JP2014120920A - Station side device and received signal processing method - Google Patents
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Abstract
【課題】ジッタを増大させることなく、同期引き込み時間を短縮する。
【解決手段】無信号期間信号生成回路12が、光信号の信号断期間に基づいて第1の受信信号Rx1に含まれる無信号期間NPを示す無信号期間信号NPSを生成し、無信号期間補間回路13が、第1の受信信号Rx1のうち、当該無信号期間信号NPSが無信号期間を示す期間を、トランシーバ11へ入力する送信信号Txから生成した補間信号NPIで補間した補間済受信信号RxIを出力し、CDR回路14が、補間済受信信号RxIに同期した受信クロック信号RCLKを再生し、当該受信クロック信号RCLKに基づき補間済受信信号RxIをリタイミングした第2の受信信号Rx2を出力する。
【選択図】 図1Synchronization pull-in time is shortened without increasing jitter.
A no-signal period signal generation circuit generates a no-signal period signal NPS indicating a no-signal period NP included in a first received signal Rx1 based on a signal interruption period of an optical signal, and performs no-signal period interpolation. The circuit 13 interpolates a period of the first reception signal Rx1 in which the no-signal period signal NPS indicates a no-signal period with an interpolation signal NPI generated from the transmission signal Tx input to the transceiver 11. The CDR circuit 14 reproduces the reception clock signal RCLK synchronized with the interpolated reception signal RxI, and outputs the second reception signal Rx2 obtained by retiming the interpolated reception signal RxI based on the reception clock signal RCLK. .
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、PON技術に関し、特に、複数の宅側装置から時分割で送信された上りバースト信号を局側装置で受信し、これら上りバースト信号から得られた受信信号を、当該邪心信号から再生した受信クロック信号でリタイミングして出力する受信信号処理技術に関する。 The present invention relates to PON technology, and in particular, an upstream burst signal transmitted in a time division manner from a plurality of home side devices is received by a station side device, and a reception signal obtained from these upstream burst signals is reproduced from the disturbing signal. The present invention relates to a received signal processing technique for retiming and outputting with a received clock signal.
図7は、一般的なPONシステムおよび局側装置を示すブロック図である。図8は、一般的なPONシステムにおける上りバースト信号を示すタイミングチャートである。
局側装置(OLT:Optical Line Terminal)50と複数の宅側装置(ONU:Optical Network Unit)60との間で、光分岐器70を介して光通信を行うPON(Passive Optical Network)システムでは、各宅側装置61〜6n(nは2以上の整数)から局側装置50へ上りバースト信号を送信するために、宅側装置60ごとに異なる通信時間帯としてバースト期間BP1〜BPnを、局側装置50によって時分割で割り当てる時分割方式が採用されている(例えば、非特許文献1など参照)。
FIG. 7 is a block diagram showing a general PON system and a station side device. FIG. 8 is a timing chart showing an upstream burst signal in a general PON system.
In a PON (Passive Optical Network) system in which optical communication is performed via an
各宅側装置61〜6nは、局側装置50によって当該宅側装置61〜6nに割り当てられたバースト期間BP1〜BPnにおいてのみ、上りバースト信号UB1〜UBnを送信できる。この際、隣接するバースト期間BP1〜BPnの間には、無信号期間NPが設けられている。
また、1つの局側装置50により、異なるビットレートで各宅側装置61〜6nと光通信を行う場合、各バースト期間BP1〜BPnの上りバースト信号UB1〜UBnは、宅側装置60ごとに異なるビットレートに基づき生成される。このため、局側装置50は、これら上りバースト信号UB1〜UBnから得られた受信信号を処理する際、それぞれの受信信号に同期したクロック信号を再生する必要がある。
Each of the
In addition, when one station-
局側装置50において、各宅側装置61〜6nからの上りバースト信号UB1〜UBnは、トランシーバ51で受信されて光信号から電気信号に変換された後に増幅され、受信信号Rx1としてCDR(Clock Data Recovery)回路54へ出力される。
CDR回路54は、入力された受信信号Rx1から、受信信号Rx1に同期した受信クロック信号RCLKを再生して、この受信クロック信号RCLKに基づき受信信号Rx1をリタイミングし、得られた受信信号Rx2と受信クロック信号RCLKとを送受信処理回路55へ出力する。
送受信処理回路55は、CDR回路54からの受信信号Rx2と受信クロック信号RCLKとに基づき、受信信号Rx2について各種の信号処理を実行する。また、送受信処理回路55から送信された送信信号Txは、トランシーバ51で電気信号から光信号に変換された後、光分岐器70を介して各宅側装置61〜6nへ送信される。
In the
The
The transmission /
局側装置50において、受信信号Rx1に同期した受信クロック信号RCLKを再生してリタイミングする場合、CDR回路54として、同期引き込み時間が短い特性を持ったバースト対応機能を持つものが望ましい。各バースト期間の先頭から同期引き込み時間までは、同期引き込みのための符号パタン(同期パタン)で占められる。このため、同期引き込み時間を短縮することによって、データの転送に利用できない同期パタンの割合を短縮することができ、通信の効率を向上させることができる。
When the
しかしながら、このような従来技術では、局側装置50において、受信信号Rx1に同期した受信クロック信号RCLKを再生してリタイミングを行うCDR回路54として、バースト対応CDR回路を用いた場合、同期引き込み時間が短くなる一方で、同期タイミングの僅かなズレ、すなわちジッタが大きくなるという問題があった。
However, in such a conventional technique, when a burst-corresponding CDR circuit is used as the
一般に、局側装置では、回路間における上りバースト信号の受け渡しにAC結合が用いられているため、上りバースト信号の平均直流電圧は無信号期間で大きく変動するため、バースト期間の開始からある程度の時間だけ上りバースト信号を正確に受信できなくなり、これが同期引き込み時間に影響している。
従来技術によれば、AC結合の時定数を小さくして、バースト期間の開始から上りバースト信号を正確に受信できる用になるまでの時間を短縮することにより、同期引き込み時間の短縮を実現している。
In general, in the station side device, AC coupling is used for passing the upstream burst signal between circuits, and therefore the average direct current voltage of the upstream burst signal varies greatly in the no-signal period, and therefore, a certain amount of time from the start of the burst period. As a result, it is impossible to accurately receive the upstream burst signal, which affects the synchronization pull-in time.
According to the prior art, by reducing the time constant of AC coupling and shortening the time from the start of the burst period until it can be used to accurately receive the upstream burst signal, the synchronization pull-in time can be shortened. Yes.
しかしながら、AC結合の時定数を小さくすることにより、同期引き込み時間を短縮した場合、AC結合における上りバースト信号の減衰が大きくなる。このため、振幅ノイズや波形歪みなどの影響で上りバースト信号のジッタが増大し(例えば、非特許文献2の図7など参照)、受信感度の劣化(例えば、非特許文献3の図9など参照)やビットスリップが発生するという問題点があった。 However, when the synchronization pull-in time is shortened by reducing the AC coupling time constant, the attenuation of the upstream burst signal in the AC coupling increases. For this reason, the jitter of the upstream burst signal increases due to the influence of amplitude noise, waveform distortion, etc. (see, for example, FIG. 7 in Non-Patent Document 2), and reception sensitivity degradation (see, for example, FIG. 9 in Non-Patent Document 3). ) And bit slip.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ジッタを増大させることなく、同期引き込み時間を短縮できる受信信号処理技術を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a received signal processing technique capable of reducing the synchronization pull-in time without increasing jitter.
このような目的を達成するために、本発明にかかる局側装置は、局側装置と複数の宅側装置との間で光分岐器を介して光通信を行うPONシステムで用いられる局側装置であって、前記宅側装置から受信した光信号を電気信号である第1の受信信号に変換して出力するとともに、電気信号である送信信号を入力して光信号に変換して宅側装置へ送信するトランシーバと、前記光信号の信号断に応じて前記第1の受信信号が無信号となる無信号期間を示す無信号期間信号を生成する無信号期間信号生成回路と、前記送信信号から当該送信信号と同じクロック周波数を有する補間信号を生成し、前記第1の受信信号のうち前記無信号期間信号が示す前記無信号期間を当該補間信号で補間した補間済受信信号を生成する無信号期間補間回路と、前記補間済受信信号に同期した受信クロック信号を再生し、当該受信クロック信号に基づき前記補間済受信信号をリタイミングした第2の受信信号を出力するCDR回路とを備えている。 In order to achieve such an object, a station-side device according to the present invention is a station-side device used in a PON system that performs optical communication between an office-side device and a plurality of home-side devices via an optical branching unit. An optical signal received from the home device is converted into a first received signal that is an electrical signal and output, and a transmission signal that is an electrical signal is input and converted into an optical signal to be converted into an optical signal. A non-signal period signal generation circuit for generating a no-signal period signal indicating a no-signal period in which the first reception signal is no signal in response to a signal disconnection of the optical signal, and the transmission signal No signal for generating an interpolation signal having the same clock frequency as the transmission signal and generating an interpolated reception signal obtained by interpolating the no signal period indicated by the no signal period signal of the first reception signal with the interpolation signal A period interpolation circuit; Reproduces the received clock signal synchronized with Masumi received signal, and a CDR circuit for outputting a second received signal retiming the interpolated received signal based on the received clock signal.
