JPH11298462A - 伝送路クロック再生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化による再生周波数及びクロック位相
シフトが発生することなく、引き込みを高速にかつ正確
に行い、雑音の影響を受けずに高精度で高安定に伝送路
クロックを再生可能な伝送路クロック再生回路を提供す
る。 【解決手段】 スタッフ分離回路２は周期Ｔでのスタッ
フ情報から送信側伝送路クロック周波数情ＮＬｓを求め
る。減算器４１は送信側周波数情報ＮＬｓとカウンタ４
７から得られる周期Ｔでの再生伝送路クロック周波数情
報ＮＬｒとを減算して誤差信号Δを得る。角速度補正回
路４２は誤差信号Δを基に、基本クロックの周期におけ
る再生伝送路クロックの角速度を補正する。位相角発生
回路４３は基本クロック毎に位相角を積分し、再生伝送
路クロック信号の位相角を得る。伝送路クロック発生器
４４は位相角から矩形波の伝送路クロックを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は伝送路クロック再生
回路に関し、特に非同期系網らおけるデータ伝送装置の
受信側での伝送路クロックの再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビ信号を標本化して符号化伝
送するテレビ符号化伝送装置においては、受信側で画像
信号を再生するために、標本化クロックを再生する必要
がある。この標本化クロックの再生の方法には伝送路ク
ロックを標本化クロックに同期させる方法や、伝送路ク
ロックと標本化クロックとの相対周波数情報を伝送し、
受信側でこれを基に再生する方法がある。

【０００３】伝送路クロックを標本化クロックに同期さ
せる場合には、伝送路クロックＦＬと標本化クロックＦ
Ｓとの比例関係が［ＦＬ＝Ｎ／Ｍ×ＦＳ］で同期させた
時に、受信側で伝送路クロックＦＬをＮ分周した信号と
標本化クロックＦＳをＭ分周した信号とを位相比較し、
その比較差分信号でＶＣＸＯ（ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏ
ｒ：電圧制御発振器）を制御して［ＦＳ＝Ｎ／Ｍ×Ｆ
Ｌ］の標本化クロックを再生する。

【０００４】相対周波数情報Ｎｓを伝送する場合には、
特開昭５４−５１３０５号公報や特開昭６３−２３４４
５４号公報に開示されているように、一定周期毎に、標
本化クロックＦＳと伝送路クロックＦＬとの周波数のカ
ウントの周波数比を相対周波数情報Ｎｓとして求めて受
信側に伝送する。

【０００５】例えば、伝送路クロックＦＬの１／Ｎの周
期毎の標本化クロックＦＳのクロックカウント数を相対
周波数情報Ｎｓとして送る。受信側でも再生標本化クロ
ックと伝送路クロックＦＬとの相対周波数情報として、
伝送路クロックＦＬの１／Ｎの周期毎に再生標本化クロ
ックのカウント数を受信側の相対周波数情報Ｎｒとして
求める。

【０００６】これら相対周波数情報の差分信号Δ＝Ｎｓ
−Ｎｒの値を求め、これによって受信側の再生標本化ク
ロック用ＶＣＸＯの発信周波数を制御する。差分信号Δ
はディジタルフィルタを経てＤ／Ａ（ディジタル／アナ
ログ）変換されてアナログの制御電圧の信号としてＶＣ
ＸＯへ加えられて発振周波数が制御され、それに応じて
受信側の相対周波数情報Ｎｒが変化することになり、こ
の一連のフィードバック制御によって、最終的には差分
信号が０となるところに収束するようになり、送信側標
本化クロックと再生標本化クロックとの周波数が一致す
るようになる。

【０００７】ここで、１５０Ｍ（１５５．５２Ｍｂｐ
ｓ）で符号化された信号が途中で非同期の周波数でＮＮ
Ｉ（ネットワーク・ネットワーク・インタフェース）の
６００Ｍのネットワーク伝送路に多重されて送られ、受
信側の手前で６００Ｍから１５０Ｍに分離されて伝送さ
れ、復号化装置に供給されて画像信号を復号する場合、
図８〜図１１に示す各回路で処理されることとなる。

【０００８】図８は画像信号を１５０Ｍで符号化して送
信する装置の構成を示しており、その装置はＡ／Ｄ（ア
ナログ／ディジタル）変換器７１と、多重化回路７２
と、標本化クロック発生回路（ＦＳ）７３と、カウンタ
７４と、１／Ｎ分周回路７５と、伝送路クロック発生回
路（ＦＬｓ）７６とから構成されている。

【０００９】図９は非同期で１５０Ｍを６００Ｍの網伝
送路に多重して伝送し、受信側で分離して１５０Ｍに戻
す６００Ｍの網伝送の構成を示しており、その網伝送の
装置はＮＮＩ網伝送多重装置（６００Ｍ−Ｔ）８１と、
ＮＮＩ網伝送分離装置（６００Ｍ−Ｒ）８２と、ＮＮＩ
網伝送路クロック発生回路（ＦＬｎ）８３とから構成さ
れている。

【００１０】図１０は画像の受信装置の構成を示し、こ
の受信装置で網伝送路クロックから送信側伝送路クロッ
クが再生される。図において、この受信装置はスタッフ
分離回路９１と、バッファメモリ９２と、網伝送路クロ
ック再生回路（ＦＬｎ再生）９３と、伝送路クロック再
生回路（ＦＬｓ再生）９４とから構成されている。

