JPH0661966A - ディジタルスタッフ制御回路 - Google Patents

ディジタルスタッフ制御回路

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JPH0661966A
JPH0661966A JP4209347A JP20934792A JPH0661966A JP H0661966 A JPH0661966 A JP H0661966A JP 4209347 A JP4209347 A JP 4209347A JP 20934792 A JP20934792 A JP 20934792A JP H0661966 A JPH0661966 A JP H0661966A
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JP
Japan
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clock
circuit
counter
memory
output
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JP4209347A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Nakajima
佳之 中島
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はディジタル伝送のディジタルスタッフ
制御回路に関し、各種のジッタを減少させ、伝送回線の
高い品質を維持することのできるディジタルスタッフ制
御回路を実現することを目的とする。 【構成】入力データを一時書き込んでおくメモリ10
と、入力クロックからメモリ10への書き込みパルスを
作成する書込カウンタ20と、出力クロックからフレー
ムパルスとデータが必要なときだけクロックを発生させ
る歯抜けクロックとを作成するタイミング信号発生回路
30と、タイミング信号発生回路30の発生する歯抜け
クロックから、メモリ10に書き込まれたデータを読み
出す読み出しパルスを作成する読出カウンタ40と、書
込カウンタ20の出力と、読出カウンタ40の出力の減
算を行う減算回路50と、減算回路50の出力からスタ
ッフビット挿入の要否を判定する判定回路60を備え構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル通信のディジ
タルスタッフ制御回路に関する。近年、ディジタル通信
として新同期網と呼ばれる通信方式が採用されるように
なってきている。
【0002】図8はフレームフォーマットの例を説明す
る図である。図は4本のデータを多重する例であり、一
定のタイミングで付加ビットを挿入し、さらにスタッフ
ビットを挿入している。
【0003】付加ビットは回線監視や、制御のために使
用するビットであり、スタッフビットは周波数整合のた
めに挿入するものである。また、ここで使用する付加ビ
ットは数バイトの連続する情報であってその間はデータ
の挿入は行えない。そのため、スタッフビット挿入の要
否を判定する回路に大きな影響を与えることになり、適
正なスタッフビットの挿入が行えなくなってしまい、デ
ータが本来あるべき位置からの微小な位相ズレであるジ
ッタ量が増大し、回線品質を劣化させる。
【0004】かかる、ジッタを抑圧し、回線品質を高め
ることのできるスタッフ制御回路が要求されている。
【0005】
【従来の技術】図9は従来例を説明するブロック図を示
す。図中の10はメモリ、10Aは多重回路、20は書
込カウンタ、30はタイミング信号発生回路、40は読
出カウンタ、90AはAND回路、90BはS−Rラッ
チ回路である。
【0006】この回路で、書込カウンタ20は入力クロ
ックをカウントすることにより、メモリ10への書き込
みパルス2aと特定のメモリ10に対する位相信号2b
を発生する。タイミング信号発生回路30は出力クロッ
クから各種タイミング信号3aとデータの必要な部分の
みにクロックがある歯抜けクロック3bを発生する。
【0007】読出カウンタ40は読み出しパルス4aと
特定のメモリ10に対する位相信号4bを発生し、入力
データ1aを書き込みパルス2aでメモリ10に保持し
ておき、読み出しパルス4aで出力データ1bとして出
力する。多重回路10Aはタイミング信号3aにより、
メモリ10からの出力データ1bと付加ビット1cを多
重し、出力データ1dを作成する。
【0008】また、AND回路90Aは書き込みの特定
