KR102338973B1 - 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법 - Google Patents

비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 채널 액세스 방식으로 비-결정론적 네트워크(100)를 통해 네트워크 장치들(110, 120, 130) 사이에 데이터를 송신하는 방법에 관한 것으로서, 네트워크 장치가 비-결정론적 네트워크(1)에 액세스할 수 있는지 여부를 결정하는 것이 불가능하며, 비-결정론적 네트워크(100)는 다음 단계들을 포함하는 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)을 포함한다: 상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 개별 네트워크 장치들의 클록들을 서로 동기화시키는 단계, 데이터를 타임슬롯들로 송신하는데 이용 가능한 시간을 나누는 단계, 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 개별 네트워크 장치들에 대해 연속적인 타임슬롯들의 각각의 쌍들을 지정하는 단계로서, 개별 네트워크 장치(110, 120, 130)는 그것에 지정된 타임슬롯들의 각각의 쌍들 동안에만 데이터를 전달하는, 상기 지정 단계 및 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 네트워크 장치가 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯 내의 타임슬롯의 쌍 중 제 1 타임슬롯 동안 이미 송신한 데이터를 재송신할지 여부를 평가하는 단계.

Description

비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법{METHOD OF TRANSMITTING DATA BETWEEN NETWORK DEVICES OVER A NON-DETERMINISTIC NETWORK}
본 발명은 비 결정론적(non-deterministic) 네트워크를 통해 네트워크 장치들간에 데이터를 송신하는 방법에 관한 것이다.
IEEE 802.11은 10년 이상 동안 사용되어 왔으며 무선 인터페이스를 통해 광대역 데이터를 송신하는 기능을 생성한 무선 네트워크들의 표준이다. 제 1 세대 (IEEE 802.11b)는 데이터 처리량이 제한적이었지만, 최근 IEEE 802.11n로의 업그레이드로 이러한 수가 크게 증가했다. 다중 스트림들(다중 입력 다중 출력, MiMo) 데이터 처리량이 추가되어, 600Mbps로 증가했으며 앞으로도 계속 증가할 것이다.
이미 IEEE 802.11의 첫 번째 버전은 이더넷 네트워크에 대한 무선 확장을 갖고, 또한 802.11 PHY/MAC(물리적 계층/미디어 액세스 제어) 상단의 이더넷 물리적 계층(IP, TCP/IP 및 UDP/IP와 같은) 상단에서 실행되는 모든 프로토콜을 실행할 수 있는 기회를 제공했다.
(유선) 이더넷 네트워크의 경우, 특히 짧은 레이턴시(latency)을 갖는 미디어 데이터를 송신하기 위한 다양한 프로토콜들(예: CobraNet, Dante, Ravenna, AVB, Livewire)이 존재한다. 이러한 모든 프로토콜들은 레이턴시, 패킷 속도 및 대역폭에 대한 특정 요구사항들을 갖는다.
802.11 MAC(미디어 액세스 제어)의 주요 특징들 중 하나는 소위 충돌 회피를 통한 캐리어 감지 다중 액세스(CSMA/CA:Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 채널 액세스 메커니즘을 사용한다는 것이다. 다수의 네트워크 장치들은 동일한 송신 매체에 연결되어 이를 통해 송신하고 이것의 용량을 공유할 수 있다. 이러한 메커니즘은 실제 데이터 전달에서 비-결정성을 야기한다. 따라서, 이러한 종류의 네트워크들은 비-결정론적 네트워크들이라고 지칭된다. 무선 네트워크들과는 별도로, 그러한 비-결정론적 네트워크들의 다른 예들은 버스 네트워크들, 환상 네트워크들(ring network), 성형 네트워크들(star network) 또는 반이중 점-대-점 링크들이다.
비-결정론적 네트워크들을 공유하는 다수의 네트워크 장치들로, 네트워크 장치가 매체에 액세스할 수 있는지 여부를 결정하는 것이 가능하지 않다. 게다가, 네트워크 장치가 비-결정론적 네트워크를 통해 데이터를 송신할 수 있는지 여부를 예측하는 것이 어렵거나 심지어 불가능할 수도 있다. 미디어 데이터(미디어 데이터 패킷)가 네트워크 인터페이스로 전송되면, 비-결정론적 매체가 통신중인지 아닌지에 따라 실제 송신이 지연될 수 있다.
