置及び網同期における下位局に対し影響が及ぶことを表す警報であるため、保守作業開始のトリガ(契機)となる。
The MTIE
保守者は出力MTIE計測部33からの警報「EMERGENCY」を確認した際、他のMTIE計測部31,32でのEMERGENCY発出状況を確認し、図11(A)に示す表1の論理に従って、クロック入力の従属元を切り替える。ただし、表1中の「自走」とは、入力切替部25内のスイッチを、N系クロック入力、E系クロック入力のいずれの接点にも接続しない状態を指す。
When the maintenance person confirms the alarm “EMERGENCY” from the output
図11(A)に示す表1において、「状態1」は、出力MTIE計測部33から、出力クロックのEMERGENCY信号が発出され、N系MTIE計測部31からN系入力クロックのEMERGENCY信号が発出され、E系MTIE計測部32からE系入力クロックのEMERGENCY信号が発出された状態を示している。この「状態1」の場合は、N系およびE系とも入力クロックが劣化しているので、「自走」とする。
In Table 1 shown in FIG. 11A, in “
「状態2」は、出力MTIE計測部33から、出力クロックのEMERGENCY信号が発出され、N系MTIE計測部31からN系入力クロックのEMERGENCY信号が発出され、E系MTIE計測部32からE系入力クロックのEMERGENCY信号が発出されない状態を示している。この「状態2」の場合は、N系の入力クロックが劣化していると判断し、クロック入力の従属元として「E系へ切替」を行う。
In “
「状態3」は、出力MTIE計測部33から、出力クロックのEMERGENCY信号が発出され、N系MTIE計測部31からN系入力クロックのEMERGENCY信号が発出されず、E系MTIE計測部32からE系入力クロックのEMERGENCY信号が発出された状態を示している。この「状態3」の場合は、クロック供給装置の発振器部の故障によるものと判断し、クロック入力の従属元の切替を行わずに、クロック供給装置の保守を行う。
In the “
「状態4」は、出力MTIE計測部33から、出力クロックのEMERGENCY信号が発出され、N系MTIE計測部31からN系入力クロックのEMERGENCY信号が発出されず、E系MTIE計測部32からE系入力クロックのEMERGENCY信号が発出されない状態を示している。この「状態4」の場合は、クロック供給装置の発振器部の故障によるものと判断し、クロック入力の従属元の切替を行わずに、クロック供給装置の保守を行う。
In "
ところで、図11(A)に示す表1は、クロック入力に発生する周波数精度の劣化は静的、すなわち、時間的に変化しないことを前提としている。しかし、実際、クロックパスにより分配されるクロックは、気温の変動、経由する伝送装置の特性等により、時間的な周波数変動(例えば、ジッタ、ワンダ等による信号周波数のゆらぎ)を含んでいるため、クロック周波数は元々時間的に安定したものではない。これを安定したものに変換するため、クロック供給装置21内の発振器部26は、ジッタやワンダ等による信号周波数の変動に対してローパスフィルタとして機能する特性を備えている。すなわち、所定の速さ以上で変動する周波数変動をカットするローパスフィルタの機能を備えており、このローパスフィルタのカットオフ周波数をνCとする。
By the way, Table 1 shown in FIG. 11A is based on the premise that the deterioration of the frequency accuracy occurring at the clock input is static, that is, does not change with time. However, in actuality, the clock distributed by the clock path includes temporal frequency fluctuations (for example, fluctuations in signal frequency due to jitter, wander, etc.) due to fluctuations in temperature, characteristics of transmission devices that pass through, etc. The clock frequency is not originally stable over time. In order to convert this into a stable one, the
そして、例えば、カットオフ周波数「νC=810μHz」とし、ある局Aのクロック供給装置のN系入力クロックに正常クロック周波数f0に対して、時刻t=0で周波数偏差、
[Δf/f0=1.001×10−9+2.0×10−7×2πν×cos(2πνt),ν=650μHz」の変動が与えられたケースを考える。
For example, a cutoff frequency “ν C = 810 μHz” is set, and a frequency deviation at a time t = 0 with respect to a normal clock frequency f 0 in an N-system input clock of a clock supply device of a certain station A,
Consider a case where a variation of [Δf / f 0 = 1.001 × 10 −9 + 2.0 × 10 −7 × 2πν × cos (2πνt), ν = 650 μHz] is given.