の位相信号2bと読み出しの特定の位相信号4bの重な
りを検出したとき検出パルス9aを出力し、S−Rラッ
チ回路90Bは検出パルス9aを保持しておき、フレー
ム信号発生回路30にスタッフビットの挿入を要求する
信号9bを入力して、歯抜けクロック3bを制御して、
スタッフビットの挿入を行うよう制御する。スタッフビ
ットの挿入を行った場合には、S−Rラッチ回路をクリ
アする信号3cを出力する。
【0009】このような動作でスタッフビットの挿入を
行い、スタッフされているかどうかは、図8で説明した
付加ビットの一部を使用して表示している。図10は従
来例のスタッフ制御動作を説明する図である。図は図9
に示すメモリ10内での位相状態を示すものであり、横
軸が時間の経過t、縦軸が位相の進み/遅れの大きさを
示し、点線はスタッフビット挿入の判定基準を示す。
【0010】書き込みパルスと読み出しパルスの周波数
の差により位相は緩やかに変化し、判定基準を超えた場
合にはスタッフビットを挿入し位相を戻す。図の矢印
は、図8で説明したように、スタッフビットを挿入する
位置はフレームの中で決まっているので、判定基準を超
えた場合、直ちに、スタッフビットの挿入を行うのでは
なく、スタッフビットのタイミングがくるまで待ち、そ
の位置で挿入を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例において
は、メモリ段数とフレームの形状には関係なく、メモリ
の特定位相に対して、付加ビット挿入のためのクロック
の歯抜けは非同期に発生するので、各判定時点での付加
ビット挿入の影響は一定していない。
【0012】このため、図10で示したような、短い時
間だけ判定基準を超えるフレーム形式では、検出が不規
則になり、待ち合わせジッタが大きくなり、発生周期も
ランダムなものとなってしまう。
【0013】また、スタッフを行うかどうかを表示する
のに付加ビットの一部を使用するので、スタッフを行う
ことを決めてから、実際にスタッフを行うまで一定の時
間が必要になるが、その間に次のフレームでスタッフす
るか否かの検出は始まっているので、2回連続でスタッ
フビットの挿入が行われがちである。そうなると、位相
が必要以上に戻ることとなり、次のスタッフビットの挿
入までの時間が長くなり、スタッフジッタは振幅が大き
く周期も長くなってしまう。
【0014】さらに、このデータの受信側では、付加ビ
ットとスタッフビットを除いた後、位相同期ループ(以
下PLLと称する)回路でクロックを再生して、メモリ
を通してデータを出力しているが、PLL回路はローパ
スフィルタの特性をもっていることから、付加ビットに
よるジッタは繰り返し周波数が短いので充分抑圧できる
が、待ち合わせジッタとスタッフジッタが、振幅が大き
く、繰り返し周波数が長いものになると、充分な抑圧が
できず、出力信号に残ってしまい、回線品質を低下させ
る原因となる。
【0015】本発明は振幅が大きくランダムな周期をも
つ待ち合わせジッタや、スタッフを連続して行うことに
よる振幅が大きく繰り返し周期の長いジッタを減少さ
せ、伝送回線の高い品質を維持することのできるディジ
タルスタッフ制御回路を実現しようとする。
【0016】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を説
明するブロック図である。図中の100はディジタルス
タッフ制御回路であり、10Aは第1のクロック周波数
f1の複数N本のデータに付加ビットをつけて、第2の
クロック周波数f2の信号に多重する多重回路であり、
10は入力データを一時書き込んでおくメモリであり、
20は周波数が第1のクロック周波数f1の入力クロッ
クからメモリ10への書き込みパルスを作成する書込カ
ウンタであり、30は周波数が第2のクロック周波数f
2の出力クロックからフレームパルスとデータが必要な
ときだけクロックを発生させる歯抜けクロックとを作成
するタイミング信号発生回路であり、40はタイミング
信号発生回路30の発生する歯抜けクロックから、メモ
リ10に書き込まれたデータを読み出す読み出しパルス
を作成する読出カウンタである。
【0017】また、50は書込カウンタ20の出力と、
読出カウンタ40の出力の減算を行う減算回路であり、
60は減算回路50の出力からスタッフビットの挿入の
要否を判定する判定回路であり、メモリ10の書き込み
の位相を示す書込カウンタ20のカウント値とメモリ1
0の読み出しの位相を示す読出カウンタ40のカウント
値との減算を減算回路50で行いその結果を判定回路6
