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JPH03114333A - Clock synchronizing system in packet transmission and packet transmitter and packet receiver - Google Patents

Clock synchronizing system in packet transmission and packet transmitter and packet receiver

Info

Publication number
JPH03114333A
JPH03114333A JP1250443A JP25044389A JPH03114333A JP H03114333 A JPH03114333 A JP H03114333A JP 1250443 A JP1250443 A JP 1250443A JP 25044389 A JP25044389 A JP 25044389A JP H03114333 A JPH03114333 A JP H03114333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock
frequency
packet
receiver
packet transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1250443A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Ishikawa
達也 石川
Hiroshi Kasa
比呂志 嵩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1250443A priority Critical patent/JPH03114333A/en
Publication of JPH03114333A publication Critical patent/JPH03114333A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Television Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simply constitute the circuit and to stably establish clock synchronization between the transmitter and the receiver by controlling the frequency of a clock of the receiver so that each relative frequency of the transmitter and receiver clocks with respect to a clock (ATM clock) of a packet transmission network is coincident. CONSTITUTION:In order to make a sender oscillating frequency omega1 and a receiver oscillating frequency omega3 coincident, relative frequencies omegai, omegao with respect to a reference oscillating frequency omega2 available for the both (equivalent to ATM clock) are obtained. Then the frequencies are compared to control the receiver oscillating frequency omega3. Thus, in the case of packet transmission for a television signal or an audio signal, the clock synchronization between the transmitter and the receiver is established without use of an expensive equipment but having a problem in the quality of the information signal or use of a phase locked loop difficult of realization in the performance and without being affected by fluctuation of the packet arrival time.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、テレビジョン信号、音声信号などの時間的
に途切れるとぎれることのない連続的な情報信号をパケ
ット化して伝送するシステムにおいて、送信側クロック
と受信側クロックとの同期をとるためのクロック同期方
式と、このクロック同期方式を適用したパケット送信装
置およびパケット受信装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) This invention is a method for packetizing and transmitting continuous information signals without interruption in time, such as television signals and audio signals. The present invention relates to a clock synchronization method for synchronizing a transmitting side clock and a receiving side clock in a system, and a packet transmitting device and a packet receiving device to which this clock synchronizing method is applied.

(従来の技術) テレビジョン信号(映像信号)や音声信号の伝送には、
従来より固定速度の伝送路が用いられて来た。ところが
近年では、広帯域ISDN(Integrated 5
erv1ces dlgltal network)の
非同期転送モード(固定長セルを用いたパケット伝送モ
ード、以下ATMという)の提案に見られるように、伝
送路の有効利用のためテレビジョン信号や音声信号など
の連続的に発生する↑h報もパケット化して伝送しよう
とする機運にある。
(Conventional technology) For transmission of television signals (video signals) and audio signals,
Traditionally, fixed speed transmission lines have been used. However, in recent years, broadband ISDN (Integrated 5
As seen in the proposal of an asynchronous transfer mode (packet transmission mode using fixed-length cells, hereinafter referred to as ATM) of the erv1ces dlgltal network, television signals, audio signals, etc. are generated continuously in order to make effective use of transmission channels. ↑There is also an opportunity to transmit h-reports in packet form.

テレビジョン信号や音声信号は単に標本化・量子化(P
CM符号化)を行なっただけでは固定速度の情報である
が、信号の固有の冗長度および視聴覚上の冗長度を除去
する高能率符号化を行なうと、一般に可変速度の情報と
なる。このような可変速度の情報については、固定速度
の伝送路を用いるより、ATMのような可変速度の伝送
系を用いた方が効率的であり、かつ符号化品質も高く保
たれるという利点がある。
Television signals and audio signals are simply sampled and quantized (P
CM encoding alone provides fixed-rate information, but high-efficiency encoding that removes the inherent redundancy and audiovisual redundancy of the signal generally results in variable-rate information. For such variable-speed information, it is more efficient to use a variable-speed transmission system such as ATM than to use a fixed-speed transmission line, and the advantage is that the encoding quality is maintained high. be.

ところで、パケット伝送においては、送受間のクロック
同期が確立されていることが重要である。クロック同期
が確立されていないと符号化データ量と復号化データ量
が異なってしまい、正常な復号化ができないからである
。ATMによるテレビジョン信号などの伝送においては
、ATM網が有するクロックと情報源のクロックの同期
(ビット同期)についても考慮する必要がある。即ち、
ATM伝送系では個々の情報源のビットレート等につい
てビット同期がとれるように考慮されている訳ではない
ので、ATM網に接続する個々の端末(テレビジョン信
号の符号化装置・復号化装置など)でそれぞれ対応しな
ければならない。第4図に、ATM網を介したテレビジ
ョン信号伝送における送信側および受信側の同期関係を
示す。
By the way, in packet transmission, it is important that clock synchronization between transmitting and receiving is established. This is because if clock synchronization is not established, the amount of encoded data and the amount of decoded data will differ, and normal decoding will not be possible. When transmitting television signals and the like using ATM, it is also necessary to consider the synchronization (bit synchronization) between the clock of the ATM network and the clock of the information source. That is,
Since the ATM transmission system does not take into account the bit rate etc. of individual information sources to ensure bit synchronization, the individual terminals (television signal encoding equipment, decoding equipment, etc.) connected to the ATM network Each must be dealt with accordingly. FIG. 4 shows the synchronization relationship between the transmitting side and the receiving side in television signal transmission via an ATM network.

