JPH0710058B2 - マルチプレクサとデマルチプレクサを有する高度デジタル通信系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、マルチプレクサとデマルチプレクサを有する
高度デジタル通信系に関する。この通信系には、Ｎ個の
並列入力側を有するマルチプレクサが設けられ、Ｎ個の
並列出力側を有するデジタルデマルチプレクサが設けら
れ、マルチプレクサとデマルチプレクサの間にある共通
のデジタル伝送路を介して、相互に同期調整されたＮ個
のデジタル信号流が伝送される。この場合Ｎ≧２であ
る。またマルチプレクサはデジタル信号流のシンボルの
インタリービングを周期的かつ逐次的に行なつて合成デ
ジタル信号流を形成するように構成されており、さら
に、通信系内に少くとも１つのブロツク符号化装置と少
くとも１つのブロツク復号装置が設けられている。

従来技術 デジタルマルチプレクサでは、Ｎ個の入力信号（端局信
号）を組合わせて１つの出力信号流を形成する。デマル
チプレクサでは逆の操作が行なわれる。入力信号流の多
重化はインタリービングによつて行なわれる。つまり、
２進信号流１の１つのビツトの後に２進信号流２の１ビ
ツトを続けるような形で信号流を組合わせるのである。
この場合、合成出力信号流は、各入力信号流のデジタル
レートのＮ倍またはそれ以上のデジタルレートを有して
いる。その理由は、出力信号流がそれ自信のフレームワ
ードおよびいくつかのサービスビツトを必要とし、これ
らが出力信号流に付加されるからである。また、端局信
号流と多重化信号との間の周波数差を補償する措置もと
られている。各端局信号は固有の自走周波数を有してい
るので、この措置が必要となる。この目的で、アイドル
ビットおよびアイドルビツトの状態を表示する制御ビツ
トが多重化信号に挿入される。この方法はポジテイブ
ジヤステイフイケーシヨン（Positive justification）
と呼ばれ、プレシオクロナス同期された（pleisiochron
ous）信号流を多重化する最も簡単な方法である。

長い距離にわたつてデジタル信号を伝送する場合、デジ
タル信号をデジタル伝送路に適合させるために、通信系
の送信部で符号化し、受信部で復号する。デジタル伝送
路は、平衡対ケーブル、同軸ケーブル、光フアイバ、空
間等である。符号および復合を行なう理由の１つは、直
流成分を抑圧して通信系内での交流結合を可能とし、か
つ伝送ケーブルを介して通信系から再生中継器へ直流を
供給するためである。もう１つの目的は、伝送されるデ
ジタル信号のパルス密度を高めること、あるいは、再生
中継回路で必要なクロツク信号を再生できるような最小
パルス密度を保証することである。

ブロツク符号装置の中では、一般に符号翻訳テーブルと
呼ばれるテーブルが使用される。このようなテーブル
は、例えば「Philips Telecommurication Review」第34
巻、第５号（1976年６月２日）第72〜86頁に記載されて
いる。符号化装置の入力側には直列／並列変換器が設け
られている。この変換器は、その入力側に加わるビツト
流を分割して所定のｎビツトから成る順次連続したブロ
ツクを形成する。ｎビツトブロツクは、特別な命令に応
じて、翻訳コードマトリクスによつて新しいｍシンボル
ブロツクに変換される。ｍ個のシンボルから成るブロツ
クは符号化装置の出力側で並列／直列変換器によつてビ
ツト流に逆変換される。このビツト流はデジタル伝送路
（ケーブル、光フアイバ）を介してデジタル通信系の受
信部へ伝送される。受信部に入力したビツト流には、復
号装置によつて上記と逆の操作が加えられる。このよう
な符号化装置および復号装置は、例えば、1970年３月16
日〜18日にローマで開かれた「17th Internationral Co
ngress on Electronics」の会議録第275〜283頁に記載
されている。

