KR20110039024A - 포트 집중형 시간 동기화 장치 - Google Patents

포트 집중형 시간 동기화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110039024A
KR20110039024A KR1020090096281A KR20090096281A KR20110039024A KR 20110039024 A KR20110039024 A KR 20110039024A KR 1020090096281 A KR1020090096281 A KR 1020090096281A KR 20090096281 A KR20090096281 A KR 20090096281A KR 20110039024 A KR20110039024 A KR 20110039024A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
time
synchronization
port
message
stamp value
Prior art date
Application number
KR1020090096281A
Other languages
English (en)
Inventor
이승우
이정희
이범철
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020090096281A priority Critical patent/KR20110039024A/ko
Publication of KR20110039024A publication Critical patent/KR20110039024A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0685—Clock or time synchronisation in a node; Intranode synchronisation
    • H04J3/0697—Synchronisation in a packet node
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
    • H04J3/0667—Bidirectional timestamps, e.g. NTP or PTP for compensation of clock drift and for compensation of propagation delays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

포트 집중형 시간 동기화 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 포트 집중형 시간 동기화 장치는, 입력 포트에서 생성된 타임 스탬프 값을 동기 메시지와 함께 동기화 포트로 전송하고, 출력 포트에서 생성된 타임 스탬프 값을 동기화 포트로 전송하여 동기화 포트를 통해 동기화 관련 시간차를 계산한다. 이에 따라, 시간 동기화에 있어서 메모리의 사용을 줄이고 프로세서의 부하를 줄일 수 있다.
Figure P1020090096281
시간 동기화, 입력 포트, 출력 포트

Description

포트 집중형 시간 동기화 장치 {Apparatus for synchronizing time using centralized port}
본 발명의 일 양상은 네트워크 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시간 동기화 기술에 관한 것이다.
본 연구는 지식경제부의 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2009-S-043-01, 과제명 : Scalable 마이크로 플로우 처리기술개발]
네트워크를 통해 상호 연결된 단말 간의 시간정보를 동일화시키기 위해 시간 동기화 과정이 필요하다. 시간 동기화 과정에는 IEEE 1588 프로토콜 또는 네트워크 타임 프로토콜(NTP: Network Time Protocol)과 같이 타임스탬프(timestamp)를 이용하여 타이밍(timing)을 전달하기 위한 다양한 스킴(schemes)이 존재한다.
예를 들면, IEEE 1588 기술은 네트워크 단말 간 정확한 동기화를 가능하게 하는 표준시간 전송 프로토콜이다. IEEE 1588은 두 단말 간의 기준시간 차이와 두 단말 간의 패킷 전송시 발생하는 전송지연시간을 이용하여 시간 동기화를 수행한다. 이때 IEEE 1588 프로토콜은 네트워크 상에서 서로 통신하는 단말들의 실시간 클락(Clock)의 동기화를 실행하는데, 마이크로 초(Micro second) 이상의 정확도와 시스템의 자유로운 작동 관리가 가능하다.
일 양상에 따라, 메모리의 사용을 줄이고 프로세서의 부하를 줄일 수 있는 시간 동기화 장치를 제안한다.
일 양상에 따른 시간 동기화 장치는, 동기 메시지를 수신하여 동기 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 동기 메시지와 함께 스위치를 통해 동기화 포트로 전달하는 입력 포트, 스위치로부터 동기 메시지를 수신하여 이를 외부로 송신하고 동기 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 동기화 포트로 전달하는 출력 포트 및 입력 포트로부터 전달받은 동기 메시지의 타임 스탬프 값과 출력 포트로부터 전달받은 타임 스탬프 값을 이용하여 동기화 관련 시간차를 계산하는 동기화 포트를 포함한다.
이때, 입력 포트는 동기 메시지 내에 타임 스탬프 값을 나타내는 필드에 타임 스탬프 값을 저장하거나, 동기 메시지 내의 예약된 필드에 타임 스탬프 값을 저장하거나, 동기 메시지에 상기 타임 스탬프 값을 첨가하는 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 타임 스탬프 값을 동기 메시지와 함께 스위치로 전달할 수 있다. 또한, 동기화 관련 시간차는 옵셋 시간, 전파 지연 시간 또는 상주 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시간 동기화 장치는 동기 메시지에 타임 스탬프 값을 포함하여 전달함으로써, 중앙 메모리 또는 각 포트 별로 레지스터를 사용하지 않고 동기화를 위한 계산을 수행하여 메모리 사용을 줄일 수 있다. 또한, 동기 메시지에 타임 스탬프 값을 포함하여 전달함으로써, 입력 포트 및 출력 포트의 타임 스탬프 값을 중앙 메모리 또는 동기화 프로토콜 프로그램에 전달하기 위한 I/O 신호선의 수를 줄일 수 있다.
