KR100270311B1 - Scrambling circuit for pattern induced jitter suppression in sdh repeater chain - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 데이터 통신 분야에 관한 것으로, 특히 동기식 디지털 계위(SDH : Synchronous Digital Hierarchy) 전송 시스템에 관한 것이며, 더 자세히는 ITU-T 권고안 G.707에 따르는 동기식 광전송 장치에서의 스크램블링 기법과 관련된 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of data communications, and more particularly to a synchronous digital hierarchy (SDH) transmission system, and more particularly to a scrambling technique in a synchronous optical transmission device according to ITU-T Recommendation G.707.
일반적으로, 동기식 디지털 전송 장치에서 신호의 장거리 전송시 발생하는 신호의 손실을 보상하기 위하여 재생중계기(regeneration repeater)가 사용된다. 이러한 재생중계기 내부의 클럭 추출기(extractor)는 입력되는 신호로부터 클럭을 추출하여 제공하는데, 이 추출되는 클럭에 패턴유도지터(pattern induced jitter)가 발생하게 된다.In general, a regeneration repeater is used to compensate for a loss of a signal generated in a long distance transmission of a signal in a synchronous digital transmitter. The clock extractor inside the regenerative repeater extracts and provides a clock from an input signal, and a pattern induced jitter is generated in the extracted clock.
재생중계기가 연속적으로 연결된 망에서, 각 재생중계기의 클럭 추출기로 입력되는 신호는 동일 패턴(identical pattern)을 반복함으로써 패턴유도지터의 누적(accumulation)이 커지게 된다. 이 패턴유도지터는 전적으로 신호의 패턴에 죄우되며, 재생중계기를 연속하여 거쳐 나갈 때마다 그 수만큼 누적이 증가하여 전송 망에서의 심각한 성능 저하(performance degradation)를 초래하는 문제점이 있었다.In a network in which regenerative repeaters are continuously connected, the signal input to the clock extractor of each regenerative repeater repeats the same pattern, thereby increasing the accumulation of pattern induction jitter. This pattern-induced jitter is entirely dependent on the pattern of the signal, and the cumulative increase by the number of each successive passing through the repeater repeats a serious performance degradation in the transmission network.
첨부된 도면 도 1은 종래의 동기식 광전송 장치에 사용되는 스크램블링 방식을 도시한 블록도로서, 도면에 도시된 바와 같이 초기화 타이밍 발생기(110)는 입력되는 프레임동기신호(FS, frame syncronization signal)를 기준으로 초기화 타이밍 신호를 발생시켜 의사랜덤 이진 신호열(PRBS : Pseudo Random Binary Sequence) 발생기(120)로 출력한다.1 is a block diagram illustrating a scrambling method used in a conventional synchronous optical transmission device. As illustrated in FIG. 1, the
여기서, PRBS 발생기(120)는 1+x6+x7의 생성 다항식(generating polynomial)을 사용하며 STM(Synchronous Transport Module)-N 구간 오버헤드(SOH : Section Overhead)의 첫 번째 행의 마지막 바이트(byte) 다음의 바이트에서 초기화 타이밍 발생기(110)로부터 입력되는 초기화 타이밍 신호로 "1111111"로 초기화시킨 후, x7위치의 PRBS 발생기(120)의 출력과 STM-N 신호가 모듈러 2 합산기(130)에서 모듈러 2 합산이 되어 스크램블된 STM-N 신호가 출력된다. 이때, STM-N 구간 오버헤드의 첫 번째 행은 스크램블링 되지 않는다. 따라서, PRBS 발생기(120)는 모든 중계기에서 동일하게 매 프레임마다 "1111111"로 초기화되기 때문에 모든 중계기의 스크램블된 신호는 동일한 패턴의 STM-N 신호로 출력된다.Here, the PRBS generator 120 uses a generating polynomial of 1 + x 6 + x 7 and the last byte of the first row of the Synchronous Transport Module (STM) -N section overhead (SOH: Section Overhead). byte) In the next byte, after the initialization timing signal input from the
따라서, 앞서 언급한 바와 같이 패턴유도지터의 영향이 커지는 문제점이 있었다. 참고적으로, 7단의 PRBS 발생기(120)의 출력 주기는 127 비트이다.Therefore, as mentioned above, there is a problem in that the influence of the pattern induction jitter is increased. For reference, the output period of the seven-stage PRBS generator 120 is 127 bits.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 재생중계기가 연속적으로 연결된 망에서 각 재생중계기마다 스크램블링(Scrambling)의 초기화를 달리하여 매 중계기에서 동일 패턴이 반복되는 것을 방지함으로써 패턴유도지터의 발생을 억제하기 위한 스크램블링 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the problems described above, pattern induction jitter by preventing the repeating of the same pattern in each repeater by different scrambling initialization for each repeater in a network connected to the repeater repeater It is an object of the present invention to provide a scrambling circuit for suppressing the occurrence of a.