0に入力し、位相差が所定の値より小さいと判定された
場合にはタイミング信号発生回路30を制御してスタッ
フビットの挿入を行う。
【0018】
【作用】図において、書込カウンタ20で入力クロック
からメモリ書き込み用の書き込みパルスを発生させると
ともに、メモリ10の書き込み位相を示すカウンタ値を
出力し、減算回路50の一方の端子に入力する。
【0019】タイミング信号発生回路30は出力クロッ
クからフレーム作成のためのフレームタイミング信号、
メモリ読み出し用の歯抜けクロックを作成し、読出カウ
ンタ40に入力する。
【0020】読出カウンタ40では、歯抜けクロックか
らメモリ読み出し用のパルスとメモリ10の読み出し位
相を示すカウンタ値を出力し、減算回路50の他方の端
子に入力する。
【0021】入力データはメモリ10に書き込みパルス
で書き込まれ、読み出しパルスにより読み出され、多重
回路10Aでメモリ10から出力したデータと付加ビッ
トとをタイミング信号により多重して出力データとして
出力する。
【0022】減算回路50は書き込み位相を示すカウン
タ値と、読み出し位相を示すカウンタ値との減算を行
い、その結果を判定回路60に入力し、位相差が所定の
値より小さいことを検出した場合には、スタッフを行う
制御信号を出力し、タイミング信号発生回路30は歯抜
けクロックを制御してスタッフビットの挿入を行うか否
かを制御する。このような動作により、ジッタを抑圧
し、回線品質を高めることが可能となる。
【0023】
【実施例】図2は本発明の信号の流れを説明する図であ
る。図2の構成は原理図の構成にFF回路20Aを加え
たものである。
【0024】図において、入力クロックで書込カウンタ
20を回して、書き込みパルス2aとメモリ10の位相
を示す位相信号2bを発生する。タイミング信号発生回
路30は出力クロックから各種タイミング信号3aとデ
ータの必要な部分のみにクロックがある歯抜けクロック
3bを発生し、読出カウンタ40は読み出しパルス4a
とメモリ10の位相を示す位相信号4bを発生する。
【0025】入力データ1aを書き込みパルス2aでメ
モリ10上に保持しておき、読み出しパルス4aで出力
データ1bを出力する。多重回路10Aはタイミング信
号3aにより、メモリ10からの出力データ1bと付加
ビット1cを多重し、出力データ1dを作成する。
【0026】また、入力クロックと出力クロックは非同
期であるので、書込カウンタ20のカウント値をFF回
路20Aで出力クロックに同期させ位相信号2cとして
出力する。
【0027】減算回路50はタイミング信号発生回路3
0から特定タイミング信号3dが入力されたときの、F
F回路20Aの出力する位相信号2cと読出カウンタ4
0の出力する位相信号4bとの減算を行い、その差を信
号5aとして出力する。
【0028】判定回路60はこの信号5aが予め設定し
た値より大きいか否かを判定し、小さい場合には、スタ
ッフ制御を行う制御信号6aを出力し、タイミング信号
発生回路30を制御して、スタッフビットの挿入を行
う。
【0029】図3は本発明の実施例を説明する図であ
る。図は3本の入力データ1〜3を多重する例であり、
図中の101〜103はディジタルスタッフ制御回路、
11〜1nはFF回路(図中MMと示す)により構成し
たメモリ、10Aは多重回路(図中MUXと示す)、1
0Bはn:1セレクタ(図中SELと示す)、21、4
1はループカウンタ(図中LCと示す)、22、42は
エンコーダ(図中ENCと示す)、23はFF回路(図
中FFと示す)、30はタイミング信号発生回路(図中
TMGと示す)、50は減算回路(図中SUBと示
す)、60は判定回路(図中DET)と示す。
【0030】ここで、書き込みパルスの作成はループカ
ウンタ21にて行い、メモリ11〜1nの位相を示すた
めにエンコーダ22で、n本のパルスから2進数に変換
している。原理図で説明したメモリ10としてはメモリ
11〜1nとn:1セレクタ10Bから構成している。
【0031】FF回路23はクロック乗り換えのための
ものであり、m個のFF回路から構成しており、減算回
路50は通常の減算ではなく、書き込みパルスと読み出
しパルスの位相差から位相余裕度を示す数値を出力す
る。この数値を判定回路60に入力し、位相差が予め定
められた値より小さい場合には、スタッフビットの挿入
を行うようにタイミング信号発生回路30を制御する。
【0032】図3に示す実施例では、書き込みパルス、
読み出しパルスの発生にエンコーダ22、42を使用し
ているが、これを2進カウンタとし、メモリ側への信号