図9に時刻t=0[sec]からt=20,000[sec]までのN系入力MTIE計測部31と出力MTIE計測部33におけるMTIE(単位:nsec)の算出結果を示す。また、図10は図9の時刻t=8,000[sec]からt=18,000[sec]までの部分を拡大して示したものである。この結果からEMERGENCY発出状況について説明する。
FIG. 9 shows the calculation results of MTIE (unit: nsec) in the N-system input
EMERGENCY警報は前述のスライディングウィンドウが100秒間隔であるので、N系入力のMTIEについては10,800秒で発出され、11,600秒で消灯、12,400秒で再発出、13,100秒で再消灯、その後、この「発出→消灯」を繰り返す。出力のMTIEについては11,000秒で発出され、11,800秒で消灯、12,500秒で再発出、13,300秒で再消灯、その後、この「発出→消灯」を繰り返す。 As for the EMERGENCY alarm, since the sliding window described above is at 100 second intervals, the MTIE of the N system input is issued at 10,800 seconds, turned off at 11,600 seconds, recurred at 12,400 seconds, and reissued at 13,100 seconds. After the light is turned off again, this “issue → turn off” is repeated. The output MTIE is issued in 11,000 seconds, turned off in 11,800 seconds, reappeared in 12,500 seconds, turned off again in 13,300 seconds, and this “issue → turn off” is repeated.
すなわち、保守者がEMERGENCYを確認した時点で、図11(A)に示す表1に定義されているどの状態にいるかは、図11(B)に示す表2のように、その確認時刻に依存することになる。これは保守を複雑にし、系統立った保守が不可能であることを意味する。例えば、表2によれば、時刻11,595秒で保守者が「状態2」であることを確認し、クロック従属元の切り替えを実施しようとしても、それから数秒後に「状態4」となる。この場合、切り替えは中止し、クロック供給装置の発振器部の修理を実施するのであるが、その作業中に「−:正常」となる。従って保守者は発振器部の修理を中止するが、700秒後に再び「状態2」となりクロック従属元の切り替え作業を準備しなければならなくなる。
That is, when the maintenance person confirms EMERGENCY, the state defined in Table 1 shown in FIG. 11A depends on the confirmation time as shown in Table 2 shown in FIG. Will do. This complicates maintenance and means that systematic maintenance is not possible. For example, according to Table 2, even if the maintenance person confirms that the state is “
「状態2」「状態4」が繰り返し発生すること事態には、例えば「前段保護:3段」、つまり、同一の事象が3回連続して繰り返されれば、その事象を「解決すべき状態」と認識することは可能である。
In the situation where “
この場合、「状態2」「状態4」が繰り返し発生することにより、保守者はいずれかの状態が「解決すべき状態」であることまでは認識することが可能である。しかし、「状態2」「状態4」のいずれであるかは、決定することはできない。これは、つまり、時間的に変動する周波数劣化に対しては、従来技術では適切な保守そのものが不可能であることを意味する。保守作業開始のトリガ(契機)は前述の通り出力クロックのEMERGENCY警報であるので、この発出/消灯の時間変化、すなわち、「状態2」と「−:正常」が繰り返されることは、N系入力に印加された周波数変動による他の装置及び網同期における下位局への影響を忠実に表したものであるため、問題ではない。保守を複雑にしている要因は「状態2」から「−:正常」への遷移の過渡状態として、「状態4」が存在していることである。
In this case, by repeatedly generating “
本発明はこのような事情を鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ネットワーク内の各ノード及び各装置の動作クロックを一致させる従属同期方式に用いられるクロック供給装置において、入力クロックの周波数がジッタやワンダ等により時間的に変動する場合においても、入力クロックの不具合の状態を的確に判定することができ、適切な保守が可能となる、クロック供給装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a frequency of an input clock in a clock supply device used in a slave synchronization system for matching operation clocks of nodes and devices in a network. It is an object of the present invention to provide a clock supply device that can accurately determine the state of failure of an input clock even when the time fluctuates due to jitter, wander, etc., and enables appropriate maintenance.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のクロック供給装置は、各装置の動作クロックを一致させる従属同期方式に用いられ、前段から入力される入力クロックを元に、次段に入力される入力クロックとなる出力クロックを出力するクロック供給装置であり、ネットワーク側から伝送路を介して前記入力クロックを受信するクロック受信部と、前記入力クロックを基に前記伝送路に出力する前記出力クロックを生成し、当該出力クロックの周波数変動を抑制するローパスフィルタ特性を有する発振器部と、
前記出力クロックの周波数と、予め設定された周波数との第1誤差を計測するとともに、当該第1誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第1警報として発出する出力周波数精度計測部と、前記入力クロックの周波数と、予め設定された周波数との第2誤差を計測するとともに、前記誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第2警報として発出するクロック周波数精度計測部と、前記クロック受信部と前記クロック周波数精度計測部との間に設置され、前記入力クロックの周波数変動を抑制する周波数変動除去フィルタと、を備え、前記発振器部の有するローパスフィルタ特性のカットオフ周波数と、前記周波数変動除去フィルタの有するカットオフ周波数とが一致していることを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the clock supply apparatus of the present invention is used in a slave synchronization system that matches the operation clocks of the respective apparatuses, and is based on an input clock input from the preceding stage. A clock supply device that outputs an output clock that is an input clock input to the next stage, a clock receiving unit that receives the input clock from the network side via a transmission path, and the transmission path based on the input clock An oscillator unit having a low-pass filter characteristic for generating the output clock to be output and suppressing frequency fluctuations of the output clock;
An output frequency at which a first error between the frequency of the output clock and a preset frequency is measured, and when the first error exceeds a predetermined threshold range, information on frequency degradation is issued as a first alarm and precision measuring unit, and the frequency of the input clock, with measures a second error between the preset frequency, if the error exceeds a predetermined threshold range, the second alarm information frequency degradation A clock frequency accuracy measurement unit that emits, and a frequency fluctuation removal filter that is installed between the clock reception unit and the clock frequency accuracy measurement unit and suppresses frequency fluctuations of the input clock, and has the oscillator unit The cut-off frequency of the low-pass filter characteristic coincides with the cut-off frequency of the frequency fluctuation removal filter.