기존의 미디어/데이터 스트리밍 애플리케이션들은 (큰) 데이터 버퍼들을 추가하고 버퍼가 채워질 때만 플래이백을 시작함으로써 비-결정성을 다룬다. 그러나, 이는 미디어/데이터 스트림에 많은 레이턴시(종종 1초 이상의 범위)를 추가한다. 게다가, 이러한 알려진 구현들은 유선 네트워크들 용으로 설계되었으며, 일반적으로 비-결정론적 네트워크들과 호환되지 않는다. 이러한 비-결정성 때문에, MAC과 같은 CSMA를 사용하여 비-결정론적 네트워크(예: 802.11)를 통해 상술한 낮은 레이턴시 프로토콜들을 전송하고 우수한 성능을 달성하는 것은 현실적이지 않다.
따라서, 본 발명의 과제는 비-결정론적 네트워크를 통해 데이터, 특히 낮은 레이턴시 미디어 데이터를 송신하고, 양호한 성능 및 낮은 레이턴시를 달성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 독립항 제 1 항의 특징들을 갖는 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법이 제안된다.
비-결정론적 네트워크들은 특히 (다중) 채널 액세스 방법, 즉 비-결정론적 네트워크에 액세스하는 네트워크 장치에 대해 필요한 시간을 결정하는 것이 가능하지 않은 네트워크들을 갖는 네트워크들이다. 특히, 네트워크 장치가 비-결정론적 네트워크에 액세스할 수 있는지 여부를 결정하는 것은 가능하지 않다. 게다가, 네트워크 장치가 비-결정론적 네트워크(가변적인, 예측할 수 없는 레이턴시)를 통해 데이터를 송신할 수 있는지 여부를 확실하게 결정하는 것이 가능하지 않다. 본 발명에 따른 방법은: 동기화 단계, 스케줄링 단계 및 재송신 단계의 3 개의 단계들을 포함한다.
동기화 단계에서, 비-결정론적 네트워크의 네트워크 장치들은 동기화된다. 특히, 제 1 네트워크 장치의 제 1 클록 및 제 2 네트워크 장치의 제 2 클록은 동기화된다. 이러한 방식으로, 복수의 네트워크 장치들 내의 모든 네트워크 장치들은 동일한 시간의 개념을 가지며, 이에 따라 함께 동작할 공통 시간 축을 갖는다. 이러한 동기화는 바람직하게는 정밀 시간 프로토콜(PTP: Precision Time Protocol)에 의해 달성된다.
모든 네트워크 장치의 클록들이 동기화되어, 스케줄링 단계가 실행될 수 있다. 시간, 특히 데이터가 송신될 수 있는 가용 시간은 타임슬롯들로 나뉜다. 타임슬롯들은 각각 네트워크 장치들에 지정된다. 타임슬롯들은 연속적인 타임슬롯들의 쌍들로 분리된다. 타임슬롯들의 그러한 쌍들은 네트워크 장치들에 지정된다. 따라서, 항상 연속적인 타임슬롯들의 쌍들은 네트워크 장치들에 지정된다.
개별 네트워크 장치들은 타임슬롯들의 각각 지정된 쌍들 동안에만, 데이터를 송신하도록 허용된다. 특히, 마스터, 예를 들어 비-결정론적 네트워크의 스테이션 제어기는 네트워크 장치들에 대한 타임슬롯들의 쌍들을 지정한다.
네트워크 장치들의 클록들의 동기화로 인해, 이러한 스케줄링이 가능하다. 모든 네트워크 장치들의 공통 시간 축으로 인해, 모든 네트워크 장치들이 준수할 수 있는 모든 네트워크 장치들에 대한 바인딩 스케줄이 설정될 수 있다. 이런 방식으로, 시분할 다중화(TDM: Time Division Multiplex)가 정의될 수 있다. 따라서, 네트워크 장치들의 데이터 송신이 스케줄링될 수 있다. 이런 방식으로, 비-결정론적 네트워크에서 자체 간섭을 방지하는 것이 가능하다.
바람직하게, 타임슬롯들은 타임슬롯의 시작에서 고정된 타임슬롯-오프셋을 갖는 개별 네트워크 장치들에 지정된다. 따라서, 타임슬롯의 시작과 데이터 및/또는 데이터 패킷의 시작 사이에는 고정된 타임슬롯-오프셋이 존재한다. 이러한 방식으로, 연속적인 타임슬롯들에서 상이한 네트워크 장치의 데이터 및/또는 데이터 패킷들 사이의 충돌이 회피된다.
