KR20110077329A - 네트워크 지연 처리 장치 및 그 방법과 그를 위한 ｉｅｅｅ 1588 시스템 - Google Patents

네트워크 지연 처리 장치 및 그 방법과 그를 위한 ｉｅｅｅ 1588 시스템 Download PDF

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KR20110077329A KR1020090133867A KR20090133867A KR20110077329A KR 20110077329 A KR20110077329 A KR 20110077329A KR 1020090133867 A KR1020090133867 A KR 1020090133867A KR 20090133867 A KR20090133867 A KR 20090133867A KR 20110077329 A KR20110077329 A KR 20110077329A
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Abstract

패킷 네트워크 상에서 IEEE 1588을 사용하여 시간 동기를 맞추고자 할 때, 패킷 지연 변동(PDV)을 최소화하여 순수 경로 지연만을 추출토록 함으로써, 안정적이고 정확한 시간정보를 제공할 수 있는 네트워크 지연 처리 장치 및 방법과 그를 위한 IEEE 1588 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 마스터에서 슬레이브로 전송된 타이밍 메시지에서 최소 네트워크 지연을 측정한다. 그리고 네트워크 지연을 예측하고, 예측값과 측정값을 비교하여 망 특성 및 CPU 부하 중 적어도 하나에 따라 가중치를 부여하여 최적의 전송지연 시간을 예측한다. 이때 최적의 전송지연 시간은, 전송지연 변동(PDV)이 최소화된 순수 경로 지연 시간이다.
IEEE 1588, 시간 동기, 마스터, 슬레이브, 전송지연

Description

네트워크 지연 처리 장치 및 그 방법과 그를 위한 ＩＥＥＥ 1588 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING NETWORK DELAY AND IEEE 1588 SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 네트워크 지연 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패킷 지연 변동이 심한 공용 네트워크(Public Network) 상에서 IEEE 1588을 사용하여 시간 동기를 맞추고자 할 때, 패킷 지연 변동(PDV: Packet Delay Variation)을 최소화하여 순수 경로 지연만을 추출토록 함으로써, 안정적이고 정확한 시간정보를 제공할 수 있는 네트워크 지연 처리 장치 및 방법 및 그를 위한 IEEE 1588 시스템에 관한 것이다.
IEEE 1588은 시간 동기화 표준 프로토콜로서, 디바이스가 네트워크 상에서 가장 정밀하고 정확한 클럭을 활용할 수 있는 프로토콜을 제공한다. 이 개방 프로토콜은 간략히 이름 지어 PTP(Precision Time Protocol)라고 한다.
IEEE 1588에 따르면 동기화의 기본적인 원리에는 로컬(리얼타임) 클럭과 데이터그램이 찍힌 특정 시간의 전송 간의 특정 패킷의 송신, 수신, 기록 시간으로 이루어진다. 이러한 시간 기록에 따라서 클럭과 전송의 편차, 네트워크 상의 지연 을 계산할 수 있다. 네트워크 상의 각 노드의 로컬 클럭의 사용에 따라서 정밀한 전체 시스템 시간을 알맞게 처리한다. 이것은 네트워크 통신상에서 가능한 편차로부터 동기된 제어 명령들을 정확한 수행 시간으로 수행하는 독립성을 제공한다.
그런데 IEEE 1588을 이용한 시간 동기화 방법은 시간정보를 전달하는 매체인 패킷 네트워크의 구성에 따라서 라우터(Router) 및 스위치(Switch) 등이 마스터와 슬레이브 사이에 놓일 수 있다. 또한, 패킷 네트워크는 고정된 경로(Path)를 따라서 전송되는 것이 아니라 망의 상태에 따라서 경로가 시시각각 변할 수 있다. 따라서, IEEE 1588을 이용하여 패킷 네트워크(Packet Network) 상에서 동기를 맞추는 방법은 마스터와 슬레이브 간의 메시지 전송지연시간이 일정하지 않을 수 있으며, 이는 네트워크 구성의 변화, 지터(Jitter), 스위치 및 라우터의 큐잉 지연(Queuing delay)에 의해 변하기 때문이다.