また、上記局側装置の一構成例は、前記無信号期間補間回路が、前記補間信号を生成する回路として、前記送信信号の符号を反転することにより前記補間信号を生成して出力する符号反転器、あるいは、前記送信信号または当該送信信号の送信クロック信号の符号がいずれか一方向へ変化するごとに、前記補間信号の符号を変化させて出力するトグルフリップフロップ回路を有している。 Further, in the configuration example of the station side device, the no signal period interpolation circuit generates the interpolation signal by inverting the sign of the transmission signal as a circuit for generating the interpolation signal, and outputs the interpolation signal. Or a toggle flip-flop circuit that changes and outputs the sign of the interpolation signal each time the sign of the transmission signal or the transmission clock signal of the transmission signal changes in any one direction.
また、上記局側装置の一構成例は、前記無信号期間信号生成回路が、前記第1の受信信号のビットレートと当該第1の受信信号のバースト期間に対して予め割り当てられているビットレートとを比較し、両ビットレートが一致しない場合、前記無信号期間を示す前記無信号期間信号を出力するようにしたものである。 Further, in the configuration example of the station side device, the no-signal period signal generation circuit is assigned in advance to the bit rate of the first reception signal and the burst period of the first reception signal. When the bit rates do not match, the no-signal period signal indicating the no-signal period is output.
また、上記局側装置の一構成例は、前記補間済受信信号に同期した中間クロック信号を再生し、当該中間クロック信号に基づき前記補間済受信信号をリタイミングした中間受信信号を出力する中間CDR回路をさらに備え、前記CDR回路は、前記中間CDR回路より長い同期引き込み時間を有し、前記中間受信信号に同期した前記第2のクロック信号を再生し、当該第2のクロック信号に基づき前記中間受信信号をリタイミングすることにより前記第2の受信信号を出力するようにしたものである。 In addition, one configuration example of the station side device reproduces an intermediate clock signal synchronized with the interpolated reception signal, and outputs an intermediate CDR signal in which the interpolated reception signal is retimed based on the intermediate clock signal. The CDR circuit has a longer synchronization pull-in time than the intermediate CDR circuit, reproduces the second clock signal synchronized with the intermediate received signal, and generates the intermediate clock based on the second clock signal. The second received signal is output by retiming the received signal.
また、本発明にかかる受信信号処理方法は、局側装置と複数の宅側装置との間で光分岐器を介して光通信を行うPONシステムで用いられる局側装置の受信信号処理方法であって、前記宅側装置から受信した光信号を電気信号である第1の受信信号に変換して出力するとともに、電気信号である送信信号を入力して光信号に変換して宅側装置へ送信する光信号送受信ステップと、前記光信号の信号断に応じて前記第1の受信信号が無信号となる無信号期間を示す無信号期間信号を生成する無信号期間信号生成ステップと、前記送信信号から当該送信信号と同じクロック周波数を有する補間信号を生成し、前記第1の受信信号のうち前記無信号期間信号が示す前記無信号期間を当該補間信号で補間した補間済受信信号を生成する無信号期間補間ステップと、前記補間済受信信号に同期した受信クロック信号を再生し、当該受信クロック信号に基づき前記補間済受信信号をリタイミングした第2の受信信号を出力するCDRステップとを備えている。 The received signal processing method according to the present invention is a received signal processing method for a station-side device used in a PON system that performs optical communication via an optical branching device between a station-side device and a plurality of home-side devices. The optical signal received from the home side device is converted into a first reception signal that is an electrical signal and output, and a transmission signal that is an electrical signal is input and converted into an optical signal and transmitted to the home side device. An optical signal transmitting / receiving step, a no-signal period signal generating step for generating a no-signal period signal indicating a no-signal period in which the first received signal becomes no signal in response to a signal interruption of the optical signal, and the transmission signal To generate an interpolation signal having the same clock frequency as the transmission signal, and generate an interpolated reception signal obtained by interpolating the no-signal period indicated by the no-signal period signal of the first reception signal with the interpolation signal. Signal period interpolation And step, the regenerated reception clock signal synchronized with the interpolated received signal, and a CDR step of outputting a second received signal retiming the interpolated received signal based on the received clock signal.
本発明によれば、CDR回路には、バースト期間の上りバースト信号と同じ周波数の補間信号が、当該バースト期間の直前の無信号期間に入力されることになる。このため、CDR回路における同期引き込み処理のうち、周波数を同期させる処理を大幅に削減することができ、この後の位相を同期させる処理が開始されるまでの時間を短縮することができる。
したがって、上りバースト信号の受け渡しに用いるAC結合の時定数を小さくして同期引き込み時間を短縮した場合のように、AC結合での上りバースト信号の減衰が増大しないため、ジッタを増大させることなく、さらには受信感度の劣化やビットスリップの発生を抑制しつつ、同期引き込み時間を短縮することが可能となる。
According to the present invention, an interpolated signal having the same frequency as the upstream burst signal in the burst period is input to the CDR circuit in the no-signal period immediately before the burst period. For this reason, among the synchronization pull-in processing in the CDR circuit, the frequency synchronization processing can be greatly reduced, and the time until the subsequent phase synchronization processing is started can be shortened.
Therefore, since the attenuation of the upstream burst signal by AC coupling does not increase as in the case where the synchronization pull-in time is shortened by reducing the time constant of AC coupling used for delivery of the upstream burst signal, without increasing the jitter, Furthermore, the synchronization pull-in time can be shortened while suppressing the deterioration of reception sensitivity and the occurrence of bit slip.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる局側装置10について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる局側装置の構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, with reference to FIG. 1, the
この局側装置10(OLT:Optical Line Terminal)は、複数の宅側装置(ONU:Optical Network Unit:図示せず)との間を、光分岐器(図示せず)を介して光通信を行うPON(Passive Optical Network)システムで用いられる光通信装置であり、これら宅側装置から時分割で送信されたそれぞれの上りバースト信号から受信信号を得るとともに、当該受信信号に同期したクロック信号を再生し、このクロック信号により当該受信信号をリタイミングして出力する機能を有している。 The station side device 10 (OLT: Optical Line Terminal) performs optical communication with a plurality of home side devices (ONU: Optical Network Unit: not shown) via an optical branching device (not shown). An optical communication device used in a PON (Passive Optical Network) system, which obtains a reception signal from each upstream burst signal transmitted in time division from these home-side devices and reproduces a clock signal synchronized with the reception signal. In addition, this clock signal has a function of retiming and outputting the received signal.