즉, 본 발명은 재생중계기가 연속으로 연결된 망에서 모든 중계기 내의 클럭 추출기의 입력 신호가 동일 패턴을 반복함으로써 패턴유도지터의 누적이 커지게 되는데, 각 재생중계기마다 스크램블링의 초기화를 달리하여 매 중계기에서 동일 패턴이 반복되는 것을 방지함으로써, 패턴유도지터를 줄이고 이 지터의 누적을 최소화하여 신뢰성 높은 장거리 전송(long haul transmission)이 가능하도록 하고자 한다.That is, the present invention increases the accumulation of the pattern induction jitter by repeating the same pattern of the input signal of the clock extractor in all the repeaters in a network in which the repeaters are connected continuously. In each repeater, the scrambling is initialized differently. By preventing the same pattern from being repeated, it is intended to reduce the pattern induced jitter and to minimize the accumulation of the jitter to enable reliable long haul transmission.
도 1 은 종래 기술에 따른 동기식 디지털 전송 시스템에서의 스크램블링 회로도.1 is a diagram of a scrambling circuit in a synchronous digital transmission system according to the prior art.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 동기식 디지털 전송 시스템에서의 스크램블링 회로도.2 is a scrambling circuit diagram in a synchronous digital transmission system according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
210 : 초기화 타이밍 발생기 220 : PRBS 발생기210: initialization timing generator 220: PRBS generator
230 : 모듈러 2 합산기 240 : 초기값 발생기230: modular 2 summer 240: initial value generator
250 : 초기값 삽입기250: initial value inserter
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연속적으로 연결된 재생중계기 망을 가진 동기식 디지털 전송 시스템의 스크램블링 회로에 있어서, 프레임 동기 신호(FS)에 응답하여 초기화 타이밍 신호를 발생시키는 초기화 타이밍 발생 수단; 각 재생중계기에서 동일패턴이 반복되는 것을 막아 패턴유도지터의 누적을 막기 위하여, 상기 프레임 동기 신호(FS)에 응답하여 상기 각 재생중계기마다 임의의 초기값을 발생시키기 위한 초기값 발생 수단; 상기 초기화 타이밍 신호 및 상기 각 재생중계기마다 서로 다른 상기 임의의 초기값에 따라, 의사랜덤 이진 신호(FRBS)를 발생시키기 위한 의사랜덤 이진 신호 발생 수단; 및 타 재생중계기의 수신측에서 올바른 디스크램블링이 가능하도록, 상기 임의의 초기값을 입력받아 소정의 동기 전송 모드 프레임상에 상기 임의의 초기값을 삽입하기 위한 초기값 삽입 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scrambling circuit of a synchronous digital transmission system having a connected repeater network, comprising: initialization timing generating means for generating an initialization timing signal in response to a frame synchronization signal (FS); Initial value generating means for generating an arbitrary initial value for each of the reproduction repeaters in response to the frame synchronizing signal (FS) in order to prevent the same pattern from being repeated in each reproduction repeater to prevent accumulation of pattern induction jitter; Pseudorandom binary signal generating means for generating a pseudorandom binary signal (FRBS) according to the initialization timing signal and the arbitrary initial value different for each of the reproduction repeaters; And an initial value inserting means for receiving the arbitrary initial value and inserting the random initial value on a predetermined synchronous transmission mode frame to enable correct descrambling at the receiving end of another reproduction repeater. It is done.