【００１１】図１１は周波数情報を得て標本化クロック
を再生して画像信号を再生する復号化装置の構成を示し
ており、その復号化装置は分離回路１０１と、Ｄ／Ａ
（ディジタル／アナログ）変換器１０２と、標本化クロ
ック（ＦＳ）再生回路１１０とから構成されている。こ
こで、標本化クロック（ＦＳ）再生回路１１０は減算器
１０３と、ディジタルフィルタ１０４と、Ｄ／Ａ変換回
路１０５と、伝送路クロック分配回路（ＦＬｓ）１０６
と、１／Ｎ分周回路１０７と、カウンタ１０８と、ＶＣ
ＸＯ１０９とを備えている。

【００１２】図９に示すＮＮＩ網伝送多重装置８１等に
よって、１５０Ｍの伝送信号が伝送路網の途中で、非同
期の周波数でＮＮＩの伝送路クロックに乗り換えが行わ
れると、送信側１５０Ｍのクロック周波数とＮＮＩの伝
送路の１５０Ｍのクロック周波数とが異なるため、８Ｋ
のフレーム毎のデータ数が両者で一致せず、次第にずれ
るので、過不足のデータはスタッフ多重を行って調整が
行われる。

【００１３】８Ｋのフレームは制御領域（オーバヘッ
ド：ＯＨ）とデータ領域とからなり、制御領域（オーバ
ヘッド領域）の中にスタッフ多重を取り扱う領域が設け
られている。

【００１４】受信側ではスタッフ情報を見ることによっ
て有効なデータを取り出すことができるため、受信側に
送信側のデータが正しく送られることになる。しかしな
がら、非同期の１５０Ｍの伝送路クロックＦＬｓで送信
が行われると、ＮＮＩを経由した伝送路クロックはＤＣ
Ｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｌｏｃｋ Ｓｕｐｐｌｙ）等の
網基準周波数に同期した伝送路クロックＦＬｎであるた
め、受信側の復号化装置で再生される伝送路クロックも
伝送路クロックＦＬｎとなり、送信側の伝送路クロック
ＦＬｓとは周波数が異なっている。そのため、上述の相
対周波数情報の方法を用いて、そのまま画像の標本化ク
ロックを再生することができない。

【００１５】したがって、送信側と同じ周波数の伝送路
クロックＦＬｓを受信側で再生する必要がある。この場
合にはスタッフ情報によってデータが加算または減算さ
れていることがわかるので、スタッフ情報を用いて送信
側伝送路クロックを再生する。

【００１６】１５５．５２Ｍで画像信号を符号化伝送す
る時、符号化データは８Ｋの伝送フレームにデータが多
重化されて伝送される。８Ｋのフレームは２７０×９
（２４３０）のブロックで構成され、制御信号部（オー
バヘッド：ＯＨ）が９×９、データ部（ペイロード）が
２６１×９となっており、ぺイロードにデータが多重化
されことよって、伝送速度の２９／３０（約９７％）が
データ伝送に使用されることになる。

【００１７】言い換えると、１データは伝送路クロック
の３０／２９クロックに相当することになる。送信側伝
送路クロックと伝送路網のクロックとが非同期の場合に
は、ＮＮＩ多重の時に周波数のずれに応じてデータ数の
過不足が生じるので、そのデータの過不足はオーバヘッ
ド部の中のスタッフ情報領域とスタッフデータ領域とに
書込むことによってスタッフ多重化が行われる。

【００１８】ＮＮＩ多重のスタッフ部ではデータの変動
の調整のため、入力側でバッファメモリを有しており、
スタッフは周波数のずれに応じて周期的にスタッフが行
われるのではなくて、バッファメモリの蓄積量に応じて
スタッフィングが行われる。

【００１９】したがって、入力側（送信側）の８Ｋフレ
ームと多重側（受信側）の８Ｋフレームとの両者のオー
バヘッドの相対位置は送信装置の伝送路クロックＦＬｓ
とＮＮＩの１５０Ｍの伝送路クロックＦＬｎとの周波数
の差の大きさに応じた早さでシフトしていくことにな
る。

【００２０】ＮＮＩの網側がオーバヘッドに相当する時
にはスタッフ処理が行えないので、バッファメモリでは
この前後で蓄積量が大きく変化することになり、スタッ
フ量の変動周期はオーバヘッドの相対シフトの周期に依
存して大きなジッタを有することになる。

【００２１】受信側ではスタッフィングに応じてＶＣＸ
Ｏの周波数を制御して送信側の伝送路クロックを再生す
る。スタッフィングが無い場合は受信側の伝送路クロッ
クに一致する。＋１データの正のスタッフがあれば、デ
ータが余分に送られてきていることから、再生伝送路ク
ロックの周波数は８Ｋの周期で３０／２９クロックだけ
大きくなるようにＶＣＸＯを制御する。−１データの負
のスタッフがある場合は、再生伝送路クロックの周波数
は８Ｋの周期で３０／２９クロックだけ低くなるように
ＶＣＸＯを制御する。

【００２２】実際のＮＮＩのスタッフ多重では３ワード
が、すなわち２４ビットが１回のスタッフで行われるの
で、８Ｋ周期での１回の補正は±２４×３０／２９クロ
ックの数だけＶＣＸＯの制御が必要となる。オーバヘッ
ド部に相当する時は、９ワードの期間、スタッフが行え
ないので、合計１２ワードがスタッフジッタの変化量と
して現れる。