타임슬롯들의 각각의 쌍들은 바람직하게는 송신될 데이터의 레이턴시에 따라 개별적인 네트워크 장치들에 지정된다. 이러한 방식으로, 짧은 레이턴시를 갖는 데이터가 그에 따라 송신되는 것이 달성된다.
추가적으로 대안적으로, 타임슬롯들의 각각의 쌍들은 특히 네트워크 장치들에 의해 송신될 현재의 데이터 (양)에 따라 네트워크 장치들에 지정된다. 타임슬롯들의 각각의 쌍들은 데이터를 송신해야 하는 네트워크 장치들에 지정된다. 특히, 데이터를 송신해야 하는 네트워크 장치들은 마스터에게 적절한 알림을 할 수 있다. 이러한 알림들에 따라서, 마스터는 타임슬롯들을 지정한다.
타임슬롯들의 쌍들은 또한 선험적으로 지정될 수 있다. 특히, 타임슬롯들의 쌍들은 네트워크 장치들에 연속적으로 지정될 수 있다(즉, 개별 네트워크 장치들은 고정된 순서 및 일정한 시간 간격들로 데이터를 전달하도록 허용된다). 타임슬롯들의 각각의 쌍들은 또한 개별 네트워크 장치들의 우선 순위에 따라 네트워크 장치들에 지정될 수 있다. 이것은 더 높은 우선 순위의 데이터를 송신하는 높은 우선 순위를 가진 네트워크 장치들이 더 자주 타임슬롯들의 쌍들로 지정된다는 것을 의미한다. 따라서, 높은 우선 순위를 가진 네트워크 장치들은 낮은 우선 순위를 가진 네트워크 장치들보다 데이터를 더 자주 송신하도록 허용된다. 타임슬롯들의 쌍들은 또한 네트워크 장치들의 활동에 따라 네트워크 장치들로 지정될 수 있다. 이것은 더 많은 타임슬롯들의 쌍들이 적은 활성 네트워크 장치들보다 많은 데이터를 전달하는 더 많은 활성 네트워크 장치들로 지정된다는 것을 의미한다.
재송신 단계는 네트워크 장치가 데이터를 재송신하는 경우를 다룬다. 특히, 데이터는 데이터 패킷들로 컴파일된다. 네트워크 장치는 타임슬롯들의 지정된 쌍 중 제 1 타임슬롯 동안 데이터/데이터 패킷들을 송신한다. 그 후, 네트워크 장치가 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯 내의, 타임슬롯의 쌍 중 제 1 타임슬롯 동안 이미 송신한 상기 데이터/데이터 패킷을 재송신할지 여부가 평가된다. 네트워크 장치가 데이터/데이터 패키지를 재송신할 것으로 평가되면, 네트워크 장치는 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯 내에서 데이터/데이터 패키지를 재송신한다.
본 발명에 따르면, 네트워크 장치는 가능할 때마다 데이터를 두 번 송신한다. 이것이 합리적인지 여부와 데이터를 재송신하는 것이 합리적인지 여부가 평가된다. 만약 그렇다면, 네트워크 장치는 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯에서 데이터를 재송신한다. 따라서, 데이터/데이터 패킷들은 일반적으로 네트워크 장치에 의해 두 번 송신된다. 이러한 방식으로, 데이터가 대응하는 수신자에서 수신된다는 것이 특히 보장될 수 있다. 타임슬롯들의 쌍 중 제 1 타임슬롯 내의 송신이 대응하는 수신자에서 수신되지 않거나 결함이 있는 것으로 수신되면, 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯 내의 송신이 수신된다는 것이 (거의) 확실하다.
예를 들어, IEEE 802.11 표준, 특히 IEEE 802.11 MAC 표준과 같은 선행 기술 솔루션들은 수신 확인 신호들(ACK) 및 재송신들을 제공한다. 수신 확인 신호들(ACK)은 데이터의 수신을 확인한다. 수신 확인 신호가 수신될 때까지, 데이터가 재송신된다. 이들 수신 확인 신호들 및 재송신들은 추가 트래픽을 유발하고 비-결정론적 네트워크의 데이터 전달에 부담을 준다. 이러한 문제점들은 본 발명에 의해 극복된다.
본 발명에 따라서, 네트워크 장치에 지정된 타임슬롯들의 쌍 중 제 1 타임슬롯은 데이터를 한번 송신하기 위해 예정된다(reserve). 네트워크 장치에 지정된 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯은 두 번째로 데이터를 송신하기 위해 예정된다. 따라서, 수신 확인 신호들이 적용될 필요가 없다. 더욱이, 데이터의 재송신이 조정되고 제어된다.