第4図において、信号源で端子41に人力されるテレビ
ジョン映像信号は、例えばスタジオ機器42によりクロ
ック発生源43からのクロック(周波数fs)を標本化
周波数としてディジタル化される。このデ4ジモル化映
1栄信号(以下の説明では全てディジタル化された場合
なので、単に映像信号という。)は符号化系に入力され
、クロック発生源45からの符号化用クロック(周波数
fc)で動作する映像符号化回路44で高能率符号化さ
れた後、第1のインタフェース部46へ入力される。イ
ンタフェース部46は符号化系とATM伝送(パケット
伝送)系を接続するためのもので、パケット化バッファ
メモリ、パケットヘッダ付加回路などから構成される。
In FIG. 4, a television video signal input from a signal source to a terminal 41 is digitized by, for example, studio equipment 42 using a clock (frequency fs) from a clock generation source 43 as a sampling frequency. This digital video signal (in the following explanation, it is all digitalized, so it is simply referred to as a video signal) is input to the encoding system, and the encoding clock (frequency fc) from the clock generation source 45 is input to the encoding system. After being highly efficiently encoded by a video encoding circuit 44 operating in The interface section 46 is for connecting the encoding system and the ATM transmission (packet transmission) system, and is composed of a packetization buffer memory, a packet header addition circuit, and the like.

第2のインタフェース部46でパケット化された映像信
号は、クロック発生源48からのクロック(周波数f 
ATM )で動作するATM網4網金7てインタフェー
ス部46走逆の処理を行なう第2のインタフェース部4
つへ人力される。第2のインタフェース部49でパケッ
ト分解された映像信号は、クロック発生源51からの復
号化用クロック(周波数fd)で動作する映像復号化回
路50により復号化され、端子52より出力される。
The video signal packetized by the second interface unit 46 receives a clock (frequency f
The second interface section 4 performs the processing of the ATM network 4 wire 7 and the interface section 46 running in the ATM).
It is human-powered. The video signal decomposed into packets by the second interface unit 49 is decoded by a video decoding circuit 50 that operates with a decoding clock (frequency fd) from a clock generation source 51 and output from a terminal 52.

この第4図の系では信号源、符号化、ATM伝送、復号
化がそれぞれ独立したクロック発生源43,45,48
.51を用いて動作するため、何らかの方法でクロック
同期をとる必要がある。即ち、回線モードのような同期
伝送系では各部のクロックは全て事前に位相同期されて
いるのに対し、ATM伝送系のようなパケット伝送系は
、一般に特定の信号源および端末装置との接続方法を考
慮していないため、固有のクロック周波数(第4図では
f ATM )で動作している。従って、信号源クロッ
ク(f s)が外部から供給される場合には、一般に符
号化用クロックとATMクロックとの間でfS/fAt
M=n/m(n、mは整数)となる周波数比での位相同
期関係を保てない。
In the system shown in FIG. 4, the signal source, encoding, ATM transmission, and decoding are each independent clock generation sources 43, 45, and 48.
.. 51, it is necessary to synchronize the clocks in some way. In other words, in a synchronous transmission system such as a line mode, the clocks of each part are all phase-synchronized in advance, whereas in a packet transmission system such as an ATM transmission system, the connection method with a specific signal source and terminal equipment is generally used. Since this is not taken into account, it operates at a unique clock frequency (f ATM in FIG. 4). Therefore, when the signal source clock (fs) is supplied externally, generally fS/fAt is the difference between the encoding clock and the ATM clock.
A phase synchronization relationship cannot be maintained at a frequency ratio of M=n/m (n and m are integers).

さらに、符号化用クロック周波数fcと復号化用クロッ
ク周波数fdは同一周波数でなければならないが、符号
化回路44と復号化回路50の間には、固有のクロック
周波数f ATMを用いるATM伝送系が介在するため
、符号化用クロックと復号化用クロックを位相同期させ
ることは不可能である。
Furthermore, although the encoding clock frequency fc and the decoding clock frequency fd must be the same frequency, there is an ATM transmission system between the encoding circuit 44 and the decoding circuit 50 that uses a unique clock frequency f ATM. Therefore, it is impossible to phase-synchronize the encoding clock and the decoding clock.

以上の問題に関して、従来では次の二つの対策が考えら
れている。
Conventionally, the following two countermeasures have been considered for the above problem.

(1)符号化用クロックとATMクロックおよび復号化
用クロックを位相同期させ(具体的には、ATMクロッ
クを基準に、符号化用クロックと復号化用クロックをそ
れぞれ同期させる)信号源クロックは独立のままとする
。このとき信号源と復号化回路が非同期となるので、フ
レームシンクロナイザを用いてこの間のインタフェース
を行う。
(1) Phase-synchronize the encoding clock, ATM clock, and decoding clock (specifically, synchronize the encoding clock and decoding clock with the ATM clock as a reference). The signal source clocks are independent. Leave as is. At this time, the signal source and the decoding circuit are asynchronous, so a frame synchronizer is used to interface between them.

