KR20110014909A - 네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치 - Google Patents

네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR20110014909A
KR20110014909A KR1020090072514A KR20090072514A KR20110014909A KR 20110014909 A KR20110014909 A KR 20110014909A KR 1020090072514 A KR1020090072514 A KR 1020090072514A KR 20090072514 A KR20090072514 A KR 20090072514A KR 20110014909 A KR20110014909 A KR 20110014909A
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안정균
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주식회사 케이티
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Abstract

본 발명은 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법은 외부로부터 수신되는 패킷 데이터의 프리앰블로부터 수신클럭을 추출하고, 장치 자체의 송신클럭을 측정하여 상기 수신클럭과 송신클럭간의 인접속도비율을 구한다. 그리고, 상기 인접속도비율을 이용하여 네트워크 장치간의 시각을 보정한다.
이로써, 본 발명에 따르면 수신 패킷의 프리앰블로부터 복원한 수신클럭과 자체 송신클럭을 일정시간 동안 측정하여 두 클럭간의 비율을 계수 인접속도비율로 대체하여 빠르고 정확한 인접속도비를 구할 수 있는 효과가 있다.
시각, 클럭, 카운터, 인접속도비율, 그랜드마스터 시각

Description

네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TIME COMPENSATING BETWEEN NETWORK DEVICE}
본 발명은 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 실시간 네트워크를 위해 네트워크 장치들 간의 클럭 속도를 이용하여 네트워크 장치들의 시각을 그랜드마스터 기준 시각으로 보정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
실시간 네트워크에서 디지털미디어 장치들간의 실시간성 서비스 제공을 위해서는 장치들간의 시각 일치화를 이루는 작업이 매우 중요한 기술중의 하나로 여겨지고 있다. 그래서, 지연시간에 민감한 서비스를 제공하기 위한 기술이 IEEE802.1AS 에서 표준으로 정하고 있다
일반적으로 네트워크 장치들은 각 장치들의 현재 시각들을 각각 독립적으로 갖고 있으며 데이터 전송을 위한 각 장치의 클럭 발생기를 갖고 있다. 보통 각각의 시각표시는 장치의 환경과 클럭발생기의 상황에 따라 다르게 표시된다. 그렇기 때문에 각 네트워크 장치의 현재 시각은 보통 다르다. 그래서 네트워크 장치간의 시각 일치화를 위한 보정작업은 당연히 필요하며 기준되는 그랜드마스터 시각으로 보 정하려고 노력한다.
한편, 도 1은 일반적인 네트워크 장치간의 인접속도비율 계수와 인접전파지연 계수를 구하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
종래의 시각보정을 위한 기술은 IEEE802.1AS에서 정한 바와 같이 소프트웨어적으로 인접속도비율을 구하고 이를 바탕으로 장치간 데이터 전파 지연시간을 구하여 본 장치의 시각을 보정한다. 즉, IEEE802.1AS에서는 인접한 네트워크 장치들간의 인접속도비율을 아래의수학식 1로 표현하고 있으며, 인접한 네트워크 장치간의 전파지연(propagation delay) 시간은 수학식 2로 표현하고 있다.
첨부된 도 1을 참조하면, 네트워크상 인접한 리퀘스터와 리스판더 간의 인접속도비율 계수와 인접전파지연 계수는 다음과 같이 구해진다.
먼저, 인접속도비율(Neighbor rate ratio)의 계산은 연속된 메시지의 인터발로 표시된다. 여기서 리퀘스터(Requestor)에서 알 수 있는 타임스탬프(timestamp)는 리스판더로부터 연속된 전파지연응답(Pdelay_Resp) 메시지와 전파지연응답플로업(Pdelay_Resp_FU) 메시지를 받아야만 알 수 있다.
