JPH09261210A - 同期伝送システムの同期クロック分配方式 - Google Patents

同期伝送システムの同期クロック分配方式

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JPH09261210A
JPH09261210A JP8070130A JP7013096A JPH09261210A JP H09261210 A JPH09261210 A JP H09261210A JP 8070130 A JP8070130 A JP 8070130A JP 7013096 A JP7013096 A JP 7013096A JP H09261210 A JPH09261210 A JP H09261210A
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JP
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synchronous
clock
clocks
transmission
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JP8070130A
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Masayuki Takami
昌之 高見
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冗長構成の同期クロック分配路のいずれかで
障害が発生しても、複数の同期伝送装置の間での位相同
期を保証できるようにする。 【解決手段】 DCS1と各同期伝送装置21〜2nと
の間を分配路L00〜L0n,L10〜L1nによりそ
れぞれリング状に接続して0系/1系同期クロックCK
0,CK1のリング分配路R0,R1を形成する。各同
期伝送装置21〜2nはそれぞれ0系/1系同期クロッ
クCK0,CK1を中継するが、受信中の同期クロック
の障害を検出したとき、次の装置へ出力する同期クロッ
クを停止させる。したがって、分配路L00〜L0n,
L10〜L1nのどこかで障害が発生するとDCS1に
戻るべき同期クロックが消失する。DCS1では、自ら
が出力した同期クロックCK0,CK1を受信/監視し
て、クロック消失を検出した場合には、消失した側の同
期クロックの出力を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば局舎内の同
期伝送システムにおいて、同期クロックの分配を行う場
合の同期クロック分配方式に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、伝送システムの同期化は世界の趨
勢であり、ハイアラーキの統一化が進められている。特
に、SDH(Synchronous Digital Hierarchy )方式は
幹線光伝送システムの標準となりつつあり、現在までに
STM−16、すなわち2.4GHzのシステムまで実
用化に至っている。
【0003】しかしながら、それ以上の伝送速度のシス
テムは、現時点ではデバイスの制約等からSDHのハイ
アラーキから外れて、STM−16の信号を単純なビッ
ト多重によって多重化して速度アップを図る等の手段が
とられている。この方式のメリットは、超高速伝送時の
伝送品質を確保するための誤り訂正符号の採用等、自由
な設計が可能になることにある。
【0004】当然のことながら、ビット多重を可能にす
るためには、多重される信号相互のビット同期が確立し
ていることが必要になる。この同期確立のための同期ク
ロック分配方式の従来例を図8に示す。
【0005】図8は従来の同期クロック分配方式による
同期伝送システムの構成を示すもので、101は同期ク
ロック分配装置(DCS:Digital Clock Supply)であ
る。このDCS101は0系同期クロックCK0と1系
同期クロックCK1を入力し、これらの同期クロックC
K0,CK1を複数個(図6では2個)の同期伝送装置
102,103にスター状に分配する。
【0006】従来の同期クロック分配方式では、始めに
全ての同期伝送装置が0系同期クロックに同期する。す
なわち、同期伝送装置102,103は0系に同期して
動作し、伝送データをビット多重装置104に送信す
る。このビット多重装置104は初期状態でリセットさ
れ、各同期伝送装置102,103からの伝送データを
ビット多重して出力する。
【0007】ところが、従来の方式では、0系/1系の
