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WO2013132580A1 - Multi-rate recovery device - Google Patents

Multi-rate recovery device Download PDF

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Publication number
WO2013132580A1
WO2013132580A1 PCT/JP2012/055578 JP2012055578W WO2013132580A1 WO 2013132580 A1 WO2013132580 A1 WO 2013132580A1 JP 2012055578 W JP2012055578 W JP 2012055578W WO 2013132580 A1 WO2013132580 A1 WO 2013132580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase
data
circuit
sampling
input
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/055578
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
巨生 鈴木
Original Assignee
三菱電機株式会社
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 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2012/055578 priority Critical patent/WO2013132580A1/en
Priority to JP2014503424A priority patent/JP5924705B2/en
Priority to PCT/JP2012/082223 priority patent/WO2013132716A1/en
Publication of WO2013132580A1 publication Critical patent/WO2013132580A1/en

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0337Selecting between two or more discretely delayed clocks or selecting between two or more discretely delayed received code signals
    • H04L7/0338Selecting between two or more discretely delayed clocks or selecting between two or more discretely delayed received code signals the correction of the phase error being performed by a feed forward loop

Definitions

  • the present invention relates to a multirate reproduction circuit using a multirate sampling circuit for oversampling input data bits and a data reproduction circuit, and more particularly to a clock extraction circuit for extracting a clock for timing reproduction from input data, and an extraction clock.
  • the present invention relates to an improvement technique for a data reproduction circuit CDR (Clock and Data Recovery) that outputs retimed reproduction data.
  • a PON (Passive Optical Networks) system has become mainstream (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • an optical fiber is connected from an optical line terminal (OLT) to an optical network unit (ONU) on the subscriber side, and a large number of ONUs are connected by an OLT via an optical splitter. Is to be accommodated.
  • the input optical signal data having various data phases output from each ONU is burst (intermittently) input to the OLT in bursts. It is suitable for use in burst CDR that performs burst clock extraction and burst data reproduction.
  • the burst CDR circuit in the OLT optical receiver extracts frequency information and phase information as a clock signal at a high speed from the burst optical signal within a desired overhead time in the system, and uses the extracted clock as an input data signal. Are required to be retimed and played back.
  • the CDR overhead time defined as a standard specification in Non-Patent Document 1 is 400 ns or less corresponding to a frequency and phase information amount of 500 bits or less with respect to an input data bit rate of 1.25 [Gbps].
  • PLL Phase Locked Loop
  • the conventional burst CDR circuit disclosed in Non-Patent Document 2 is output from an optical receiver and a multi-phase clock generator that generates a multi-phase clock synchronized with the system clock in a PON system synchronized in frequency with the system clock.
  • Non-Patent Document 2 detects the data edge phase (the phase of the rising and falling change points of the data signal pulse) from the sampling output data sampled by each phase clock, and from the detection result of the data edge phase Data sampled with the clock whose phase margin is expected to be the most appropriate from the edge phase as the data identification phase is selected by the selector / retiming DFF circuit as retiming reproduction data and output by the system clock To do.
  • data edge phase the phase of the rising and falling change points of the data signal pulse
  • burst clock extraction extraction of phase information from frequency-synchronized multi-phase clocks
  • data reproduction by extraction clock selection and output of optimum clock phase sampling output data
  • Non-Patent Document 2 also discloses a pulse-wise detector circuit for determining the pulse width of input data. Even when input data is distorted, burst input data is also disclosed.
  • a circuit configuration that enables accurate and high-speed clock extraction and data reproduction has been proposed. For example, by sampling with 8 phase clocks (1.25 [GHz] ⁇ 8 phase shift (45 degree shift) clocks) for 1 [Gbps] burst input data, up to ⁇ 0.68 UI (Unit Interval) It has been shown that an accurate burst CDR operation can be achieved for a given input pulse width distortion.
  • the burst CDR for the PON system needs to continuously accommodate conventional low-speed subscribers on the same optical access network.
  • multi-rate operation there is a demand for multi-rate operation that can be operated. For example, experimental results for multi-rate operation corresponding to different bit rate input conditions of 10.3 [Gbps] and 1.25 [Gbps] are also shown (for example, see Non-Patent Document 3).
  • Non-Patent Document 3 uses an oversampling CDR technique using an 8-phase clock.
  • the multi-phase sampling CDR method is a method of receiving input data bits by oversampling, and therefore the oversampling speed basically depends on the bit rate of the input data.
  • the oversampling speed basically depends on the bit rate of the input data.
  • by downsampling the sampling data in accordance with the input data bit rate there is an advantage that a multirate operation can be easily realized.
  • the conventional multi-rate playback apparatus is capable of multi-rate operation in the example of the over-sampling burst CDR described in Non-Patent Document 3 above, while the sampling rate corresponding to the maximum input bit rate (for example, 10.3 [Gbps] is input when 10.3 [Gbps] is input, and when low-speed bit rate data is input, a part of the sampling data obtained by oversampling is discarded. Therefore, there is a problem that the circuit configuration is wasteful, the cost is increased when inputting a low bit rate, and the power consumption is excessive.
  • the maximum input bit rate for example, 10.3 [Gbps]
  • the cost is increased when inputting a low bit rate, and the power consumption is excessive.
  • the use of all oversampling data can be expected to improve the sampling performance such as improving the pulse width distortion tolerance.
  • the sampling resolution increases, the number of detected edge phases increases.
  • the number of combinations in the selection algorithm (optimum discrimination phase selection logic circuit) of the optimum clock phase sampling output data given as a table becomes enormous, the algorithm becomes very complicated, and as a result, circuit implementation becomes rapidly difficult. there were.
  • the pulse width distortion tolerance performance is improved by improving the sampling resolution, while the detection frequency of the edge phase assumed by the distortion spreads to all edges, so that the selection algorithm is further improved.
  • a trade-off of becoming complicated occurred occurred.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • the sampling performance corresponding to the oversampling resolution corresponding to the high-speed bit rate (pulse width distortion tolerance).
  • optimum phase selection circuit optimum identification phase selection logic circuit
  • a multirate playback apparatus is provided in a master station apparatus of an optical access system, and is a multirate playback apparatus that uses the same sampling clock for a plurality of bit rate signals.
  • An M [Hz] ⁇ N-phase sampling circuit that oversamples data and outputs N-phase sampling data, an edge phase detection circuit, a phase group determination circuit, and a selector circuit, and converts the N-phase sampling data to the bit rate of the input data
  • a phase group selection circuit that assigns the required number of phase groups according to the output and outputs one phase group, an optimum phase selection circuit that extracts the phase of the data sampled with the optimum identification phase from the N phase sampling data, and a phase From the phase group data selected by the group selection circuit, the optimum phase selected by the optimum phase selection circuit is selected.
  • An N phase data selection circuit that outputs only the identification phase sampling data as optimum phase data; and a data reproduction circuit that reproduces and outputs the bit rate of the optimum phase data to a required bit rate signal, and M [Hz]
  • the input data is subjected to N ⁇ S phase oversampling, and the phase group selection circuit performs N ⁇ S phase oversampling when M / S [bps] data is input as input data.
  • N ⁇ S phase sampling data by ring is assigned to S phase groups, and only sampling data for N phases of M / S [bps] out of S phase group data is set as one phase group data.
  • the edge phase detection circuit inputs the phase to the optimum phase selection circuit, and the phase of the rising edge and the falling edge for each bit from the N ⁇ S phase sampling data.
  • the phase group determining circuit outputs one phase group from the selector circuit based on the detection result of the rising edge and the falling edge.
  • the present invention can realize low power consumption for a CDR circuit having sampling performance equivalent to that of a conventional system.
  • FIG. 1 is a block diagram of a multi-rate playback apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the multi-rate playback apparatus includes an M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 1, a phase group selection circuit 2, an N phase data selection circuit 6, an N phase optimum phase selection circuit 7, and a bit accumulation number.
  • a decision circuit 8, an M / S [bps] data reproduction circuit 9, and an M [bps] data reproduction circuit 10 are provided.
  • the phase group selection circuit 2 includes an edge phase detection circuit 3, a phase group determination circuit 4, and a selector circuit 5 including selector elements 5a to 5n corresponding to the N phases.
  • the M / S [bps] data reproduction circuit 9 and the M [bps] data reproduction circuit 10 cooperate with the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 to change the bit rate of the optimum phase data to a required bit.
  • a data reproduction circuit that reproduces and outputs a rate signal is configured.
  • M / S [bps] data having different bit rates consisting of 0, 1, 2, 3,...) Are input, but the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 1 outputs a plurality of different bit rate signals.
  • the same sampling clock is used.
  • the multi-rate playback device for example, burst data playback device in FIG. 1 is provided in a master station device (optical receiver) of an optical access system (not shown) such as a PON system.
  • M [Hz] ⁇ N phase clock is phase # 0 to phase #N shifted by 1 / N phase with respect to 1 bit width of M [bps] input data from the reference clock frequency-synchronized with the system clock. Is the clock. Therefore, from the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 1, the frequency is synchronized with the system clock, and the phase is shifted by 1 / (N ⁇ S) phase from # 0 to # (N ⁇ 1) ⁇ S.
  • Data sampling results ( ⁇ 0>, ⁇ 1>,..., ⁇ N-1>) are output as N ⁇ S phase clock sampling data (hereinafter referred to as “N ⁇ S phase sampling data”).
  • the N ⁇ S phase sampling data output from the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 1 is input to the phase group selection circuit 2.
  • the edge phase detection circuit 3 detects the data edge phase from the input N ⁇ S phase sampling data and inputs the detection result to the phase group determination circuit 4.
  • the data edge phase is one bit of N ⁇ S phase sampling data, and sampling data between adjacent phases is “... 0 ⁇ 1...” Or “... 1 ⁇ 0. ”Is detected as the change point phase.
  • the 1-bit width includes one or less of the rising edge phase or the falling edge phase according to any one of “0 ⁇ 1”, “1 ⁇ 0”, “1 ⁇ 1”, and “0 ⁇ 0”. Therefore, in the edge phase detection with 1 bit width, the edge phase is uniquely determined. If the edge phase is not detected, the edge phase detection circuit 3 latches and outputs the previous detection result.
  • FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams showing the operations of the edge phase detection circuit 3 and the phase group determination circuit 4.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation sequence of the phase group selection circuit 2 (edge phase detection circuit 3, phase group determination circuit 4 and selector circuit 5).
  • M 10 [Gbps]
  • M / S , respectively.