나아가, 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치는 동기화 관련 시간차를 동기화 포트를 통해 구성된 블록에서 계산함으로써, 동기 메시지가 상위 계층까지 전달되지 않아도 동기화 계산이 가능하므로 프로세서의 부하를 줄일 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 프로토콜 및 동기 메시지를 설명하기 위한 참조도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크에 연결된 마스터 단말(1)과 슬레이브 단말(2)은 상호 간에 시간을 동기화한다. 두 단말(1,2) 간 시간 동기화는 이더넷, 보다 상세하게는 40G나 100G 이더넷과 같은 고속 이더넷 망에서 구현될 수 있으나 이에 한정 되지 않는다. 마스터 단말(1)은 네트워크 내에서 기준 클럭을 제공하고, 슬레이브 단말(2)은 마스터 단말(1)에 맞춰 자신의 시간정보를 일치시켜 시간 동기를 수행한다. 이때 브리지 단말이 슬레이브 단말(2)을 대신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단말(1,2) 간 시간 동기화를 위해 IEEE 1588을 이용할 수 있다. IEEE 1588은 네트워크 측정과 제어 시스템을 위한 정밀 시간 동기화 프로토콜에 대한 표준(Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems)으로써, 네트워크를 통해 상호 연결된 단말(1,2) 간의 시간정보를 동일화시키기 위한 프로토콜이다. IEEE 1588은 두 단말(1,2) 간의 기준시간의 차이와 두 단말(1,2) 간의 패킷 전송시 발생하는 전송지연시간을 이용하여 시간 동기화를 이룬다.
한편, 마스터 단말(1) 및 슬레이브 단말(2)은 도 1에 도시된 바와 같이, 싱크 메시지(Sync message)(10), 폴로업 메시지(FollowUp message)(12), 지연 요청 메시지(Delay Request message)(14) 및 지연 응답 메시지(Delay Response message)(16)를 포함하는 동기 메시지를 이용하여 각 단말(1,2) 간의 시간을 동기화할 수 있다.
구체적으로, 슬레이브 단말(2)은 전술한 시간 동기화 프로토콜을 통해 전술한 동기 메시지의 출발 시점 또는 도착 시점의 타임 스탬프(time stamp) 값을 시간 정보로 이용하여 마스터 단말(1)과 동기화 관련 시간차(옵셋 값, 전파 지연 시간, 상주 시간)를 계산하고, 슬레이브 단말(2)의 국부 클럭에 의해 동작하는 시간 정보 및 주파수 정보를 조정하여 마스터 단말(1)과 시간 동기를 이룬다. 또한, 브리지 단말은 동기 메시지의 입력 시점의 시간 정보와 출력 시점의 시간 정보의 차이를 계산하여 동기 메시지의 상주 시간(residence time)을 제공하여 시간 동기를 이룬다.
도 2는 본 발명에 따른 시간 동기화 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치는 입력 포트(20), 스위치(22), 출력 포트(24), 동기화 포트(26) 및 동기화 프로토콜 프로그램(28)을 포함한다.
일 실시예에 따른 시간 동기화 장치는, 입력 포트(20)에서 생성된 타임 스탬프 값을 동기 메시지와 함께 동기화 포트(26)로 전송하고, 출력 포트(24)에서 생성된 타임 스탬프 값을 동기화 포트(26)로 전송함으로써 시간 동기화를 수행한다.