いずれかの同期クロック分配路で障害が発生すると、障
害の発生した系の同期伝送装置のみが1系のクロックに
同期することになる。このときに0系/1系の各同期ク
ロックの位相が完全に一致していれば問題は発生しない
が、実際にはクロックパスの違い等によるワンダによっ
て位相差が変動したり、特定の同期伝送装置のみが同期
クロックの障害によって1系に切り替わったりする。
【0008】このような場合、伝送信号相互間のビット
位相がずれて、ビット多重装置104内で位相差吸収用
のメモリの動作点がずれてしまい、最悪の場合にはメモ
リのオーバーフローが起こり、伝送信号がスリップして
しまう。
【0009】すなわち、従来の同期クロック分配方式の
考え方では、複数の同期伝送装置102,103の間で
のビット同期を保証することができず、ビット多重装置
104を導入することは極めて困難である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の同期伝送システムに用いる同期クロック分配方式で
は、各同期伝送装置に対して複数の同期クロックを分配
して冗長構成をとるようにしているが、いずれかの同期
クロック分配路で障害が発生した場合に、その経路の同
期伝送装置のみが冗長系の同期クロックに切り替わって
しまい、他の同期伝送装置との同期関係が保てなくな
る。
【0011】本発明は、上記の問題を解決し、冗長構成
の同期クロック分配路のいずれかで障害が発生しても、
複数の同期伝送装置の間での位相同期を保証することの
できる同期クロック分配方式を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る同期伝送システムの同期クロック分
配方式は、少なくとも2系統以上の複数の同期クロック
を送信する送信手段、この送信手段で送信した複数の同
期クロックを受信する受信手段、及びこの受信手段の各
同期クロックの受信状態を監視し同期クロックの入力断
を検出して前記送信手段に対応する同期クロックの出力
を停止させる断検出手段を備える同期クロック供給装置
と、前記複数の同期クロックを受信する受信手段、この
受信手段で受信した複数の同期クロックを送信する送信
手段、前記受信手段の受信状態を監視し同期クロックの
入力断を検出して前記送信手段に対応する同期クロック
の出力を停止させる断検出手段、及び前記受信手段で受
信した複数の同期クロックのいずれかを所定の優先順位
で選択する選択手段を備える複数の同期伝送装置とを具
備し、前記同期クロック供給装置から出力される複数の
同期クロックを前記複数の同期伝送装置により順次中継
して前記同期クロック供給回路に送り返すように複数の
リング分配路を形成するようにした。
【0013】特に、前記同期伝送装置の選択手段は、選
択中の同期クロックに障害が発生したときに選択切替動
作を行い、障害が回復しても切り戻しを行わない非切り
戻し型とした。
【0014】また、前記同期クロック供給装置の断検出
手段は、断検出の同期クロックの送信を停止させた後、
前記送信手段に定期的に当該クロックの送信を開始さ
せ、そのリング分配路内の状態をモニタするようにし
た。
【0015】さらに、前記複数のリング分配路は、それ
ぞれの同期伝送装置間で等しい長さで配線するようにし
た。すなわち、上記構成による同期クロック分配方式で
は、同期クロックの分配をその分配路に同期伝送装置を
挿入したいわゆるリング状接続とし、いずれか一か所で
も異常が発生した場合には、冗長側の同じようにリング
接続されているクロック分配系に同期クロックを切り替
えるように制御する。
【0016】これによれば、クロック分配路がリングネ
ットワークとなっているので、複数の同期伝送装置の間
のいずれの障害に対してもそれを検出でき、障害発生と
同時に分配路を同じリング構成の冗長系に切り替えるこ
とができるので、障害発生時にもクロックを受信してい
る複数の同期伝送装置を同じシステムのクロックに同期
させることができる。したがって、装置間のワンダが要
因の同期クロック相互間のワンダは無視することができ
るようになり、装置のみの管理を行えばよいものとな
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図5を参照して本
発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係
る同期クロック分配方式を用いた局舎内における同期伝
送システムの構成を示すもので、1は0系(常用系)/
1系(予備系)同期クロックCK0,CK1を分配供給
するDCS、21,22,…,2nはそれぞれ0系/1
系同期クロックCK0,CK1を入力し、いずれか一方
の同期クロックに基づいてデータ処理を行なう同期伝送
装置、3は各同期伝送装置21〜2nからの伝送データ
を位相同期させつつビット多重して出力するビット多重
装置である。
【0018】本実施形態の同期伝送システムでは、網同
期をとるために、DCS1と各同期伝送装置21〜2n
との間を分配路L00,L01,L02,…,L0nに
よりリング状に接続することによって0系同期クロック
CK0のリング分配路R0を形成し、分配路L10,L
11,L12,…,L1nによりリング状に接続するこ
とによって1系の同期クロックCK1のリング分配路R
1を形成する。
【0019】すなわち、同期伝送装置21は0系/1系
同期クロックCK0,CK1をそれぞれ分配路L00,
L10から受信し、内部のデータ処理に使用する他に、
次の同期伝送装置22に向けて分配路L01,L11へ
出力する。同期伝送装置22も同期伝送装置21と同様
に、受信したクロックCK0,CK1を内部のデータ処
理に使用すると同時に、次の同期伝送装置(図示せず)
に向けて分配路L02,L12へ出力する。最後の同期
伝送装置2nは受信した同期クロックCK0,CK1を
分配路L0n,L1nを通じてDCS1へ戻す。
【0020】また、同期伝送装置21〜2nは、それぞ
れ受信している同期クロックが消失したようなとき、そ
の障害を検出すると同時に、次の装置へ出力する同期ク
ロックを停止させる機能を備える。したがって、分配路
L00〜L0nあるいはL10〜L1nのどこで障害が
発生してもDCS1に戻ってくるべき同期クロックは消
失する。
【0021】DCS1においては、分配路L00〜L0
n、L10〜L1nを通じて、自らが出力した同期クロ
ックCK0,CK1を終端し、各同期クロックCK0,
CK1を受信/監視して、クロック消失を検出した場合
には、消失した側の同期クロックの出力を停止させる機
能を有する。
【0022】上記構成において、図2を参照してその処
理動作を説明する。図2では、説明を分かりやすくする
ため、n=2とし、DCS1と同期伝送装置21,22
との間を分配路L00〜L02で接続して同期クロック
CK0用のリング分配路R0を形成し、分配路L10〜
L12で接続して同期クロックCK1用のリング分配路
R1を形成した場合について説明する。
【0023】最初、障害発生のない状態で、同期伝送装
置21,22がそれぞれ分配路L00,L01から受信
した同期クロックCK0に同期して動作しているものと
する。この状態で分配路L01に障害が発生して同期伝
送装置22の入力クロックCK0が消失すると、この同
期伝送装置22は分配路L11側の同期クロックCK1
を選択するように切り替わるが、それと同時に分配路L
02への出力クロックCK0を停止させる。
【0024】これにより、DCS1でも分配路L02か
らの同期クロックCK0が消失するので、DCS1は分
配路L00に出力する同期クロックCK0を停止させ
る。この結果、同期伝送装置21の入力クロックCK0
が消失し、同期伝送装置21も分配路L10からの同期
クロックCK1に切り替わって動作するようになる。
【0025】この一連の処理動作に要する時間は、分配
する同期クロックの周波数にも依存するが、最も一般的
な64kHz +8kHz のコンポジット信号の場合でも、ク
ロック消失を検出して出力を停止するまでに必要な時間
は、一つの同期伝送装置について1msecもあれば十分で
ある。
【0026】図2の場合で考えると、同期伝送装置22
が同期クロックCK0の消失を検出して切り替えが始ま
るタイミングt1と、最終的に同期伝送装置21が切り
替えを始めるタイミングt2までの時間差は、図3に示
すように、2msec+リング分配路R0の伝送遅延分の時
間で定まる。
【0027】今考えているのは局舎内部のリングである
ことから、リング長は最大でも1km程度と考えられる。
したがって、リング分配路R0での遅延時間は5nsec/m
×1000m =5μsec 程度であり、無視することがで
きる。
【0028】リング分配路R0,R1に接続される同期
伝送装置の数がn台のとき、DCS1を含めてn+1台
で同様のリング構成となるが、この場合には最初に障害
を検出して切り替わる装置と最後に切り替わる装置との
間での時間差は、 1msec×n=nmsec となる。よって、例えば10台でリング分配路R0,R
1を組んだとしてもその時間差は10msec程度ですむこ
とになる。同期クロックCK0,CK1の周波数を1.
