JPH06104882A - 網同期クロック供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現用の基準の外部クロック信号及び予備の外
部クロック信号の周波数の監視を常時行い、入力するク
ロック信号と出力クロック信号との間に周波数変動があ
れば、その変動の原因を検知することにより、自律的に
正常な入力クロック経路に切り換えることができる優れ
た網同期クロック供給装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 選択制御信号に応じて外部クロック信号の内
の一つを選択するクロック選択スイッチ２７ａと、選択
された外部クロック信号に従属同期して出力クロック信
号を生成する網同期ＰＬＬ２１ａと、出力クロック信号
の周波数と複数の外部クロック信号の周波数とを独立に
比較して外部クロック信号に異常があるとき異常検出信
号を送出する複数の周波数比較部２４ａ、２５ａ、２６
ａと、複数の周波数比較部のそれぞれから送出される異
常検出信号に基づいて選択制御信号を送出する制御部２
９ａとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はローカルエリアネットワ
ーク、マルチメディア多重化装置等の通信制御装置に利
用する網同期クロック供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の網同期クロック供給装置の
構成を示している。網同期クロック供給装置は、２つの
同じ構成の第１及び第２のクロック供給部１００ａ及び
１００ｂを備えた冗長化構成となっている。この網同期
クロック供給装置には基準の外部クロック信号ｆ0a及び
予備の外部クロック信号ｆ0bが供給され、いずれか一方
の外部クロック信号に同期した出力クロック信号が生成
される。

【０００３】図４の第１のクロック供給部１００ａにお
いて、１ａは網同期ＰＬＬであり、入力されるクロック
信号ｆ0に同期した出力クロック信号ｆ3aを生成する。
２ａ、３ａは分周器であり出力クロック信号ｆ3aを分周
して、クロック信号ｆ0と同じ周波数の比較クロック信
号ｆ2aと、周波数比較に用いる計数クロック信号ｆ1aを
生成する。４ａは周波数比較器であり、クロック信号ｆ
0と比較クロック信号ｆ2aの位相差を、計数クロック信
号ｆ1aを用いてカウントし、両者の周波数差及びどちら
かのクロック断を検出し、制御部９ａに通知する。

【０００４】７ａは２つの外部クロック信号の切換スイ
ッチで、制御部９ａからの選択制御信号により、基準の
外部クロック信号ｆ0a又は予備の外部クロック信号ｆ0b
の１つを選択する。８ａは外部クロックインタフェース
で、伝送路上の外部クロック信号を抽出する。

【０００５】なお、網同期ＰＬＬ１ａは、同期状態にお
いて、クロック信号ｆ0の擾乱を抑圧するため、時定数
を大きくしてループゲインを小さくしてあり、クロック
信号ｆ0の多少の位相変動に対しては、出力クロック信
号ｆ3aの位相は変動しないように設定して使用する。ま
た、周波数比較部４ａの検出周期は、この網同期ＰＬＬ
１ａの時定数より小さく設定されている。

【０００６】以上の構成は、第２のクロック供給部１０
０ｂについても全く同様であり、その説明は省略する。

【０００７】次に上記従来例の動作について説明する。
周波数比較部４ａでは、クロック信号ｆ0と網同期ＰＬ
Ｌ１ａの出力を分周した比較の位相差をカウントし、位
相が同一方向に連続的に変化したとき、両クロックの周
波数に差があるものとして、制御部９ａに異常検出信号
である警報を通知する。また、どちらかのクロック信号
が断の時も通知する。

【０００８】いま、基準の外部クロック信号ｆ0aの周波
数が何らかの原因で変化したとする。上記したように、
網同期ＰＬＬ１ａは、時定数を大きくしてループゲイン
を小さくしてあり、一方、周波数比較部４ａは、この網
同期ＰＬＬ１ａの時定数より小さく設定されているの
で、網同期ＰＬＬ１ａが検知できないような基準の外部
クロック信号ｆ0aの僅かな周波数変動でも、周波数比較
部４ａで検出される。制御部９ａは選択するクロック信
号ｆ0を、基準の外部クロック信号ｆ0aから予備の外部
クロック信号ｆ0bに切り換える。

【０００９】このように、上記従来の網同期クロック供
給装置でも、入力する基準の外部クロックの周波数変動
または断を検出したときは、予備の外部クロック信号に
切り換えることにより安定した網同期クロック信号を送
出することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の網同期クロック供給装置では、網同期ＰＬＬに入力
される基準の外部クロック信号の周波数異常及び断のみ
を監視するため、切り換え先の予備の外部クロック信号
の周波数の正常性が確認できないという問題があった。
また、現用のクロック供給部から他のクロック供給部に
切り換える際に、当該他のクロック供給部からの出力ク
ロック信号の周波数が正常であるか否かを前もって判別
できないという問題があった。さらに、検出した周波数
異常が、クロック供給部自身における網同期ＰＬＬの発
振器の異常の場合でも、外部クロック信号の異常と誤認
してしまうという問題があった。

【００１１】本発明はこのような従来の種々の問題を解
決するものであり、現用の基準の外部クロック信号及び
予備の外部クロック信号の周波数の監視を常時行い、入
力する外部クロック信号と出力クロック信号との間に周
波数変動があれば、その変動の原因を検知することによ
り、自律的に正常な入力クロック経路に切り換えること
ができる優れた網同期クロック供給装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、選択制御信号に応じて外部クロック信号の
内の一つを選択するクロック選択手段と、選択された外
部クロック信号に従属同期して前記出力クロック信号を
生成する位相同期手段と、出力クロック信号の周波数と
複数の外部クロック信号の周波数とを独立に比較して外
部クロック信号に異常があるとき異常検出信号を送出す
る複数の周波数比較手段と、複数の周波数比較手段のそ
れぞれから送出される前記異常検出信号に基づいて前記
選択制御信号を送出する制御手段とを備えている。

【００１３】

【作用】したがって、本発明によれば、複数系統のそれ
ぞれの外部クロック信号の周波数を別々に監視すること
により、現在、同期基準に用いているクロック信号に異
常を生じ、入力クロックを切り換える必要が生じた場
合、正常性が事前に確認されたクロックに切り換えるこ
とができる。

【００１４】また、クロック供給部の網同期ＰＬＬの発
振器に異常が生じたことが原因で、外部クロック信号と
の間の周波数差を検出したときは、冗長化された他のク
ロック供給部の出力クロック信号との間にも周波数差を
生じるため、確実に自身のクロック供給部のＰＬＬの異
常を検出することができるという効果を有する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例の構成を示すものであ
る。本実施例においても従来例と同様、網同期クロック
供給装置は、２つの同じ構成のクロック生成手段である
第１及び第２のクロック供給部２００ａ及び２００ｂを
備えた冗長化構成となっている。したがって、この網同
期クロック供給装置には基準の外部クロック信号ｆ0a及
び予備の外部クロック信号ｆ0bが供給され、いずれか一
方の外部クロック信号に同期した出力クロック信号が生
成される。

【００１６】図１の第１のクロック供給部２００ａにお
いて、２１ａは位相同期手段としての網同期ＰＬＬであ
り、入力されるクロック信号ｆ0に同期した出力クロッ
ク信号ｆ3aを生成する。２２ａ、２３ａは分周器であり
出力クロック信号ｆ3aを分周して、クロック信号ｆ0と
同じ周波数の比較クロック信号ｆ2aと、周波数比較に用
いる計数クロック信号ｆ1aを生成する。２４ａ、２５
ａ、２６ａは周波数比較手段としての周波数比較器であ
り、周波数比較器２４ａは、基準の外部クロック信号ｆ
0aと比較クロック信号ｆ2aの位相差を、計数クロック信
号ｆ1aを用いてカウントし、両者の周波数差及びどちら
かのクロック断を検出し、制御手段である制御部２９ａ
に通知する。周波数比較器２５ａは、予備の外部クロッ
ク信号ｆ0bと比較クロック信号ｆ2aの位相差を、計数ク
ロックｆ1aを用いてカウントし、両者の周波数差及びど
ちらかのクロック断を検出し、制御部２９ａに通知す
る。また、周波数比較器２６ａは、比較クロック信号ｆ
2aと、クロック供給部２００ｂにおける比較クロック信
号ｆ2bとの位相差を、計数クロックｆ1aを用いてカウン
トし、両者の周波数差及びどちらかのクロック断を検出
し、制御部２９ａに通知する。

【００１７】なお、網同期ＰＬＬ２１ａは、同期状態に
おいて、クロック信号ｆ0の擾乱を抑圧するため、時定
数を大きくしてループゲインを小さくしてあり、クロッ
ク信号ｆ0の多少の位相変動に対しては、出力クロック
信号ｆ3aの位相は変動しないように設定して使用する。
また、周波数比較部２４ａ、２５ａ、２６ａの検出周期
は、この網同期ＰＬＬ２１ａの時定数より小さく設定さ
れている。