특히, 이것이 합리적인지 여부 또는 현재의 타임슬롯들 쌍의 나머지 시간 동안 데이터를 재송신하는 것이 가능한지 여부가 평가된다. 데이터를 재송신하지 않는 것으로 평가되면, 데이터는 손실된다. 그 후, 데이터는 대응하는 네트워크 장치에 지정된 타임슬롯들 중 다음 쌍에서 다시 송신될 수 있다. 이러한 평가 및 재송신 단계는 특히 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 및/또는 패킷 손실 은폐(PLC: Packet Loss Concealment)를 사용하여 실행된다.
본 발명은 자기 간섭을 방지하고 비-결정론적 네트워크에서 트래픽을 감소시킨다. 네트워크 장치가 비-결정론적 네트워크를 통해 데이터를 송신할 때, 이러한 데이터 송신은 방해되거나 지연되지 않을 것이다. 오직 지정된 네트워크 장치들만 임의의 주어진 시간에 데이터를 송신하도록 허용되기 때문에, 비-결정론적 네트워크는 너무 바쁘거나 과부하될 수 없다. 더욱이, 비-결정론적 네트워크에서의 본 발명에 따른 데이터 송신은 결정성이다. 데이터 송신들이 예기치 않게 지연, 취소 또는 방해되는 것이 방지된다. 데이터 송신은 양호한 성능 및 낮은 레이턴시로 실행될 수 있다. 본 발명에 따르면, 데이터는 CSMA(예를 들어, 802.11과 같은)와 같은 확립된 표준들을 사용하여 비-결정론적 매체를 통해 송신될 수 있지만, 그럼에도 불구하고 양호한 성능 및 낮은 레이턴시이 달성될 수 있다.
바람직하게, 미디어 데이터는 비-결정론적 네트워크를 통해 송신된다. 선택적으로 또는 부가적으로, 낮은 레이턴시를 갖는 데이터는 바람직하게 비-결정론적 네트워크를 통해 송신된다. 양호한 성능 및 낮은 레이턴시를 달성할 수 있는 가능성을 가지고, 본 발명에 따른 방법은 미디어 데이터 및/또는 낮은 레이턴시를 가진 데이터에 특히 편리하다. 비-결정론적 네트워크는 특히 미디어 네트워크의 일부이다. 네트워크 장치들은 특히 예를 들어 텔레비전 장치들 또는 미디어 플레이어들과 같은 멀티-미디어 장치들로 설계된다. 본 발명은 비-결정론적 네트워크를 통해 오디오 및/또는 비디오 데이터와 같은 미디어 데이터를 스트리밍하는데 특히 편리하다.
바람직하게, 재송신 단계에서의 평가는 데이터의 수명 시간(TTL: Time to Live)에 따라 수행된다. 수명 시간은 데이터를 전달하는 것이 합리적인 시간 또는 시간 간격을 정의한다. 수명 시간이 경과하면, 데이터는 폐기된다. 수명 시간이 데이터/데이터 패킷들의 패킷 지속 시간보다 큰지 여부가 특히 평가된다. 이러한 경우, 데이터는 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯 내에서 재송신된다. 특히, 남아있는 수명 시간이 패킷 지속 시간보다 작은 경우, 데이터가 재송신되지 않아야 한다고 결정된다.
네트워크 장치는 적어도 하나의 클록, 특히 적어도 두 개의 클록들을 포함한다. 특히, 슬레이브의 하나의 클록은 CPU 클록, 즉 대응하는 네트워크 장치의 마스터 클록이다. 특히, 슬레이브의 또 다른 클록은 데이터 클록, 특히 시간에-민감한 데이터 클록이다. 이러한 데이터 클록은 특히 비-결정론적 네트워크를 통한 데이터 전달을 위해 사용된다.
동기화 단계에서 네트워크 장치들의 동기화는 여러 가지 적절한 방법들로 달성될 수 있다. 다음에서, 비-결정론적 네트워크의 제 1 네트워크 장치는 마스터로 간주 되고, 비-결정론적 네트워크의 제 2 네트워크 장치는 슬레이브로 간주된다. 슬레이브의 클록, 특히 슬레이브의 데이터 클록은 이러한 슬레이브의 클록(슬레이브 클록이라고 지칭됨)을 마스터의 클록(마스터 클록이라고 지칭됨)으로 적응시키기 위해서 조정된다.