局側装置10には、主な回路部として、トランシーバ11、無信号期間信号生成回路12、無信号期間補間回路13、CDR回路14、および送受信処理回路15が設けられている。
The station-
トランシーバ11は、宅側装置から受信した光信号(上りバースト信号)を電気信号に変換して増幅し、振幅再生された電気信号である受信信号Rx1(第1の受信信号)として出力する機能と、送受信処理回路15から電気信号である送信信号を入力し光信号(下りバースト信号)に変換して宅側装置に送信する機能とを有している。
The
無信号期間信号生成回路12は、トランシーバ11からの受信信号Rx1を入力して、この受信信号Rx1の振幅レベルに基づいて、受信した光信号の光信号断を検出し、光信号断の期間である無信号期間NPを示す無信号期間信号NPSを生成する機能を有している。
The no-signal period
無信号期間補間回路13は、送受信処理回路15からトランシーバ11へ出力される送信信号Txに基づいて、この送信信号Txと同じクロック周波数を有する補間信号NPIを生成し、トランシーバ11からの受信信号Rx1に含まれる無信号期間NPを補間信号NPIで補間した補間済受信信号RxIを生成する機能を有している。
Based on the transmission signal Tx output from the transmission /
なお、一般的なPONシステムにおいて、送信信号Txは、常時、局側装置10から複数の宅側装置へ共通して送信されており、各宅側装置は、受信した送信信号Txに含まれる自己のLLID(Logical Link. ID)に基づき、自己宛の送信信号Txを識別するものとなっている。この際、送信信号Txは、バースト期間の終了タイミングに同期して、無信号期間の開始時点から、次のバースト期間に割り当てられたビットレートに切り替えられる。本発明は、このような送信信号Txに着目して、補間信号NPIを生成するようにしたものである。
In a general PON system, the transmission signal Tx is always transmitted in common from the
無信号期間補間回路13には、主な回路部として、符号反転器13Aと信号選択器13Bとが設けられている。
符号反転器13Aは、送信信号Txの位相を反転することにより、この送信信号Txと同じクロック周波数を有する補間信号NPIを生成する機能を有している。
信号選択器13Bは、受信信号Rx1と符号反転器13Aからの補間信号NPIとのうち、無信号期間信号NPSが無信号期間NPを示す場合には、補間済受信信号RxIとして補間信号NPIを選択出力し、無信号期間信号NPSが無信号期間NP以外の期間を示す場合には、補間済受信信号RxIとして受信信号Rx1を選択出力する機能を有している。
The no-signal
The
The
CDR回路14は、信号選択器13Bからの補間済受信信号RxIを入力して、同期引き込み動作を行うことにより、この補間済受信信号RxIに同期した受信クロック信号RCLKを再生する機能と、この受信クロック信号RCLKを用いて補間済受信信号RxIをリタイミングすることにより受信信号Rx2を生成し、これら受信信号Rx2および受信クロック信号RCLKを出力する機能を有している。
The
送受信処理回路15は、CDR回路14からの受信信号Rx2と受信クロック信号RCLKとに基づき、受信信号Rx2について各種の信号処理を実行する機能と、予め各バースト期間に割り当てたビットレートに基づいて、受信クロック信号RCLKと同じクロック周波数を有する送信信号Txを生成し、トランシーバ11と無信号期間補間回路13の信号選択器13Bとに出力する機能とを有している。
Based on the reception signal Rx2 and the reception clock signal RCLK from the
[第1の実施の形態の動作]
次に、図2を参照して、本実施の形態にかかる局側装置10の動作について説明する。図2は、第1の実施の形態にかかる局側装置のクロック再生動作を示すタイミングチャートである。ここでは、バースト期間BP1から無信号期間NPを経てバースト期間PB2へ移行する場合を例として説明する。
[Operation of First Embodiment]
Next, with reference to FIG. 2, the operation | movement of the
トランシーバ11は、宅側装置から受信した光信号(上りバースト信号)を電気信号に変換して増幅し、振幅再生された電気信号である受信信号Rx1として出力する。
図2において、受信信号Rx1は、相当のジッタを有しており、立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングのばらつきとして、線幅の広さで表現されている。
この受信信号Rx1は、バースト期間BP1,BP2において振幅を有しており、無信号期間NPにおいて振幅がない。
The
In FIG. 2, the received signal Rx1 has a considerable jitter, and is represented by a wide line width as a variation in rising and falling timing.
The reception signal Rx1 has an amplitude in the burst periods BP1 and BP2, and has no amplitude in the no-signal period NP.
無信号期間信号生成回路12は、トランシーバ11からの受信信号Rx1を入力して、この受信信号Rx1の振幅レベルに基づいて光信号断を検出し、光信号断の期間である無信号期間NPを示す無信号期間信号NPSを生成する。
無信号期間信号NPSは、宅側装置から送信された光信号の光信号断の期間に値が「1」(無信号期間NP)となり、光信号断以外の期間(光受信中)に値が「0」(受信期間)となる信号である。
The no-signal period
The no-signal period signal NPS has a value of “1” (no signal period NP) during the optical signal interruption period of the optical signal transmitted from the home-side apparatus, and the value during a period other than the optical signal interruption (during optical reception). This signal is “0” (reception period).
符号反転器13Aは、送信信号Txの位相を反転することにより、送信信号Txと同じクロック周波数を有する補間信号NPIを生成する。前述したように、局側装置10では、受信信号Rx1と同じ周波数の送信信号Txを送信するものとなっている。したがって、補間信号NPIは、送信信号Txだけでなく受信信号Rx1とも同じクロック周波数を有していることになる。
補間信号NPIは、送信信号Txの符号を反転した信号であり、送信信号Txの値が「1」のとき補間信号NPIは「0」となり、送信信号Txの値が「0」のとき補間信号NPIは「1」となる。
The
The interpolation signal NPI is a signal obtained by inverting the sign of the transmission signal Tx. When the value of the transmission signal Tx is “1”, the interpolation signal NPI is “0”, and when the value of the transmission signal Tx is “0”, the interpolation signal The NPI is “1”.
信号選択器13Bは、受信信号Rx1と補間信号NPIのうち、無信号期間信号NPSが無信号期間NPを示す場合には、補間済受信信号RxIとして補間信号NPIを選択出力し、無信号期間信号NPSが無信号期間NP以外の期間を示す場合には、補間済受信信号RxIとして受信信号Rx1を選択出力する。
したがって、補間済受信信号RxIは、無信号期間信号NPSの値が「1」の期間(無信号期間NP)において補間信号NPIに一致し、無信号期間信号NPSの値が「0」の期間(受信期間)において受信信号Rx1に一致する。
The
Therefore, the interpolated received signal RxI coincides with the interpolation signal NPI in the period in which the value of the no-signal period signal NPS is “1” (no-signal period NP), and the period in which the value of the no-signal period signal NPS is “0” ( It coincides with the reception signal Rx1 in the reception period).
CDR回路14は、信号選択器13Bからの補間済受信信号RxIを入力して、同期引き込み動作を行うことにより、この補間済受信信号RxIに同期した受信クロック信号RCLKを再生する。
受信クロック信号RCLKは、補間済受信信号RxIから再生されたクロック信号である。補間済受信信号RxIは、バースト期間BP1、無信号期間NP、バースト期間BP2の各期間の境界で位相が大きく変化するため、境界直後の同期引き込み期間の受信クロック信号RCLKは各期間の境界から時間経過に伴って、境界前の信号に合った位相から境界後の信号に合った位相へと、次第に変化する。
The
The reception clock signal RCLK is a clock signal regenerated from the interpolated reception signal RxI. Since the phase of the interpolated reception signal RxI changes greatly at the boundaries of the burst period BP1, the no-signal period NP, and the burst period BP2, the reception clock signal RCLK in the synchronization pull-in period immediately after the boundary is timed from the boundary of each period. As time elapses, the phase gradually changes from a phase suitable for the signal before the boundary to a phase suitable for the signal after the boundary.
図2において、受信クロック信号RCLKのうちハッチングで示した期間は、境界前の信号位相と境界後の信号位相との差を表している。また、バースト期間BP1,BP2の各期間の信号は、それぞれ相当のジッタを持っているため、受信クロック信号RCLKもジッタを持っており、立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングのばらつきとして、線幅の広さで表現されている。 In FIG. 2, a period indicated by hatching in the received clock signal RCLK represents a difference between the signal phase before the boundary and the signal phase after the boundary. In addition, since the signals in each of the burst periods BP1 and BP2 have considerable jitter, the reception clock signal RCLK also has jitter, and the line width is widened as variations in rising and falling timings. It is expressed by.
また、CDR回路14は、受信クロック信号RCLKを用いて補間済受信信号RxIをリタイミングすることにより受信信号Rx2を生成し、これら受信信号Rx2および受信クロック信号RCLKを出力する。
受信信号Rx2は、受信クロック信号RCLKを使って補間済受信信号RxIをリタイミングした信号である。
The
The reception signal Rx2 is a signal obtained by retiming the interpolated reception signal RxI using the reception clock signal RCLK.
図2において、ハッチングで示した、受信クロック信号RCLKの同期引き込み期間中は、正常にリタイミングできないため誤りを多数含む。また、バースト期間BP1,BP2の各期間は、リタイミングに用いる受信クロック信号RCLKがジッタを持つため、受信信号Rx2も同様のジッタを持っているため、受信クロック信号RCLKもジッタを持っており、立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングのばらつきとして、線幅の広さで表現されている。 In FIG. 2, during the synchronous pull-in period of the reception clock signal RCLK indicated by hatching, it cannot be normally retimed and includes many errors. Further, in each of the burst periods BP1 and BP2, since the reception clock signal RCLK used for retiming has jitter, the reception signal Rx2 also has the same jitter, so the reception clock signal RCLK also has jitter. The variation in the rise and fall timing is expressed by the width of the line.
