JPS63102435A - デイジタル信号中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、〔概要〕 等化、タイミング再生、識別再生の３Ｒ機能を備えたデ
ィジタル信号中継装置に於いて、タイミング再生回路に
於いて再生したタイミング信号を識別部に於ける識別タ
イミング信号とし、そのタイミング信号を同調回路或い
は低域濾波器を備えたタイミング安定化回路により安定
化し、その出力のタイミング信号を再生部に於ける波形
再生のタイミング信号とし、入カシツタ耐力を低下させ
ずに、累積ジッタを減少させるものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、同軸ケーブルや光フアイバケーブル等の伝送
路を介してディジタル信号を伝送するシステムに於ける
ディジタル信号中継装置に関するものである。

ディジタル信号の伝送路の伝送品質は、符号誤り率とジ
ッタとにより評価される。この伝送路に於けるシフタは
、中継装置毎に累積されるものであるが、中継装置内の
タイミング抽出用のタンク回路の選択度Ｑが大きい程、
累積ジッタを小さくすることができる。しかし、タンク
回路の選択度Ｑが大きい程、入力信号に含まれるジッタ
に対する耐力が低下する。従って、中継装置の入力シフ
タ耐力を低下させずに、累積ジ・ツタを減少させること
が要望されている。

〔従来の技術〕

従来のディジタル信号中継装置は、例えば、第９図に示
すように、等化増幅器（ＥＱ）１２１とタイミング再生
回路１２２と識別再生回路１２６とから構成され、タイ
ミング再生回路１２２は、タイミング抽出回路（ＥＸＴ
）１２７と、タンク回路（ＴＡＫ）１２８と、タイミン
グ増幅器（ＡＭＰ）１２９とから構成されている。又識
別再生回路１２６は、識別部１２３と再生部１２４とか
ら構成されている。

第１０図は動作説明図であり、（ａｌ〜（ｇ）はバイポ
ーラ符号を用いた場合について、第９図の各部の信号ａ
　−ｇの波形の一例を示す。第１０図のｔａ＋に示す受
信信号ａは、同軸ケーブル等の伝送路により減衰や波形
歪を受けたものとなるから、等化増幅器１２１により等
化増幅する。その等化増幅出力信号すは、第１０図の（
ｂ）に示すものとなり、タイミング再生回路１２２と識
別再生回路１２６とに加えられる。

タイミング再生回路１２２に於いては、タイミング抽出
回路１２７により等化増幅出力信号すからタイミング成
分を抽出する。例えば、等化増幅出力信号すを全波整流
し、その波形のピークに近い部分をスライスし、第１０
図の（ｅ）に示す信号Ｃを出力する。この信号Ｃはタン
ク回路１２８に加えられる。タンク回路１２８は、タイ
ミング信号の周波数帯に対応して、ＬＣ同澗回路や表面
弾性波フィルタ等により構成され、入力された断続的な
信号Ｃを、共振周波数に対応した周波数の正弦波信号に
変換して出力するものである。その出力信号はタイミン
グ増幅器１２９により増幅され、且つ振幅制限されて、
第１０図の（ｄ）に示すようなタイミング信号ｄとなっ
て、識別再生回路１２６に加えられる。

識別再生回路１２６に於いては、識別部１２３に加えら
れた等化増幅出力信号すの正負のレベルがタイミング信
号ｄの例えば正のピーク点で闇値以上あればパルス有り
と判定する。そして、等化増幅出力信号すが正極性の時
は、第１０図のｆｅ）に示す識別信号ｅを出力し、負極
性の時は、第１０図の（ｆ）に示す識別信号ｆを出力す
る。これらの識別信号ｅ、ｆは再生部１２４に加えられ
、タイミング信号ｄに基づいて第１０図の（ｇ）に示す
ようなバイポーラ信号ｇに再生して、伝送路に中継送出
するものである。