(2)信号源クロックと符号化用クロックをまず位相同
期させておき、非同期のATMクロックの伝送系へその
まま出力する。この時のインタフェースは第4図のイン
タフェース部6て行なう。この場合、当然ATM伝送系
出力と復号化用クロックは非同期となるため、復号化回
路では何らかの方法で復号化用クロックを制御して、符
号化用クロックと一致するようにする。
(2) First, the signal source clock and the encoding clock are phase-synchronized, and then output as is to the asynchronous ATM clock transmission system. The interface at this time is performed by the interface unit 6 shown in FIG. In this case, since the ATM transmission system output and the decoding clock are naturally asynchronous, the decoding circuit controls the decoding clock by some method to make it coincide with the encoding clock.

第5図および第6図に、上記(1)、(2)の方法を用
いた場合のブロック図をそれぞれ示す。
FIG. 5 and FIG. 6 show block diagrams when the above methods (1) and (2) are used, respectively.

第5図では回線モードの同期伝送系と同様に、符号化回
路44とATM網47および復号化回路50を事前にP
LL回路55.56を用いて位相同期させる。しかし、
前述した通りA T M網で用いるクロック周波数f 
ATMは、fCおよびfdとの整数比の関係を全く考慮
せず決定されているため、一般に信号源クロ・ツクとA
TMクロックとの前記n / mの周波数比は複雑にな
って、かつ位相同期ループにおける比較周波数が極めて
小さくなり、PLL回路55.56を安定に動作させる
ことが難しいという欠点がある。
In FIG. 5, similarly to the line mode synchronous transmission system, the encoding circuit 44, ATM network 47, and decoding circuit 50 are
Phase synchronization is performed using LL circuits 55 and 56. but,
As mentioned above, the clock frequency f used in the ATM network
Since ATM is determined without considering the relationship of integer ratios between fC and fd, it is generally determined that the signal source clock and A
The frequency ratio of n/m with the TM clock becomes complicated, and the comparison frequency in the phase-locked loop becomes extremely small, which has the disadvantage that it is difficult to operate the PLL circuit 55, 56 stably.

さらに、端子53に外部から入力される信号源クロック
は他のクロックとは独立に作られるため、フレームシン
クロナイザ54を用いてクロック周波数の変換を行なわ
なければならない。
Furthermore, since the signal source clock externally input to the terminal 53 is generated independently of other clocks, the frame synchronizer 54 must be used to convert the clock frequency.

フレームシンクロナイザ54は映像フレームメモリを有
し、このメモリに任意クロ・ツクで書込み、かつ任意ク
ロックで読出せるため、非同期の映像処理系を接続する
ことが可能であるが、高価であるばかりでなく、映像フ
レームのスキップ(飛越し、反復処理)を行なうために
画質上問題が生ずる場合があり、また映像と音声の相対
遅延時間が大きく変化するなどの欠点がある。
The frame synchronizer 54 has a video frame memory, and since it can write to this memory with an arbitrary clock and read with an arbitrary clock, it is possible to connect an asynchronous video processing system, but it is not only expensive but also However, since video frames are skipped (interlaced, iterative processing), problems may occur in image quality, and the relative delay time between video and audio changes significantly.

第6図は、端子53より入力される信号源クロックと符
号化用クロックをPLL回路61により事前に位相同期
させて、復号化回路50で独自にクロック周波数の同期
を保つ例である。
FIG. 6 shows an example in which a signal source clock inputted from a terminal 53 and an encoding clock are phase-synchronized in advance by a PLL circuit 61, and the decoding circuit 50 independently maintains clock frequency synchronization.

復号化回路50では、予めパケット内に多重された映像
水平・垂直同期信号などを検出して、この同期信号が復
号化処理時に定期的に現われるように、クロック発生回
路65から出力される復号化用クロックの周波数を制御
する。即ち、パケット分解・同期ワード検出回路62(
ATVクロックで動作)から出力される同期ワードを映
像符号化データと分離してATMクロックでバッフ7メ
モリ63に書込み、復号化用クロックを用いて読出す時
、バッファメモリ63内に存在する同期ワード数を同期
ワード数検出回路64で検出して復号化用クロック周波
数を制御する。バッファメモリ63内の同期ワード数は
、各時点における同期ワードの通過量を意味しており、
これが一定であれば符号化側と復号化側のクロック周波
数が一致したことになる。
The decoding circuit 50 detects the video horizontal and vertical synchronization signals multiplexed in the packet in advance, and performs decoding output from the clock generation circuit 65 so that the synchronization signals appear periodically during the decoding process. control the frequency of the clock. That is, the packet disassembly/synchronization word detection circuit 62 (
When the synchronization word output from the ATV clock (operated with the ATV clock) is separated from video encoded data and written to the buffer 7 memory 63 using the ATM clock, and read out using the decoding clock, the synchronization word existing in the buffer memory 63 The number is detected by the synchronization word number detection circuit 64 and the decoding clock frequency is controlled. The number of synchronization words in the buffer memory 63 means the amount of synchronization words passed at each point in time,
If this is constant, it means that the clock frequencies on the encoding side and the decoding side match.