  • N 8 phases
  • FIG. 2 shows a case where the rising edge of the input data from “0” (Low) to “1” (High) coincides with the timing of the phase group C of the four phase groups A to D (see the broken line arrow). Shows the case.
  • FIG. 3 shows a case where the center phase of the input data obtained by time-integrating a plurality of data coincides with the timing of the phase group C (see the broken line arrow) among the four phase groups A to D.
  • the edge phase detection circuit 3 detects the rising edge phase number ⁇ a> and the falling edge phase number ⁇ b> for each bit from 2.5 [Gbps] ⁇ 32 phase sampling data. (Step ST1). Subsequently, the phase group determination circuit 4 determines a phase group from the edge phase extraction result in step ST1 according to the following equation (1) with the center phase number ⁇ c> as an average value (step ST2).
  • the edge phase is only one or no edge phase exists, the center phase number ⁇ c> (average value) cannot be extracted, so the previous detection result (phase group) is latched and used. Since the latch value is updated each time new data is detected, the latest value is stored.
  • the phase group determination circuit 4 outputs the determination results of the phase groups A, B, C, and D to which the center phase belongs determined in step ST2 by the bit integration number set by the bit integration number determination circuit 8 (bits). Accumulated (at several intervals) (step ST3), and according to the majority rule, the most frequent phase group is determined as the optimum phase group (step ST4). In step ST4, when there are a plurality of the same number of phase groups and they are not uniquely determined by majority decision, the previous determination result (optimum phase group) is latched and used. Finally, the selector circuit 5 selects and outputs only the data of the phase group determined by the phase group determination circuit 4 (step ST5), and ends the processing routine of FIG.
  • phase group data selected by the selector circuit 5 is input to the N phase data selection circuit 6 and buffered.
  • the optimum phase selection circuit (N phase) 7 extracts an optimum identification phase as a sampling phase from the phase group data determined by the phase group determination circuit 4.
  • an edge phase histogram is created for each bit integration number designated by the bit integration number determination circuit 8, and the most frequent phase is extracted as the edge phase.
  • the optimum phase selection circuit (N phase) 7 determines the optimum identification phase based on the extracted edge phase information.
  • the method for determining the optimum discrimination phase is described in Non-Patent Document 1 and other known documents (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-327136), and will not be described in detail here.
  • the N phase data selection circuit 6 outputs the data sampled at the optimum phase extracted by the optimum phase selection circuit (N phase) 7 to the M / S [bps] data reproduction circuit 9 as optimum phase data.
  • the M / S [bps] data recovery circuit 9 outputs M / S [bps] data that is timing-recovered with an M / S [Hz] clock generated inside the circuit in synchronization with the system clock.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a first effect according to the first embodiment of the present invention, and shows a sampling operation for distorted input data.
  • the first embodiment of the present invention as a first effect, by realizing a sampling performance corresponding to high-speed sampling resolution, as shown in FIG. It becomes possible to arrange the identification phase in the bit opening.
  • the optimum phase selection operation that complicates the circuit operation is performed in the phase group selection circuit 2 by a small number of inputs collected by the phase group selection operation. Since it is realizable only from phase sampling data, it has the effect that the circuit scale can be reduced while ensuring the sampling performance of the pulse width distortion tolerance.
  • phase group selection operation in the phase group selection circuit 2 converges the input sampling phase into the phase group, so that the combination conditions can be reduced and the selection operation can be simplified. Thereby, low power consumption can be easily realized for a circuit having equivalent sampling performance.
  • the multirate reproducing apparatus (FIGS. 1 to 5) of the present invention is provided in the master station apparatus (optical receiver) of the optical access system, and a plurality of bit rate signals are An M [Hz] ⁇ N-phase sampling circuit 1 that oversamples input data from a master station device and outputs N-phase sampling data, and an edge phase detection
  • a phase group selection circuit 2 which includes a circuit 3, a phase group determination circuit 4 and a selector circuit 5, and which assigns N phase sampling data to a required number of phase groups corresponding to the bit rate of input data and outputs one phase group; ,
  • An optimum phase selection circuit 7 for extracting the phase of the data sampled with the optimum discrimination phase from the N phase sampling data, and a phase group selection circuit 2 N phase data selection circuit 6 for outputting only optimum discrimination phase sampling data selected by optimum phase selection circuit 7 from the selected phase group data as optimum phase data, and the bit rate of optimum phase data as a required bit And a data reproduction circuit
  • the phase group selection circuit 2 assigns N ⁇ S phase sampling data by N ⁇ S phase oversampling to S phase groups, and outputs S data.
  • the phase group data only sampling data for N phases of M / S [bps] is input to the optimum phase selection circuit as one phase group data.
  • the edge phase detection circuit 3 detects the phase of the rising edge and the falling edge for each bit from the N ⁇ S phase sampling data, and determines the phase group
  • the circuit 4 outputs one phase group from the selector circuit 5 based on the detection result of the rising edge and the falling edge. Specifically, when M / S [bps] data is input as input data, the phase group determination circuit 4 extracts one phase group to which the center phase belongs from each phase of the rising edge and the falling edge. Then, only the center phase detected by one phase group is selected and output.
  • the phase group selection circuit 2 passes N phase sampling data from the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit as one phase group data.
  • the data reproduction circuit uses the M [bps] data reproduction circuit 10 to reproduce M [bps] data.
  • the bit rate of the input data is M / S [bps]
  • the data reproduction circuit reproduces M / S [bps] data by the M / S [bps] data reproduction circuit 9.
  • the multirate reproducing apparatus includes a bit integration number determination circuit 8 that sets the bit integration number for the phase group determination circuit 4 and the optimum phase selection circuit 7, and includes a phase group
  • the determination circuit 4 integrates the detection results of the edge phase detection circuit 3 by the number of bit integrations, determines the most frequent phase group as the optimal phase group, and the optimal phase selection circuit 7 sets the edge phase for each bit integration number. The most frequent phase is extracted as the edge phase.
  • the optical access system is composed of a PON system, and the input data is composed of burst data.
  • the optimum discrimination phase of the optimum clock phase sampling output data while ensuring the sampling performance (pulse width distortion tolerance) corresponding to the oversampling resolution corresponding to the high-speed bit rate.
  • optimum phase selection circuit By providing a means for simplifying the selection logic circuit (hereinafter abbreviated as “optimum phase selection circuit”) and enabling circuit mounting easily, it is possible to reduce the cost of the CDR circuit having the sampling performance equivalent to that of the conventional system. Power consumption can be realized.
  • FIG. 1 the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 are used. However, when there is almost no distortion or jitter in the input data, as shown in FIG.
  • the functions of the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 may be included in the functions in the phase group selection circuit 12 to simplify the overall circuit configuration.
  • a multi-rate playback apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a multi-rate playback apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the circuits 11 to 20 correspond to the circuits 1 to 10 described above (see FIG. 1).
  • the phase group selection circuit 12 includes an edge phase detection circuit 13, a phase group determination circuit 14, and a selector circuit 15.
  • the selector circuit 15 includes selector elements 15a to 15n corresponding to each of the N phases, and a selector element 16 that selects N phase data from the outputs of the selector elements 15a to 15n.
  • the selector element 16 includes the functions of the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 described above (FIG. 1).
  • M / S [bps] data input from an optical receiver is input to the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 11, and the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 11
  • Input data is sampled and output using [Hz] ⁇ N phase clock as a sampling clock.
  • the M [Hz] ⁇ N phase clock is a phase # 0 to a phase # (shifted by 1 / N phase with respect to one bit width of M [bps] input data from a reference clock frequency-synchronized with the system clock. N-1) clock. Therefore, from the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 11, the frequency is synchronized with the system clock, and the phase is shifted by 1 / (N ⁇ S) phase from # 0 to # (N ⁇ 1) ⁇ S.
  • the data sampling result is output as N ⁇ S phase sampling data.
  • the N ⁇ S phase sampling data from the M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit 11 is input to the phase group selection circuit 12.
  • the edge phase detection circuit 13 detects the data edge phase from the input N ⁇ S phase sampling data and inputs it to the phase group determination circuit 14.
  • the data edge phase is one of the N ⁇ S phase sampling data for 1 bit, and the sampling data between adjacent phases is “... 0 ⁇ 1.
  • the edge phase is uniquely determined in the edge phase detection with a 1-bit width. If the edge phase is not detected, the edge phase detection circuit 13 latches and outputs the previous detection result.
  • the edge phase detection circuit 13 and the phase group determination circuit 14 have four phase groups A, B, and C having sampling data for eight phases each having a set of four phases. , Assign D.
  • the edge phase detection circuit 13 detects the edge phase as shown in FIG. 2, and the phase group determination circuit 14 determines the phase group as shown in FIG.
  • the edge phase detection circuit 13 first detects the rising edge phase number ⁇ a> and the falling edge phase number ⁇ b> for each bit from 2.5 [Gbps] ⁇ 32 phase sampling data ( Step ST1).
  • the phase group determination circuit 14 extracts the center phase number ⁇ c> as an average value from the edge phase extraction result according to the above-described equation (1) (step ST2). If the edge phase does not exist, the previous detection result is latched and used.
  • the phase group determination circuit 14 integrates the determination results of the phase groups A, B, C, and D to which the determined center phase belongs by the number of bit integrations set by the bit integration number determination circuit 8 (step ST3)
  • the phase group with the highest frequency is determined as the optimum phase group (step ST4).
  • step ST4 when there are a plurality of the same number of phase groups and the majority is not decided by the majority decision, the phase group decision circuit 14 latches and uses the previous decision result. Finally, the phase group determination circuit 14 notifies the selector circuit 15 only of the extracted data of the center phase number ⁇ c> (step ST5), and ends the processing routine of FIG.
  • the selector element 16 in the selector circuit 15 inputs the optimum phase data sampled at the optimum phase to the M / S [bps] data reproduction circuit 19.
  • the M / S [bps] data recovery circuit 19 outputs M / S [bps] data that is synchronized with the system clock and is timing-recovered by the M / S [Hz] clock generated inside the circuit.
  • M [bps] bit rate data is input in FIG. 6
  • the selector circuit 15 outputs all the phase group data, extracts only the center phase number ⁇ c> by the phase group determination operation (step ST5), and M [bps] data.
  • the reproduction circuit 20 outputs only the center phase number data. Thereafter, M [bps] data can be reproduced by the same operation as described above.
  • phase sampling circuit 1, 11 M [Hz] ⁇ N phase sampling circuit, 2, 12 phase group selection circuit, 3, 13 edge phase detection circuit, 4, 14 phase group determination circuit, 5, 15 selector circuit, 6 N phase data selection circuit, 7 Optimal phase selection circuit, 8, 18 bit integration number determination circuit, 9, 19 M / S [bps] data reproduction circuit, 10, 20 M [bps] data reproduction circuit, 16 selector elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

A multi-rate recovery device includes an M[Hz]×N-phase sampling circuit (1) that oversamples input data, a phase group selection circuit (2) that outputs phase group data from N-phase sampling data, an N-phase data selection circuit (6) that outputs only optimum identification phase sampling data as optimum phase data from the phase group data selected by the phase group selection circuit (2), and data recovery circuits (9 and 10) that recover a signal having the bit rate of the optimum phase data. The phase group selection circuit (2) inputs data for one phase group from N×S phase sampling data to an optimum phase selection circuit (7), an edge phase detection circuit (3) detects an edge phase bit by bit from the N×S phase sampling data, and a phase group determination circuit (4) outputs from a selector circuit (5) one phase group on the basis of the results of edge detection. Therefore, a reduction in power consumption is achieved.

Description

マルチレート再生装置Multi-rate playback device
 この発明は、入力データビットをオーバサンプリングするマルチレートサンプリング回路およびデータ再生回路を用いたマルチレート再生装置に関し、特に、入力データからタイミング再生するためのクロックを抽出するクロック抽出回路と、抽出クロックによりリタイミングされた再生データを出力するデータ再生回路CDR(Clock and Data Recovery)と、の改良技術に関するものである。 The present invention relates to a multirate reproduction circuit using a multirate sampling circuit for oversampling input data bits and a data reproduction circuit, and more particularly to a clock extraction circuit for extracting a clock for timing reproduction from input data, and an extraction clock. The present invention relates to an improvement technique for a data reproduction circuit CDR (Clock and Data Recovery) that outputs retimed reproduction data.
 近年のFTTH(Fiber-to-the-Home)システムとしては、PON(Passive Optical Networks)システムが主流となっている(たとえば、非特許文献1参照)。
 PONシステムは、親局側光送受信装置(OLT:Optical Line Terminal)から加入者側光送受信装置(ONU:Optical Network Unit)までを光ファイバで結び、光スプリッタを介して1つのOLTにより多数のONUを収容するものである。
As a recent FTTH (Fiber-to-the-Home) system, a PON (Passive Optical Networks) system has become mainstream (see, for example, Non-Patent Document 1).
In the PON system, an optical fiber is connected from an optical line terminal (OLT) to an optical network unit (ONU) on the subscriber side, and a large number of ONUs are connected by an OLT via an optical splitter. Is to be accommodated.
 上記非特許文献1に記載のPONシステムは、各ONUから出力された様々なデータ位相を有する入力光信号データがバースト的に(間欠的に)OLTに入力される際のバースト光信号データに対し、バーストクロック抽出およびバーストデータ再生を行うバーストCDRに用いた場合に好適である。 In the PON system described in Non-Patent Document 1, the input optical signal data having various data phases output from each ONU is burst (intermittently) input to the OLT in bursts. It is suitable for use in burst CDR that performs burst clock extraction and burst data reproduction.
 OLT光受信部におけるバーストCDR回路は、バースト光信号から、システムにて所望のオーバヘッド時間以内に、周波数情報および位相情報を、クロック信号として高速に抽出し、抽出されたクロックを用いて入力データ信号をリタイミングし再生することが要求される。 The burst CDR circuit in the OLT optical receiver extracts frequency information and phase information as a clock signal at a high speed from the burst optical signal within a desired overhead time in the system, and uses the extracted clock as an input data signal. Are required to be retimed and played back.
 たとえば、上記非特許文献1に標準仕様として規定されるCDR用オーバヘッド時間は、1.25[Gbps]の入力データビットレートに対し、500ビット以下の周波数および位相情報量に相当する400ns以下であり、一般的な帰還制御型PLL(Phase Locked Loop)回路では、このような少量の周波数および位相情報量から正確にクロック信号を抽出することが困難である。
 そこで、従来から、このようなバースト信号から高速にクロック信号を抽出して、データを再生する技術が提案されている(たとえば、非特許文献2参照)。
For example, the CDR overhead time defined as a standard specification in Non-Patent Document 1 is 400 ns or less corresponding to a frequency and phase information amount of 500 bits or less with respect to an input data bit rate of 1.25 [Gbps]. In a general feedback control type PLL (Phase Locked Loop) circuit, it is difficult to accurately extract a clock signal from such a small amount of frequency and phase information.
Therefore, conventionally, a technique for extracting a clock signal from such a burst signal at high speed and reproducing the data has been proposed (for example, see Non-Patent Document 2).
 上記非特許文献2に示された従来のバーストCDR回路は、システムクロックに周波数同期したPONシステムにおいて、システムクロックに同期した多位相クロックを生成するマルチフェーズ・クロックジェネレータと、光受信器から出力されたバースト入力データを多位相クロックにてサンプリングするデータサンプラと、セレクタ・リタイミングDFF回路を有する出力回路と、を備えている。 The conventional burst CDR circuit disclosed in Non-Patent Document 2 is output from an optical receiver and a multi-phase clock generator that generates a multi-phase clock synchronized with the system clock in a PON system synchronized in frequency with the system clock. A data sampler for sampling the burst input data with a multi-phase clock, and an output circuit having a selector retiming DFF circuit.
 上記非特許文献2の出力回路は、各位相クロックにてサンプリングされたサンプリング出力データからデータエッジ位相(データ信号パルスの立上りおよび立下り変化点の位相)を検出し、データエッジ位相の検出結果からデータの識別位相として、エッジ位相から最も位相余裕が適切と期待される位相のクロックにてサンプリングされたデータを、リタイミング再生データとしてセレクタ・リタイミングDFF回路にて選択し、システムクロックにて出力する。 The output circuit of Non-Patent Document 2 detects the data edge phase (the phase of the rising and falling change points of the data signal pulse) from the sampling output data sampled by each phase clock, and from the detection result of the data edge phase Data sampled with the clock whose phase margin is expected to be the most appropriate from the edge phase as the data identification phase is selected by the selector / retiming DFF circuit as retiming reproduction data and output by the system clock To do.
 これにより、常にシステムクロックにて同期した多位相の連続クロックにてバースト入力データをサンプリングし、サンプリング結果の中から最適な出力データを選択して、再生データとして出力することを可能とし、高速なバーストクロック抽出(周波数同期した多位相クロックから、位相情報の抽出)と、抽出クロックによるデータ再生(最適クロック位相サンプリング出力データの選択と出力)と、を可能にしている。 This makes it possible to always sample burst input data with a multi-phase continuous clock synchronized with the system clock, select the optimum output data from the sampling results, and output it as playback data. Burst clock extraction (extraction of phase information from frequency-synchronized multi-phase clocks) and data reproduction by extraction clock (selection and output of optimum clock phase sampling output data) are possible.
 また、上記非特許文献2に示された従来のバーストCDR回路においては、入力データのパルス幅を判定するパルスワイズディテクタ回路も開示されており、入力データが歪んでいる場合にも、バースト入力データに対し正確かつ高速なクロック抽出およびデータ再生が可能となる回路構成が提案されている。
 たとえば、1[Gbps]のバースト入力データに対し、8位相クロックによるサンプリング(1.25[GHz]×8位相ずれ(45度ずれ)クロック)を行うことにより、±0.68UI(Unit Interval)までの入力パルス幅ひずみに対して正確なバーストCDR動作が実現可能であることが示されている。
The conventional burst CDR circuit shown in Non-Patent Document 2 also discloses a pulse-wise detector circuit for determining the pulse width of input data. Even when input data is distorted, burst input data is also disclosed. On the other hand, a circuit configuration that enables accurate and high-speed clock extraction and data reproduction has been proposed.
For example, by sampling with 8 phase clocks (1.25 [GHz] × 8 phase shift (45 degree shift) clocks) for 1 [Gbps] burst input data, up to ± 0.68 UI (Unit Interval) It has been shown that an accurate burst CDR operation can be achieved for a given input pulse width distortion.
 また、高速なバースト応答動作以外に、PONシステム用バーストCDRにおいては、同一の光アクセス網上で、従来の低速加入者をも引き続き収容する必要があることから、異なるビットレートの信号入力時に対しても動作可能なマルチレート動作が要求されている。
 たとえば、10.3[Gbps]および1.25[Gbps]の異なるビットレート入力条件に対応したマルチレート動作に対する実験結果も示されている(たとえば、非特許文献3参照)。
In addition to the high-speed burst response operation, the burst CDR for the PON system needs to continuously accommodate conventional low-speed subscribers on the same optical access network. However, there is a demand for multi-rate operation that can be operated.
For example, experimental results for multi-rate operation corresponding to different bit rate input conditions of 10.3 [Gbps] and 1.25 [Gbps] are also shown (for example, see Non-Patent Document 3).
 上記非特許文献3に公開された手法は、8位相クロックによるオーバサンプリングCDR技術を用いている。
 多位相サンプリングCDR手法は、通常のPLL方式をベースとしたCDR手法とは異なり、入力データビットをオーバサンプリングにより受信する手法なので、オーバサンプリング速度までは、入力データのビットレートに基本的に依存せずに、サンプリングデータを入力データビットレートに応じてダウンサンプリング(間引き)することにより、簡便にマルチレート動作が実現できるといった利点を有している。
The technique disclosed in Non-Patent Document 3 uses an oversampling CDR technique using an 8-phase clock.
Unlike the CDR method based on the normal PLL system, the multi-phase sampling CDR method is a method of receiving input data bits by oversampling, and therefore the oversampling speed basically depends on the bit rate of the input data. In addition, by downsampling the sampling data in accordance with the input data bit rate, there is an advantage that a multirate operation can be easily realized.
 たとえば、1.03[Gbps]入力時には、10.3[GHz]×8位相サンプリングは、1.03[GHz]×80位相サンプリング相当となるが、このうち、10分の1の8位相分のデータのみを間引いて使用することになる。 For example, when 1.03 [Gbps] is input, 10.3 [GHz] × 8 phase sampling is equivalent to 1.03 [GHz] × 80 phase sampling. Only data will be thinned out.
 従来のマルチレート再生装置は、上記非特許文献3に記載のオーバサンプリング方式のバーストCDRの例では、マルチレート動作が可能である一方で、入力される最大のビットレートに対応したサンプリングレート(たとえば、10.3[Gbps]入力時には10.3[GHz]×8位相サンプリング)が決定されており、低速ビットレートデータが入力された場合には、オーバサンプリングにより取得したサンプリングデータの一部を廃棄しているので、回路構成に無駄が多く、低速ビットレート入力時にはコストアップを招くうえ、消費電力が余剰となるという課題があった。 The conventional multi-rate playback apparatus is capable of multi-rate operation in the example of the over-sampling burst CDR described in Non-Patent Document 3 above, while the sampling rate corresponding to the maximum input bit rate (for example, 10.3 [Gbps] is input when 10.3 [Gbps] is input, and when low-speed bit rate data is input, a part of the sampling data obtained by oversampling is discarded. Therefore, there is a problem that the circuit configuration is wasteful, the cost is increased when inputting a low bit rate, and the power consumption is excessive.
 一方、オーバサンプリングデータをすべて使用することにより、パルス幅歪耐力の向上といったサンプリング性能の改善効果が期待できるが、サンプリング分解能の高速化にともない、検出されるエッジ位相数が多数となるので、通常テーブルとして与えられる最適クロック位相サンプリング出力データの選択アルゴリズム(最適識別位相選択論理回路)における組み合わせ数が膨大となり、アルゴリズムが非常に複雑となり、この結果、回路実装が急激に困難となるとういう課題があった。
 特に、入力パルス幅が歪んでいる場合には、サンプリング分解能の向上によりパルス幅歪耐力性能が改善する一方で、歪により想定されるエッジ位相の検出頻度が全エッジに広がるので、選択アルゴリズムがさらに複雑となる、というトレードオフが生じるという課題があった。
On the other hand, the use of all oversampling data can be expected to improve the sampling performance such as improving the pulse width distortion tolerance. However, as the sampling resolution increases, the number of detected edge phases increases. There is a problem that the number of combinations in the selection algorithm (optimum discrimination phase selection logic circuit) of the optimum clock phase sampling output data given as a table becomes enormous, the algorithm becomes very complicated, and as a result, circuit implementation becomes rapidly difficult. there were.
In particular, when the input pulse width is distorted, the pulse width distortion tolerance performance is improved by improving the sampling resolution, while the detection frequency of the edge phase assumed by the distortion spreads to all edges, so that the selection algorithm is further improved. There was a problem that a trade-off of becoming complicated occurred.
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、オーバサンプリングCDRにおいて、低速度データ入力時に、高速ビットレートに応じたオーバサンプリング分解能に相当するサンプリング性能(パルス幅歪耐力)を確保しながら、最適クロック位相サンプリング出力データの最適識別位相選択論理回路(以下、「最適位相選択回路」と略称する)を簡易化し、回路実装を簡便に可能とする手段を提供することにより、従来システムと同等のサンプリング性能を有するCDR回路に対し、低消費電力化を実現したマルチレート再生装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In the oversampling CDR, when low-speed data is input, the sampling performance corresponding to the oversampling resolution corresponding to the high-speed bit rate (pulse width distortion tolerance). ) While ensuring optimum clock phase sampling output data optimum identification phase selection logic circuit (hereinafter abbreviated as “optimum phase selection circuit”), and providing a means for enabling easy circuit mounting An object of the present invention is to obtain a multi-rate playback device that realizes low power consumption for a CDR circuit having sampling performance equivalent to that of a conventional system.
 この発明に係るマルチレート再生装置は、光アクセスシステムの親局装置に設けられ、複数のビットレート信号に対して同一のサンプリングクロックを用いたマルチレート再生装置であって、親局装置からの入力データをオーバサンプリングしてN位相サンプリングデータを出力するM[Hz]×N位相サンプリング回路と、エッジ位相検出回路、位相群決定回路およびセレクタ回路を含み、N位相サンプリングデータを入力データのビットレートに応じた所要数の位相群にアサインして1つの位相群を出力する位相群選択回路と、N位相サンプリングデータから最適な識別位相でサンプリングされたデータの位相を抽出する最適位相選択回路と、位相群選択回路により選択された位相群データから、最適位相選択回路により選択された最適識別位相サンプリングデータのみを最適位相データとして出力するN位相データ選択回路と、最適位相データのビットレートを、所要のビットレート信号に再生して出力するデータ再生回路と、を備え、M[Hz]×N位相サンプリング回路は、入力データが、システム基準周波数に同期して入力され得る最大ビットレートM[bps]である場合には、M[Hz]のN位相クロックを生成して入力データをN位相オーバサンプリングし、入力データが、M[bps]の1/S(S=2^(x)、x=0、1、2、・・・)のM/S[bps]のビットレートデータからなる場合には、入力データをN×S位相オーバサンプリングし、位相群選択回路は、入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、N×S位相オーバサンプリングによるN×S位相サンプリングデータをS個の位相群にアサインして、S個の位相群データのうちの、M/S[bps]のN位相分のサンプリングデータのみを1つの位相群データとして最適位相選択回路に入力し、エッジ位相検出回路は、入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、N×S位相サンプリングデータから1ビットごとに立上りエッジおよび立下りエッジの位相を検出し、位相群決定回路は、立上りエッジおよび立下りエッジの検出結果に基づき、セレクタ回路から1つの位相群を出力させるものである。 A multirate playback apparatus according to the present invention is provided in a master station apparatus of an optical access system, and is a multirate playback apparatus that uses the same sampling clock for a plurality of bit rate signals. An M [Hz] × N-phase sampling circuit that oversamples data and outputs N-phase sampling data, an edge phase detection circuit, a phase group determination circuit, and a selector circuit, and converts the N-phase sampling data to the bit rate of the input data A phase group selection circuit that assigns the required number of phase groups according to the output and outputs one phase group, an optimum phase selection circuit that extracts the phase of the data sampled with the optimum identification phase from the N phase sampling data, and a phase From the phase group data selected by the group selection circuit, the optimum phase selected by the optimum phase selection circuit is selected. An N phase data selection circuit that outputs only the identification phase sampling data as optimum phase data; and a data reproduction circuit that reproduces and outputs the bit rate of the optimum phase data to a required bit rate signal, and M [Hz] When the input data has a maximum bit rate M [bps] that can be input in synchronization with the system reference frequency, the × N phase sampling circuit generates an N phase clock of M [Hz] and converts the input data to N Phase oversampling is performed, and input data is obtained from M / S [bps] bit rate data of 1 / S of M [bps] (S = 2 ^ (x), x = 0, 1, 2,...). In this case, the input data is subjected to N × S phase oversampling, and the phase group selection circuit performs N × S phase oversampling when M / S [bps] data is input as input data. N × S phase sampling data by ring is assigned to S phase groups, and only sampling data for N phases of M / S [bps] out of S phase group data is set as one phase group data. When the M / S [bps] data is input as the input data, the edge phase detection circuit inputs the phase to the optimum phase selection circuit, and the phase of the rising edge and the falling edge for each bit from the N × S phase sampling data. The phase group determining circuit outputs one phase group from the selector circuit based on the detection result of the rising edge and the falling edge.
 この発明は、上記構成により、従来システムと同等のサンプリング性能を有するCDR回路に対し、低消費電力化を実現することができる。 With this configuration, the present invention can realize low power consumption for a CDR circuit having sampling performance equivalent to that of a conventional system.
この発明の実施の形態1に係るマルチレート再生装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the multi-rate reproducing | regenerating apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるエッジ位相検出回路の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the edge phase detection circuit by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による位相群決定回路の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the phase group determination circuit by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による位相群選択回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the phase group selection circuit by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係るマルチレート再生装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the multi-rate reproducing | regenerating apparatus concerning Embodiment 2 of this invention.
 実施の形態1.
 以下、図1~図5を参照しながら、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係るマルチレート再生装置のブロック図である。
 図1において、マルチレート再生装置は、M[Hz]×N位相サンプリング回路1と、位相群選択回路2と、N位相データ選択回路6と、N位相の最適位相選択回路7と、ビット積算数決定回路8と、M/S[bps]データ再生回路9と、M[bps]データ再生回路10と、を備えている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a multi-rate playback apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the multi-rate playback apparatus includes an M [Hz] × N phase sampling circuit 1, a phase group selection circuit 2, an N phase data selection circuit 6, an N phase optimum phase selection circuit 7, and a bit accumulation number. A decision circuit 8, an M / S [bps] data reproduction circuit 9, and an M [bps] data reproduction circuit 10 are provided.
 位相群選択回路2は、エッジ位相検出回路3と、位相群決定回路4と、N位相の各々に対応したセレクタ要素5a~5nからなるセレクタ回路5と、により構成されている。
 M/S[bps]データ再生回路9およびM[bps]データ再生回路10は、N位相データ選択回路6および最適位相選択回路7と協働して、最適位相データのビットレートを、所要のビットレート信号に再生して出力するデータ再生回路を構成している。
The phase group selection circuit 2 includes an edge phase detection circuit 3, a phase group determination circuit 4, and a selector circuit 5 including selector elements 5a to 5n corresponding to the N phases.
The M / S [bps] data reproduction circuit 9 and the M [bps] data reproduction circuit 10 cooperate with the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 to change the bit rate of the optimum phase data to a required bit. A data reproduction circuit that reproduces and outputs a rate signal is configured.
 M[Hz]×N位相サンプリング回路1には、親局装置の光受信器(図示せず)からの入力データとして、M[bps]の1/S(S=2^(x)、x=0、1、2、3、・・・)からなる異なるビットレートのM/S[bps]データが入力されるが、M[Hz]×N位相サンプリング回路1は、複数の異なるビットレート信号に対して同一のサンプリングクロックを用いている。
 図1のマルチレート再生装置(たとえば、バーストデータ再生装置)は、PONシステムなどの光アクセスシステム(図示せず)の親局装置(光受信器)に設けられている。
The M [Hz] × N phase sampling circuit 1 receives 1 / S (S = 2 ^ (x), x = M = bps) as input data from an optical receiver (not shown) of the master station device. M / S [bps] data having different bit rates consisting of 0, 1, 2, 3,...) Are input, but the M [Hz] × N phase sampling circuit 1 outputs a plurality of different bit rate signals. On the other hand, the same sampling clock is used.
The multi-rate playback device (for example, burst data playback device) in FIG. 1 is provided in a master station device (optical receiver) of an optical access system (not shown) such as a PON system.
 以下、図1に示したこの発明の実施の形態1に係るマルチレート再生装置の動作について詳細に説明する。
 まず、光受信器から出力されたM/S[bps]の入力データは、M[Hz]×N位相サンプリング回路1に入力される。
 M[Hz]×N位相サンプリング回路1は、M[Hz]×N位相クロックをサンプリングクロックとして、入力データをサンプリングして出力する。
Hereinafter, the operation of the multirate playback apparatus according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1 will be described in detail.