発明の解決すべき問題点 以上述べたような高度デジタル多重化装置は例えばC.C.
I.T.T勧告G922に開示されている。ひこには、４つの140
Mbit/s端局信号流を有する多重化装置のフレーム構造が
記載されている。それによるとフレーム長は2688ビツト
であり、次のような個別要素から成つている。つまり、
１つの12ビツトフレーム同期ワード、４つのサービスビ
ツト、各端局信号流のための４つの５ビツト調整制御ワ
ード、同じく各端局信号流のための４つの調整可能ビツ
ト、そして４つの端局信号流の情報を収容する2648個の
タイムスロツトである。この場合ブロツク符号化装置は
マルチプレクサの後に配置され、ブロツク復号装置はデ
マルチプレクサの前に配置されている。その結果、ブロ
ツク符号化装置とブロツク復号装置は最大線路レート
（ラインビツトレート）で動作しなければならない。こ
の線路レートが565Mbitを上回ると、符号化装置および
復号装置の構造に大きな問題が生じ、例えば低損失なデ
ジタルモジユールが必要となる。しかし、現在の産業用
集積化技術の水準では、このようなモジユールの製作は
不可能であるか、可能だとしても非常な困難が伴う。従
つて、簡単なデジタル通信系と同じ設計原理を高度デジ
タル通信系に適用することはできない。

本発明の目的は、冒頭で述べた高度デジタル通信系に対
して、上述の問題を解決する新しい設計原理を提供する
ことである。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、この目的は次のようにして達成され
る。すなわち、Ｎ個のデジタル信号流のそれぞれを、ブ
ロツク符号化装置を介してマルチプレクサの並列入力側
の１つに供給し、各デジタル信号流は共通クロツク信号
の制御下で同期調整しながらブロツク符号化装置に供給
し、各ブロツク符号化装置の中でデジタル信号流にワー
ド同期標識が付与し、デマルチプレクサの並列出力側の
各々をブロツク復号装置の入力側と接続し、デマルチプ
レクサの並列出力側に生じた信号を合成デジタル信号か
ら再生されたクロツク信号の制御下で各ブロツク復号装
置に供給し、ブロツク復号装置の出力側をそれぞれマト
リクススイツチの入力側と接続し、該マトリクススイツ
チが入力側と同数の出力側を有するようにし、位相比較
装置の中で各ブロツク復号装置のワード同期標識を相互
に比較し各ワード同期標識間で測定された位相差の関数
としてマトリクススイツチの各入力側を出力側と通し接
続し、その結果マトリクススイツチの出力側に原デジタ
ル信号流を正しい順序で得るのである。

実施例 次に図面を参照しながら実施例について本発明を詳しく
説明する。

第１図に示す高度デジタル通信系において、Ｉは送信
部、IIは受信部である。送信部Ｉには、ブロツク符号化
装置1,2,3,4、マルチプレクサ６、分周器５、および周
波数逓倍器7,9が設けられている。一方受信部IIには、
ブロツク復号装置12,13,14,15、デマルチプレクサ11、
位相比較器16、分周器19、クロツク再生器17およびマト
リクススイツチ18が設けられている。相互に同期化され
たＮ個のデジタル信号流A,B,C,Dが、各々のブロツク符
号化装置１〜４の信号入力側へ供給されている。従つて
この実施例ではＮ＝４である。ブロツク符号化装置１〜
４の書込みクロツク入力側は、線路70を介して、送信部
Ｉのクロツク入力側８と接続されている。クロツク入力
側８は、分周比1/5の分周器５および線路71を介して、
ブロツク符号化装置１〜４のクロツク入力側および係数
６の周波数逓倍器９の入力側と接続されている。ブロツ
ク符号化装置は、４つのデジタル信号流Ａ〜Ｄから5bit
ブロツクを形成する。周波数逓倍器９は、線路72を介し
てマルチプレクサ６の書込みクロツク入力側と接続さ
れ、係数４の周波数逓倍器７を介してマルチプレクサ６
の読出しクロツク入力側と接続されている。各ブロツク
符号化装置の信号出力側60〜63は、マルチプレクサ６の
信号入力側と接続されている。マルチプレクサ６の信号
出力側は、デジタル伝送路10を介して受信部IIの入力側
66と接続されている。入力側66は、デマルチプレクサ11
の信号入力側およびクロツク再生器17の入力側に接続さ
れている。クロツク再生器17の出力側は、デマルチプレ
クサ11のクロツク入力側および分周比1/4の分周器19の
入力側と接続されている。

分周器19の出力側はブロツク復号装置12〜15の書込みク
ロツク入力側と接続されている。各ブロツク復号装置12
〜15の信号入力側はデマルチプレクサ11の信号出力側と
接続されている。ブロツク復号装置の信号出力側54〜57
はマトリクススイツチ18の入力側と接続されている。ま
たブロツク復号装置の出力側40〜43は位相比較器16の入
力側と接続され、その出力側はマトリクススイツチの制
御入力側と接続されている。マトリクススイツチ18の出
力側44〜47には、原デジタル信号流Ａ〜Ｄがもとの順序
で現われる。

ここで、入力デジタル信号Ａ〜Ｄは140Mbit/sのシンボ
ルレート（＝ビツトレート）を有する２進信号とする。
デジタル信号流Ａ〜Ｄは、線路70に現われる140MHzクロ
ツク信号によつて同期調整されながら、5B/6Bブロツク
符号化装置１〜４に供給される。5B/6Bブロツク符号化
装置に入力した140Mbit/s信号流は線路71上の28MHzクロ
ツク信号によつて分周され、それぞれ５シンボル長のブ
ロツクが形成される。この5bitブロツクはブロツク符号
化装置内で6bitブロツクに変換される。従つてブロツク
符号化装置１〜４の出力側には、6/5×140＝168Mbaudの
デジタル信号流が現われる。ブロツク符号化装置の出力
側60〜63に生じた４つのデジタル信号流は、周波数逓倍
器９の発生したクロツク信号によつてマルチプレクサ６
に並列に供給される。周波数逓倍器９が発生するクロツ
ク信号の周波数は６×28＝168MHzである。マルチプレク
サ６のデジタル信号内容は、周波数逓倍器７の出力側に
現われるクロツク信号によつて直列に読出される。この
クロツク信号のデジタルレートは４×168＝672MHzであ
る。

並列接続された４つの5B/6Bブロツク符号化装置１〜４
の中で、各6Bワードにワード同期標識が設けられる。5B
/6Bブロツク符号化装置１〜４は同一の構造を有し、ま
た同じ28MHzクロツク信号によつて制御されるので6B信
号は出力側60〜63に同一の位相で現われる。第２図はこ
の点について示す時間−順序ダイアグラムである。第２
図にタテ線で示したワード同期標識Ｋ（１）〜Ｋ（４）
は、同じ時点にブロツク符号化装置の出力側60〜63に現
われる。従つて、同期標識間の位相差はゼロに等しい。
周波数逓倍器７の出力側に生じる672MHzクロツク信号に
よつて、同じ番号を有する４つのビツトが常に順次連続
して配列される。第２図に示した形態の合成デジタル信
号はマルチプレクサ６の出力側65に現われる。

この合成デジタル信号は、デジタル伝送路10を介して受
信部IIの入力側66へ伝送される。クロツク再生器17を用
いて、合成デジタル信号からクロツク信号が再生され、
このクロツク信号は受信部内での信号処理のために用い
られる。再生された672MHzクロツク信号はデマルチプレ
クサ11に供給され、また分周器19を介してブロツク復号
装置12〜15のクロツク入力側へ供給される。672MHzクロ
ツク信号によつて、４つのシンボルがデマルチプレクサ
11に入力される。これらのシンボルは周波数1/4×672＝
168MHzのクロツク信号によつて４つのブロツク復号装置
12〜15に並列に供給される。続いて、672MHzクロツク信
号によつてさらに４つのシンボルがデマルチプレクサ11
に入力し、これらのシンボルは168MHzクロツク信号によ
つてブロツク復号装置12〜15に並列に供給される。以
下、このような過程が繰返される。第３図ａ〜ｄは復号
器書込みクロツク（168MHz）とシフトクロツク（678MH
z）との間に生じ得る４つの位相関係と、デマルチプレ
クサ11の４つの並列出力側に現われるデジタル信号流と
を示す時間ダイヤグラムである。第３図ａでは、４つの
ワード同期標識Ｋ（１）〜Ｋ（４）が、従つて同期標識
Ｋ（10）〜Ｋ（40）も、相互に同位相にある。これはデ
マルチプレクサ11とマルチプレクサ６とが相互に同期調
整されていることを意味する。従つて、ブロツク復号装
置の出力側44〜47でもとの入力デジタル信号流A,B,C,D
が再び得られる。