시간 동기화 프로토콜을 통한 시간 동기에 있어서, 일반적인 시간 동기화 장치는 각 입력 포트 및 출력 포트를 통해 동기 메시지를 입력 및 출력하는데, 입력되는 동기 메시지의 입력 시점의 시간 정보와 출력되는 동기 메시지의 출력 시점의 시간 정보를 각각 타임 스탬프로 찍어서, 동기화 프로토콜을 수행하는 프로그램에 전달한다. 이때, 각 입력 포트 및 출력 포트에서 찍은 타임 스탬프 값을 중앙 메모리에 저장하고, 동기화 프로토콜 프로그램이 메모리에 저장된 타임 스탬프 값을 이용하여 시간 옵셋 값, 전파 지연 시간 값 및 상주 시간 값을 포함하는 동기화 관련 시간차 값을 계산한다. 그런데, 각 동기 메시지에 해당되는 타임 스탬프 값을 구분하기 위하여 시간 동기화 장치는 각 타임 스탬프 값과 함께 동기 메시지를 구분하는 ID 값을 함께 저장해야 하는데, 이는 저장해야 할 메모리의 양이 증가함을 의미한다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기화 관련 시간차 값을 계산할 수 있는 동기화 포트(26)를 새롭게 구성한다. 이때, 시간 동기화 장치는 입력 포트(20)에서 찍은 타임 스탬프 값을 입력 포트(20)에 입력된 동기 메시지와 함께 동기화 포트(26)에 전달한다. 이때, 동기화 관련 시간차를 동기화 포트(26)를 통해 구성된 블록에서 계산함으로써, 동기 메시지가 상위 계층까지 전달되지 않아도 동기화 계산이 가능하므로 프로세서의 부하를 줄일 수 있다.
나아가, 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치는 동기 메시지에 타임 스탬프 값을 포함하여 전달함으로써, 중앙 메모리 또는 각 포트 별로 별도의 레지스터를 사용하지 않고 동기화를 위한 계산을 수행하여 메모리 사용을 줄일 수 있다. 또한, 동기 메시지에 타임 스탬프 값을 포함하여 전달함으로써, 입력 포트 및 출력 포트의 타임 스탬프 값을 중앙 메모리 또는 동기화 프로토콜 프로그램에 전달하기 위한 I/O 신호선의 수를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 시간 동기화 장치의 각 구성요소에 대해 상세히 후술한다.
우선, 입력 포트(20) 및 출력 포트(24)는 물리 계층과 연결되어 동기 메시지를 전달받고, 각 포트(20,24)는 MAC 계층을 포함한다. 물리 계층으로부터 전달받은 동기 메시지는 입력 포트(20)의 MAC 계층을 통해 스위치(22)에 전달되고, 스위치(22)는 전달받은 동기 메시지를 동기화 포트(26)로 송신한다. 그리고, 동기화 포트(26)는 동기에 관련된 시간 옵셋 값, 전파 지연 시간 값 및 상주 시간 값을 포함하는 동기화 관련 시간차를 계산하고, 동기 메시지를 생성한다. 전술한 동기 메 시지는 다시 동기화 포트(26)에서 스위치(22)로 전달되고, 전달된 동기 메시지는 지정된 출력 포트(24)를 통해 외부로 송신된다.
입력 포트(20)는 외부로부터 동기 메시지(210)를 수신하고, 수신된 동기 메시지(210)를 스위치(22)로 전달한다. 이때, 입력 포트(20)는 동기 메시지(210)를 입력받은 시점에 해당하는 타임 스탬프 값(TSi)(200)을 측정한다.
측정된 타임 스탬프 값(TSi)(200)은 동기 메시지(210)와 함께 스위치(22)로 전달되는데, 다음과 같은 전달 방법을 사용할 수 있다. 첫째, 동기 메시지(210) 내에 타임 스탬프 값을 나타내는 필드가 존재하는 경우, 기존의 타임 스탬프 값을 입력 시점의 타임 스탬프 값(TSi)(200)으로 대체하는 방법이 있다. 둘째, 동기 메시지(210) 내의 예약된 필드(reserved field)에 입력 시점의 타임 스탬프 값(TSi)(200)을 저장하여 동기 메시지와 함께 전달하는 방법이 있다. 셋째, 수신한 동기 메시지(210)를 변경하지 않고, 정해진 동기 메시지(210) 밖에 타임 스탬프 값(TSi)(200)을 덧붙여서 동기 메시지와 함께 전달하는 방법이 있다. 전술한 첫 번째와 두 번째 방법은 수신한 동기 메시지(210)가 변경되는 반면, 세 번째 방법은 수신한 동기 메시지(210)가 변경되지 않는 특징이 있다. 입력 포트(20)는 외부의 물리 계층과 연결되는 것이 일반적이지만, 입력 포트(20)가 물리 계층도 같이 포함한다면, 광케이블 또는 copper 등의 매체와 연결될 수도 있다.