First, input data of M / S [bps] output from the optical receiver is input to the M [Hz] × N phase sampling circuit 1.
The M [Hz] × N phase sampling circuit 1 samples and outputs input data using the M [Hz] × N phase clock as a sampling clock.
 ここで、M[Hz]×N位相クロックは、システムクロックと周波数同期した基準クロックから、M[bps]入力データの1ビット幅に対して1/N位相ずつシフトした位相#0~位相#Nのクロックである。
 したがって、M[Hz]×N位相サンプリング回路1からは、システムクロックに周波数同期し、かつ位相が#0~#(N-1)×Sまで1/(N×S)位相ずつシフトした、入力データのサンプリング結果(<0>、<1>、・・・、<N-1>)が、N×S位相クロックサンプリングデータ(以下、「N×S位相サンプリングデータ」という)として出力される。
Here, M [Hz] × N phase clock is phase # 0 to phase #N shifted by 1 / N phase with respect to 1 bit width of M [bps] input data from the reference clock frequency-synchronized with the system clock. Is the clock.
Therefore, from the M [Hz] × N phase sampling circuit 1, the frequency is synchronized with the system clock, and the phase is shifted by 1 / (N × S) phase from # 0 to # (N−1) × S. Data sampling results (<0>, <1>,..., <N-1>) are output as N × S phase clock sampling data (hereinafter referred to as “N × S phase sampling data”).
 M[Hz]×N位相サンプリング回路1から出力されたN×S位相サンプリングデータは、位相群選択回路2に入力される。
 位相群選択回路2において、エッジ位相検出回路3は、入力されたN×S位相サンプリングデータからデータエッジ位相を検出して、検出結果を位相群決定回路4に入力する。
The N × S phase sampling data output from the M [Hz] × N phase sampling circuit 1 is input to the phase group selection circuit 2.
In the phase group selection circuit 2, the edge phase detection circuit 3 detects the data edge phase from the input N × S phase sampling data and inputs the detection result to the phase group determination circuit 4.
 ここで、データエッジ位相は、1ビット分のN×S位相サンプリングデータのうち、隣接する位相間のサンプリングデータが「・・・0→1・・・」または「・・・1→0・・・」となる変化点位相として検出される。
 1ビット幅には、「0→1」、「1→0」、「1→1」、「0→0」のいずれかの場合に応じて、立上りエッジ位相または立下りエッジ位相の1つ以下が含まれるので、1ビット幅でのエッジ位相検出においては、エッジ位相が一意に決定される。なお、エッジ位相が検出されない場合には、エッジ位相検出回路3は、前回の検出結果をラッチして出力する。
Here, the data edge phase is one bit of N × S phase sampling data, and sampling data between adjacent phases is “... 0 → 1...” Or “... 1 → 0. ”Is detected as the change point phase.
The 1-bit width includes one or less of the rising edge phase or the falling edge phase according to any one of “0 → 1”, “1 → 0”, “1 → 1”, and “0 → 0”. Therefore, in the edge phase detection with 1 bit width, the edge phase is uniquely determined. If the edge phase is not detected, the edge phase detection circuit 3 latches and outputs the previous detection result.
 次に、図2~図4を参照しながら、位相群選択回路2(エッジ位相検出回路3、位相群決定回路4およびセレクタ回路5)の動作ついて説明する。
 図2、図3はエッジ位相検出回路3および位相群決定回路4の動作を示す説明図である。また、図4は位相群選択回路2(エッジ位相検出回路3、位相群決定回路4およびセレクタ回路5)の動作シーケンスを示すフローチャートである。
 なお、図2、図3においては、説明を容易にするための一例として、各変数M、S、M/S、Nを、それぞれ、M=10[Gbps]、S=4、M/S=2.5[Gbps]、N=8位相、N×S=32位相とした場合を示している。
Next, the operation of the phase group selection circuit 2 (edge phase detection circuit 3, phase group determination circuit 4 and selector circuit 5) will be described with reference to FIGS.
2 and 3 are explanatory diagrams showing the operations of the edge phase detection circuit 3 and the phase group determination circuit 4. FIG. 4 is a flowchart showing an operation sequence of the phase group selection circuit 2 (edge phase detection circuit 3, phase group determination circuit 4 and selector circuit 5).
In FIGS. 2 and 3, as an example for facilitating the description, the variables M, S, M / S, and N are represented by M = 10 [Gbps], S = 4, and M / S =, respectively. In this example, 2.5 [Gbps], N = 8 phases, and N × S = 32 phases are shown.
 図2においては、入力データの「0」(Low)から「1」(High)への立上りエッジが、4つの位相群A~Dのうちの位相群Cのタイミング(破線矢印参照)に一致した場合を示している。
 また、図3においては、複数データを時間積分した入力データの中心位相が、4つの位相群A~Dのうちの位相群Cのタイミング(破線矢印参照)に一致した場合を示している。
In FIG. 2, the rising edge of the input data from “0” (Low) to “1” (High) coincides with the timing of the phase group C of the four phase groups A to D (see the broken line arrow). Shows the case.
FIG. 3 shows a case where the center phase of the input data obtained by time-integrating a plurality of data coincides with the timing of the phase group C (see the broken line arrow) among the four phase groups A to D.
 図1のマルチレート再生装置に、M/S=2.5[Gbps]のデータを入力した場合、入力データに対して32倍のオーバサンプリングとなる「2.5[Gbps]×32位相サンプリング」が行われる。
 ここで、図2、図3のように、4位相ごとの位相を組とした8位相分のサンプリングデータを有する4つの位相群A、B、C、Dをアサインする。
 以下では、2.5[Gbps]×32位相サンプリングが行われる場合について、動作説明する。
When data of M / S = 2.5 [Gbps] is input to the multi-rate playback device of FIG. 1, “2.5 [Gbps] × 32 phase sampling”, which is 32 times oversampling of the input data Is done.
Here, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, four phase groups A, B, C, and D having sampling data for 8 phases with a set of phases for every 4 phases are assigned.
Hereinafter, an operation will be described for the case where 2.5 [Gbps] × 32 phase sampling is performed.
 図4において、まず、エッジ位相検出回路3は、2.5[Gbps]×32位相サンプリングデータから、立上りエッジ位相番号<a>、立下りエッジ位相番号<b>を、1ビットごとに検出する(ステップST1)。
 続いて、位相群決定回路4は、ステップST1のエッジ位相抽出結果から、中心位相番号<c>を平均値として、以下の式(1)にしたがい、位相群を決定する(ステップST2)。
In FIG. 4, first, the edge phase detection circuit 3 detects the rising edge phase number <a> and the falling edge phase number <b> for each bit from 2.5 [Gbps] × 32 phase sampling data. (Step ST1).
Subsequently, the phase group determination circuit 4 determines a phase group from the edge phase extraction result in step ST1 according to the following equation (1) with the center phase number <c> as an average value (step ST2).
 <c>=(<a>+<b>)/2 ・・・(1) <C> = (<a> + <b>) / 2 (1)
 なお、エッジ位相が片方のみの場合、またはエッジ位相が存在しない場合は、中心位相番号<c>(平均値)が抽出不可能なので、前回の検出結果(位相群)をラッチして使用する。ラッチ値は、新たにデータが検出されるごとに更新されるので最新値が格納されている。 If the edge phase is only one or no edge phase exists, the center phase number <c> (average value) cannot be extracted, so the previous detection result (phase group) is latched and used. Since the latch value is updated each time new data is detected, the latest value is stored.
 次に、位相群決定回路4は、ステップST2で決定した中心位相の所属する位相群A、B、C、Dの決定結果を、ビット積算数決定回路8が設定するビット積算数分だけ(ビット数間隔にて)積算し(ステップST3)、多数決ルールにしたがい、最も頻度の高い位相群を最適位相群として決定する(ステップST4)。
 なお、ステップST4において、同一数の位相群が複数存在し、多数決で一意に決定されない場合には、前回の決定結果(最適位相群)をラッチして使用する。
 最後に、セレクタ回路5は、位相群決定回路4にて決定された位相群のデータのみを選択して出力し(ステップST5)、図4の処理ルーチンを終了する。
Next, the phase group determination circuit 4 outputs the determination results of the phase groups A, B, C, and D to which the center phase belongs determined in step ST2 by the bit integration number set by the bit integration number determination circuit 8 (bits). Accumulated (at several intervals) (step ST3), and according to the majority rule, the most frequent phase group is determined as the optimum phase group (step ST4).
In step ST4, when there are a plurality of the same number of phase groups and they are not uniquely determined by majority decision, the previous determination result (optimum phase group) is latched and used.
Finally, the selector circuit 5 selects and outputs only the data of the phase group determined by the phase group determination circuit 4 (step ST5), and ends the processing routine of FIG.
 図1において、セレクタ回路5で選択された位相群データは、N位相データ選択回路6に入力されて、バッファされる。
 ここでは、セレクタ回路5から8位相(N=8)分のサンプリングデータが出力される場合を示している。
In FIG. 1, the phase group data selected by the selector circuit 5 is input to the N phase data selection circuit 6 and buffered.
Here, a case where sampling data for 8 phases (N = 8) is output from the selector circuit 5 is shown.
 次に、最適位相選択回路(N位相)7は、位相群決定回路4で決定された位相群データの中から、サンプリング位相として最適な識別位相を抽出する。
 この場合、最適位相選択回路(N位相)7は、入力された8位相データ(N=8)のエッジ位相を決定する。なお、エッジ位相の決定においては、ビット積算数決定回路8によって指定されるビット積算数ごとに、エッジ位相のヒストグラムを作成し、最も頻度の高い位相をエッジ位相として抽出する。
Next, the optimum phase selection circuit (N phase) 7 extracts an optimum identification phase as a sampling phase from the phase group data determined by the phase group determination circuit 4.
In this case, the optimum phase selection circuit (N phase) 7 determines the edge phase of the input 8-phase data (N = 8). In determining the edge phase, an edge phase histogram is created for each bit integration number designated by the bit integration number determination circuit 8, and the most frequent phase is extracted as the edge phase.
 また、最適位相選択回路(N位相)7は、抽出されたエッジ位相情報に基づき、最適識別位相を決定する。なお、最適識別位相の決定方法については、前述の非特許文献1や他の公知文献(たとえば、特開平10-327136号公報など)に示されているので、ここでは詳述を省略する。 Also, the optimum phase selection circuit (N phase) 7 determines the optimum identification phase based on the extracted edge phase information. The method for determining the optimum discrimination phase is described in Non-Patent Document 1 and other known documents (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-327136), and will not be described in detail here.