上記(2)の方法を用いると、(1)で問題となった符
号化・復号化用クロックとATMクロックの同期上の困
難さが克服され、またフレームシンクロナイザも不要と
なるが、次の欠点が存在する。即ち、ATM網はパケッ
ト伝送系であるため、映像符号化データが一定速度で伝
送される訳ではなく、網の空き状態によって受信側に到
着するパケットには時間的な揺らぎがある。
Using method (2) above overcomes the difficulty in synchronizing the encoding/decoding clock and ATM clock, which was a problem in (1), and also eliminates the need for a frame synchronizer, but it has the following drawbacks: exists. That is, since the ATM network is a packet transmission system, video encoded data is not transmitted at a constant speed, and there is temporal fluctuation in packets arriving at the receiving side depending on the availability of the network.

この揺らぎは長時間の積分においては当然キャンセルさ
れるものであるが、相当低い周波数成分を有することが
考えられ、これが復号化用クロックの周波数制御の安定
度に影響を与える。
Although this fluctuation is naturally canceled during long-time integration, it is thought that it has a considerably low frequency component, and this affects the stability of frequency control of the decoding clock.

従って、復号化用クロックはATM網の状態の影響によ
って低周波のジッタを多く含んでしまつ0 (発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来、映像信号などをパケット伝送す
る場合、比較周波数の極めて低い位相同期ループとフレ
ームシンクロナイザを必要とするか、またはATM網の
状態の影響を受けやすい復号化用クロックの周波数制御
が必要となるなど、回路的な実現の困難さと、性能上の
問題があった。
Therefore, the decoding clock contains a lot of low-frequency jitter due to the influence of the ATM network condition. This requires a phase-locked loop with an extremely low comparison frequency and a frame synchronizer, or requires frequency control of the decoding clock, which is susceptible to the ATM network conditions, making it difficult to implement in terms of circuitry and having problems with performance. There was a problem.

本発明は映像信号などのパケット伝送において、回路的
に簡単な構成で、送受間のクロック同期を安定に確立で
きるクロック同期方式と、このクロック同期方式を用い
たパケット送信装置およびパケット受信装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention provides a clock synchronization method that can stably establish clock synchronization between transmission and reception with a simple circuit configuration in packet transmission of video signals, etc., and a packet transmitter and a packet receiver using this clock synchronization method. The purpose is to

C発明の構成コ (課題を解決するだめの手段) 本発明のクロック同期方式は上記の目的を達成するため
に、送信側からパケット伝送網のタロツクに対する送信
側クロックの相対周波数を示す送信側クロック周波数デ
ータを情報信号とともにパケット伝送し、受信側でパケ
ット伝送網のクロックに対する受信側クロックの相対周
波数を示す受信側クロック周波数データと、受信された
送信側クロック周波数データとを比較し、この比較結果
に基づいて受信側クロックの周波数を制御することによ
り、送信側クロックと受信側クロックとを同期させるこ
とを特徴とする。
C. Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the clock synchronization method of the present invention provides a clock synchronization method from the transmitting side that indicates the relative frequency of the transmitting side clock to the tarock of the packet transmission network. Frequency data is transmitted as a packet along with an information signal, and the receiving side clock frequency data indicating the relative frequency of the receiving side clock with respect to the clock of the packet transmission network is compared with the received sending side clock frequency data, and the comparison result is The transmitting side clock and the receiving side clock are synchronized by controlling the frequency of the receiving side clock based on .

また、本発明によるパケット送信装置は、パケット伝送
網から供給されるクロックに対する送信側クロックの相
対周波数を検出して該相対周波数を示す送信側クロック
周波数データを発生する手段と、送信側クロック周波数
データを情報信号データと共にパケット化して送信する
手段とを有する。
Further, the packet transmitting device according to the present invention includes means for detecting the relative frequency of the transmitting side clock with respect to the clock supplied from the packet transmission network and generating transmitting side clock frequency data indicating the relative frequency; and means for packetizing and transmitting the information signal data together with the information signal data.

さらに、本発明によるパケット送信装置は、パケット伝
送網から送信されるパケット内の情報信号データおよび
送信側クロック周波数データを分解する手段と、分解さ
れた情報信号データおよび送信側クロック周波数データ
を一時記憶する記憶手段と、パケット伝送網から供給さ
れるクロックに対する受信側クロックの相対周波数を検
出して該相対周波数を示す受信側クロック周波数データ
を発生する手段と、記憶された送信側クロック周波数デ
ータと受信側クロック周波数データとを比較する比較手
段と、この比較手段の比較結果に基づいて受信側クロッ
クの周波数を制御する手段とを有する。
Further, the packet transmitting device according to the present invention includes means for decomposing information signal data and transmitting side clock frequency data in a packet transmitted from the packet transmission network, and temporarily storing the decomposed information signal data and transmitting side clock frequency data. storage means for detecting the relative frequency of the receiving side clock with respect to the clock supplied from the packet transmission network and generating receiving side clock frequency data indicating the relative frequency; It has a comparison means for comparing the frequency data of the receiving side clock, and a means for controlling the frequency of the receiving side clock based on the comparison result of the comparing means.