また、本発明のクロック供給装置は、前記発振器部が有するローパスフィルタ特性における制動係数及び固有角周波数と、前記周波数変動除去フィルタの有する制動係数及び固有角周波数とが一致している、ことを特徴とする。 Further, in the clock supply device of the present invention, the braking coefficient and the natural angular frequency in the low-pass filter characteristic of the oscillator unit coincide with the braking coefficient and the natural angular frequency of the frequency fluctuation removal filter. And
また、本発明のクロック供給装置は、前記入力クロックは、通常系であるN系の入力クロックと、予備系であるE系の入力クロックの2系統があり、前記クロック受信部は、N系の入力クロックを受信するN系クロック受信部と、E系の入力クロックを受信するE系クロック受信部と、で構成され、前記クロック周波数精度計測部は、N系の入力クロックと予め設定された周波数との第2_N誤差を計測するとともに、当該第2_N誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第2_N警報として発出するN系周波数精度計測部と、E系の入力クロックと予め設定された周波数との第2_E誤差を計測するとともに、当該第2_E誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第2_E警報として発出するE系周波数精度計測部と、で構成され、前記周波数変動除去フィルタは、前記N系クロック受信部と前記N系周波数精度計測部との間に設置される第1の周波数変動除去フィルタと、前記E系クロック受信部と前記E系周波数精度計測部との間に設置される第2の周波数変動除去フィルタと、から構成されることを特徴とする。
In the clock supply device of the present invention, the input clock has two systems, that is, an N-system input clock that is a normal system and an E-system input clock that is a standby system. An N-system clock receiver that receives an input clock and an E-system clock receiver that receives an E-system input clock, and the clock frequency accuracy measurement section includes an N-system input clock and a preset frequency. And an N-system frequency accuracy measurement unit that issues frequency degradation information as a second_N alarm when the second_N error exceeds a predetermined threshold range; and an E-system input clock ; with measuring a second 2_E error between a preset frequency, when the first 2_E error exceeds a predetermined threshold range, E system peripheral to fire a frequency information degraded as a 2_E alarm The number and accuracy measuring section, in the configuration, the frequency rejection filter is a first frequency rejection filter installed between said N system clock receiving unit N based frequency precision measurement unit, the E system And a second frequency fluctuation elimination filter installed between the clock receiving unit and the E-system frequency accuracy measuring unit.
また、本発明のクロック供給装置は、前記周波数変動除去フィルタはPLL(Phase-locked loop)で構成される、ことを特徴とする。 Further, the clock supply device of the present invention is characterized in that the frequency fluctuation removal filter is configured by a PLL (Phase-locked loop).
本発明のクロック供給装置においては、入力クロックと出力クロックの周波数精度を計測し、該周波数精度が所定の閾値よりも劣化した場合に周波数劣化の情報を警報として発出するクロック周波数精度計測部を有し、このクロック周波数精度計測部と、クロック受信部との間に、入力クロックの時間的な周波数変動(ジッタやワンダによる周波数変動)を吸収する周波数変動除去フィルタを配置し、この周波数変動除去フィルタと発信部におけるローパスフィルタ特性とのカットオフ周波数とが一致するように構成される。
これにより、周波数変動除去フィルタの特性を容易に決定することができると共に、この周波数変動除去フィルタにより、入力クロックの周波数がジッタやワンダ等により時間的に変動する場合においても、発振器部から出力される出力クロックを効果的に安定させることができる。このため、入力クロックの不具合の状態を的確に判定することができるようになり、適切な保守が可能となる。
The clock supply device of the present invention has a clock frequency accuracy measurement unit that measures the frequency accuracy of the input clock and the output clock, and issues information about the frequency deterioration as an alarm when the frequency accuracy deteriorates below a predetermined threshold. A frequency fluctuation elimination filter that absorbs temporal frequency fluctuation (frequency fluctuation due to jitter or wander) of the input clock is arranged between the clock frequency accuracy measurement section and the clock reception section. And the cut-off frequency of the low-pass filter characteristics in the transmission unit are configured to match.