 次に、N位相データ選択回路6は、最適位相選択回路(N位相)7で抽出された最適位相にてサンプリングされたデータを最適位相データとしてM/S[bps]データ再生回路9に出力する。M/S[bps]データ再生回路9では、システムクロックに同期し回路内部で生成されたM/S[Hz]クロックにてタイミング再生されたM/S[bps]のデータが出力される。 Next, the N phase data selection circuit 6 outputs the data sampled at the optimum phase extracted by the optimum phase selection circuit (N phase) 7 to the M / S [bps] data reproduction circuit 9 as optimum phase data. . The M / S [bps] data recovery circuit 9 outputs M / S [bps] data that is timing-recovered with an M / S [Hz] clock generated inside the circuit in synchronization with the system clock.
 次に、図1において、M[bps](S=1)のビットレートデータが入力された場合の動作について説明する。
 M[bps]データが入力された場合、セレクタ回路5は、すべての位相群データを出力し、位相群決定動作を休止する。
 また、すべての位相群データは、M[bps]データ再生回路10から、M[bps]データとして出力される。
 以後、同様の動作により、M[bps]データの再生を行うことができる。
Next, an operation when M [bps] (S = 1) bit rate data is input in FIG. 1 will be described.
When M [bps] data is input, the selector circuit 5 outputs all the phase group data and pauses the phase group determination operation.
All the phase group data is output as M [bps] data from the M [bps] data reproduction circuit 10.
Thereafter, the reproduction of M [bps] data can be performed by the same operation.
 次に、図5を参照しながら、この発明の実施の形態1による効果について説明する。
 図5はこの発明の実施の形態1による第1の効果を示す説明図であり、歪んだ入力データに対するサンプリング動作を示している。
 この発明の実施の形態1によれば、まず、第1の効果として、高速サンプリング分解能相当のサンプリング性能を実現することにより、図5のように、入力データのパルス幅の歪みに対しても、ビット開口部に識別位相を配置することが可能となる。
Next, effects of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a first effect according to the first embodiment of the present invention, and shows a sampling operation for distorted input data.
According to the first embodiment of the present invention, as a first effect, by realizing a sampling performance corresponding to high-speed sampling resolution, as shown in FIG. It becomes possible to arrange the identification phase in the bit opening.
 すなわち、図5において、8位相サンプリングのタイミングが、歪んだ入力データのビット開口部に識別位相を配置されず、ビット開口を識別することが困難となりペナルティを発生する場合であっても、下段の実線矢印のように、サンプリングクロック位相を歪んだ入力データのビット開口部に配置することにより、ビット開口を識別することが可能となり、実質的に32分解能に相当するパルス幅歪耐力に向上させることができる。 That is, in FIG. 5, even when the timing of 8-phase sampling does not place the identification phase in the bit opening portion of the distorted input data and it becomes difficult to identify the bit opening and generates a penalty, By arranging the sampling clock phase in the bit opening portion of the input data distorted as indicated by the solid line arrow, it becomes possible to identify the bit opening, and to improve the pulse width distortion resistance substantially corresponding to 32 resolution. Can do.
 また、この発明の実施の形態1によれば、第2の効果として、回路動作が複雑となる最適位相選択動作が、位相群選択回路2において、位相群選択動作にて集約された少数の入力位相サンプリングデータのみから実現することができるので、上記パルス幅歪耐力というサンプリング性能を確保しつつ、回路規模を小さくすることができるという効果を有する。 Also, according to the first embodiment of the present invention, as a second effect, the optimum phase selection operation that complicates the circuit operation is performed in the phase group selection circuit 2 by a small number of inputs collected by the phase group selection operation. Since it is realizable only from phase sampling data, it has the effect that the circuit scale can be reduced while ensuring the sampling performance of the pulse width distortion tolerance.
 また、位相群選択回路2内の位相群選択動作は、入力されたサンプリング位相を位相群に収斂するので、組み合わせ条件を軽減して、選択動作を簡便にすることができる。これにより、同等のサンプリング性能を有する回路に対し、低消費電力化などを簡便に実現することができる。 Also, the phase group selection operation in the phase group selection circuit 2 converges the input sampling phase into the phase group, so that the combination conditions can be reduced and the selection operation can be simplified. Thereby, low power consumption can be easily realized for a circuit having equivalent sampling performance.
 たとえば、前述のように、2.5[Gbps]×32位相サンプリングを例にとると、従来の最適位相選択動作では、最大で232(=2^(S×N))のエッジ位相の組み合わせを考慮する必要がある。しかし、この発明の実施の形態1によれば、位相群を選択することにより、上記32位相サンプリング動作に相当する最大で232(=2^(S×N))以下となる「位相群選択動作+選別後の8位相最適位相選択動作」の組み合わせとすることが可能となる。これにより、同等のサンプリング性能を有する回路に対し、最適位相選択回路7の動作の提言と低消費電力化とを簡便に実現することができる。 For example, as described above, taking 2.5 [Gbps] × 32 phase sampling as an example, in the conventional optimum phase selection operation, a maximum of 2 32 (= 2 ^ (S × N)) edge phase combinations. Need to be considered. However, according to the first embodiment of the present invention, by selecting a phase group, a maximum of 2 32 (= 2 ^ (S × N)) or less corresponding to the 32 phase sampling operation is selected. It is possible to make a combination of “operation + 8 phase optimum phase selection operation after selection”. As a result, it is possible to easily realize the proposal of the operation of the optimum phase selection circuit 7 and the reduction in power consumption for a circuit having equivalent sampling performance.
 以上のように、この発明の実施の形態1(図1~図5)に係るマルチレート再生装置は、光アクセスシステムの親局装置(光受信器)に設けられ、複数のビットレート信号に対して同一のサンプリングクロックを用いたマルチレート再生装置であって、親局装置からの入力データをオーバサンプリングしてN位相サンプリングデータを出力するM[Hz]×N位相サンプリング回路1と、エッジ位相検出回路3、位相群決定回路4およびセレクタ回路5を含み、N位相サンプリングデータを入力データのビットレートに応じた所要数の位相群にアサインして1つの位相群を出力する位相群選択回路2と、N位相サンプリングデータから最適な識別位相でサンプリングされたデータの位相を抽出する最適位相選択回路7と、位相群選択回路2により選択された位相群データから、最適位相選択回路7により選択された最適識別位相サンプリングデータのみを最適位相データとして出力するN位相データ選択回路6と、最適位相データのビットレートを、所要のビットレート信号に再生して出力するデータ再生回路(各データ再生回路9、10)と、を備えている。 As described above, the multirate reproducing apparatus according to Embodiment 1 (FIGS. 1 to 5) of the present invention is provided in the master station apparatus (optical receiver) of the optical access system, and a plurality of bit rate signals are An M [Hz] × N-phase sampling circuit 1 that oversamples input data from a master station device and outputs N-phase sampling data, and an edge phase detection A phase group selection circuit 2 which includes a circuit 3, a phase group determination circuit 4 and a selector circuit 5, and which assigns N phase sampling data to a required number of phase groups corresponding to the bit rate of input data and outputs one phase group; , An optimum phase selection circuit 7 for extracting the phase of the data sampled with the optimum discrimination phase from the N phase sampling data, and a phase group selection circuit 2 N phase data selection circuit 6 for outputting only optimum discrimination phase sampling data selected by optimum phase selection circuit 7 from the selected phase group data as optimum phase data, and the bit rate of optimum phase data as a required bit And a data reproduction circuit (each data reproduction circuit 9, 10) that reproduces and outputs the rate signal.
 M[Hz]×N位相サンプリング回路1は、入力データが、システム基準周波数に同期して入力され得る最大ビットレートM[bps]である場合には、M[Hz]のN位相クロックを生成して入力データをN位相オーバサンプリングする。
 また、M[Hz]×N位相サンプリング回路1は、入力データが、M[bps]の1/S(S=2^(x)、x=0、1、2、・・・)のM/S[bps]のビットレートデータからなる場合には、入力データをN×S位相オーバサンプリングする。
The M [Hz] × N phase sampling circuit 1 generates an N phase clock of M [Hz] when the input data has a maximum bit rate M [bps] that can be input in synchronization with the system reference frequency. To N-phase oversample the input data.
Further, the M [Hz] × N phase sampling circuit 1 has an input data of 1 / S of M [bps] (S = 2 ^ (x), x = 0, 1, 2,...) M / When the bit rate data is S [bps], the input data is subjected to N × S phase oversampling.
 位相群選択回路2は、入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、N×S位相オーバサンプリングによるN×S位相サンプリングデータをS個の位相群にアサインして、S個の位相群データのうちの、M/S[bps]のN位相分のサンプリングデータのみを1つの位相群データとして最適位相選択回路に入力する。 When M / S [bps] data is input as input data, the phase group selection circuit 2 assigns N × S phase sampling data by N × S phase oversampling to S phase groups, and outputs S data. Among the phase group data, only sampling data for N phases of M / S [bps] is input to the optimum phase selection circuit as one phase group data.
 エッジ位相検出回路3は、入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、N×S位相サンプリングデータから1ビットごとに立上りエッジおよび立下りエッジの位相を検出し、位相群決定回路4は、立上りエッジおよび立下りエッジの検出結果に基づき、セレクタ回路5から1つの位相群を出力させる。
 具体的には、位相群決定回路4は、入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、立上りエッジおよび立下りエッジの各位相から中心位相の所属する1つの位相群を抽出し、1つの位相群で検出した中心位相のみを選択して出力する。
When M / S [bps] data is input as input data, the edge phase detection circuit 3 detects the phase of the rising edge and the falling edge for each bit from the N × S phase sampling data, and determines the phase group The circuit 4 outputs one phase group from the selector circuit 5 based on the detection result of the rising edge and the falling edge.
Specifically, when M / S [bps] data is input as input data, the phase group determination circuit 4 extracts one phase group to which the center phase belongs from each phase of the rising edge and the falling edge. Then, only the center phase detected by one phase group is selected and output.
 位相群選択回路2は、入力データとしてM[bps]データが入力された場合には、M[Hz]×N位相サンプリング回路からのN位相サンプリングデータを1つの位相群データとして通過させる。
 データ再生回路は、入力データのビットレートがM[bps]の場合には、M[bps]データ再生回路10により、M[bps]のデータを再生する。
 また、データ再生回路は、入力データのビットレートがM/S[bps]の場合には、M/S[bps]データ再生回路9により、M/S[bps]のデータを再生する。
When M [bps] data is input as input data, the phase group selection circuit 2 passes N phase sampling data from the M [Hz] × N phase sampling circuit as one phase group data.