第３図ｂ〜ｄに示す時間−順序ダイヤグラムから分るよ
うに、他の３つの位相関係では異なる位相パターンがワ
ード同期標識Ｋ（１）〜Ｋ（４）に生じる。この時、各
ワード同期標識の間の位相差はゼロではない。これは送
信部でも同じである。これらのすべての場合において、
デマルチプレクサ11とマルチプレクサ６とは同期してい
ない。

第３図ｂにおいて、ワード同期標識Ｋ（１）およびＫ
（10）は、他の同期標識Ｋ（２）〜Ｋ（４）およびＫ
（20）〜Ｋ（40）に対して時間的に進んでいる。第３図
ｃの時間−順序ダイヤグラムでは、同期標識Ｋ（１）、
Ｋ（２）が同期標識Ｋ（３）、Ｋ（４）に対して進んで
いる。同期標識Ｋ（10）、Ｋ（20）も同期標識Ｋ（3
0）、Ｋ（40）に対して進んでいる。第３図ｄにおいて
は、同期標識Ｋ（４）が他の同期標識Ｋ（１）〜Ｋ
（３）に対して遅れており、同期標識Ｋ（40）もＫ（1
0）〜Ｋ（30）に対して遅れている。

第３図ｂ〜ｄに示す位相位置は位相比較器16によつて検
出される。位相比較器は、マルチプレクサ６とデマルチ
プレクサ11を同期させるためにマトリクススイツチ16へ
制御信号を供給する。位相比較器16が第３図ａに示す位
相位置を検出すると、その制御信号によつてマトリクス
スイツチ18が第４図ａに示すような位置に調節される。
マトリクススイツチの入力側54,55,56,57はそれぞれ出
力側44,45,46,47と接続される。原デジタル信号流A,B,
C,Dは、マトリクススイツチの出力側に正しい順序で得
られる。

位相比較器16が第３図ｂに示す位相関係を検出すると、
制御信号によつてマトリクススイツチ18は第４図ｂの位
置に調節される。この時、マトリクススイツチの入力側
54と出力側45,55と46,56と47,57と44がそれぞれ通し接
続される。原デジタル信号流A,B,C,Dはこれらの出力側
に正しい順序で得られる。

第３図ｃの位相位置が検出されると、位相比較器16の制
御信号によつて、マトリクススイツチ18は第４図ｃの位
置に調節される。マトリクススイツチ18の入力側54は出
力側46と接続され、55は47,56は44,57は45とそれぞれ通
し接続される。原デジタル信号流A,B,C,Dは、上述の出
力側に正しい順序で現われる。

位相比較器16が第３図ｄの位相位置を検出すると、その
制御信号によつてマトリクススイツチ18が第４図ｄに示
される位置に調節される。この時マトリクススイツチの
入力側54は出力側47と、55は44と、56は45と、57は46と
それぞれ通し接続される。マトリクススイツチ18の出力
側には、原デジタル信号流A,B,C,Dが正しい順序で現わ
れる。

上述のようにマトリクススイツチを用いて高度デジタル
通信系の送信部と受信部を同期調整すれば、シンボルレ
ートのＮ分の１の速度でこの同期調整を行なえばよいの
で有利である。この実施例ではＮ＝４である。ブロツク
復号装置12〜15もシンボルクロツクのＮ分の１の速度で
動作する。このことも一因となつて、受信部IIの入力側
66に到来するデジタル信号のシンボルクロツクがかなり
高いにもかかわらず、マトリクススイツチとブロツク復
号装置を集積化することができる。

マトリクススイツチを用いる場合の別の利点は、情報が
失なわれないということである。と言うのも、マルチプ
レクサ６とデマルチプレクサ11を同期調整している間に
も、ブロツク復号装置相互間の同期は維持されるからで
ある。これに対して、デマルチプレクサ書込みクロツク
の１つまたは複数のクロツクパルスを抑圧することによ
つてマルチプレクサとデマルチプレクサを同期調整する
同期方法では情報が失われてしまう。さらにこのような
方法では、通信系の最高のシンボルレートでパルス抑圧
を行なわなければならない。

また、本発明による多重化方法を使用すればスクランブ
リング、調整、ライン符号化、エラー監視、シンボルレ
ートのＮ分の１の速度でのワード同期等のすべての信号
処理が行なえる。マルチプレクサ６およびデマルチプレ
クサ11は、シンボル並列／直列変換器およびシンボル直
列／並列変換器によつて構成できる。さらにフレームワ
ードや延長フレーム同期ワードを付加する必要はない。