두 개의 클록들을 동기화하기 위해, 두 개의 값들 또는 매개 변수들이 특히 중요하다: 오프셋 및 드리프트. 오프셋은 두 개의 클록들 사이의 순간적인 차이이다. 드리프트는 시간에 따른 오프셋의 증가이다. 오프셋은 또한 일반적으로 지연 시간(송신(transmit) 지연 시간 또는 전달(transfer) 지연 시간이라고도 지칭됨)을 고려한다. 이러한 지연 시간은 마스터와 슬레이브 사이에 데이터를 송신하는 데 걸리는 시간이며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 오프셋 및 드리프트는 클록들이 잠길 때 제로가 되어야한다. 특히, 슬레이브 클록을 마스터 클록과 동기화하기 위해 슬레이브 클록의 오프셋과 드리프트는 0으로 조정된다.
몇몇 알려진 구현들에서, 드리프트는 오프셋을 보상하고 제어-루프를 생성하는데 사용된다. 이러한 제어-루프의 수렴 시간(convergence time)은 지연 시간을 포함한 절대 오프셋에 의존한다. 일반적으로, 슬레이브 클록의 오프셋이 0이 될 때까지 드리프트 하는 시간인, 잠금 상태(lock state)에 도달하는 데 일정 시간(certain time)이 필요하다. 오프셋이 큰 경우, 초기 드리프트는 오랜 시간이 걸린다. 따라서, 두 클록들이 동기화 될 때까지 오랜 시간이 걸릴 수 있다.
자주 사용되는 해결책은 슬레이브의 시스템 클록의 하드 조정(hard adjustment)이다. 그러나, 이것은 시스템 클록으로부터 파생된 클록들에 대한 (안정성) 결과들을 가질 수 있다. 또한, 시스템 클록의 사용은 원치 않는 동작을 잠재적으로 이끈다(예를 들어 모든 파생된 클록들(주변 장치들이라고도 지칭됨)은 동기화가 필요한 클록만이 아닌 "가변적인" 주파수를 가질 것이다).
비-결정론적 네트워크들에서 클록들을 동기화하는 바람직한 방법에 따르면, 적응식 방식 대신에 결정론적 방식이 사용된다. 이러한 결정론적 방식의 과정에서 클록들은 특히 단계 기반 방식으로 동기화된다. 오프셋뿐만 아니라 드리프트는 직접 결정되며, 명확하게 보상된다. 이런 방식으로, 클록들의 동기화는 짧은 시간에 매우 빠르게 달성될 수 있다. 동기화는 특히 적절한 데이터, 특히 적절한 메시지들 및/또는 요청들을 교환함으로써 달성된다. 데이터는 특히 데이터 패킷들, 즉 적절한 동기화 패킷들의 형태로 교환된다.
특히, 슬레이브 클록은 비-결정론적 네트워크의 임의의 다른 클록으로부터 분리된다. 따라서, 모든 네트워크 장치들의 모든 클록들은 서로 분리된다. 특히, 단일 네트워크 장치의 각각의 클록은 상기 네트워크 장치의 모든 다른 클록들로부터 분리될 뿐만 아니라 임의의 다른 네트워크 장치의 임의의 다른 클록으로부터 분리된다. 따라서, 마스터 클록과 동기화된 슬레이브의 슬레이브 클록은 비-결정론적 네트워크의 임의의 다른 네트워크 장치의 임의의 다른 클록의 임의의 다른 클록에 독립적으로 및 개별적으로 조정된다.
특히, 동기화된 슬레이브 클록은 슬레이브의 시스템 클록 또는 로컬 클록 각각으로부터, 특히 슬레이브의 CPU 클록으로부터 분리된다. 따라서, 슬레이브의 로컬/시스템 클록은 이러한 방법의 과정 동안 조정되지 않으며, 슬레이브 클록과 마스터 클록을 동기화하기 위해 적응될 필요가 없다. 이는 로컬/시스템 클록에서 파생된 슬레이브의 시스템 및 다른 클록들에 더 많은 안정성을 제공한다. 이러한 클록들의 분리는 많은 장점들과 가능성들을 제공한다. 따라서, 부드러운 조정들이 데이터 클록에 이루어질 수 있다. 다른 속도들의 다수의 데이터 클록들을 갖는 것이 또한 가능하다. 특히, 동기화된 슬레이브 클록은 시간에 민감한 데이터 클록이다.
특히, 타임 오브 데이(TOD: Time of Day)는 마스터 클록의 절대 시간으로 사용된다. 타임 오브 데이는 년, 월, 일, 시, 분, 초 및 나노초 정보를 포함한다. 타임 오브 데이를 사용하여, 시간에 민감한 데이터는 또한 상이한 비-결정론적 네트워크들 사이에서 송신될 수 있다.