전송지연 변동에 의해 전송지연시간이 스토캐스틱(Stochastic) 또는 랜덤(Random)한 특성을 나타내기 때문에, 시간 동기를 맞추기 위해서는 사용된 네트워크의 특성을 분석하여 그 네트워크에 맞는 네트워크 지연 처리 방안이 필수적으로 필요하다. 일예로, 수신된 시간정보에서 노이즈 성분을 걸러내고 순수한 마스터의 시간정보를 추출하는 방안이 필요하다.
본 발명의 목적은 패킷 지연 변동이 심한 공용 네트워크(예컨대 패킷 네트워크) 상에서 IEEE 1588을 사용하여 시간 동기를 맞추고자 할 때, 패킷 지연 변동(PDV)을 최소화하여 순수 경로 지연만을 추출토록 함으로써, 안정적이고 정확한 시간정보를 제공할 수 있는 네트워크 지연 처리 장치 및 방법과 그를 위한 IEEE 1588 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 패킷 네트워크 상에서 IEEE 1588을 사용하여 시간 동기를 맞추고자 할 때, 패킷 지연 변동(PDV)을 최소화하여 순수 경로 지연만을 추출토록 함으로써, 안정적이고 정확한 시간정보를 제공할 수 있는 네트워크 지연 처리 장치 및 방법과 그를 위한 IEEE 1588 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 마스터에서 슬레이브로 전송된 타이밍 메시지에서 최소 네트워크 지연을 측정한다. 그리고 네트워크 지연을 예측하고, 예측값과 측정값을 비교하여 망 특성 및 CPU 부하 중 적어도 하나에 따라 가중치를 부여하여 최적의 전송지연 시간을 예측한다. 이때 최적의 전송지연 시간은, 전송지연 변동(PDV)이 최소화된 순수 경로 지연 시간이다.
본 발명에 의하면, 패킷 지연 변동이 심한 공용 네트워크(Public Network) 상에서 IEEE 1588을 사용하여 시간 동기를 맞추고자 할 때, PDV의 영향을 최소화하 여 안정적이고 정확한 시간 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다. 특히 본 발명은 펨토셀(Femtocell)과 같이 옥내에 위치하는 기지국의 시간 동기를 맞추는데 유용하게 사용될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 1588 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
패킷 네트워크상에서 시간 동기를 맞추기 위한 방법인 IEEE 1588 시스템은 몇 개의 노드로 구성되며, 모두 클럭으로 표현되고 클럭은 네트워크를 통해서 서로 연결된다.
IEEE 1588 시스템은 크게 네트워크의 모든 노드(Node)에게 시간정보가 담긴 패킷을 송신할 수 있는 마스터 클럭(Master Clock)과 마스터가 송신한 시간 패킷(Timing Packet)을 이용하여 마스터의 클럭에 동기를 맞추는 슬레이브 클럭(Slave Clock)으로 구성된다.
마스터는 GPS(Global Positioning System) 또는 정확한 클럭원으로부터 시간정보를 받아서 내부의 IEEE 1588 알고리즘의 기본 클럭으로 사용하며, 슬레이브는 마스터로부터 받은 시간 패킷에 담긴 시간정보를 추출하여 슬레이브의 내부 시간(Local Clock)을 마스터의 클럭에 맞추게 된다.
IEEE 1588 시스템에서 마스터와 슬레이브는 도2에 도시된 바와 같이 오프셋 보정 과정과 전송지연 측정 과정을 통해서 동기를 맞추게 된다.
