JPH04298199A - クロック供給装置及び通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クロック供給装置及び
通信ネットワークシステムに係り、特に、一方の通信網
から他方の通信網へクロックを供給するに好適なクロッ
ク供給装置及びこのクロック供給装置を情報伝送系に有
する通信ネットワークシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】通信ネットワークシステムにおいて、一
方の通信網から他方の通信網へクロックを供給するに際
しては、クロック供給系統を２重化し、一方の通信網か
ら一方のクロック供給系を介して他方の通信網へクロッ
クを供給し、一方のクロック供給系に障害が生じたとき
には、他方のクロック供給系からのクロックを他方の通
信網へ供給する方法が採用されている。

【０００３】クロック供給系を切替える手段としては、
各クロック供給系統からのクロックのうちいずれかのク
ロックを選択する選択回路と、選択回路の出力クロック
とこのクロックを逓倍した後分周して得られたクロック
との位相を比較する位相比較器と、位相比較器の出力信
号を平滑化するループフィルタと、ループフィルタの出
力信号に応じて発振周波数を制御する電圧制御発振器と
、電圧制御発振器の出力信号を分周し、分周したクロッ
クを位相比較器に戻す分周器と、ループフィルタの出力
信号と基準電圧とを比較し、比較結果によって選択回路
に切替信号を出力する比較器とを備えたものが知られて
いる。

【０００４】また、「ＩＥＥＥ　　ＪＯＵＲＮＡＬ　　
ＯＦ　　ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ　　ＣＩＲＣＵＩＴ，
ＶＯＬ２４，Ｎｏ．６　　１９８９年１２月号　　第１
６４７頁から１６５５頁」に記載されているように、ル
ープフィルタの出力と基準電圧とを比較する比較器のか
わりに、選択回路の出力クロックのパルス数をカウント
するカウンタと、分周器の出力クロックをカウントする
カウンタと、各カウンタのカウント値を比較して両者の
カウント値が異なったときに切替信号を出力する比較器
と、比較器の出力パルスをラッチし選択回路に切替信号
を出力するフリップフロップを備えたものが知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記各従来技術では、
選択回路によって選択されたクロックを逓倍する逓倍手
段は、位相比較器とループフィルタと電圧制御発振器及
び分周器を備えたＰＬＬで構成されているが、ＰＬＬ応
答後の何らかの出力を利用してＰＬＬの引き込み状態の
異常を検知し、この検知出力によってクロック選択回路
を切替える方式を採用しているため、クロック供給系に
障害が生じてからクロックの切替えを行なうまでに、Ｐ
ＬＬの応答時間が含まれ、クロック切替時間が長くなる
という問題点がある。例えば、公衆網で広く使われてい
る時分割多重装置（ＴＤＭ）からクロックの供給を受け
るシステムにおいては、クロック速度が６４ＫＨｚと低
速のため、伝送速度１００Ｍｂｐｓを越えるネットワー
クシステムにクロックを供給する場合、ジッタ抑圧も十
分に考慮すると、ＰＬＬのクロック引き込み時間は数秒
のオ−ダとなる。引き込み時間が数秒程度要すると、こ
の期間中は、ネットワークには正規のクロックが供給さ
れないので、電話系システムでは、「呼」の切断に至る
ことになる。そこで、特開昭６２−７３８１７号公報に
記載されているように、正常時には外部クロックに従っ
てＰＬＬを駆動し、外部クロックに障害が生じたときに
は、ＰＬＬの自走クロックに切替え、外部クロックの障
害が回復したときにふたたび外部クロックに切替える方
式を採用することも考えられるが、この方法を単に採用
しても、自走クロックを保持した状態でクロック供給系
を切替えることは困難である。