인접속도비율 계수는 각 장치 클럭에서 측정된 시간정보들의 인터발의 비율로 계산이 된다. 즉, 전파지연응답(Pdelay_Resp) 메시지와 전파지연플로업(Pdelay_Resp_FU) 메시지의 세트(set)로 이루어진 2쌍의 정보를 이용하여 구할 수 있다. 이 때, 메시지의 set간에는 몇 번의 전파지연요구(Pdelay_Req) 메시지 전송 인터발 간격이 있어야 한다. 보통 8번의 메시지 전송 인터발을 이용한다. 인접속도비율 계수 r은 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112009048194537-PAT00001
여기서,
Figure 112009048194537-PAT00002
는 k번째 전파지연응답 메시지가 보내진 리스판더의 클럭에 대한 시간이고,
Figure 112009048194537-PAT00003
는 k번째 전파지연응답 메시지가 수령된 리퀘스터 클럭에 대한 시간이다. 그리고 N은 첫 번째 수령한 전파지연응답과 전파지연응답플로업 메시지 set과 두 번째 메시지 set간을 0에서 N 인덱스로 붙여진 분리하는 전파지연요구(Pdelay_Req) 메시지 전송 인터발의 숫자이다.
다음, 두 장치간 인접전파지연(neighborPropDelay), 즉, 데이터 전파지연시간은 다음 수학식 2로 계산된다.
Figure 112009048194537-PAT00004
여기서, r은 인접속도비율 계수이며
Figure 112009048194537-PAT00005
은 메시지교환을 위한 전파지연요구(Pdelay_Req)메시지를 보내는 리퀘스터의 클럭에 대한 시간이다.
Figure 112009048194537-PAT00006
는 교환을 위한 전파지연요구(Pdelay_Req)메시지를 수령하는 리스판더의 클럭에 대한 시간이다.
Figure 112009048194537-PAT00007
는 교환을 위한 전파지연응답(Pdelay_resp) 메시지를 보내는 리스판더의 클럭에 대한 시간이다.
Figure 112009048194537-PAT00008
는 교환을 위해 전파지연응답(Pdelay_resp)메시지를 수령한 리퀘스터의 클럭에 대한 시간이다.
한편, 도 2는 일반적인 네트워크 장치간 클럭 속도 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 일반적인 네트워크 장치간 클럭 속도 보정 방법에서 이용되는 네트워크상의 장치들은 3개의 각각 다른 클럭 발생기와 시각발생기를 갖고 있는 장치들임을 가정하고 있다.
장치 CSN 노드 i에서 수신된 플로업(Follow_up) 메시지는 송신시각을 그랜드마스터 시각 및 수학식 1을 그랜드 마스터시각을 감안하여 환산한 누적속도비율(accumulated rate ratio) 정보를 각각 포함하여 전송한다.
각각 다시 그랜드마스터를 감안한 누적속도비율(accumulated rate ratio)는
Figure 112009048194537-PAT00009
으로 표현하고 그랜드마스터 시각으로 표현한 것은
Figure 112009048194537-PAT00010
이다.
여기서, 각 노드간의 경로지연이 측정되어야 한다. 네트워크의 각 장치는 동기화(Sync) 및 플로업 프로토콜을 사용하여 누적속도비율과 그랜드마스터 시각을 다른 장치로 전파한다. 이 때, 플로업 프로토콜은 누적속도비율과 현재 장치의 그랜드마스터 시각을 포함하여 보낸다. 이를 받는 장치는 수신데이타의 일부로 수령받아 누적속도비율 정보와 송신한 장치에서 보낸 시점의 그랜드마스터 정보로 활용한다.