(作用) 一般に、発振器から出力されるクロックの周波数を精度
良く検出することは困難であり、また二つの独立な発振
器からのクロックの周波数を検出して、両者の周波数差
を完全になくすように制御することも極めて難しい。
(Function) Generally, it is difficult to accurately detect the frequency of the clock output from an oscillator, and it is difficult to detect the frequency of the clock output from two independent oscillators to completely eliminate the frequency difference between the two. It is also extremely difficult to control.

本発明では、送信側および受信側のクロック周波数の検
出において絶対精度を要求せず、パケット伝送網から供
給されるクロックを基準として相対周波数の形で検出を
行ない、送信側クロック周波数のデータを受信側に知ら
せることにより、送信側および受信側間のクロック同期
を確立するものである。即ち、受信側に知らされた送信
側クロック周波数データは、受信側での同様な相対周波
数を示す受信側クロック周波数データと比較され、その
比較結果によってパケソト伝送網のクロックに対する送
信側および受信側クロックのそれぞれの相対周波数が一
致するように、受信側クロックの周波数が制御される。
In the present invention, absolute accuracy is not required in detecting the clock frequency of the transmitting side and the receiving side, but detection is performed in the form of a relative frequency based on the clock supplied from the packet transmission network, and data at the transmitting side clock frequency is received. By informing the sender and the receiver, clock synchronization is established between the sender and the receiver. That is, the transmitting side clock frequency data informed to the receiving side is compared with the receiving side clock frequency data indicating a similar relative frequency at the receiving side, and the comparison result determines the transmitting side and receiving side clocks relative to the clock of the Paquesoto transmission network. The frequency of the receiving side clock is controlled so that the relative frequencies of the two coincide with each other.

このように本発明のクロック同期方式は基本的に周波数
制御であり、位相同期を達成するものではないが、一般
にパケット伝送系には必ず一時記憶手段としてのバッフ
ァメモリが含まれており、このバッファメモリによって
送受クロックの位相誤差は吸収される。また、制御ルー
プの過渡応答時の周波数誤差もバッファメモリで吸収さ
れる。
As described above, the clock synchronization method of the present invention is basically frequency control and does not achieve phase synchronization, but generally a packet transmission system always includes a buffer memory as a temporary storage means, and this buffer The memory absorbs the phase error between the transmitting and receiving clocks. Furthermore, frequency errors during transient response of the control loop are also absorbed by the buffer memory.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明のクロック同期方式を適用した映像パケ
ット伝送システムの送信側および受信側の要部のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of main parts on the transmitting side and receiving side of a video packet transmission system to which the clock synchronization method of the present invention is applied.

まず、送信側において、信号入力端子11に人力された
映像信号は、映像信号に同期して外部からクロック入力
端子12に供給された受信側クロック(以下、符号化用
クロックという)とともに、信号処理回路である例えば
映像符号化回路13に入力され、符号化される。この符
号化回路13の出力は、インタフェース回路14へ人力
される。インタフェース回路14は、パケット伝送のた
めのパケット化回路およびクロック周波数変換用のバッ
ファメモリ回路などから構成されている。また、端子1
2に入力される符号化用クロックは、カウンタ15のク
ロック入力にも与えられる。
First, on the transmitting side, a video signal input manually to the signal input terminal 11 is processed together with a receiving clock (hereinafter referred to as an encoding clock) externally supplied to the clock input terminal 12 in synchronization with the video signal. The signal is input to a circuit, for example, a video encoding circuit 13, and is encoded. The output of this encoding circuit 13 is input to an interface circuit 14 . The interface circuit 14 includes a packetization circuit for packet transmission, a buffer memory circuit for clock frequency conversion, and the like. Also, terminal 1
The encoding clock input to the counter 2 is also applied to the clock input of the counter 15.

パケット伝送網であるA T M網20から送信側に供
給されるクロック(以下、ATMクロックという)は、
インタフェース回路14に入力されると同時に、分周回
路16にも入力され、分周回路16でATMクロック周
波数の1/N(Nは正の整数)の周波数を有するパルス
が作られる。このパルスはカウンタ回路15のカウント
・クリア入力に与えられる。このカウンタ回路15はA
TMクロックを基準とした一定期間内での符号化用クロ
・ツクの数をカウントし、カウント結果を出力する。こ
のカウント結果は、ATMクロックの周波数を基準とし
た符号化用クロックの周波数の相対周波数を示すデータ
ωj (これを送信側クロ・ツク周波数データと0う)
であり、インタフェース回路14を介して、符号化され
た映像信号とともに伝送(ケ・ント内に多重され、A 
T M網20へ送出される。
The clock (hereinafter referred to as ATM clock) supplied from the ATM network 20, which is a packet transmission network, to the sending side is as follows:
At the same time as it is input to the interface circuit 14, it is also input to the frequency divider circuit 16, and the frequency divider circuit 16 generates a pulse having a frequency of 1/N (N is a positive integer) of the ATM clock frequency. This pulse is applied to the count/clear input of the counter circuit 15. This counter circuit 15 is A
The number of encoding clocks is counted within a certain period based on the TM clock, and the count result is output. This count result is data ωj indicating the relative frequency of the encoding clock frequency with respect to the ATM clock frequency (this is referred to as transmitting side clock frequency data).
is transmitted together with the encoded video signal via the interface circuit 14 (multiplexed within the client,
It is sent to the TM network 20.