또한, 본 발명은 상기 각 재생중계기마다 서로 다른 상기 의사랜덤 이진 신호(FRBS)의 소정 위치값 및 상기 초기값 삽입 수단의 출력 신호를 합산하여 스크램블링된 동기 전송 모드 신호를 출력하는 모듈러 2 합산기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention further comprises a modular 2 summer for outputting a scrambled synchronous transmission mode signal by summing a predetermined position value of the pseudo random binary signal (FRBS) and the output signal of the initial value inserting means that are different for each of the regenerative repeaters. Characterized in that the made up.
동기식 디지털 계위(SDH) 전송 장치중 재생중계기가 연속으로 연결된 망에서 모든 중계기내의 클럭 추출기의 입력 신호가 동일 패턴을 반복함으로서 패턴유도지터의 누적이 커지게 된다. 이는 중계기의 최대 연결 개수를 제한하는 결정적인 요인이 된다. 따라서, 본 발명은 SDH 중계기에서 스크램블링의 초기화를 달리하여 매 중계기에서 동일패턴이 반복되는 것을 막음으로써 패턴유도지터의 누적을 근본적으로 막을 수 있는 방안을 제공한다.The accumulation of pattern induction jitter is increased by repeating the same pattern of input signals of clock extractors in all repeaters in a network in which repeaters are continuously connected among SDH transmission devices. This is a decisive factor in limiting the maximum number of repeaters. Accordingly, the present invention provides a method of fundamentally preventing the accumulation of pattern induction jitter by preventing the repeating of the same pattern in every repeater by changing the initialization of scrambling in the SDH repeater.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
일반적으로, PRBS 발생기의 출력 순서는 초기값과 생성 다항식에 의하여 결정되기 때문에 그 초기값을 바꾸어 주면 원래의 PRBS 발생기의 출력 순서에 대하여 시간 지연을 갖는 출력을 얻을 수 있다.In general, since the output order of the PRBS generator is determined by the initial value and the generation polynomial, by changing the initial value, an output having a time delay with respect to the output order of the original PRBS generator can be obtained.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 동기식 재생중계기 망에서의 스크램블링 회로를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 초기화 타이밍 발생기(210), PRBS 발생기(220), 모듈러 2 합산기(230), 초기값 발생기(240), 초기값 삽입기(250)로 구성된다.FIG. 2 illustrates a scrambling circuit in a synchronous regenerative repeater network according to an embodiment of the present invention. As illustrated, an
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 동기식 재생중계기 망에서의 스크램블링 회로는, 프레임 동기 신호(FS)에 응답하여 초기화 타이밍 신호를 발생시키는 초기화 타이밍 발생기(210)와, 재생중계기에서 동일패턴이 반복되는 것을 막아 패턴유도지터의 누적을 막기 위하여, 프레임 동기 신호(FS)에 응답하여 매 중계기마다 임의의 초기값을 발생시키기 위한 초기값 발생기(240)와, 초기화 타이밍 신호 및 매 중계기마다 다른 상기 임의의 초기값에 따라, 의사랜덤 이진 신호(FRBS)를 발생시키기 위한 FRBS 발생기(220)와, 수신측에서 올바른 디스크램블링이 가능하도록, 임의의 초기값을 입력받아 소정의 동기 전송 모드 프레임상에 임의의 초기값을 삽입하기 위한 초기값 삽입기(250)를 포함한다. 또한, 매 중계기마다 서로 다른 의사랜덤 이진 신호(FRBS)의 소정 위치값 및 초기값 삽입기(250)의 출력 신호를 합산하여 스크램블링된 동기 전송 모드 신호를 출력하는 모듈러 2 합산기(230)를 더 포함한다.As shown in FIG. 2, the scrambling circuit in the synchronous relay network according to an embodiment of the present invention includes an
여기서, 초기화 타이밍 발생기(210), PRBS 발생기(220) 및 모듈러 2 합산기(230)의 구성은 종래와 동일하다.Here, the configuration of the
초기값 발생기(240)는 매 중계기마다 다른 초기값을 생성해 내며 그 출력은 PRBS 발생기(220)로 인가되어 PRBS 발생기(220)를 초기화시키는 동시에 초기값 삽입기(250)로 인가되어 STM-N 프레임상에 초기값 정보를 실어 줌으로써 수신단에서 올바른 디스크램블링이 가능하도록 한다.The
초기값 발생기(240)는 매 프레임마다 PRBS 발생기(220)를 "1111111"로 초기화하지 않고 임의의 값으로 초기화함으로써 PRBS 발생기(220)의 출력값이 매 중계기마다 다르게 출력되도록 한다. 이러한 경우, 수신단에서도 그 초기값 정보를 알고 있어야 올바르게 수신된 데이터를 디스크램블할 수 있으므로 초기값 정보를 STM-N 프레임상에 실어 보내주어야 한다.The
SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 동기식 다중방식에 사용되는 프레임 구조는 국제규격인 ITU-T G.707에 명확히 정의되어 있다.The frame structure used for SDH (Synchronous Digital Hierarchy) synchronous multiplexing is clearly defined in International Standard ITU-T G.707.
