(57)【要約】【課題】同期式光伝送網における障害時又はネットワーク切り替え時に発生する、ＳＤＨ網の基準クロックの急激な周波数変動に対して、耐性を有する伝送受信装置及びプログラムを提供する。【解決手段】制御信号によって遮断周波数を可変することができる位相ロックループ手段を有する同期式光通信網用の伝送受信装置にであって、位相ロックループ手段から出力された受信サンプルクロックの周波数を測定する周波数カウンタ手段と、基準サンプルクロックを出力する基準周波数入力手段と、基準サンプルクロックと受信サンプルクロックとの周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、周波数差分に応じて、制御信号によって位相ロックループ手段の遮断周波数を選択する判定制御手段とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号によって遮断周波数を可変することができる位相ロックループ手段を有する同期式光通信網用の伝送受信装置であって、
前記位相ロックループ手段から出力された受信サンプルクロックの周波数を測定する周波数カウンタ手段と、
基準サンプルクロックを出力する基準周波数入力手段と、
前記基準サンプルクロックと前記受信サンプルクロックとの周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、
前記周波数差分に応じて、前記位相ロックループ手段の遮断周波数を制御する制御信号を出力する判定制御手段と
を有することを特徴とする伝送受信装置。
【請求項２】
前記判定制御手段は、前記周波数差分が所定閾値範囲外であった場合に、現在の遮断周波数よりも１段階低い遮断周波数を選択する第１の制御信号を、前記位相ロックループ手段へ出力することを特徴とする請求項１に記載の同期式光通信網用の伝送受信装置。
【請求項３】
前記判定制御手段は、前記周波数差分が前記所定閾値範囲内であった場合に、現在の遮断周波数を維持する第２の制御信号を、前記位相ロックループ手段へ出力することを特徴とする請求項２に記載の伝送受信装置。
【請求項４】
前記所定閾値範囲は、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式によって規定された１Ｈｚを中心とする一定範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の伝送受信装置。
【請求項５】
制御信号によって遮断周波数を可変することができる位相ロックループ手段をする同期式光通信網用の伝送受信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記位相ロックループ手段から出力された受信サンプルクロックの周波数を測定する周波数カウンタ手段と、
基準サンプルクロックを出力する基準周波数入力手段と、
前記基準サンプルクロックと前記受信サンプルクロックとの周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、
前記周波数差分に応じて、前記位相ロックループ手段の遮断周波数を制御する制御信号を出力する判定制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする伝送受信装置用のプログラム。
【請求項６】
前記判定制御手段は、前記周波数差分が所定閾値範囲外であった場合に、現在の遮断周波数よりも１段階低い遮断周波数を選択する第１の制御信号を、前記位相ロックループ手段へ出力することを特徴とする請求項５に記載の伝送受信装置用のプログラム。
【請求項７】
前記判定制御手段は、前記周波数差分が前記所定閾値範囲内であった場合に、現在の遮断周波数を維持する第２の制御信号を、前記位相ロックループ手段へ出力することを特徴とする請求項６に記載の伝送受信装置用のプログラム。
【請求項８】
前記所定閾値範囲は、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式によって規定された１Ｈｚを中心とする一定範囲であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の伝送受信装置用のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期式光伝送網に接続される伝送受信装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送ネットワークは、広域ネットワーク(ＷＡＮ：Wide Area Network)技術を用いて構成されている。広域ネットワークとしては、物理レイヤにおける連続バイト列をそのまま伝送する同期式光通信網のインターフェース規格が普及している。その代表的な規格として、ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy, ITU-T G707)／ＳＯＮＥＴ(Synchronous Optical NETwork, ANSI T1.105)がある（以下「ＳＤＨ網」として説明する）。これは、複数のバイト列毎に、異なるタイムスロットを割り当てた時分割多重化方式である。時分割多重を実現するために、ネットワーク内の基準クロックの安定化が必要となる。