As a result, the characteristics of the frequency fluctuation removal filter can be easily determined, and even if the frequency of the input clock fluctuates in time due to jitter, wander, etc., this frequency fluctuation removal filter outputs it from the oscillator unit. Can effectively stabilize the output clock. For this reason, it becomes possible to accurately determine the state of the failure of the input clock, and appropriate maintenance becomes possible.
また、本発明のクロック供給装置は、発振器部が有するローパスフィルタ特性の制動係数と、周波数変動除去フィルタの有する制動係数とが一致するように構成される。
これにより、周波数変動除去フィルタの特性を容易に決定することができると共に、この周波数変動除去フィルタにより、入力クロックの周波数がジッタやワンダ等により時間的に急速に変動する場合においても、出力クロックを効果的に安定させることができる。このため、不具合の状態を的確に判定することができようになり、適切な保守が可能となる。
Also, the clock supply device of the present invention is configured such that the braking coefficient of the low-pass filter characteristic possessed by the oscillator unit matches the braking coefficient possessed by the frequency fluctuation removal filter.
As a result, the characteristics of the frequency fluctuation removal filter can be easily determined, and even when the frequency of the input clock fluctuates rapidly in time due to jitter, wander, etc., the output clock can be changed. It can be stabilized effectively. For this reason, it becomes possible to accurately determine the state of the defect, and appropriate maintenance becomes possible.
また、本発明のクロック供給装置においては、周波数変動除去フィルタが第1の周波数変動除去フィルタと第2の変動除去フィルタとから構成され、N系クロック受信部とN系周波数精度計測部との間に第1の周波数変動除去フィルタが設置され、E系クロック受信部とE系周波数精度計測部との間に第2の周波数変動除去フィルタが設置された構成となっている。
これにより、N/E(通常系/予備系)冗長構成をとるクロック供給装置において、N系またはE系の入力クロックの周波数がジッタやワンダ等により時間的に変動する場合においても、入力クロックの不具合の状態を的確に判定することができようになり、適切な保守が可能となる。
In the clock supply device of the present invention, the frequency fluctuation removal filter includes a first frequency fluctuation removal filter and a second fluctuation removal filter, and is arranged between the N system clock receiving unit and the N system frequency accuracy measurement unit. The first frequency fluctuation removal filter is installed in the second system, and the second frequency fluctuation removal filter is installed between the E system clock receiving unit and the E system frequency accuracy measurement unit.
As a result, in a clock supply device having an N / E (normal / standby) redundant configuration, even when the frequency of an N-system or E-system input clock fluctuates with time due to jitter, wander, etc., It becomes possible to accurately determine the state of the defect, and appropriate maintenance becomes possible.
また、本発明のクロック供給装置は、周波数変動除去フィルタはPLL(Phase-locked loop)で構成される。
これにより、周波数変動除去フィルタとしてPLLを使用できると共に、周知の技術を用いて、周波数変動除去フィルタを容易に構成することができる。
In the clock supply device of the present invention, the frequency fluctuation removal filter is configured by a PLL (Phase-locked loop).
Accordingly, a PLL can be used as the frequency fluctuation removal filter, and the frequency fluctuation removal filter can be easily configured using a known technique.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る、従属同期方式において複数段を縦続接続して用いるクロック供給装置の構成を示す図である。本実施形態に係るクロック供給装置は、各装置の動作クロックを一致させる従属同期方式に用いられ、に用いられ、前段(従属元)から入力される入力クロックにより、次段の入力クロックとなる出力クロックを生成し、伝送路を介して次段に出力するものである。
図1に示すクロック供給装置21が、図8に示す従来のクロック供給装置21Aと構成上異なるのは、図8に示すクロック供給装置21Aに、ワンダ及びジッタを除去する周波数変動除去フィルタとして、図1に示すワンダ・ジッタ除去フィルタ41,42を新たに追加した点であり、他の構成は図8に示すクロック供給装置21Aと同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a clock supply apparatus that uses a plurality of stages connected in cascade in a slave synchronization system according to an embodiment of the present invention. The clock supply device according to the present embodiment is used in a slave synchronization system that matches the operation clocks of the devices, and is used as an output clock that is used as an input clock of the next stage by an input clock input from the previous stage (subordinate source). A clock is generated and output to the next stage through a transmission line.