文筆１　’１図は光伝送路によりディジタル信号を伝送
する場合の従来例の中継装置の要部ブロック図を示し、
光伝送路１３６を介して受信した光デイジタル信号はア
バランシェフォトダイオード等からなる光電変換部（０
／Ｅ）１３４により電気信号に変換され、等化増幅器（
ＥＱ）１３１により等化増幅され、タイミング再生回路
（ＴＩＭ）１３２と識別再生回路（ＤＥＣ）１３３とに
等化増幅出力信号が加えられる。

タイミング再生回路１３２は、タンク回路等を用いて、
等化増幅出力信号からタイミング信号を再生するもので
あり、そのタイミング信号は識別再生回路１３３に加え
られる。この識別再生回路１３３は、等化増幅出力信号
をタイミング信号に基づいて符号識別を行い、そのタイ
ミング信号を用いてディジタル信号を再生する。その再
生されたディジタル信号は電光変換部１３５に於いて光
デイジタル信号に変換され、光伝送路１３７に送出され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

中継装置のタイミング再生回路１２２，１３２に於いて
再生したタイミング信号の揺らぎや、伝送路に於ける揺
らぎ等によりジッタが生じるものであり、例えば、アナ
ログ信号をディジタル信号に変換して伝送する場合、こ
のディジタル信号を受信する受信端局で元のアナログ信
号に変換した時に、ジッタに対応した位相変調を受けた
アナログ信号となる欠点がある。又データ等のディジタ
ル信号を伝送する場合は、ジッダが大きいと符号誤りが
生じる欠点があり、又このジッタを抑圧して符号誤りを
少な（する為の受信端局の回路規模が大きくなる欠点が
ある。

例えば、ジッタのない信号が中継装置に入力されたとす
ると、その中継装置の出カシツタスペクトルθ、は、 １＋□ で表される。但し、タイミング再生回路のタンク回路は
単同調回路の場合である。又、θ（Ｓ）は中継装置の内
部で発生するジッタ、Ｓ＝ｊω、ω＝角周波数、Ｂ＝２
πｆｏ／２Ｑ、ｒｏ＝パルス繰り返し周波数、Ｑ＝タン
ク回路の選択度Ｑである。

複数の中継装置を介してディジタル信号が伝送された時
に、各中継装置でジッタが規則的に累積される場合、Ｎ
個の中継装置を経由した後のジッタスペクトルθＮは、 −・（２） で表される。

この中継装置の出カシツタを減少させるには、（１）式
からも判るように、タンク回路１２８のＱを大きくすれ
ば良いことになる。しかし、タンク回路１２８のＱを大
きくすると、入力ジッタ耐力が低下することになる。即
ち、タンク回路１２８のＱが大きい程、再生されたタイ
ミング信号は安定となり、出カシツタを小さくすること
ができるが、入カシツタが大きいと、それに追従したタ
イミング信号を再生できないので、再生誤りが発生する
ことになる。従って、タンク回路１２８のＱを大きくす
るにも限度がある。

例えば、中継装置の入力信号にジッタが含まれている時
、符号誤りが発生しない最大ジッタ振幅Ｘは、 Ｘ≦Ａ　ｌ　１　＋−１−（３） となる。第１２図はジッタ耐力特性曲線図で、縦軸をジ
ッタ耐力（対数）、横軸を角周波数ω（対数）とし、ジ
ッタ耐力は低周波数では無限大であって、角周波数ωが
大きくなるに従って６ｄＢ１０ｃｔで減少し、角周波数
ωが１／２Ｑより高い周波数ではジッタ耐力は一定のＡ
となる。このＡは（３）式のＡである。

タンク回路の選択度Ｑを大きくすると、第１２図に於け
る６ｄＢ１０ｃｔの線が左方向へ移動した特性となり、
低周波数に於ける許容最大ジッタ振幅が減少する。

従って、伝送路で発生するジッタを抑圧する為に、タイ
ミング再生回路のタンク回路の選択度Ｑを大きくすると
、その中継装置の入カシツタ耐力が低下することになる
。即ち、大きな入カシツタによって識別誤りが発生する
ことになる。