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、無信号期間信号生成回路12が、光信号の信号断に応じて第1の受信信号Rx1が無信号となる無信号期間NPを示す無信号期間信号NPSを生成し、無信号期間補間回路13が、送信信号Txから当該送信信号Txと同じクロック周波数を有する補間信号NPIを生成し、受信信号Rx1のうち無信号期間信号NPSが示す無信号期間NPを当該補間信号NPIで補間した補間済受信信号RxIを生成し、CDR回路14が、補間済受信信号RxIに同期した受信クロック信号RCLKを再生し、当該受信クロック信号RCLKに基づき補間済受信信号RxIをリタイミングした受信信号Rx2を出力するようにしたものである。
[Effect of the first embodiment]
As described above, in the present embodiment, the no-signal period
これにより、CDR回路14には、バースト期間BP2の上りバースト信号と同じクロック周波数の補間信号NPIが、当該バースト期間BP2の直前の無信号期間BPに入力されることになる。このため、CDR回路14における同期引き込み処理のうち、周波数を同期させる処理を大幅に削減することができ、その後の位相を同期させる処理が開始されるまでの時間を短縮することができる。
したがって、本実施の形態によれば、上りバースト信号の受け渡しに用いるAC結合の時定数を小さくして同期引き込み時間を短縮した場合のように、AC結合での上りバースト信号の減衰が増大しないため、ジッタを増大させることなく、さらには受信感度の劣化やビットスリップの発生を抑制しつつ、同期引き込み時間を短縮することが可能となる。
As a result, the
Therefore, according to this embodiment, the attenuation of the upstream burst signal due to AC coupling does not increase as in the case where the time constant of AC coupling used for delivery of the upstream burst signal is reduced to shorten the synchronization pull-in time. Thus, the synchronization pull-in time can be shortened without increasing the jitter and further suppressing the deterioration of the reception sensitivity and the occurrence of the bit slip.
これにより、上りバースト信号のうち、データ転送に利用できない同期パタンの割合を短縮することができ、通信効率を向上させることができる。
この際、ある程度の通信効率が得られている状況であれば、このような同期引き込み時間が短縮された分だけ、AC結合の時定数を大きくすることもできる。これにより、同期引き込み時間を保ちつつ、上りバースト信号のジッタを抑制することができる。
As a result, the proportion of the synchronization pattern that cannot be used for data transfer in the upstream burst signal can be shortened, and the communication efficiency can be improved.
At this time, if a certain degree of communication efficiency is obtained, the AC coupling time constant can be increased by the amount corresponding to the shortening of the synchronization pull-in time. Thereby, it is possible to suppress the jitter of the upstream burst signal while maintaining the synchronization pull-in time.
また、本実施の形態によれば、送信信号Txを利用して符号反転器13Aという極めて簡素な回路構成で補間信号NPIを生成でき、回路規模と消費電力の増大はほとんどない。この際、送信信号Txをそのまま補間信号NPIとして使用することも可能であるが、局側装置10に後続する回路ブロックにおいて、受信信号Rx1と符号列形式が同様の送信信号Txからなる補間信号NPIを入力することで誤動作する可能性がある。本実施の形態では、符号反転器13Aで送信信号Txを符号反転することにより補間信号NPIを生成しているため、誤動作の発生を回避することができる。
Further, according to the present embodiment, the interpolation signal NPI can be generated with a very simple circuit configuration of the
なお、受信信号Rx1と符号列形式が同様の送信信号Txである補間信号NPIが送受信処理回路15に入力された場合、当該補間信号NPIを受信信号Rx1として処理することによって、補間信号NPIに含まれている送信フレームを、受信フレームとして受け取ることになる。この送信フレームは、受信することを期待されていない宛先アドレスを持っているので通常は廃棄されることになる。上りバースト信号に含まれる本来の受信フレームに廃棄が生じることが問題となる場合には、送信フレームの廃棄の発生によって、当該問題を見逃してしまう可能性がある。
When an interpolation signal NPI having a transmission signal Tx having the same code string format as the reception signal Rx1 is input to the transmission /
また、符号列形式に基づいてビット列から符号と符号の境界を検知することにより符号同期を行う回路に、受信信号Rx1と符号列形式が同様の送信信号Txからなる補間信号NPIを入力した場合、補間信号NPIに同期した符号同期が行われる。しかし、補間信号NPIで符号同期中に上りバースト信号を入力したとしても、符号同期はずれと判定されるまでには、伝送中の誤り発生によって符号同期はずれとしないための保護期間があり、この保護期間が終了するまで、上りバースト信号に対する符号同期は確立しない。このため、保護時間によって上りバースト信号に対する符号同期が遅れることで、問題が生じる可能性がある。 Further, when the interpolation signal NPI composed of the transmission signal Tx having the same code string format as the reception signal Rx1 is input to the circuit that performs code synchronization by detecting the code-code boundary from the bit string based on the code string format, Code synchronization synchronized with the interpolation signal NPI is performed. However, even if an upstream burst signal is input during code synchronization with the interpolated signal NPI, there is a protection period for preventing the code synchronization from being lost due to the occurrence of an error during transmission until it is determined that the code synchronization is lost. Code synchronization for the upstream burst signal is not established until the period ends. For this reason, there is a possibility that a problem arises because the code synchronization for the upstream burst signal is delayed by the protection time.
なお、IEEE802.3av(10G−EPON)では、バーストデリミタのパタンを検出することで、以後の信号を処理するものとなっているが、送信信号Txにおいてバーストデリミタのパタンは、例えば2−64という極めて小さい確率でしか発生しないため、送信信号Txをそのまま補間信号NPIとして用いることも可能である。このような場合には、本実施の形態から符号反転器13Aを除いた構成であってもよい。すなわち、無信号期間補間回路13は、信号選択器13Bから構成され、補間済受信信号RxIは、無信号期間信号NPSの値が「1」の期間(無信号期間NP)において送信信号Txに一致し、無信号期間信号NPSの値が「0」の期間(受信期間)において受信信号Rx1に一致することになる。
In IEEE802.3av (10G-EPON), the burst delimiter pattern is detected to detect the subsequent signal, but the burst delimiter pattern in the transmission signal Tx is, for example, 2-64. Since it occurs only with a very small probability, the transmission signal Tx can be used as it is as the interpolation signal NPI. In such a case, the configuration may be such that the
また、本実施の形態によれば、補間信号NPIのクロック周波数と上りバースト信号のクロック周波数とが同じ周波数となるため、CDR回路14は、周波数同期がとれた状態で、バースト期間において上りバースト信号の受信を開始することになる。これにより、CDR回路14では、上りバースト信号に対して生成する受信クロック信号RCLKの位相合わせを行うだけでよく、同期引き込み時間を短縮することができる。
Further, according to the present embodiment, since the clock frequency of the interpolation signal NPI and the clock frequency of the upstream burst signal are the same frequency, the
したがって、上りバースト信号と異なるクロック源に同期した信号を、無信号期間NPにおいてCDR回路14に入力しても、同期引き込み時間を短縮する効果は少ないが、本実施の形態では、送信信号(下りバースト信号)Txのクロック周波数と上りバースト信号のクロック周波数が同じ周波数であることを利用して、無信号期間NPにおいて下り信号をCDRに入力しているため、同期引き込み時間を短縮する効果を得ることができる。
特に、PONシステムの宅側装置は、下り信号のクロック信号に同期して上り信号を生成し、局側装置10に送出しているので、上り信号のクロック信号と下り信号のクロック信号とは、分周比が1であれば、同一周波数になる。
Therefore, even if a signal synchronized with a clock source different from the upstream burst signal is input to the
In particular, the home device of the PON system generates an uplink signal in synchronization with the clock signal of the downlink signal and sends it to the
また、CDR回路14が生成した受信クロック信号RCLKに同期したダミー信号を生成して、無信号期間NPにCDR回路14へ入力する構成の場合、無信号期間NPとして、CDR回路14が上りバースト信号から抽出したクロック周波数を保持できるだけの期間長であれば問題ない。しかし、同期引き込み時間を短縮した代償として、生成する受信クロック信号RCLKのジッタが大きくなるため、無信号期間NPにそのジッタの累積が生じて、無信号期間NPが長くなるほどクロック周波数にずれが生じ、同期引き込み時間が増大するという問題が生じる。
Further, in the case of a configuration in which a dummy signal synchronized with the reception clock signal RCLK generated by the
この際、前述したダミー信号から上りバースト信号に切り替わった時点で、上りバースト信号にクロック信号の位相合わせを行う必要があるので、位相合わせの時間を短縮するために、連続信号用のCDR回路よりも、同期引き込み時間が短い特性を備えたCDR回路が必要となる。
一方、本実施の形態では、上りバースト信号と同じクロック周波数である下り信号を、無信号期間におけるCDR回路14への入力として使用しているため、無信号期間が長くなってもCDR回路14のクロック周波数が上りバースト信号のクロック信号と差が生じない。
At this time, the phase of the clock signal needs to be aligned with the upstream burst signal when the dummy signal is switched to the upstream burst signal. Therefore, in order to reduce the phase alignment time, the CDR circuit for continuous signals is used. However, a CDR circuit having a characteristic that the synchronization pull-in time is short is required.