이와 같이 표현된 환경에서 전파되는 시나리오를 설명하면 다음과 같다.
a) CSN 노드 i는 자체 클럭 시간 ti1 시각스탬프를 찍은 진입 동기화(Sync)메시지를 받는다.
b) 플로업(Follow_up) 메시지는 ti1에 받은 동기화(Sync)메시지가 TASi 그랜드마스터 시각 gTi에 TASi가 보낸 메시지임을 알리고 그랜드마스터 시간을 감안한 누적속도비율을 제공한다.
c) CSN 노드 i는 ti1시간에 해당하는 그랜드마스터 시간을 계산한다. 여기서, ti1시간에 해당하는 그랜드마스터 시간은 아래의 수학식 3과 같이 보내온 gTi에 경로지연 Pdi를 더해 구한다.
Figure 112009048194537-PAT00011
d) CSN 노드 i는 동기화(Sync)메시지를 다른 CSN 노드 e에 자신의 클럭에 해당하는 시간 ti2에 보낸다.
e) CSN 노드 i 는 새로운 누적속도비율(accumulated rate ratio)인 rRcum.i 를 다음의 수학식 4와 과 같이 계산한다.
Figure 112009048194537-PAT00012
여기서 r은 인접속도비율이고 rRcum.in은 TASi가 플로업(Follow_up)메시지를 통하여 제공한 누적속도비율이다. CSN 노드 i는 ti1에 맞는 그랜드마스터 시각과 그랜드마스터 시각을 감안한 노드 체재(residence) 시간을 더하여 ti2에 해당하는 그랜드마스터 시각을 다음의 수학식 5와 같이 계산한다.
Figure 112009048194537-PAT00013
f) CSN 노드 i는 플로업(Follow_up) 메시지에 시간정보
Figure 112009048194537-PAT00014
와 새롭게 계산된 누적속도비율(accumulated rate ratio) rRcum.i정보를 노드 e로 보낸다.
g) CSN 노드 e는 노드 e 클럭 시각
Figure 112009048194537-PAT00015
에 동기화(Sync) 메시지를 받는다. 그리고, 앞서 설명한 바와 같이 CSN 노드 i와 유사한 절차를 통하여 CSN 노드 e의 그랜드마스터 시각들과 누적속도비율(accumulated rate ratio)을 각각 다음의 수학식 6 내지 8과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112009048194537-PAT00016
Figure 112009048194537-PAT00017
Figure 112009048194537-PAT00018
지금까지 설명한 것은 여러 노드로 이루어진 네트워크에서 노드들의 그랜드마스터 시각을 구하는 과정과 도출된 수식을 보였다. 이처럼, 종래의 시각보정을 위해서는 소프트웨어적으로 계산된 인접속도비율(neighbor rate ratio)을 이용하여 장치의 시각을 보정하고 있다. 그러나, 소프트웨어적으로 인접속도비율 값을 구하 는 방식은 상기한 것처럼 매우 복잡하고 계산상의 오차가 있어 장치간 클럭 속도 보정이 정확히 이루어 질 수 없는 문제점이 지적되고 있다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 하드웨어적으로 계산된 인접속도비율(neighbor rate ratio)를 이용하여 시각을 보정하는 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
특히, 수신 패킷의 프리앰블로부터 복원한 수신클럭(Rx_Clk)과 자체 송신클럭(Tx_Clk)을 측정하여 두 클럭 카운트 수 비율로 정확하고 빠르게 인접속도비율(neighbor rate ratio)를 계산하고 이를 바탕으로 시각을 보정하는 네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법은,
a) 외부로부터 수신되는 패킷 데이터의 프리앰블로부터 수신클럭을 추출하는 단계; b) 장치 자체의 송신클럭을 측정하여 상기 수신클럭과 송신클럭간의 인접속도비율을 구하는 단계; 및 c) 상기 인접속도비율을 이용하여 네트워크 장치간의 시각을 보정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 b) 단계의 인접속도비율은, 미리 설정된 일정시간 동안 측정된 수신클럭카운터 값을 송신클럭카운터 값으로 나눈 값인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 장치는,
외부로부터 수신되는 패킷 데이터의 프리앰블로부터 수신클럭을 추출하는 수신부; 상기 수신클럭과 장치 자체의 송신클럭간의 클럭비율을 계산하여 인접속도비율을 구하는 클럭비율 계산부; 및 상기 인접속도비율을 이용하여 네트워크 장치간의 시각을 보정하는 시각 동기부를 포함한다.
