SE505403C2 - Förfarande för reducering av transienter i ett redundant klocksignalgenererande system - Google Patents

Description

505 403 2 klocksystem är alla de klocksignalgenererande planen synkronise- rade med varandra i frekvens såväl som i fas. Synkroniseringen mellan de klocksignalgenererande planen åstadkoms i allmänhet av ett regleringssystem. Eftersom klocksignalerna för alla planen regleras mot varandra så hänvisas regleringen till som ömsesidig reglering.

Ett ömsesidigt reglerande klocksystem har en naturlig beredskap när ett funktionsfel uppstår eller när ett plan i klocksystemet dras ut från ett magasin. Om, i ett klocksystem av master-slav- typ, ett fel eller ett funktionsfel uppstår i mastern, så måste en rekonfiguration utföras snabbt. Administreringen av denna rekonfiguration är en svårighet som undviks i ett ömsesidigt klocksystem. En ömsesidig reglering mellan planen gör det möjligt att ha identiska plan vad avser både maskinvara såväl som programvara. I det följande så betraktas i allmänhet ett ömsesidigt reglerande klockgenereringssystem.

De klocksignalgenererande planen bör också vara synkroniserade med en extern referenssignal. Detta hänvisas till som nätverks- synkronisering. Om väljaren inte är synkroniserad med inkommande data så kan "slip" uppstå i överföringen och data gå förlorade.

Störningar i en dataström som inkomer till en väljare, vilka i allmänhet orsakas av underflow eller overflow hänvisas till som slip. Ett annat skäl för att ha nátverkssynkronisering är att utklocksignalen från en väljare kan fungera sonnreferensklocksig- nal till en annan väljare. På detta sätt kan många väljare kaskadkopplas.

När en väljare synkroniseras med nätverksreferensen så är kraven på hur fasen av klocksignalen från väljaren kan ändras i förhållande till fasen av referensklocksignalen sonxmatas in till väljaren, höga. Överföringsfunktionen för en väljare från insignal till utsignal är standardiserad. Det finns också ett mått som kallas MRTIE (Maximum Relative Time Interval Error) som anger hur mycket fasen av klocksignalen ut från väljaren kan ändras i förhållande till fasen av referensklocksignalen in till 505 403 3 väljaren, över en viss tidsperiod. Andra mått pá klocksignal- kvalitet existerar också. mn ett klockgenereringsplan exkluderas från klocksystemet pà grund av' en. operatörs åtgärder eller* på. grund. av' ett funk- tionsfel, eller om ett plan ansluts till och därefter inkluderas i klocksystemet sä sker en rekonfigurering av klocksystemet. Mer bestämt hänvisas en exkludering av ett klockgenereringsplan från den ömsesidiga regleringen av klocksystemet, eller en inkludering av ett ytterligare plan.i den ömsesidiga regleringen av klocksys- temet, till som en rekonfigurering av det ömsesidigt reglerande klocksystemet. Denna typ av rekonfigurering av systemet kan ändra frekvensen för hela systemet av ömsesidigt reglerande plan; en transient kommer att introduceras i klocksystemet. Denna transient kommer normalt att generera oacceptabelt stora fasskillnader mellan väljarens klocksignal och referenssignalen, vilket i sin tur kommer att skapa överföringsslip så att data kommer att gå förlorade. Detta är särskilt sà när filterkretsen eller regulatorn i. de klockgenererande planen innefattar en förstärkande enhet såsom ett proportionellt förstärkande block (t.ex. den proportionella vägen P i en PI- eller en PID-regula- tor).

Normalt páträffar man ett liknande problem i. ett ömsesidigt reglerande klocksystem när nätverkssynkroniseringen aktiveras.

När de klocksignalgenererande planen i ett ömsesidigt reglerande klocksystennbörjar synkronisera mot en nätverksreferenssignal så kan transienter introduceras till klocksystemet.

Det är tillhandahàllandet av förfaranden för reducering av transienter i ett klockgenereringssystem som föreliggande uppfinning inriktar sig mot.

Kom' REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN En väljare i ett telekomunikationsnätverk erfordrar normalt ett klockgenereringssystem vars klockfrekvens styr väljarens kretsar.

Av tillförlitlighets- och säkerhetsskäl används normalt ett 505 403 4 redundant klockgenereringssystem. I allmänhet betraktas ett ömsesidigt reglerande klocksystem. Om klockgenereringssystemet är synkroniserat med en extern nätverksreferens så är i allmänhet kraven på hur mycket fasen av klocksignalen för väljaren kan förändras i förhållande till fasen av referenssignalen in till väljaren, höga. Rekonfigurationer i det klocksignalgenererande systemet, såsom en inkludering av ett klockgenereringsplan i den ömsesidiga regleringen av klocksystemet, en exkludering av ett plan från den ömsesidiga regleringen av klocksystemet eller en aktivering av nätverkssynkroniseringen, kan introducera trans- ienter, vanligtvis i form av fassteg, till systemet. Detta är särskilt så när en proportionell väg eller motsvarande är anordnad i regulatorn av* de klockgenererande planen. Dessa transienter kan allvarligt påverka väljarens funktion.

I enlighet med en allmän uppfinningsprincip reduceras rekon- figureringstransienter avsevärt genom omvandling av fasstegen så att de gradvis och mjukt introduceras i klocksystemet. Detta ástadkoms i allmänhet genom successiv addering av ett inkrement till en variabel som är representativ för en fysisk kvantitet i klockgenereringssystemet. Inkrementet kan vara.positivt såväl som negativt. Exempel på fysiska kvantiteter är förstärkningsfaktorn av en förstärkare i en regulator av klocksystemet samt en fasskillnadsrepresenterande signal. I allmänhet är varje fysisk kvantitet relaterad till en särskild aspekt av uppfinningen. I fallet med en inkludering av ett plan eller en aktivering av nätverkssynkroniseringen så adderas ett positivt inkrement successivt till förstärkningsfaktorn av en förstärkare. För- stärkningen inkrementeras gradvis från ett värde till ett annat värde under en tidsperiod. I fallet med en exkludering av ett plan, om den uppmätta signalen omedelbart innan exkluderingen är positiv, så adderas ett negativt inkrement successivt till den fasskillnadsrepresenterande signalen. Signalen dekrementeras gradvis från ett värde till ett annat värde under en tidsperiod. Å andra sidan, om den uppmätta signalen omedelbart innan exkluderingen är negativ, så adderas successivt ett positivt inkrement till den fasskillnadsrepresenterande signalen. Pà.detta 505 403 5 sätt omvandlar förfarandet enligt föreliggande uppfinning transienter till mjukt ändrande signalprocesser som inte genererar nâgra transienter alls eller som på sin höjd genererar försumbara transienter.

I enlighet med en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för reducering av transienter som orsakats av inkludering av ett ytterligare klocksignalgenererande plan i klockgenereringssystemet.

I enlighet med en andra aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för reducering av transienter som orsakats av exkludering av ett klocksignalgenererande plan från klockgenereringssystemet.

Vidare, i enlighet med ännu en annan aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för reducering av transienter som orsakats av aktivering av en nätverkssynkroni- sering, dvs. genom aktivering av en synkronisering av klock- signalen för klocksystemet med en nätverksreferensklocksignal.

Föreliggande uppfinning erbjuder följande fördelar; - 'Transienter i samband med rekonfigurationer av klocksystemet avlägsnas eller reduceras avsevärt så att felfri överföring av data i telekommunikationsnätverket garanteras; - Klocksystemet är mer tolerant mot löptidsskillnader i kablarna och individuella variationer för alla inblandade komponenter; - I en digital implementation av regleringssystemet så hante- rar föreliggande uppfinning reduktionen av transienter med ett minimun1 av' processorkraft, efterson1 additioner är' de grund- läggande operationerna för en mikroprocessor.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA De nya särdrag som är kännetecknande för uppfinningen framläggs i de bifogade patentkraven. Uppfinningen själv såväl som andra särdrag och fördelar med denna kommer emellertid att förstås bäst 505 403 6 genom hänvisning till den följande detaljerade beskrivningen av de specifika'utföringsformernaq när denna läsesi.anslutning till de medföljande ritningarna, FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR FIGUR 10 ll i vilka: är en schematisk ritning som illustrerar ett tele- kommunikationsnätverk; är en schematisk och förenklad modell av ett klock- genereringssystem; är en schematisk och förenklad modell av ett klock- genereringssystem i vilket varje plan innefattar en nätverkssynkroniseringsregulator; är ett schematisk blockdiagram över ett klockgenere- ringsplan i enlighet med föreliggande uppfinning, varvid planet innefattar en extra förstärkare; är ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar ett förfarande för reducering av transienter i enlighet med en första aspekt av uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över en modifierad planregulator i enlighet med en alternativ> utför- ingsform av uppfinningen; är ett schematiskt blockdiagram över ett klockgene- rerande plan enligt uppfinningen, varvid planet innefattar ett minne; är ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar ett förfarande för reducering av transienter i enlighet med en andra aspekt av uppfinningen; illustrerar en tidsaxel med en del viktiga händelser (i tiden) följande inkluderingar' och exkluderingar av' klock- markerade på denna när tätt efter varandra genererande plan utförs; är ett schematiskt blockdiagram över två klockgene- reringsplan i ett klocksystem, varvid klocksystemet bara delvis illustreras, när de två planen innefattar ett minne och/eller en extra förstärkare; är ett schematiskt blockdiagram över en regulator för nätverkssynkronisering i enlighet med uppfinningen. 505 403 7 FÖREDRAGNA UTFöRINGsr-ommn Av UPPFINNINGEN Fig. 2 är en schematisk och förenklad modell över ett klock- genereringssystem. Till att börja med kommer den fysiska konfigureringen av klocksystemet att beskrivas kortfattat. I detta särskilda klocksystem finns det tre klocksignalgenererande plan, hänvisade till son1A, B och C. Varje klocksignalgenererande plan innefattar i huvudsak två fasdetektorer 1, 2, en filterkrets eller regulator 5, en digital-analog-omvandlare 7 och en utsignalkälla, företrädesvis en spänningsstyrd oscillator 9, varvid.komponenterna tillsammans bildar en.fasläst loopanordning.