一方、受信側では受信バケ・ソトが)くケ・ソト分解回
路21で分解され、ATMクロ・ツクに同期して順次バ
ッファメモリ回路22に書込まれる。
On the other hand, on the receiving side, the received packets are decomposed by a packet-soto decomposition circuit 21 and sequentially written into a buffer memory circuit 22 in synchronization with the ATM clock.

この場合、バッファメモリ回路22には、<ケ・ソト内
に多重化されている映像信号および送信側クロック周波
数データω1が書込まれる。
In this case, the video signal and the transmitting side clock frequency data ω1 that are multiplexed within the buffer memory circuit 22 are written.

また、ATM網20から受信側に供給されたATMクロ
ックは送信側と全く同様に、分周回路23で1/Nの周
波数に分周された後、カウンタ回路24のカウント・ク
リア入力に与えられる。このカウンタ回路24はATM
クロ・ツクを基準とした一定期間内での受信側クロ・ツ
ク(以下、復号化用クロックという)の数をカウントし
、カウント結果を出力する。このカウント結果は、AT
Mクロックの周波数を基準とした、復号化用クロックの
相対周波数を示すデータω0 (以下、これを受信側ク
ロック周波数データという)である。このカウンタ回路
24のカウント結果である受信側クロック周波数データ
ω0は、減算回路25の減算入力端子へ入力される。減
算回路25の加算入力端子には、バッファメモリ22か
ら復号化用クロックで読出された送信側クロック周波数
データωiが入力される。従って、減算回路25からは
ωI−ω0−Δωなる二つの相対周波数の差の信号が出
力される。
In addition, the ATM clock supplied from the ATM network 20 to the receiving side is frequency-divided to 1/N by the frequency dividing circuit 23, just like the transmitting side, and is then applied to the count/clear input of the counter circuit 24. . This counter circuit 24 is an ATM
The number of clocks on the receiving side (hereinafter referred to as decoding clocks) is counted within a certain period based on the clock, and the count result is output. This count result is AT
This is data ω0 (hereinafter referred to as receiving side clock frequency data) indicating the relative frequency of the decoding clock based on the frequency of the M clock. The receiving side clock frequency data ω0, which is the count result of the counter circuit 24, is input to the subtraction input terminal of the subtraction circuit 25. The transmission side clock frequency data ωi read from the buffer memory 22 using the decoding clock is input to the addition input terminal of the subtraction circuit 25 . Therefore, the subtraction circuit 25 outputs a signal representing the difference between the two relative frequencies, ωI - ω0 - Δω.

減算回路25の出力は、ループフィルタ26により積分
された後、復号化用クロックを得るための可変周波数の
クロック発生回路27の制御入力端子へ入力される。ル
ープフィルタ26としては、リークのない完全積分形フ
ィルタが好適である。ここで、例えばΔω〉0(ωi〉
ω0)の時には復号化用クロックの周波数が高くなり、
Δωく0の時には復号化用クロックの周波数が低くなる
ように帰還制御ループを構成すれば、復号化用クロック
もATVクロックに同期することになり、結局、符号化
用クロック(送信側クロック)と復号化用クロック(受
信側クロック)との同期を確立することができる。この
場合、ループフィルタ26の積分作用により、定常的な
周波数誤差も発生しない。
The output of the subtraction circuit 25 is integrated by a loop filter 26 and then input to a control input terminal of a variable frequency clock generation circuit 27 for obtaining a decoding clock. As the loop filter 26, a completely integral type filter without leakage is suitable. Here, for example, Δω〉0(ωi〉
When ω0), the frequency of the decoding clock becomes high,
If a feedback control loop is configured so that the frequency of the decoding clock is low when Δω is 0, the decoding clock will also be synchronized with the ATV clock, and eventually the encoding clock (transmission clock) will be synchronized with the ATV clock. Synchronization with the decoding clock (receiving side clock) can be established. In this case, due to the integral action of the loop filter 26, no steady frequency error occurs.

尚、ATM網20でパケットの到着時間に揺らぎが生じ
ても、バッファメモリ回路22で吸収されることにより
、受信側クロックに対する制御ループは影響を受けず、
極めて安定に保たれる。但しATM網20では、その利
用状況によって確率的にパケットが抜けるという、いわ
ゆるパケット損失が生じる。その場合、もし送信側クロ
ック周波数データωlが受信側に伝送されないというこ
とになると、結果的に受信側クロックに対する制御がか
からなくなって周波数誤差が発生し、バッファメモリ回
路22でオーバーフローまたはアンダーフローが起こる
可能性がある。しかし、この送信側クロック周波数デー
タは、データ量が映像信号に比較して極めて少ないから
、パケット損失に対応するために十分な誤り訂正(例え
ば複数回の伝送による)を行なっても伝送効率の低下は
無視しうるちのであり、実用上問題は全くない。
Furthermore, even if fluctuations occur in the arrival time of packets in the ATM network 20, the buffer memory circuit 22 absorbs the fluctuations, so that the control loop for the receiving side clock is not affected.
It remains extremely stable. However, in the ATM network 20, so-called packet loss occurs, in which packets are stochastically dropped depending on the usage conditions. In that case, if the transmitting side clock frequency data ωl is not transmitted to the receiving side, the receiving side clock will not be controlled as a result, a frequency error will occur, and an overflow or underflow will occur in the buffer memory circuit 22. It could happen. However, the amount of data of this transmitter clock frequency data is extremely small compared to the video signal, so even if sufficient error correction (for example, by multiple transmissions) is performed to cope with packet loss, the transmission efficiency will decrease. can be ignored, and there is no practical problem at all.

