KR101646889B1 - 패킷 스위치 네트워크의 시간 및 주파수의 분산을 위한 보호 스킴으로서 단방향 신호 모드에서 양방향 신호 모드로 스위칭하는 방법 - Google Patents
패킷 스위치 네트워크의 시간 및 주파수의 분산을 위한 보호 스킴으로서 단방향 신호 모드에서 양방향 신호 모드로 스위칭하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
패킷 네트워크에서 정확한 시간 분산을 관리하는 방법으로서, 패킷 네트워크는 적어도 하나의 네트워크 요소(NE) 내에 구현된 피어 투 피어 투명 클럭 하드웨어 지원을 포함하고, 피어 투 피어 투명 클럭 하드웨어 지원은 두 개의 인접한 투명 클럭 사이에 로컬 지연 측정 메커니즘을 활성화하고, 마스터(106)/슬레이브(108) 엔드 투 엔드(end-to-end) 동기화 경로(112)는 네트워크 요소의 제 1 세트(1041, 1042, 1043)와 그와 연관된 투명 클럭(1021, 1022, 1023)을 포함하고, 마스터(106)와 슬레이브(108)는 네트워크 요소의 제 1 세트를 통해 단방향 타임 스탬프된 패킷을 교환하고, 방법은 상기 오류 이벤트가 발생하면, 제 1 요소에 의해 제 1 요소와 제 1 세트 내의 제 2 요소 사이에 로컬 지연 측정 메커니즘을 비활성화하는 제 1 표시자를 적어도 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드에 생성하는 단계와, 슬레이브(108)로부터 마스터(106)로의 제 2 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연(TD2)에 대응하는 제 2 지연을 측정하기 위해서 적어도 제 2 타임 스탬프된 패킷의 생성을 포함하는 양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 전반적으로 PSN으로 칭해지는 패킷 스위치 네트워크(packet swithced network)와 관련된 통신 시스템과 그러한 네트워크에서의 시간 분산에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 특히 시간 분산과 관련된 정보 전송에 영향을 미치는 오류가 장비 또는 네트워크 경로 상에 발생하는 경우에, 정확한 시간 분산을 관리하는 방법에 관한 것이다. 주요한 양태에서, 본 발명은 IEEE 표준 1588-2008 피어 지연 메커니즘이 실패한 경우에 시간 분산 및 지연 측정의 교정 동작과 관련된다.
주어진 네트워크 노드/요소(예컨대, 라우터 또는 스위치) 상에, "전송 지연(transit delay)"으로도 지칭되는 네트워크 요소 체류 타임(network element residence time)―즉, 이러한 네트워크 요소를 통해 전송될 상이한 동기화 패킷에 의해 겪게 되는 지연―을 고려하는 것을 목표로 하는 특정 장비 또는 디바이스―이후에 투명 클럭(transparent clock)으로 지칭됨―를 패킷 원격통신 네트워크 내에서 구현하는 것은 알려져 있다.
투명 클럭은 이후에 각각 "마스터" 및 "슬레이브"로서 지칭되는, 마스터 및 슬레이브 클럭 또는 마스터 및 슬레이브 포트의 주어진 쌍 사이의 통신 경로를 따라 개별적인 네트워크 요소―예를 들어, 라우터 또는 스위치― 상에서 구현된다. 그들은 통신 경로를 따라 마스터에서 슬레이브로 시간 참조를 분산하는 것을 목표로 하는 타임-스탬프된(time-stamped) 동기화 패킷을 교환한다.
타임 컨트롤 패킷을 전달하는 것에 기초하여, 투명 클럭은 디폴트로 네트워크 요소 체류 타임을 측정하여 관련된 슬레이브에 알려줄 수 있고, 투명 클럭은 엔드 투 엔드 투명 클럭(end-to-end transparent clock)으로 칭해진다. 투명 클럭이 또한 이웃하는 경로 지연을 측정할 수 있는 경우에 - 그러한 측정 방법은 피어 지연 메커니즘으로 칭해진다 -, 투명 클럭은 피어 투 피어 투명 클럭(peer-to-peer transparent clock)으로 칭해진다.