The
図1に示すクロック供給装置21において、ワンダ・ジッタ除去フィルタ41は、N系クロック受信部22とN系入力MTIE計測部31との間に設置される。ワンダ・ジッタ除去フィルタ42は、E系クロック受信部23とE系入力MTIE計測部32との間に設置される。
In the
また、図2は、ワンダ・ジッタ除去フィルタ41,42の構成例を示す図である。図2に示すワンダ・ジッタ除去フィルタは、PLL(Phase-locked loop)で構成される。このワンダ・ジッタ除去フィルタは、分周部A51、位相比較部52、ディジタルフィルタ部(積分部)53、および電圧制御発振部(VCXO:Voltage Controlled Xtal Oscillator)54、分周部B55で構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the wander / jitter removal filters 41 and 42. The wander / jitter removal filter shown in FIG. 2 includes a PLL (Phase-locked loop). This wander / jitter elimination filter includes a frequency divider A51, a
なお、図2は、N系クロック入力(またはE系クロック入力)の信号に対して設けられるワンダ・ジッタ除去フィルタ41(または42)の例を示している。 FIG. 2 shows an example of a wander / jitter removal filter 41 (or 42) provided for an N-system clock input (or E-system clock input) signal.
図2に示すワンダ・ジッタ除去フィルタにおいて、分周部A51は、N系クロック入力(またはE系クロック入力)の信号を、位相比較部52への入力クロック周波数(ここでは、8kHzとする)に分周するものであり、分周部B55は電圧制御発振部54の出力周波数を位相比較部52への入力クロック周波数に一致させるものである。
In the wander / jitter elimination filter shown in FIG. 2, the frequency divider A51 converts the N-system clock input (or E-system clock input) signal to the input clock frequency (here, 8 kHz) to the
位相比較部52は分周部A51を経由したN系クロック入力(またはE系クロック入力)の信号と分周部B55を経由した電圧制御発振部54の出力信号の位相を比較し、その結果をディジタル値でディジタルフィルタ部53に送る。ディジタルフィルタ部53は、位相比較結果を時間平均し、積分(積分係数β)し、その積分結果をディジタル値で電圧制御発振部54に出力する。電圧制御発振部54は、入力されるディジタル値に1対1で、周波数に対応する利得(α)を持たせて出力する。このα、βによりPLLのワンダ周波数特性、すなわち、「ワンダカットオフ周波数=α/(2π)Hz」、「固有角周波数=(α・β)1/2」、「制動係数=(1/2)・(α/β)1/2」が決定される。
The
以下、本発明の実施例として、前述のワンダカットオフ周波数α、積分係数βの選択例を挙げる。 As examples of the present invention, examples of selecting the wander cutoff frequency α and the integration coefficient β described above will be given below.
本発明の実施例1では、図2に示すワンダ・ジッタ除去フィルタにおけるワンダカットオフ周波数α、および積分係数βの内の、ワンダカットオフ周波数αのみを、クロック供給装置21内の発振器部26が有するローパスフィルタ特性のカットオフ周波数に一致あるいは略等しい値とする。すなわち、ワンダ・ジッタ除去フィルタの「ワンダカットオフ周波数=α/(2π)Hz」を、クロック供給装置21内の発振器部26の有するローパスフィルタ特性のカットオフ周波数に一致あるいは略等しいとするようにαを選択する。
In the first embodiment of the present invention, only the wander cut-off frequency α of the wander cut-off frequency α and the integral coefficient β in the wander / jitter removal filter shown in FIG. The value is equal to or substantially equal to the cutoff frequency of the low-pass filter characteristic. That is, the “wander cutoff frequency = α / (2π) Hz” of the wander / jitter removal filter is made to coincide with or substantially equal to the cutoff frequency of the low-pass filter characteristic of the
本発明の実施例2では、図2に示すワンダ・ジッタ除去フィルタにおけるワンダカットオフ周波数α、および積分係数βの双方を、クロック供給装置21内の発振器部26が有するローパスフィルタ特性のそれらに一致させる。すなわち、ワンダ・ジッタ除去フィルタが有する「ワンダカットオフ周波数=α/(2π)Hz」、「固有角周波数=(α・β)1/2」、「制動係数=(1/2)・(α/β)1/2」が、クロック供給装置21内の発振器部26が有するローパスフィルタ特性と一致するように選択する。
In the second embodiment of the present invention, both the wander cutoff frequency α and the integral coefficient β in the wander / jitter elimination filter shown in FIG. 2 match those of the low-pass filter characteristics of the
図3に、ワンダ・ジッタ除去フィルタのワンダカットオフ周波数αのみを、クロック供給装置内の発振器部のフィルタ特性に一致させた場合(実施例1の場合)と、カットオフ周波数αおよび積分係数βの双方を一致させた場合(実施例2の場合)の特性の差異を示す。 FIG. 3 shows a case where only the wander cutoff frequency α of the wander / jitter removal filter is matched with the filter characteristics of the oscillator unit in the clock supply device (in the case of the first embodiment), and the cutoff frequency α and the integration coefficient β. The difference in characteristics when both are matched (in the case of Example 2) is shown.