참고적으로, ITU-T G.707에 정의된 SDH 프레임 구조를 살펴보면, 여기서 N은 STM-N(N = 1, 4, 16, 64)로 각기 155.520Mb/s의 1배, 4배, 16배, 64배의 속도인 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5Gb/s, 10Gb/s 전송속도에 해당되는 SDH 신호를 말한다. 프레임내에는 순수한 정보신호에 해당되는 페이로드(payload)와 전송을 위해 별도로 필요한 구간 오버헤드(section overhead)로 구성된다.For reference, look at the SDH frame structure defined in ITU-T G.707, where N is STM-N (N = 1, 4, 16, 64), which is 1, 4, and 16 times 155.520 Mb / s, respectively. It refers to SDH signals corresponding to 155Mb / s, 622Mb / s, 2.5Gb / s, and 10Gb / s transmission speeds, which are twice the speed of 64 times. In the frame, a payload corresponding to a pure information signal and a section overhead necessary for transmission are separately configured.
STM-N의 구간 오버헤드(section overhead)를 구체적으로 살펴보면, 여기서 A1, A2 바이트는 STM-1인 경우 3바이트씩 있으며, STM-N 신호 프레임내에서는 3*N개씩 존재한다. 그 용도는 프레임 동기, 즉 프레임의 시작점을 알리는데 사용되며, 실제 알고리듬에서는 A1 바이트가 연속되다 A2 바이트로 바뀌는 부분, A1과 A2의 경계를 찾아 내는 것으로 구현된다.Looking specifically at the section overhead of the STM-N, A1 and A2 bytes are each 3 bytes in the case of STM-1, and 3 * N are present in the STM-N signal frame. Its purpose is to inform frame synchronization, that is, the starting point of a frame. In the actual algorithm, it is realized by finding the boundary of A1 and A2, where A1 bytes are contiguous and changed to A2 bytes.
전술한 바와 같이, STM-N 신호 프레임내에서 A1, A2 바이트는 3*N개가 존재하여 N이 클수록 필요한 프레임 동기의 성능을 만족하기 위한 것보다 많은 수의 A1, A2 바이트가 존재한다. 따라서, A1과 A2가 바뀌는 부분의 A1, A2 바이트들을 주로 사용하며 양쪽 끝, 즉 앞쪽의 A1 바이트들과 뒤쪽의 A2 바이트들은 불필요하여 사용되지 않고 있다.As described above, there are 3 * N A1 and A2 bytes in the STM-N signal frame, so that the larger the N, the more A1 and A2 bytes exist than to satisfy the required frame synchronization performance. Therefore, A1 and A2 bytes of the part where A1 and A2 are replaced are mainly used, and both ends, that is, A1 bytes at the front and A2 bytes at the back, are unnecessary.
또한, SDH 구간 오버헤드(section overhead)중 J0 바이트와 Z0 바이트 뒤에는 X 표시된 바이트가 있으며, 이는 "국내 사용을 위한 예비 바이트"로 정의되어 SDH 다중장치 상호 호환성을 위해 규정되어 있지 않아 장치 제작자나 망운용자가 임의로 사용할 수 있다. 그런데, Z0 바이트는 STM-1 신호에는 정의되어 있지 않다.In addition, after the J0 byte and the Z0 byte of the SDH section overhead, there are X marked bytes, which are defined as "reserved bytes for domestic use" and are not defined for SDH multi-device interoperability. It can be used arbitrarily by the operator. By the way, the Z0 byte is not defined in the STM-1 signal.
J0 바이트의 용도는 SDH 전송망중 중계기 구간의 연결 상태를 확인하기 위함이나, 그 용도에 대한 자세한 언급은 생략하기로 한다.The purpose of the J0 byte is to check the connection status of the repeater section in the SDH transmission network, but a detailed description of the use thereof will be omitted.
스크램블링은 프레임의 첫 번째 행의 오버헤드를 제외한 부분에 대해 수행된다. 따라서, 스크램블링의 초기값 정보를 중계기간에 전달하는데는 첫 번째 행의 오버헤드중 사용되지 않는 부분을 활용할 수 있으며, 상기한 바와 같이 A1, A2 바이트중 일부와 첫 번째 행 오버헤드중 X 표시 부분이 된다.Scrambling is performed on the part except the overhead of the first row of the frame. Therefore, the unused portion of the overhead of the first row may be utilized to transmit the initial value information of scrambling to the relay period, and as described above, some of the A1 and A2 bytes and the X display portion of the first row overhead are used. Becomes
따라서, STM-N 프레임내의 오버헤드중 첫 번째 행은 스크램블링되지 않으며, 첫 번째 행의 오버헤드에는 동기에 사용되는 프레임 동기 바이트 A1, A2가 있고 중계구간 추적용으로 정의된 J0 바이트가 있으며, J0 바이트 다음 위치에는 국내 사용을 위한 그 정의가 유보되어 있는 예비 바이트가 다수 존재한다.Therefore, the first row of the overhead in the STM-N frame is not scrambled, and the overhead of the first row contains the frame sync bytes A1 and A2 used for synchronization and the J0 byte defined for relay section tracking, J0 After the byte, there are a number of reserved bytes whose definitions are reserved for domestic use.
STM-N 신호에서는 A1, A2 바이트가 3*N개씩 존재하며, 프레임 동기를 위해서 A1과 A2 바이트 경계 부분의 일부 바이트만을 사용한다.In the STM-N signal, there are 3 * N A1 and A2 bytes, and only some bytes of the boundary between A1 and A2 bytes are used for frame synchronization.
이 초기값 정보는 스크램블링이 되지 말아야 하므로 STM-N 신호 프레임 상에서 스크램블링이 되지 않으면서 사용하지 않는 J0 바이트 이후의 위치에 삽입하여 전송하거나 프레임동기 바이트중 사용되지 않는 A1 또는 A2 바이트에 삽입하여 전송한다. 따라서, 수신단에서는 해당 위치의 초기값 정보를 이용하여 디스크램블링을 올바르게 할 수 있다. 초기값으로는 "0000000"을 제외한 임의의 값을 모두 사용할 수 있다.Since the initial value information should not be scrambling, it is inserted and transmitted after the unused J0 byte without being scrambled on the STM-N signal frame, or it is inserted into the unused A1 or A2 byte among the frame sync bytes. . Therefore, the receiving end can correctly descramble using the initial value information of the corresponding position. The initial value can be any value except "0000000".
상기한 일실시예에 나타난 바와 같은 본 발명의 스크램블링 회로는 매 프레임마다 PRBS 발생기(220)를 "1111111"로 초기화하지 않고 임의의 값으로 초기화함으로써 PRBS 발생기(220)의 출력값을 매 중계기마다 다르게 하여 패턴유도지터를 최소화시킨다.The scrambling circuit of the present invention as shown in the above embodiment initializes the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.
이상에서와 같이 본 발명은, 동기식(SDH) 디지털 전송 장치 중 재생중계기가 연속으로 연결된 망에서 각 재생중계기마다 스크램블링의 초기화를 달리하여 매 중계기에서 동일 패턴이 반복되는 것을 방지함으로써, 패턴유도지터를 줄이고 이 지터의 누적을 최소화하여 신뢰성 높은 신호의 장거리 전송이 가능한 효과가 있다.As described above, the present invention provides a pattern induction jitter by preventing the repetition of the same pattern in each repeater by changing the initialization of the scrambling for each repeater in a network in which the repeaters are continuously connected among the SDH digital transmitters. By reducing and minimizing the accumulation of this jitter, a long-range transmission of reliable signals is possible.
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A201 | Request for examination | ||
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |