KR100434346B1 - 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, 프레임 단위로 전송되는 데이터에서 ATM 셀을 추출하여 가입자 장치로 전송하는 물리층 장치와; 상기 물리층 장치에서 전송된 ATM 셀을 수신하여 헤더 변환 및 셀 트래픽 제어를 수행하는 가입자 장치와; 상기 물리층 장치로부터의 셀에 동기를 맞추고, 상기 물리층 장치가 비정상적으로 동작하여 상기 가입자 장치에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 상기 가입자 장치가 안정적으로 동작되도록 하는 동기에러 복구부를 포함하여 구성함으로써, ATM 교환기의 가입자 장치에서 물리층으로 셀을 수신할 때 효과적으로 셀 동기를 수행하고 물리층 장치의 비정상적인 동작을 빠르게 감지하여 가입자 정합장치가 오동작 하는 상태를 빨리 해소하고 가입자 정합 장치의 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법{Apparatus and method for detecting and recovery of synchronous error in exchange}
본 발명은 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 ATM(Asynchronous Transfer Mode, 비동기 전송 방식) 교환기의 가입자 장치에서 물리층으로 셀을 수신할 때 효과적으로 셀 동기를 수행하고 물리층 장치의 비정상적인 동작을 빠르게 감지하여 가입자 정합장치가 오동작 하는 상태를 빨리 해소하고 가입자 정합 장치의 안정성을 향상시키기에 적당하도록 한 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 교환(Exchange)은 의사 및 데이터 정보를 주고받는 두 사람 또는 그 이상의 대상자 사이의 전송 경로를 형성하기 위하여 스위치 회로망의 입선에서 오는 접속요구를 검출하고 출선을 선택하여 입선-출선 간의 경로를 설정한 다음 입선과 출선의 상태를 감시하고 절단하며 요금 부과 등의 기능을 수행하는 일련의 동작을 뜻한다.
이러한 교환을 통신 정보의 형식에 따라 분류하면 회화와 같은 음성 형식의 경우를 전화 교환, 전문과 같은 문자 형식의 경우를 전신 교환, 화상 정보 형식의 경우를 데이터 교환이라 한다. 또한 통신을 하는 주체에 따라 분류하면 국내 공중 교환, 국제 교환, 구내 교환, 전용선 교환 등으로 분류된다.
한편 비동기 전송 모드(ATM)는 ITU-T(구 CCITT)에서 1988년에 B-ISDN(광대역 ISDN)의 전송 방식으로 결정되어, B-ISDN의 핵심이 되는 전송 및 교환 기술이다. 이는 모든 정보를 ATM 셀이라고 하는 고정 길이의 블록으로 분할하여 이것을 순차적으로 전송하는 방식이다.
ATM 셀은 53바이트인데, 그 중 헤더가 5바이트이고, 정보 필드가 48바이트이다. 이 고정 길의 데이터 스트림이 다중교환의 단위가 된다. 헤더 내에는 셀이 속하는 커넥션을 식별하기 위한 가상 채널 식별자(Virtual Channel Identifier, VCI) 가상 경로 식별자(Virtual Path Identifier, VPI), 폭주 시의 셀의 폐기 허용 여부를 표시하는 셀 우선 순위(Cell Loss Priority, CLP), 망 제어 정보를 구별하기 위한 셀 정보 식별(Payload Type, PT), 헤더의 오류를 검출하고 제어(Header Error Control, HEC) 등의 기능이 있다. ATM 다중의 특징은 통계적 다중 효과에 의해서 L분할보다 높은 다중화 효율을 기할 수 있고, 개개의 통신에 할당되는 전송 대역을 자유롭게 설정할 수 있는 점이다.
그리고 ATM 교환에서는 루틴 정보가 헤더에 격납되기 때문에 각 ATM 교환기가 자립적으로 셀을 중계하고 교환할 수 있으며, 교환 처리를 하드웨어로 실현할 수 있어서 교환 속도를 향상시킬 수 있다.
ATM 교환망은 가상 경로(Virtual Path, VP)와 가상 채널(Virtual Channel, VC)이라고 하는 2개 레벨의 망으로 구성된다. 이와 같이 ATM은 패킷 교환의 높은 전송 효율을 이어 받고, 회선 교환의 단점인 교환 지연 회선 사용 효율의 저하를 시정하여 다양한 정보를 고속으로 처리할 수 있게 된다.