한편, 스위치(22)는 입력 포트(20)를 통해 전달받은 동기 메시지(210) 및 전술한 세 가지 방법을 이용하여 입력 포트(20)로부터 전달받은 입력 시점의 타임 스탬프 값(TSi)(200)을 함께 동기화 포트(26)로 전달한다. 스위치(22)는 동기 메시 지를 인식하여 일반 데이터와 구분하는 기능을 포함하고 있기 때문에 동기화 프로토콜에서 지정한 형식을 갖는 동기 메시지만을 인식하여 이를 동기화 포트(26)로 전달할 수 있다. 또한, 스위치(22)는 동기화 포트(26)에서 동기화 기능을 수행한 후에 송신하는 동기 메시지를 전달받아서, 지정된 출력 포트(24)로 전달한다. 만약, 스위치(22)가 일반 데이터를 입력 포트(20)에서 수신한 경우에는 동기화 포트(26)에 전달하지 않고, 지정된 출력 포트(24)로 일반 데이터를 전달한다.
출력 포트(24)는 동기화 포트(26)로부터 스위치(22)를 통해 전달받은 동기 메시지(230)를 외부로 송신한다. 이때, 출력 포트(24)는 동기 메시지(230)를 출력한 시점에 해당하는 타임 스탬프 값(TSi)(220)을 측정한다. 측정된 타임 스탬프 값(TSi)(220)은 동기화 포트(26)로 전달된다. 일 실시예에 따르면, 출력 포트(24)는 외부의 물리 계층과 연결되는 것이 일반적이지만, 입력 포트(20)가 물리 계층도 같이 포함한다면, 광케이블 또는 copper 등의 매체와 연결될 수 있다.
한편, 동기화 포트(26)는 스위치(22)로부터 전달받은 타임 스탬프 값(TSi)(200) 및 출력 포트(24)로부터 전달받은 타임 스탬프 값(TSi)(220)을 이용하여 동기화 프로토콜 프로그램(28)을 통해 시간 옵셋 값, 전파 지연 시간 값 및 상주 시간 값을 포함하는 동기화 관련 시간차를 계산한다.
일 실시예에 따르면, 동기화 포트(26)는 수학식 1 및 수학식 2를 통해 전파 지연 시간 값 및 시간 옵셋 값을 계산할 수 있다.
시간 옵셋 값 (Offset) = TS2 - TM1 - Delay
전파 지연 시간 값 (Delay) = [(TM4 - TM1) - (TS3 - TS2)] /2
전술한 수학식 1에서의 전파 지연 시간 값 (Delay)은 마스터 단말과 슬레이브 또는 브리지 단말의 전파 지연 시간 값을 의미하고, 수학식 2에서의 시간 옵셋 값 (Offset)은 마스터 단말과 슬레이브 또는 브리지 단말의 시간 옵셋 값을 의미한다. 또한, TM1은 마스터 단말에서 싱크(SYNC) 메시지의 출발 시점의 타임 스탬프 값이고, TM4는 지연 요청(REQ) 메시지가 마스터 단말에 도착한 시점의 타임 스탬프 값이다. TS2는 싱크(SYNC) 메시지가 슬레이브 또는 브리지 단말에 도착한 시점의 타임 스탬프 값이고, TS3는 지연 요청(REQ) 메시지가 슬레이브 또는 브리지 단말에서 출발한 시점의 타임 스탬프 시간이다.
한편, 상주 시간은 동기 메시지가 스위치(22)를 통과할 때 소요되는 시간을 측정하는 것으로서, 상주 시간은 아래의 수학식 3을 통해 구할 수 있다.
상주 시간 (Residence Time) = TB2 - TB1
수학식 3에서 TB1은 동기 메시지의 입력 시점에 해당하는 타임 스탬프 값이고, TB2는 출력 시점에 해당되는 타임 스탬프 값이다.