【００２３】図１０に示す受信側ブロックでは受信した
光の伝送路信号から伝送路クロックＦＬｎを再生する。
スタッフ分離回路９１ではスタッフ情報とスタッフデー
タとを分離し、スタッフデータは伝送データと併せて書
込みデータとし、書込みクロックとともにバッファメモ
リ９２ヘ送られる。伝送路クロック再生回路９４ではス
タッフ分離回路９１から送られるスタッフ情報と網伝送
路クロック再生回路９３の伝送路クロックＦＬｎとか
ら、安定した送信側の伝送路クロックＦＬｓを再生す
る。バッファメモリ９２からは再生した伝送路クロック
ＦＬｓでデータが読出される。伝送路クロック再生回路
９４は図１１に示す受信ブロックの標本化クロック再生
回路１１０と同様に構成されている。

【００２４】ＶＣＸＯを構成する場合、１５５．５４Ｍ
は周波数が高いので、分周した値、例えば１／８の１
９．４４Ｍをワードクロックとして発生するようにす
る。ワードクロックの場合のスタッフ情報の変動は、周
期毎のクロック数の大きさが１２ワードの変動、すなわ
ちジッタとして現れるので、この大きなジッタ吸収を十
分考慮し、かつ引き込み時間や安定性、及び温度依存性
も併せて考慮してＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ
Ｌｏｏｐ）の時定数を決める必要がある。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の伝送路
クロックの再生方法では、スタッフ情報を用いてＶＣＸ
Ｏを制御する場合、上記の相対周波数情報を用いる標本
化クロック再生方法によって、標本化周波数情報の代わ
りに、スタッフ情報を用いてＶＣＸＯを制御し、送信側
と同じ周波数の伝送路クロックを再生する構成となって
いる。

【００２６】この場合、スタッフ情報が等間隔で発生し
ないことや、１回のスタッフで発生する制御量が大きい
こと、及び長周期のスタッフジッタを有すること等のた
め、スタッフ情報に比例した制御を行うと、再生した周
波数はスタッフのジッタを持つことになる。

【００２７】したがって、この伝送路クロックを基準に
して再生される標本化クロックもスタッフジッタを有す
ることになるため、再生した画像信号にジッタが現れ、
再生画像の品質が大きく劣化するという問題がある。

【００２８】ジッタの周期は伝送路クロックの周波数の
ずれが１ｐｐｍの場合、１０数秒の長周期ジッタがあら
われ、０．１ｐｐｍのずれの場合はさらに１０倍程度の
長周期ジッタとなる。

【００２９】また、スタッフ情報のジッタの変化量の大
きさはオーバヘッドのところで９ワード分データ領域が
ジャンプすることで発生し、最悪で３ワード×（３＋
１）＝１２ワードの大きさと推定される。すなわち、ス
タッフ情報の制御量は通常、１９．４４Ｍの周波数のク
ロックに対して１〜３ワードの大きさであるが、オーバ
ヘッド区間のスタッフ情報蓄積によって短期的に１２ワ
ードの制御値を発生することがある。

【００３０】一方、受信側でスタッフィングされてきた
データを再生してクロックで読出すのに、一旦平滑化す
るためにバッファメモリが必要であるが、このバッファ
メモリの容量はデータの遅延時間及び遅延時間の変動の
制限があることから、あまり大きくはできない。

【００３１】これらの制約を満たして安定度の高い伝送
路クロックを再生するには、短時間での引き込み及び引
き込み後に高安定度のクロックを再生する回路を構成す
る必要がある。

【００３２】しかしながら、従来のクロック発生回路で
はＶＣＸＯの制御ループの伝達特性が、ＶＣＸＯの制御
電圧対発振周波数特性や回路素子の偏差、及び温度変化
や経年変化があること、しかも応答時間がかることか
ら、高速に引き込みを行うための最短な伝達特性にしよ
うとしても系が不安定になるため、マージンを見たパラ
メータに設定する必要があり、引き込み時間を高速にす
ることができないという問題がある。

【００３３】また、バッファメモリを小さくするために
は制御信号に対して正確にＶＣＸＯが追従する必要があ
るが、ＶＣＸＯの制御ループの伝達特性にばらつきがあ
るため、正確な制御が行えず、ばらつきを考慮してバッ
ファメモリを大きくしておく必要がある。

【００３４】さらに、周波数の制御は引き込み時間を早
くするために０．１秒に１回程度の制御が必要となる
が、この場合、１クロックの誤差は１／（１９．４４Ｍ
×０．１）＝０．５ｐｐｍに相当することから、系の利
得が１の場合、クロックの差分信号によるＶＣＸＯの周
波数制御の精度は０．５ｐｐｍとなり、制御の精度が粗
くなるし、系の不安定から１より十分小さくしておく必
要がある。

【００３５】系を安定にしかつ、高い精度の制御にする
ために、利得を１／１００とすると、１クロックの差分
で０．５ｐｐｍ／１００＝０．００５ｐｐｍの精度の制
御が行えることになるが、１クロックの誤差の補正が残
留誤差に対して１／１００ずつしか補正されないため、
少数点以下の精度が正しく演算されたとしても、１００
回（１０秒）で約０．３６６に、３００回で０．０５に
漸近的に収束していくため、引き込み時間がかかる。

【００３６】量子化がある場合には演算の不感帯があ
り、収束しにくくなる場合がある。利得を小さくして制
御すると、直線的に周波数補正がされるのでなく、漸近
的になされることになり、収束時間がかかるという問題
がある。また、引き込みに時間がかかることから、バッ
ファメモリを大きくしないとオーバフローしてデータの
欠落が生じるという問題がある。