【０００３】
図１は、従来技術における地上デジタル放送ネットワークのシステム構成図である。
【０００４】
図１によれば、スタジオを有する放送局４は、ＳＴＬ(Studio to Transmitter Link)を介して、中継局１に接続されている。ＳＴＬは、ＧＨｚ帯のマイクロ波回線と光回線とによって、耐障害性を高めるべく冗長化されている。中継局１は、更に、ＴＴＬ(Transmitter to Transmitter Link)を介して中継局２に接続される。ＴＴＬも、マイクロ波回線と、光回線からなるＳＤＨ網３とによって、耐障害性を高めるべく冗長化されている。中継局２は、端末局に対してＵＨＦ帯の放送波を放送する。
【０００５】
中継局１及び中継局２は、ＳＤＨ網３に対する伝送装置を有する。この伝送装置は、ＯＦＤＭ変調信号のＩＦＦＴサンプルクロックに基づくものであって、ＴＳ−ＴＴＬ(Transport Stream - Transmitter to Transmitter Link)伝送装置と称される。
【０００６】
中継局１は、ＴＳ−ＴＴＬ送信装置１０を有する。ＴＳ−ＴＴＬ送信装置１０は、放送ＴＳ(Transport Stream)、ＯＦＤＭサンプルクロック及びフレーム同期信号が入力され、直接的にＳＤＨフレームによって伝送される。ＯＦＤＭサンプルクロックの位相情報は、ＳＤＨ基準クロックに基づいて伝送される。ＯＦＤＭサンプルクロックは、放送ＴＳをＯＦＤＭ変調するために用いられる。フレーム同期信号は、伝送路の遅延量を計測するための基準信号である。１つのＳＤＨフレームで、これら３種類の信号を３チャネル分収容可能であり、放送信号１チャネルはＶＣ−３に収容可能である。
【０００７】
ＳＤＨ網３は、光回線をリング状に構成したものであり、分岐点にＡＤＭ(Add/Drop Multiplexer：アド／ドロップ多重化)装置が接続されている。ＡＤＭ装置は、リング状ネットワークを構成するＳＤＨ網に、新しくトラフィックを追加させ且つトラフィックを取り出すことができる多重化装置である。例えば、リング型ＤＷＤＭ（高密度ＷＤＭ）によって提供される機能である。
【０００８】
中継局１は、ＡＤＭ装置３１に接続され、放送ＴＳをＳＤＨ網３へ送信する。一方で、中継局２は、ＡＤＭ装置３２に接続され、中継局１から送信された放送ＴＳを受信する。
【０００９】
中継局２は、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置２０を有する。図２によれば、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置２０は、デフレーマ部２０１と、ＯＦＤＭサンプルクロック位相差分抽出部２０２と、ＳＤＨ基準クロック抽出部２０３と、ＳＤＨ同期高速クロック抽出部２０４と、ラッチ部２０５と、位相ロックループ（ＰＬＬ）部２０６とを有する。ＴＳ−ＴＴＬ受信装置２０は、ＳＤＨフレームから、放送ＴＳ、ＯＦＤＭサンプルクロック及びフレーム同期信号を抽出し、再生する。
【００１０】
図２は、従来技術におけるジッタを説明するクロック図である。
【００１１】
図２によれば、ＳＤＨ基準クロックが８ｋＨｚ（１２５μ秒周期）で動作している。ここで、ＳＤＨ基準クロックとＯＦＤＭサンプルクロックとは、非同期である。従って、ＯＦＤＭサンプルクロックに、ジッタが発生する場合がある。地上デジタル放送の技術規格によれば、ＳＦＮ（単一周波数ネットワーク）の構築のために、送受信間のＯＦＤＭサンプルクロックのジッタを±０．３ｐｐｍ以下に抑える必要がある。
【００１２】
図３は、ジッタを抑制しているクロック図である。
【００１３】
図３によれば、ＳＤＨ基準クロックに同期することよるＯＦＤＭサンプルクロックのジッタを低減するために、ＴＳ−ＴＴＬ送信装置１０が、カウントした位相差情報を符号化して、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置２０へ送信する。一方で、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置２０は、その位相差情報によってＯＦＤＭサンプルクロックを補正することにより、ジッタを抑制する。
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２２２８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、ＴＳ−ＴＴＬ送信装置が、ＳＤＨ網の基準クロックとＯＦＤＭサンプルクロックとの間の位相差情報を伝送する方式によれば、ＳＤＨ網のジッタが突然増大した場合、基準となるＳＤＨクロックが揺らいでしまうことから、転送された位相差情報を用いても正確にクロックが再生されない可能性がある。
【００１６】
ＳＤＨ網におけるジッタの突然の増大は、ある端局に障害が発生し、伝送路全体において網同期状態が確立できなくなった時に発生する。
【００１７】