여기서, 상기 클럭비율 계산부는, 수신포트에서 추출되는 수신클럭을 카운트하는 수신클럭 카운터; 송신클럭을 카운트하는 송신클럭 카운터; 및 하드웨어적으로 구성되어 전달되는 상기 수신클럭 카운트와 송신클럭 카운트값을 토대로 인접속도비율을 구하는 클럭비율 계산기를 포함한다.
전술한 구성에 의하여 본 발명에 따르면 수신 패킷의 프리앰블로부터 복원한 수신클럭(Rx_Clk)과 자체 송신클럭(Tx_Clk)을 일정시간 동안 측정하여 두 클럭간의 비율을 계수 인접속도비율로 대체하여 쉽고 빠르게 인접속도비를 구하는 효과가 있다.
또한, 빠르게 계산된 인접속도비를 계수 값으로 이용하여 빠른 시각보정을 수행함으로써 실시간 방송이나 실시간 영상통신과 같은 서비스의 품질을 높일 수 있고, 패킷 손실로 인한 재전송 시도를 줄임으로써 트래픽의 혼잡을 줄일 수 있는 효과가 기대된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법 및 시스템에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도3 은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 장치를 나타낸 블록도이다.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비동기 이더넷 시스템에서의 시각 보정 장치는 네트워크상의 장치별로 구성될 수 있으며 미디어 독립 인터페이스(Media Independent Interface, 이하, 편의상 MII라 칭함)(100) 및 스위칭 칩(200)을 포함한다.
MII(100)는 물리계층 프로토콜(Physical layer protocol, PHY)을 통하여 네트워크 상에 있는 여러 장치로부터 들어오는 다양한 미디어 형식의 데이터를 송수신하는 인터페이스 역할 한다.
MII(100)는 외부로부터 수신되는 기준클럭(Ref_Clk)을 스위칭 칩(200)으로 제공하고, 스위칭 칩(200)으로부터 스위칭된 송신 데이터(TX_data)를 수신하여 외부로 전송할 수 있으며, 수신부(110) 및 클럭비율 계산부(120)를 포함한다. 여기서, 도면에서는 생략되었으나 MII(100)는 상기 송신 데이터를 외부로 송출하는 송신부를 더 포함할 수 있다.
수신부(110)는 외부로부터 수신되는 수신 데이터 프레임 내 프리앰블에서 수신클럭(Rx_Clk)을 추출하여 클럭비율 계산부(120)와 스위칭 칩(200)으로 전달한다. 또한, 상기 수신 데이터를 복원하여 스위칭 칩(200)으로 전달한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신 데이터의 패킷구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수신 데이터는 외부의 타 이더넷 장치로부터 수신된 데이터 프레임내 프리앰블(Preamble), 시작 프레임 구분자(Start frame delimiter), 목적지 MAC 주소, 소스 MAC 주소, 길이, 데이터 정보, 프레임 체크 시퀸스(Frame check sequence) 등을 포함한다.
수신부(110)는 프리앰블, 즉 "10101010"으로 시작하는 7바이트(byte)의 비트열로부터 수신클럭(Rx_Clk)을 추출한 후 수신 데이터를 복원하여 스위칭 칩(200)으로 전달할 수 있다.
클럭비율 계산부(120)는 수신부(110)로부터 전달받은 수신패킷의 프리앰블로부터 복원한 수신클럭(Rx_Clk)과 자체 송신클럭(Tx_Clk)을 측정하여 두 클럭의 카운트 수 비율로 정확하고 빠르게 인접속도비율(neighbor rate ratio)를 계산한다.