【００３７】さらに、ＶＣＸＯは制御電圧対発振周波数
特性に温度依存性を有しており、同じ発振周波数でも、
周囲温度に依存して制御電圧が異なる。したがって、温
度変化があると、温度が安定するまで一定の周波数を発
信するために、制御電圧を変化追従させる必要があり、
この変化追従の補正の制御信号を発生するために、クロ
ックの位相がシフトしていくという問題がある。

【００３８】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、温度変化による再生周波数及びクロック位相シフ
トが発生することなく、引き込みを高速にかつ正確に行
うことができ、雑音の影響を受けずに高精度で高安定に
伝送路クロックを再生することができる伝送路クロック
再生回路を提供することにある。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明による伝送路クロ
ック再生回路は、網伝送路を通して信号を非同期で伝送
する装置の受信側において送信側と同じ伝送路クロック
を再生する伝送路クロック再生回路であって、前記送信
側でスタッフ多重処理された情報から１フレーム周期に
おける送信側伝送路クロック数を求める手段と、前記１
フレーム周期における再生伝送路クロック数を求める手
段と、前記送信側伝送路クロック数及び前記再生伝送路
クロック数の差分を求める手段と、その差分に応じて基
本クロック周期毎における前記伝送路クロック毎の角速
度の値を補正する手段と、補正した角速度を前記基本ク
ロック周期毎に積分して位相角を得る手段と、その位相
角から伝送路クロックを再生する手段と、前記基本クロ
ックを発生する手段とを備えている。

【００４０】すなわち、本発明の伝送路クロック再生回
路は、スタッフ情報から送信側伝送路クロックの周波数
情報ＮＬｓを得る手段と、ＮＮＩ伝送路クロックの１／
Ｎの周期Ｔで再生伝送路クロックをカウントして再生ク
ロックの周波数情報ＮＬｒを得る手段と、送信側周波数
情報ＮＬｓと受信側周波数情報ＮＬｒとの差分信号Δを
求める手段と、差分信号から基本周期毎の伝送路クロッ
クの角速度を得る手段と、基本クロック周期毎に伝送路
クロックの角速度を加算して位相角を得る手段と、位相
角から送信側伝送路クロックを再生する手段と、送信側
伝送路クロックＦＬｓとＮＮＩ伝送路クロックＦＬｎと
から受信側の周波数情報ＮＬｒを得る手段とを備えてい
る。

【００４１】より精度を高くするためには、ＮＮＩのス
タッフ情報をみて適応的に角速度の大きさを制御する。
スタッフ情報を平均化することや、スタッフ情報の振れ
変動（ジッタ）に対しては応答の感度を鈍く、またはほ
とんど追従しないようにして再生クロックの安定度を高
め、スタッフ情報の平均値の変化に対しては素早く応答
して引き込み時間を短縮する制御を行う。

【００４２】上記の構成による伝送路クロック再生回路
において、スタッフ情報を基に送信側伝送路クロックの
周波数情報ＮＬｓが得られる。ＮＮＩ伝送路クロックを
分周（１／Ｎ）した一定周期（Ｔ）での再生伝送路クロ
ックをカウントし、再生クロック周波数情報ＮＬｒが得
られる。

【００４３】この両者の差分の信号Δ＝ＮＬｓ−ＮＬｒ
が得られる。本来、カウント周期ＴでＮＬｓの値がカウ
ントされるべきところが、差信号Δだけ多くカウントさ
れた場合には、再生標本化クロックの周波数がΔ／ＮＬ
ｓだけ低いことになるので、この値を基に周波数を高く
するため、角速度の値をΔωだけ大きくする。

【００４４】位相角発生器は角速度が大きくなっただけ
高い周波数を発生し、次のカウント周期で、受信側の周
波数情報のカウント値として角速度の補正値Δωだけ高
い周波数が発生され、誤差Δに対する角速度の補正値Δ
ωの割合を適応的に変える。

【００４５】高速引き込みの時にはほぼ１の利得で補正
する。安定状態では利得を非常に小さくする。引き込み
時には利得を１にすると、１カウント周期後には誤差信
号が補正されてちょうど０となり、送信側と一致した周
波数に引き込むことになり、引き込み時間は非常に短く
なる。

【００４６】すなわち、ＶＣＸＯを用いないで、ディジ
タルの位相角から標本クロックを得るため、誤差信号か
ら正確に周波数補正が行われ、カウント周期毎に補正さ
れた角速度に応じて補正された周波数の伝送路クロック
が再生される。

【００４７】本発明はディジタル処理であるので、スタ
ッフ情報を平均化して高い精度で制御を行えば、制御信
号値に応じて正しく再生周波数の補正が行われ、また発
生する周波数は角速度値が一定ならば温度変動に依存せ
ずに一定に保たれる。

【００４８】つまり、本発明の構成においては制御周期
毎に正確に周波数の補正を行うことができるため、フィ
ードバックループの利得を１にすれば、次の制御周期で
は正しく補正された周波数の標本化クロックを得ること
ができ、高速引き込みが可能となる。

【００４９】また、本発明はディジタル処理であるの
で、温度依存性が無く、雑音による制御系への影響もな
く、誤差信号による制御補正を高精度で正しく行うこと
ができ、温度依存による再生伝送路クロックの位相シフ
トも発生しない。