第2図は本発明の一実施例に関する動作原理図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the operating principle of an embodiment of the present invention.

送信側発振周波数ω1と受信側発振周波数ω、を一致さ
せるために、双方で利用可能な基準発振周波数ω2 (
前述のATMクロックに相当する。)に対する相対的な
周波数ωj2ωOを求め、これらを比較して受信側発振
周波数ω。
In order to match the transmitting side oscillation frequency ω1 and the receiving side oscillation frequency ω, a reference oscillation frequency ω2 (
This corresponds to the ATM clock mentioned above. ) and compare them to determine the receiving side oscillation frequency ω.

を制御する。control.

第2図をさらに簡単に表わすと、第3図に示すようにな
り、−船釣な負帰還制御ループに帰着される。ωi、ω
0.Δωの意味は、第2図と同じである。Kdはループ
のゲインに関するパラメータ、P(s)はループフィル
タ、Kvは受信側発振器の周波数制御感度である。ωB
t)、ωo(L)。
If FIG. 2 is expressed more simply, it will be as shown in FIG. 3, resulting in a negative feedback control loop. ωi, ω
0. The meaning of Δω is the same as in FIG. Kd is a parameter related to the loop gain, P(s) is the loop filter, and Kv is the frequency control sensitivity of the receiving side oscillator. ωB
t), ωo(L).

Δω(【)をそれぞれラプラス変換したものをωI(s
)、ωo(s’)、Δω(S)とすると、Δω(s)−
ω1(s)−ωo(s)     ・・・(1)Δω(
S)・Kd−F(s)・Kv十Δω(s)=ωo(s)
         ・・・(2)(1) 、 (2)か
ら Kd−Kv ・P(s)> 1のとき となる。F(s)を完全積分形のループフィルタとして
例えば F(s)− + (a、bキOは定数) とし、Δω(s) zconst、とすると、1  i
 m ωo(s)−ωI(s)S+0 となり、前述したように定常的な周波数誤差は生じない
The Laplace transform of Δω([) is ωI(s
), ωo(s'), Δω(S), then Δω(s)−
ω1(s)−ωo(s) ...(1)Δω(
S)・Kd−F(s)・Kv+Δω(s)=ωo(s)
...(2) From (1) and (2), it becomes when Kd-Kv·P(s)>1. Let F(s) be a completely integral type loop filter, for example, F(s)- + (a, b, O are constants), and Δω(s) zconst, then 1 i
m ωo(s)−ωI(s)S+0, and no steady frequency error occurs as described above.

尚、上記のΔω(s) zconst、なる仮定は、各
クロック発生源に水晶精度の発振器を用いれば何ら問題
なく達成されるものであり、そうでない場合でも送信側
クロック周波数データωiをより短い周期で伝送し、か
つF(s)の帯域を広げることで受信側クロック周波数
に対する制御ループを高速化することにより容易に解決
される。
Note that the above assumption of Δω(s) zconst can be achieved without any problems if a crystal-accurate oscillator is used for each clock generation source, and even if this is not the case, the transmitting side clock frequency data ωi can be set to a shorter period. This problem can be easily solved by transmitting at 100 kHz and widening the band of F(s) to speed up the control loop for the receiving side clock frequency.

尚、以上の実施例においては映像信号のパケット伝送に
本発明を適用した場合について説明したが、連続的な情
報信号であれば、音声信号その他の情報信号のパケット
伝送にも本発明を同様に適用できることは明らかである
In the above embodiments, the case where the present invention is applied to packet transmission of video signals has been described, but the present invention can be similarly applied to packet transmission of audio signals and other information signals as long as they are continuous information signals. The applicability is clear.