피어 투 피어 투명 클럭의 주어진 쌍은 피어 지연 메커니즘과 관련하여 서로 피어인 경우에 "인접하다(adjacent)"고 일컬어진다. 그러한 인접하는 두 개의 피어 투 피어 투명 클럭은 물리적인 네트워크 "링크"를 통해 직접 연결될 수 있거나 네트워크 링크와 네트워크 요소의 연속적인 결합으로 만들어진 네트워크 "경로"에 의해 분리될 수 있다. 본 문서의 나머지 부분에서, "경로"라는 용어는 또한 링크, 즉 하나의 단일 링크로 만들어진 경로를 지명하도록 사용될 수 있다.
투명 클럭 및 타임 컨트롤 패킷을 구현하는 방법의 일례로서, 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers;IEEE)의, 정밀 타임 프로토콜 릴리즈 2번째 버전(Precision Time Protocol release 2nd version) 또는 PTPV2로서 또한 지칭되는, 표준 IEEE 1588V2가 고려될 수 있다.
본 명세서에서, 투명 클럭(TC)는 IEEE 1588V2 표준에 정의된 바와 같이 피어 투 피어 투명 클럭(P2P TC)일 수 있다.
완전한 투명 클럭 배치의 특정 케이스 내에서 - 즉, 마스터와 슬레이브 사이의 모든 가능한 중간 네트워크 요소가 P2P TC와 연관되는 것에 의하여 -, 시간(또는 주파수)의 분산은 P2P TC 동작이 마스터와 슬레이브 사이에서 정확하게 동기화된 주파수 및/또는 시간을 보장하는 것을 실패하는 경우에 영향을 받는다. 따라서, 투명 클럭 실패와 특히 피어 지연 메커니즘과 관련된 실패를 처리하기 위해 교정 및 사전대책 액션이 필요하다.
본 문서에서, P2P TC의 완전한 또는 부분적인 배치를 갖는 네트워크 구조는 P2P 네트워크 구조로 칭해진다. 유사하게, 네트워크 요소가 P2P TC에 의해 지원되는 경우에, "네트워크 요소"라는 용어와 "피어 투 피어 투명 클럭"이라는 용어는 서로 교환가능하도록 사용될 수 있다.
도 1은 마스터(106)와 슬레이브(108) 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로 상에서 경로 지연 측정을 보장하는 P2P TC를 포함하는 P2P 네트워크 구조를 나타낸다.
고려된 세그먼트 당 하나의 피어 지연 인스턴스를 갖도록 도시되었으나, 주어진 경로 지연이 두 개의 피어 지연 인스턴스에 의해 두 번 측정될 수 있으며, 각각의 측정 인스턴스는 고려된 경로를 기술하는 인접하는 P2P TC의 하나 또는 모두에 의해 트리거된다. 그러나, 이러한 목표된 중복 동작 모드는 특히 다음을 고려할 때 큰 문제점을 갖는다.
- 이러한 두 개의 측정 인스턴트의 목적: 동일한 경로에 대해서, 이러한 두 개의 측정 인스턴스는 동기화 패킷 전송 방향이 PTPV2 표준에 의해 시행된 규칙에 대해 상대적으로 변화하는 경우도 다루는 것을 목표로 한다.
- 두 개의 관련된 포트는 모두 메시지를 생성할 수 있는 능력이 있다. 이는 오류가 일 측에서 발생하는 경우, 즉, 하나의 포트가 메시지를 생성할 수 없는 경우에 모든 인스턴트가 실패하는 것을 의미한다.
P2P 네트워크 구조 내에서 교환되는 메시지는 네트워크 요소 간에 동기화 데이터 및/또는 시간 분산 정보를 공유하는 상이한 필드를 포함한다. 그러한 메시지는 예를 들어 IEEE 1588V2 표준에 정의된 바와 같은 SYNC 메시지일 수 있다. 메시지 내의 하나의 필드는 특히 P2P 네트워크 구조에서 사용되고, IEEE 1588V2 표준에 정의된 바와 같이 "교정 필드"로 칭해진다.
P2P 네트워크 구조 내의 교환된 메시지의 교정 필드의 의미정보(semantics)는 세 개의 값까지 축적할 수 있다:
- 네트워크 요소(NE) 전송 지연(체류 타임);
- 평균 경로 지연;
- 경로 지연 비대칭(asymmetries).