【００５０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によ
る伝送路クロック再生回路の構成を示すブロック図であ
る。図において、伝送路クロック再生回路４は減算器４
１と、角速度補正回路４２と、位相角発生回路４３と、
伝送路クロック発生器４４と、ＮＮＩ網伝送路クロック
発生回路（ＦＬｎ）４５と、１／Ｎ分周回路４６と、カ
ウンタ４７と、基本クロック発生器４８とから構成され
ている。

【００５１】１５５．５２Ｍｂｐｓの光で送られてきた
信号は、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換器１で電気信号に変換
されるとともに、１５５．５４Ｍの伝送路クロックＦＬ
が再生され、電気信号はスタッフ分離回路２へ供給さ
れ、伝送路クロックＦＬはＮＮＩ網伝送路クロック発生
回路４５及び基本クロック発生器４８に供給される。

【００５２】ＮＮＩ網伝送路クロック発生回路４５では
伝送路クロックＦＬを１／８に分周して１９．４４Ｍの
ワードクロックを発生し、そのワードクロックをスタッ
フ分離回路２及び１／Ｎ分周回路４６に供給する。

【００５３】１／Ｎ分周回路４６ではそのワードクロッ
クを１／２４３０に分周し、８Ｋのフレーム周期Ｔを得
る。基本クロック発生器４８では１５５．５２Ｍを１／
２分周して７７．７６Ｍの基本クロックを発生し、その
基本クロックを位相角発生回路４３に供給する。

【００５４】スタッフ分離回路２では周期Ｔでのスタッ
フ情報から送信側伝送路クロック周波数情報ＮＬｓを求
めて減算器４１へ送る。減算器４１は送信側周波数情報
ＮＬｓとカウンタ４７から得られる周期Ｔでの再生伝送
路クロック周波数情報ＮＬｒとを減算して誤差信号Δを
得て、角速度補正回路４２へ供給する。

【００５５】角速度補正回路４２では誤差信号Δを基
に、基本クロックの周期における再生伝送路クロックの
角速度を補正し、補正した角速度を位相角発生回路４３
に供給する。基本クロックが７７．７６Ｍで、送信側伝
送路クロックが約１９．４４Ｍであるので、角速度は９
０度に補正が加えられることになる。角速度の補正は誤
差信号Δが正の時に角速度を増加するように、誤差信号
Δが負の時に角速度が減少するように補正される。

【００５６】位相角発生回路４３は基本クロック毎に位
相角を積分し、再生伝送路クロック信号の位相角を得
る。伝送路クロック発生器４４は位相角信号の上位１０
ビットから、１０ビットのＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄ
ｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の正弦波を求め、１０ビッ
トをＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換してアナログ
の正弦波を求め、これを波形整形して矩形波の伝送路ク
ロックを得る。

【００５７】角速度補正回路４２の角速度のビット数の
精度は発生するクロックの周波数の制御の精度に依存す
る。０．００１ｐｐｍの精度では、３０ビットの精度が
必要となる。ＶＣＸＯを用いる場合とは異なり、周辺の
雑音の影響を受けないので、高い精度にすればそれだけ
の精度で制御を行うことができる。

【００５８】伝送路クロック発生器４４では位相角の上
位１０ビット程度があればよいので、位相角発生回路４
３では３０ビットで位相角の積分を行う必要はなく、上
位１０ビットのＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃ
ａｎｔ Ｂｉｔ）に桁上げがある時のみ加算処理を行う
等の処理の簡略化が可能である。

【００５９】他の構成として、位相角発生回路４３は角
速度ωを基準クロック毎に積分して位相角θを得て出力
するが、その場合には３０ビットの精度で積分を行う。
この時、３０ビットの上位にオーバフローした値は３６
０度を越えた値なので捨てることとなる。

【００６０】基準クロックが７７．７６Ｍのクロック周
期であり、３０ビットの積分を行うには高速の素子が必
要となるが、８相に展開して９．７２Ｍのクロックで積
分を行い、各積分値を７７．７６Ｍで選択して切り替え
る構成にすれば、積分は通常の素子で構成することがで
きる。補正の最小精度が０．００１ｐｐｍの精度でも、
８Ｋ周期毎に角速度のＬＳＢに１の補正が加算される
と、１秒後には８ｐｐｍの周波数の変動がおきる。

【００６１】周波数情報ＮＬｓの精度が高くない場合に
おいて、本発明の構成で角速度の補正値を大きくして追
従性を良くしようとすると、スタッフジッタの影響をそ
のまま受けて、再生伝送路クロックにジッタがそのまま
発生してしまう。これを改善する方法としては周波数情
報の精度を平均化することによって高めるように構成す
る方法がある。

【００６２】図２は図１の伝送路クロック発生器４４の
構成例を示すブロック図である。図において、伝送路ク
ロック発生器４４は正弦波テーブル４４ａと、Ｄ／Ａ変
換器４４ｂと、矩形波回路４４ｃとから構成されてい
る。

【００６３】正弦波テーブル４４ａは１０ビットの位相
角に対するＰＣＭの正弦波を発生するＲＯＭ（リード専
用メモリ）で、１０ビットの位相角に対する１０ビット
の正弦波信号を出力する。

【００６４】Ｄ／Ａ回路４４ｂはＰＣＭ値をアナログの
正弦波信号に変換し、矩形波回路４４ｃは正弦波信号を
矩形波信号に変換し、送信側の伝送路クロックを再生し
て出力する。得られた再生伝送路クロックはバッファメ
モリ３及び次段の回路に供給される。