Identiska hänvisningssiffror används för likadana element i varje klockgenererande plan, men den gemensamma numeriska delen av hänvisningssiffran följs av en av bokstäverna "A" t.o.m. "C" för att identifiera ett element i ett specifikt klockgenererande plan. Således hänvisas t.ex. regulatorn i planet A till som 5A, regulatorn i planet B som 5B och regulatorn i plan C som 5C. En mer allmän hänvisning görs till ett element utan hänsyn till det plan i vilket detta är anordnat genom att helt enkelt hänvisa till detta med användande av bara den gemensamma numeriska delen av hänvisningssiffran, t.ex. regulatorn 5. Den första fas- detektorn 1 i varje plan är mottaglig för utklocksignalen av sitt plan och utklocksignalen från ett första av de andra planen i klocksystemet för att generera en första fasskillnadsrepresente- rande felsignal. Den andra fasdetektorn 2 i varje plan är mottaglig för utklocksignalen av sitt plan och utklocksignalen från. ett andra av' de andra planen i Iklocksystemet för att generera en andra fasskillnadsrepresenterande felsignal.

Beteckningarna.$A, ös och dc hänvisar till fasen av klocksignalen i plan A, B resp. C. Företrädesvis är fasdetektorerna kon- ventionella räknarbaserade digitala fasdetektorer. I varje plan sänds normalt den första och den andra felsignalen till ett första summeringsblock 4 som adderar de två felsignalerna.

Därefter sänds den summerade signalen. till regulatorn. 5 som producerar en digital styrsignal. Den. digitala styrsignalen omvandlas av' D/A-omvandlaren '7 och. den. resulterande analoga styrsignalen används för att styra frekvensen av oscillatorns 9 utsignal. Utsignalen från oscillatorn är utklocksignalen för det 505 403 8 klocksignalgenererande planet. Utklocksignalen från vart och ett av planen distribueras via en korskoppling eller genom kablar till alla tre klockgenererande plan, och fasdetektorerna 1, 2 i synnerhet. Pig. 2 visar klocksystemet när alla tre klockgenere- rande plan är närvarande och i funktion.

Företrädesvis implementeras regulatorn 5 i programvara och exekverar ilen nákroprocessor som arbetar med en pà förhand bestämd samplingsfrekvens. Normalt innefattar regulatorn 5 ett förstärkande block 11 och ett lågpassfilterblock 12 son: är förbundna parallellt med varandra. Både det förstärkande blocket 11 och làgpassfilterblocket 12 är mottagliga för den sumerade signalen, som är suman av de två felsignalerna, för att producera en förstärkt signal resp. en lågpassfiltrerad signal.

Den förstärkta signalen och den lâgpassfiltrerade signalen adderas ihop i ett sumeringsblock 13 för att tillhandahålla den digitala styrsignalenn I enlighet med.en föredragen.utföringsform av uppfinningen integreras det första summeringsblocket 4 j. regulatorn 5 och de två felsignalerna sänds direkt in i regula- torn 5. Ibland, beroende på den särskilda tillämpningen, ersätts lágpassfiltret 12 av en integrator. Det förstärkande blocket 11 utgör vanligtvis en proportionell väg medan lägpassfilterblocket 12 har en förhållandevis lång tidskonstant. Notera att genom hela beskrivningen så innefattas även förstärkningar som är lika med eller mindre än 1, men i allmänhet större än noll, i uttrycket "förstärka".

Om fasdetektorerna 1, 2 i alla planen är aktiva så erhålls ett fullständigt ömsesidigt reglerande klocksystem. Den faslåsta loopanordningen i varje plan synkroniserar' klocksignalen av planet med klocksignalen av det resp. av de andra planen i klockgenereringssystemet_ Med andra ord reglerar plan A mot plan B och C, plan B reglerar med plan A och C, och plan C reglerar mot plan A och B. Naturligtvis kan varje par av klockgenererande plan utgöra ett ömsesidigt reglerande delsystem av ett klocksys- Cem. 505 403 9 När det ömsesidigt reglerande klocksystemet inte påverkas av några. yttre signaler, temperaturväxlingar eller' andra yttre förändringar, så kommer klocksystemet att påträffas vid den "naturliga" frekvensen och med "naturliga" fasskillnader, vilka är små eller lika med noll, mellan klocksignalerna. Ordet "naturlig" förmodas återspegla att frekvensen samt fasskillnader- na i systemet bestäms av systemet självt, av den inre inneboende karaktäristiken för det individuella klocksystemet.

Vidare distribueras utklocksignalerna från planen till en klockväljare 21 som utför kvalitetskontroll av klocksignalerna och därefter väljer en av klocksignalerna i enlighet med ett på förhand bestämt mönster och resultatet av kvalitetskontrollen.

Den utvalda klocksignalen SCS används som klocksignal för de kretsar och enheter son1 inryms i 'väljaren. Normalt roterar klockväljaren 21 cykliskt mellan de tre klocksignalerna.

I allmänhet är alla kretsar och funktioner för väljaren tre- faldigade och således redundanta. Ett allmänt syfte med redun- dansen är att väljaren skall kunna utföra växling av data trots att fel eller funktionsfel inträffar i väljarens kretsar. Denna redundans för andra funktioner i väljaren än klocksignalgenere- ringen har utelämnats i fig. 2 för enkelhets och klarhets skull.

I praktiken betyder detta emellertid t.ex. att det normalt finns tre klockselektorer i väljaren, en för varje klockgenererings- plan. Dessutonlkan väljaren själv vara duplicerad eller trefaldi- gad.

Vanligtvis måste väljaren synkroniseras med inkommande data, i annat fall kan slip uppstå i överföringen av data. I denna s.k. nätverkssynkronisering synkroniseras den utvalda klocksignalen SCS med en extern nätverksreferenssignal NRS. En fasdetektor 23 tar emot den utvalda klocksignalen SCS samt referenssignalen NRS för att producera en nodfelsignal soul är representativ för skillnaden i fas mellan de två signalerna. En ytterligare regulator eller filterkrets 25 tar emot denna nodfelsignal för att.producera.en.digital styrsignal för nätverkssynkroniseringen. 505 403 10 Denna s.k. digitala nätverkssynkroniseringsstyrsignal sänds till ett andra summeringsblock 8, i varje klockgenereringsplan, för att påverka frekvensen av utklocksignalen för resp. plan. Det andra sumeringsblocket. 8 är 1nottagligt för' utsignalen från regulatorn 5 av planet samt nätverkssynkroniseringsstyrsignalen_ På detta sätt kommer klocksignalen SCS från klockselektorn 21 att synkroniseras med nätverksreferenssignalen NRS. I den praktiska implementeringen av väljaren så finns en nätverkssynkroniserings- regulator 25 implementerad i vart och ett av planen, vilket gör totalt tre nätverkssynkroniseringsregulatorer 25A, 25B och 25C (fig. 3). I denna senare utföringsform tar var och en av de tre regulatorerna 25 för nätverkssynkronisering emot nodfelsignalen från fasdetektorn 23.

Det är viktigt att förstå att den föregående beskrivningen av väljaren i allmänhet och klockgenereringssystemet i synnerhet, är avsedd att enbart tjäna som ett ramverk för en förståelse av föreliggande uppfinning och att uppfinningen inte är begränsad till detta. T.ex. bör fackmannen förstå att klockgenereringssys- temet naturligtvis kan utvidgas med.ytterligare klockgenererings- plan, i praktiken är kravet för ett redundant klocksystenlatt det finns åtminstone två klockgenererande plan.

I allmänhet betraktas ett redundant klocksystem med ett fast antal klocksignalgenererande plan. Det antas också att klock- systemet är synkroniserat med en nätverksreferenssignal. Om ett fel eller ett funktionsfel inträffar i ett av planen, eller om ett plan går helt sönder så detekteras detta av systemet och det felaktiga planet exkluderas från den ömsesidiga regleringen av klocksystemet. Normalt kommer detta plan att ersättas av ett nytt fungerande plan. Till att börja med så ansluts det nya planet, i form av ett kretskort, fysiskt till systemet. Därefter börjar klocksignalen för det nya planet att låsa mot klocksignalerna för planen i det ursprungliga klocksystemet, dvs. de plan som redan befinner sig i ömsesidigt reglerande stationär drift. Slutligen när klocksignalen av det nya planet är synkroniserad med klocksignalen för det resp. av de ursprungliga planen med en på 505 4Û3 11 förhand bestämd noggrannhetsnivà så inkluderas det nya planet i den ömsesidiga regleringen.av] kan utföras när klocksystemet eller delar av detta t.ex. ett klockgenererande plan skall uppgraderas till en nyare version.

I det följande kommer fyra aspekter av föreliggande uppfinning att beskrivas: 1) Reduktion av transienter orsakade av inkludering av ett ytterligare plan i klocksystemet; 2) Reduktion av transienter orsakade av exkludering av ett plan från klocksystemet; 3) Hantering av transienter orsakade av ett antal tätt efter varandra följande inkluderingar och exkluderingar av klock- genererande plan; 4) Reduktion av transienter orsakade av aktivering av en nätverksreferenssynkronisering_ 1) Om ett ytterligare klocksignalgenererande plan skall inkluderas i den ömsesidiga regleringen av ett klocksignalge- nererande system så kan inkluderingen utföras enligt följande exempel, som på inget sätt är avsett att begränsa uppfinningens omfattning.

Initialt antas att två klockgenererande plan t.ex. planen A och B är förbundna med varandra i ett magasin och att dessa plan reglerar ömsesidigt mot varandra. Plan A och plan B utgör det ursprungliga klocksystemet. Vidare är den utvalda klocksignalen SCS för detta klocksystenlsynkroniserad1ned den externa nätverks- referenssignalen NRS i frekvens såväl som i fas med en erfordrad noggrannhetsnivå. För att förbättra redundansen ytterligare och att förbättra feldetekteringsmöjligheterna är det önskvärt att inkludera ett ytterligare plan, t.ex. plan C, i klocksystemet.

Till att börja med ansluts plan C till magasinet och förbinds med klocksystemet. Därefter börjar plan C omedelbart att reglera mot plan A och plan B, medan varken plan A eller plan B reglerar mot plan C, eftersom detta skulle allvarligt störa det ursprungliga klocksystemet. På detta sätt börjar klocksignalen för plan C att 505 403 12 läsa mot klocksignalen för plan A samt klocksignalen för plan B i frekvens samt fas. I plan A finns ett synkroniseringstest implementerat, företrädesvis i programvara som exekverar i mikroprocessorn, vilket kontrollerar huruvida fasskillnaden mellan klocksignalerna för plan A och C är mindre än ett på förhand bestämt värde. Om fasskillnaden mellan klocksignalerna för planen A och C har varit mindre än detta värde under en viss tidsperiod så börjar plan A att reglera mot plan C; plan A accepterar plan C i en ömsesidig reglering. Nu reglerar plan A och plan C ömsesidigt mot varandra och plan A och plan B reglerar ömsesidigt mot varandra. Ett liknande test finns implementerat i plan B så att när fasskillnaden mellan klocksignalerna för plan B och plan C har varit mindre än ett på förhand bestämt värde under en pá förhand bestämd tidsperiod så börjar plan B att följa plan (I och inte enbart plan A. När både plan A och plan B reglerar inte enbart mot varandra men också mot plan C så har plan C inkluderats i den ömsesidiga regleringen av hela klocksys- temet. Den tidpunkt vid vilken plan A börjar reglera mot plan C och också när plan B börjar reglera mot plan C är kritiska tidpunkter för hela klocksystemet, eftersom konfigureringen av klocksystemet förändras.

För en bättre förståelse av vad som händer i klocksystemet när detta rekonfigureras så kommer övergången fràn en första konfiguration, i vilken A följer B, B följer A och C följer A och B, till en andra konfiguration, i vilken A följer B och C, B följer A och C följer A och B, att studeras i mer detalj nedan. Övergången ovan betyder att plan A har accepterat plan C i en ömsesidig reglering mellan de två planen.

Innan övergången från den första konfigurationen till den andra konfigurationen så föreligger i allmänhet en kvarvarande icke nollvärd fasskillnad mellan klocksignalen för plan A och klocksignalen för plan C pà grund av olika äldringskaraktäristik för oscillatorerna, löptidsskillnaderi.kablarna och individuella variationer för alla inblandade komponenter. Denna kvarvarande fasskillnad hänvisad till som Adm detekteras eller mäts av den 505 403 13 andra fasdetektorn (2A i fig. 2 eller 3) i plan A. Antag att klocksystemet har nått stationärt tillstànd i den första konfigurationen så att frekvensen för klocksignalerna såväl som alla möjliga fasskillnader är stabila i tiden. Vid tidpunkten för rekonfigureringen, dvs. övergången mellan den första och andra konfigurationen, som inträffar vid tidpunkten to så kommer den kvarvarande fasskillnaden Aon att introduceras i klocksystemet och i synnerhet till regulatorn 5A i plan A i form av ett fassteg.

Antag för enkelhets skull att fasskillnaden eller fassteget Aon förblir' konstant i tiden. Då kommer följande att hända. med klocksignalen av plan A: Till att börja med, eftersom regulatorn 5A i planet innefattar ett proportionellt block 11A (se fig. 2 eller 3) så ökar styrsignalen till VCO 9A i plan A ögonblickligen vid tidpunkten. to med. ett konstant värde AV son: bestäms av storleken pá Aöoo och förstârkningsfaktorn, Kp, för det pro- portionella blocket 11A; AV = Aon-Kp. Detta steglika styrsig- nalsbidrag kommer att generera en.motsvarande frekvensändring för klocksignalen av VCO:n 9A i plan A. För det andra kommer även làgpassfilterblocket 12A (fig. 2) i regulatorn 5A i plan A att svara på fassteget Aon. Beteckna fasskillnaden mellan klocksig- nalerna för plan A och B med Aon. Omedelbart innan tidpunkten to bestäms utsignalen från làgpassfilterblocket 12A i allmänhet av DC-förstärkningen för filtret 12A och den aktuella fasskillnaden Ao”. För tidpunkter t. > to, kommer lágpassfiltrets utsignal gradvis att närma sig ett värde som bestäms av DC-förstärkningen för filtret 12A och fasskillnaden (AoN: + Aoß). Den tid som erfordras för lågpassfiltret 12A att nå sitt nya stationära tillstândsvärde bestäms av tidskonstanten för filtret 12A.

Följaktligen, vid tidpunkten to, genererar det proportionella blocket 11A i regulatorn 5A i plan A ett frekvenshopp för klocksignalen av planet, medan làgpassfilterblocket 12A i regulatorn SA komer att generera en långsammare frekvensändring som startar vid tidpunkten to och slutar en viss tid senare beroende på den särskilda tidskonstanten för filtret 12A. 505 403 14 I praktiken är emellertid fasskillnaden Adm inte konstant i tiden, eftersom klocksystemet är ett komplext och dynamiskt àterkopplingssystem. Fasfelet Aon påverkar frekvensen av klocksignalen för plan A, och ändrar därigenom fasen för klocksignalen av plan A. Denna förändring påverkar naturligtvis alla fasskillnaderna i klocksystemet, varigenom alla frekvenser ändras vilket i sin tur kommer att ändra alla fasskillnaderna o.s.v. Det enda sättet att fullständigt förstå det dynamiska uppträdandet av klocksystemet skulle vara att använda en simule- ringsmodell eller en matematisk modell. Om klocksystemet är ett tidsdiskret system så kan en nmdell baserad på Z-transformer byggas. För denna beskrivnings ändamål är det emellertid tillräckligt att betrakta den förenklade men intuitiva bilden av klocksystemets uppträdande, som skapas genom antagande att Adm är konstant i tiden.

En motsvarande process komer naturligtvis också att äga rum när plan B accepterar plan C.

Kortfattat, vid en rekonfigurering av klocksystemet introduceras kvarvarande fasskillnader i systemet i form av fassteg vilka kommer att generera transienter. Klocksystemet lämnar sin gamla frekvens och börjar ändra sin frekvens mot en ny frekvens. En frekvensändring för hela klocksystemet äger rum.

När klocksystemet är i drift i en telekommunikationsväljare är klocksystemet normalt synkroniserat med en nätverksreferens. Vid tidpunkten för en intern rekonfiguration av klocksystemet kommer frekvensen för klocksystemet att ändras som beskrivits ovan.