5MHz あるいは2MHz のように高速化すれば、もう一桁
以上の時間短縮が可能となる。
【0029】その効果を以下に説明する。分配路L00
とL10、L01とL11、L02とL12をそれぞれ
ほぼ等しい長さにするように設定すれば、図4に示すよ
うに、同期伝送装置21と22の間での同期クロックC
K0,CK1の位相差は、装置が分配路L00,L01
側を選んで動作するときも分配路L10,L11を選択
したときも同じである。
【0030】すなわち、同期伝送装置21,22の間で
の受信クロックの位相差は、0系選択時には分配路L0
1の遅延時間分の位相差であり、1系選択時には分配路
L11の遅延時間分の位相差である。このため、両方の
長さが等しければ、0系選択時も1系選択時も2台の間
の位相差は変わらない。
【0031】したがって、各同期伝送装置21,22か
ら出力するデータ信号の位相もほぼ等しいと考えてよ
い。言い換えれば、0系選択時でも1系選択時でも、そ
の定常状態では2台の間の出力のビット位相はほぼ一定
であると考えられる。
【0032】次に、前述した障害発生によりリング伝送
路が切り替わる過渡応答について、図5を参照して説明
する。図5は障害発生時前後の時間を横軸に、同期伝送
装置21,22の位相を縦軸にとり、切り替えの時の両
者の位相の変化を示したものである。図2の構成で説明
すると、分配路L01の障害によって、まず同期伝送装
置22が時刻t1の時点でそれまでの位相ι11から1
系の分配路L11の基準位相ι21へと変化し始める。
一方、同期伝送装置21は前述の検討によりその2msec
後ぐらい(時刻t2)に1系の基準位相ι20に向かっ
て位相変化を始める。
【0033】切り替えが完全に終了して定常になれば、
切り替え以前と同じ位相差Διで両者の間の位相が定ま
るが、切り替えの途中では両者の間の位相差がこの図の
場合には少なくなるように変化する。障害の場所によっ
ては、同期伝送装置21の方が先に位相変化して位相差
が大きくなる場合もある。
【0034】ここで、図5では様子がよく分かるように
極端に示したが、前述のように、クロックが64kHz +
8kHz のコンポジット信号の場合で、t1とt2の時間
差は2msec、システムが大きくなっても高々10台とす
ると10msecである。したがって、2MHz のような高速
のクロックを使用すれば、容易に1msec以下に抑えるこ
とができる。それに対して切り替え時の過渡応答特性を
1秒程度にしてやれば、途中の位相差の変化は極めて小
さく抑え込めるようになる。
【0035】このことにより、図2の構成では、2台の
同期伝送装置21,22の出力をビット多重するとき
に、ビット多重装置3側で吸収しなければならない位相
変動量が小さくてすみ、メモリを大きくしなくてもよい
ため、全体として経済的なシステムを実現できる。
【0036】また、この方式によれば2台だけでなくよ
り多くの同期伝送装置のビット位相を管理できるため、
ビット多重装置3として2ビットのみでなくNビット多
重にも適用できるので、簡単に伝送速度の増大に寄与で
きる。
【0037】ところで、いったん障害が発生すると、D
CS1は障害発生側の出力を停止しするので、障害が消
えても出力を再度立ち上げてよいかどうか分からなくな
る。これについては、手動で強制的に立ち上げるように
してもよいし、定期的に出力を発生させるようにして障
害が残っているかどうかチェックするようにしてもよ
い。その場合には、同期伝送装置21〜2n側に非切り
戻し型の切替制御機能を持たせておけば、チェック時に
切替を起こさないようにすることができる。
【0038】以上の処理動作を実現するDCS1と同期
伝送装置21〜2nの具体的な構成をそれぞれ図6、図
7に示す。図6は上記DCS1の具体的な構成を示すも
のである。このDCS1には、外部から与えられる第1
及び第2の基準クロックCKref1及び1系同期クロック
CKref2はそれぞれデジタル位相同期回路(以下、DP
LL回路)1A,1Bで互いに位相同期され、一方がマ