오프셋 보정(Offset Correction) 과정은, 마스터와 슬레이브 간의 시간차(Time difference)를 보정하는 것으로서, 이를 위해서 마스터는 주기적으로 동기 메시지(Synchronization Message)인 싱크(Sync) 메시지를 슬레이브로 전송한다(예컨대 2초마다 전송함). 이때 마스터는 싱크 메시지를 전송한 정확한 시간을 하드웨어(Hardware) 또는 소프트웨어(Software)를 이용하여 측정하며, 측정된 송신시간은 폴로업(Follow-Up) 메시지를 이용하여 다시 한번 슬레이브로 전송하게 된다. 슬레이브는 싱크 메시지의 수신시간을 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 측정하며, 폴로업 메시지에 포함된 마스터의 싱크 메시지의 송신시간과 측정된 싱크 메시지의 수신시간과의 차이를 이용하여 마스터와의 오프셋을 보정하게 된다. 즉 폴로업 메시지에 포함된 정확한 송신시간과 측정한 수신시간을 이용하여 마스터 클럭으로부터 슬레이브 클럭 간의 편차를 계산할 수 있기 때문에 슬레이브의 시간이 맞게 된다. 그러나 결정된 편차는 여전히 네트워크 전송 지연을 포함한다. 이를 위해 다음의 전송지연 측정 과정을 수행한다.
전송지연 측정 과정은, 마스터와 슬레이브 간의 전송지연(Delay)를 측정하는 것으로서, 이를 위해서 슬레이브는 마스터로 지연요청(Delay Request) 메시지를 주기적으로 전송하며, 마스터는 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 지연요청 메시지의 수신시간을 측정하여, 슬레이브의 지연요청 메시지를 수신한 시간을 지연 응답(Delay Response) 메시지를 이용하여 슬레이브에게 알린다. 따라서 지연응답 메 시지를 수신한 슬레이브는 지연요청 메시지의 송신시간과 마스터가 지연응답 메시지를 통해 송신한 수신시간의 차이를 이용하여 네트워크의 전송지연을 측정한다.
싱크 메시지, 폴로업 메시지, 지연요청 메시지, 지연응답 메시지를 이용하여 마스터와 슬레이브 간에 시간동기를 맞추는 과정을 수식으로 설명하면, 마스터가 싱크 메시지를 전송한 시간을 t0, 슬레이브가 싱크 메시지를 수신한 시간을 t1, 슬레이브가 지연요청 메시지를 전송한 시간을 t2, 마스터가 지연응답 메시지를 수신한 시간을 t3라 했을 때, 오프셋 시간 및 전송지연 시간은 다음의 수학식1과 같다.
오프셋 시간 = [(t1 - t0) - (t3 - t2)] / 2
전송지연 시간 = [(t1 - t0) + (t3 - t2)] / 2
패킷 네트워크의 구성에 따라서 라우터(Router) 및 스위치(Switch) 등이 마스터와 슬레이브 사이에 놓일 수 있고, 또한 패킷 네트워크는 고정된 경로(Path)를 따라서 전송되는 것이 아니라 망의 상태에 따라서 경로가 시시각각 변할 수 있다. 따라서 시간에 따라 변하는 마스터와 슬레이브 간의 전송지연은 다음의 수학식2와 같이 나타낼 수 있다.
전송지연 시간 d(t) = 순수 경로지연 d + 전송 지연 변동 PDV(t)
물론 마스터와 슬레이브 간의 전송지연 시간이 일정하다면, 마스터와 슬레이 브 간의 시간 동기는 상기 수학식1에 의하여 단순히 산술적인 계산으로 이루어질 수 있다. 하지만 전송지연 변동에 의해 전송지연 시간이 스토캐스틱(Stochastic) 또는 랜덤(Random)한 특성을 나타내기 때문에, 시간 동기를 맞추기 위해서는 네트워크의 특성을 분석하여 그 네트워크에 맞는 네트워크 지연 처리 방안이 필수적으로 필요하다. 예컨대 수신된 타이밍 정보에서 노이즈 성분을 걸러내고 순수한 마스터의 시간 정보를 추출하는 과정이 필요하다.