Regleringen för nätverkssynkroniseringen komer att försöka kompensera för denna frekvensändring. Emellertid, om frekvensän- dringen för klocksignalen av klocksystemet är mycket plötslig så kommer regulatorn 25 för nätverkssynkroniseringen att ha svårigheter med att kompensera för den.abrupta frekvensändringen.

Den tid som erfordras för att kompensera för frekvensändringen bestäms av tidskonstanten för regulatorn 25 för nätverkssyn- kronisering. I det värsta fallet är frekvensändringen för snabb 505 403 15 för regulatorn 25 för nätverkssynkronisering sä att kvalitetsmätt som MRTIE överträds och, vilket är värre, att överföringsslip inträffar. Av denna anledning är det väsentligt att inte orsaka snabba frekvensändringar för klocksystemets klocksignal när den interna konfigurationen av klocksystemet ändras.

I allmänhet är problemets kärna det proportionella blocket 11 i regulatorn 5 eller ett motsvarande block som har en ganska kort tidskonstant. I själva verket kan vilken väg eller vilket block i planregulatorn 5 som helst som har en tidskonstant som är kortare än tidskonstanten för regulatorn 25 för nätverkssynkroni- sering, orsaka problem med transienter. Föreliggande uppfinning i alla dess aspekter är i allmänhet tillämpbar pà denna typ av problem och system.

Ett sätt att överkomma problemet skulle kunna vara att lågpass- filtrera utsignalen frán den proportionella vägen 11 i regulatorn 5; dvs. att förbinda ett ytterligare làgpassfilter till det förstärkande blockets 11 utgång. Emellertid, eftersom de två felsignalerna från fasdetektorerna 1, 2 i varje plan normalt adderas ihop och därefter sänds till regulatorn 5 så kommer felsignalen från den fasdetektor som är mottaglig för klock- signalerna från de klockgenererande planen som utgör det ursprungliga klockgenereringssystemet också att pâverkas av denna làgpassfiltrering av utsignalen av den proportionella vägen.

Denna påverkan av den ömsesidiga regleringen mellan planen av det ursprungliga klocksystemet är icke önskvärd. Av denna anledning skulle en bättre lösning vara att làgpassfiltrera felsignalen som är representativ för fasskillnaden mellan klocksignalen av det ytterligare inkluderade planet och klocksignalen för det aktuella planet. Tyvärr erfordrar detta en betydande mängd processorkraft, eftersom làgpassfiltrering i allmänhet kräver tvâ multiplikatio- ner för varje sampel. Följaktligen är denna typ av lösning ganska otillfredsställande när hänsyn tas till optimeringen av den erfordrade processorkraften i väljaren.

I enlighet med en första aspekt av föreliggande uppfinning 505 403 16 tillhandahålls en bättre lösning genom innefattande av ett ytterligare förstärkande block som är förbundet till utgången av den fasdetektor som är mottaglig för klocksignalen av det ytterligare inkluderade planet och klocksignalen av det aktuella planet. Värdet pà förstärkningsfaktorn för det ytterligare förstärkande blocket sätts till noll vid tidpunkten för in- kluderandet av det ytterligare planet och en mjuk transientfri inkludering av det ytterligare planet i den ömsesidiga reglering- en med det aktuella planet åstadkoms genom successiv addering av ett litet inkrement till värdet av förstärkningsfaktorn tills detta har nått värdet ett. Från en synvinkel relaterad till pro- cessorkraftsoptimering kan 1nan se att lösningen, enligt upp- finningen erfordrar färre operationer i processorn än lágpass- filterlösningen.

Fig. 4 är ett schematiskt blockdiagram över ett klockgenererande plan (plan A i detta exempel) i enlighet med föreliggande uppfinning när en ytterligare förstärkare 3A anordnas i planet.

Synkroniseringstestet som beskrivits ovan och som företrädesvis är programvaruimplementerat kontrollerar huruvida ett nytt plan, t.ex. plan C, bör accepteras i en ömsesidig reglering med det aktuella planet, t.ex. plan A. När det aktuella planet A medges reglera mot det nya planet C aktiveras fasdetektorn 2A i plan A som skall vara mottaglig för klocksignalerna frán plan A och C, och en ytterligare förstärkare 3A förbinds mellan fasdetektorns 2A utgång och summeringsblocket 4A. I enlighet med en föredragen utföringsforn1 av uppfinningen, upprättas en. ytterligare för- stärkare 3A i programvara som exekverar i en mikroprocessor (inte visad) vid tidpunkten för inkluderandet eller accepterandet av det nya planet C i en ömsesidig reglering mellan det nya planet C och det aktuella planet A. Företrädesvis är denna mikroproces- sor samma mikroprocessor som realiserar planregulatorerna 5A, 5B och 5C. Om processorn t.ex. arbetar med en samplingsfrekvens som är lika med 100 Hz så gör processorn en utläsning från fas- detektorn 2A var tionde millisekund. Värdet på fasfelet från fasdetektorn 2A multipliceras med förstärkningsfaktorn för det ytterligare förstärkningsblocket.3A. Förstärkningsfaktorrlför den 505 403 17 ytterligare förstärkaren 3A sätts till noll vid tidpunkten för inkluderandet av plan C i en ömsesidig reglering mellan plan A och C och ett inkrement adderas till värdet av förstärknings- faktorn för varje sampel tills förstärkningsfaktorn är lika med ett. Därefter kommer den ytterligare förstärkaren 3A att vara transparent eftersom en förstärkning med ett lämnar felsignalen opàverkad och den ytterligare förstärkaren 3A avlägsnas eller kopplas bort. Förfarandet ovan illustreras schematiskt i flödesdiagrammet enligt fig. 5. Ett motsvarande förfarande utförs företrädesvis i plan B när plan B medges reglera mot det nya planet C; varvid en ytterligare förstärkare 3B upprättas och styrs på liknande sätt som den ytterligare förstärkaren 3A.i plan A. Naturligtvis utförs också andra steg för varje sampel, såsom sändning av utmatningen från det ytterligare förstärkande blocket 3 till summeringsblocket 4, sändning av utmatningen frän sumeringsblocket 4 till regulatorn.5, genererandet av en digital styrsignal i regulatorn 5, osv.

I en utföringsform så upprättas de ytterligare förstärkarna 3 endast tillfälligtvis medan i en annan utföringsform anordnas de ytterligare förstärkarna permanent.

Kortfattat uttryckt så är idén enligt den första aspekten av uppfinningen att gradvis öka eller inkrementera, genom successiv addition, värdet av förstärkningsfaktorn för det ytterligare förstärkningsblocket 3 från noll till ett värde lika med ett under en selekterbar tidsperiod. I enlighet med en föredragen utföringsform av uppfinningen ástadkoms denna gradvisa och successiva ökning i vart och ett av de klockgenererande planen i det ursprungliga klocksystemet när ett ytterligare förstärkande block 3 har upprättats däri.

I denna aspekt av uppfinningen är inkrementet ett positivt och konstant värde. I en utföringsform av uppfinningen adderas inkrementet till värdet av förstärkningsfaktorn för varje sampel fastän det kan adderas vartannat sampel eller vart tredje sampel.

I själva 'verket kan två efter' varandra följande additioner 505 403 18 inträffa vid tidpunkter som är åtskilda ett selekterbart antal sampel från varandra. En rimlig tidsperiod för inkrementering av förstärkningsfaktorn till dess slutvärde ligger i intervallet mellan 1 till 100 sekunder. Det bör förstås att tidsperioden kan väljas olika för olika plan. Emellertid är den exakta tid som erfordras för att nå slutvärdet inte kritisk så länge som regulatorn 25 för nätverkssynkronisering kan kompensera för de relativt små inkrement som successivt introduceras i systemet.

Principen med successiv addition för att mjukt inkludera det ytterligare klockgenererande planet i det ömsesidiga klocksyste- met är viktigare.