スター、他方がスレーブとして、0系クロック送信回路
1C及び1系クロック送信回路1Dに供給される。各ク
ロック送信回路1C,1Dはそれぞれ通常はDPLL回
路1Aからのマスタークロックを同期クロックCK0ま
たはCK1として分配路L00,L10へ出力する。マ
スタークロックに異常が発生した場合にはスレーブ側に
切り替える。
【0039】また、DCS1は分配路L0n,L1nか
ら戻ってくる同期クロックCK0,CK1をそれぞれ0
系クロック受信回路1E及び1系クロック受信回路1F
で受信する。断検出回路1G,1Hはそれぞれ受信回路
1E,1Fの受信状態を監視しており、断検出時には対
応する系のクロック送信回路1C,1Dにクロック送出
を停止させ、復帰した場合にはクロック送出を再開させ
る。
【0040】すなわち、上記構成によるDCS1では、
通常はマスタークロックを用いて0系/1系同期クロッ
クCK0,CK1を生成し、それぞれ独立してリング分
配路R0,R1に送出し、その戻りを検出している。こ
こで、マスタークロックに異常が発生した場合にスレー
ブ側のクロックを切り替えることで、動作保証を行って
いる。また、各同期クロックCK0,CK1の戻りを監
視し、断検出時には検出側のクロック送信を停止するよ
うにしている。
【0041】図7は同期伝送装置2i(iは1〜nのい
ずれか)の具体的な構成を示すものである。この同期伝
送装置2iには、分配路L0(i−1)からの0系クロ
ックCK0を受信する0系クロック受信回路2A、この
回路2Aで受信された0系クロックCK0を分配路L0
iに送出する0系クロック送信回路2B、0系クロック
受信回路2Aの受信状態を監視して断検出時に0系クロ
ック送信回路2Bのクロック送出を停止させる断検出回
路2Cを備える。
【0042】同じく、分配路L1(i−1)からの1系
クロックCK1を受信する1系クロック受信回路2D、
この回路2Dで受信された1系クロックCK1を分配路
L1iに送出する1系クロック送信回路2E、1系クロ
ック受信回路2Dの受信状態を監視して断検出時に1系
クロック送信回路2Eのクロック送出を停止させる断検
出回路2Fを備える。
【0043】各クロック受信回路2A,2Dで受信され
た0系/1系同期クロックCK0,CK1は共にクロッ
ク選択回路2Gに供給される。このクロック選択回路2
Gは通常は0系同期クロックCK0を選択出力し、断検
出回路2Cの断検出後は1系同期クロックCK1を選択
出力するもので、その選択制御は非切り戻し型となって
いる。
【0044】ここで選択された同期クロックはデータ処
理回路2Hのデータ処理に供される。このデータ処理回
路2Hの処理データはデータ送信回路2Iによりビット
多重装置3へ送出される。
【0045】すなわち、上記構成による同期伝送装置2
iでは、常時0系/1系同期クロックCK0,CK1を
受信し、かつ隣接装置2(i+1)に送出しており、内
部で通常は0系同期クロックCK0を選択して使用して
いる。ここで、通常使用している0系同期クロックCK
0の断発生を検出すると、その同期クロックCK0の送
出を停止させ、クロック選択を1系同期クロックCK1
に切り替える。
【0046】ここで、クロック選択制御は非切り戻し型
となっているので、0系同期クロックCK0が復帰して
も、その選択は元に戻らない。したがって、同期伝送装
置21〜2nは全て1系同期クロックCK1で動作し、
一部だけが0系に戻るようなことはない。したがって、
以上の構成のDCS及び同期伝送装置を用いることによ
り、前述の実施形態の作用効果が得られる同期伝送シス
テムを構築することができる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
便な方法で複数の同期伝送装置のビット位相を管理する
ことができるので、ビット多重による伝送速度アップを
容易に実現することができ、これによりビット多重装置
で備える位相変動吸収のためのメモリを小さいものです