図3は、入力周波数f0に対して、時刻t=0から周波数偏差「Δf/f0=1.0×10−7」の信号を印加した場合、100秒毎に発生するフィルタの出力と基準信号(周波数f0)とのタイムインターバル(nsec)を表したものである。 FIG. 3 shows the output of the filter generated every 100 seconds when a signal having a frequency deviation “Δf / f 0 = 1.0 × 10 −7 ” is applied to the input frequency f 0 from time t = 0. It represents the time interval (nsec) with respect to the reference signal (frequency f 0 ).
図3に示す通り、ワンダカットオフ周波数αのみを一致あるいは略等しくさせる場合(実施例1の場合)と、カットオフ周波数αおよび積分係数βの双方を一致あるいは略等しくさせる場合、すなわち制動係数を一致あるいは略等しくさせる場合(実施例2の場合)とでは、周波数偏差が入力された場合の過渡応答が異なる。過渡応答の差異は、周波数偏差、印加の急峻度が大きいほど大きくなる。
この過渡応答も考慮し、ジッタやワンダ等により時間的に急速に周波数が変動しても、入力されるクロックの周波数変動特性を、出力クロックの周波数精度計測部に入力されるクロックの周波数変動特性と一致させたい場合は、実施例2を用いる。
一方、ジッタやワンダ等による周波数の変動が時間的にそれほど急速に起こらない場合、実施例1を用いても、発信部からの出力クロックを安定させることができ、入力されるクロックの周波数変動特性を、出力クロックの周波数精度計測部に入力されるクロックの周波数変動特性と一致させることができる。また、実施例1の場合には、ワンダカットオフ周波数αのみを一致あるいは略等しくすれば良く、積分係数βまで一致あるいは略等しくさせる必要がないため、選択できるフィルタの自由度が増加し、低価格のものを組み合わせることが可能となり、実施例2に対して価格的に安価に構成することができる。
As shown in FIG. 3, when only the wander cutoff frequency α is matched or substantially equal (in the case of the first embodiment), when both the cutoff frequency α and the integral coefficient β are matched or substantially equal, that is, the braking coefficient is The transient response when a frequency deviation is input is different from that in the case where they are coincident or substantially equal (in the case of the second embodiment). The difference in transient response increases as the frequency deviation and the steepness of application increase.
Taking this transient response into account, even if the frequency fluctuates rapidly due to jitter, wander, etc., the frequency fluctuation characteristics of the input clock are changed to the frequency fluctuation characteristics of the clock input to the output clock frequency accuracy measurement section. Example 2 is used when it is desired to match.
On the other hand, when the frequency variation due to jitter, wander, etc. does not occur so rapidly in time, the output clock from the transmitter can be stabilized even with the first embodiment, and the frequency variation characteristic of the input clock Can be matched with the frequency variation characteristic of the clock input to the frequency accuracy measurement unit of the output clock. In the case of the first embodiment, only the wander cutoff frequency α needs to be matched or substantially equal, and it is not necessary to match or be substantially equal to the integral coefficient β. It becomes possible to combine the thing of a price, and it can be comprised cheaply in price with respect to Example 2. FIG.
以上説明したように、本発明のクロック供給装置により、入力クロック周波数をクロック周波数精度計測部により計測する際のクロックの周波数変動特性は、出力クロック周波数のクロック周波数精度計測機能に入力されるクロックの周波数変動特性と一致する。これにより、例えば、図4(A)に示す表2のケースは、図4(B)に示す表3の通りとなる。 As described above, with the clock supply device of the present invention, the frequency variation characteristic of the clock when the input clock frequency is measured by the clock frequency accuracy measurement unit is the same as that of the clock input to the clock frequency accuracy measurement function of the output clock frequency. Consistent with frequency fluctuation characteristics. Thereby, for example, the case of Table 2 shown in FIG. 4A becomes as shown in Table 3 shown in FIG.
図4(B)の表3に示すように、入力クロックの周波数変動特性の違いにより発生する過渡状態である状態3は抑制されているので、前述のように「前段保護:3段」を設ければ、時刻14,000秒の時点で「状態2」に対する保守アクションである「E系クロック従属元への切り替え」を実施することができる。
As shown in Table 3 in FIG. 4B, since the
本発明により、保守作業開始のトリガ(契機)となる出力クロックに対する入力クロックの周波数変動特性の違いにより発生する過渡状態を抑制することができ、時間的に変動するクロック入力に対しても適切な保守が可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress a transient state caused by a difference in frequency variation characteristics of an input clock with respect to an output clock that is a trigger (trigger) for starting a maintenance operation, and it is also suitable for a clock input that varies with time. Maintenance is possible.