이러한 ATM 교환기에서 가입자 정합 장치는 크게 가입자 장치와 물리층 장치로 구분할 수 있다.
도 1은 종래 교환기에서 가입자 장치와 정합 장치 간의 블록구성도이다.
여기서 참조번호 10은 물리층 장치이고, 20은 가입자 장치이다.
그래서 물리층 장치(10)는 프레임 단위로 전송되는 데이터에서 ATM 셀을 추출하여 가입자 장치(20)로 전송하고, 가입자 장치(20)는 이러한 ATM 셀을 수신하여 헤더 변환 및 셀 트래픽 제어를 수행한다. 물리층 장치(10)와 가입자 장치(20)는 ITU-T의 UTOPIA(Universal Test and Operations Physical Interface for ATM) 레벨 2 방식을 이용하여 인터페이스 한다.
물리층 장치(10)는 프레임 형식의 데이터로부터 ATM 셀을 추출하여 버퍼에 저장하고, 버퍼에 저장된 데이터는 UTOPIA LEVEL-2 방식의 시그널 신호와 함께 가입자 장치(20)로 전송된다. 이대 사용되는 시그널은 Rx/Tx cell available, Rx/Tx enable, Rx/Tx SOC가 있다.
도 2는 도 1에서 신호들의 타이밍도 이다.
cell available 신호는 버퍼에 데이터가 있을 때 또는 데이터를 전송할 수 있을 때 액티브(active) 되며, 가입자 장치(20)는 cell available 시그널이 active된 상태를 보고 enable 신호를 액티브(active) 상태로 만든다.
물리층 장치(10)는 enable 신호가 액티브 되면, SOC 신호와 함께 데이터를 데이터버스에 싣는다.
가입자 장치(20)는 SOC 신호를 통해 데이터의 시작을 알고, 한 셀 타임 동안 enable 신호를 액티브 상태로 유지한다.
가입자 장치(20)는 클럭과 동기되어 클럭의 상승에지에서 "1" 씩 증가하는 카운트 값을 갖고 있으며, 이 값을 이용해서 한 셀 타임을 측정할 수 있다.
이 카운터 값은 한계 값을 가지며, 한계 값에 도달하면 "0"으로 설정된다. 이때 사용되는 카운트 값은 가입자 장치(20)의 수신부에서 커넥션을 찾거나 RAM에데이터를 저장할 때 사용된다.
도 3은 종래 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법을 보인 흐름도 이다.
이에 도시된 바와 같이, 클럭의 상승에지에서 "1" 씩 증가하는 카운트 값을 설정한 다음 cell available 신호가 액티브 상태이면 enable 신호를 액티브 상태로 만든 후 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 있는지 판별하는 단계(ST11 ~ ST13)와; 상기 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 없으면, 동기에러로 판단하여 카운트 값을 "1" 씩 증가시킨 다음 정상 동작시키는 단계(ST14)(ST15)를 수행한다.
이러한 종래 기술에 의한 동작을 좀더 상세히 설명한다.
가입자 정합 장치에서 종래의 기술은 가입자 장치(20)에서 클럭과 동기된 카운트 값을 이용해서 하나의 셀을 완전히 수신하는 방식을 사용한다. 즉, 카운트 값을 이용해서 정확히 한 셀 타임(Cell Time) 동안 enable 신호를 액티브 상태로 만든다. 그 구체적인 동작은 다음과 같다.
먼저 클럭의 상승에지에서 "1" 씩 증가하는 카운트 값을 갖는다. 이 값은 63까지 증가하면 다시 "0"으로 설정된다.
그리고 카운트 값이 "3"일 때 cell available 신호가 액티브 상태이면, enable 신호를 액티브 상태로 만든다. enable 신호의 액티브 상태는 카운트 값이 56이 되면 디액티브(deactive) 상태로 된다.
카운트 값이 "6"일 때 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC가 있으면, 동기 에러(synch error)가 발생하지 않은 것이다.
카운트 값이 "6"일 때 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC가 없으면, 동기 에러(synch error)로 간주한다.