【０００６】本発明の目的は、クロック供給系に障害が
生じたときに、自走クロックを保持した状態でクロック
供給系を切替えることが出来るクロック供給装置及び通
信ネットワークシステムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１の装置として、複数のクロック供給
系からのクロックのうちいずれかのクロックを切替信号
に応じて選択するクロック選択手段と、クロック選択手
段により選択された入力クロックの周波数を逓倍し逓倍
したクロックを出力する逓倍手段と、クロック選択手段
により選択された入力クロックの発生状態を逓倍手段の
出力クロックを基準として監視し、この監視結果から入
力クロックに障害が生じたことを検出する障害検出手段
と、障害検出手段の検出出力によりクロック選択手段に
対して切替信号を出力する切替手段とを備え、前記逓倍
手段は、クロック選択手段により選択された入力クロッ
クとこの入力クロックを基に得られたフィードバック用
のクロックとの位相差に応じた信号を出力する位相比較
用Ｄ−Ｔフリップフロップと、位相比較用Ｄ−Ｔフリッ
プフロップの出力パルスを平滑化するループフィルタと
、ループフィルタの出力信号に応じて発振周波数を制御
して入力クロックを逓倍したクロックを出力する電圧制
御発振器と、電圧制御発振器の出力クロックを分周し分
周したクロックをＤ−Ｔフリップフロップへフィードバ
ックする分周器とから構成されているクロック供給装置
を構成したものである。

【０００８】第１の装置を含む第２の装置として、各ク
ロック供給系を伝送するクロックに障害が生じたときに
各クロック供給系とクロック選択手段とを電気的に分離
する分離手段を各クロック供給系に備えているクロック
供給装置を構成したものである。

【０００９】第２の装置を含む第３の装置として、各分
離手段は、各クロック供給系を伝送するクロックに障害
が生じたときに出力インピーダンスをハイインピーダン
スとする出力バッファで構成されているクロック供給装
置を構成したものである。

【００１０】第１，第２または第３の装置を含む第４の
装置として、障害検出手段は、フィードバック用のクロ
ックを基準として位相比較用Ｄ−Ｔフリップフロップの
出力パルスの発生状態を監視し、位相比較用Ｄ−Ｔフリ
ップフロップからクロックに同期して規定のパルスが発
生しないときに障害検出信号を出力する障害検出用フリ
ップフロップで構成されているクロック供給装置を構成
したものである。

【００１１】第４の装置を含む第５の装置として、縦続
接続された障害検出用フリップフロップをＮ個備え、位
相比較用Ｄ−Ｔフリップフロップの入力パルスが連続し
てＮ個欠落したときに、最終段のフリップフロップから
障害検出信号を出力して成るクロック供給装置を構成し
たものである。

【００１２】第１，第２，第３，第４または第５の装置
を含む第６の装置として、切替指令信号を受けたときフ
ィードバック用のクロックに同期して、切替手段に切替
信号の発生を強制的に実行させる切替指令手段を備えて
いるクロック供給装置を構成したものである。

【００１３】第１，第２，第３，第４，第５または第６
の装置を含む第７の装置として、各クロック供給系を伝
送するクロックの周波数と位相を互いに同一に設定して
成るクロック供給装置を構成したものである。

【００１４】第１のシステムとして、第一方の通信網と
他方の通信網とを複数のクロック供給系を介して接続し
、各クロック供給系と他方の通信網との間に、第１乃至
第７のうちいずれか一つの装置を有する通信ネットワー
クシステムを構成したものである。

【００１５】第１のシステムを含む第２のシステムとし
て、一方の通信網からのクロックに障害が生じたときに
各クロック供給系の出力インピーダンスをハイインピー
ダンスとする時分割多重装置を各クロック供給系に備え
ている通信ネットワークシステムを構成したものである
。