이러한, 클럭비율 계산부(120)의 세부구성은 다음의 도 5를 통하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클럭비율 계산부의 세부구성을 나타낸 블록도이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 클럭비율 계산부(120)는 수신클럭 카운터(Rx_Clk Counter_n)(121), 송신클럭 카운터(122), 클럭비율 계산기(123)를 포함한다.
수신클럭 카운터(121)는 각 수신포트에서 추출한 수신클럭(Rx_Clk)을 일정시간 카운트하여 클럭비율 계산기(123)로 전달하는 역할을 한다. 이 때, 수신클럭 카운터(121)는 해당 수신포트에서 추출한 수신클럭(Rx_Clk)을 소정(일예로 백만)의 클럭 단위로 카운트하여 클럭비율 계산기(123)로 전달할 수 있다. 여기서, 상기 클럭 단위는 사용자의 설정에 따라 다를 수 있으며 상기한 수치에 한정되지 않는다.
송신클럭 카운터(122) 자체 송신클럭(Tx_Clk)을 일정시간 카운트하여 비율계산기로 전달하는 역할을 한다.
클럭비율 계산기(123)는 하드웨어적으로 구성되어 수신클럭 카운터(121)와 송신클럭 카운터(122)로부터 수신되는 수신클럭 및 송신클럭 카운터 값을 토대로 수신클럭과 송신클럭간 클럭카운트수 비율을 계산한다.
여기서, 수신클럭과 송신클럭간 클럭카운트수 비율은 즉, 인접속도비율(neighbor rate ratio)을 의미하며 다음의 수학식 9를 통하여 계산될 수 있다.
r = 수신클럭카운터 값 / 송신클럭카운터 값
한편, 스위칭 칩(200)은 MII(100)로부터 제공받은 기준 클럭을 송신클럭으로 하여 송신 데이터를 MII(100)로 전달하는 역할을 하며, 인접한 장치간의 시각을 동기화하는 시각 동기부(210)를 포함한다.
시각 동기부(210)는 하드웨어상으로 구한 인접속도비율(neighbor rate ratio) 계수 r을 이용하여 기준시각으로 보정된 그랜드마스터 시각을 계산한다.
여기서, 기존의 방식에서는 상기 수학식 1을 사용하였으나, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 동기부(210)는 하드웨어상의 상기 수학식 9를 사용하여 산출된 인접속도비율 계수 r을 토대로 누적속도비율 값과 그랜드마스터 시각을 계산하는 점이 다르다.
예컨대, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 보정 장치가 상기 도 2의 CSN Node e에 위치해 있다고 가정한다. 그러면, 상기 수학식 7을 통해 계산된 r 값은 본 발명의 하드웨어상 직접 구한 수학식 9의 r값으로 대체되어 시각 동기부(210)에서 새로운 누적속도비율을 구하는데 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 보정 장치의 시각 동기부(210)는 인접속도비율 계수 r 값과 상기 누적속도 비율을 이용하여 수학식 8과 같이 수정된 그랜드마스터 시각을 구할 수 있다.
여기서, 참고적으로 수학식 6 내지 8에서
Figure 112009048194537-PAT00019
와
Figure 112009048194537-PAT00020
정보는 플로업 메시지(도 2에서 수신데이터에 포함되어 있음)를 통하여 수령하고 경로지연 값은 수학식 2를 이용한다. 그리고, 앞서 말했듯이 인접속도비율 r은 하드웨어상에서 계산된 수치를 수령 받아 사용한다.
한편, 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비동기 이더넷 시스템에서의 시각 보정 장치는 제1 노드로부터 동기화(Sync) 메시지 및 플로업(Follow_up) 메시지를 수신하면(S601), 수신 플로업 메시지에 들어있는 제1 노드 동기화에 대한 제1 그랜드마스터 시각 및 제1 누적속도비율(accumulated rate ratio)를 도출한다(S602).