본 발명에서는 정확한 전송지연 시간을 추출하기 위해서 전송 지연 변동인 PDV의 영향을 최소화한다. 구체적인 방안을 살펴보면 다음과 같다.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 지연 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
IEEE 1588 물리계층 처리부(31)는 마스터가 송신한 타이밍 패킷(Timing Packet)(예컨대 싱크 메시지 및 폴로업 메시지, 지연응답 메시지 등)을 수신받아, 싱크 메시지의 수신시간을 측정하거나, 폴로업 메시지에 포함된 마스터의 싱크 메시지 송신시간을 추출하거나, 지연응답 메시지에 포함된 마스터의 지연요청 메시지 수신시간을 추출하여, 1PPS(Packet Per Second) 신호를 발생한다.
위상 검출기(34)는 IEEE 1588 물리계층 처리부(31)로부터 발생된 1PPS 신호와 내부 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillators)(37)에서 발생된 기준클럭을 이용하여 만들어진 1PPS 신호를 비교하여 위상차(Phase Difference)를 계산한다. 위상차는 마스터와 슬레이브 간의 전송지연 시간이다. 전송지연 시간은 상기 수학식2와 같기 때문에, 본 발명에서는 프리필터(32)와 칼만필터(33)를 구비하여 전송 지연 변동인 PDV의 효과를 경감시킨다.
PID(Packet Iddentification) 제어기(35)는 위상 검출기(34)에서 계산된 위상차(전송지연 시간)를 이용하여 TCXO(37)를 제어하기 제어신호를 발생한다. 이때 제어신호는 TCXO(37)의 클럭으로 만들어진 1PPS 신호가 IEEE 1588 물리계층 처리부(31)로부터 발생된 1PPS 신호에 일치되도록 하는 것이다. 이때 PID 제어기(35)의 제어신호는 DAC(36)에서 디지털-아날로그 신호로 변환되어 TCXO(37)로 제공된다.
IEEE 1588 시스템에서 마스터로부터 전송된 타이밍 패킷이 스위치나 라우터 등을 경유하여 슬레이브로 수신됨으로써 네트워크 지연이 가변적으로 되기 때문에, 본 발명에서는 프리필터(32)와 칼만필터(33)를 통해 이를 예측하여 전송 지연 변동을 최소화함으로써, 전체 네트워크 지연 중 순수 경로 지연만을 추출할 수 있다. 순수 경로 지연을 알면 마스터에서 A라는 시간에 타이밍 패킷을 보내고 슬레이브에서 B라는 시간에 타이밍 패킷을 받았다면, "A = B - 경로 지연"이 되기 때문에 슬레이브에서 마스터의 시간을 정확하게 추출할 수 있다.
도4를 참조하여 프리필터(Pre-filter)(32)의 동작에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
마스터가 슬레이블으로 전송하는 초당 메시지의 개수는 정해진 것이 아니라 상호간의 협상(Negotiation) 과정에서 정해지게 되며, 이때 초당 전송된 메시지(예컨대 초당 20개의 패킷 메시지)는 메시지마다 다른 전송지연을 거치게 된다. 본 발명에서는 망의 특성 및 CPU의 부하를 고려하여 관찰영역(Observation Window)을 다르게 조정해야 한다는 개념에서 두 개의 비교군, 즉 N, M으로 나눈다. N은 마스터 와 슬레이브의 협상 과정에서 정해진 초당 전송되는 메시지의 개수를 의미하며, M은 칼만필터(33) 및 IEEE 1588 물리계층 처리부(31)의 제어(Control)를 위한 주기를 의미한다.
예를 들어, 전송지연이 특정 범위에서 변하는 망에서는 '매초마다 N개의 메시지(예컨대 초당 20개의 패킷 메시지)를 비교하여 얻어진 최소 전송지연'을 바탕으로 칼만필터(33)나 IEEE 1588 물리계층 처리부(31)를 제어하는 것보다, M초(예컨대 2초)마다 제어를 함으로써 CPU의 부하 및 망의 부하를 줄일 수 있다. 하지만 전송지연이 급격하게 변하는 망에서는 매초마다 N개의 메시지를 비교하여 얻어진 최소 전송지연을 사용함으로써 좀더 빠르게 망의 변화에 적응할 수 있다. M값의 설정은 N개의 전송지연을 비교하여 얻어진 최소 전송지연의 편차를 구함으로써 M값이 커져야 할지, 아니면 작아져야 할지를 결정할 수 있다.