그래서 SOC가 액티브 상태이고 동기 에러가 발생하였으면, 카운트 값을 "7"로 설정한다. 이것은 정상적인 경우 SOC가 있는 후에 카운트 값은 "7"로 설정되기 때문에 비정상적인 상황이 발생하여 SOC가 카운트 값이 "6"이 아닌 구간에서 발생할 경우에 이러한 상황을 극복하기 위해서 카운트 값이 정상적인 경우와 같은 경우로 설정하는 것이다.
그러나 이러한 종래의 기술에서 가입자 장치는 물리층 장치가 비정상적인 동작을 할 경우 이것을 극복하기 위해서, 가입자 장치의 셀 처리 기준이 되는 카운트 값을 하나 증가시켜 "7"로 설정하기 때문에 이 값을 사용하고 있는 다른 블록, 예를 들면 CAM을 액세스하여 ATM 연결정보를 검색할 수 없는 상태로 만들거나, 기능을 수행하지 못하게 하는 결과를 가져오게 문제점이 있게 된다. 또한 이런 비정상적인 경우가 발행하였을 때 효과적으로 이 상황을 극복할 수 있는 방법도 없었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 ATM 교환기의 가입자 장치에서 물리층으로 셀을 수신할 때 효과적으로 셀 동기를 수행하고 물리층 장치의 비정상적인 동작을 빠르게 감지하여 가입자 정합장치가 오동작 하는 상태를 빨리 해소하고 가입자 정합 장치의 안정성을 향상시킬 수 있는 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치는,
프레임 단위로 전송되는 데이터에서 ATM 셀을 추출하여 가입자 장치로 전송하는 물리층 장치와; 상기 물리층 장치에서 전송된 ATM 셀을 수신하여 헤더 변환 및 셀 트래픽 제어를 수행하는 가입자 장치와; 상기 물리층 장치로부터의 셀에 동기를 맞추고, 상기 물리층 장치가 비정상적으로 동작하여 상기 가입자 장치에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 상기 가입자 장치가 안정적으로 동작되도록 하는 동기에러 복구부를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법은,
카운트 값을 설정한 다음 cell available 신호가 액티브 상태이면 enable 신호를 액티브 상태로 만든 후 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 있는지 판별하는 제 1 단계와; 상기 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 없으면, 동기 에러로 판단하여 인터럽트를 발생시켜 상위로 보고하여 동기 에러 상태가 복구되도록 하는 제 2 단계를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도 1은 종래 교환기에서 가입자 장치와 정합 장치 간의 블록 구성도 이고,
도 2는 도 1에서 신호들의 타이밍도 이며,
도 3은 종래 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법을 보인 흐름도 이고,
도 4는 본 발명에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치의 블록 구성도 이며,
도 5는 본 발명에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법을 보인 흐름도 이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 물리층 장치 20 : 가입자 장치
30 : 동기에러 복구부 31 : 제어부
32 : 카운터 33 : SOC 감지부
34 : 동기에러 감지부 35 : 인터럽트 발생부
이하, 상기와 같은 본 발명, 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 프레임 단위로 전송되는 데이터에서 ATM 셀을 추출하여 가입자 장치(20)로 전송하는 물리층 장치(10)와; 상기 물리층 장치(10)에서 전송된 ATM 셀을 수신하여 헤더 변환 및 셀 트래픽 제어를 수행하는 가입자 장치(20)와; 상기 물리층 장치(10)로부터의 셀에 동기를 맞추고, 상기 물리층 장치(10)가 비정상적으로 동작하여 상기 가입자 장치(20)에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 상기 가입자 장치(20)가 안정적으로 동작되도록 하는 동기에러 복구부(30)를 포함하여 구성된다.
상기에서 동기에러 복구부(30)는, 상기 물리층 장치(10)로부터의 셀에 동기를 맞추고, 상기 물리층 장치(10)가 비정상적으로 동작하여 상기 가입자 장치(20)에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 상기 가입자 장치(20)가 안정적으로 동작되도록 제어하는 제어부(31)와; 상기 제어부(31)의 제어를 받고, 상기 물리층 장치(10)의 셀을 카운트하는 카운터(32)와; 상기 제어부(31)의 제어를 받고, 상기 물리층 장치(10)의 셀에서 SOC를 감지하는 SOC 감지부(33)와; 상기 제어부(31)의 제어를 받고, 상기 물리층 장치(10)의 셀에서 동기에러를 감지하는 동기에러 감지부(34)와; 상기 제어부(34)의 제어에 따라 인터럽트를 발생시켜 상기 가입자 장치(20)가 동기 에러를 복구하여 정상 동작할 수 있도록 하는 인터럽트 발생부(35)를 포함하여 구성된다.