Alternativt utelämnas det ytterligare förstärkande blocket 3 och istället används en modifierad planregulator 50 som illustreras i fig. 6. Denna regulator 50 innefattar två proportionella vägar 51, 52, en för varje felsignal (Aöl och Aöz), och ett gemensamt lågpassfilterblock 53 som är mottagligt för en signal som är representativ för en summa av de två felsignalerna. De två felsignalerna summeras av summeringsblocket 4. Utsignalerna från de proportionellt förstärkande blocken 51, 52 och lågpass- filterblocket 53 adderas i ett ytterligare summeringsblock 54 för att producera den digitala styrsignalen. I enlighet med en alternativ utföringsfornl av uppfinningen så ökas eller in- krementeras förstärkningsfaktorn för' det proportionellt för- stärkande block 51/52 som är mottagligt för den felsignal som är representativ' för fasskillnaden. mellan klocksignalen av det ytterligare inkluderade planet och klocksignalen av det aktuella planet, gradvis från noll till det slutvärde som den bör ha i stationärt tillstånd. I denna utföringsforn1 krävs dock att lågpassfiltret har en tidskonstant som är förhållandevis lång i jämförelse med de andra tidskonstanterna i systemet. Lyckligtvis dimensioneras tidskonstanten för lågpassfiltret enkelt såsom önskas. Emellertid, om tidsperioden över vilken förstärknings- faktorn gradvis inkrementeras väljs att vara förhållandevis lång så kan tillfälliga stabilitetsproblem uppstå i denna alternativa utföringsform av uppfinningen om lågpassfilterblocket 53 är i drift från tidpunkten för inkluderingen av det nya planet. I en 5Û5 4Û3 19 del tillämpningar kan utsignalen från det aktiva lágpassfil- terblocket 53 dominera över utsignalerna från de proportionella blocken 51, 52 så att klocksystemet blir oscillativt. Detta löses i enlighet med uppfinningen genom fördröjning, i vart och ett av de klockgenererande planen av det ursprungliga klocksystemet, av sändningen av den felsignal som är representativ för fasskill- naden mellan klocksignalen av det ytterligare inkluderade planet och klocksignalen av det aktuella planet, till det gemensama lágpassfilterblocket 53 tills den gradvis inkrementerade förstärkningsfaktorn är större än något pâ förhand bestämt värde.

Med andra ord så sänds felsignalen från den "nya" fasdetektorn inte till lágpassfilterblocket 53 förrän en viss tidsperiod har förflutit. Det är möjligt att utföra det ovan nämnda steget av fördröjning av felsignalen i enbart ett av de klockgenererande planen av det ursprungliga klocksystemet.

I allmänhet är den första aspekten av uppfinningen tillämpbar på en situation i vilken det ursprungliga klocksystemet innefattar ett på förhand bestämt antal, N, av klockgenererande plan, där N är ett positivt heltal, och ett ytterligare klockgenererande plan.inkluderasi.klocksystemet. Således innefattar klocksystemet N+1 klockgenererande plan efter inkluderingen. I synnerhet kan det ursprungliga klocksystemet innefatta enbart ett plan, N=1.

Vidare kan den gradvisa ökningen av förstärkningsfaktorn för den ytterligare förstärkaren 3 åstadkommas i t.ex. enbart ett av de N ursprungliga planen, medan andra förfaranden såsom lágpass- filterförfarandet beskrivet ovan.kan tillämpas på de andra planen av det ursprungliga klocksystemet. Dessutom kan slutvärdet av förstärkningsfaktorn väljas olika från plan till plan i. den alternativa utföringsformen. 2) När ett klockgenererande plan dras ut från ett ömsesidigt reglerande klocksystem som t.ex. innefattar tre klockgenererande plan, eller när ett plan gär sönder eller uppvisar ett felaktigt tillstånd så komer detta att exkluderas från den ömsesidiga regleringen av klocksystemet. 505 403 20 Innan planet exkluderas från den ömsesidiga regleringen före- ligger ett jämviktstillstând, i vilket hela systemet av ömse- sidigt reglerande plan kommer att påträffas vid en specifik frekvens, och i vilket varje fasdetektor 1, 2 uppmäter en specifik fasskillnad. Fastän klocksystemet befinner sig i jämviktstillstånd så är de uppmätta fasskillnaderna i allmänhet icke nollvärda fasskillnader på grund av olika karaktäristik på de inblandade komponenterna och kablarna, såsom nämnts ovan.

Således, när t.ex. plan C exkluderas från det ömsesidiga klocksystemet kommer fasskillnaden mellan klocksignalerna av plan A och plan C och fasskillnaden mellan klocksignalerna av plan B och plan C att vara odefinierade. Det är önskvärt att ersätta dessa odefinierade fasskillnader med lämpligt definierade värden så att en bättre styrning av klocksystemet erhålls. En möjlig lösning skulle vara att behålla fasskillnadsvärdena omedelbart innan exkluderingen av plan C men det har visat sig vara en klar nackdel att låta systemet komma ihåg värden, eftersom sådana värden komer att bli gammal och irrelevant historia efter ett tag. Dessutonxgenom successiv exkludering och inkludering av plan ett flertal gånger skulle mycket stora värden kunna ackumuleras om icke nollvärda värden behölls i systemet. Ett bättre alterna- tiv är att ersätta alla fasskillnader som inte är definierade med nollvärden. På detta sätt skulle en. mer rigid styrning av klocksystemet erhållas och okontrollerad ackumulering av värden undvikas.

Emellertid, genom ersättning av odefinierade fasskillnader som i allmänhet inte är lika med noll med nollvärden så introduceras en störning i form av ett fassteg i regulatorn 5 av det resp. av de kvarvarande klockgenererande planen A och B. Dessa fassteg kommer att utbreda sig genom klocksystemet och generera trans- ienter i systemet av ömsesidigt reglerande klockgenererande plan, eftersom regulatorn 5 eller delar av denna, i vart och ett av de återstående planen, har en tidskonstant som är förhållandevis kort eller noll. Normalt innefattar regulatorerna 5 ett pro- portionellt block 11 som omedelbart svarar på fassteget och genererar ett ögonblickligt frekvenshopp för klocksignalen.av det 505 403 21 resp. planet. Detta kommer att ändra frekvensen för hela klocksystemet.

Ett möjligt sätt att lösa problemet skulle ännu en gång vara att lågpassfiltrera, i plan A, den felsignal som är representativ för fasskillnaden mellan klocksignalen av plan A och klocksignalen av plan C och, i plan B, den felsignal som är representativ för fasskillnaden mellan klocksignalen av plan B och klocksignalen av plan C. Lågpassfiltrering erfordrar emellertid en betydande mängd processorkraft.

Fig. 7 är ett schematiskt blockdiagram över ett klockgenererande plan (plan .A i detta exempel) i enlighet med föreliggande uppfinning när planet innefattar ett minneP@_och när utsignalen från fasdetektorn 2A är odefinierad (angivet genom den streckade linjen i fig. 7) på grund av exkluderingen av plan C. I enlighet med en andra aspekt av uppfinningen sparas värdet av felsignalen i plan A som är representativ för fasskillnaden mellan klocksig- nalen av plan A och klocksignalen av plan C omedelbart innan exkluderingen av plan C, i minnet, som hänvisas till som MN Därefter utförs följande steg för varje sampel= ett inkrement subtraheras från det värde som hålls i minnet MA; OCh det värde som hålls i MA ersätts av resultatet av denna subtraktion. Detta förfarande pågår tills det uppdaterade värdet som hålls i Ng har minskats till noll. Således minskas eller dekrementeras värdet MA gradvis till noll genom successiv subtrahering av ett inkrement från det kontinuerligt uppdaterade värdet i Nk. I allmänhet antas att det uppmätta felsignalvärdet är ett positivt värde fastän ett negativt felsignalvärde kan uppstå. I fallet med ett negativt värde inkrementeras värdet i MA gradvis till noll genom successiv addering av ett positivt inkrement eller genom successiv subtrahering av ett negativt inkrement. Förfarandet ovan illustreras schematiskt i flödes- diagrammet enligt fig. 8. Beskrivningen av förfarandet ovan och flödesdiagrammet enligt fig. 8 är anpassade så att en program- varuimplementering enkelt kan realiseras. Naturligtvis utförs 505 403 22 även andra steg för varje sampel: t.ex. sänds det aktuella värdet i MA till summeringsblocket 4A, och regulatorn 5A som är mottaglig för utsignalen fràn summeringsblocket 4A genererar en digital styrsignal, osv.

På motsvarande sätt sparas värdet av felsignalen i plan B som är representativ för fasskillnaden mellan klocksignalen av plan B och klocksignalen av plan C omedelbart innan exkludering av plan C, i ett minne kallat MB. Värdet i Mßrninskas eller dekrementeras gradvis till noll genom successiv subtrahering av ett inkrement fràn värdet och genom successiv uppdatering av värdet i MB med resultatet av varje subtraktion.

På detta sätt introduceras fasstegen mjukt i den ömsesidiga regleringen av klocksystemet och transienter hanteras effektivt.

Dessutom erfordrar lösningen i enlighet med uppfinningen sonxmest en subtraktion för varje sampel, medan làgpassfiltrering tar tvà multiplikationer för varje sampel.

I en utföringsform av uppfinningen subtraheras inkrementet frän (eller adderas till, i fallet med ett negativt värde) värdet i minnet och minnet uppdateras varje sampel fastän det är möjligt att subtrahera inkrementet och uppdatera minnet vartannat sampel eller vart tredje sampel. I själva verket kan tvà successiva sekvenser, varvid varje sekvens innefattar en subtraktion och en uppdatering, inträffa vid tidpunkter som är åtskilda ett selekterbart antal sampel från varandra. I telekommunikations- tillämpningar ligger en rimlig tidsperiod för dekrementering av de ursprungliga värdena i minnena till noll i intervallet mellan 1 till 100 sekunder, fastän andra tidsperioder kan användas.