이하 도면들을 통해, 도 2에서 전술한 구성을 기초로 시간 동기화 장치가 마스터 단말, 슬레이브 단말 및 브리지 단말의 각 모드에서 시간 동기화를 수행하는 경우에 대해 각각 후술한다. 이때, 동기 메시지는 도 1에 도시된 바와 같이 싱크(SYNC) 메시지, 폴로업(FOLLOW_UP) 메시지, 지연요청(REQ) 메시지 및 지연응 답(RESP) 메시지를 사용한다고 가정한다. SYNC 메시지와 REQ 메시지는 입력 시점과 출력 시점에서 타임 스탬프 값을 측정하는 반면, FOLLOW_UP 메시지와 RESP 메시지는 측정된 타임 스탬프 값을 메시지 내에 포함하여 전송한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 마스터 단말로 동작할 경우, SYNC 메시지 및 FOLLOW_UP 메시지의 전송을 통한 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 출력 포트(36)는 동기화 포트(34)에서 생성된 SYNC 메시지를 스위치(32)를 통해 수신하여 외부로 송신한다. 여기서, 출력 포트(36)는 SYNC 메시지의 송신 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T1)(300)을 측정하여 저장하고, 측정된 타임 스탬프 값(T1)(300)을 동기화 포트(34)로부터 스위치(32)를 통해 수신한 폴로업 메시지와 함께 외부로 송신한다(310).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 마스터 단말로 동작할 경우, REQ 메시지 및 RESP 메시지의 전송을 통한 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 마스터 단말이 입력 포트(40)를 통해 REQ 메시지를 수신할 때, 도착 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T4)(400)를 측정하고, 이 시간 값(T4)을 REQ 메시지(410)와 함께 스위치(42)를 통해서 동기화 포트(44)로 전달한다. 여기서, REQ 메시지(410) 내에 타임 스탬프 값을 나타내는 필드에 타임 스탬프 값(T4)(400)을 저장하거나, REQ 메시지(410) 내의 예약된 필드에 타임 스탬프 값(T4)(400)을 저장하거나, REQ 메시지(410)에 타임 스탬프 값(T4)(400)을 첨가하 는 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 타임 스탬프 값(T4)(400)을 REQ 메시지(410)와 함께 스위치(42)로 전달할 수 있다.
한편, 동기화 포트(44)는 전달받은 타임 스탬프 값(T4)(400)을 RESP 메시지(420) 내에 포함하여 스위치(42)로 전달하고, 스위치(42)는 타임 스탬프 값(T4)(400)을 포함한 RESP 메시지(420)를 출력 포트(46)를 통해 연결되어 있는 슬레이브 또는 브리지 단말로 송신한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 슬레이브 단말로 동작할 경우, SYNC 메시지 및 FOLLOW_UP 메시지의 전송을 통한 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 슬레이브 단말은 입력 포트(50)를 통해 SYNC 메시지를 수신하는데, 도착 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T2)을 측정(500)하고, 타임 스탬프 값(T2)을 SYNC 메시지와 함께 도 1에서 전술한 세 가지 방법 중에서 하나를 이용하여 스위치(52)를 통해서 동기화 포트(54)로 전달(510)한다.
한편, 슬레이브 단말은 마스터 단말의 타임 스탬프 값(T1)을 포함한 FOLLOW_UP 메시지를 입력 포트(50)를 통해 수신하는데, 수신된 메시지는 타임 스탬프 값을 측정하지 않고, 스위치(52)를 통해 동기화 포트(54)로 바로 전달(520)된다. 동기화 포트(54)는 스위치(52)를 통해 전달받은 타임 스탬프 값(T2)과 FOLLOW_UP 메시지에 포함되어 전달받은 타임 스탬프 값(T1)을 이용하여 시간 옵셋 값, 전파 지연 시간 값 및 상주 시간 값을 계산한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 슬레이브 단말로 동 작할 경우, REQ 메시지 및 RESP 메시지의 전송을 통한 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 슬레이브 단말은 출력 포트(66)를 통해 REQ 메시지를 외부로 송신하는데, 출발 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T3)을 측정하고(600), 이 시간 값을 동기화 포트에 전달한다(610). 또한, 슬레이브 단말은 RESP 메시지를 입력 포트(60)를 통해 외부로부터 수신할 때, RESP 메시지 내에 포함된 마스터 단말의 타임 스탬프 값(T4)을 스위치(62)를 통해 동기화 포트(64)로 전달(620)한다. 동기화 포트(64)는 전달받은 타임 스탬프 값들(T3, T4)을 이용하여 시간 옵셋 값, 전파 지연 시간 값, 상주 시간 값을 계산한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 브리지 단말로 동작할 경우, SYNC 메시지 및 FOLLOW_UP 메시지의 전송을 통한 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 브리지 단말이 하나의 입력 포트(70)를 통해 SYNC 메시지를 수신할 때, 도착 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T5)을 측정(700)하고, 이 시간 값을 SYNC 메시지와 함께 도 1에서 전술한 세 가지 방법 중에서 하나를 이용하여 스위치(72)를 통해 동기화 포트(74)로 전달(710)한다.