【００６５】図３は図１の伝送路クロック発生器４４の
他の構成例を示すブロック図である。図において、伝送
路クロック発生器４４の他の構成例ではクロック波形発
生器４４ｄと、Ｄ／Ａ変換器４４ｂと、タンク回路４４
ｅと、矩形波回路４４ｃとから構成されている。

【００６６】上記の他の構成例は伝送路クロック発生器
４４の回路を簡単にする方法であり、正弦波テーブル４
４ａ及びＤ／Ａ変換器４４ｂのビット数を少なくし、得
られた荒い精度の標本化クロック信号をＱが高いタンク
回路４４ｅまたはＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌ
ｔｅｒ）を通過させ、精度の高いクロックを得る方法で
ある。

【００６７】図４は図３のクロック波形発生器４４ｄの
構成を示すブロック図である。図において、クロック波
形発生器４４ｄは図４に示す正弦波テーブル４４ａの代
わりに用いる回路であり、判定回路１１と、Ｎ／４−ｉ
演算回路１２と、Ｎ−ｉ演算回路１３と、切替器１４と
から構成されている。

【００６８】標本化クロックに用いる位相角の精度を３
〜４ビットにして、ＲＯＭによる正弦波テーブル４４ａ
を用いずに、クロック波形発生器４４ｄを用いる。この
場合、位相角からＰＣＭ値の正弦波を求める代わりに、
演算によってＰＣＭ値の三角波を得る。

【００６９】ｎビットの信号は信号値ｉが０〜Ｎ−１
（Ｎ＝２のｎ乗）の値をとる。三角波の出力信号Ｙは位
相角の信号の上位ｎビットの信号値ｉから判定回路５１
で判定し、ｉの範囲によってそのままの出力、Ｎ／４−
ｉ演算回路１２の出力またはｉ−Ｎ演算回路１３の出力
のいずれかを切替器１４で選択して出力する。

【００７０】判定回路１１の判定は、 切替器１４の出力 ： 判定回路１１の判定条件 Ｙ＝ｉ ： ｉ＜Ｎ／４の場合、切替回路入力Ａ選択 Ｙ＝Ｎ／４−ｉ ： Ｎ／４＜ｉ＜３Ｎ／４の場合、 切替回路入力Ｂ選択 Ｙ＝ｉ−Ｎ ： ３Ｎ／４＜ｉ＜Ｎの場合、 切替回路入力Ｃ選択 となる。

【００７１】例えば、ｎ＝３の場合、ｉ＝０〜７で変化
する時に、Ｙの値は０，１，２，１，０，−１，−２，
−１，０のＰＣＭ値をとる。この三角波形の信号を近似
的に正弦波の代わりに用いることができる。３ビットの
信号であれば、Ｄ／Ａ変換も簡単に行うことが可能であ
る。

【００７２】次に、図１に示すカウンタ４７の動作につ
いて説明する。周期Ｔにおける再生伝送路クロックＦＬ
ｒの数を位相角からカウントし、カウンタ４７はフリー
カウントして周期毎の差分値から再生クロックの周波数
情報を得る。

【００７３】位相角の上位３ビットが０００〜１１１の
間で変化するが、１１１から０００に変化した時、すな
わち３６０度、言い換えると０度を越えた時にカウンタ
４７を１増加させてカウントを行う。

【００７４】整数のカウント値及び小数点以下３ビット
の位相角の信号値は周期Ｔ毎に標本化され、前回との差
を演算して、周期Ｔでのカウント値を求め、再生クロッ
クの周波数情報ＮＬｒとして減算器４１に供給される。

【００７５】１／Ｎ分周回路４６は伝送路クロックＦＬ
（１５５．５２Ｍ）を８×２４３０分周して８Ｋの周期
が得られるが、元々伝送路クロックの変動は少ないこと
から、周期をもう少し長くして制御信号の精度を高くす
るように、例えばさらに５１２分周して、約０．０６４
秒（１５．６Ｈｚ）の周期Ｔを得るようにして、この周
期で角速度の補正制御することもできる。この時、周波
数情報はその期間を積分したカウント値とする必要があ
る。

【００７６】図５は図１のクロック再生回路４の動作を
示すタイミングチャートである。図において、（ａ）は
基本クロック発生器４８から発生する基本クロック信号
を示し、（ｂ）はカウンタ４７でカウントされる周期を
示し、その周期はｎ番目の次にｎ＋１番目となる。

【００７７】（ｃ）は角速度補正回路４２での補正値を
示す。切り替わり目ではｎ番目の周期でのカウント値
（受信側周波数情報）と送信側から送られてきたカウン
ト値（送信側周波数情報）との差分値Δが演算され、そ
の演算値が角速度補正回路４２に送られて角速度ωの補
正値Δωが加算される。つまり、ｎ番目のカウント周期
では「０」とすると、ｎ＋１番目のカウント周期では
「Δω」となる。

【００７８】（ｄ）は角速度補正回路４２の角速度出力
値を示す。基本クロック毎の角速度の値はｎ番目の周期
で角速度ωとすると、ｎ＋１番目の周期では角速度がω
＋Δωとなる。

【００７９】（ｅ）は位相角発生回路４３の位相角θを
示す。位相角発生回路４３では角速度ωを積分して位相
角θを算出する。位相角θは０度から３６０度まで基本
クロック周期毎に角速度ωで単調に増加を繰り返す三角
波形となる。

【００８０】（ｆ）は伝送路クロック発生器４４の正弦
波テーブル４４ａにおいて、基本クロック周期毎に位相
角θから得られる伝送路クロックの正弦波のＰＣＭ値を
示す。