ＳＤＨ網におけるジッタの突然の増大が発生した際に、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置は、周波数変動の大きいＳＤＨ網の基準クロックに基づいて、ＯＦＤＭサンプルクロックを再生しなくてはならない。そのために、ＯＦＤＭサンプルクロックについても周波数変動が増大する。このような場合、ＴＳ−ＴＴＬ送信装置によってカウントされた位相差情報は、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置では正確に再現されない。
【００１８】
そこで、本発明は、同期式光伝送網における障害時又はネットワーク切り替え時に発生する、ＳＤＨ網の基準クロックの急激な周波数変動に対して、耐性を有する伝送受信装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、制御信号によって遮断周波数を可変することができる位相ロックループ手段を有する同期式光通信網用の伝送受信装置であって、
位相ロックループ手段から出力された受信サンプルクロックの周波数を測定する周波数カウンタ手段と、
基準サンプルクロックを出力する基準周波数入力手段と、
基準サンプルクロックと受信サンプルクロックとの周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、
周波数差分に応じて、位相ロックループ手段の遮断周波数を制御する制御信号を出力する判定制御手段と
を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の伝送受信装置における他の実施形態によれば、
判定制御手段は、周波数差分が所定閾値範囲外であった場合に、現在の遮断周波数よりも１段階低い遮断周波数を選択する第１の制御信号を、位相ロックループ手段へ出力することも好ましい。
【００２１】
本発明の伝送受信装置における他の実施形態によれば、
判定制御手段は、周波数差分が所定閾値範囲内であった場合に、現在の遮断周波数を維持する第２の制御信号を、位相ロックループ手段へ出力することも好ましい。
【００２２】
本発明の伝送受信装置における他の実施形態によれば、
所定閾値範囲は、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式によって規定された１Ｈｚを中心とする一定範囲であることも好ましい。
【００２３】
本発明によれば、制御信号によって遮断周波数を可変することができる位相ロックループ手段をする同期式光通信網用の伝送受信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
位相ロックループ手段から出力された受信サンプルクロックの周波数を測定する周波数カウンタ手段と、
基準サンプルクロックを出力する基準周波数入力手段と、
基準サンプルクロックと受信サンプルクロックとの周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、
周波数差分に応じて、位相ロックループ手段の遮断周波数を制御する制御信号を出力する判定制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２４】
本発明の伝送受信装置用のプログラムにおける他の実施形態によれば、
判定制御手段は、周波数差分が所定閾値範囲外であった場合に、現在の遮断周波数よりも１段階低い遮断周波数を選択する第１の制御信号を、位相ロックループ手段へ出力することも好ましい。
【００２５】
本発明の伝送受信装置用のプログラムにおける他の実施形態によれば、
判定制御手段は、周波数差分が所定閾値範囲内であった場合に、現在の遮断周波数を維持する第２の制御信号を、位相ロックループ手段へ出力することも好ましい。
【００２６】
本発明の伝送受信装置用のプログラムにおける他の実施形態によれば、
所定閾値範囲は、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式によって規定された１Ｈｚを中心とする一定範囲であることも好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の伝送受信装置及びプログラムによれば、同期式光伝送網における障害時に発生する、ＳＤＨ網の基準クロックの急激な周波数変動に対して、伝送受信装置内の位相ロックループ部の遮断周波数を鈍く追従させることによって、耐性を有する。即ち、ＳＤＨ網の基準クロックが急激に劣化しても、ＯＦＤＭサンプルクロックの品質を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２９】
図４は、本発明におけるＴＳ−ＴＴＬ受信装置の機能構成図である。
【００３０】
図４のＴＳ−ＴＴＬ受信装置２０は、図１と比較して、周波数カウンタ部２０７と、基準周波数入力部２０８と、周波数差分算出部２０９と、判定制御部２１０とを有する。また、ＰＬＬ部２０６は、制御信号によって、ループフィルタの段数を可変することができる段数可変ループフィルタ部２０６２を有する。これら機能部は、ＴＳ−ＴＴＬ受信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによっても実現できる。例えば、プログラム可能なプロセッサであるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)やＤＳＰ(Digital Signal Processor)によっても実現できる。