【００１８】２７ａは２つの外部クロック信号の１つを
選択するクロック選択手段としての切換スイッチで、制
御部２９ａからの選択制御信号により、基準の外部クロ
ック信号ｆ0a又は予備の外部クロック信号ｆ0bの１つを
選択する。２８ａは外部クロックインタフェースで、伝
送路上の外部クロック信号を抽出する。３０はクロック
供給部２００ａ及び２００ｂから出力される出力クロッ
ク信号を切り換えて、網同期クロック信号ｆ3として出
力するクロック切換手段としての出力クロック切換回路
である。

【００１９】第２のクロック供給部２００ｂについて
も、第１のクロック供給部２００ｂと全く同様であり、
その説明は省略する。

【００２０】図２は、周波数比較部２４ａ、２５ａ、２
６ａの構成例である。図２において、４１は位相比較部
であり、図３（ａ）に示す入力クロック信号ｆinの位相
と、図３（ｂ）に示す分周器２３ａからの比較クロック
信号ｆ2aの位相とを比較して、両者の位相ずれに応じて
図３（ｃ）に示すような位相差信号のパルス列を出力す
る。４２はゲート回路であり、位相比較部４１からの位
相差信号がハイレベルの期間に、分周器２２ａから供給
される計数クロック信号ｆ1aを出力する。 ４３はカウ
ンタ回路であり、ゲート回路４２からの計数クロック信
号ｆ1aをカウントして出力する。なお、クロック回路４
３は比較クロック信号ｆ2aがハイレベルのときリセット
される。４４はラッチ回路であり、比較クロック信号ｆ
2aがハイレベルのときカウンタ回路４３から出力される
カウント値をラッチする。４５もラッチ回路であり、ラ
ッチ回路４４でラッチされたカウント値を、次の周期の
比較クロック信号ｆ2aがハイレベルのときラッチする。

【００２１】４６は比較器であり、ラッチ回路４４及び
４５でラッチされたカウント値の差分を検出する。ラッ
チ回路４４の値がラッチ回路４５の値よりも大であると
き、すなわち位相差が正の方向に増加したときは、ｕｐ
を示すｕｐパルス信号を送出し、ラッチ回路４４の値が
ラッチ回路４５の値よりも小であるとき、すなわち位相
差が負の方向に増加したときは、ｄｏｗｎを示すｄｏｗ
ｎパルス信号を送出する。

【００２２】４７はアップダウンカウンタ回路であり、
ｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を受けて、比較クロック信号
ｆ2aをカウントアップ又はカウントダウンして、そのカ
ウント値を出力する。４８はデコーダであり、アップダ
ウンカウンタ回路４７からのアップカウント値又はダウ
ンカウント値のいずれかのカウント値が、規定値以上連
続したとき、周波数変動があると検知して、制御部２９
ａに対して異常検出信号すなわち警報を出力する。４９
は分周器であり、アップダウンカウンタ回路４７に対し
て、カウントする監視周期の値を供給する。

【００２３】入力クロック信号ｆinもしくは比較クロッ
ク信号が断のときは、位相比較部４１から直接異常検出
信号を送出する。

【００２４】次に、上記実施例の動作について説明す
る。図１において、クロック供給部２００ａが現用の網
同期クロック送出手段である場合に、基準の外部クロッ
ク信号ｆ0aの周波数が、何らかの原因で変化したとす
る。網同期ＰＬＬ２１ａは、上記したように、同期状態
において、通常ループゲインを小さくしてあるので、こ
の基準の外部クロック信号ｆ0aの周波数変動にはすぐに
は応答せず、出力クロック信号ｆ３ａの位相は変動しな
い。一方、周波数比較部２４ａ、２５ａ、２６ａの検出
周期は、比較クロック信号ｆ2aの周期と同じであるの
で、入力クロック信号ｆinの周波数変動を即座に検出す
る。

【００２５】基準の外部クロック信号ｆ0aの周波数変動
は、周波数比較部２４ａで検出され、制御部２９ａに異
常検出信号が送出される。この場合、異常検出信号を送
出するのは周波数比較部２４ａのみであるので、制御部
２９ａでは、予備の外部クロック信号ｆ0bは正常である
と判断でき、スイッチ２７ａに選択制御信号を与えて、
入力するクロック信号ｆ0を、基準の外部クロック信号f0
aから予備の外部クロック信号ｆ0bに切り換える。

【００２６】また、網同期ＰＬＬ２１ａが故障した場合
は、周波数比較部２４ａ、２５ａ、２６ａ全てから、制
御部２９ａに異常検出信号が出力されので、制御部２９
ａは、第２のクロック供給部２００ｂの制御部２９ｂと
通信を行い、出力クロック切換回路３０に切換信号を与
えて、網同期クロックの送出手段をクロック供給部２０
０ａからクロック供給部２００ｂに切り換える。もっと
もこの場合には、クロック供給部２００ｂの網同期ＰＬ
Ｌ２１ｂは正常に動作していることを前提としている。
すなわち、２つの系の網同期ＰＬＬが故障する確率は非
常に低いという前提に立っている。

【００２７】さらに、基準及び予備の外部クロック信号
にいずれも周波数変動が生じた場合には、周波数比較部
２４ａ、２５ａから異常検出信号が送出され、周波数比
較部２６ａからは異常検出信号は送出されないので、制
御部２９ａは、内部の発振器（図示せず）による自走モ
ードに切り換えるか、バックアップの基準のクロック信
号に切り換える。

【００２８】このように上記実施例によれば、２つの外
部クロック信号の周波数を同時に監視できるため、現用
の外部クロック信号に障害が生じたとき、確実に正常な
予備の外部クロック信号に切り換えることができるとい
う利点を有する。また、網同期ＰＬＬの故障の際には、
外部クロック信号の異常と区別することができ、クロッ
ク供給部を切り換えることにより、正確な網同期クロッ
ク信号の供給を維持できるという効果を有する。

【００２９】なお、外部クロック信号が２系統とも異常
になった場合は、バックアップの基準クロックに切り換
えるか、網同期ＰＬＬを自走させる。この場合は、網同
期ＰＬＬに蓄積プログラム型のＤＰ−ＰＬＬなどを用い
ることにより、ＰＬＬ自走時の周波数偏差を最小とする
ことができる。

【００３０】なお、上記実施例においては、外部クロッ
ク信号、及び、クロック供給部を２系統としたが、予備
の外部クロック信号を２系統以上備えて、クロック供給
部を３系統以上の構成とすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上記実施例により明らかなよう
に、入力する外部クロック信号の周波数を常時監視する
ようにしたものであり、現用の外部クロック信号系統に
障害が発生したときも、周波数の正常性が確認された予
備の外部クロック信号の系に速やかに切り換えることが
でき、また、全ての外部クロック信号の系統に同時に障
害が発生したときも、速やかに自走に切り換えることが
できるため、極めて信頼性の高い網同期クロック信号を
供給できるという利点を有する。さらに、冗長化された
２つの網同期ＰＬＬの出力をお互いに監視することによ
り、自らの網同期ＰＬＬの異常も検出でき、クロック供
給部自身を切り換えることにより、さらにクロックの信
頼性が増すという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における網同期クロック供給装
置の概略ブロック図

【図２】周波数比較部の回路図

【図３】図２の周波数比較部における信号のタイミング
チャート

【図４】従来の網同期クロック装置の構成例のブロック
図

【符号の説明】

２１ａ、２１ｂ 網同期ＰＬＬ ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ 分周器 ２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ 周
波数比較部 ２７ａ、２７ｂ 切り換えスイッチ ２８ａ、２８ｂ 外部クロックインタフェース ２９ａ、２９ｂ 制御部 ３０ 出力クロック切換回路 ４１ 位相比較部 ４２ ゲート回路 ４３ カウンタ回路 ４４、４５ ラッチ回路 ４６ 比較器 ４７ アップダウンカウンタ回路 ４８ デコーダ ４９ 分周器 ２００ａ、２００ｂ クロック供給部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から供給される基準の外部クロック
   信号又は一つもしくは複数系統の予備の外部クロック信
   号の内いずれか一つを選択して、選択したクロック信号
   に基づいて通信制御用の出力クロック信号を生成する複
   数系統の同期クロック生成手段を有する冗長化された網
   同期クロック供給装置であって、 前記同期クロック生成手段は、選択制御信号に応じて前
   記外部クロック信号の内の一つを選択するクロック選択
   手段と、選択された外部クロック信号に従属同期して前
   記出力クロック信号を生成する位相同期手段と、前記出
   力クロック信号の周波数と前記外部クロック信号の各々
   の周波数とを独立に比較して前記外部クロック信号に異
   常があるとき異常検出信号を送出する複数の周波数比較
   手段と、前記複数の周波数比較手段のそれぞれから送出
   される前記異常検出信号に基づいて前記選択制御信号を
   送出する制御手段とを備えたことを特徴とする網同期ク
   ロック供給装置。
2. 【請求項２】 前記クロック生成手段は、自身から送出
   する出力クロック信号の周波数と、他のクロック生成手
   段から送出される他の出力クロック信号の周波数とを比
   較して、前記出力クロック信号又は他の出力クロック信
   号のいずれかに異常があるとき異常検出信号を前記制御
   手段に送出する周波数比較手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の網同期クロック供給装置。