Observera att subtraktion med ett positivt inkrement är lika med addition med ett negativt inkrement.

Naturligtvis är det också möjligt att tillämpa förfarandet i enlighet med den andra aspekter av uppfinningen pà regulatorn som är avbildad i fig. 4. 505 403 24 fullständig illustration av klocksystemet mäste hänvisning göras till fig. 2 eller 3. Värdet nu i minnet Ng och värdet ut i minnet MB minskas gradvis till noll genom successiv subtrahering av inkrement från värdena i minnena och genom successiv uppdatering av värdena i minnena med resultatet av varje subtrahering (se flödesdiagrammet enligt fig. 8). Den tid det tar för värdena att nå noll bestäms av begynnelsevärdet, storleken pä inkrementet och systemets samplingsfrekvens. Antag för enkelhets skull att värdet i Mg och värdet i MBIbàda när noll efter ett tidsintervall T1.

Vid tidpunkten tz ansluts ett C-plan till magasinet och förbinds med klocksystemet. Detta C-plan kan vara ett reviderat C-plan som ersätter det gamla C-planet av uppgraderingsskäl, eller ett plan som ersätter ett felaktigt C-plan. Därefter börjar klocksignalen av C-planet omedelbart att läsa mot klocksignalen av plan A samt klocksignalen av plan B i frekvens såväl som fas.

Vid tidpunkten t, kan man observera att klocksignalen av plan C är synkroniserad med klocksignalen av plan A samt klocksignalen av plan B med en erfordrad noggrannhetsnivä. Denna synkro- niseringsutvärdering utförs företrädesvis i plan A och plan B oberoende av varandra, vilket betyder att vid tidpunkten när plan C accepteras av plan A kan skilja sig från tidpunkten när plan C accepteras av plan B. Antag emellertid för enkelhets skull att vid tidpunkten tg så accepteras eller inkluderas plan C i det ömsesidigt reglerande klocksystemet. Nu är alla fasdetektorer i hela klocksystemet aktiva. I vart och ett av planen A och B upprättas en ytterligare förstärkare 3A/3B mellan fasdetektorns 2A/lB utgång och summeringsblocket 4A/4B. I synnerhet förbinds den ytterligare förstärkaren 3A/3B med utgången av den fas- detektor som är mottaglig för klocksignalen av det inkluderade C-planet och klocksignalen av det resp. av planen A och B. Värdet av förstärkningsfaktorn för de ytterligare förstärkarna 3A/3B sätts till noll vid tidpunkten för inkluderingen av plan C, och en mjuk och förhållandevis långsam inkludering av planet C i den ömsesidiga regleringen med det resp. av planen A och B åstadkoms genom successiv addering av ett litet inkrement till värdet av 505 403 25 förstärkningsfaktorn tills detta har nått värdet ett (se flödesdiagrammet enligt fig. 5). Antag att förstärkningsfaktorn för båda de ytterligare förstärkarna 3A, 3B gradvis ökas till värdet ett under ett tidsintervall Ta. Beteckna värdet av utsignalen för den resp. ytterligare förstärkaren 3A/3B med NA resp. NB.

Om t, > tl + Tl så har MA redan nått värdet noll och för varje sampel adderas det aktuella NA till det aktuella värdet Aon av utsignalen för den andra fasdetektorn 1A i plan A, och den resulterande summan sänds till regulatorn 5A i plan A. På motsva- rande sätt är MB redan noll och för varje sampel så adderas det aktuella NB till det aktuella värdet Aozß av utsignalen för den andra fasdetektorn 2B i plan B och den resulterande summan sänds till regulatorn SB i plan B. Dessa summor ändras naturligt med tiden enligt den gradvisa ökningen av förstärkningsfaktorn för resp. ytterligare förstärkare 3A/3B samt förändringen av Aon och Aozß.

Om å andra sidan ta < tl + Tl så kvarstår en del av det fassteg som introducerades när plan C exkluderades vid ti i minnena MA och ME varvid värdena i dessa minnen successivt minskas. I detta fall sänds för varje sampel summan; NA + mA + Aon till regulatorn 5A i plan A och summan; NB + m5 + Aon sänds till regulatorn SB i plan B, varvid dessa summor naturligt ändras med tiden enligt den gradvisa minskningen av mA/mß och den gradvisa ökningen av förstärkningsfaktorn för den resp. ytterligare förstärkaren 3A/3B och förändringen av Aon och Aon. På detta sätt hanteras både fassteget som orsakats av exkludering av ett plan från klocksys- temet samt fassteget som orsakats av inkludering av ett plan i systemet effektivt, fastän de transientreducerande processerna överlappar varandra i tiden.

Vid tidpunkten t4 exkluderas emellertid plan C från det ömsesi- digt reglerande klocksystemet ännu en gång. Antag i detta exempel att t, < tg + T3. Om t, > tl + TI så är de gamla värdena i minnena MA och MB till följd av den första exkluderingen vid tl lika med 505 403 26 noll. Det nya värdet, till följd av en kvarvarande fasskillnad i fasdetektorn 2A i plan A, mätt mot plan C, omedelbart innan exkluderingen vid t4, sparas i minnet Ng. Det nya värdet, till följd av en kvarvarande fasskillnad i fasdetektorn lB i plan B, mätt mot plan C, omedelbart innan exkluderingen vid t4, sparas i minnetbg. Förstärkningsfaktorn för de ytterligare förstärkarna 3A/3B sätts till noll sä att de ytterligare förstärkarna 3A/3B är redo när ett C-plan inkluderas i systemet igen. I en utför- ingsform av uppfinningen avlägsnas de ytterligare förstärkarna 3A/3B fullständigt från planen och i fallet med en ytterligare inkludering av ett C-plan så áterupprättas de ytterligare förstärkarna 3A/3B. Emellertid måste värdena ut från de ytterli- gare förstärkarna 3A/3B omedelbart innan. nollställningen av förstärkningsfaktorn tas omhand, i annat fall kommer nollställ- ningen att generera transienter. Av denna anledning adderas, i plan A, N, till det aktuella värdet i Nk och resultatet sparas i minnet Ng. I plan B adderas Ng till det aktuella värdet i MB och resultatet sparas i minnet MB. Överföring av signalstyrka pá detta sätt kommer inte att generera transienter. Därefter, för varje sampel, adderas det aktuella värdet i minnet Ng till det aktuella värdet Adm av utsignalen för den andra fasdetektorn 1A i plan A och den resulterande summan sänds till regulatorn 5A i plan A. Pâ motsvarande sätt, för varje sampel, så adderas det aktuella värdet i nünnet MB till det aktuella värdet Aon av utsignalen av den andra fasdetektorn ZB i plan B och den resulterande suman sänds till regulatorn 5B i plan B. Natur- ligtvis ändras dessa resulterande summor med tiden enligt den gradvisa minskningen av de resp. värdena i MA och MB och för- ändringen av Aon och Ad”.

Om tå < ti + T, så har de gamla värdena i minnena MA och MB, till följd av den första exkluderingen vid tlännu inte dekrementerats till noll. Av denna anledning adderas de nya värdena, till följd av kvarvarande fasskillnader, i plan A och plan B i dess resp. fasdetektorer 2A/lB, uppmätta mot plan C, omedelbart innan exkluderingen av plan C vid t,, till de gamla värdena i minnena Ng resp. MB. Resultatet av dessa additioner sparas i minnet Ng 505 403 27 resp. My.Dessutom nollställs de ytterligare förstårkarna 3A, 3B eller avlägsnas från planen. Vidare, i plan A adderas Nktill det aktuella värdet i Ng och resultatet sparas i minnet MA. I plan B adderas NB till det aktuella värdet i Ng och resultatet sparas i minnet MB. Därefter, för varje sampel, adderas det aktuella värdet i minnet Ng till det aktuella Aöm och summan sänds till regulatorn 5A i plan A. På motsvarande sätt, för varje sampel, adderas det aktuella värdet i minnet MB1ned det aktuella Aon och summan sänds till regulatorn 5B i plan B.

Naturligtvis är andra scenarier möjliga såsom ytterligare inkluderingar och exkluderingar och/eller annorlunda tidsin- tervall, men det föregående exemplet illustrerar tydligt de underliggande principerna enligt uppfinningen vilka kan användas för att hantera transienter när klockgenererande plan exkluderas och/eller inkluderas i tät följd. 4) Fig. 11 är ett schematiskt blockdiagram över en regulator 25 för nätverkssynkronisering enligt en utföringsform av upp- finningen. I denna utföringsform är regulatorn 25 implementerad i programvara som exekverar i en mikroprocessor. Regulatorn 25 för nätverkssynkronisering är mottaglig för' utsignalen från fasdetektorn 23, och i allmänhet innefattar regulatorn 25 ett proportionellt förstärkande block 26 och en integrator 27, vilka är parallellkopplade. Både det förstärkande blocket 26 och in- tegratorn 27 är mottagliga för nodfelsignalen från fasdetektorn 23. Utsignalen från det förstärkande blocket 26 och utsignalen från integratorn 27 adderas ihop i ett summeringsblock 28 för att tillhandahålla en nätverkssynkroniseringsstyrsignal. Det förstärkande blocket 26 svarar omedelbart på nodfelsignalen medan integratorn 27 svarar förhållandevis långsamt på nodfelsignalen från fasdetektorn 23.