むようになる。よって、冗長構成の同期クロック分配路
のいずれかで障害が発生しても、複数の同期伝送装置の
間での位相同期を保証することのできる同期クロック分
配方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による同期クロック分配方式を用いた同
期伝送システムの実施形態の構成を示すブロック回路
図。
【図2】同実施形態の障害動作を説明するための図。
【図3】同実施形態の障害時の時間関係を説明するため
の図。
【図4】同実施形態の位相の関係を説明するための図。
【図5】同実施形態の位相変動を説明するための図。
【図6】同実施形態の同期クロック分配装置(DCS)
の具体的な構成を示すブロック回路図。
【図7】同実施形態の同期伝送装置の具体的な構成を示
すブロック回路図。
【図8】従来の同期クロック分配方式による同期伝送シ
ステムの構成を示すブロック回路図。
【符号の説明】
1…クロック供給装置(DCS) 1A,1B…デジタル位相同期回路(DPLL) 1C…0系クロック送信回路 1D…1系クロック送信回路 1E…0系クロック受信回路 1F…1系クロック受信回路 1G,1H…断検出回路 21,2n…同期伝送装置 2A…0系クロック受信回路 2B…0系クロック送信回路 2C…断検出回路 2D…1系クロック受信回路 2E…0系クロック送信回路 2F…断検出回路 2G…クロック選択回路 2H…データ処理回路 2I…データ送信回路 3…ビット多重装置 CK0…第1の同期クロック CK1…第2の同期クロック L00〜L0n…0系同期クロック分配路 L10〜L1n…1系同期クロック分配路 R0…0系リング分配路 R1…1系リング分配路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2系統以上の複数の同期クロッ
    クを送信する送信手段、この送信手段で送信した複数の
    同期クロックを受信する受信手段、及びこの受信手段の
    各同期クロックの受信状態を監視し同期クロックの入力
    断を検出して前記送信手段に対応する同期クロックの出
    力を停止させる断検出手段を備える同期クロック供給装
    置と、 前記複数の同期クロックを受信する受信手段、この受信
    手段で受信した複数の同期クロックを送信する送信手
    段、前記受信手段の受信状態を監視し同期クロックの入
    力断を検出して前記送信手段に対応する同期クロックの
    出力を停止させる断検出手段、及び前記受信手段で受信
    した複数の同期クロックのいずれかを所定の優先順位で
    選択する選択手段を備える複数の同期伝送装置とを具備
    し、 前記同期クロック供給装置から出力される複数の同期ク
    ロックを前記複数の同期伝送装置により順次中継して前
    記同期クロック供給回路に送り返すように複数のリング
    分配路を形成したことを特徴とする同期伝送システムの
    同期クロック分配方式。
  2. 【請求項2】前記同期伝送装置の選択手段は、選択中の
    同期クロックに障害が発生したときに選択切替動作を行
    い、障害が回復しても切り戻しを行わない非切り戻し型
    であることを特徴とする請求項1記載の同期伝送システ
    ムの同期クロック分配方式。
  3. 【請求項3】前記同期クロック供給装置の断検出手段
    は、断検出の同期クロックの送信を停止させた後、前記
    送信手段に定期的に当該クロックの送信を開始させ、そ
    のリング分配路内の状態をモニタするようにしたことを
    特徴とする請求項1記載の同期伝送システムの同期クロ
    ック分配方式。
  4. 【請求項4】前記複数のリング分配路は、それぞれの同
    期伝送装置間で等しい長さで配線してなることを特徴と
    する請求項1記載の同期伝送システムの同期クロック分
    配方式。
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