【００８１】（ｇ）はＰＣＭ信号をＤ／Ａ変換器４４ｂ
でアナログ信号に変換して得られる伝送路クロック周波
数の正弦波信号を示す。（ｈ）は矩形波回路４４ｃで正
弦波信号を矩形波のクロックに変換して得られる伝送路
クロックを示す。

【００８２】（ｉ）はクロックの番号を示す。ｉ番目の
クロックは角速度がωで決まるクロック周期であるが、
カウント周期がｎ＋１番目となるｉ＋１番目のクロック
周期は角速度がω＋Δωで決まる。つまり、本発明の一
実施例では角速度を制御することによって、クロックの
周期、すなわち周波数を正確に、かつ変更直後から直ぐ
に得ることができる。

【００８３】図６は本発明の他の実施例による伝送路ク
ロック再生回路の構成を示すブロック図である。図にお
いて、本発明の他の実施例による伝送路クロック再生回
路５は送信側周波数情報を平均化する平均化回路５１を
追加した以外は本発明の一実施例による伝送路クロック
再生回路４と同様の構成となっており、同一構成要素に
は同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は
本発明の一実施例と同様である。

【００８４】平均化回路５１はジッタの周期を軽減でき
る期間に渡って、周波数情報ＮＬｓの値を平均化し、平
均化した値を周波数情報として出力する。周波数情報の
平均化を行っていると、送信側周波数が本当に変化した
時には周波数追従が遅れるので、その場合には平均化を
行わないでそのまま周波数情報ＮＬｓの値を出力する。

【００８５】スタッフによって周波数情報が変動する場
合には、変動値が周期性を持ち、周波数情報が変化す
る。例えば、＋３，−１，−１，−１，または＋１２，
−３，−３，−３、−３（又は−１が１２回）のように
変化する。

【００８６】一方、送信側の周波数が本当に変化した時
には、周波数情報が一方に連続的に偏って発生する。伝
送路クロックは安定していることから符号変化が無く、
一方に偏って変動が発生した時には送信側伝送路クロッ
クの周波数が変動したとして平均化を行わないで、その
ままの周波数情報を用いて補正を行う。

【００８７】図７は本発明の別の実施例による伝送路ク
ロック再生回路の構成を示すブロック図である。図にお
いて、本発明の別の実施例による伝送路クロック再生回
路６は制御回路６１を追加した以外は本発明の他の実施
例による伝送路クロック再生回路５と同様の構成となっ
ており、同一構成要素には同一符号を付してある。ま
た、同一構成要素の動作は本発明の他の実施例と同様で
ある。

【００８８】制御回路６１では周波数情報が連続して増
加又は減少したり、スタッフの周期が変わったり、周波
数情報の平均値が増加又は減少したりすること等によっ
て、送信側伝送路クロックの周波数が変動したと判定し
た時に、高速引き込みが行えるように角速度補正回路４
１の制御を行う。すなわち、角速度の補正値としては誤
差信号によるフィードバック補正の利得が１、または利
得を十分大きくして高速引き込みが行われるように定め
る。

【００８９】一方、スタッフの変動は繰り返されるの
で、これを基に補正の利得が１に比べて十分に小さくな
るように制御する。または、平均値がほぼ一定の場合に
はスタッフが定常的に行われていると判定し、スタッフ
ジッタにクロック周波数が追従して変動しないように、
周波数情報の平均値を用いて補正の利得が１に比べて十
分に小さくなるように制御する。

【００９０】また、伝送路クロックの変動の制御におい
て、安定状態では急激な変化が通常起こらないので、誤
差信号Δがある程度大きい場合、角速度の補正をループ
利得が１になるのではなく、変化量が一定の割合になる
ように補正する。これによって、滑らかな周波数変動を
行うことができる。

【００９１】これらの制御によって、引き込みを高速に
するとともに、スタッフのジッタの影響を受けないよう
にして、高精度に安定した伝送路クロックを再生するこ
とができる。

【００９２】このように、スタッフ情報から送信側伝送
路クロックの周波数情報ＮＬｓを得て、ＮＮＩ伝送路ク
ロックの１／Ｎの周期Ｔで再生伝送路クロックをカウン
トして再生クロックの周波数情報ＮＬｒを得て、これら
送信側周波数情報ＮＬｓと受信側周波数情報ＮＬｒとの
差分信号Δを求め、その差分信号Δから基本周期毎の伝
送路クロックの角速度を得るとともに、基本クロック周
期毎に伝送路クロックの角速度を加算して位相角を得
て、その位相角から送信側伝送路クロックを再生し、送
信側伝送路クロックＦＬｓとＮＮＩ伝送路クロックＦＬ
ｎとから受信側の周波数情報ＮＬｒを得ることによっ
て、ディジタルの位相角から標本クロックを得ることが
できる。これによって、誤差信号から正確に周波数補正
が行われ、カウント周期毎に補正された角速度に応じて
補正された周波数の伝送路クロックを再生することがで
きる。

【００９３】上記の処理はディジタル処理であるので、
スタッフ情報を平均化して高い精度で制御を行えば、制
御信号値に応じて正しく再生周波数の補正が行われ、ま
た発生する周波数は角速度値が一定ならば温度変動に依
存せずに一定に保たれる。

【００９４】つまり、制御周期毎に正確に周波数の補正
を行うことができるため、フィードバックループの利得
を１にすれば、次の制御周期では正しく補正された周波
数の標本化クロックを得ることができ、高速引き込みが
可能となる。