なお、図1に示すクロック供給装置21は内部にコンピュータシステムを有している。(ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。)
The
そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。 A series of processes related to the above-described process is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above-described process is performed by the computer reading and executing this program.
すなわち、クロック供給装置21における、各処理は、CPU等の中央演算処理装置がROMやRAM等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。(もちろん、クロック供給装置21内の各処理部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。)
That is, each processing in the
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。 Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
また、クロック供給装置21には、周辺機器として、入力装置、表示装置等(いずれも表示せず)が接続されているものとする。ここで、入力装置としては、キーボード、マウス等の入力デバイスのことをいう。表示装置とは、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶表示装置等のことをいう。
Further, it is assumed that an input device, a display device, and the like (none of them are displayed) are connected to the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図1に示すクロック供給装置21において、前述のクロック受信部は、N系の入力クロックを受信するN系クロック受信部22と、E系の入力クロックを受信するE系クロック受信部23とが相当する。また、前述のクロック周波数精度計測部は、N系の入力クロックの出力周波数精度を計測するN系MTIE計測部31と、E系の入力クロックの出力周波数精度を計測するE系MTIE計測部32と、出力クロックの出力周波数精度を計測する出力MTIE計測部33とが相当する。また、前述の周波数変動除去フィルタは、ワンダ・ジッタ除去フィルタ41,42が相当し、第1の周波数変動除去フィルタはワンダ・ジッタ除去フィルタ41が、第2の周波数変動除去フィルタはワンダ・ジッタ除去フィルタ42がそれぞれ相当する。
The embodiment of the present invention has been described above. In the
そして、図1に示すクロック供給装置21は、ネットワーク側から伝送路を介して入力クロックを受信するクロック受信部(N系クロック受信部22とE系クロック受信部23)と、入力クロックを基に伝送路に出力する出力クロックを生成する発振器部26と、入力クロックと出力クロックの周波数精度を計測し、該周波数精度が所定の閾値よりも劣化した場合に周波数劣化の情報を警報として発出するクロック周波数精度計測部(N系MTIE計測部31,E系MTIE計測部32、出力MTIE計測部33)と、クロック受信部(N系クロック受信部22とE系クロック受信部23)とクロック周波数精度計測部(N系MTIE計測部31,E系MTIE計測部32)との間に設置され、入力クロックの周波数変動に対してローパスフィルタとして機能する周波数変動除去フィルタ(ワンダ・ジッタ除去フィルタ41,42)と、を有して構成される。ここで、クロック周波数精度計測部(N系MTIE計測部31,E系MTIE計測部32、出力MTIE計測部33)は、入力クロックまたは出力クロックの周波数と、予め設定された基準周波数との差分を誤差として検出し、この誤差があらかじめ設定している閾値範囲を超えた場合、クロックの周波数が劣化したと判定する。
The
また、本発明のクロック供給装置21は、入力クロックは、通常系であるN系の入力クロックと、予備系であるE系の入力クロックの2系統があり、クロック受信部は、N系の入力クロックを受信するN系クロック受信部22と、E系の入力クロックを受信するE系クロック受信部23と、で構成され、クロック周波数精度計測部は、N系の入力クロックに対するN系MTIE計測部31と、E系の入力クロックに対するE系MTIE計測部32と、出力クロックに対する出力MTIE計測部33と、で構成され、周波数変動除去フィルタは、N系クロック受信部22とN系MTIE計測部31との間に設置されるワンダ・ジッタ除去フィルタ41と、E系クロック受信部23とE系MTIE計測部32との間に設置されるワンダ・ジッタ除去フィルタ42と、で構成される。
In the
上記構成により、ネットワーク内の各ノード及び各装置の動作クロックを一致させる従属同期方式を用いたクロック供給装置において、入力クロックがジッタやワンダ等により時間的に変動する場合においても、入力クロックの不具合の状態を的確に判定することができ、適切な保守が可能となる。 With the above configuration, in the clock supply device using the slave synchronization method that matches the operation clock of each node and each device in the network, even if the input clock fluctuates in time due to jitter, wander, etc. Therefore, it is possible to accurately determine the state, and appropriate maintenance becomes possible.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のクロック供給装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the clock supply device of the present invention is not limited to the above-described illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
11 ノード
12 伝送装置
13 交換機
21、21A クロック供給装置
22 N系クロック受信部
23 E系クロック受信部
24 入力断監視部
25 入力切替部
26 発振器部
27 分配部
30 GPS受信機
31 N系入力MTIE計測部
32 E系入力MTIE計測部
33 出力MTIE計測部
41、42 ワンダ・ジッタ除去フィルタ
51 分周部A
52 位相比較部
53 ディジタルフィルタ部
54 電圧制御発振部
55 分周部B
DESCRIPTION OF
52
Claims (4)
ネットワーク側から伝送路を介して前記入力クロックを受信するクロック受信部と、
前記入力クロックを基に前記伝送路に出力する前記出力クロックを生成し、当該出力クロックの周波数変動を抑制するローパスフィルタ特性を有する発振器部と、
前記出力クロックの周波数と、予め設定された周波数との第1誤差を計測するとともに、当該第1誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第1警報として発出する出力周波数精度計測部と、
前記入力クロックの周波数と、予め設定された周波数との第2誤差を計測するとともに、前記誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第2警報として発出するクロック周波数精度計測部と、
前記クロック受信部と前記クロック周波数精度計測部との間に設置され、前記入力クロックの周波数変動を抑制する周波数変動除去フィルタと、
を備え、
前記発振器部の有するローパスフィルタ特性のカットオフ周波数と、前記周波数変動除去フィルタの有するカットオフ周波数とが一致している
ことを特徴とするクロック供給装置。 A clock supply device that is used in a subordinate synchronization method for matching the operation clocks of each device and outputs an output clock that is an input clock input to the next stage based on an input clock input from the previous stage.