On the other hand, in the present embodiment, a downstream signal having the same clock frequency as that of the upstream burst signal is used as an input to the
なお、EXOR回路で前述したダミー信号と上りバースト信号の排他論理和をとり、さらに、受信処理を行う手前で、EXOR回路で再度のダミー信号との排他論理和をとることによって、上りバースト信号からダミー信号分を受信処理前に除くことにより、ダミー信号による誤動作を抑止する構成も考えられる。
この構成と同様にして、上記EXOR回路を本実施の形態に適用する場合、EXOR回路で下りバースト信号と上りバースト信号の排他論理和をとり、信号に対してCDRを通して、再度EXOR回路で下り信号との排他論理和をとって、上りバースト信号に戻す構成となる。
The exclusive OR of the dummy signal and the upstream burst signal described above is taken by the EXOR circuit, and further, the exclusive logical sum of the dummy signal and the dummy signal is taken again by the EXOR circuit before the reception processing is performed. A configuration is also conceivable in which a malfunction due to a dummy signal is suppressed by removing the dummy signal before reception processing.
Similarly to this configuration, when the EXOR circuit is applied to the present embodiment, the EXOR circuit takes an exclusive OR of the downlink burst signal and the uplink burst signal, passes the CDR to the signal, and again outputs the downlink signal at the EXOR circuit. Is taken back to the upstream burst signal.
しかし、上りバースト信号と下りバースト信号の位相やクロック周波数が合っていないと、データをリタイミングして出力するCDR回路14の出力を下り信号との排他論理和をとったとしても上り信号に戻すことはできない。CDR回路14ではなく、PLLでクロック信号のみを抽出するという構成では、EXOR回路で下り信号と上り信号の排他論理和をPLLに入力することで、クロック信号を再生することも可能であるが、上り信号と下り信号のクロック周波数が合っていないと、上り信号と下り信号の中間のクロック周波数をPLLが出力してしまうため、正しく動作しない。
However, if the phases and clock frequencies of the upstream burst signal and downstream burst signal do not match, the output of the
したがって、上記構成は、そのまま本実施の形態に適用することはできず、本実施の形態では、無信号期間NPでは下りバースト信号を選択し、無信号期間NP以外の期間では上りバースト信号を選択する回路となるように、無信号期間PN以外の期間をマスクした(0固定した)下りバースト信号と上りバースト信号をEXOR回路に入力し、この出力をCDR回路14に入力する構成とする必要がある。
Therefore, the above configuration cannot be applied to this embodiment as it is. In this embodiment, a downlink burst signal is selected in the no-signal period NP, and an uplink burst signal is selected in a period other than the no-signal period NP. It is necessary that the downstream burst signal and upstream burst signal masked (fixed to 0) other than the no-signal period PN are input to the EXOR circuit and this output is input to the
[第2の実施の形態]
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる局側装置10について説明する。図3は、第2の実施の形態にかかる局側装置の構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 3, the
PONシステムでは、各宅側装置から送信される上りバースト信号の送信タイミング(バースト期間)と送信データ量(帯域)は、局側装置10で決定してGATEフレームにより各宅側装置へ割り当てられる。ここで、宅側装置が局側装置10に送信する上りバースト信号のビットレートは複数通りあり、宅側装置に応じてどのビットレートを用いるかが予め決められている。
In the PON system, the transmission timing (burst period) and transmission data amount (bandwidth) of the uplink burst signal transmitted from each home side device are determined by the
このため、局側装置10は、あるバースト期間のビットレートと別のバースト期間のビットレートが異なっているような光信号を受信し、各ビットレートに合わせて受信信号Rx1リタイミングすることになる。したがって、例えば、宅側装置の故障により、正規の送信タイミングに正規のビットレートで信号を送信できない場合もビットレートは一致しない。
For this reason, the
本実施の形態において、送受信処理回路15は、PONシステムの制御に用いられるPONシステム用内部タイマの値に基づいて、各受信信号Rx1の受信タイミングに同期して、送信元の宅側装置に予め割り当てたビットレートを示すレート選択信号RSELを出力する機能を有している。
また、無信号期間信号生成回路12は、受信信号Rx1とレート選択信号RSELとを入力し、光信号断を示す期間に加えて、CDR回路14がリタイミングすべき受信信号Rx1のビットレートとレート選択信号RSELが示すビットレートが一致しない場合に、無信号期間信号NPSを出力する機能を有している。なお、受信信号Rx1のビットレートは、受信信号Rx1から抽出してもよく、CDR回路14などの他の回路から受け取ってもよい。
In the present embodiment, the transmission /
The no-signal period
また、無信号期間補間回路13は、符号反転器13Aに代えてトグルフリップフロップ回路13Cを有している。トグルフリップフロップ回路13Cは、送信信号Txを入力し、この送信信号Txの符号の「0」から「1」への変化もしくは「1」から「0」への変化の何れか一方を契機に、出力中の信号の符号を反転させることにより、補間信号NPIを生成して出力する機能を有している。
本実施の形態にかかるこの他の構成については、第1の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
The no-signal
Other configurations according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
第1の実施の形態との違いは、受信信号Rx1のビットレートと、レート選択信号RSELが示すビットレートが一致しない場合、無信号期間補間回路13が、光信号断時と同様に、無信号期間NPと同じ動作を行う点にある。
The difference from the first embodiment is that when the bit rate of the reception signal Rx1 and the bit rate indicated by the rate selection signal RSEL do not match, the no-signal
すなわち、無信号期間補間回路13は、レート選択信号RSELが示すCDR回路14が扱うビットレートとは異なるビットレートで受信信号Rx1が受信されている期間中は、CDR回路14に受信信号Rx1を入力せず、代わりに補間信号NPIを入力する。
これにより、レート選択信号RSELが示すビットレートとは異なるビットレートの受信信号Rx1が受信されている期間には、送信信号Txと同じ周波数を持つ補間信号NPIがCDR回路14に入力される。
That is, the no-signal
As a result, the interpolation signal NPI having the same frequency as that of the transmission signal Tx is input to the
このため、光信号断期間からバースト期間へ移行する場合と同様、CDR回路14は、周波数同期がとれた状態で、バースト期間において上りバースト信号の受信を開始することになる。したがって、再生中の受信クロック信号RCLKの周波数が、受信信号Rx1の本来のクロック周波数から大きく外れることを防止できる。
For this reason, the
一方、前述した図7の従来構成では、異なるビットレートの信号が入力されている期間は、同期引き込みに失敗するか、あるいは、本来のクロック周波数とは異なるクロック周波数に誤同期してしまうために、本来のクロック信号の周波数との差が大きくなる。このため、再生すべきビットレートの信号を受信開始した時点では周波数が大きく外れた状態となる。
したがって、従来構成よりも本実施の形態にかかる構成の方が、同期引き込み時間は短くなる。
On the other hand, in the conventional configuration shown in FIG. 7 described above, during the period in which signals of different bit rates are input, the synchronization pull-in fails or the clock frequency is different from the original clock frequency. The difference from the original frequency of the clock signal becomes large. For this reason, the frequency is greatly deviated at the time when reception of the signal of the bit rate to be reproduced is started.
Accordingly, the synchronization pull-in time is shorter in the configuration according to the present embodiment than in the conventional configuration.
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、無信号期間信号生成回路12が、宅側装置から送信された受信信号Rx1のビットレートと当該受信信号Rx1が送信されるバースト期間BPに対して予め割り当てられている当該宅側装置の送信ビットレートとを比較し、両ビットレートが一致しない場合、無信号期間NPを示す無信号期間信号NPSを出力するようにしたものである。
[Effect of the second embodiment]
As described above, in the present embodiment, the no-signal period
このため、両ビットレートが一致しない状態から一致する状態へ移行する場合でも、光信号断期間からバースト期間へ移行する場合と同様、CDR回路14は、周波数同期がとれた状態で、バースト期間において上りバースト信号の受信を開始することになる。したがって、再生中の受信クロック信号RCLKの周波数が、受信信号Rx1が持つ本来のクロック周波数から大きく外れることを防止できる。
したがって、両ビットレートが一致しない状態から一致する状態へ移行する場合でも、ジッタを増大させることなく、さらには受信感度の劣化やビットスリップの発生を抑制しつつ、同期引き込み時間を短縮することができる。
For this reason, even when shifting from a state in which both bit rates do not match to a state in which they match, the
Therefore, even when shifting from a state where both bit rates do not match to a state where they match, it is possible to shorten the synchronization pull-in time without increasing jitter and further suppressing deterioration of reception sensitivity and occurrence of bit slip. it can.