【００９５】また、上記の処理はディジタル処理である
ので、温度依存性が無く、雑音による制御系への影響も
なく、誤差信号による制御補正を高精度で正しく行うこ
とができ、温度依存による再生伝送路クロックの位相シ
フトも発生しない。

【００９６】上記の処理の精度をより高くするために
は、ＮＮＩのスタッフ情報をみて適応的に角速度の大き
さを制御する。スタッフ情報を平均化することや、スタ
ッフ情報の振れ変動（ジッタ）に対しては応答の感度を
鈍く、またはほとんど追従しないようにして再生クロッ
クの安定度を高め、スタッフ情報の平均値の変化に対し
ては素早く応答して引き込み時間を短縮する制御を行
う。

【００９７】位相角発生器４３は角速度が大きくなった
だけ高い周波数を発生し、次のカウント周期で、受信側
の周波数情報のカウント値として角速度の補正値Δωだ
け高い周波数が発生され、誤差Δに対する角速度の補正
値Δωの割合を適応的に変える。

【００９８】高速引き込みの時にはほぼ１の利得で補正
する。安定状態では利得を非常に小さくする。引き込み
時には利得を１にすると、１カウント周期後には誤差信
号が補正されてちょうど０となり、送信側と一致した周
波数に引き込むことになり、引き込み時間は非常に短く
なる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、網
伝送路を通して信号を非同期で伝送する装置の受信側に
おいて送信側と同じ伝送路クロックを再生する伝送路ク
ロック再生回路で、送信側でスタッフ多重処理された情
報から１フレーム周期における送信側伝送路クロック数
を求め、１フレーム周期における再生伝送路クロック数
を求め、送信側伝送路クロック数及び再生伝送路クロッ
ク数の差分を求めるとともに、その差分に応じて基本ク
ロック周期毎における伝送路クロック毎の角速度の値を
補正し、補正した角速度を基本クロック周期毎に積分し
て位相角を得て、その位相角から伝送路クロックを再生
することによって、温度変化による再生周波数及びクロ
ック位相シフトが発生することなく、引き込みを高速に
かつ正確に行うことができ、雑音の影響を受けずに高精
度で高安定に伝送路クロックを再生することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による伝送路クロック再生回
路の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の伝送路クロック発生器の構成例を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の伝送路クロック発生器の他の構成例を示
すブロック図である。

【図４】図３のクロック波形発生器の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図１のクロック再生回路の動作を示すタイミン
グチャートである。

【図６】本発明の他の実施例による伝送路クロック再生
回路の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の別の実施例による伝送路クロック再生
回路の構成を示すブロック図である。

【図８】画像信号を１５０Ｍで符号化して送信する装置
の構成を示す図である。

【図９】非同期で１５０Ｍを６００Ｍの網伝送路に多重
して伝送し、受信側で分離して１５０Ｍに戻す６００Ｍ
の網伝送の構成を示す図である。

【図１０】画像の受信装置の構成を示す図である。

【図１１】周波数情報を得て標本化クロックを再生して
画像信号を再生する復号化装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｏ／Ｅ変換器 ２ スタッフ分離回路 ３ バッファメモリ ４，５，６ 伝送路クロック再生回路 ４１ 減算器 ４２ 角速度補正回路 ４３ 位相角発生回路 ４４ 伝送路クロック発生器 ４５ ＮＮＩ網伝送路クロック発生回路 ４６ １／Ｎ分周回路 ４７ カウンタ ４８ 基本クロック発生器 ５１ 平均化回路 ６１ 制御回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 網伝送路を通して信号を非同期で伝送す
   る装置の受信側において送信側と同じ伝送路クロックを
   再生する伝送路クロック再生回路であって、前記送信側
   でスタッフ多重処理された情報から１フレーム周期にお
   ける送信側伝送路クロック数を求める手段と、前記１フ
   レーム周期における再生伝送路クロック数を求める手段
   と、前記送信側伝送路クロック数及び前記再生伝送路ク
   ロック数の差分を求める手段と、その差分に応じて基本
   クロック周期毎における前記伝送路クロック毎の角速度
   の値を補正する手段と、補正した角速度を前記基本クロ
   ック周期毎に積分して位相角を得る手段と、その位相角
   から伝送路クロックを再生する手段と、前記基本クロッ
   クを発生する手段とを有することを特徴とする伝送路ク
   ロック再生回路。
2. 【請求項２】 前記送信側伝送路クロックを平均化する
   手段と、その平均化した値と前記送信側伝送路クロック
   の値とを適応的に切り替える手段とを含むことを特徴と
   する請求項１記載の伝送路クロック再生回路。
3. 【請求項３】 前記送信側伝送路クロックを平均化する
   手段と、前記送信側伝送路クロックの値の変動に応じて
   前記角速度の補正値を適応的に可変する手段とを含むこ
   とを特徴とする請求項１記載の伝送路クロック再生回
   路。
4. 【請求項４】 前記位相角から伝送路クロックを再生す
   る手段は、前記位相角の信号の予め設定された所定ビッ
   トで三角波形を生成する手段と、その三角波形から伝送
   路クロックの周波数成分を抽出するタンク回路とを含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載
   の伝送路クロック再生回路。
5. 【請求項５】 前記基本クロックは、前記送信側伝送路
   クロックを分周したクロックであることを特徴とする請
   求項１から請求項４のいずれか記載の伝送路クロック再
   生回路。