本発明は、簡単な構成により中継装置の入カシツタ耐力
を低下させることなく、累積ジッタを減少させることを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明のディジタル信号中継装置は、識別部にはタイミ
ング再生回路で再生されたタイミング信号を加え、再生
部にそのタイミング信号を安定化したタイミング信号を
加えるもので、第１図を参照して説明する。

受信ディジタル信号ａを等化増幅する等化増幅器ｌと、
等化増幅出力信号すからタイミング信号ｄを再生するタ
イミング再生回路２と、タイミング信号ｄに基づいて等
化増幅出力信号すのレベル識別を行う識別再生回路６の
識別部３と、タイミング信号ｄの周波数に同調した同調
回路或いはその周波数の高次高調波成分を除去する像間
濾波器を有するタイミング安定化回路５と、このタイミ
ング安定化回路５からのタイミング信号ｇに基づいて識
別出力信号ｅ、ｆの波形再生を行ってディジタル信号り
を出力する識別再生回路６の再生部４とを備えたもので
ある。

〔作用〕

受信ディジタル信号ａは、伝送路による減衰。

波形歪を受けたものとなり、バイポーラ符号の場合は、
例えば、第２図の（ａｌに示すものとなる。この受信デ
ィジタル信号ａは等化増幅器ｌにより等化増幅され、そ
の等化増幅出力信号すは、第２図の（ｂ）に示すものと
なり、タイミング再生回路２と識別再生回路６の識別部
３とに加えられる。タイミング再生回路２では、例えば
、等化増幅出力信号すを全波整流し、そのピーク近傍を
スライスして第２図の（Ｃ１に示す信号を形成し、この
信号をタンク回路に加えることにより、第２図の（ｄ）
に示すタイミング信号ｄが再生されて、識別部３とタイ
ミング安定化回路５とに加えられる。

識別部３は、等化増幅出力信号すをタイミング信号ｄに
基づいてレベル識別を行うもので、識別出力信号ｅ、ｆ
は、バイポーラ符号の極性に対応して第２図のｔｅｌ、
　（ｆ）に示すものとなり、再生部４に加えられる。

タイミング安定化回路５は、タイミング信号ｄの周波数
に同調した同調回路、或いはその周波数の高次高調波を
除去する像間濾波器等を有し、タイミング信号ｄのジッ
タを抑圧したタイミング信号ｇが出力される。第２図の
（ｇｌはこのタイミング信号ｇを示し、再生部４に加え
られる。

再生部４は、識別出力信号ｅ、ｆをタイミング信号ｇに
基づいて、例えば、第２図の（ｈ）に示すバイポーラ符
号の波形再生を行うもので、再生されたディジタル信号
りは伝送路に送出される。従って、安定化されたタイミ
ング信号ｇを用いて再生部４でディジタル信号の波形再
生を行うものであるから、ジッタが抑圧された出力信号
となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第３図は本発明の第１実施例のブロック図であり、Ａは
受信部、Ｂは送信部、１１は等化増幅器（ＥＱ）、１２
はタイミング再生回路、１３は識別部（ＤＥＣ）　、ｌ
　４は再生部（ＲＥＧ）　、１５はタイミング安定化回
路、１６は識別再生回路、１７はタイミング抽出回路（
ＥＸＴ）　、１８はタンク回路（ＴＡＫＩ）　、１９は
タイミング増幅器（ＡＭＰ　１）　、２０はタンク回路
（ＴＡＫ２）、２１は増幅器（ＡＭＰ２）である。タイ
ミング安定化回路１５として、タンク回路２０と、増幅
器２１とからなる同調増幅器を用いた場合を示すもので
ある。

受信部Ａに於いては、入力信号を等化増幅し、タイミン
グ信号を再生して等化増幅出力信号のレベル識別を行う
もので、従来例と同様の構成で同様に動作するものであ
るから、重複した説明は省略する。又送信部Ｂは、再生
部１４と、タイミング安定化回路１５とから構成されて
いる。