また、本実施の形態によれば、送信信号Txを利用してトグルフリップフロップ回路13Cという極めて簡素な回路構成で補間信号NPIを生成でき、回路規模と消費電力の増大はほとんどない。この際、送信信号Txを符号反転した信号を用いる場合と同様に、局側装置10に後続する回路ブロックにおいて、受信信号Rx1と符号列形式が異なる補間信号NPIとなるため、局側装置10に後続する回路ブロックでの誤動作を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the interpolation signal NPI can be generated with a very simple circuit configuration called the toggle flip-flop circuit 13C using the transmission signal Tx, and the circuit scale and power consumption are hardly increased. At this time, as in the case of using a signal obtained by inverting the sign of the transmission signal Tx, the interpolated signal NPI having a code string format different from the received signal Rx1 in the circuit block subsequent to the
また、本実施の形態では、無信号期間信号生成回路12が、受信信号Rx1と、PONシステム用内部タイマの値(各バースト期間に対するビットレートの割当内容)に基づいて生成されたレート選択信号RSELとから、無信号期間信号NPSを生成しているが、PONシステム用内部タイマの値のみに基づいて、無信号期間信号NPSを生成する構成も可能である。
In the present embodiment, the no-signal period
なお、無信号期間信号NPSは、通常の光通信機器で用いられる一般的なLOS信号と同じでよい。ただし、受信開始から無信号期間信号NPSがデアサートされるまでの遅延、すなわち無信号期間信号NPSの値が「1:光信号断」から「0:光受信中」に変化するまでの遅延は、補間信号NPIから上りバースト信号への切り替えの遅延となる。このため、この遅延分だけ同期引き込み時間を増加させる要因となる。したがって、本実施の形態では、無信号期間信号生成回路12が受信開始から無信号期間信号NPSをデアサートするまでの遅延が小さいほうが、同期引き込み時間短縮の効果が大きい。
The no-signal period signal NPS may be the same as a general LOS signal used in a normal optical communication device. However, the delay from the start of reception until the no-signal period signal NPS is deasserted, that is, the delay until the value of the no-signal period signal NPS changes from “1: optical signal interruption” to “0: optical reception in progress” This is a delay in switching from the interpolation signal NPI to the upstream burst signal. For this reason, the synchronization pull-in time is increased by this delay. Therefore, in this embodiment, the smaller the delay from the start of reception until the no-signal period
また、本実施の形態では、送信信号Txを使ってトグルフリップフロップ回路13Cで補間信号NPIを生成するようにしたので、次のような効果が得られる。
8B/10B符号に対して符号同期をとる回路では、ビット列からコンマパタン「1000001」または「0111110」を検出し、この検出位置に基づいて符号同期をとる。また、この回路は、現在の符号同期とは異なる位置にコンマパタンを検出したとしても、すぐ符号同期をとりなおすのではなく、複数回にわたりコンマパタンの検出があった時点で、符号同期をとりなおすという処理を行う。
In the present embodiment, since the interpolation signal NPI is generated by the toggle flip-flop circuit 13C using the transmission signal Tx, the following effects can be obtained.
In the circuit that performs code synchronization with respect to the 8B / 10B code, the comma pattern “1000001” or “0111110” is detected from the bit string, and code synchronization is performed based on this detection position. In addition, even if a comma pattern is detected at a position different from the current code synchronization, this circuit does not immediately reset the code synchronization, but resets the code synchronization when the comma pattern is detected multiple times. Process.
したがって、送信信号Txをビット反転させた信号を補間信号NPIとしても、コンマパタンが補間信号NPIに含まれてしまうので、3段にカスケード接続したトグルフリップフロップ回路を用いて送信信号Txから補間信号NPIを生成する構成が必要となる。3段にカスケード接続したトグルフリップフロップ回路を用いて補間信号NPIを生成すると、「0」または「1」が少なくとも8個連続するためコンマパタンは発生しない。 Therefore, even if a signal obtained by bit-inversion of the transmission signal Tx is used as the interpolation signal NPI, a comma pattern is included in the interpolation signal NPI. Therefore, the interpolation signal NPI is converted from the transmission signal Tx using a toggle flip-flop circuit cascaded in three stages. The structure which produces | generates is required. When the interpolation signal NPI is generated using a toggle flip-flop circuit cascaded in three stages, no comma pattern is generated because at least eight “0” s or “1” s continue.
[第3の実施の形態]
次に、図4を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかる局側装置10について説明する。図4は、第3の実施の形態にかかる局側装置の構成を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG. 4, the
本実施の形態において、中間CDR回路14Mは、補間済受信信号RxIを入力し、この補間済受信信号RxIに同期した中間クロック信号MCLKを再生し、この中間クロック信号MCLKを用いて補間済受信信号RxIをリタイミングすることにより中間受信信号RxMを生成して出力する機能を有している。
In the present embodiment, the
CDR回路14は、中間CDR回路14Mより長い同期引き込み時間を有し、中間受信信号RxMを入力し、この中間受信信号RxMに同期した受信クロック信号RCLKを再生し、この受信クロック信号RCLKを用いて中間受信信号RxMをリタイミングすることにより受信信号Rx2を生成し、これら受信信号Rx2および受信クロック信号RCLKを出力する機能を有している。
The
第1の実施の形態との違いは、図1のCDR回路14の前段に、中間CDR回路14Mが設けられて、CDR回路14との2段カスケード接続となっている点にある。この際、中間CDR回路14Mに比べてCDR回路14のほうが、同期引き込み時間が長く設定されているため、ジッタを低減する効果が高い。これにより、CDR回路14において、受信信号Rx2のジッタが大幅に低減されるため、送受信処理回路15での、ジッタによる問題を防止できる。
The difference from the first embodiment is that an
[第3の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、補間済受信信号RxIに同期した中間クロック信号MCLKを再生し、当該中間クロック信号MCLKに基づき補間済受信信号RxIをリタイミングした中間受信信号RxMを出力する中間CDR回路14Mをさらに備え、CDR回路14が、中間CDR回路14Mより長い同期引き込み時間を有し、中間受信信号RxMに同期した受信クロック信号RCLKを再生し、当該受信クロック信号RCLKに基づき中間受信信号RxMをリタイミングすることにより受信信号Rx2を出力するようにしたものである。
[Effect of the third embodiment]
As described above, this embodiment reproduces the intermediate clock signal MCLK synchronized with the interpolated reception signal RxI, and outputs an intermediate reception signal RxM obtained by retiming the interpolated reception signal RxI based on the intermediate clock signal MCLK. The
したがって、中間CDR回路14Mでは、短い同期引き込み時間で同期引き込みが行われ、中間CDR回路14Mより同期引き込み時間が長いCDR回路14で、効果的にジッタが低減される。これにより、同期引き込み時間を増大させることなく、受信信号Rx2のジッタを大幅に低減することができ、送受信処理回路15でのジッタによる問題を防止できる。
Therefore, in the
また、中間CDR回路14Mは同期引き込み時間が短いが、中間CDR回路14Mが出力する中間クロック信号MCLKのジッタの低減効果が小さいため、光信号の入力レベルを小さくすると、受信信号Rx1のジッタが増大し、中間CDR回路14Mにおいて、ビットスリップが発生する可能性がある。しかし、CDR回路14によりジッタの小さい受信クロック信号RCLKで再びリタイミングを行うことで、正しい受信クロック信号RCLKを再生することができる。これは、前段の中間CDR回路14Mで再生した中間クロック信号MCLKのジッタを、後段のCDR回路14でフィルタリングできるためである。リタイミングでは、消失したビットを正しく復活させることは困難だが、後段の送受信処理回路15での符号誤り訂正機能によって、誤った符号を訂正することができるため、重大な問題とはならない。
Further, although the
なお、CDR回路14は、同期引き込み時間が長い特性を持つが、中間CDR回路14Mが出力する中間受信信号RxMは、バースト期間BPごとに同期引き込みを行う必要がない連続信号となっている。すなわち、バースト期間BPとバースト期間BPの間の無信号期間NPに補間信号NPIが挿入されており、かつ、中間CDR回路14Mにより、バースト期間BPと無信号期間BPとの境界で発生する急峻な位相変化が緩和された中間受信信号RxMがCDR回路14に入力されるため、CDR回路14において同期外れが発生しない。
The
したがって、上りバースト信号について、CDR回路14の特性に合わせて同期パタンの長さを伸ばす必要がなく、中間CDR回路14Mの特性に基づいた短い同期引き込み時間に合わせた同期パタン長にすることができるため、データの転送に利用できない同期パタンの割合を短縮することができ、通信の効率を向上させることができる。
Therefore, it is not necessary to extend the length of the synchronization pattern for the upstream burst signal in accordance with the characteristics of the
一方、図7に示した従来構成では、バースト期間BPの開始時に毎回同期引き込みを行う必要があるため、通信の効率を低下させないためには、CDR回路54を同期引き込み時間が短いがジッタの低減効果が低い特性とする必要がある。このため、後段の送受信処理回路55において、CDR回路54が出力した受信クロック信号RCLKや受信信号Rx2のジッタによって問題が発生する可能性がある。
On the other hand, in the conventional configuration shown in FIG. 7, since it is necessary to perform synchronization pull-in every time the burst period BP starts, in order not to reduce communication efficiency, the
さらに、図7の従来構成では、光信号の入力レベルを小さくすると、受信信号Rx1のジッタが増大し、CDR回路54においてビットスリップが発生する可能性がある。ビットスリップが発生すると、後段の送受信処理回路55での符号誤り訂正機能によっても誤りを訂正できず、多量の受信データが失われるという問題が発生し、受信感度が劣化する。
Further, in the conventional configuration of FIG. 7, when the input level of the optical signal is reduced, the jitter of the received signal Rx1 increases, and there is a possibility that bit slip occurs in the CDR circuit. When a bit slip occurs, the error cannot be corrected even by the code error correction function in the transmission /
また、本実施の形態において、CDR回路14の代わりに、中間CDR回路14Mが生成した中間クロック信号MCLKのジッタを低減するためのPLL回路を用いてもよい。具体的には、中間CDR回路14Mは中間受信信号RxMと合わせて中間受信信号RxMに同期した中間クロック信号MCLKを出力し、中間クロック信号MCLKをPLL回路に入力して、PLL回路が中間クロック信号MCLKに含まれるジッタを低減した受信クロック信号RCLKとして出力するようにすればよい。
In this embodiment, a PLL circuit for reducing the jitter of the intermediate clock signal MCLK generated by the
[第4の実施の形態]
次に、図5を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかる局側装置10について説明する。図5は、第4の実施の形態にかかる局側装置の構成を示すブロック図である。
前述した各実施の形態では、送信信号Txを利用して補間信号NPIを生成しているが、送信信号Txに代えて、送信信号Txに同期した送信クロック信号TCLKを用いて、補間信号NPIを生成することも可能である。
[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 5, the
In each of the embodiments described above, the interpolation signal NPI is generated using the transmission signal Tx. However, the interpolation signal NPI is changed using the transmission clock signal TCLK synchronized with the transmission signal Tx instead of the transmission signal Tx. It is also possible to generate.
図5には、前述した図3を例として、送信信号Txに代えて、送受信処理回路15から出力された送信クロック信号TCLKが、無信号期間補間回路13のトグルフリップフロップ回路13Cに入力されている。
トグルフリップフロップ回路13Cは、送信クロック信号TCLKを入力し、この送信クロック信号TCLKの符号の「0」から「1」への変化もしくは「1」から「0」への変化の何れか一方を契機に、出力中の信号の符号を反転させることにより、補間信号NPIを生成して出力する機能を有している。
In FIG. 5, the transmission clock signal TCLK output from the transmission /
The toggle flip-flop circuit 13C receives the transmission clock signal TCLK and is triggered by either a change from “0” to “1” or a change from “1” to “0” of the transmission clock signal TCLK. Furthermore, it has a function of generating and outputting an interpolation signal NPI by inverting the sign of the signal being output.
[第4の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、送信信号Txに同期した送信クロック信号TCLKを利用して補間信号NPIを生成するようにしたものである。
局側装置10に後続する回路ブロックにおいて、受信信号Rx1と符号列形式が同様の送信信号Txである補間信号NPIを入力することで誤動作する可能性がある。このため、送信信号Txを基に補間信号NPIを生成する場合には、送信信号Txに対して誤動作を生じないように処理を施した補間信号NPIを用いることになる。
[Effect of the fourth embodiment]
Thus, in this embodiment, the interpolation signal NPI is generated using the transmission clock signal TCLK synchronized with the transmission signal Tx.
In the circuit block subsequent to the station-
前述した第3実施の形態では、8B/10B符号化した送信信号Txに対して3段にカスケード接続したトグルフリップフロップ回路13Cを使って補間信号NPIを生成する場合を例として説明した。
本実施の形態では、送信クロック信号TCLKを1段のトグルフリップフロップ回路に入力して得られる「0」/「1」がクロックサイクルごとに切り替わる単純な信号パタンを補間信号NPIとしている。このパタンが誤動作を招くパタンではないのであれば、1個のトグルフリップフロップ回路という極めて簡素な回路によって実現できるため、回路規模を削減できる効果がある。
In the third embodiment described above, the case where the interpolation signal NPI is generated by using the toggle flip-flop circuit 13C cascade-connected in three stages to the transmission signal Tx encoded by 8B / 10B has been described as an example.
In this embodiment, a simple signal pattern in which “0” / “1” obtained by inputting the transmission clock signal TCLK to one toggle flip-flop circuit is switched every clock cycle is used as the interpolation signal NPI. If this pattern is not a pattern that causes a malfunction, it can be realized by an extremely simple circuit of one toggle flip-flop circuit, so that the circuit scale can be reduced.
[第5の実施の形態]
次に、図6を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかる局側装置20について説明する。図6は、第5の実施の形態にかかる局側装置の構成を示すブロック図である。
以上の実施の形態では、CDR回路14を受信信号Rx1のビットレートで切り替える構成を例として説明した。本実施の形態では、異なるビットレートごとに並列的に局側モジュールを配置した局側装置20について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 6, the station side apparatus 20 concerning the 5th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a station-side device according to the fifth embodiment.
In the above embodiment, the configuration in which the
この局側装置20には、GE−PON用1Gbit/sのビットレートと10G−EPON用10Gbit/sのビットレートに対応して、2つの局側モジュール10A,10Bが並列的に配置されており、トランシーバ11で宅側装置から受信した光信号を電気信号に変換して得られた受信信号Rx1がこれら局側モジュール10A,10Bに分配される。
この際、これら局側モジュール10A,10Bには、受信信号Rx1が等しく分配されるため、それぞれの局側モジュール10A,10Bは、それぞれの宅側装置に割り当てられた通信タイミングによっては、自己が受信処理すべきビットレートとは異なるビットレートの受信信号Rx1を受信することになる。
In this station side device 20, two
At this time, since the received signal Rx1 is equally distributed to these
本実施の形態では、これら局側モジュール10A,10Bとして、前述した第2または第4の実施の形態にかかる局側装置10からトランシーバ11を除いた回路構成を用いて、それぞれのモジュールが受信処理すべきビットレート以外のビットレートを持つ受信信号Rx1については、その受信期間において、補間信号NPIをCDR回路14へ出力するようにしたものである。
具体的には、局側モジュール10A,10Bにおいて、無信号期間信号生成回路12は、受信信号Rx1から検出したビットレートとレート選択信号RSELが示すビットレートとを比較し、両ビットレートが不一致の場合には、光信号断の期間と同様に、無信号期間信号NPSを出力する。
In the present embodiment, as the
Specifically, in the
したがって、1Gbit/sのビットレートに対応する局側モジュール10Aの無信号期間信号生成回路12は、受信信号Rx1のビットレートが1Gbit/sではなく10Gbit/sの場合、光信号断の期間と同様に、無信号期間信号NPSを出力する。
これにより、局側モジュール10Aにおいては、無信号期間補間回路13から、10Gbit/sの受信信号Rx1に代えて、送信信号Txと同じ周波数を持つ1Gbit/sの補間信号NPIがCDR回路14へ出力される。このため、CDR回路14は、周波数同期がとれた状態で、バースト期間において上りバースト信号の受信を開始することができ、再生中の受信クロック信号RCLKの周波数が、受信信号Rx1が持つ本来のクロック周波数から大きく外れることを防止できる。
Accordingly, the no-signal period
As a result, in the
また、10Gbit/sのビットレートに対応する局側モジュール10Bの無信号期間信号生成回路12は、受信信号Rx1のビットレートが10Gbit/sではなく1Gbit/sの場合、光信号断の期間と同様に、無信号期間信号NPSを出力する。
これにより、局側モジュール10Aの無信号期間補間回路13から、1Gbit/sの受信信号Rx1に代えて、送信信号Txと同じ周波数を持つ10Gbit/sの補間信号NPIがCDR回路14へ出力される。このため、CDR回路14は、周波数同期がとれた状態で、バースト期間において上りバースト信号の受信を開始することができ、再生中の受信クロック信号RCLKの周波数が、受信信号Rx1が持つ本来のクロック周波数から大きく外れることを防止できる。
Further, the no-signal period
As a result, a 10 Gbit / s interpolation signal NPI having the same frequency as the transmission signal Tx is output to the
したがって、異なるビットレートごとに局側モジュール10A,10Bを並列的に設け、これら局側モジュール10A,10Bが、バースト期間によっては、自己が受信処理すべきビットレートとは異なるビットレートの受信信号Rx1を受信しうる構成であっても、CDR回路14は、周波数同期がとれた状態で、上りバースト信号の受信を開始することができる。これにより、ジッタを増大させることなく、さらには受信感度の劣化やビットスリップの発生を抑制しつつ、同期引き込み時間を短縮することができる。
Therefore, station-
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. In addition, each embodiment can be implemented in any combination within a consistent range.