When the bit rate of the input data is M [bps], the data reproduction circuit uses the M [bps] data reproduction circuit 10 to reproduce M [bps] data.
Further, when the bit rate of the input data is M / S [bps], the data reproduction circuit reproduces M / S [bps] data by the M / S [bps] data reproduction circuit 9.
 また、この発明の実施の形態1に係るマルチレート再生装置は、位相群決定回路4および最適位相選択回路7に対してビット積算数を設定するビット積算数決定回路8を備えており、位相群決定回路4は、エッジ位相検出回路3の検出結果をビット積算数分だけ積算し、最も頻度の高い位相群を最適位相群として決定し、最適位相選択回路7は、ビット積算数ごとにエッジ位相のヒストグラムを作成し、最も頻度の高い位相をエッジ位相として抽出する。
 さらに、光アクセスシステムは、PONシステムからなり、入力データは、バーストデータからなる。
In addition, the multirate reproducing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes a bit integration number determination circuit 8 that sets the bit integration number for the phase group determination circuit 4 and the optimum phase selection circuit 7, and includes a phase group The determination circuit 4 integrates the detection results of the edge phase detection circuit 3 by the number of bit integrations, determines the most frequent phase group as the optimal phase group, and the optimal phase selection circuit 7 sets the edge phase for each bit integration number. The most frequent phase is extracted as the edge phase.
Further, the optical access system is composed of a PON system, and the input data is composed of burst data.
 このように、オーバサンプリングCDRにおいて、低速度データ入力時に、高速ビットレートに応じたオーバサンプリング分解能に相当するサンプリング性能(パルス幅歪耐力)を確保しながら、最適クロック位相サンプリング出力データの最適識別位相選択論理回路(以下、「最適位相選択回路」と略称する)を簡易化し、回路実装を簡便に可能とする手段を提供することにより、従来システムと同等のサンプリング性能を有するCDR回路に対し、低消費電力化を実現することができる。 As described above, in the oversampling CDR, when the low-speed data is input, the optimum discrimination phase of the optimum clock phase sampling output data while ensuring the sampling performance (pulse width distortion tolerance) corresponding to the oversampling resolution corresponding to the high-speed bit rate. By providing a means for simplifying the selection logic circuit (hereinafter abbreviated as “optimum phase selection circuit”) and enabling circuit mounting easily, it is possible to reduce the cost of the CDR circuit having the sampling performance equivalent to that of the conventional system. Power consumption can be realized.
 実施の形態2.
 なお、上記実施の形態1(図1)では、N位相データ選択回路6および最適位相選択回路7を用いたが、入力データにほとんど歪やジッタが存在しない場合には、図6のように、N位相データ選択回路6および最適位相選択回路7の機能を位相群選択回路12内の機能に含めて、全体の回路構成を簡略化してもよい。
 以下、図6を参照しながら、この発明の実施の形態2に係るマルチレート再生装置について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment (FIG. 1), the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 are used. However, when there is almost no distortion or jitter in the input data, as shown in FIG. The functions of the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 may be included in the functions in the phase group selection circuit 12 to simplify the overall circuit configuration.
Hereinafter, a multi-rate playback apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
 図6はこの発明の実施の形態2に係るマルチレート再生装置を示すブロック図である。
 図6において、各回路11~20は、前述(図1参照)の各回路1~10に対応している。
FIG. 6 is a block diagram showing a multi-rate playback apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 6, the circuits 11 to 20 correspond to the circuits 1 to 10 described above (see FIG. 1).
 この発明の実施の形態2に係るマルチレート再生装置は、ビットレートがM[bps]の1/S(S=2^(x)、x=0、1、2、3・・・)であるM/S[bps]データが入力されるM[Hz]×N位相サンプリング回路11と、位相群選択回路12と、ビット積算数決定回路18と、M/S[bps]データ再生回路19と、M[bps]データ再生回路20と、を備えている。 The multi-rate playback device according to the second embodiment of the present invention is 1 / S (S = 2 ^ (x), x = 0, 1, 2, 3,...) With a bit rate of M [bps]. An M [Hz] × N phase sampling circuit 11 to which M / S [bps] data is input, a phase group selection circuit 12, a bit integration number determination circuit 18, an M / S [bps] data reproduction circuit 19, And an M [bps] data reproduction circuit 20.
 位相群選択回路12は、エッジ位相検出回路13と、位相群決定回路14と、セレクタ回路15と、により構成されている。
 セレクタ回路15は、N位相の各々に対応したセレクタ要素15a~15nと、セレクタ要素15a~15nの各出力からN位相データを選択するセレクタ要素16と、を備えている。
 セレクタ要素16は、前述(図1)のN位相データ選択回路6および最適位相選択回路7の機能を含んでいる。
The phase group selection circuit 12 includes an edge phase detection circuit 13, a phase group determination circuit 14, and a selector circuit 15.
The selector circuit 15 includes selector elements 15a to 15n corresponding to each of the N phases, and a selector element 16 that selects N phase data from the outputs of the selector elements 15a to 15n.
The selector element 16 includes the functions of the N phase data selection circuit 6 and the optimum phase selection circuit 7 described above (FIG. 1).
 次に、図6に示したこの発明の実施の形態2に係るマルチレート再生装置の動作について、詳細に説明する。
 まず、光受信器(図示せず)から入力されるM/S[bps]データは、M[Hz]×N位相サンプリング回路11に入力され、M[Hz]×N位相サンプリング回路11は、M[Hz]×N位相クロックをサンプリングクロックとして入力データをサンプリングして出力する。
Next, the operation of the multirate playback apparatus according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 6 will be described in detail.
First, M / S [bps] data input from an optical receiver (not shown) is input to the M [Hz] × N phase sampling circuit 11, and the M [Hz] × N phase sampling circuit 11 Input data is sampled and output using [Hz] × N phase clock as a sampling clock.
 ここで、M[Hz]×N位相クロックは、システムクロックと周波数同期した基準クロックから、M[bps]入力データの1ビット幅に対して1/N位相ずつずれた位相#0~位相#(N-1)のクロックである。
 したがって、M[Hz]×N位相サンプリング回路11からは、システムクロックに周波数同期し、かつ位相が#0~#(N-1)×Sまで1/(N×S)位相ずつずれた、入力データのサンプリング結果が、N×S位相サンプリングデータとして出力される。
Here, the M [Hz] × N phase clock is a phase # 0 to a phase # (shifted by 1 / N phase with respect to one bit width of M [bps] input data from a reference clock frequency-synchronized with the system clock. N-1) clock.
Therefore, from the M [Hz] × N phase sampling circuit 11, the frequency is synchronized with the system clock, and the phase is shifted by 1 / (N × S) phase from # 0 to # (N−1) × S. The data sampling result is output as N × S phase sampling data.
 M[Hz]×N位相サンプリング回路11からのN×S位相サンプリングデータは、位相群選択回路12に入力される。
 位相群選択回路12において、エッジ位相検出回路13は、入力されたN×S位相サンプリングデータからデータエッジ位相を検出し、位相群決定回路14に入力する。
The N × S phase sampling data from the M [Hz] × N phase sampling circuit 11 is input to the phase group selection circuit 12.
In the phase group selection circuit 12, the edge phase detection circuit 13 detects the data edge phase from the input N × S phase sampling data and inputs it to the phase group determination circuit 14.
 このとき、前述と同様に、データエッジ位相は、1ビット分のN×S位相サンプリングデータのうち、隣接する位相間のサンプリングデータが「・・・0→1・・・」または「・・・1→0・・・」となる変化点位相として検出され、1ビット幅でのエッジ位相検出では、エッジ位相が一意に決定される。
 なお、エッジ位相が検出されない場合には、エッジ位相検出回路13は、前回の検出結果をラッチして出力する。
At this time, as described above, the data edge phase is one of the N × S phase sampling data for 1 bit, and the sampling data between adjacent phases is “... 0 → 1. In this case, the edge phase is uniquely determined in the edge phase detection with a 1-bit width.
If the edge phase is not detected, the edge phase detection circuit 13 latches and outputs the previous detection result.
 エッジ位相検出回路13および位相群決定回路14は、前述の図2、図3のように、4位相ごとの位相を組とした8位相分のサンプリングデータを有する4つの位相群A、B、C、Dをアサインする。
 たとえば、エッジ位相検出回路13は、図2のように、エッジ位相を検出し、位相群決定回路14は、図3のように、位相群を決定する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the edge phase detection circuit 13 and the phase group determination circuit 14 have four phase groups A, B, and C having sampling data for eight phases each having a set of four phases. , Assign D.
For example, the edge phase detection circuit 13 detects the edge phase as shown in FIG. 2, and the phase group determination circuit 14 determines the phase group as shown in FIG.
 次に、前述の図4を参照しながら、位相群選択回路12(エッジ位相検出回路13、位相群決定回路14およびセレクタ回路15)の動作ついて説明する。
 図4において、まず、エッジ位相検出回路13は、2.5[Gbps]×32位相サンプリングデータから、立上りエッジ位相番号<a>、立下りエッジ位相番号<b>を1ビットごとに検出する(ステップST1)。
Next, the operation of the phase group selection circuit 12 (edge phase detection circuit 13, phase group determination circuit 14 and selector circuit 15) will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the edge phase detection circuit 13 first detects the rising edge phase number <a> and the falling edge phase number <b> for each bit from 2.5 [Gbps] × 32 phase sampling data ( Step ST1).
 続いて、位相群決定回路14は、エッジ位相抽出結果から、前述の式(1)にしたがい、中心位相番号<c>を平均値として抽出する(ステップST2)。
 なお、エッジ位相が存在しない場合には、前回の検出結果をラッチしておき、使用する。
Subsequently, the phase group determination circuit 14 extracts the center phase number <c> as an average value from the edge phase extraction result according to the above-described equation (1) (step ST2).
If the edge phase does not exist, the previous detection result is latched and used.
 次に、位相群決定回路14は、決定した中心位相の所属する位相群A、B、C、Dの決定結果を、ビット積算数決定回路8により設定されるビット積算数分だけ積算し(ステップST3)、最も頻度の高い位相群を最適位相群として決定する(ステップST4)。 Next, the phase group determination circuit 14 integrates the determination results of the phase groups A, B, C, and D to which the determined center phase belongs by the number of bit integrations set by the bit integration number determination circuit 8 (step ST3) The phase group with the highest frequency is determined as the optimum phase group (step ST4).