단계 기반 방식의 제 1 단계인 분석 단계에서, 두 개의 클록들의 드리프트가 결정된다. 제 2 단계인 드리프트 보상 단계에서, 드리프트는 슬레이브 클록을 적절하게 조정하여 보상된다. 드리프트가 보상되면, 슬레이브 클록과 마스터 클록이 안정된 상태에 있다.
특히, 이러한 드리프트 보상은 슬레이브 클록의 단일 업데이트로 수행된다. 이러한 업데이트에 의해, 슬레이브 클록은 상기 안정된 상태로 강제된다. 이러한 업데이트의 경우, 제어 신호와 클록 편차 사이의 관계가 알려져야만 한다. 이러한 제어 신호는 특히 슬레이브 클록이 특히 클록 편차에 의해 조정된 신호이다. 이러한 업데이트 이후, 마스터 클록 및 슬레이브 클록은 안정된 상태에 있게 되므로, 이들 두 개의 클록들 사이에 어떠한 드리프트도 존재하지 않는다. 그러나, 두 개의 클록들 사이의 (초기) 오프셋이 보통 존재할 것이다.
제 3 단계인 오프셋 보정 단계에서, 오프셋이 결정되고 보상된다. 특히, 또한 (송신) 지연 시간은 제 2 오프셋 보정 단계에서 보상된다. 특히, 지연 시간은 명확히 결정될 필요는 없지만, 오프셋과 함께 자동으로 보상된다.
특히, 드리프트 및 오프셋은 다음과 같이 결정된다: 마스터는 제 1 송신-시간에 제 1 동기화 메시지를 송신한다. 슬레이브는 제 1 수신-시간에 제 1 동기화 메시지를 수신한다. 마스터는 제 2 송신 시간에 제 2 동기화 메시지를 전송한다. 슬레이브는 제 2 수신-시간에 제 2 동기화 메시지를 수신한다. 마스터 클록과 슬레이브 클록 간의 드리프트는 제 1 및 제 2 수신-시간뿐만 아니라 제 1 및 제 2 송신-시간을 고려하여 결정된다. 결정된 드리프트는 이후 보상된다.
슬레이브 클록과 마스터 클록 사이의 오프셋은 특히 지연/응답 요청에 의해 결정된다. 마스터는 제 3 송신-시간에 제 3 동기화 메시지를 송신하고 슬레이브는 제 3 수신-시간에 제 3 동기화 메시지를 수신한다. 그 후, 슬레이브는 제 4 송신-시간에 지연 요청을 송신하고 마스터는 제 4 수신-시간에 지연 요청을 수신한다. 오프셋은 특히 제 3 수신-시간, 제 3 송신-시간, 제 4 송신 시간 및 제 4 수신-시간에 의해 결정된다. 오프셋은 이후 보상된다.
비-결정론적 네트워크들에서 클록들을 동기화하는 바람직한 방법은 비-결정론적 네트워크를 통해 미디어 데이터와 같이 시간에 민감한 데이터를 송신하는 경우에 특히 편리하다. 예를 들어, 시간에 민감한 데이터는 제 2 네트워크 장치로부터 제 3 네트워크 장치로 송신될 수 있다. 제 3 네트워크 장치는 제 2 네트워크 장치와 동일한 방식으로 제 1 네트워크 장치, 즉 마스터와 동기화된다. 이런 방식으로, 제 2 및 제 3 네트워크 장치의 클록들이 또한 동기화된다. 따라서, 마스터 클록과 동기화된 슬레이브 클록은 특히 시간에 민감한 데이터 클록이다. 일반적으로 마스터 클록 또는 마스터는 특히 시간에 민감한 데이터 마스터 클록 장치이다.
시간에 민감한 데이터는 엔터테인먼트 시스템의 비-결정론적 네트워크에서 송신되는 스트리밍 데이터 또는 스트리밍 미디어일 수 있다. 시간에 민감한 데이터는 또한 예를 들어 측정 또는 투표 데이터(voting data)와 같은 이벤트-중심 데이터일 수 있다. 이러한 데이터는 예를 들어 비-결정론적 네트워크를 통해 전자 제어 유닛들(ECU) 사이에서 송신될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 예로서 더 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 실행하도록 설계된 비-결정론적 네트워크를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 흐름도로서 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 흐름도로서 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 1에서, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 실행하도록 설계된 비-결정론적 네트워크, 특히 무선 네트워크가 개략적으로 도시되어 100으로 라벨링된다.