그리고, 수신 데이터의 프래앰블에서 복원한 수신클럭과 자체 송신클럭을 측정하여(S603), 두 클럭 카운트 수 비율을 통해 인접속도비율을 구한다(S604).
시각 보정 장치는 상기 인접속도비율 값을 이용하여 본 장치의 누적속도비율(제2 누적속도비율)을 새롭게 계산한다(S605). 그리고, 상기 인접속도비율 및 새롭게 계산된 제2 누적속도비율을 토대로 수정된 제2 그랜드마스터 시각을 계산한다(S606).
다음, 시각 보정 장치는 제2 노드로 동기화(Sync) 메시지 및 플로업(Follow_up) 메시지를 송신한다(S607). 이 때, 제2 노드로 송신되는 상기 플로업 메시지에는 상기 새롭게 계산된 제2 누적속도비율과 제2 그랜드마스터 시각이 포함된다.
시각 보정 장치는 제2 노드에 동기화(Sync) 신호를 보낸 후, 새롭게 계산된 제2 누적속도비율(accumulated rate ratio)를 이용하여 체재시간(residence time)을 보정한 후 이를 본 장치의 현재 시각으로 업데이트 한다(S608).
한편, 도 7 내지 도 9를 통하여 본 발명의 이해를 돕기 위한 모의실험 환경을 구성하고, 본 발명의 실시 예에 따른 시각 보정 장치가 정확도를 높이는 것을 입증하고자 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 시각 보정 장치의 모의실험 환경을 나타낸다.
첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모의실험 환경에서는Talker_0를 그랜드마스터로 설정하고 그 외의 브릿지(bridge)와 리스너(Listener)를 설정하여 그랜드마스터와의 클럭차이를 PPM(Part per million)으로 표현한다. 그리고, 모의실험을 위해 다음의 조건들을 가정한다.
메시지 전송속도는 100Mbps이고, 각 클럭은 25MHz로 가정하며 그림에 보여준 만큼의 속도차이를 낸다고 가정한다. 전파지연은 이웃 노드의 마스터 포트(master port)와 자신의 슬래브 포트(slave port) 사이를 피어-투-피어(Peer-to-peer) 평균전파지연(mean propagation delay)로 한다. 여기서 PPM의 총합은 zero가 되도록 한다.
아래의 도 8 및 도 9에서는 브릿지_3(bridge_3)과 리스너_0(Listener_0)에서 의 그랜드마스터(Talker_0)와의 시간차이 결과를 그래프로 나타내고 있다. 여기서, 날카롭게 떨어지는 순간에 보정이 이루어진 것이며, 그 이후 각 장치의 클럭속도 차이로 인하여 점진적으로 시각 차이가 증가하는 모습을 볼 수 있다.
먼저, 도 8은 기존의 소프트웨어적으로 구한 인접속도비율 값을 사용한 결과를 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 8을 참조하면, 기존의 소프트웨어적으로 구한 인접속도비율 값을이용한 결과를 나타내는 각각의 그래프는 브릿지_3과 리스너_0의 장치에 대한 시각과 그랜드마스터 시각의 차이를 도시하고 있다.
반면, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 하드웨어적으로 구한 인접속도비율을 적용한 결과를 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하드웨어적으로 구한 인접속도비율을 이용한 결과를 나타내는 각각의 그래프는 브릿지_3과 리스너_0의 장치에 대한 시각과 그랜드마스터 시각의 차이를 도시하고 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 하드웨어적으로 구한 결과와 소프트웨어적으로 구한 결과와 비교하면 약 15%이상의 차이가 줄어, 본 발명이 주장하는 시각보정의 오차를 더 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면 수신 패킷의 프리앰블로부터 복원한 수신클럭(Rx_Clk)과 자체 송신클럭(Tx_Clk)을 일정시간 동안 측정하여 두 클럭간의 비율을 계수 인접속도비율로 대체하여 쉽고 빠르게 인접속도비를 구하는 효과가 있다.