また、第1および第2の実施の形態において、送信信号Txから補間信号NPIを生成する際、符号反転器13Aを用いる場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、第2、第4、および第5の実施の形態のトグルフリップフロップ回路13Cを用いて、補間信号NPIを生成してもよい。
また、これとは逆に、第2、第4、および第5の実施の形態において、トグルフリップフロップ回路13Cに代えて、符号反転器13Aを用いてもよい。この際、前述のような一時的に符号同期外れが発生する場合も考えられるが、同期引き込み時間については、前述したように、大幅に短縮できる。
In the first and second embodiments, the case where the
On the contrary, in the second, fourth, and fifth embodiments, a
10,20…局側装置、10A,10B…局側モジュール、11…トランシーバ、12…無信号期間信号生成回路、13…無信号期間補間回路、13A…符号反転器、13B…信号選択器、13C…トグルフリップフロップ、14…CDR回路、14M…中間CDR回路、15…送受信処理回路、Rx1…受信信号(第1の受信信号)、NPS…無信号期間信号、NPI…補間信号、RxI…補間済受信信号、RxM…中間受信信号、MCLK…中間クロック信号、Rx2…受信信号(第2の受信信号)、RCLK…受信クロック信号、Tx…送信信号、TCLK…送信クロック信号、RSEL…レート選択信号。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記宅側装置から受信した光信号を電気信号である第1の受信信号に変換して出力するとともに、電気信号である送信信号を入力して光信号に変換して宅側装置へ送信するトランシーバと、
前記光信号の信号断に応じて前記第1の受信信号が無信号となる無信号期間を示す無信号期間信号を生成する無信号期間信号生成回路と、
前記送信信号から当該送信信号と同じクロック周波数を有する補間信号を生成し、前記第1の受信信号のうち前記無信号期間信号が示す前記無信号期間を当該補間信号で補間した補間済受信信号を生成する無信号期間補間回路と、
前記補間済受信信号に同期した受信クロック信号を再生し、当該受信クロック信号に基づき前記補間済受信信号をリタイミングした第2の受信信号を出力するCDR回路と
を備えることを特徴とする局側装置。 A station-side device used in a PON system that performs optical communication via an optical branching device between a station-side device and a plurality of home-side devices,
A transceiver that converts an optical signal received from the home-side device into a first received signal that is an electrical signal and outputs the first received signal, converts a transmission signal that is an electrical signal into an optical signal, and transmits the optical signal to the home-side device When,
A no-signal period signal generation circuit that generates a no-signal period signal indicating a no-signal period in which the first reception signal is no signal in response to a signal interruption of the optical signal;
An interpolation signal having the same clock frequency as the transmission signal is generated from the transmission signal, and an interpolated reception signal obtained by interpolating the no-signal period indicated by the no-signal period signal among the first reception signals by the interpolation signal A no-signal period interpolator to generate,
And a CDR circuit that reproduces a reception clock signal synchronized with the interpolated reception signal and outputs a second reception signal obtained by retiming the interpolated reception signal based on the reception clock signal. apparatus.
前記無信号期間補間回路は、前記補間信号を生成する回路として、前記送信信号の符号を反転することにより前記補間信号を生成して出力する符号反転器、あるいは、前記送信信号または当該送信信号の送信クロック信号の符号がいずれか一方向へ変化するごとに、前記補間信号の符号を変化させて出力するトグルフリップフロップ回路を有することを特徴とする局側装置。 In the station side apparatus of Claim 1,
The no-signal period interpolation circuit is a circuit that generates the interpolation signal, a code inverter that generates and outputs the interpolation signal by inverting the sign of the transmission signal, or the transmission signal or the transmission signal. A station-side apparatus comprising a toggle flip-flop circuit that changes and outputs the sign of the interpolation signal every time the sign of the transmission clock signal changes in any one direction.
前記無信号期間信号生成回路は、前記第1の受信信号のビットレートと当該第1の受信信号のバースト期間に対して予め割り当てられているビットレートとを比較し、両ビットレートが一致しない場合、前記無信号期間を示す前記無信号期間信号を出力することを特徴とする局側装置。 In the station side apparatus of Claim 1 or Claim 2,
The no-signal period signal generation circuit compares the bit rate of the first received signal with a bit rate previously assigned to the burst period of the first received signal, and the bit rates do not match A station-side apparatus that outputs the no-signal period signal indicating the no-signal period.
前記補間済受信信号に同期した中間クロック信号を再生し、当該中間クロック信号に基づき前記補間済受信信号をリタイミングした中間受信信号を出力する中間CDR回路をさらに備え、
前記CDR回路は、前記中間CDR回路より長い同期引き込み時間を有し、前記中間受信信号に同期した前記第2のクロック信号を再生し、当該第2のクロック信号に基づき前記中間受信信号をリタイミングすることにより前記第2の受信信号を出力する
ことを特徴とする局側装置。 In the station side apparatus as described in any one of Claims 1-3,
An intermediate CDR circuit for reproducing an intermediate clock signal synchronized with the interpolated reception signal and outputting an intermediate reception signal obtained by retiming the interpolated reception signal based on the intermediate clock signal;
The CDR circuit has a longer synchronization pull-in time than the intermediate CDR circuit, regenerates the second clock signal synchronized with the intermediate received signal, and retimes the intermediate received signal based on the second clock signal. By doing so, the second received signal is output.
前記宅側装置から受信した光信号を電気信号である第1の受信信号に変換して出力するとともに、電気信号である送信信号を入力して光信号に変換して宅側装置へ送信する光信号送受信ステップと、
前記光信号の信号断に応じて前記第1の受信信号が無信号となる無信号期間を示す無信号期間信号を生成する無信号期間信号生成ステップと、
前記送信信号から当該送信信号と同じクロック周波数を有する補間信号を生成し、前記第1の受信信号のうち前記無信号期間信号が示す前記無信号期間を当該補間信号で補間した補間済受信信号を生成する無信号期間補間ステップと、
前記補間済受信信号に同期した受信クロック信号を再生し、当該受信クロック信号に基づき前記補間済受信信号をリタイミングした第2の受信信号を出力するCDRステップと
を備えることを特徴とする受信信号処理方法。 A received signal processing method for a station-side device used in a PON system that performs optical communication via an optical branching device between a station-side device and a plurality of home-side devices,
Light that is converted from an optical signal received from the home-side device into a first received signal that is an electrical signal and then output, and a transmission signal that is an electrical signal is input and converted into an optical signal that is transmitted to the home-side device A signal transmission and reception step;
A no-signal period signal generating step for generating a no-signal period signal indicating a no-signal period in which the first received signal becomes no signal in response to the signal interruption of the optical signal;
An interpolation signal having the same clock frequency as the transmission signal is generated from the transmission signal, and an interpolated reception signal obtained by interpolating the no-signal period indicated by the no-signal period signal among the first reception signals by the interpolation signal A no-signal period interpolation step to generate;
A CDR step of reproducing a reception clock signal synchronized with the interpolated reception signal and outputting a second reception signal obtained by retiming the interpolated reception signal based on the reception clock signal. Processing method.
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WO2023223882A1 (en) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | ソニーグループ株式会社 | Data processing device and data processing method |
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2012
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