JPH0744505B2 - ディジタル多重分離装置 - Google Patents

ディジタル多重分離装置

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JPH0744505B2
JPH0744505B2 JP25872089A JP25872089A JPH0744505B2 JP H0744505 B2 JPH0744505 B2 JP H0744505B2 JP 25872089 A JP25872089 A JP 25872089A JP 25872089 A JP25872089 A JP 25872089A JP H0744505 B2 JPH0744505 B2 JP H0744505B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、PCM伝送系におけるディジタル端局装置の構
成に関するものであり、特に、Gb/s情報を伝送するディ
ジタル多重分離装置におけるタイミング抽出回路の実現
性の向上に関するものである。
〔従来の技術〕 光伝送技術の進歩にともない、大容量/長距離伝送シス
テムの可能性として長波長帯の光デバイス/単一モード
ファイバを用いた超高速光伝送技術の検討が進められ、
特に画像,データ,音声の多種多様なサービスを行う広
帯域情報通信ネットワークの実現のためには、光伝送装
置の高速化,安定実用化が期待されつつある。
このような広帯域情報通信ネットワークにおける基幹伝
送系の伝送容量としては、例えば時分割多重伝送系にお
いては数ギガビット/秒にも達し、その光送受信装置に
も広帯域/高速化が要求される。
通常、ディジタル端局装置には、再生中継装置と同様の
機能を有する送/受信伝送装置が備えられている(参
照:“F−400M方式端局中継装置の設計と特性”研究実
用化報告第32巻第3号(1983)P−23)。
第2図に従来のディジタル端局受信装置の代表的な構成
を示す。直/並列変換機能として1:2変換を例とした。
伝送系から入力端子20を経て受信された受信信号は、受
信装置22において、通常の中間再生中継装置と同様にク
ロック信号の抽出と、そのクロック信号を用いて受信信
号の識別再生を行う。受信装置22は、受信信号を増幅す
る増幅器(アンプ)23と、等化した波形に対して正しい
識別を行わせるためにアイの中央の時点を与える役目を
持つタイミング抽出回路、一般にPCM伝送系の場合、伝
送された符号系列自体の中からタイミング成分を抽出す
るタイミング抽出回路24と、抽出されたクロック信号に
基づいて受信信号の識別再生を行う識別回路25とで構成
されている。
受信装置22で識別再生されたデータおよび抽出されたク
ロック信号は、直/並列変換部26(“多重分離変換部”
とも言う)に入力される。直/並列変換部26では、受信
装置22より入力されたクロック信号を、1/2分周回路27
において1:2直/並列変換を行うために必要な1/2周期で
かつ位相が180゜ずれた2相のクロック信号に変換す
る。さらにこの2相のクロック信号は、直/並列変換を
行うラッチ回路28−1,28−2に各々供給される。
一方、受信装置22の識別回路25で識別再生された受信信
号は、直/並列変換部26のラッチ回路28−1,28−2に2
分岐されて入力され、1/2分周回路27より供給されたク
ロック信号により、送信側で時分割多重された直列2CH
(チャンネル)信号のうち、それぞれ1CHをラッチして
各々の出力端子21−1,21−2に出力する。
第3図は従来のタイミング抽出回路のブロック構成図で
ある。入力信号の符号形式としてNRZ(ノン リターン
トゥ ゼロ)符号を仮定する。NRZ符号やバイポーラ
符号等はその信号自体タイミング成分を保有しないた
め、一般的に非線形タイミング抽出法によりタイミング
信号を抽出しクロック信号を生成する。
第3図において、入力端子30に入力されたNRZ信号は微
分回路32で符号変化点検出が行われ、両波整流回路33に
おいて両波整流をすることによりf0成分を抽出する。両
波整流回路33の出力信号はさらに共振回路(タイミング
タンク)に印加され、f0正弦波成分(クロック信号)を
抽出する。共振回路としては、タイミング偏差が重要な
特性として重視されるため、温度特性,経年変化,離調
等を考慮して比帯域Qを800程度に設計した弾性表面波
フィルタ(SAW)34が用いられる(参照:“表面波デバ
イスとその応用",日刊工業新聞社)。一方、入力信号の
符号形式がRZの場合、信号自体にクロック成分を有する
ため、入力されたRZ信号は直接弾性表面波フィルタ34に
印加して正弦波クロック信号を抽出する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような従来のディジタル多重分離装置で
は、受信装置において、高いQを有するSAWフィルタを
用いデータ伝送速度に同期した周波数f0で抽出したクロ
ック信号を、直/並列変換部において1/Nに分周する信
号処理を行うため、クロック信号の特性に劣化を生じる
等の欠点を有していた。
また、受信装置におけるタイミング抽出回路、すなわち
タイミングタンクとして弾性表面波フィルタを用い、GH
z領域のf0成分のクロック信号を直接生成する形式で
は、弾性表面波フィルタの微細加工上の問題から使用で
きる周波数領域に限界が生じると共に、プロセス上の歩
留まりが低下するという問題があり、これを用いたPCM
信号受信器の生産性の低下にもつながるという欠点があ
った。
すなわち、弾性表面波フィルタにおいて励振される表面
波の基本周波数fは、材料の表面波伝搬速度Vと電極ピ
ッチLによって決まりf=V/Lとなる。従って、励振周
波数がGHz領域の場合、一般的に表面波伝搬速度が3×1
03(m/s)であることから、電極幅が1μm以下のもの
を作成しなければならない。具体例として、4Gbpsの光
再生中継器に用いた弾性表面波フィルタの電極幅は、材
料として水晶基板を用いて0.2μm、電極長として400μ
mである(参照:“4Gbps光再生中継器の試作”電子情
報通信学会,昭和62年総合全国大会予稿集)。このよう
な電極幅を精度よく加工するためには、ホトエッチング
やレーザ加工等の加工技術では限界が生じるために、弾
性表面波フィルタの実現が困難となるとともに、Gbps領
域におけるPCM信号受信器のタイミング抽出回路が実現
できなくなるという大きな問題があった。
本発明の目的は、このような問題を解決したディジタル
多重分離装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、受信信号を識別再生しその信号をさらに直/
並列変換するディジタル多重分離装置において、 入力される前記受信信号から基本タイミング成分を抽出
する第1のタイミング抽出フィルタと、 前記第1のタイミング抽出フィルタの出力信号を1/Nに
分周する分周回路と、 前記分周回路の出力信号を一方の入力信号とし他方の入
力信号との論理和処理を行う論理和回路と、 前記論理和回路の出力信号から安定な1/N周波数のタイ
ミング信号を抽出する第2のタイミング抽出フィルタ
と、 前記第2のタイミング抽出フィルタで抽出された1/N周
波数のタイミング信号から直/並列変換を行うに最適な
(N+1)相でかつ1/N周波数のクロック信号を分配す
るクロック分配回路と、 前記クロック分配回路から出力される(N+1)番目の
信号に一定遅延時間を与えて前記論理和回路に前記他方
の入力信号として入力する遅延回路と、 前記1/N周波数のクロック信号で前記受信信号の前記識
別再生及び前記直/並列変換を同時に行う直/並列変換
回路とから構成されたことを特徴としている。
〔作用〕
入力信号から粗いタイミング成分を抽出し、その粗いタ
イミング成分を1/Nの周波数領域に分周した後、高安定
なタイミングでクロック信号を生成し、そのクロック信
号を直/並列変換部に供給し、さらに受信装置における
識別回路を省略して直/並列変換部のラッチ回路で兼用
する構成をとることにより、GHz領域におけるタイミン
グ抽出回路の実現性を向上させ、クロック信号の特性劣
化を回避し、装置規模の縮小を実現することができる。
〔実施例〕
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の実施例であるディジタル多重分離装置
のブロック図である。なお、以下の説明においては受信
信号の符号形式としてRZ(リターン トゥ ゼロ)符号
を仮定する。
このディジタル多重分離装置は、受信信号を増幅する増
幅器(アンプ)12と、入力される受信信号から基本タイ
ミング成分f0を抽出する第1のタイミング抽出フィルタ
13と、第1のタイミング抽出フィルタ13の出力信号を1/
Nに分周する分周回路14と、分周回路14の出力信号を一
方の入力信号とし他方の入力信号との論理和処理を行う
論理和回路15と、論理和回路15の出力信号から安定な1/
N周波数のタイミング信号を抽出する第2のタイミング
抽出フィルタ16と、第2のタイミング抽出フィルタで抽
出された1/N周波数のタイミング信号から直/並列変換
を行うに最適な(N+1)相でかつ1/N周波数のクロッ
ク信号を分配するクロック分配回路17と、クロック分配
回路17から出力される(N+1)番目の信号に一定遅延
時間を与えて論理和回路15に前記他方の入力信号として
入力する遅延回路18と、1/N周波数のクロック信号で受
信信号の識別再生及び直/並列変換を同時に行うN個の
ラッチ回路19−1〜19−nとから構成されている。
第1のタイミング抽出フィルタ13には、共振回路(タイ
ミングタンク)を用い、第2のタイミング抽出フィルタ
16には、共振回路(タイミングタンク)として弾性表面
波フィルタ(SAWフィルタ)を用いる。
以上の構成のディジタル多重分離装置において、入力端
子10に入力されたRZ受信信号は、増幅器12で充分に増幅
されたのち、ラッチ回路19−1〜19−nと第1のタイミ
ング抽出フィルタ13に印加される。
この第1のタイミング抽出フィルタ13では、入力された
RZ受信信号からその基本タイミング周波数f0に同期した
クロック信号を粗い精度で抽出する。したがって用いる
タイミングタンクとしては、タイミングジッタ量として
影響のない程度のクロック信号を抽出できる比帯域Q
(およそ500以下)を有するフィルタでよい。
第1のタイミング抽出フィルタ13で抽出された粗いf0
分のクロック信号は、1/N分周回路14において任意の分
周比でカウントダウンされる。この分周回路14の分周比
は、時分割多重度Nに合せた比率を用いる。
1/N分周回路14で1/Nに分周されたクロック信号f0/Nは、
論理和回路15に入力される。この論理和回路15では、遅
延回路18から入力される信号と1/N分周回路14から入力
される信号との論理和処理を行い、出力信号を発生す
る。いま、時間過程として初期を仮定すると、遅延回路
18からの信号は無信号であるためこの論理和回路15の出
力信号としては、1/N分周回路14から入力された信号成
分が支配的となったf0/N成分の信号が出力される。論理
和回路15の出力信号は、第2のタイミング抽出フィルタ
16に入力される。
この第2のタイミング抽出フィルタ16の中心周波数は、
f0/Nに設定すること,タイミング偏差,離調などを考慮
して高い比帯域Qに設定する必要がある。特に経年変
化,温度特性等を考慮するとタイミングタンクとしては
前述したように弾性表面波フィルタ(SAWフィルタ)を
用いることが望ましい。
いま第1図において、基本タイミング周波数f0を4GHz,
分周比を8とすると、f0/Nは500MHzとなる。第2のタイ
ミング抽出フィルタ16を、水晶を材料とした弾性表面波
フィルタとすると、弾性表面波波長は約6.3μmであ
る。すだれ状電極のストリップ幅とギャップを等しく選
ぶと、ストリップ幅は約1.6μmであり、このような電
極パターンは通常のフォトエッチング技術で作成でき
る。
第2のタイミング抽出フィルタ16で抽出された安定な特
性を持つf0/Nのクロック信号は、クロック分配回路17に
供給される。このクロック分配回路17では、入力された
信号から、(直/並列変換数+1)すなわち(N+1)
個の各々の位相がT/N(T:1周期の時間)ずれたクロック
信号を生成し、N番目までのクロック信号を各々ラッチ
回路19−1〜19−nに供給する。また(N+1)番目の
信号は、遅延回路18に入力され一定の遅延が与えられた
のち論理和回路15に供給される。したがって、論理和回
路15の出力信号としては、遅延回路18から入力された安
定なf0/Nクロック信号と第1のタイミング抽出フィルタ
13からの粗いf0成分のクロック信号を1/N分周した信号
との論理和処理を行った結果としてのf0/Nクロック信号
が出力される。
ラッチ回路19−1〜19−nでは、各々入力された受信信
号をこのクロック信号によりラッチし出力端子11−1〜
11−nから出力する。したがって、この段階で受信信号
の識別処理と、直/並列変換処理が同時に満足されたこ
とになる。
このように、タイミング抽出を行うために必要な高Qの
弾性表面波フィルタを、1/N分周比の領域で用いる形態
とすることにより、高速PCM信号伝送系のタイミング抽
出回路の実現性が向上するとともに安定なクロック信号
を直/並列変換回路に対して供給することができる。
これまでの説明においては、受信信号の符号形式がRZの
場合について述べてきたが、NRZの場合にも本発明は有
効であり、第3図に示した従来例のごとく微分回路32,
両波整流回路33の非線形手段を経たのち、第1図の入力
端子10に接続することにより同様の機能が得られる。
〔発明の効果〕
このように本発明によるディジタル多重分離装置を用い
れば、高速PCM信号伝送系におけるタイミング抽出回路
の実現性,直/並列変換機能の安定化,装置構成の簡易
化等が向上していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、 第2図,第3図は従来例を説明するための図である。 10……入力端子 11……出力端子 12……増幅回路 13……第1のタイミング抽出フィルタ 14……1/N分周回路 15……論理和回路 16……第2のタイミング抽出フィルタ 17……クロック分配回路 18……遅延回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信信号を識別再生しその信号をさらに直
    /並列変換するディジタル多重分離装置において、 入力される前記受信信号から基本タイミング成分を抽出
    する第1のタイミング抽出フィルタと、 前記第1のタイミング抽出フィルタの出力信号を1/Nに
    分周する分周回路と、 前記分周回路の出力信号を一方の入力信号とし他方の入
    力信号との論理和処理を行う論理和回路と、 前記論理和回路の出力信号から安定な1/N周波数のタイ
    ミング信号を抽出する第2のタイミング抽出フィルタ
    と、 前記第2のタイミング抽出フィルタで抽出された1/N周
    波数のタイミング信号から直/並列変換を行うに最適な
    (N+1)相でかつ1/N周波数のクロック信号を分配す
    るクロック分配回路と、 前記クロック分配回路から出力される(N+1)番目の
    信号に一定遅延時間を与えて前記論理和回路に前記他方
    の入力信号として入力する遅延回路と、 前記1/N周波数のクロック信号で前記受信信号の前記識
    別再生及び前記直/並列変換を同時に行う直/並列変換
    回路とから構成されたことを特徴とするディジタル多重
    分離装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352373A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多重通信システム及び多重通信方法

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JP2006352373A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多重通信システム及び多重通信方法

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