도 5는 본 발명에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법을 보인 흐름도 이다.
이에 도시된 바와 같이, 카운트 값을 설정한 다음 cell available 신호가 액티브 상태이면 enable 신호를 액티브 상태로 만든 후 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 있는지 판별하는 제 1 단계(ST21 ~ ST23)와; 상기 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 없으면, 동기 에러로 판단하여 인터럽트를 발생시켜 상위로 보고하여 동기 에러 상태가 복구되도록 하는 제 2 단계(ST24 ~ ST26)를 포함하여 수행한다.
상기에서 제 2 단계는, 일정시간 후에 관찰하여 동기 에러 상태가 복구되지 않았으면 다시 인터럽트를 발생하여 상위에 보고하는 단계를 더욱 포함하여 수행한다.
상기에서 제 2 단계는, 카운트 값이 미리 정해진 증가 값만큼 되어 있지 않으면 인터럽트를 발생시켜 상위로 보고하여 동기 에러 상태가 복구되도록 하는 단계를 더욱 포함하여 수행한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에서는 ATM 교환기에서 물리층 장치(10)가 비정상적인 동작을 수행할 경우 이것을 빠르게 감지하고, 이 상황을 극복할 수 있도록 하고자 한다.
그래서 물리층 장치(10)로부터의 셀에 동기를 효과적으로 맞추고, 물리층 장치(10)가 비정상적으로 동작하여 가입자 장치(20)에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 가입자 장치(20)가 안정적으로 동작할 수 있게 한다. 또한 동기의 기준이 되는 카운터 값을 변환하여 가입자 장치(20)에서 오동작하지 않도록카운터 값은 항상 클럭에 동기되어 순환될 수 있도록 한다.
물리층 장치(10)가 비정상적으로 동작하는 경우는 스위치 절체 또는 스위치 보드의 완전 탈/실장에 의해서 발생한다. 또한 물리층 장치(10)에 제공되는 클럭이 정상적으로 공급되지 못할 때도 물리층 장치(10)가 비정상적으로 동작하게 된다. 그러면 클럭이 정상적으로 제공되어도 비정상적인 동작에서 빠져 나올 수 없는 상황에 빠지게 된다.
가입자 장치(20) 역시 물리층 장치(10)의 비정상적인 동작으로 인해 반복적으로 동기 에러가 발생하고, 오동작 상태에서 빠져 나오지 못하는 경우가 발생한다.
따라서 본 발명에서는 이러한 비정상적인 동작을 동기 손실(synch loss) 기능을 통해 감지하며, 물리층 칩의 오동작을 소프트웨어적인 리셋을 통해 복구하여 정상적으로 동작할 수 있게 한다.
소프트웨어적인 리셋(soft reset)은 비정상적인 동작이 정상적으로 복구될 때까지 일정시간 간격으로 발생하며, 이것은 인터럽트 방식을 사용하기 때문에 가입자 장치(20)가 많은 인터럽트 발생으로 인한 과부하에 빠지지 않도록 인터럽트 시간간격을 설정한다.
이를 좀더 구체적으로 설명한다.
먼저 클럭의 상승에지에서 "1" 씩 증가하는 카운트 값을 갖는다. 이 값은 63까지 증가하면 다시 "0"으로 설정된다.
그리고 카운트 값이 "3"일 때 cell available 신호가 액티브 상태이면,enable 신호를 액티브 상태로 만든다. enable 신호의 액티브 상태는 카운트 값이 56이 되면 디액티브(deactive) 상태로 된다.
카운트 값이 "6"일 때 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC가 있으면, 동기 에러(synch error)가 발생하지 않은 것이다.
카운트 값이 "6"일 때 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC가 없으면, 동기 에러(synch error)로 간주한다.
카운트 값이 "6"이 아닐 때 SOC가 액티브이거나 또는 동기 에러가 발생하면, 인터럽트를 발생하여 물리층 칩에 소프트웨어적인 리셋(soft reset)을 걸 수 있도록 상위에 보고한다. 일정 시간 후에 관찰하였을 때 동기 에러 상태가 복구되지 않았으면 다시 인터럽트를 발생하여 상위에 보고한다.
그래서 동기 손실(synch loss)이 발생하였을 때 동기 에러의 원인이 되고 있는 물리층 장치(10)를 정상 동작하도록 하고 있다. 즉, 가입자 장치(20)가 물리층 장치(10)에 대해서 마스터 역할을 하여 물리층 장치(10)의 오동작을 감지하여 이것을 극복하게 되는 것이다.
이처럼 본 발명은 ATM 교환기의 가입자 장치에서 물리층으로 셀을 수신할 때 효과적으로 셀 동기를 수행하고 물리층 장치의 비정상적인 동작을 빠르게 감지하여 가입자 정합장치가 오동작 하는 상태를 빨리 해소하고 가입자 정합 장치의 안정성을 향상시키게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치 및 그 방법은 ATM 교환기의 가입자 장치에서 물리층으로 셀을 수신할 때 효과적으로 셀 동기를 수행하고 물리층 장치의 비정상적인 동작을 빠르게 감지하여 가입자 정합장치가 오동작 하는 상태를 빨리 해소하고 가입자 정합 장치의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
또한 종래 ATM 교환기의 경우 정상적인 동작에서는 문제가 없지만 스위치 절체나 스위치 탈/실장과 같은 경우가 발생하여 순간적으로 공급되는 클럭이 비정상적이 될 경우에는 물리층 장치가 오동작 하게 되고, 이러한 오동작이 가입자 장치에 영향을 미쳐 가입자 정합장치가 전체적으로 오동작 상태에서 복구되지 못하는 경우가 발생하게 되는데, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하여 비정상적인 동작을 효과적으로 감지하여 오동작 상태를 신속하게 해결하여 ATM 교환기가 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

  1. 프레임 단위로 전송되는 데이터에서 ATM 셀을 추출하여 가입자 장치로 전송하는 물리층 장치와;
    상기 물리층 장치에서 전송된 ATM 셀을 수신하여 헤더 변환 및 셀 트래픽 제어를 수행하는 가입자 장치와;
    상기 물리층 장치로부터의 셀에 동기를 맞추고, 상기 물리층 장치가 비정상적으로 동작하여 상기 가입자 장치에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 상기 가입자 장치가 안정적으로 동작되도록 하는 동기에러 복구부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 동기에러 복구부는,
    상기 물리층 장치로부터의 셀에 동기를 맞추고, 상기 물리층 장치가 비정상적으로 동작하여 상기 가입자 장치에서 반복적으로 동기 에러가 발생하는 것을 복구하여 상기 가입자 장치가 안정적으로 동작되도록 제어하는 제어부와;
    상기 제어부의 제어를 받고, 상기 물리층 장치의 셀을 카운트하는 카운터와;
    상기 제어부의 제어를 받고, 상기 물리층 장치의 셀에서 SOC를 감지하는 SOC 감지부와;
    상기 제어부의 제어를 받고, 상기 물리층 장치의 셀에서 동기에러를 감지하는 동기에러 감지부와;
    상기 제어부의 제어에 따라 인터럽트를 발생시켜 상기 가입자 장치가 동기 에러를 복구하여 정상 동작할 수 있도록 하는 인터럽트 발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교환기의 동기에러 감지와 복구 장치.
  3. 카운트 값을 설정한 다음 cell available 신호가 액티브 상태이면 enable 신호를 액티브 상태로 만든 후 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 있는지 판별하는 제 1 단계와;
    상기 enable 신호가 액티브 상태이고 SOC 신호가 없으면, 동기 에러로 판단하여 인터럽트를 발생시켜 상위로 보고하여 동기 에러 상태가 복구되도록 하는 제 2 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    일정시간 후에 관찰하여 동기 에러 상태가 복구되지 않았으면 다시 인터럽트를 발생하여 상위에 보고하는 단계를 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    카운트 값이 미리 정해진 증가 값 만큼 되어 있지 않으면 인터럽트를 발생시켜 상위로 보고하여 동기 에러 상태가 복구되도록 하는 단계를 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 교환기의 동기에러 감지와 복구 방법.
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