第５図はブロツク復号装置の実施例を示すブロツク図で
ある。ここでブロツク復号装置は、入力シフトレジスタ
30、バツフア31、復号ユニツト32、出力シフトレジスタ
33およびワード同期化装置34から成つている。クロツク
入力側36に加わる168MHzクロツク信号によつて、６個の
２進シンボルを有するワードが入力側35を介して直列レ
ジスタ30に書込まれる。例えば第３図ａから分るよう
に、１つのワードは６個のシンボルa₁〜a₆から成つてい
る。ワード同期化装置34は同期標識Ｋ（40）を検出する
とパルスを発生する。このパルスに応答して直列レジス
タ30の内容がバツフア31に転送される。ワード同期標識
は線路40を介して位相比較器16にも供給される。復号ユ
ニツト32によつて、６個の２進シンボルを有するワード
が５個の２進シンボルを有するワードに変換され、これ
が出力レジスタ33に並列に供給される。出力レジスタの
内容は、クロツク入力側37に加わる140MHzクロツク信号
によつて読出される。

発明の効果 本発明によれば、通信系の最大ビツトレートが565Mbit/
sを上回る場合でも、必要なデジタルモジユールを集積
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高度デジタル通信系の実施例を示
すブロツク図、第２図はマルチプレクサに入出力するデ
ジタル信号流の時間−順序を表わす図、第３図ａ〜ｄは
デマルチプレクサに入出力する信号流に生じうる４つの
位相位置を示す時間−順序を表わす図、第４図ａ〜ｄは
ワード同期標識の位相差の関数であるマトリクススイツ
チの４つの接続位置を示す図、第５図はブロツク復号装
置の実施例のブロツク図である。 Ｉ…送信部、II…受信部、Ａ〜Ｄ…デジタル信号流、１
〜４…ブロツク符号化装置、5,19…分周器、６…マルチ
プレクサ、7,9…周波数逓倍器、8,36,37…クロツク入力
側、10…デジタル伝送路、11…デマルチプレクサ、12〜
15…ブロツク復号装置、16…位相比較器、17…クロツク
再生器、18…マトリクススイツチ、30…入力シフトレジ
スタ、31…バツフア、32…復号ユニツト、33…出力シフ
トレジスタ、34…同期化装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｎ個の並列入力側を有するマルチプレクサ
   が設けられ、Ｎ個の並列出力側を有するデジタルデマル
   チプレクサが設けられ、マルチプレクサとデマルチプレ
   クサの間にある共通のデジタル伝送路を介して、相互に
   同期調整されたＮ個のデジタル信号流が伝送され、この
   場合Ｎ≧２であり、 マルチプレクサはデジタル信号流のシンボルのインタリ
   ービングを周期的かつ逐次的に行なつて合成デジタル信
   号流を形成するように構成されており、 通信系内に少くとも１つのブロツク符号化装置と少くと
   も１つのブロツク復号装置が設けられている、 マルチプレクサとデマルチプレクサを有する高度デジタ
   ル通信系において、 Ｎ個のデジタル信号流のそれぞれが、ブロツク符号化装
   置を介してマルチプレクサの並列入力側の１つに供給さ
   れ、各デジタル信号流は共通クロツク信号の制御下で同
   期調整されながらブロツク符号化装置に供給され、各ブ
   ロツク符号化装置の中でデジタル信号流にワード同期標
   識が付与され、 デマルチプレクサの並列出力側の各々がブロツク復号装
   置の入力側と接続され、デマルチプレクサの並列出力側
   に生じた信号は合成デジタル信号から再生されたクロツ
   ク信号の制御下で各ブロツク復号装置に供給され、ブロ
   ツク復号装置の出力側がそれぞれマトリクススイツチの
   入力側と接続され、該マトリクススイツチは入力側と同
   数の出力側を有し、 位相比較装置の中で各ブロツク復号装置のワード同期標
   識が相互に比較され、各ワード同期標識間で測定された
   位相差の関数としてマトリクススイツチの各入力側が出
   力側と通し接続され、その結果マトリクススイツチの出
   力側に原デジタル信号流が正しい順序で得られる、 ことを特徴とするマルチプレクサとデマルチプレクサを
   有する高度デジタル通信系。