【００１６】

【作用】クロック選択手段で選択されたクロックを逓倍
手段によって逓倍するに際して、Ｄ−Ｔフリップフロッ
プの出力パルスに従って入力クロックを逓倍するととも
に、逓倍したクロックを分周してＤ−Ｔフリップフロッ
プにフィードバックし、フィードバックされたクロック
を基準として入力クロックに障害が生じたことを検出し
、この検出出力によりクロック供給系を切替えるように
しているため、自走クロックを保持した状態でクロック
供給系を切替えることができ、系統の切替時間にＰＬＬ
の応答時間が含まれないので系統の切替えを短時間で行
なうことができる。またクロック供給系に障害が生じた
ときに、クロック供給系とクロック選択手段とを電気的
に分離するようにしているため、障害の発生を確実に検
出することができる。また障害検出用フリップフロップ
を複数個縦続接続し、入力パルスが連続して複数個欠落
したときに障害が発生したことを検出すれば、外来ノイ
ズなどの影響を受けることなく障害の発生を確実に検出
することができる。また各クロック供給系の周波数と位
相を同一にしているためクロックの切替えによって通信
不可能状態となる時間をゼロとすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１８】図１及び図２において、公衆網１０と情報
の授受を行なう第２のネットワーク１２には複数のステ
ーション１４，１６，１８，２０が用けられており、各
ステーションが伝送路２２を介してループ状に接続され
ている。第１のステーション１４は二重化されたクロッ
ク供給ライン２４，２６を介して時分割多重装置２８，
３０に接続されており、各時分割多重装置２８，３０は
伝送路３２，３４を介して公衆網１０に接続されている
。そしてステーション１４には、公衆網１０から６４Ｋ
Ｈｚのクロックが時分割多重装置２８，３０、クロック
供給ライン２４，２６を介して供給されている。クロッ
ク供給ライン２４はクロック優先供給系として用いられ
、クロック供給ライン２６は予備系として用いられてお
り、ステーション１４は、正常時クロック供給ライン２
４からのクロックを選択し、ライン２４に障害が生じた
ときにライン２６からのクロックを選択し、各選択した
クロックの周波数を１９２０倍に逓倍し、６４ＫＨｚの
クロックを１２２．８８ＭＨｚのクロックとして伝送路
２２へ出力するように構成されている。そして時分割多
重装置２８，３０にはそれぞれトライスティトゲート３
６，３８が用けられており、各ゲート３６，３８はゲー
トがＬの状態で入力側がＬのときには出力側にＬの信号
を出力し、入力側がＨの信号のときには出力側にＨの信
号を出力し、ゲ−トがＨレベルとなったときには出力イ
ンピーダンスをハイインピーダンスとするように構成さ
れている。すなわち各時分割多重装置２８，３０は、公
衆網１０からのクロックに障害が生じたときには、ゲー
ト３６，３８の出力側をハイインピーダンスとするよう
に構成されている。

【００１９】一方、ステーション１４にはプルアップ抵
抗４０，４２、入力バッファ４４，４６、波形整形回路
４８，５０、クロック選択回路５２、障害検出回路５４
、逓倍器５６が用けられている。各バッファ４４，４６
はその前段にプルアップ抵抗４０，４２を用けることに
より、クロック供給ライン２４または２６が断線になっ
たときにもクロック選択回路５２によって選択されたク
ロックをハイレベルに維持するように構成されている。 また波形整形回路４８，５０は、図３に示されるように
、クロック周期Ｔｃ（１５．６２５μｓ）に比べＬレベ
ルの期間Ｔｌが十分に短かいパルスを生成するように構
成されている。そして各波形整形回路４８，５０の出力
クロックがクロック選択回路５２に供給されている。ク
ロック選択回路５２は通常時にはクロック供給ライン２
４からのクロックを選択し、クロック供給ライン２４か
らのクロックに障害が生じたときに、障害検出回路５４
からの信号によりクロック供給ライン２６からのクロッ
クを選択するように構成されている。