한편, 브리지 단말은 입력 포트(70)를 통해 FOLLOW_UP 메시지를 수신할 때, 도착 시점의 타임 스탬프 값을 측정하지 않고, 메시지에 포함된 타임 스탬프 값(T1)을 스위치(72)를 통해 동기화 포트(74)에 전달(720)한다. 따라서, 브리지 단말에서 동기화 포트(74)는 SYNC 메시지와 함께 전달받은 타임 스탬프 값(T5)과 FOLLOW_UP 메시지와 함께 전달받은 타임 스탬프 값(T1)을 전달받게 된다. 그리고, 동기화 포트(74)는 전달받은 SYNC 메시지를 스위치(72)를 통해 지정된 출력 포트(76)로 송신한다. 이때, 브리지 단말은 출력 포트(76)의 출발 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T6)을 측정(730)하여 측정된 타임 스탬프 값(T6)을 동기화 포트(74)로 전달(740)한다.
동기화 포트(74)는 전달받은 타임 스탬프 값(T6)과 이전에 전달받은 다른 타임 스탬프 값(T5)를 이용하여 상주 시간 값(B1)을 계산하고 그 결과 값(T6-T5)을 FOLLOW_UP 메시지 내에 포함(750)시킨다. 이어서, 동기화 포트(74)는 FOLLOW_UP 메시지를 스위치(72)를 거쳐서 지정된 출력 포트(76)로 송신한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 브리지 단말로 동작할 경우, REQ 메시지 및 RESP 메시지의 전송을 통한 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8을 참조하면, 브리지 단말이 REQ 메시지를 하나의 입력 포트(77)를 통해 수신할 때, 도착 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T7)을 측정(800)하고, 이 시간 값(T7)을 REQ 메시지와 함께 도 1에 전술한 세 가지 방법 중에서 하나를 이용하여 스위치(82)를 통해서 동기화 포트(84)에 전달(810)한다.
이어서, 브리지 단말의 동기화 포트(84)는 스위치(82)로부터 전달받은 REQ 메시지를 다시 스위치(82)를 통해 지정된 출력 포트(81)로 송신한다. 이때, 출력 포트(81)는 REQ 메시지의 출력 시점에 해당되는 타임 스탬프 값(T8)을 측정(820)하고, 이 값(T8)을 동기화 포트(84)에 전달(830)한다. 동기화 포트(84)는 전달받은 타임 스탬프 값(T8)과 REQ 메시지와 함께 전달받은 타임 스탬프 값(T7)을 이용하여 상주 시간 값(B2)를 계산하고, 그 결과 값(T8-T7)을 저장한다.
한편, 브리지 단말에서 RESP 메시지는 마스터 단말의 타임 스탬프 값(T4)과 함께 다른 입력 포트(80)를 통해 수신하여 스위치(82)를 통해 동기화 포트(84)에 전달(840)된다. 그러면, 동기화 포트(84)는 앞서 계산된 상주 시간(B2) 값을 RESP 메시지 내에 포함하여 스위치(82)를 통해 지정된 출력 포트(76)로 송신(850)한다.
한편, 도 3 내지 도 8에서 전술한 마스터 단말, 슬레이브 단말 및 브리지 단말에서의 시간 동기화 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예일 뿐 이 외의 다양한 실시예가 가능함은 당업자에 있어서 자명하다.
전술한 본 발명의 실시예들을 참조하면, 본 발명의 시간 동기화 장치는 입력 포트에서 찍은 타임 스탬프 값을 입력 포트에 입력된 동기 메시지와 함께 동기화 포트에 전달하고 동기화 관련 시간차를 동기화 포트를 통해 구성된 블록에서 계산함으로써, 동기 메시지가 상위 계층까지 전달되지 않아도 동기화 계산이 가능하기 때문에 프로세서의 부하를 줄일 수 있다. 나아가, 본 발명의 시간 동기화 장치는 동기 메시지에 타임 스탬프 값을 포함하여 전달함으로써, 중앙 메모리 또는 각 포트 별로 레지스터를 사용하지 않고 동기화를 위한 계산을 수행함에 따라 메모리의 사용을 줄일 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성 에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 프로토콜 및 동기 메시지를 설명하기 위한 참조도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치를 도시한 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 마스터 단말로 동작할 경우의 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 슬레이브 단말로 동작할 경우의 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치가 브리지 단말로 동작할 경우의 시간 동기화 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20,30,40,50,60,70,80 : 입력 포트
22,32,42,52,62,72,82 : 스위치
24,34,44,54,64,74,84 : 출력 포트
26,36,46,56,66,76,86 : 동기화 포트
28 : 동기화 프로토콜 프로그램

Claims (9)

  1. 동기 메시지를 수신하여 상기 동기 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기 메시지와 함께 스위치를 통해 동기화 포트로 전달하는 입력 포트;
    상기 스위치로부터 동기 메시지를 수신하여 이를 외부로 송신하고, 상기 동기 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기화 포트로 전달하는 출력 포트; 및
    상기 입력 포트로부터 전달받은 동기 메시지의 타임 스탬프 값 및 상기 출력 포트로부터 전달받은 타임 스탬프 값을 이용하여 동기화 관련 시간차를 계산하는 동기화 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입력 포트는,
    상기 동기 메시지 내에 타임 스탬프 값을 나타내는 필드에 상기 타임 스탬프 값을 저장하거나, 상기 동기 메시지 내의 예약된 필드에 상기 타임 스탬프 값을 저장하거나, 상기 동기 메시지에 상기 타임 스탬프 값을 첨가하는 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 상기 타임 스탬프 값을 상기 동기 메시지와 함께 상기 스위치로 전달하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 동기화 관련 시간차는,
    옵셋 시간, 전파 지연 시간 또는 상주 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 동기화 장치는, 슬레이브 단말에 기준 클럭을 제공하는 마스터 단말이며,
    상기 출력 포트는, 상기 동기화 포트에서 생성된 싱크 메시지를 상기 스위치를 통해 수신하여 외부로 송신하고, 상기 싱크 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기화 포트로부터 상기 스위치를 통해 수신한 폴로업 메시지와 함께 외부로 송신하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 동기화 장치는 슬레이브 단말에 기준 클럭을 제공하는 마스터 단말이며,
    상기 입력 포트는, 외부로부터 입력된 지연요청 메시지를 수신하여 상기 지연요청 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 지연요청 메시지와 함께 상기 스위치를 통해 상기 동기화 포트로 전달하고,
    상기 출력 포트는, 상기 입력 포트에서 상기 지연요청 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기화 포트로부터 상기 스위치를 통해 수신한 지연응답 메시지와 함께 외부로 송신하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 동기화 장치는 마스터 단말에 따라 시간 동기를 수행하는 슬레이브 단말이며,
    상기 입력 포트는, 외부로부터 싱크 메시지를 수신하여 상기 싱크 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 싱크 메시지와 함께 상기 스위치를 통해 상기 동기화 포트로 전달하고, 상기 마스터 단말에서의 송신 시점에서 생성된 타임 스탬프 값을 포함하는 폴로업 메시지를 수신하여 이를 상기 동기화 포트로 전달하며,
    상기 동기화 포트는, 상기 입력 포트에서 싱크 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값 및 상기 마스터 단말에서 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 이용하여 상기 동기화 관련 시간차를 계산하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 동기화 장치는 마스터 단말에 따라 시간 동기를 수행하는 슬레이브 단말이며,
    상기 출력 포트는, 상기 동기화 포트에서 생성된 지연요청 메시지를 상기 스위치를 통해 수신하여 이를 외부로 송신하고 상기 지연요청 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기화 포트로 전송하며,
    상기 입력 포트는, 상기 마스터 단말에서의 송신 시점에서 생성된 타임 스탬프 값을 포함하는 지연응답 메시지를 수신하여 이를 상기 스위치를 통해서 상기 동기화 포트로 전달하며,
    상기 동기화 포트는, 상기 출력 포트에서 지연요청 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값 및 상기 마스터 단말에서 지연응답 메시지의 송신 시점에서 생성된 타임 스탬프 값을 이용하여 상기 동기화 관련 시간차를 계산하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 동기화 장치는 마스터 단말에 따라 시간 동기를 수행하는 브리지 단말이며,
    상기 입력 포트는, 외부로부터 싱크 메시지를 수신하여 상기 싱크 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 싱크 메시지와 함께 상기 스위치를 통해 상기 동기화 포트로 전달하고, 상기 마스터 단말에서의 송신 시점에서 생성된 타임 스탬프 값을 포함하는 폴로업 메시지를 수신하여 이를 상기 스위치를 통해 상기 동기화 포트로 전달하고,
    상기 출력 포트는, 상기 동기화 포트로부터 상기 스위치를 통해 상기 싱크 메시지를 수신하여 이를 외부로 송신하고, 상기 싱크 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기화 포트로 전달하며,
    상기 동기화 포트는, 상기 입력 포트에서 싱크 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값 및 상기 출력 포트에서 싱크 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 이용하여 상기 동기화 관련 시간차를 계산하고, 상기 계산된 동기화 관련 시간차를 포함하는 폴로업 메시지를 상기 스위치를 통해 상기 출력 포트로 전송하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 동기화 장치는 마스터 단말에 따라 시간 동기를 수행하는 브리지 단말이며,
    상기 입력 포트는 제1 입력 포트 및 제2 입력 포트를 포함하고, 상기 출력 포트는 제1 출력 포트 및 제2 출력 포트를 포함하며,
    상기 제1 입력 포트는, 외부로부터 지연 요청 메시지를 수신하여 상기 지연 요청 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 지연 요청 메시지와 함께 상기 스위치를 통해 상기 동기화 포트로 전달하고,
    상기 제1 출력 포트는, 상기 동기화 포트로부터 상기 스위치를 통해 상기 지연 요청 메시지를 수신하여 이를 외부로 송신하고, 상기 지연 요청 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 동기화 포트로 전달하고,
    상기 동기화 포트는, 상기 제1 입력 포트에서 상기 지연 요청 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값 및 상기 제1 출력 포트에서 상기 지연 요청 메시지의 송신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 이용하여 상기 동기화 관련 시간차를 계산하고,
    상기 제2 입력 포트는, 외부로부터 지연 응답 메시지를 수신하여 상기 지연 응답 메시지의 수신 시점에 생성된 타임 스탬프 값을 상기 지연 응답 메시지와 함께 상기 스위치를 통해 상기 동기화 포트로 전달하며,
    상기 제2 출력 포트는, 상기 동기화 포트로부터 상기 스위치를 통해 상기 동기화 관련 시간차가 포함된 상기 지연 응답 메시지를 수신하여 이를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
KR1020090096281A 2009-10-09 2009-10-09 포트 집중형 시간 동기화 장치 KR20110039024A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090096281A KR20110039024A (ko) 2009-10-09 2009-10-09 포트 집중형 시간 동기화 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090096281A KR20110039024A (ko) 2009-10-09 2009-10-09 포트 집중형 시간 동기화 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110039024A true KR20110039024A (ko) 2011-04-15

Family

ID=44045890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090096281A KR20110039024A (ko) 2009-10-09 2009-10-09 포트 집중형 시간 동기화 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110039024A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101506138B1 (ko) 원격통신 네트워크에서 시간 분배를 위한 방법, 장치 및 시스템
EP2801162B1 (en) Method and apparatus for communicating time information between time-aware devices
US9860004B2 (en) Network distributed packet-based synchronization
EP2641348B1 (en) Method for synchronizing master and slave clocks of packet-switched network with aggregated connections between nodes, and associated synchronization devices
EP2941006B1 (en) Method and system for clock reference streams
EP2807785B1 (en) Packet-based timing measurement
US20100074383A1 (en) Timestamping method and apparatus for precise network synchronization
WO2018006686A1 (zh) 一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备
CN106254021B (zh) 实现物联网设备间时间同步的***及其方法
CN110492965A (zh) 一种主从***内串行报文对时的方法和装置
JP6227888B2 (ja) 通信システム、同期システム、通信方法
CN109565344A (zh) 用于确定传播延迟的***与方法
CN103546273B (zh) 基于ptp帧的频率同步装置及方法
KR20100062786A (ko) 유무선 통합 네트워크에서의 시각 동기화 시스템 및 시각 동기 방법
JP2014146877A (ja) 通信システム、及び時刻同期方法
CN101420281B (zh) 用于在网络要素之间传送日内时间值的方法和装置
CN111357243B (zh) 总线***的用户设备、运行方法及总线***
CN113055113A (zh) 时钟时间同步方法、装置、设备和存储介质
CN110198197B (zh) 以太网无源光网络的时间同步方法及以太网无源光网络
KR20110056087A (ko) 시간 동기화 방법 및 그 장치
KR20110039024A (ko) 포트 집중형 시간 동기화 장치
JP2001244932A (ja) 網遅延測定方法およびそのシステム
JP2000350353A (ja) 電流差動継電装置の伝送同期方式
JP2015117941A (ja) 通信システム、及び時刻同期方法
Oh et al. The Time Synchronization of CAN-FD and Ethernet for Zonal E/E Architecture

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid