KR100561637B1 - Apparatus for measuring distance of slave optical source and aligning phase of high speed incoming burst data received from slave optical source in passive optical network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고속의 상향 버스트 데이터의 중앙에 클럭 신호가 위치하도록 상기 데이터를 디지털 방식으로 위상 정렬하고, 여러 슬레이브 광원으로부터 전송되어 오는 신호에 대한 서브 비트 / 비트 편차 값을 구하여 서브 비트의 오차 값으로 각 슬레이브의 위치를 측정할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 수동 광 네트워크의 슬레이브 광원으로부터 수신되는 고속의 버스트 수신 데이터를 입력받아 마스터 동기 클럭에 응답하여 상기 버스트 수신 데이터의 위상을 정렬하여 바이트 동기시켜 출력하고, 슬레이브 광원의 위치를 측정하기 위한 장치에 있어서, 상기 고속의 버스트 수신 데이터를 입력받아 다단 지연하기 위한 지연버퍼링수단; 기준동기신호에 응답하여 거리측정명령으로부터 위상검출시작신호를 생성하여 출력하기 위한 제어신호처리수단; 상기 마스터 동기 클럭, 상기 위상검출시작신호 및 제어 프로세서 정합부로부터 임의의 비트수 이상으로 '1' 및 '0'이 교번하는 프리앰블 신호에 응답된 프리앰블 길이 정보에 응답하여 상기 지연버퍼링수단으로부터 출력되는 지연 데이터의 위상을 정렬시키기 위한 위상정렬수단; 상기 위상정렬수단으로부터 출력되는 신호를 상기 마스터 동기 클럭에 응답하여 분주하기 위한 분주수단; 상기 버스트 수신 데이터의 경계부 신호 및 상기 분주수단으로부터 수신된 신호간의 바이트 동기를 수행하기 위한 바이트동기수단; 데이터 읽기 클럭 신호에 응답하여 상기 바이트동기수단에서 출력되는 바이트 동기된 신호로부터 바이트 단위로 동기되며, 위상 정렬된 버스트 수신 데이터를 최종적으로 추출하기 위한 데이터 추출수단; 상기 위상정렬수단으로부터 출력되는 위상검출신호 및 상기 바이트동기수단으로부터 출력되는 비트검출신호에 응답하여 사용자가 원하는 데이터 포맷으로 인코딩한 거리측정정보를 출력하기 위한 거리측정데이터인코딩수단; 및 상기 버스트 수신 데이터가 수신되지 않았을 때, 상기 위상정렬수단으로부터 출력되는 신호손실경보신호 및 상기 바이트동기수단으로부터 출력되는 바이트동기실패경보신호에 응답하여 경보신호를 생성하고, 상기 바이트동기수단으로부터 출력되는 정상위치여부판단신호에 응답하여 상기 경보신호를 생성하기 위한 경보신호발생수단을 포함한다.The present invention digitally phase-aligns the data so that a clock signal is located at the center of high-speed uplink burst data, and obtains a sub-bit / bit deviation value for a signal transmitted from a plurality of slave light sources. The present invention provides a device capable of measuring the position of each slave. To this end, the present invention receives high-speed burst received data received from a slave light source of a passive optical network and receives a phase of the burst received data in response to a master synchronization clock. An apparatus for aligning and outputting a byte synchronously and measuring a position of a slave light source, comprising: delay buffering means for delaying the multi-step by receiving the high-speed burst received data; Control signal processing means for generating and outputting a phase detection start signal from the distance measurement command in response to the reference synchronization signal; Output from the delay buffering means in response to preamble length information corresponding to a preamble signal in which '1' and '0' are alternating more than a predetermined number of bits from the master synchronous clock, the phase detection start signal, and a control processor matching unit. Phase aligning means for aligning the phase of the delay data; Dividing means for dividing a signal output from the phase aligning means in response to the master synchronous clock; Byte synchronization means for performing byte synchronization between the boundary signal of the burst received data and the signal received from the division means; Data extraction means for finally extracting the phase-aligned burst received data synchronized with the byte unit from the byte synchronized signal output from the byte synchronization means in response to a data read clock signal; Distance measurement data encoding means for outputting distance measurement information encoded in a data format desired by a user in response to a phase detection signal output from the phase alignment means and a bit detection signal output from the byte synchronization means; And generating an alarm signal in response to a signal loss alarm signal output from the phase alignment means and a byte synchronization failure alarm signal output from the byte synchronization means when the burst received data is not received, and outputting from the byte synchronization means. And an alarm signal generating means for generating the alarm signal in response to the normal position determination signal.
수동 광 네트워크, 슬레이브 광원, 고속의 버스트 수신 데이터, 광 수신기, 지연버퍼부, 위상정렬부, 1:8분주기, 바이트동기부, ATM 셀 추출부, 거리측정데이터인코딩부, 경보신호발생부Passive optical network, slave light source, high speed burst reception data, optical receiver, delay buffer section, phase alignment section, 1: 8 divider, byte synchronizer section, ATM cell extraction section, distance measurement data encoding section, alarm signal generation section
Description
도 1은 ITU-T G.983에서 권고하는 ATM-PON에서의 155Mb/s 상향 버스트 데이터(의 포맷도.1 is a format diagram of 155 Mb / s uplink burst data (at ATM-PON recommended in ITU-T G.983).
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 구성도.2 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 상기 도 2의 위상정렬부에 대한 내부 상세 블록도.FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating the phase aligning unit of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 4는 광 수신기에서 추출된 전기적 버스트 데이터의 패턴을 개념적으로 도시한 도면.4 conceptually illustrates a pattern of electrical burst data extracted at an optical receiver;
도 5a 내지 도 5e는 클럭 주기 T 시간 내에서만 지연 신호를 생성할 경우 발생할 수 있는 위상 검출 오류를 설명하기 위한 위상 정렬 타이밍도.5A to 5E are phase alignment timing diagrams for explaining a phase detection error that may occur when a delay signal is generated only within a clock period T time.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawing
200 : 광 수신기 301 : 지연버퍼부200: optical receiver 301: delay buffer unit
302 : 위상정렬부 303 : 1:8 분주기302: phase alignment unit 303: 1: 8 divider
304 : 바이트동기부 305 : ATM 셀 추출부304: byte synchronization unit 305: ATM cell extraction unit
306 : 제어신호처리부 307 : 거리측정데이터인코딩부306: control signal processing unit 307: distance measurement data encoding unit
308 : 경보신호발생부308: alarm signal generator
본 발명은 수동 광 네트워크 기술에 관한 것으로, 특히 슬레이브 광원에서 송신하는 고속의 버스트 데이터에 대한 위상 정렬 및 슬레이브 광원의 위치를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to passive optical network technology, and more particularly, to an apparatus for measuring phase alignment and position of a slave light source for high speed burst data transmitted by the slave light source.
최근 광통신 전송 기술의 급속한 성장과 더불어 사용자에게 가급적 저렴한 가격으로 고속의 정보 통신 서비스를 제공하기 위하여 점 대 다점 간의 TDMA(Time Division Multiple Access) 광 전송 기술을 제공하는 수동 광 네트워크 기술이 주목받고 있다.Recently, with the rapid growth of the optical communication transmission technology, passive optical network technology that provides a point-to-multipoint time division multiple access (TDMA) optical transmission technology in order to provide a high-speed information communication service to the user at the lowest possible price has attracted attention.
일반적으로, 수동 광 네트워크에서는 마스터 광원에서 원하는 슬레이브 광원의 신호만을 수용하기 위한 허용 신호를 해당 슬레이브 광원으로 보내면 이를 받은 슬레이브 광원에서만 광 신호를 송신하게 되는데, 슬레이브 광원에서 송신하는 데이터는 고속의 버스트 특성을 가진다. 이때, 마스터 광원에서는 슬레이브 광원으로 부터 수신된 고속의 상향 버스트 데이터로부터 클럭 신호를 추출하고, 동기 클럭에 데이터의 위상을 정렬하게 된다. In general, in a passive optical network, when a master signal transmits an allowance signal for accommodating only a signal of a desired slave light source to the corresponding slave light source, only the slave light source that receives the light signal transmits the optical signal. Has At this time, the master light source extracts the clock signal from the high-speed uplink burst data received from the slave light source, and aligns the phase of the data with the synchronous clock.
이를 위해 종래에는, 아날로그 방식의 위상 루우프백 록킹(PLL) 방식으로 클럭 신호를 추출하고 위상을 정렬하였으나, 각 슬레이브 광원으로부터 고속(약 155Mb/s 정도)으로 입력되는 버스트 데이터 별로 클럭 신호를 추출하고, 위상 정렬을 수행하는 데 록킹(locking) 시간이 수백 ㎲ ~ ㎳ 정도 소요되기 때문에는 부적합하다. To this end, conventionally, the clock signal is extracted and the phases are aligned using the analog phase loopback locking (PLL) method. However, the clock signal is extracted for each burst data input at high speed (about 155 Mb / s) from each slave light source. This is not suitable because the locking time takes several hundreds of microseconds to perform the phase alignment.
또다른 종래의 기술로는, 상향 직렬 155Mb/s 데이터를 이용하여 위상 정렬 및 위치 측정을 수행하는 기술이 있다. 그러나, 이러한 종래의 기술은 고속 신호를 직렬로만 처리함으로써 일반적으로 사용되는 FPGA(Field Programmable Gate Array)에서 이용하기 어려울 뿐만 아니라 고속 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 소자를 이용함으로써 개발에 소요되는 시간과 비용이 적지 않다.Another conventional technique is to perform phase alignment and position measurements using upward serial 155 Mb / s data. However, such a conventional technology is not only difficult to use in a field programmable gate array (FPGA), which is commonly used by processing high speed signals in series, but also requires time and cost for development by using a high speed application specific integrated circuit (ASIC) device. This is not a lot.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 고속의 상향 버스트 데이터의 중앙에 클럭 신호가 위치하도록 상기 데이터를 디지털 방식으로 위상 정렬하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for digitally aligning data in such a manner that a clock signal is located at the center of high-speed uplink burst data.
또한, 수동 광 네트워크 기술에서 각 슬레이브 광원의 위치에 따라 데이터의 위상이 다르기 때문에 슬레이브 광원의 위치를 파악하기 위한 거리 측정이 필요한 데, 이를 위해 본 발명은 여러 슬레이브 광원으로부터 전송되어 오는 신호에 대한 서브 비트 / 비트 편차 값을 구하여 서브 비트의 오차 값으로 각 슬레이브의 위치를 측정할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
In addition, in the passive optical network technology, since the phase of the data is different according to the position of each slave light source, distance measurement is required to determine the position of the slave light source. To this end, the present invention provides a method for sub-signaling transmitted from various slave light sources. It is to provide a device that can measure the position of each slave by the error value of the sub-bit by obtaining the bit / bit deviation value.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수동 광 네트워크의 슬레이브 광원으로부터 수신되는 고속의 버스트 수신 데이터를 입력받아 마스터 동기 클럭에 응답하여 상기 버스트 수신 데이터의 위상을 정렬하여 바이트 동기시켜 출력하고, 슬레이브 광원의 위치를 측정하기 위한 장치에 있어서, 상기 고속의 버스트 수신 데이터를 입력받아 다단 지연하기 위한 지연버퍼링수단; 기준동기신호에 응답하여 거리측정명령으로부터 위상검출시작신호를 생성하여 출력하기 위한 제어신호처리수단; 상기 마스터 동기 클럭, 상기 위상검출시작신호 및 제어 프로세서 정합부로부터 임의의 비트수 이상으로 '1' 및 '0'이 교번하는 프리앰블 신호에 응답된 프리앰블 길이 정보에 응답하여 상기 지연버퍼링수단으로부터 출력되는 지연 데이터의 위상을 정렬시키기 위한 위상정렬수단; 상기 위상정렬수단으로부터 출력되는 신호를 상기 마스터 동기 클럭에 응답하여 분주하기 위한 분주수단; 상기 버스트 수신 데이터의 경계부 신호 및 상기 분주수단으로부터 수신된 신호 간의 바이트 동기를 수행하기 위한 바이트동기수단; 데이터 읽기 클럭 신호에 응답하여 상기 바이트동기수단에서 출력되는 바이트 동기된 신호로부터 바이트 단위로 동기되며, 위상 정렬된 버스트 수신 데이터를 최종적으로 추출하기 위한 데이터 추출수단; 상기 위상정렬수단으로부터 출력되는 위상검출신호 및 상기 바이트동기수단으로부터 출력되는 비트검출신 호에 응답하여 사용자가 원하는 데이터 포맷으로 인코딩한 거리측정정보를 출력하기 위한 거리측정데이터인코딩수단; 및 상기 버스트 수신 데이터가 수신되지 않았을 때, 상기 위상정렬수단으로부터 출력되는 신호손실경보신호 및 상기 바이트동기수단으로부터 출력되는 바이트동기실패경보신호에 응답하여 경보신호를 생성하고, 상기 바이트동기수단으로부터 출력되는 정상위치여부판단신호에 응답하여 상기 경보신호를 생성하기 위한 경보신호발생수단을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention receives high-speed burst reception data received from a slave light source of a passive optical network, and outputs the byte synchronization by aligning the phases of the burst reception data in response to a master synchronization clock. An apparatus for measuring the position of the apparatus, the apparatus comprising: delay buffering means for delaying a plurality of stages of the high-speed burst received data; Control signal processing means for generating and outputting a phase detection start signal from the distance measurement command in response to the reference synchronization signal; Output from the delay buffering means in response to preamble length information corresponding to a preamble signal in which '1' and '0' are alternating more than a predetermined number of bits from the master synchronous clock, the phase detection start signal, and a control processor matching unit. Phase aligning means for aligning the phase of the delay data; Dividing means for dividing a signal output from the phase aligning means in response to the master synchronous clock; Byte synchronization means for performing byte synchronization between the boundary signal of the burst received data and the signal received from the division means; Data extraction means for finally extracting the phase-aligned burst received data synchronized with the byte unit from the byte synchronized signal output from the byte synchronization means in response to a data read clock signal; Distance measurement data encoding means for outputting distance measurement information encoded in a data format desired by a user in response to a phase detection signal output from the phase alignment means and a bit detection signal output from the byte synchronization means; And generating an alarm signal in response to a signal loss alarm signal output from the phase alignment means and a byte synchronization failure alarm signal output from the byte synchronization means when the burst received data is not received, and outputting from the byte synchronization means. And an alarm signal generating means for generating the alarm signal in response to the normal position determination signal.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
본 발명의 장치는 ITU-T G.983에서 권고하는 ATM-PON(Asynchronous Transfer Mode - Passive Optical Network)에서 155Mb/s급 버스트 상향 데이터의 위상을 정렬하고, 여러 슬레이브 광원의 위치를 서브 비트/비트의 정확도로 위치를 파악하여 측정하는 상향 버스트 데이터에 대한 처리 장치로 활용가능하다. The apparatus of the present invention aligns the phase of 155 Mb / s burst upstream data in the Asynchronous Transfer Mode-Passive Optical Network (ATM-PON) recommended in ITU-T G.983, and sub-bits / bits of the positions of several slave light sources. It can be used as a processing device for uplink burst data that locates and measures the position with the accuracy of.
먼저, 상향 버스트 데이터의 구조에 대해 살펴본다.First, the structure of the uplink burst data will be described.
도 1은 ITU-T G.983에서 권고하는 ATM-PON에서의 155Mb/s 상향 버스트 데이터(100)의 포맷도로서, 3바이트의 오버헤드부(110)와 53바이트의 ATM 셀(120)로 구성된다. 본 발명에서는 오버헤드부(110)의 3바이트를 이용하여 데이터의 위상 정렬 및 거리 위치 정보를 수집한 후 바이트 동기된 53바이트의 ATM 셀(120)을 추출한다.FIG. 1 is a format diagram of 155 Mb / s
도 1에서, 3바이트의 오버헤드부(110)를 자세히 살펴보면 가드 타임부(112), 프리앰블부(114) 및 경계부(delimiter)(116)로 이루어진다. 이때, 가드타임부(112)는 마스터 클럭과 슬레이브 클럭이 동기되어 있으나 지터(jitter)를 보상하고 거리 측정 계수의 비트 정확도에 따라 이를 보상하기 위해 요구되는 비트로써 한 개의 마스터와 여러 개의 슬레이브로 구성된 점 대 다점의 TDMA 방식에서 각 슬레이브 측에서 올라오는 데이터 사이의 충돌을 피하기 위해서 사용되며 이 시간 동안은 데이터가 없는 상태로 가정한다. 그리고, 프리앰블부(114)는 광 버스트 데이터를 수신하는 레이져 다이오드가 추출 데이터 진폭을 회복하고 마스터에 도달한 여러 슬레이브 버스트 데이터의 위상차를 검출하고 동기 클럭에 데이터의 위상을 정렬시키는 데 필요한 비트로써 "1010" 패턴으로 구성되어 있다. 또한, 경계부(116)는 ATM 셀(120)의 시작점을 검출하기 위한 고정 패턴 동기 신호로서, 경계부 오버헤드에서 검출 처리한 후 바이트 동기를 수행한다. In FIG. 1, the
상기 도 1의 데이터 포맷도로 구성되는 상향 버스트 데이터로부터 53바이트의 ATM 셀(120)을 추출하기 위해 ITU-T G.983에서 오버헤드부(110)를 구성하는 가드타임부(112) 및 프리앰블부(114)의 길이와 경계부(116) 값을 각각 프로그램할 수 있도록 권고하고 있다. The
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 구성도로서, 상향 버스트 155Mbs/s 광 데이터를 입력받아 전기적으로 155Mb/s의 직렬 신호로 변환한 후 본 발명의 장치로 출력하는 광 수신기(200)를 포함하여 도시하였다.2 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention, which receives an up burst 155Mbs / s optical data, converts it into a serial signal of 155Mb / s, and then outputs the
도 2를 참조하면, 본 발명의 장치는 고속(155Mb/s)의 버스트 데이터를 수신하여 마스터 동기 클럭(155MHz)에 응답하여 버스트 데이터의 위상을 정렬하고, 바 이트 동기를 수행하는 장치로서, 광 수신기(100)로부터 수신된 155Mb/s의 전기적 버스트 데이터를 입력받아 다단 지연하기 위한 지연버퍼부(301), 마스터 동기 클럭(155MHz)에 지연버퍼부(301)로부터 출력되는 지연된 데이터(DLY0 내지 DLYn)의 위상을 정렬시키기 위한 위상정렬부(302), 위상정렬부(302)로부터 출력되는 신호를 마스터 동기 클럭을 이용하여 1:8 비트 분주를 수행하기 위한 1:8분주기(303), 지정된 오버헤드부(도 1의 110)의 경계부(116) 신호 및 상기 1:8분주기(303)로부터 수신된 신호 간의 바이트 동기를 수행하기 위한 바이트동기부(304), ATM 셀 읽기 클럭 신호에 응답하여 상기 바이트동기부(304)로부터 수신된 바이트 동기된 신호로부터 바이트 단위로 53바이트의 ATM 셀 신호를 추출하기 위한 ATM 셀 추출부(305), 기준동기신호에 응답하여 거리측정명령으로부터 위상검출시작신호를 생성하여 상기 위상정렬부(302)로 출력하기 위한 제어신호처리부(306), 상기 위상정렬부(302)로부터 출력되는 위상검출신호와 바이트동기부(304)로부터 출력되는 비트검출신호를 이용하여 사용자가 원하는 데이터 포맷으로 인코딩한 후 거리측정정보를 출력하기 위한 거리측정데이터인코딩부(307) 및 전기적 버스트 데이터가 없을 때 위상정렬부(302)로부터 출력되는 신호손실경보신호와 바이트동기부(304)로부터 출력되는 바이트동기실패경보신호에 응답하여 경보신호를 생성하고, 바이트동기부(304)로부터 출력되는 정상위치여부판단신호에 응답하여 경보신호를 생성하기 위한 경보신호발생부(308)로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the apparatus of the present invention receives burst data at high speed (155 Mb / s), aligns phases of the burst data in response to the master synchronization clock (155 MHz), and performs byte synchronization.
먼저, 광 수신기(100)로부터 수신된 155Mb/s의 전기적 버스트 데이터를 입력받아 다단 지연하기 위한 지연버퍼부(301)에 대해 설명한다. First, the
지연버퍼부(301)는 마스터 동기 클럭(155MHz)의 한 클럭 주기 T 시간 보다 약간 큰 시간(< T/2)의 n분주된 지연 시간 만큼 전기적 버스트 데이터를 다단 지연하는 데, 일반적으로 FPGA 내부 버퍼의 지연 시간과 라우팅 지연 시간이 1 ~ 3nsec이므로 FPGA 특성에 따라 n값을 조정하면 된다. 일예로, FPGA 내부 버퍼의 지연 시간이 3ns이면, 3개의 지연 버퍼를 이용하여 마스터 동기 클럭(155MHz)의 한 주기 T 시간(6.43ns) 내에서 2개 지연 신호와 1개의 추가 지연 신호(DLY0(입력신호), DLY1, DLY2, DLY3)를 생성한다. 여기서, T/2는 한 주기 내에 지연 신호가 T/n로 정확히 존재하면 "0"이 될 수 있으나 FPGA 내부 지연 시간이 각기 틀릴 수 있으므로 한 주기내에서 존재하는 지연 신호와 하나 더 추가된 지연 신호를 이용하여 위상 검출 및 위상 정렬을 오류 없이 수행하도록 한다.The
다음으로, 위상정렬부(302)는 마스터 동기 클럭에 응답하여 구동하고, 제어신호처리부(306)로부터 출력되는 위상검출시작신호 및 오버헤드 데이터 레지스터를 제어하는 프로세서 제어부(도면에 도시되어 있지 않음)로부터 지정되어 출력되는 프리앰블 신호에 응답하여 지연버퍼부(301)로부터 입력된 다수의 지연 데이터 중 동기 클럭 상승 에지 부분이 데이터 중앙에 위치하는 지연 데이터를 선택하는 블록으로, 도 3의 내부 구성도를 통해 보다 상세히 설명한다.Next, the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 상기 도 2의 위상정렬부에 대한 내부 상세 블록도로서, 클럭단으로 마스터 동기 클럭을 입력받고 데이터단으로 지연버퍼부(301)로부터 입력되는 지연 데이터(DLY0 내지 DLY3)를 각기 입력받는 4개의 D 플립플롭들로 구성된 리타이밍 버퍼링부(401), 상기 리타이밍 버퍼링부(401)로부터 출력되는 D 플립플롭에 클럭킹된 4개의 지연 신호(DLYQ0 내지 DLYQ3)를 입력으로 받아 배타적논리합하기 위한 3개의 배타적논리합게이트(402 내지 404), 클럭단으로 마스터 동기 클럭을, 리셋단으로 위상검출시작신호를 각각 입력받고 셋단으로 상기 배타적논리합게이트(402 내지 404)로부터 출력되는 신호를 각기 입력받는 3개의 RS 플립플롭들로 구성된 비동기 리셋동기부(405), 상기 비동기 리셋동기부(405)의 RS 플립플롭의 출력단으로부터 각각 출력되는 신호와 상기 배타적논리합게이트(402 내지 404)로부터 출력되는 신호를 입력받아 논리곱하기 위한 3개의 논리곱게이트(406 내지 408), 클럭단으로 마스터 동기 클럭을, 리셋단으로 위상검출시작신호를 각각 입력받고 셋단으로 상기 논리곱게이트(406 내지 408)로부터 출력되는 신호를 각기 입력받는 3개의 RS 플립플롭들로 구성된 비동기 리셋동기부(409), 상기 비동기 리셋동기부(409)의 RS 플립플롭의 출력단으로부터 각각 출력되는 신호와 상기 배타적논리합게이트(402 내지 404)로부터 출력되는 신호를 입력받아 논리곱하기 위한 3개의 논리곱게이트(410 내지 412), 클럭단으로 마스터 동기 클럭을, 리셋단으로 위상검출시작신호를 각각 입력받고 셋단으로 상기 논리곱게이트(410 내지 412)로부터 출력되는 신호를 각기 입력받아 출력단(Q)으로 위상선택신호(SEL0 내지 SEL2)를 각각 출력하는 3개의 RS 플립플롭들로 구성된 비동기 리셋동기부(413), 상기 비동기 리셋동기부(413)로부터 위상선택신호(SEL3[0:2])를 입력받아 논리합하여 위상검출종료신호를 출력하기 위한 논리합게이트(414), 프리앰블 길이 정보에 응답하여 3개의 비동기 리셋동기부(405, 409, 413)로부터 각각 출력되는 위상선택신호(SEL1[0:2], SEL2[0:2], SEL3[0:3]) 중 어느 하나를 선택하여 위상선택신호(SEL[0:2])로 출력하는 멀티플렉서(419), 상기 리타이밍 버퍼링부(401)로부터 출력되는 D 플립플롭에 클럭킹된 4개의 지연 신호(DLYQ0 내지 DLYQ3)를 입력으로 받아 마스터 동기 클럭에 응답하여 다단 지연하는 3개의 D 플립플롭들로 이루어진 3단 D 플립플롭 버퍼(415), 클럭단으로 마스터 동기 클럭을 입력받고 데이터단으로 상기 3단 D 플립플롭 버퍼(415)로부터 출력되는 3개의 신호 중 2개의 신호를 각각 입력받는 2개의 D 플립플롭(416, 417) 및 상기 멀티플렉서(419)로부터 출력되는 위상선택신호(SEL[0:2])에 응답하여 2개의 D 플립플롭(416, 417)으로부터의 신호와 상기 3단 D 플립플롭버퍼(415)로부터 출력되는 나머지 1개 신호 중 어느 하나를 선택하여 위상정렬된 신호로 1:8 분주기(303)로 출력하기 위한 멀티플렉서(418)로 이루어진다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the phase aligning unit of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention, in which a master synchronization clock is inputted to a clock stage and delay data input from the
여기서, 3단의 비동기 리셋동기부(405, 409, 413)는, 위상검출시작신호가 수신되면 각 RS 플립플롭을 모두 리셋시켜 모든 플립플롭의 값을 클리어한 후 위상 변화에 따라 마스터 동기 클럭에 동기되어 RS 플립플롭을 셋한다.Here, the three-stage asynchronous
그리고, 리타이밍 버퍼링부(401)는 디지털 로직의 엣지에 데이터 변환이 일어남에 따라 발생하는 준안정성(Metastability) 오류 발생을 막기 위해서 지연버퍼부(301)로부터 입력되는 지연 데이터(DLY0 내지 DLY3)를 D 플립플롭을 사용하여 리타이밍하고, 배타적논리합게이트(402 내지 404)를 이용하여 리타이밍된 신호로부터 위상 검출의 변화를 검출한다. 그러나, 이 검출된 신호들(즉, 배타적논리합게이트의 출력신호들)은 도 4에 도시된 바와 같이 광 수신기(200)에서 추출된 전기적 버스트 데이터의 패턴에 따라 위상 검출의 오류를 범할 수 있다.The
도 4는 광 수신기(200)에서 추출된 전기적 버스트 데이터의 패턴을 개념적으로 도시한 도면으로서, (a)와 같이 전기적 버스트 데이터의 패턴이 정상적인 데이터 패턴일 경우 위상 검출은 한번 수행한 결과를 갖고 즉 배타적논리합게이트(402 내지 404)의 출력신호로 멀티플렉서(418)를 제어해도 상관없으나, (b), (c) 및 (d)와 같이 전기적 버스트 데이터의 아이 패턴(Eye Pattern)이 50:50 튜티를 갖고 있지 않을 경우에는 배타적논리합게이트의 출력신호를 멀티플렉서(418)의 선택신호로 사용하면 원치 않는 지연 데이터를 선택할 수 있게 된다. 따라서, 배타적논리합게이트(402 내지 404)에 연결되는 비동기 리셋동기부(405, 409, 413)를 통해 에지 검출의 정확성을 기할 수 있도록 구성하였다. 4 is a diagram conceptually illustrating a pattern of electrical burst data extracted from the
예를들어, 도 4의 (c)와 같이 좁은 폭의 데이터 패턴인 신호를 지연 신호로 수신할 경우, 프리앰블 길이 정보에 응답하여 멀티플렉서(419)에서 비동기 리셋동기부(413)로부터 출력되는 위상선택신호(SEL3[0:2])를 선택하고, 선택된 위상선택신호(SEL3[0:2])가 멀티플렉서(418)를 제어함으로써 에지 검출의 정확성 및 노이즈 인가 신호에 대한 오류를 막을 수 있다. For example, when a signal having a narrow data pattern is received as a delay signal as shown in FIG. 4C, the phase selection output from the asynchronous
따라서, 3단의 비동기 리셋동기부(405, 409, 413)를 이용하여 위상선택신호를 발생할 경우 프리앰블 신호는 최소 6비트 이상으로 '1' 및 '0'이 교번하는 신호로 구성되도록 레지스터 제어 프로세서 정합부(도면에 도시되지 않음)에서 6비트의 프리앰블 길이 정보를 제공한다. 즉, 프리앰블 신호의 길이가 4비트로 구성될 경우에는 2단의 비동기 리셋동기부만을 이용하여 출력되는 위상선택신호(SEL2[0:2])를 상기 프리앰블 길이 정보에 응답하여 선택할 수 있으나 본 발명에서는 노이즈 혹은 에지 검출의 부정확성이 있을 수 있으므로 최소 6비트 이상의 길이로 프리앰플 길이 정보를 사용한다.Therefore, when the phase selection signal is generated by using the three-stage asynchronous
그리고, 3단 D 플립플롭 버퍼(415)는, 멀티플렉서(418)에서 비동기 리셋동기부(413)로부터 출력되는 위상선택신호(SEL0 내지 SEL2)를 이용하여 지연 신호 중 어느 하나를 선택하기 때문에 리타이밍 버퍼링부(401)로부터 출력되는 지연 신호(DLYQ0 내지 DLYQ3)를 위상선택신호(SEL0 내지 SEL2)가 출력되는 타이밍에 맞추기 위하여 지연신호(DLYQ0 내지 DLYQ3)를 지연하기 위한 것이다. Since the three-stage D flip-
도 5a 내지 도 5e는 클럭 주기 T 시간 내에서만 지연 신호를 생성할 경우 발생할 수 있는 위상 검출 오류를 설명하기 위한 위상정렬 타이밍도로서, T시간을 6.43ns로 하고 각 내부 버퍼의 지연 시간(dT)을 3nsec로 고정한 상태에서의 위상 검출 오류를 살펴 본다.5A to 5E are phase alignment timing diagrams for explaining a phase detection error that may occur when a delay signal is generated only within a clock period T time. The T time is 6.43 ns and the delay time dT of each internal buffer. Let's look at the phase detection error with 3nsec fixed.
도 5a의 타이밍도는 T 시간 내에서의 지연 신호를 dT만큼 지연한 타이밍도이다. DLY0(입력신호)을 dT만큼 지연한 신호가 DLY1 신호이고, 상기 DLY1 신호를 다시 dT만큼 지연한 신호가 DLY2 신호이고, 상기 DLY2 신호를 다시 dT만큼 지연한 신호가 DLY3 신호이다. 그리고, 위상선택신호(SEL0, SEL1, SEL2)는 앞서 설명한 바와 같이 클럭 상승 신호를 이용하여 리타이밍 버퍼링부(401)로부터 출력되는 지연 신호에 대해서 각각 배타적 논리합한 값이다. The timing chart of FIG. 5A is a timing chart of delaying the delay signal within d time by dT. A signal delaying DLY0 (input signal) by dT is a DLY1 signal, a signal delaying the DLY1 signal by dT again is a DLY2 signal, and a signal delaying the DLY2 signal by dT again is a DLY3 signal. As described above, the phase selection signals SEL0, SEL1, and SEL2 are exclusive logical sums of delay signals output from the
마스터 동기 클럭의 주기 T에서 각 dT 영역을 A, B, C로 정의하고, 영역 A에 마스터 동기 클럭의 상승 에지가 존재할 경우에, 도면에서와 같이 지연 신호 중 DLY2 신호의 중앙에 클럭의 상승 에지가 존재함을 알 수 있다. 이때의 SEL[0:1]값 은 도 5b와 같이 "10"으로 이 SEL값을 이용하여 DLYQ2를 선택한다. 이와 동일한 방법으로, 영역 B에 마스터 동기 클럭의 상승 에지가 존재할 경우 DLYQ0 신호를 선택한다. 그러나, 영역 C에 마스터 동기 클럭의 상승 에지가 존재하고, 도 5c에 도시된 바와 같이 DLY신호를 T 영역 내에서 지연 신호만을 생성할 경우(즉, DLY0, DLY1, DLY2만을 이용할 경우)에는 DLYQ1의 선택이 이루어져야 하지만, 도 5d에 도시된 바와 같은 SEL[0:1] 값이 "10"일 경우에는 DLYQ2를 선택함으로써 클럭 상승 에지가 데이터 중앙에 위치하지 않고 데이터 변환부분에 위치함에 따라 데이터의 지터나 외부 잡음에 따른 데이터 오류를 일으킬 수 있다.In the period T of the master synchronous clock, each dT region is defined as A, B, and C, and when the rising edge of the master synchronous clock is present in the region A, the rising edge of the clock in the center of the DLY2 signal among the delay signals as shown in the figure. It can be seen that there exists. At this time, the SEL [0: 1] value is " 10 " as shown in FIG. 5B. Using this SEL value, DLYQ2 is selected. In the same manner, the DLYQ0 signal is selected when there is a rising edge of the master synchronization clock in the area B. However, when the rising edge of the master synchronous clock exists in the region C, and the DLY signal generates only a delay signal in the T region as shown in FIG. 5C (that is, when only DLY0, DLY1, and DLY2 are used), If the SEL [0: 1] value as shown in Fig. 5D is " 10 ", select < RTI ID = 0.0 > DLYQ2 < / RTI > It may also cause data errors due to external noise.
따라서, 도 5e와 같이 DLY0, DLY1, DLY2, DLY3을 사용하고, SEL[0:2]의 값이 "001" 혹은 "101"일 경우에는 클럭 상승 에지가 데이터 중앙에 위치하는 DLY1을 선택함으로써 데이터 처리에 외부 잡음 혹은 지터에 영향을 받지 않도록 한다. Therefore, as shown in FIG. 5E, when DLY0, DLY1, DLY2, and DLY3 are used, and the value of SEL [0: 2] is "001" or "101", data is selected by selecting DLY1 having the clock rising edge located at the center of the data. Ensure that processing is not subject to external noise or jitter.
다음으로, 본 발명의 장치에 구비되는 상기 도 2의 1:8분주기(303)는 위상정렬부(302)로부터 출력되는 위상정렬된 신호와 마스터 동기 클럭을 이용하여 단순 1:8 비트 분주를 수행하고, 바이트동기부(304)는 오버헤드 데이터 레지스터를 제어하는 프로세서 제어부(도면에 도시되어 있지 않음)로부터 지정되어 출력되는 경계부신호와 상기 1:8분주기(303)로부터 분주된 신호 간의 바이트 동기를 수행하는데, 바이트 동기 시작은 위상정렬부(302)로부터의 위상검출종료신호에 응답되어 시작된다. 그리고, 바이트동기부(304)는 기준동기신호와 비교하여 원치 않는 위치에 전기적 버스트 데이터가 존재할 경우 정상위치여부판단신호를 경보신호발생부(308)로 출력한다.Next, the 1: 8
본 발명의 바이트동기부에서는 8비트 병렬 동기로 8가지의 경계부신호 패턴이 존재할 수 있다. 1:8 분주기(303)로부터 수신되는 바이트 정렬이 되어 있지 않은 신호로부터 8가지의 패턴을 비교하여 바이트 동기를 수행한다. 일예로, 경계부신호 패턴이 "11011000"이라면 8분주된 패턴은 2개의 레지스터, 즉 16비트 레지스터를 이용할 경우 아래 표 1에 도시된 것과 같은 패턴이 존재하게 된다. 아래 표 1에서 경계부신호는 밑줄로 표시하였고, 경계부신호 앞의 데이터는 프리앰블 패턴 데이터이다. 그리고, 경계부신호 뒤의 데이터는 ATM 셀 데이터가 된다.In the byte synchronization unit of the present invention, eight boundary signal patterns may exist in 8-bit parallel synchronization. The byte synchronization is performed by comparing eight patterns from the unaligned signal received from the 1: 8
여기서, 8가지의 패턴에 동기되는 신호에 따라 비트 별로 거리를 추출할 수 있기 때문에 8가지의 경계부신호 패턴에 따른 비트검출신호를 추출할 수 있다. Here, since the distance can be extracted for each bit according to the signal synchronized with the eight patterns, the bit detection signal according to the eight boundary signal patterns can be extracted.
그리고, ATM셀 추출부(305)에서 바이트 동기된 신호로부터 ATM 셀 53바이트 신호를 추출하되, ATM 셀 읽기 클럭에 응답하여 바이트 단위로 추출한다.The ATM
또한, 거리측정데이터인코딩부(307)는 위상정렬부(302)로부터의 위상검출신호와 바이트동기부(304)로부터의 비트검출신호를 이용하여 사용자가 원하는 포맷으로 인코딩하는 부분으로써, 기준 동기 신호와 비교하여 서브비트(위상) 및 비트 단위로 거리 측정 정보값을 표시하여 출력한다. In addition, the distance measurement
마지막으로, 경보신호발생부(308)는 전기적 버스트 데이터가 없을 때 위상정렬부(302)에서 위상선택신호(SEL0 내지 SEL2)가 모두 "0"인 신호손실경보신호를 발생하고, 바이트동기부(304)에서 바이트동기실패경보신호를 보낼 경우에 경보신호를 출력하고, 또한 기준동기신호와 비교하여 원치 않는 위치에 전기적 버스트 데이터신호가 존재할 경우 바이트동기부(304)로부터 출력되는 정상위치여부판단 신호에 응답하여 경보신호를 출력한다.Finally, when there is no electrical burst data, the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 수동 광 네트워크에서는 마스터 광원에서 원하는 슬레이브 광원의 신호만을 수용하기 위한 허용 신호를 해당 슬레이브 광 원으로 보내면 이를 받은 슬레이브 광원에서만 광 신호를 송신하게 되는 ITU-T G.983에서 권고하는 ATM-PON에서 버스트 상향 155Mb/s 데이터의 위상 정렬 및 슬레이브 광원의 위치 측정값을 구하는 전용 장치로 활용할 수 있다.
According to the present invention made as described above, in a passive optical network, when an allow signal for accommodating only a signal of a desired slave light source from a master light source is transmitted to a corresponding slave light source, an optical signal is transmitted only from the slave light source that receives the ITU-T G.983. It can be used as a dedicated device to obtain the phase alignment of burst upstream 155Mb / s data and the position measurement of the slave light source in the ATM-PON recommended by.
Claims (5)
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KR1019990060196A KR100561637B1 (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Apparatus for measuring distance of slave optical source and aligning phase of high speed incoming burst data received from slave optical source in passive optical network |
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- 1999-12-22 KR KR1019990060196A patent/KR100561637B1/en not_active IP Right Cessation
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