【００２０】逓倍器５６は位相比較器５８、バッファ６
０，６２、ループフィルタ６４、電圧制御発振器６６、
分周器６８を備えて構成されており、障害検出回路５４
はフリップフロップ７０，７２，７４から構成されてい
る。位相比較器５８はＤ−Ｔフリップフロップで構成さ
れ、クロック選択回路５２で選択されたクロックと分周
器６８で分周されたクロックとの位相を比較し、位相差
に応じたクロックをバッファ６０，６２を介してループ
フィルタ６４へ出力するように構成されている。ループ
フィルタ６４はバッファ６０，６２からの信号を平滑化
して直流電圧を発生するように構成されている。電圧制
御発振器６６はループフィルタ６４の出力電圧に応じて
発振周波数を制御し、クロック選択回路５２で選択され
た入力クロック５２Ａを逓倍したクロック（１２２．８
８ＭＨｚ）を出力するように構成されている。分周器６
８は電圧制御発振器６６の出力クロック６６Ａを１／１
９２０に分周し、デユテイ比５０％のクロック６８Ａ（
６４ＫＨｚ）をフイードバック用のクロックとして位相
比較器５８へ戻すように構成されている。このように構
成された逓倍器５６はＰＬＬとして機能し、クロック選
択回路５２から図４のタイミングＴ１〜Ｔ３で示される
ようなクロックが入力されると、位相比較器５８のＱ端
子及び分周器６８の出力からはクロック５８Ａ，６８Ａ
が出力されるようになっている。

【００２１】一方、障害検出回路５４はＤ−Ｔフリップ
フロップ７０，７２，７４を縦続接続して構成されてお
り、フリップフロップ７０，７２のＴ端子にクロック６
８Ａが入力され、Ｒ端子にクロック５２Ａが入力され、
フリップフロップ７０のＤ端子に位相比較器５８の出力
によるクロック５８Ａが入力されるようになっている。 そしてフリップフロップ７２のＱ端子がフリップフロッ
プ７４のＴ端子に接続され、フリップフロップ７４のＲ
端子にコントローラからの切替指令信号Ｃが入力される
ようになっている。更にフリップフロップ７４のＱ端子
がクロック選択回路５２に接続されている。そしてフリ
ップフロップ７０，７２はクロック６８Ａを基準として
クロック５８Ａの発生状態を監視し、クロック５８Ａが
連続して２個欠落したときにクロック供給ライン２４か
らのクロックに障害が生じたとしてフリップフロップ７
４へ障害検出信号としてのパルスを出力するようになっ
ている。そしてフリップフロップ７４はフリップフロッ
プ７２からの障害検出信号を受けてＱ端子からクロック
選択回路５２へ切替信号としてのパルスを出力するよう
になっている。すなわちフリップフロップ７０，７２は
障害検出手段として構成され、フリップフロップ７４は
切替手段として構成されている。

【００２２】以上の構成において、クロック供給ライン
２４からのクロックがクロック選択回路５２を介して逓
倍器５０に供給され、逓倍器５０のＰＬＬ機能に従って
入力クロック５２Ａが逓倍されるとともにクロック５２
Ａとクロック６８Ａとが同期した状態となると位相比較
器５８及び分周器６８からは図４のタイミングＴ１〜Ｔ
３に示されるようなクロックが出力される。すなわちＰ
ＬＬがロック状態になったときにはクロック６８Ａがほ
ぼデユテイ比５０％の信号として出力される。次に、図
４のタイミングＴ３Ｒ以降に示されるように、クロック
供給ライン２４で障害が生じ、クロック５２Ａが連続し
て欠落すると、まず、タイミングＴ３Ｒのクロック５２
ＡがＨレベルに維持され、位相比較器５８の出力クロッ
ク５８ＡがＬレベルに反転せずにＨレベルの状態に保持
される。この状態が継続されると、タイミングＴ４にお
いてフリップフロップ７０がセットされ、フリップフロ
ップ７０によってクロックが１個欠落したことが検出さ
れる。このような状態がさらに継続されると、タイミン
グＴ４Ｒにおいてもクロック５２ＡがＨレベルに維持さ
れ、タイミングＴ５においてフリップフロップ７２がセ
ットされ、フリップフロップ７２の出力パルスがフリッ
プフロップ７４によってラッチされる。フリップフロッ
プ７２の出力パルスがフリップフロップ７４にラッチさ
れると、フリップフロップ７４から切替信号としてのパ
ルスが出力されクロック切替回路５２によってラインの
切替えが行なわれる。すなわちライン２４からのクロッ
クのかわりにライン２６からのクロックが選択される。 クロックの切替えを行なうに際して、位相比較器５８の
各出力端子からは、位相比較器５８のいわゆるトグル動
作により３２ＫＨｚのほぼデユテイ比５０％のデジタル
信号が出力されるため、自走クロックを保持した状態で
クロック５２Ａが欠落したか否かを監視できるとともに
クロック５２Ａが連続して２回欠落したときにクロック
の切替えを行なうことができ、クロックを切替えるのに
ＰＬＬの応答時間を含むことなく切替えを行なうことが
でき、クロックの切替えを、例えば数ｍ秒のオ−ダで行
なうことができる。

【００２３】また前記実施例においては、クロック５２
Ａが２個連続して欠落したときに障害が発生したとして
いるため、外来ノイズなどによってクロック５２Ａが欠
落したときに障害の発生を誤検出するのを防止すること
ができる。またクロックの欠落を検知する場合、フリッ
プフロップ７０，７２と同じ機能を有するものをＮ個縦
続接続すれば、クロック５２Ａが連続してＮ個欠落した
ときに障害が発生したことを検知することができる。

【００２４】また、図４に示されるタイミングＴ４以降
で障害が回復しクロック５２Ａの欠落が１個のときには
、クロック５２Ａによって各フリップフロップ７０，７
２がリセットされるため、クロック５２Ａが連続して２
回欠落したのみ障害が発生したことを検知することがで
きる。

【００２５】また伝送路３２，３４及びクロック供給ラ
イン２４，２６を伝送するクロックは周波数及び位相が
同一に設定されているため、ライン２４からライン２６
へ切替えても、この切替時に逓倍器５６がＰＬＬの機能
として再度引込み直すときでも電圧制御発振器６６の出
力クロック６６Ａの周波数と位相が大きく変動すること
がなく、伝送路２２へ安定したクロック６６Ａを供給す
ることができる。

【００２６】次に、本発明の他の実施例を図５及び図６
に基づいて説明する。

【００２７】本実施例は、フリップフロップ７４のＲ端
子へ切替指令信号を供給するための信号系に同期化回路
７０を用けたものであり、同期化回路７０は切替指令信
号２００を受けたとき、フィードバック用のクロック６
８Ａに同期して、フリップフロップ７４を強制的にラッ
チするための出力パルスを発生するように構成されてい
る。切替指令信号２００はステーション１４内のレジス
タからの指令であり、図６に示されるように、障害が発
生し、ライン２４からライン２６に切替った後、ライン
２４の障害が除去されて正常状態に戻ったときにライン
２６からライン２４へ強制的に切替えるために用いられ
る。この場合、図６のタイミングＴ６Ｒ以降に示される
ように、ライン２４からライン２６に切替った後ライン
２６からライン２４へ切替えるときに、信号２００とク
ロック６８Ａとが非同期であるとライン２６からライン
２４へ切替えるときのタイミングがクロック６８Ａと非
同期となり逓倍器５６が再引込み動作を行なう時間が長
くなる。ところが信号２００をクロック６８Ａと同期し
た状態でライン２６からライン２４へ切替えれば、ライ
ン２６のクロックとクロック選択回路５２の出力クロッ
ク５２Ａとの間で問われていた同期関係がライン２４の
クロックとクロック６８Ａとの間に引き継がれ、逓倍器
５６の再引き込み時間を短くすることができる。

【００２８】前記各実施例においてクロックを切替える
際に切替時間として数ｍ秒で実行できるので、電話系通
信システムが「呼」の切断となるのを回避することがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のクロック供給系からのクロックを切替えるときに
、ＰＬＬの自走クロックを保持した状態でクロックに障
害が発生したか否かを監視するとともにこの監視結果か
ら障害が発生したときにクロックの切替えを行なうよう
にしたため、クロックの切替動作を大幅に短縮すること
ができる。このためこの装置を通信ネットワ−クシステ
ムに用いれば通信ネットワークの「呼」の切断を回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部構成図である。

【図２】本発明が適用されたシステムの全体構成図であ
る。

【図３】入力クロックの波形図である。

【図４】図１に示す装置の動作を説明するためのタイム
チャートである。

【図５】本発明の他の実施例を示す要部構成図である。

【図６】図５に示す装置の作用を説明するためのタイム
チャートである。

【符号の説明】

１０　　公衆網 １４，１６，１８，２０　　ステーション３６，３８　
　時分割多重装置 ５２　　クロック選択回路 ５４　　障害検出回路 ５６　　逓倍器 ５８　　位相比較器 ６４　　ループフィルタ ６６　　電圧制御発振器 ６８　　分周器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のクロック供給系からのクロック
   のうちいずれかのクロックを切替信号に応じて選択する
   クロック選択手段と、クロック選択手段により選択され
   た入力クロックの周波数を逓倍し逓倍したクロックを出
   力する逓倍手段と、クロック選択手段により選択された
   入力クロックの発生状態を逓倍手段の出力クロックを基
   準として監視し、この監視結果から入力クロックに障害
   が生じたことを検出する障害検出手段と、障害検出手段
   の検出出力によりクロック選択手段に対して切替信号を
   出力する切替手段とを備え、前記逓倍手段は、クロック
   選択手段により選択された入力クロックとこの入力クロ
   ックを基に得られたフィードバック用のクロックとの位
   相差に応じた信号を出力する位相比較用Ｄ−Ｔフリップ
   フロップと、位相比較用Ｄ−Ｔフリップフロップの出力
   パルスを平滑化するループフィルタと、ループフィルタ
   の出力信号に応じて発振周波数を制御して入力クロック
   を逓倍したクロックを出力する電圧制御発振器と、電圧
   制御発振器の出力クロックを分周し分周したクロックを
   Ｄ−Ｔフリップフロップへフィードバックする分周器と
   から構成されているクロック供給装置。
2. 【請求項２】　　各クロック供給系を伝送するクロック
   に障害が生じたときに各クロック供給系とクロック選択
   手段とを電気的に分離する分離手段を各クロック供給系
   に備えている請求項１記載のクロック供給装置。
3. 【請求項３】　　各分離手段は、各クロック供給系を伝
   送するクロックに障害が生じたときに出力インピーダン
   スをハイインピーダンスとする出力バッファで構成され
   ている請求項２記載のクロック供給装置。
4. 【請求項４】　　障害検出手段は、フィードバック用の
   クロックを基準として位相比較用Ｄ−Ｔフリップフロッ
   プの出力パルスの発生状態を監視し、位相比較用Ｄ−Ｔ
   フリップフロップからクロックに同期して規定のパルス
   が発生しないときに障害検出信号を出力する障害検出用
   フリップフロップで構成されている請求項１，２、また
   は３記載のクロック供給装置。
5. 【請求項５】　　縦続接続された障害検出用フリップフ
   ロップをＮ個備え、位相比較用Ｄ−Ｔフリップフロップ
   の入力パルスが連続してＮ個欠落したときに、最終段の
   フリップフロップから障害検出信号を出力して成る請求
   項４記載のクロック供給装置。
6. 【請求項６】　　切替指令信号を受けたときフィードバ
   ック用のクロックに同期して、切替手段に切替信号の発
   生を強制的に実行させる切替指令手段を備えている請求
   項１，２，３，４、または５記載のクロック供給装置。
7. 【請求項７】　　各クロック供給系を伝送するクロック
   の周波数と位相を互いに同一に設定して成る請求項１，
   ２，３，４，５または６記載のクロック供給装置。
8. 【請求項８】　　一方の通信網と他方の通信網とを複数
   のクロック供給系を介して接続し、各クロック供給系と
   他方の通信網との間に請求項１，２，３，４，５，６，
   ７のうちいずれか一つに記載のクロック供給装置を有す
   る通信ネットワ−クシステム。
9. 【請求項９】　　一方の通信網からのクロックに障害が
   生じたときに各クロック供給系の出力インピーダンスを
   ハイインピーダンスとする時分割多重装置を各クロック
   供給系に備えている請求項８記載の通信ネットワークシ
   ステム。