このタイミング安定化回路１５は、タンク回路２０と増
幅器２１とから構成された場合を示し、タンク回路２０
は、再生タイミング信号の周波数に同調する構成を有し
、その選択度Ｑは、タイミング再生回路１２のタンク回
路１８の選択度Ｑに対応して選定することができるもの
で、同一とすることもできる。

等化増幅出力信号から抽出したタイミング信号成分は、
２個の縦続接続されたタンク回路１８゜２０を介して再
生部１４に加えるタイミング信号となるから、Ｑの大き
いタンク回路を用いてタイミング信号を再生する場合と
等価となる。従って、タイミング再生回路１２のタンク
回路１８のＱを大きくしなくても、安定化されたタイミ
ング信号を再生部１４に加えることができ、再生部１４
からシフタの小さい出力信号を再生送出することができ
る。

前述のように、タイミング安定化回路１５を設け、その
タンク回路２０を単同調回路とした場合に、その中継装
置のシフタスペクトルθ１は、と表すことができる。

このような中継装置がＮ個接続された伝送路に於けるジ
ッタスペクトルθ８は、 θ（Ｓ） θ　　　＝−一一−−−−−−−−−−−−−−−−−
−ｍ−ｓ　　　　ｓ　　　　ｓ” となる。なお、Ｂ′＝２πｆ　ｏ　／　２　Ｑ　’であ
り、Ｑ“はタンク回路２０の選択度Ｑである。

従来例の（１１，（２）式と、前述の本発明による（４
）。

（５）弐を比較すれば明らかなように、タイミング再生
回路１２のタンク回路１８の選択度Ｑを太き（しなくて
も、タイミング安定化回路１５を設けたことにより、中
継装置の化カシツタを低減することができる。即ち、入
カシツタ耐力を低下させることなく、化カシツタを減少
させることができるから、多数の中継装置を介してディ
ジタル信号を伝送する場合に於いて、累積ジッタを小さ
くすることができる。

又受信部Ａと送信部Ｂとを分けてそれぞれ多量生産し、
それらを組合せて中継装置を構成し、受信部Ａは、受信
端局用として使用することにより経済化を図ることがあ
る。その場合、受信部Ａと送信部Ｂとを別個に製作、調
整することになり、例えば、送信部Ｂを、試験用タイミ
ング信号発生装置からのタイミング信号を用いて再生部
１４を動作させて調整することになる。そして、別個に
調整した受信部Ａと組合せて中継装置を構成した時に、
受信部Ａのタイミング再生回路１２で再生したタイミン
グ信号波形が、送信部Ｂを試験する時のタイミング信号
波形と異なる場合、再生出力信号波形が調整時と異なる
ことになるが、本発明によれば、タイミング安定化回路
１５により、安定化されたタイミング信号を得ることが
できるので、再生出力信号波形を試験時と同様にするこ
とができる。従って、受信部Ａと送信部Ｂとを別個に試
験調整を行った後、組合せて中継装置を構成した時に、
所望の特性を得ることができる。

第４図は本発明の第２実施例のブロック図であり、３１
は等化増幅器（ＥＱ）、３２はタイミング再生回路、３
３は識別部（ＤＥＣ）　、３４は再生部（ＲＥＧ）　、
３５はタイミング安定化回路、３７はタイミング抽出回
路（ＥＸＴ）　、３８はタンク回路（ＴＡＫＩ）　、３
９はタイミング増幅器（ＡＭＰ　１）　、４０はパ′ツ
ファ回路（Ｂ　Ｕ　Ｆ）、４１はタンク回路（ＴＡＫ２
）　、４２は矩形波又はスパイク波形等の再生タイミン
グ信号を形成する波形成形回路（ＳＷ）である。

この実施例は、タイミング安定化回路３５を、バッファ
回路４０とタンク回路４１と波形成形回路４２とにより
構成し、再生部３４に加えるタイミング信号の波形を、
波形成形回路４２により、矩形波又はスパイク波形に変
換する場合を示す。

即ち、タイミング再生回路３２により等化増幅出力信号
から再生した正弦波のタイミング信号を、バッファ回路
４０を介してタンク回路４１に加えて安定化し、その正
弦波のタイミング信号を矩形波又はスパイク波形に変換
するものであり、バッファ回路４０は、タイミング再生
回路３２とタンク回路４１との間の不整合等による影響
を除く為に設けたものである。又等化増幅器３１、タイ
ミング再生回路３２及び識別部３３については前述の実
施例及び従来例と同様な構成とすることができる。

第５図は本発明の第３実施例のブロック図であり、５１
は等化増幅器（ＥＱ）、５２はタイミング再生回路、５
３は識別部（ＤＥＣ）　、５４は再生部（ＲＥＧ）　、
５５はタイミング安定化回路、５６はタイミング抽出回
路（ＥＸＴ）　、５７はタンク回路（ＴＡＫ　１）　、
５８は低域濾波器（ＬＰＦ）、５９は矩形波又はスパイ
ク波形等の再生タイミング信号を形成する波形成形回路
（ＳＷ）である。

この実施例は、タイミング安定化回路５５を、低域濾波
器５８と波形成形回路５９とにより構成した場合を示す
。前述の各実施例に於いて、タイミング安定化回路に於
けるタンク回路は、化カシツタの高周波成分を抑圧する
ことになるから、再生タイミング信号の高周波成分を除
去する低域濾波器５８を用いても同様に化カシツタを減
少させることができる。又タイミング再生回路５２は、
タイミング増幅器を省略しているが、前述の各実施例と
同様に設けることも可能である。

第６図は本発明の第４実施例のブロック図であり、６１
は等化増幅器（ＥＱ）、６２はタイミング再生回路、６
３は識別部（ＤＥＣ）　、６４は再生部（ＲＥＧ）　、
６５はタイミング安定化回路、６６はドロップインサー
ト回路（Ｄ／Ｉ）、６７はタイミング抽出回路（ＥＸＴ
）　、６８はタンク回路（ＴＡＫＩ）　、６９はタイミ
ング増幅器（ＡＭＰＩ）、７０はタンク回路（ＴＡＫ２
）　、７１は増幅器（ＡＭＰ２）である。

この実施例は、第１実施例に於ける受信部Ａと送信部Ｂ
との間にドロップインサート回路６６を設けた場合に相
当し、ディジタル信号の分岐、挿入を行っても、タイミ
ング安定化回路６５により、第１実施例と同様に、入カ
シツタ耐力を低下させることなく、化カシツタを減少さ
せることができるものである。又ドロップインサート回
路６６により所定のタイムスロットの信号を分岐し、又
所定のタイムスロットに信号を挿入するものであり、ｏ
ｕｔは分岐出力信号、ｉｎは挿入信号を示す。従って、
中継装置を介して分岐回線に接続することができ、例え
ば、打ち合わせ回線を形成することができる。

第７図は本発明の第５実施例のブロック図であり、８１
は等化増幅器（ＥＱ）、８２はタイミング再生回路、８
３は識別部（ＤＥＣ）　、８４は再生部（ＲＥＧ）　、
８５はタイミング安定化回路、８７はタイミング抽出回
路（ＥＸＴ）　、８８はタンク回路（ＴＡ、Ｋ　１）　
、８９はタイミング増幅器（ＡＭＰ　１）　、９０はタ
ンク回路（ＴＡＫ２）、９１は増幅器（ＡＭＰ　２）　
、９２は光電変換部（０／Ｅ）、９３は電光変換部（Ｅ
ｌｏ）　、９４゜９５は光伝送路である。

この実施例は、光伝送路９４を介して入力される光デイ
ジタル信号をフォトダイオード等からなる光電変換部９
２により電気信号に変換し、第１実施例と同様に波形再
生した後、半導体レーザ等からなる電光変換部９３によ
り光デイジタル信号に変換して光伝送路９５に送出する
ものであり、光電変換部９２及び電光変換部９３を除け
ば、第１実施例と同様となる。

第８図は本発明の第６実施例のブロック図であり、１０
１は等化増幅器（ＥＱ）、１０２はタイミング再生回路
、１０３は識別再生回路の識別部（ＤＥＣ）　、１０４
は識別再生回路の再生部（ＲＥＧ）、１０５はタイミン
グ安定化回路、１０７はタイミング抽出回路（ＥＸＴ）
　、１０８はタンク回路（ＴＡＫＩ）　、１０９はタイ
ミング増幅器（ＡＭＰＩ）　、１１０はタンク回路（Ｔ
ＡＫ２）、１１１は増幅器（ＡＭＰ２）　、１０６は誤
り検出回路（ＥＲＲ）である。

この実施例は、中継装置に於いてディジタル信号の誤り
検出を行う場合を示し、各中継装置で誤り検出を行うこ
とにより、障害発生個所の探索が容易となる。又誤り検
出情報を、第５実施例に示すドロップインサート回路６
６を用いて端局へ送出することもできる。又別個の回線
で端局へ送出することもできる。

又前述の各実施例の組合せ構成とすることも可能である
。又タイミング再生回路のタンク回路（ＴＡＫＩ）及び
タイミング安定化回路のタンク回路（ＴＡＫ２）は、単
同調回路のみでなく、狭帯域特性であれば、種々の構成
を採用することができるものであり、又タンク回路（Ｔ
ＡＫＩ、ＴＡＫ２）や低域濾波器（ＬＰＦ）は、タイミ
ング信号の周波数に対応してそれぞれの構成素子が選定
される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、再生タイミング信号の
周波数に同調する同調回路或いはその周波数の高次高調
波を除去する低域濾波器を有するタイミング安定化回路
５を設けて、安定化されたタイミング信号で再生部４を
動作させるものであって、タイミング再生回路２に於け
るタンク回路のＱを大きくする必要がないので、入カシ
ツタ耐力を低下させることがなく、化カシツタを減少さ
せることが可能となる。従って、多数の中ｍＬｖ置を介
してディジタル信号が伝送される場合でも、累積シフタ
を小さくすることができる利点がある。又受信部と送信
部とに分けて製作し、それらを組合せて中継装置を構成
した時に、タインミング安定化回路５により、調整時と
同様な安定な出力信号波形を得ることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の詳
細な説明図、第３図乃至第８図は本発明の第１乃至第６
実施例のブロック図、第９図は従来例のブロック図、第
１０図は従来例の動作説明図、第１１図は従来例のブロ
ック図、第１２図はジッタ耐力特性曲線部である。 １は等化増幅器、２はタイミング再生回路、３は識別部
、４は再生部、５はタイミング安定化回路、６は識別再
生回路、１１は等化増幅器（ＥＱ）、１２はタイミング
再生回路、１３は識別部（ＤＥＣ）、１４は再生部（Ｒ
ＥＧ）　、１５はタイミング安定化回路、１６は識別再
生回路、１７はタイミング抽出回路（ＥＸＴ）　、１　
Ｂはタンク回路（ＴＡＫ　１）　、１９はタイミング増
幅器（ＡＭＰＩ）、２０はタンク回路（ＴＡＫ２）　、
２１は増幅器（ＡＭＰ２）　、Ａは受信部、Ｂは送信部
である。 本発明の原理フ゛ロック図 第１図 本発明の詳細な説明図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信信号を等化増幅する等化増幅器（１）と、該等化増
   幅器（１）の出力信号からタイミング信号を再生するタ
   イミング再生回路（２）と、該タイミング再生回路（２
   ）に於いて再生したタイミング信号に基づいて前記等化
   増幅器（１）の出力信号のレベル識別を行う識別部（３
   ）と、前記タイミング再生回路（２）からのタイミング
   信号の周波数に同調した同調回路或いは該周波数の高次
   高調波成分を除去する低域濾波器を有するタイミング安
   定化回路（５）と、 該タイミング安定化回路（５）からのタイミング信号に
   基づいて前記識別部（３）の出力信号の波形再生を行う
   再生部（４）とを備えた ことを特徴とするディジタル信号中継装置。