구체적으로, 마스터에서 슬레이브로 초당 전송 가능한 타이밍 패킷 수에 대한 정보(예컨대 초당 50 패킷)를 전달한다(S401). 슬레이브는 수신 가능한 초당 패킷 수에 대한 정보(예컨대 초당 20 패킷)를 마스터로 전달한다(S411).
마스터는 초당 전송 가능 패킷(초당 N개 패킷)을 결정한 후(S402), 슬레이브에게 통보한다. 이때 마스터는 슬레이브로부터 전달된 초당 패킷 수에 대한 정보를 바탕으로 초당 전송 가능 패킷을 결정할 수 있는데, 예컨대 슬레이브가 수신 가능한 초당 패킷 수의 범위 내에서 초당 전송 가능 패킷을 결정한다. 또한 슬레이브는 마스터가 통보한 초당 전송 가능 패킷 수가 수신 가능한 초당 패킷 수를 초과하면(S412) 수신 가능한 초당 패킷 수에 대한 정보를 다시 마스터로 전달하여(S411) 초당 전송 가능한 패킷의 수를 재결정하도록 한다.
마스터와 슬레이브 간에 초당 전송 가능한 패킷 수가 결정되면, 마스터는 협상한 바대로 초당 N개의 타이밍 패킷을 슬레이브로 전송한다(S403).
슬레이브는 초당 수신된 N개 패킷의 네트워크 지연 중 최소 네트워크 지연을 선택한다(S413,S414). 이때 슬레이브는 CPU의 부하를 고려하여 M초마다 최소 네트워크 지연을 선택할 수도 있고, 1초마다 최소 네트워크 지연을 선택할 수 있다. 예컨대, 1초마다 N개의 타이밍 패킷에서 얻어진 최소 네트워크 지연(DI)을 선택하게 되면, 1초마다 칼만필터(33)에 입력값(최소 네트워크 지연)을 전달함으로 CPU의 부하가 증가할 수 있으나 정확성은 높아진다. 그러나 M초마다 N×M개의 타이밍 패킷에서 얻어진 최소 네트워크 지연(M개의 DI 중 최소 네트워크 지연 ZK)을 선택하게 되면, CPU 부하는 줄어드나, M초마다 칼만필터(33)에 입력값을 전달하므로 정확성이 줄어든다. 도4에서는 ZK를 현재 네트워크 지연으로 사용한다. 최소 네트워크 지연은 패킷 네트워크의 특성에 따라 DI, ZK 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기에서, M의 선택은 CPU의 부하 및 정확성의 Trade-off가 있으므로, 본 발명이 사용되는 시스템의 구성에 따라서 달라 질 수 있다.
도5를 참조하여 칼만필터(Kalman filter)(33)의 동작에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
칼만필터(33)는 프리필터(32)의 출력값이 최소 전송지연 시간을 이용하여 최적의 전송지연 시간을 예측한다.
칼만필터(33)는 크게 예측 과정(Predict Process)과 갱신 과정(Update Process)을 수행한다. 예측 과정은 앞으로의 네트워크 지연이 어떻게 될 것인지를 예측하는 과정이며, 갱신 과정은 현재 측정된 네트워크 지연과 전 단계에서 예측한 네트워크 지연을 비교함으로써 현재의 과정(Process)을 수정하며 현재 상태의 추정된 네트워크 지연을 출력한다.
먼저 현재(K번째 상태)에서의 네트워크 지연을 예측한다(S501). 현 단계의 네트워크 지연(X- k)은 "a×Xk-1"로 예측한다. X- k는 현 단계에서 예측되는 네트워크 지연으로, 과거(K-1 번째 상태)에 예측된 네트워크 지연(Xk-1)에 상수 a배를 한 값이다. 즉 과거에 예측된 네트워크 지연에 가중치 a를 곱하여 현재의 네트워크 지연을 예측한다.