또한, 하드웨어적으로 빠르게 계산된 인접속도비를 계수 값으로 이용하여 빠른 시각보정을 수행함으로써 실시간 방송이나 실시간 영상통신과 같은 서비스의 품질을 높일 수 있고, 패킷 손실로 인한 재전송 시도를 줄임으로써 트래픽의 혼잡을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 일반적인 네트워크 장치간의 인접속도비율 계수와 인접전파지연 계수를 구하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 일반적인 네트워크 장치간 클럭 속도 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도3 은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신 데이터의 패킷구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클럭비율 계산부의 세부구성을 나타낸 블록도이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 시각 보정 장치의 모의실험 환경을 나타낸다.
도 8은 기존의 소프트웨어적으로 구한 인접속도비율 값을 사용한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 하드웨어적으로 구한 인접속도비율을 적용한 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (10)

  1. 실시간 네트워크를 위한 네트워크 장치간 시각 보정 방법에 있어서,
    a) 외부로부터 수신되는 패킷 데이터의 프리앰블로부터 수신클럭을 추출하는 단계;
    b) 장치 자체의 송신클럭을 측정하여 상기 수신클럭과 송신클럭간의 인접속도비율을 구하는 단계; 및
    c) 상기 인접속도비율을 이용하여 네트워크 장치간의 시각을 보정하는 단계
    를 포함하는 시각 보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계 이전에,
    제1 노드로부터 동기화(Sync) 메시지 및 플로업(Follow_up) 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 플로업 메시지는 제1 그랜드마스터 시각 및 제1 누적속도비율을 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 b) 단계의 인접속도비율은,
    미리 설정된 일정시간 동안 측정된 수신클럭카운터 값을 송신클럭카운터 값 으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 시각 보정 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 인접속도비율을 이용하여 제2 누적속도비율을 계산하는 단계; 및
    상기 인접속도비율과 상기 제2 누적속도비율을 이용하여 제2 그랜드마스터 시각을 구하는 단계
    를 포함하는 시각 보정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 제2 누적속도비율을 이용하여 체재시간을 보정하여 현재 시각으로 업데이트 하는 단계를 포함하는 시각 보정 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 c) 단계 이후에,
    제2 노드로 동기화 메시지와 플로업 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 플로업 메시지에는 새로이 계산된 상기 제2 누적속도비율과 제2 그랜드마스터 시각이 포함되는 것을 특징으로 하는 시각 보정 방법.
  7. 외부로부터 수신되는 패킷 데이터의 프리앰블로부터 수신클럭을 추출하는 수신부;
    상기 수신클럭과 장치 자체의 송신클럭간의 클럭비율을 계산하여 인접속도비율을 구하는 클럭비율 계산부; 및
    상기 인접속도비율을 이용하여 네트워크 장치간의 시각을 보정하는 시각 동기부
    를 포함하는 시각 보정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 클럭비율 계산부는,
    수신포트에서 추출되는 수신클럭을 미리 설정된 일정시간 동안 카운트하는 수신클럭 카운터;
    송신클럭을 미리 설정된 일정시간 동안 카운트하는 송신클럭 카운터; 및
    하드웨어적으로 구성되어 전달되는 상기 수신클럭 카운트와 송신클럭 카운트값을 토대로 인접속도비율을 구하는 클럭비율 계산기
    를 포함하는 시각 보정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 시각 동기부는,
    상기 인접속도비율을 이용하여 누적속도비율과 기준시각으로 보정되는 그랜 드마스터 시각을 계산하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시각 동기부는,
    상기 누적속도비율을 이용하여 체재시간(residence time)을 보정하고, 이를 현재 시각으로 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220026479A (ko) * 2020-08-25 2022-03-04 요코가와 덴키 가부시키가이샤 정보 처리 장치, 정보 처리 시스템, 및 정보 처리 방법

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