【００３１】
周波数カウンタ部２０７は、位相ロックループ部２０６から出力される周波数をカウントし、その受信クロックを出力する。
【００３２】
基準周波数入力部２０８は、後段で周波数差分を算出するための基準クロックを出力する。
【００３３】
周波数差分算出部２０９は、ユニバーサルカウンタによって実現される。ユニバーサルカウンタは、２入力信号の周波数差分を算出することができる。周波数差分算出部２０９は、基準周波数入力部２０８から出力された基準クロックと、周波数カウンタ部２０７から出力された受信クロックとの周波数差分を算出し、その周波数差分を出力する。その周波数差分は、判定制御部２１０へ入力される。
【００３４】
判定制御部２１０は、Ａ／Ｄ変換部２１０１と、制御信号源部２１０２と、ＡＮＤ部２１０３とを有する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換部２１０１は、周波数差分算出部２０９から出力された周波数差分に対して、例えば以下のように閾値判定をすることにより、１ビット（２値）信号に変換する。
入力信号（周波数差分）が1.000000308以上又は0.999999692以下である場合、
⇒ビット０に変換
入力信号（周波数差分）が0.999999692〜1.000000308である場合、
⇒ビット１に変換
【００３６】
制御信号源部２１０２は、判定制御部２１０から出力される制御信号のセレクタ信号を出力する。但し、この場合、セレクタ信号は、１種類（例：ビット１のみ）である。
【００３７】
ＡＮＤ部２１０３は、Ａ／Ｄ変換部から出力されたビット（０／１）と、制御信号源から出力されたビット１とをＡＮＤし、その判定結果を、制御信号として判定制御部２１０から出力する。
（１）Ａ／Ｄ変換部からビット０が出力された場合
⇒第１の制御信号（ビット１）
：ループフィルタの段数を、１段階低い遮断周波数に設定する。
（２）Ａ／Ｄ変換部からビット１が出力された場合
⇒第２の制御信号（ビット０）
：ループフィルタの段数を、そのまま維持する。
【００３８】
表１は、ＡＮＤ部２１０３の入出力論理を表す。
【表１】
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【００３９】
本発明によれば、ＳＤＨ網から抽出された基準クロックの急激な周波数変動に対する耐性を備えるために、正常運用時よりも故意に位相ロックループ部２０６のロックスピード（追従速度）を低下させるべく、ループフィルタの遮断周波数を下げる。これにより、周波数差分は、ＳＤＨ網の基準クロックに対して、鈍く追従するようになる。
【００４０】
但し、著しくロックスピードを下げると、周波数が速やかに安定しない。そのために、結果的に、過渡状態においてＯＦＤＭサンプルクロックの周波数偏差が増大する場合がある。そのために、例えば、ループフィルタの遮断周波数を、１Ｈｚ、０．５Ｈｚ、０．１Ｈｚ、０．０５Ｈｚの４段階とする。そして、ＳＤＨ網の基準クロックに対して、ＯＦＤＭサンプルクロックの周波数偏差が１Ｈｚ以内に常時収まるように、ループフィルタを順次適切に選択する。
【００４１】
以上、詳細に説明したように、本発明の伝送受信装置及びプログラムによれば、同期式光伝送網における障害時に発生する、ＳＤＨ網の基準クロックの急激な周波数変動に対して、伝送受信装置内の位相ロックループ部の遮断周波数を鈍く追従させることによって、耐性を有する。即ち、ＳＤＨ網の基準クロックが急激に劣化しても、ＯＦＤＭサンプルクロックの品質を保持することができる。
【００４２】
前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術における地上デジタル放送ネットワークのシステム構成図である。
【図２】従来技術におけるジッタを説明するクロック図である。
【図３】ジッタを抑制しているクロック図である。
【図４】本発明におけるＴＳ−ＴＴＬ受信装置の機能構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  中継局（送信側）
１０  ＴＳ−ＴＴＬ送信装置
２  中継局（受信側）
２０  ＴＳ−ＴＴＬ受信装置
２０１  デフレーマ部
２０２  ＯＦＤＭサンプルクロック位相差分抽出部
２０３  ＳＤＨ基準クロック抽出部
２０４  ＳＤＨ同期高速クロック抽出部
２０５  ラッチ部
２０６  位相ロックループ（ＰＬＬ）部
２０６１  位相比較部
２０６２  段数可変ループフィルタ部
２０６３  電圧制御発振部
２０６４  分周部
２０７  周波数カウンタ部
２０８  基準周波数入力部
２０９  周波数差分算出部
２１０  判定制御部
２１０１  Ａ／Ｄ部
２１０２  制御信号源
２１０３  ＡＮＤ部
３  ＳＤＨ網
３１、３１  ＡＤＭ装置
４  放送局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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