무선 네트워크(100)는 복수의 네트워크 장치들을 포함한다. 3 개의 네트워크 장치들(110, 120 및 130)은 도 1에 예시적으로 도시된다. 네트워크 장치들(110, 120, 130)은 101로 표시된 무선 링크에 의해 서로 접속된다.
네트워크 장치들(110, 120, 130)은 슬레이브들로 간주된다. 마스터(150)는 무선 네트워크(100)를 제어하는 추가 네트워크 장치를 구성한다. 마스터(150)는 예를 들어 무선 네트워크(100)의 스테이션 제어기로서 설계된다. 마스터(150)는 특히 무선 네트워크(100)를 통해 네트워크 장치들(110, 120, 130) 사이의 데이터 송신을 제어한다.
무선 네트워크(100)는 특히 미디어 네트워크로서 설계된다. 개별 네트워크 장치들(110, 120, 130)은 특히 텔레비전 장치들, 미디어 플레이어들 및/또는 하이파이 장치(hi-fi-equipmnet)와 같은 미디어 장치들로서 설계된다. 네트워크 장치들(110, 120, 130)은 무선 네트워크(100)를 통해 데이터, 특히 낮은 레이턴시를 갖는 미디어 데이터를 교환한다. 이러한 데이터 교환을 조정하기 위해, 마스터(150)는 특히 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 실행하도록 설계된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예는 흐름도로서 도 2에 개략적으로 도시된다.
단계(210)에서, 동기화 단계 동안 마스터(150)는 개개의 네트워크 장치들(110, 120 및 130)의 클록들을 동기화한다. 마스터(150)의 클록에 의해 분배된 시간은 절대 시간이다. 네트워크 장치들(110, 120 및 130)의 클록들은 마스터(150)의 클록에 잠금되도록 조정된다. 특히, 마스터(150) 및 네트워크 장치들(110, 120, 및 130)은 예를 들어 동기 메시지들과 지연 요청들 및 지연 응답들과 같은 적절한 동기화-데이터를 교환한다.
네트워크 장치들(110, 120, 130)의 클록들 및 마스터(150)가 동기화되면, 마스터는 단계(220)에서 스케줄링 단계를 수행한다.
마스터는 무선 네트워크(100)에서의 데이터 송신에 이용가능한 시간을 타임슬롯들로 분할한다. 또한, 마스터(150)는 개별 네트워크 장치들(110, 120, 130)에 대해 연속적인 타임 슬롯들의 각각의 쌍들을 지정한다. 네트워크 장치들(110, 120, 130)은 지정된 타임 슬롯들의 각각의 쌍들 동안만 데이터를 송신한다.
단계(230)에서 일정한 타임슬롯들의 쌍이 시작된다. 단계(240)에서, 타임슬롯들의 이러한 쌍 동안, 대응하는 네트워크 장치(예를 들어, 110)는 무선 네트워크(100)를 통해 데이터를 수신 엔티티, 예를 들어 미디어 수신 장치로 송신한다. 라벨(250)에 의해 표시된, 타임슬롯들의 이러한 쌍 이후에, 연속한 타임슬롯들의 쌍이 시작되고, 대응하는 네트워크 장치(예로서, 120)는 무선 네트워크(100)를 통해 데이터를 송신한다.
도 3에서, 단계(240)에 따른 데이터를 송신하는 프로세스가 흐름도로서 개략적으로 상세히 도시된다.
단계(310)에서, 타임슬롯들의 쌍 중 제 1 타임슬롯이 시작된다. 특정 데이터 및/또는 특정 데이터 패킷에 관한 패킷 트리거가 활성화/트리거된다. 따라서, 대응하는 네트워크 장치(예로서, 110)는 단계(320)에서 이러한 특정 데이터/데이터 패킷을 송신한다. 단계(330)에서, 이러한 특정 데이터/데이터 패킷의 송신이 완료되고 타임슬롯들의 상기 쌍 중 제 1 타임슬롯이 종료된다.
단계(340)에서, 네트워크 장치(110)가 타임슬롯들의 현재 쌍 중 제 2 타임슬롯에서 특정 데이터/데이터 패킷을 재송신할지 여부가 평가된다.
단계(340)에서, 패킷 지속 기간이 특정 데이터/데이터 패킷의 수명 시간(TTL)보다 작은지 여부가 평가된다.