현재(K번째 상태)에서의 상태 분산(State Variance)을 예측한다(S502). 현 단계의 상태 분산(P- k)은 "b×Pk-1 + Qk"로 예측한다. P- k는 현 단계에서 예측되는 상태 분산으로, 과거(K-1번째 상태)에서 계산된 상태 분산(Pk-1)에 상수 b배를 한 값에 프로세스 자체의 오차(Process Noise Variance) Qk를 더한 값이다. Process Noise Variance는 칼만필터(33) 전체의 동작이 Qk 만큼의 variance를 가진다는 의미로, Process 자체의 오차를 의미한다. 여기서 Process Noise Variance는 "Qk = (Xk- 1 - X- k-1)2 + P- k-1 - Pk-1 - Qk-1"로 계산한다. 이때 Xk-1는 과거에 계산된 네트워크 지연, X- k-1는 과거에 예측된 네트워크 지연, P- k-1는 과거에 예측된 상태 분산, Pk-1는 과거에 계산된 상태 분산, Qk-1는 과거에 계산된 Process Noise Variance이다.
현재(K번째 상태)에서의 칼만 이득을 계산한다(S503). 현 단계에서의 칼만 이득(Kk)은 "P- k/(P- k + Rk)"로 계산한다. 이때 P- k는 S402 단계에서 예측된 현재의 상태 분산, Rk는 Measurement Noise Variance로 현 단계의 최소 네트워크 지연(Zk)의 오차를 의미한다. 즉, 칼만 이득은 칼만필터(33)에서 예측한 값에 신뢰도를 둘 것인지, 아니면 측정된 현 단계의 최소 네트워크 지연(Zk)에 신뢰도를 둘 것인지를 의미한다. Rk는 "(ZK - Xk-1)2 - c×P- k"로 계산한다. 이때 Zk는 현 단계의 최소 네트워크 지연, Xk-1는 과거에 계산된 네트워크 지연이다.
측정값을 이용하여 현 단계의 네트워크 지연을 예측한다(S504). 현 단계의 네트워크 지연(Xk)은 "X- k + Kk×(Zk - X- k)"로 예측한다. 이때 Xk는 현 단계의 칼만필터(33)의 출력(Output)으로 현 단계의 계산된 네트워크 지연이다. 즉, 이는 실제 측정된 최소 네트워크 지연(Zk)과 현 단계에서 예측한 네트워크 지연(X- k) 사이에 칼만 이득을 이용하여 어디에 더 신뢰도를 둔 값을 믿을 것인가로 결정된다. 예를 들면 측정된 최소 네트워크 지연이 망의 부하에 의하여 오차가 많은 상태라면 칼만 이득은 거의 0에 수렴하여 측정값 보다는 예측값에 신뢰도를 더 두게 된다. 반대로 칼만필터(33)를 계산하는 과정에 오차가 많은 상태라면 칼만 이득은 거의 1에 수렴하여 예측값 보다는 측정값에 신뢰도를 더 두게 된다.
현재(K번째 상태)에서의 상태 분산(State Variance)을 계산한다(S505). 현 단계의 상태 분산(Pk)은 "[1- Kk] P- k"로 갱신한다. 즉 S503 단계에서 칼만 이득과 S502 단계에서 예측된 상태 분산을 이용하여 현재의 상태 분산을 계산한다.
이처럼 칼만필터(33)는 측정값을 신뢰할 것인지, 아니면 예측값을 신뢰할 것인지를 결정한다. 즉 Noise가 측정값에 많다고 생각하면 측정값 보다는 예측값에 가중치를 두고, 반대로 Process 자체에 Noise가 많다면 예측값 보다는 측정값에 가중치를 둔다.