 なお、ステップST4において、同一数の位相群が複数あって多数決で決定されない場合には、位相群決定回路14は、前回の決定結果をラッチして使用する。
 最後に、位相群決定回路14は、抽出された中心位相番号<c>のデータのみをセレクタ回路15に通知し(ステップST5)、図4の処理ルーチンを終了する。
In step ST4, when there are a plurality of the same number of phase groups and the majority is not decided by the majority decision, the phase group decision circuit 14 latches and uses the previous decision result.
Finally, the phase group determination circuit 14 notifies the selector circuit 15 only of the extracted data of the center phase number <c> (step ST5), and ends the processing routine of FIG.
 これにより、セレクタ回路15内のセレクタ要素16は、最適位相にてサンプリングされた最適位相データをM/S[bps]データ再生回路19に入力する。
 M/S[bps]データ再生回路19は、システムクロックに同期し、かつ回路内部で生成されたM/S[Hz]クロックによってタイミング再生された、M/S[bps]データを出力する。
As a result, the selector element 16 in the selector circuit 15 inputs the optimum phase data sampled at the optimum phase to the M / S [bps] data reproduction circuit 19.
The M / S [bps] data recovery circuit 19 outputs M / S [bps] data that is synchronized with the system clock and is timing-recovered by the M / S [Hz] clock generated inside the circuit.
 次に、図6において、M[bps]のビットレートデータが入力された場合の動作について説明する。
 M[bps]データが入力された場合、セレクタ回路15は、すべての位相群データを出力し、位相群決定動作(ステップST5)により中心位相番号<c>のみを抽出し、M[bps]データ再生回路20は、中心位相番号データのみを出力する。
 以後、前述と同様の動作により、M[bps]データの再生を行うことができる。
Next, an operation when M [bps] bit rate data is input in FIG. 6 will be described.
When M [bps] data is input, the selector circuit 15 outputs all the phase group data, extracts only the center phase number <c> by the phase group determination operation (step ST5), and M [bps] data. The reproduction circuit 20 outputs only the center phase number data.
Thereafter, M [bps] data can be reproduced by the same operation as described above.
 以上のように、この発明の実施の形態2(図6)によれば、入力データにほとんど歪やジッタが存在しない場合には、位相群選択回路12内の位相群決定回路14のみを使用し、前述(図1)の最適位相選択回路7を省略することにより、前述の効果に加えて、さらに回路規模を簡素化して消費電力の低減を実現することができる。 As described above, according to the second embodiment (FIG. 6) of the present invention, when there is almost no distortion or jitter in the input data, only the phase group determination circuit 14 in the phase group selection circuit 12 is used. By omitting the above-described optimum phase selection circuit 7 (FIG. 1), in addition to the above-described effects, the circuit scale can be further simplified and the power consumption can be reduced.
 1、11 M[Hz]×N位相サンプリング回路、2、12 位相群選択回路、3、13 エッジ位相検出回路、4、14 位相群決定回路、5、15 セレクタ回路、6 N位相データ選択回路、7 最適位相選択回路、8、18 ビット積算数決定回路、9、19 M/S[bps]データ再生回路、10、20 M[bps]データ再生回路、16 セレクタ要素。 1, 11 M [Hz] × N phase sampling circuit, 2, 12 phase group selection circuit, 3, 13 edge phase detection circuit, 4, 14 phase group determination circuit, 5, 15 selector circuit, 6 N phase data selection circuit, 7 Optimal phase selection circuit, 8, 18 bit integration number determination circuit, 9, 19 M / S [bps] data reproduction circuit, 10, 20 M [bps] data reproduction circuit, 16 selector elements.

Claims (7)

  1.  光アクセスシステムの親局装置に設けられ、複数のビットレート信号に対して同一のサンプリングクロックを用いたマルチレート再生装置であって、
     前記親局装置からの入力データをオーバサンプリングしてN位相サンプリングデータを出力するM[Hz]×N位相サンプリング回路と、
     エッジ位相検出回路、位相群決定回路およびセレクタ回路を含み、前記N位相サンプリングデータを前記入力データのビットレートに応じた所要数の位相群にアサインして1つの位相群を出力する位相群選択回路と、
     前記N位相サンプリングデータから最適な識別位相でサンプリングされたデータの位相を抽出する最適位相選択回路と、
     前記位相群選択回路により選択された位相群データから、前記最適位相選択回路により選択された最適識別位相サンプリングデータのみを最適位相データとして出力するN位相データ選択回路と、
     前記最適位相データのビットレートを、所要のビットレート信号に再生して出力するデータ再生回路と、を備え、
     前記M[Hz]×N位相サンプリング回路は、
     前記入力データが、システム基準周波数に同期して入力され得る最大ビットレートM[bps]である場合には、M[Hz]のN位相クロックを生成して前記入力データをN位相オーバサンプリングし、
     前記入力データが、M[bps]の1/S(S=2^(x)、x=0、1、2、・・・)のM/S[bps]のビットレートデータからなる場合には、前記入力データをN×S位相オーバサンプリングし、
     前記位相群選択回路は、前記入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、前記N×S位相オーバサンプリングによるN×S位相サンプリングデータをS個の位相群にアサインして、前記S個の位相群データのうちの、M/S[bps]のN位相分のサンプリングデータのみを1つの位相群データとして前記最適位相選択回路に入力し、
     前記エッジ位相検出回路は、前記入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、前記N×S位相サンプリングデータから1ビットごとに立上りエッジおよび立下りエッジの位相を検出し、
     前記位相群決定回路は、前記立上りエッジおよび前記立下りエッジの検出結果に基づき、前記セレクタ回路から1つの位相群を出力させることを特徴とするマルチレート再生装置。
    A multi-rate playback device that is provided in a master station device of an optical access system and uses the same sampling clock for a plurality of bit rate signals,
    An M [Hz] × N-phase sampling circuit that oversamples input data from the master station device and outputs N-phase sampling data;
    A phase group selection circuit including an edge phase detection circuit, a phase group determination circuit, and a selector circuit, which assigns the N phase sampling data to a required number of phase groups according to the bit rate of the input data and outputs one phase group When,
    An optimum phase selection circuit for extracting a phase of data sampled at an optimum discrimination phase from the N phase sampling data;
    An N-phase data selection circuit that outputs only optimum identification phase sampling data selected by the optimum phase selection circuit from the phase group data selected by the phase group selection circuit, as optimum phase data;
    A data reproduction circuit that reproduces and outputs the bit rate of the optimum phase data to a required bit rate signal,
    The M [Hz] × N phase sampling circuit is
    When the input data has a maximum bit rate M [bps] that can be input in synchronization with a system reference frequency, an N-phase clock of M [Hz] is generated to oversample the input data by N-phase;
    When the input data is composed of M / S [bps] bit rate data of 1 / S of M [bps] (S = 2 ^ (x), x = 0, 1, 2,...). , N × S phase oversampling the input data,
    The phase group selection circuit assigns N × S phase sampling data by N × S phase oversampling to S phase groups when M / S [bps] data is input as the input data, Of the S phase group data, only sampling data for N phases of M / S [bps] is input as one phase group data to the optimum phase selection circuit,
    The edge phase detection circuit detects a rising edge phase and a falling edge phase for each bit from the N × S phase sampling data when M / S [bps] data is input as the input data;
    The multi-rate playback apparatus, wherein the phase group determination circuit causes the selector circuit to output one phase group based on the detection result of the rising edge and the falling edge.
  2.  前記位相群決定回路は、前記入力データとしてM/S[bps]データが入力された場合に、前記立上りエッジおよび前記立下りエッジの各位相から中心位相の所属する1つの位相群を抽出し、前記1つの位相群で検出した中心位相のみを選択して出力することを特徴とする請求項1に記載のマルチレート再生装置。 The phase group determination circuit extracts one phase group to which a central phase belongs from each phase of the rising edge and the falling edge when M / S [bps] data is input as the input data, 2. The multi-rate reproducing apparatus according to claim 1, wherein only the center phase detected by the one phase group is selected and output.
  3.  前記位相群選択回路は、前記入力データとしてM[bps]データが入力された場合に、前記M[Hz]×N位相サンプリング回路からのN位相サンプリングデータを1つの位相群データとして通過させることを特徴とする請求項1に記載のマルチレート再生装置。 The phase group selection circuit allows N phase sampling data from the M [Hz] × N phase sampling circuit to pass as one phase group data when M [bps] data is input as the input data. The multi-rate playback device according to claim 1, wherein:
  4.  前記データ再生回路は、
     前記入力データのビットレートがM[bps]の場合には、前記M[bps]のデータを再生し、前記入力データのビットレートがM/S[bps]の場合には、前記M/S[bps]のデータを再生することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のマルチレート再生装置。
    The data reproduction circuit includes:
    When the bit rate of the input data is M [bps], the data of M [bps] is reproduced, and when the bit rate of the input data is M / S [bps], the M / S [ 4. The multi-rate playback apparatus according to claim 1, wherein the multi-rate playback apparatus plays back the data of bps].
  5.  前記位相群決定回路および前記最適位相選択回路に対してビット積算数を設定するビット積算数決定回路を備え、
     前記位相群決定回路は、エッジ位相検出回路の検出結果を前記ビット積算数分だけ積算し、最も頻度の高い位相群を最適位相群として決定し、
     前記最適位相選択回路は、前記ビット積算数ごとにエッジ位相のヒストグラムを作成し、最も頻度の高い位相をエッジ位相として抽出することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のマルチレート再生装置。
    A bit integration number determination circuit for setting a bit integration number for the phase group determination circuit and the optimum phase selection circuit;
    The phase group determination circuit integrates the detection results of the edge phase detection circuit by the number of bit integrations, and determines the most frequent phase group as the optimal phase group,
    The said optimal phase selection circuit produces the histogram of an edge phase for every said bit integration number, and extracts the phase with the highest frequency as an edge phase, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. The multi-rate playback device described in 1.
  6.  前記光アクセスシステムはPONシステムからなり、前記入力データはバーストデータからなることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のマルチレート再生装置。 The multi-rate playback apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical access system is a PON system, and the input data is burst data.
  7.  前記位相群選択回路は、前記最適位相選択回路および前記N位相データ選択回路の機能を含むことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のマルチレート再生装置。 The multi-rate playback device according to any one of claims 1 to 6, wherein the phase group selection circuit includes functions of the optimum phase selection circuit and the N phase data selection circuit.
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