이것이 그 경우라면(라벨 341), 특정 데이터/데이터 패킷은 단계(350)에서 타임슬롯들의 쌍 중 제 2 타임슬롯에서 재송신된다. 그 경우가 아니라면(라벨 342), 단계(360)가 수행된다. 단계(360)는 또한 단계(350)에서 특정 데이터/데이터 패킷의 재송신 후에 수행된다.
단계(360)에서, 네트워크 장치(110)는 데이터 및/또는 데이터 패킷들에 관한 다른 패킷 트리거가 활성화/트리거될 때까지 대기한다. 그 후, 네트워크 장치(110)는 다시 단계(310)로 시작한다. 단계(310) 내지 단계(360)는 네트워크 장치(110)의 타임슬롯이 종료할 때까지 수행된다.

Claims (6)

  1. 다중 채널 액세스 방식으로 비-결정론적 네트워크(100)를 통해 네트워크 장치들(110, 120, 130) 간에 데이터를 송신하는 방법으로서, 상기 비-결정론적 네트워크(100)는 복수의 네트워크 장치들(110,120,130)을 포함하는, 상기 송신 방법에 있어서,
    - 상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 개별 네트워크 장치들의 클록들을 서로 동기화시키는 단계(210),
    - 상기 데이터를 타임슬롯들로 송신하기 위해 이용 가능한 시간을 나누는 단계(220),
    - 상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 상기 개별 네트워크 장치들에 대해 연속적인 타임슬롯들의 각각의 쌍들을 지정하는 단계로서, 상기 개별 네트워크 장치(110, 120, 130)는 그것에 지정된 상기 각각의 타임슬롯들의 쌍들 동안에만 데이터를 전달하는, 상기 지정 단계,
    - 제 1 데이터를 한번 전송하기 위해 상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 네트워크 장치에 지정된 상기 타임슬롯들의 쌍들의 제 1 타임슬롯을 예정하는 단계 및 상기 제 1 데이터를 두 번째 전송하기 위해 상기 네트워크 장치에 지정된 상기 타임슬롯들의 쌍들의 제 2 타임슬롯을 예정하는 단계, 및
    상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130)의 네트워크 장치가 한 쌍의 타임슬롯들 중 상기 제 2 타임슬롯 내에서, 상기 한 쌍의 타임슬롯들 중 상기 제 1 타임슬롯 동안 이미 송신한 상기 제 1 데이터를 재송신할지 여부를 평가하는 단계(340)를 포함하는, 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    미디어 데이터는 네트워크 장치들(110, 120, 130) 간에 상기 비-결정론적 네트워크(100)를 통해 송신되는, 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    낮은 레이턴시를 갖는 데이터는 상기 네트워크 장치들(110, 120, 130) 간에 상기 비-결정론적 네트워크(100)를 통해 송신되는, 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 평가는 송신될 상기 데이터의 수명 시간(TTL: Time to Live)에 따라 수행되는, 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 타임슬롯들은 상기 타임슬롯의 시작에서 고정된 오프셋을 갖는 상기 네트워크 장치들(110, 120, 130)에 지정되는, 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    - 상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130) 중 제 1 네트워크 장치의 제 1 클록은 상기 복수의 네트워크 장치들(110, 120, 130) 중 제 2 네트워크 장치의 제 2 클록과 동기화(210)될 것이고,
    - 상기 제 1 네트워크 장치의 상기 제 1 클록 및 상기 제 2 네트워크 장치의 상기 제 2 클록은 오프셋만큼 상이할 수 있고 상기 오프셋은 드리프트로 인해 시간에 따라 변할 수 있고,
    - 상기 제 1 네트워크 장치의 상기 제 1 클록을 상기 제 2 네트워크 장치의 상기 제 2 클록과 동기화하는 단계(210)는:
    - 제 1 단계에서 상기 제 1 네트워크 장치의 상기 제 1 클록과 상기 제 2 네트워크 장치의 상기 제 2 클록 사이의 상기 드리프트를 결정하는 단계,
    - 제 2 단계에서 상기 제 1 네트워크 장치의 상기 제 1 클록과 상기 제 2 네트워크 장치의 상기 제 2 클록 사이의 결정된 드리프트를 보상하는 단계, 및
    - 제 3 단계에서 상기 제 1 네트워크 장치의 상기 제 1 클록과 상기 제 2 네트워크 장치의 상기 제 2 클록 사이의 상기 오프셋을 결정 및 보상하는 단계를 포함하는, 비-결정론적 네트워크를 통해 네트워크 장치들 간에 데이터를 송신하는 방법.
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