A clock receiver for receiving the input clock from the network side via a transmission line;
An oscillator unit having a low-pass filter characteristic that generates the output clock to be output to the transmission line based on the input clock and suppresses frequency fluctuation of the output clock;
An output frequency at which a first error between the frequency of the output clock and a preset frequency is measured, and when the first error exceeds a predetermined threshold range, information on frequency degradation is issued as a first alarm An accuracy measurement unit;
The frequency of the input clock, with measures a second error between the preset frequency, if the error exceeds a predetermined threshold range, the clock frequency accuracy to fire a frequency information degraded as a second alarm A measurement unit;
A frequency fluctuation removing filter that is installed between the clock receiving section and the clock frequency accuracy measuring section and suppresses frequency fluctuation of the input clock;
With
The clock supply device according to claim 1, wherein a cut-off frequency of the low-pass filter characteristic of the oscillator unit and a cut-off frequency of the frequency fluctuation removal filter coincide with each other.
ことを特徴とする請求項1に記載のクロック供給装置。 And the damping coefficient and the intrinsic angular frequency of the low-pass filter characteristics in which the oscillator unit has a damping factor and natural angular frequency having the said frequency rejection filter is matched,
The clock supply apparatus according to claim 1.
前記クロック受信部は、
N系の入力クロックを受信するN系クロック受信部と、
E系の入力クロックを受信するE系クロック受信部と、
で構成され、
前記クロック周波数精度計測部は、
N系の入力クロックと予め設定された周波数との第2_N誤差を計測するとともに、当該第2_N誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第2_N警報として発出するN系周波数精度計測部と、
E系の入力クロックと予め設定された周波数との第2_E誤差を計測するとともに、当該第2_E誤差が所定の閾値範囲を超えた場合に、周波数劣化の情報を第2_E警報として発出するE系周波数精度計測部と、
で構成され、
前記周波数変動除去フィルタは、
前記N系クロック受信部と前記N系周波数精度計測部との間に設置される第1の周波数変動除去フィルタと、
前記E系クロック受信部と前記E系周波数精度計測部との間に設置される第2の周波数変動除去フィルタと、
から構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のクロック供給装置。 The input clock has two systems of an N system input clock which is a normal system and an E system input clock which is a standby system.
The clock receiver
An N-system clock receiver for receiving an N-system input clock;
An E-system clock receiver for receiving an E-system input clock;
Consists of
The clock frequency accuracy measurement unit
N-system frequency that measures the second_N error between the N-system input clock and a preset frequency, and issues frequency degradation information as a second_N alarm when the second_N error exceeds a predetermined threshold range An accuracy measurement unit;
E system frequency that measures the second_E error between the E system input clock and a preset frequency, and issues information on frequency degradation as a second_E alarm when the second_E error exceeds a predetermined threshold range An accuracy measurement unit ;
In is configured,
The frequency fluctuation elimination filter is
A first frequency fluctuation elimination filter installed between the N system clock receiving unit and the N system frequency accuracy measurement unit;
A second frequency fluctuation elimination filter installed between the E system clock receiving unit and the E system frequency accuracy measurement unit;
The clock supply device according to claim 1, wherein the clock supply device is configured as follows.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のクロック供給装置。 The frequency fluctuation elimination filter is configured by a PLL (Phase-locked loop).
The clock supply device according to claim 1, wherein the clock supply device is provided.
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