に2進から順序パルスに変換するデコーダを使用するこ
ともできる。また、書き込みパルス、読み出しパルスの
発生にループカウンタ21、41を使用し、エンコーダ
22、42を削除し、減算回路50を順序パルスから位
相余裕度を求めるように構成することも可能である。
【0033】図4は本発明の実施例のスタッフ制御動作
を説明する図である。図中の細い矢印はスタッフビット
の挿入の要否を判定するタイミングであり、太い矢印は
スタッフビットの挿入を行ったことを示す。このように
本発明では判定タイミングがデータフレームの特定点と
なっているので、付加ビット挿入によるクロックの歯抜
けの影響は毎回同じであり、各回の判定はメモリの位相
の進み遅れを正確に反映することができ、適切なスタッ
フビットの挿入を行える。このような動作からスタッフ
ビット挿入による待ち合わせジッタは振幅が小さくほぼ
均等に発生することになる。
【0034】したがって、受信側ではPLL回路のクロ
ック再生において、ローパスフィルタの効果でジッタを
十分抑圧することが可能となる。図5は本発明の実施例
の減算処理を説明する図である。図において、横方向が
書き込みパルスの位相(Wと示す)を示し、縦方向が読
み出しパルスの位相(Rと示す)を示す。
【0035】ここで、例えばW=0、R=0の場合、位
相余裕度は0となる。また、W=1、R=0の場合、位
相余裕度は1となる。逆に、W=0、R=1の場合、位
相余裕度は最大のn−1となる。
【0036】図6は本発明のその他の実施例を説明する
図(1)である。図は4本の入力データ1〜4を多重す
る例であり、図中の101〜104はディジタルスタッ
フ制御回路であり、ここでは、原理図で説明したメモリ
10として、アドレス空間がn以上のデュアルポートラ
ム10Cを使用した例である。この構成では、デュアル
ポートラム10Cへの書き込み、読み出しともにアドレ
スで行うので、カウンタ21A、41Aは2進カウンタ
を使用するのみで、エンコーダ22、42あるいはデコ
ーダは必要でなくなる。
【0037】図7は本発明のその他の実施例を説明する
図(2)である。ここでは、データの多重は行わず、付
加ビットの挿入のみを行う例であり、既存の回線を新同
期網に取り込む場合に使用される構成である。
【0038】図3の実施例との構成の差はループカウン
タ21B、41Bにあり、書き込みパルス、読み出しパ
ルスを発生すると同時に、特定位相信号ΦX 、ΦY を発
生する。
【0039】また、NOR回路71、72でS−Rラッ
チ回路70を構成し、特定位相信号ΦX 、ΦY をS−R
ラッチ回路70に入力することによりデューティ比信号
を発生している。このデューティ比信号をFF回路73
で出力クロックに同期させ、カウンタ80でアップカウ
ント/ダウンカウントを行うことによりデューティ比信
号を積分し、メモリの位相の進み遅れ状態を判定回路9
0で検出してスタッフビットの挿入を行うか否かの制御
信号を作成している。
【0040】このような動作により、付加ビット挿入に
よる歯抜けを、カウンタ80でアップカウント/ダウン
カウントをおこなうことによる積分効果で相殺してお
り、メモリの位相の進み遅れを正確に判定することがで
き、ジッタを抑圧することが可能となる。
【0041】以上の説明ではスタッフビットを1ビット
としているが、スタッフビットを複数のNビットとと
し、その中のnビットを挿入することも可能である。こ
の場合には、判定回路90を複数のNビットの中の何ビ
ットを挿入するかを制御するようにすれば良い。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、大量の付加ビットを挿
入するフレーム形式で、スタッフビットの挿入で周波数
の調整を行う場合、待ち合わせジッタやスタッフジッタ
の振幅を小さくし、繰り返し周期も短くすることができ
るので、受信側でのデータ出力に残るるジッタを抑え、
高い回線品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理を説明するブロック図
【図2】 本発明の信号の流れを説明する図
【図3】 本発明の実施例を説明する図
【図4】 本発明の実施例のスタッフ制御動作を説明す
る図
【図5】 本発明の実施例の減算処理を説明する図
【図6】 本発明のその他の実施例を説明する図(1)
【図7】 本発明のその他の実施例を説明する図(2)
【図8】 フレームフォーマットの例を説明する図
【図9】 従来例を説明するブロック図
【図10】 従来例のスタッフ制御動作を説明する図
【符号の説明】