[発明の効果] 本発明によれば、テレビジョン信号や音声信号などをパ
ケット伝送する際に、フレームシンクロナイザなどの高
価で、しかも情報信号の品買上問題のある装置を用いた
り、性能上実現の難しい位相同期ループを用いること無
く、またパケット伝送系で必然的に生じる!<ケ・ノド
到着時間の揺らぎなどに影響されずに、送受信間のクロ
ック同期を確立できるという効果が得られる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, when transmitting packets of television signals, audio signals, etc., there is no need to use expensive devices such as frame synchronizers, which have problems with purchasing information signals, or to use devices that are difficult to realize in terms of performance. Without using difficult phase-locked loops, which inevitably occur in packet transmission systems! The effect is that clock synchronization between transmission and reception can be established without being affected by fluctuations in arrival time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のクロック同期方式を適用したパケット
伝送システムの一実施例の構成を示すブロック図、第2
図は本発明の動作原理を説明するための図、第3図は第
2図の周波数制御ループを示すブロック図、第4図はノ
(ケ・ソト伝送システムにおけるクロック同期の概要を
示すブロック図、第5図および第6図はそれぞれ従来の
パケット伝送におけるクロック同期方式を説明するため
のブロック図である。 13・・・映像符号化回路、14・・・インタフェース
回路、15・・・送信側クロ・ツクの相対周波数検出用
カウンタ回路、16・・・送信側クロックの相対周波数
検出用分周回路、20・・・A T M網(パケット伝
送網)   21・・・パケット分解回路、22・・・
バッファメモリ回路(記憶手段) 23・・・受信側ク
ロックの相対周波数検出用分周回路、24・・・受信側
クロックの相対周波数検出用カウンタ回路、25・・・
減算回路(比較手段) 26・・・ループフィルタ(周
波数制御手段) 27・・・可変周波数クロック発生回
路、28・・・映像復号化回路。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a packet transmission system to which the clock synchronization method of the present invention is applied, and FIG.
The figure is a diagram for explaining the operating principle of the present invention, Figure 3 is a block diagram showing the frequency control loop of Figure 2, and Figure 4 is a block diagram showing an overview of clock synchronization in the transmission system. , FIG. 5, and FIG. 6 are block diagrams for explaining the clock synchronization method in conventional packet transmission, respectively. 13... Video encoding circuit, 14... Interface circuit, 15... Sending side Counter circuit for detecting relative frequency of clock, 16... Frequency dividing circuit for detecting relative frequency of transmitting side clock, 20... ATM network (packet transmission network) 21... Packet disassembly circuit, 22.・・・
Buffer memory circuit (storage means) 23... Frequency divider circuit for detecting the relative frequency of the receiving side clock, 24... Counter circuit for detecting the relative frequency of the receiving side clock, 25...
Subtraction circuit (comparison means) 26... Loop filter (frequency control means) 27... Variable frequency clock generation circuit, 28... Video decoding circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定周波数のクロックで動作するパケット伝送網
を介して情報信号を伝送するシステムにおいて、 送信側から前記パケット伝送網のクロックに対する送信
側クロックの相対周波数を示す送信側クロック周波数デ
ータを情報信号データとともにパケット化して送信し、
受信側で前記パケット伝送網のクロックに対する受信側
クロックの相対周波数を示す受信側クロック周波数デー
タと、受信された前記送信側クロック周波数データとを
比較し、この比較結果に基づいて前記受信側クロックの
周波数を制御することにより、送信側クロックと受信側
クロックとを同期させることを特徴とするパケット伝送
におけるクロック同期方式。
(1) In a system that transmits information signals via a packet transmission network that operates with a clock of a predetermined frequency, a transmission side sends transmission side clock frequency data indicating the relative frequency of the transmission side clock to the clock of the packet transmission network from the transmission side to the information signal. Packetized and transmitted with data,
On the receiving side, receiving side clock frequency data indicating the relative frequency of the receiving side clock with respect to the clock of the packet transmission network is compared with the received sending side clock frequency data, and based on the comparison result, the receiving side clock frequency data is compared. A clock synchronization method for packet transmission characterized by synchronizing a transmitter clock and a receiver clock by controlling the frequency.
(2)パケット伝送網のクロックに対する送信側クロッ
クの相対周波数を検出して該相対周波数を示す送信側ク
ロック周波数データを発生する手段と、 前記送信側クロック周波数データを情報信号データと共
にパケット化して送信する手段とを有することを特徴と
するパケット送信装置。
(2) means for detecting the relative frequency of a transmitter clock with respect to the clock of a packet transmission network and generating transmitter clock frequency data indicating the relative frequency; and packetizing the transmitter clock frequency data together with information signal data and transmitting the packet. A packet transmitting device comprising: means for transmitting a packet.
(3)パケット伝送網から送信されるパケット内の情報
信号データおよび送信側クロック周波数データを分解す
る手段と、 分解された情報信号データおよび送信側クロック周波数
データを一時記憶する記憶手段と、パケット伝送網のク
ロックに対する受信側クロックの相対周波数を検出して
該相対周波数を示す受信側クロック周波数データを発生
する手段と、 前記記憶手段に記憶された送信側クロック周波数データ
と前記受信側クロック周波数データとを比較する比較手
段と、 この比較手段の比較結果に基づいて前記受信側クロック
の周波数を制御する手段と を有することを特徴とするパケット受信装置。
(3) means for decomposing information signal data and transmitting side clock frequency data in a packet transmitted from a packet transmission network; storage means for temporarily storing the decomposed information signal data and transmitting side clock frequency data; and packet transmission. means for detecting a relative frequency of a receiving side clock with respect to a network clock and generating receiving side clock frequency data indicating the relative frequency; and transmitting side clock frequency data and said receiving side clock frequency data stored in said storage means. What is claimed is: 1. A packet receiving device comprising: comparing means for comparing the signals; and means for controlling the frequency of the receiving clock based on the comparison result of the comparing means.
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