Företrädesvis tillhandahålls en regulator 25 för nätverkssyn- kronisering i. vart och ett. av planen i. klocksystemet såsom illustreras i fig. 3. Nodfelsignalen från fasdetektorn 23 distribueras via signaleringsvägar till var och en av regula- 505 403 28 torerna 25A, 25B och 25C. I varje plan producerar regulatorn 25 för nätverkssynkronisering en styrsignal som sänds till det andra summeringsblocket 8 för att påverka frekvensen av planets utklocksignal. På detta sätt kommer klocksignalen för det resp. av de klocksignalgenererande planen att synkroniseras med nätverksreferenssignalen NRS. Klockselektorn 21 roterar normalt cykliskt mellan klocksignalerna av de klockgenererande planen i klocksystemet med en på förhand bestämd takt så att frekvensen av utklocksignalen SCS av klockselektorn 21 kan betraktas som ett tidsmultiplexerat medelvärde av frekvenserna av de olika planen.

Klocksignalen SCS för hela klocksystemet kommer också att synkroniseras mot nätverksreferenssignalen NRS.

När nätverkssynkroniseringen skall aktiveras i klocksystemet har det visat sig vara ett allmänt problem att tidssynkronisera startandet av regulatorn 25 (25A, 25B, 25C) för nätverkssynkroni- sering i de olika klockgenererande planen. Nätverkssynkronise- ringen bör påbörjas vid samma tidpunkt i alla klockgenererande plan. När nätverkssynkroniseringsregulatorn 25 aktiveras kan det föreligga en icke nollvärd utsignal från fasdetektorn 23. Denna utsignal förstärks omedelbart av det förstärkande blocket 26 i regulatorn 25, medan integratorn 27 börjar sin förhållandevis långsamma laddningsprocess. I början av nätverkssynkroniseringen ger utsignalen av det förstärkande blocket 26 huvudbidraget till styrsignalen för nätverkssynkronisering. Om t.ex. regulatorn 25 för nätverkssynkronisering inte startar vid samma tidpunkt i plan A son1 i plan B, så kan utsignalen från det proportionellt förstärkande blocket 26A (inte visat) i regulatorn 25A. ha påverkat frekvensen av klocksignalen av plan A under en tids- period innan utsignalen fràn det proportionellt förstärkande blocket 26B (inte visat) i regulatorn 25B börjar påverka frekvensen av klocksignalen.av plan B. Därefter kommer frekvensen av klocksignalen av plan A att skilja sig från frekvensen av klocksignalen av plan B. Fastän planregulatorn.5 i den ömsesidiga regleringen mellan planen kommer att försöka kompensera för denna icke önskvärda frekvensändring, så kommer i allmänhet fasskillna- den mellan klocksignalen av plan A och klocksignalen av plan B 505 403 29 att öka. Det är viktigt att förstå att frekvensändringen mellan plan A och plan B till följd av den icke synkroniserade aktive- ringen av regulatorerna 25A, 25B, 25C för nätverkssynkronisering inte är önskvärd, medan en frekvensändring för varje plan på grund av nätverkssynkroniseringen själv är önskvärd.

Om fasskillnaden.mellan klocksignalen.av plan A och klocksignalen av plan B blir större än vad som accepteras av kvalitetsstyr- ningen av klockselektorn så kommer problem som är svåra att administrera att uppstå och i värsta fall inträffar överför- ingsslip. Dessutom kan frekvensen för hela klocksystemet ändras på ett okontrollerat sätt.

Vidare, om ett antal klockgenererande plan reglerar ömsesidigt mot varandra i ett stationärt driftstillstànd.ochlclocksignalerna av planen är synkroniserade mot nätverksreferenssignalen NRS och ett ytterligare plan skall inkluderas i systemet så kan åt- minstone två transienter introduceras i systemet: För det första, inkluderingen av det ytterligare planet i den ömsesidiga regleringen av det ursprungliga klocksystemet komer att generera en första transient. Denna första transient hanteras effektivt genom tillämpande av' den första aspekten av' upp- finningen på klocksystemet, såsom beskrivits ovan.

För det andra, när det nya planet börjar synkronisera mot NRS- signalen så kan en andra transient inträffa. Om fasskillnaden mellan SCS-signalen och NRS-signalen inte är noll, vilket kan hända trots att systemet befinner sig i stationärt tillstånd så komer denna icke nollvärda fasskillnad att utbreda sig genom regulatorn 25 för nätverkssynkronisering i det nya planet och generera en transient pà grund av det förstärkande blocket 26 i regulatorn 25.

I enlighet med en fjärde aspekt av föreliggande uppfinning föreslås ett förfarande för reducering av transienter associerade med nätverkssynkroniseringen_ I en föredragen utföringsform av 5Û5 403 30 uppfinningen sätts förstärkningsfaktorn. för' det förstärkande blocket 26 i regulatorn 25 till noll vid tidpunkten för aktive- ringen av nätverkssynkroniseringen_ Därefter ökas eller in- krementeras förstärkningsfaktorn för det förstärkande blocket 26 gradvis till ett värde som förstärkningsfaktorn för det för- stärkande blocket 26 skall ha i stationärt tillstànd.

Styrningen av förstärkningsfaktorn för det förstärkande blocket 26 i regulatorn 25 ästadkoms i enbart ett plan, i ett antal plan eller i alla plan beroende pà den särskilda situation som beaktas. Ovan har två olika scenarier beskrivits. I det första så finns tre nätverkssynkroniseringsregulatorer 25, ett i varje plan, vilka skall aktiveras. Företrädesvis ástadkoms styrningen av förstärkningsfaktorn för det förstärkande blocket 26 i regulatorn 25 i alla planen. Naturligtvis är det möjligt att utnyttja andra förfaranden som ett lågpassfilterförfarande som det som beskrivits ovan, i nägra av planen, medan förfarandet enligt den fjärde aspekten av uppfinningen tillämpas på det eller de andra planen i klocksystemet. I det andra scenariot befinner sig ett antal plan redan i stationärt driftstillständ och är vidare synkroniserade med nätverkssynkroniseringsreferenssignalen NRS. I detta fall utförs styrningen av förstärkningsfaktorn för det förstärkande blocket 26 i det nya planet när nätverkssynkro- niseringsregulatorn 25 i detta plan aktiveras.

Mer bestämt àstadkoms den gradvisa ökningen av förstärknings- faktorn genom successiv addering av ett inkrement till värdet av förstärkningsfaktorn för det förstärkande blocket 26 som är anordnat i regulatorn 25 för nätverkssynkronisering tills värdet av förstärkningsfaktorn har ökat frán noll till sitt slutvärde under en selekterbar tidsperiod.

Pä detta sätt komer skillnaden mellan styrsignalerna till de spänningsstyrda oscillatorerna av de klockgenererande planen att reduceras och klocksystemet kommer att vara mer tolerant för icke synkroniserad aktivering av nätverkssynkroniseringen. Vidare löses problemet i enlighet med den fjärde aspekten av upp- 505 403 31 finningen med användande av ett minimum av processorkraft.

I en utföringsform av uppfinningen adderas inkrementet till värdet av förstärkningsfaktorn för varje sampel, fastän det kan adderas vartannat sampel eller vart tredje sampel. I själva verket kan tvâ efter varandra följande additioner inträffa vid tidpunkter som är åtskilda ett selekterbart antal sampel från varandra. En rimlig tidsperiod för inkrementering av förstärk- ningsfaktorn till dess slutvärde ligger i intervallet mellan 1 till 100 sekunder.

Om den resp. regulatorn 25 är monterad på sama kretskort som de andra komponenterna av det resp. planet är irrelevant så länge som den resp. regulatorn 25 är förbunden med eller pá annat sätt associerad med det resp. planet.

Som kommer att förstås av fackmannen så är den fjärde aspekten av uppfinningen mycket lik den första aspekten av uppfinningen.

Den fjärde aspekten av uppfinningen är i allmänhet tillämpbar på en situation i vilken klocksystemet innefattar ett pà förhand bestämt antal, K, av klockgenererande plan och i vilken det finns L nätverkssynkroniseringsregulatorer, där K och L är positiva heltal. Företrädesvis är K lika med L i stationärt tillstànd.

De utföringsformer son1beskrivits ovan ges enbart som.exempel och det bör förstås att föreliggande uppfinning' inte begränsas därtill. Det är naturligtvis möjligt att utföra uppfinningen i andra specifika former än de som beskrivits utan att avvika från uppfinningens andemening. Ytterligare modifikationer och förbättringar som innehåller de grundläggande underliggande principerna som beskrivits och för vilka skydd yrkas i patent- kraven.häri, ligger inouluppfinningens omfattning och.andemening.

Claims (10)

1. 505 403 32 PATENTKRAV 1. Förfarande för reducering av en transient i ett klock- signalgenererande system innefattande ett pà förhand bestämt antal, N, klocksignalgenererande plan, där N är ett positivt heltal, k ä n n e t etc k n a t av gradvis inkrementering, i åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, av förstärknings- faktorn för förstärkande organ (3; 51/52; 26) anordnat i det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenereran- de planen fràn ett respektive första värde till ett respektive andra värde under en respektive första tidsperiod.

2. Förfarande för reducering av en transient enligt krav 1, i vilket det förstärkande organet (3; 51/52) är anordnat i en regulator (5) för regleringen mellan de klocksignalgenererande planen.

3. Förfarande för reducering av en transient enligt krav 1, i vilket det förstärkande organet (26) är anordnat i en regulator (25) för nätverksreferenssynkronisering.

4. Förfarande för reducering av en transient enligt något av kraven l till 3, i vilket N är lika med 1.

5. I ett klocksignalgenererande system som innefattar ett på förhand bestämt antal, N, klocksignalgenererande plan, där N är ett positivt heltal, ett förfarande för reducering av en transient orsakad av inkludering av ett ytterligare klocksignal- genererande plan i det klocksignalgenererande systemet, eller orsakad av aktivering av en nätverkssynkronisering, k ä n n e t e c k n a t av gradvis inkrementering, i åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, av förstärknings- faktorn för förstärkande organ (3; 51/52; 26) anordnat i det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenereran- de planen fràn ett respektive första värde till ett respektive 505 403 33 andra värde under en respektive första tidsperiod.

6. I ett klocksignalgenererande system som innefattar ett på förhand bestämt antal, N, klocksignalgenererande plan, där N är ett positivt heltal, ett förfarande för reducering av transienter orsakade av inkludering av ett ytterligare klocksignalgenererande plan i det klocksignalgenererande systemet, k ä n n e t e c k n a t av gradvis inkrementering, i åtminstone ett av de IJ klocksignalgenererande planen, av förstärknings- faktorn för förstärkande organ (3; 51/52) som är anordnat i det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenere- rande planen för förstärkning av en signal som är representativ för en skillnad i fas mellan klocksignalen av det inkluderade ytterligare klocksignalgenererande planet och klocksignalen av det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgene- rerande planen, från ett respektive första värde till ett respektive andra värde under en respektive första tidsperiod.

7. Förfarande för reducering av transienter enligt krav 6, i vilket N är lika med 1.

8. Förfarande för reducering av transienter enligt krav 6 eller 7, vidare innefattande steget: synkronisering, innan inkludering, av klocksignalen av det ytterligare klocksignalgenererande planet.son\ska inkluderas, med klocksignalen av det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, så att högst en liten statisk fasskillnad mellan klocksignalen av det klocksignalgenererande planet som ska inkluderas och klocksignalen av det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, föreligger.

9. Förfarande för reducering av transienter enligt något av kraven 6 till 8, k ä n n e t e c k n a t av fördröjning, i åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, av sändandet av en felsignal som är representativ för en fasskillnad mellan klocksignalen av det 505 403 34 ytterligare inkluderade klocksignalgenererande planet och klocksignalen av det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, till ett lágpassfilter (53) som är anordnat i det respektive planet, tills förstärkningsfaktorn för det respektive av förstärkningsorganen (51/52) är större än ett tredje på förhand bestämt värde.

10. Förfarande för reducering av transienter enligt något av kraven 6 till 9, i vilket det inkluderade ytterligare klocksig- nalgenererande planet och de IJ klocksignalgenererande planen bildar ett ömsesidigt reglerande klocksignalgenererande system. ll. I ett telekommunikationsnätverk, ett förfarande för reducering av transienter orsakade av inkludering av ett ytterligare klocksignalgenererande plan i ett klocksignal- genererande system som innefattar ett på förhand bestämt antal, N, klocksignalgenererande plan, där N är ett positivt heltal, k ä n n e t e c k n a t av successiv addering, i åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, av ett inkrement till förstärkningsfaktorn av förstärkande organ (3; 51/52) som är anordnat i det respektive av' nämnda åtminstone ett av' de N klocksignalgenererande planen för förstärkning av en signal som är representativ för skillnaden i fas mellan klocksignalen av det inkluderade ytterligare klocksignalgenererande planet och klocksignalen av det respektive av nämnda åtminstone ett av de N klocksignalgenererande planen, tills förstärkningsfaktorn har ökats från ett värde till ett annat värde under en tidsperiod. 12. I ett klocksignalgenererande system som innefattar ett pà förhand bestämt antal, M, klocksignalgenererande plan, där M är ett positivt heltal, ett förfarande för reducering av en transient orsakad av exkludering av ett klocksignalgenererande plan från det klocksignalgenererande systemet, k ä n n e t e c k n a t av gradvis dekrementering, i åtminstone ett av' de kvarvarande klocksignalgenererande planen, av ett respektive digitalt signalvärde som huvudsakligen är representa- tivt för en fasskillnad omedelbart innan exkluderingen, till ett 505 403 35 respektive fjärde värde under en respektive andra tidsperiod. 13. I ett klocksignalgenererande system som innefattar ett på förhand bestämt antal, M, klocksignalgenererande plan, där M är ett positivt heltal, ett förfarande för reducering av transienter orsakade av exkludering av ett klocksignalgenererande plan från det klocksignalgenererande systemet, k ä n n e t e c k n a t av gradvis dekrementeringy i åtminstone ett av' de kvarvarande klocksignalgenererande planen, av ett respektive digitalt signalvärde som huvudsakligen är representa- tivt för en fasskillnad, omedelbart innan exkluderingen, mellan klocksignalen av det respektive av de kvarvarande klocksignalge- nererande planen och klocksignalen av det klocksignalgenererande plan som ska exkluderas, till ett respektive fjärde värde under en respektive andra tidsperiod. 14. Förfarande för reducering av transienter enligt krav 13, i vilket M är lika med 2, och det bara finns ett kvarvarande klocksignalgenererande plan efter exkluderingen. 15. Förfarande för reducering av transienter enligt krav 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a t av att det respektive digital signalvär- det som gradvis dekrementeras, generellt sänds till en regulator (5) som är anordnad i det respektive av nämnda åtminstone ett av de kvarvarande klocksignalgenererande planen. 16. Förfarande för reducering av transienter enligt något av kraven 13 till 15, i vilket det respektive digitala signalvärdet är representativt för fasskillnaden. 17. Förfarande för reducering av transienter enligt något av kraven 13 till 15, k ä n n e t e c k n a t av att det respektive digitala signal- värdet är representativt för fasskillnaden som förstärkts av förstärkande organ (51/52) anordnat i det respektive av nämnda åtminstone ett av de kvarvarande klocksignalgenererande planen. 505 405 37 k ä n n e t e c k n a t av gradvis inkrementering, i åtminstone ett av <üa kvarvarande klocksignalgenererande planen, av ett respektive digitalt signalvärde som huvudsakligen är representa- tivt för en fasskillnad, omedelbart innan exkluderingen, mellan klocksignalen av det respektive av de kvarvarande klocksignalge- nererande planen och klocksignalen av det klocksignalgenererande plan som ska exkluderas, till ett respektive fjärde värde under en. respektive andra tidsperiod, förutsatt att fasskillnaden omedelbart innan exkluderingen är negativ. 22. I ett klocksignalgenererande system som innefattar ett pá förhand bestämt antal, K, klocksignalgenererande plan, där K är ett positivt heltal, ett förfarande för reducering av transienter orsakade av aktivering' av ett på förhand bestämt antal, L, regulatorer (25) för referenssynkronisering, varvid varje regulator (25) används för synkronisering av en klocksignal av ett individuellt av de K klocksignalgenererande planen med en referensklocksignal, k ä n n e t e c k n a t av gradvis inkrementeringy i åtminstone en av de L regulatorerna (25) för referenssynkronisering, av förstärkningsfaktorn av förstärkande organ (26) anordnat i det respektive av nämnda åtminstone en av de L regulatorerna (25) för referenssynkronisering från ett värde till ett annat värde under en tredje tidsperiod. 23. I ett klocksignalgenererande system som innefattar ett pá förhand bestämt antal, K, klocksignalgenererande plan, där K är ett positivt heltal, ett förfarande för reducering av en transient orsakad av aktivering av en synkronisering av klocksig- nalen av det klocksignalgenererande systemet med en referen- sklocksignal, k ä n n e t e c k n a t av gradvis inkrementering, i åtminstone ett av de I< klocksignalgenererande planen, av förstärknings- faktorn av förstärkande organ (26) anordnat i en regulator (25) för referenssynkronisering, från ett värde till ett annat värde under en tredje tidsperiod.