100、101〜104 ディジタルスタッフ制御回路 10、11〜1n メモリ 10A 多重回路 10B n:1セレクタ 10C デュアルポートラム 20 書込カウンタ 20A、23、73 FF回路 21、41、21B、41B ループカウンタ 21A、41A、80 カウンタ 22、42 エンコーダ 30 タイミング信号発生回路 40 読出カウンタ 50 減算回路 60、90 判定回路 70、90B S−Rラッチ回路 71、72 NOR回路 90A AND回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル伝送において、多重回路(1
    0A)で第1のクロック周波数(f1)の複数(N本)
    のデータに付加ビットをつけて、第2のクロック周波数
    (f2)の信号に多重する際のディジタルスタッフ制御
    回路(100)であって、 入力データを一時書き込んでおくメモリ(10)と、 周波数が第1のクロック周波数(f1)の入力クロック
    から前記メモリ(10)への書き込みパルスを作成する
    書込カウンタ(20)と、 周波数が第2のクロック周波数(f2)の出力クロック
    からフレームパルスとデータが必要なときだけクロック
    を発生させる歯抜けクロックとを作成するタイミング信
    号発生回路(30)と、 前記タイミング信号発生回路(30)の発生する歯抜け
    クロックから、前記メモリ(10)に書き込まれたデー
    タを読み出す読み出しパルスを作成する読出カウンタ
    (40)と、 前記書込カウンタ(20)の出力と、前記読出カウンタ
    (40)の出力の減算を行う減算回路(50)と、 前記減算回路(50)の出力からスタッフビット挿入の
    要否を判定する判定回路(60)を備えたことを特徴と
    するディジタルスタッフ制御回路。
  2. 【請求項2】 入力データを一時書き込んでおくメモリ
    (10)と、 周波数が第1のクロック周波数(f1)の入力クロック
    から前記メモリ(10)への書き込みパルスを作成する
    書込カウンタ(20)と、 周波数が第2のクロック周波数(f2)の出力クロック
    からフレームパルスとデータが必要なときだけクロック
    を発生させる歯抜けクロックとを作成するタイミング信
    号発生回路(30)と、 前記タイミング信号発生回路(30)の発生する歯抜け
    クロックから、前記メモリ(10)に書き込まれたデー
    タを読み出す読み出しパルスを作成する読出カウンタ
    (40)と、 前記書込カウンタ(20)と、前記読出カウンタ(4
    0)の特定の位相のパルスを入力として、前記メモリ
    (10)への書き込みと読み出しの進み遅れ状態をデュ
    ーティ比として出力するS−Rラッチ回路(70)と、 前記S−Rラッチ回路(70)の出力をアップ/ダウン
    の制御入力とし、進み遅れ状態をカウントするカウンタ
    (80)と、 前記カウンタ(80)の出力からスタッフビット挿入の
    要否を判定する判定回路(90)を備えたことを特徴と
    するディジタルスタッフ制御回路。
JP4209347A 1992-08-06 1992-08-06 ディジタルスタッフ制御回路 Withdrawn JPH0661966A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6557109B1 (en) 1998-12-07 2003-04-29 Nec Corporation Synchronizing device and method that adjusts readout speed according to remaining quantity of data in memory while operating decoder on fixed frequency system clock
JP2008135464A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Matsushita Electric Works Ltd 配線用板の処理装置とそれを用いた処理方法
JP2013121002A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Fujitsu Ltd データ乗せ換え回路及びデータ乗せ換え方法

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