상기 프리필터(32) 및 칼만필터(33)의 사용목적은 IEEE 1588의 타이밍 패킷이 스위치나 라우터를 경유하게 되므로, 네트워크 지연이 가변적으로 되기 때문에 이를 예측하여 전체 네트워크 지연 중 순수 경로 지연만을 추출하는 것을 목적으로 하고 있다. 순수 경로 지연을 알면 마스터에서 A라는 시간에 타이밍 패킷을 보내고, 슬레이브에서 B라는 시간에 타이밍 패킷을 받았다면 "A = B - 경로 지연"이 되기 때문에 슬레이브에서 마스터의 시간을 정확하게 추출할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어 나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
도1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 1588 시스템의 구성을 도시한 도면.
도2는 IEEE 1588 타이밍 메시지를 보여주는 도면.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 지연 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도4는 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 지연 처리를 위한 프리필터의 동작 과정을 나타낸 흐름도.
도5는 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 지연 처리를 위한 칼만필터의 동작 과정을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31: IEEE 1588 물리계층 처리부 32: 프리필터
33: 칼만필터 34: 위상 검출기
35: PID 제어기 36: 디지털-아날로그 제어기(DAC)
37: TCXO

Claims (9)

  1. 네트워크 지연 처리 장치로서,
    마스터에서 슬레이브로 전송된 타이밍 메시지에서 최소 네트워크 지연을 측정하는 프리필터; 및
    네트워크 지연을 예측하고, 예측값과 상기 프리필터의 측정값을 비교하여 망 특성 및 CPU 부하 중 적어도 하나에 따라 가중치를 부여하여 최적의 전송지연 시간을 예측하는 칼만필터를 포함하는 네트워크 지연 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최적의 전송지연 시간은, 전송지연 변동(PDV)이 최소화된 순수 경로 지연 시간인, 네트워크 지연 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리필터는, 망 특성 및 CPU 부하를 고려해 관찰영역을 다르게 조정하여 최소 네트워크 지연을 측정하는, 네트워크 지연 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 칼만필터는, 네트워크 지연을 예측하고, 측정된 네트워크 지연과 예측된 네트워크 지연을 비교하여 측정된 네트워크 지연이 망의 부하에 의해 오차가 많 은 경우 예측된 네트워크 지연에 신뢰도(가중치)를 주고, 예측된 네트워크 지연이 CPU의 부하에 의해 오차가 많은 경우 측정된 네트워크 지연에 신뢰도(가중치)를 주는, 네트워크 지연 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 네트워크 지연 처리 장치를 통해 전송지연 변동(PDV)을 최소화하여 전체 네트워크 지연 중 순수 경로 지연만을 추출하여 시간 동기를 맞추는 슬레이브를 포함하는 IEEE 1588 시스템.
  6. 슬레이브의 네트워크 지연 처리 방법으로서,
    a) 마스터에서 슬레이브로 전송된 타이밍 메시지에서 최소 네트워크 지연을 측정하는 단계;
    b) 네트워크 지연을 예측하는 단계;
    c) 측정된 네트워크 지연과 예측된 네트워크 지연을 비교하는 단계; 및
    d) 망 특성 및 CPU 부하 중 적어도 하나에 따라 가중치를 부여하여 최적의 전송지연 시간을 예측하는 단계를 포함하는 네트워크 지연 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최적의 전송지연 시간은, 전송지연 변동(PDV)이 최소화된 순수 경로 지연 시간인, 네트워크 지연 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 a) 단계에서는, 망 특성 및 CPU 부하를 고려해 관찰영역을 다르게 조정하여 최소 네트워크 지연을 측정하는, 네트워크 지연 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 d) 단계는, 측정된 네트워크 지연이 망의 부하에 의해 오차가 많은 경우 예측된 네트워크 지연에 신뢰도(가중치)를 주고, 예측된 네트워크 지연이 CPU의 부하에 의해 오차가 많은 경우 측정된 네트워크 지연에 신뢰도(가중치)를 주는, 네트워크 지연 처리 방법.
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