그러한 구조의 주어진 피어 지연 메커니즘 내에 오류가 발생하는 경우에, 다운스트림(시간 분산 방향과 관련하여) P2P TC는 완전한 오류 상황에 있다고 선언되어야 하지만, 일부 잔류하는 흥미로운 능력은 여전히 시간 분산(예를 들어, NE 체류 타임 측정)을 지원하기 위해 유지될 수 있다.
도 1은 각각의 NE(1041, 1042, 1043) 내의 연관된 피어 투 피어 투명 클럭(P2P TC)(1021, 1022, 1023)을 도시한다. 피어 지연 메커니즘 - 인접한 경로 지연 정보의 측정을 제공함 - 은 SYNC 메시지의 교정 필드(CF)에 각각의 NE를 통과하는 경로 지연 정보 및 전송 지연을 축적하도록 허용한다.
네트워크 링크(112)는 네트워크 패킷을 전송하는 물리적인 링크에 대응한다. 엔드 투 엔드 경로(111)는 동기화 메시지를 SYNC 메시지(Pdelay_response, Pdelay_Req 등)로서 전송하는 엔드 투 엔드 동기화 경로에 대응한다.
피어 지연 메커니즘은 양방향 메시지 교환(120 및 130)을 수반한다.
피어 지연 메커니즘에서 발생한 오류를 갖는 실패한 P2P TC를 고려하면, 이는 재설정 및 보호 스킴을 구동하며 결과적으로 최적화되고 비용 효율이 높은 해결책을 내지 못한다.
보다 구체적으로, P2P TC의 체인 내에 실패한 피어 지연 메커니즘을 효과적으로 관리하는 정의된 메커니즘이 존재하지 않는다.
현재 오류가 투명 클럭 자체에 의해 내부적으로 검출되는 경우에, 대응적/선제적(reactive/proactive) 동작이 수행될 수 있다.
하나의 해결책은 오류를 검출하고 백업 엔드 투 엔드 동기화 경로와 같은 다른 유효한 경로에 의해 마스터와 슬레이브 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 교체하는 것이다.
도 2는 각각의 개별적인 경로 지연이 측정될 수 있는 백업 엔드 투 엔드 동기화 경로(110)가 식별되고 활성화되는 그러한 해결책을 제시한다.
엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 관련된 슬레이브(108)에 오류 이벤트의 특정 속성을 구체적으로 알리지 않으면서 이러한 오류 이벤트를 알리는 것을 허용하는 몇몇 메커니즘이 존재한다.
이러한 알림은 실패한 투명 클럭을 피하는 백업 경로(110)의 선택을 트리거링하는(triggering) 슬레이브 중심적 접근방법 - 엔드 투 엔드 동기화 경로의 재설정이 슬레이브에 의해 구동됨을 의미함 - 을 허용한다. 도 2에서, 백업 경로는 TC(1024, 1025, 1026, 1027)와 각각 연관된 NE(1044, 1045, 1046, 1047)의 세트를 포함한다.
이러한 해결책은 두 개의 주요한 결점을 갖는다:
· 백업 경로 상의 동기화 신호를 스위칭하는 것을 고려한다: 이는 항상 가능한 것이 아니다. 예를 들어, 유효한 백업 경로가 없는 경우에, 사용자의 데이터 트래픽과 섞이는 것을 의미하는 인밴드(in-band)이기 때문에 PTPV2 트래픽을 백업 경로로 스위칭하는 것이 허용되지 않는다.
· 이러한 해결책은 특정한 부분적인 오류 이벤트의 발표를 고려하지 않는다. 이는 완전한 오류 상태의 발표만을 고려한다는 것을 의미한다.
두 번째 해결책은 각각의 NE와 관련된 TC에 내부적인 중복을 배치하는 것이다. 내부적 중복이 사용될 수 있다는 것은 부가적인 보호 스킴이 로컬적으로(locally) 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 경로 지연 측정에 기반한 PTPV2가 실패하면, 이러한 측정 동작은 다른 내부 모듈에 의해 수행될 수 있다.
본질적으로, 이러한 해결책은 몇몇 구현 제약이 존재하며 비용 효율이 낮다.
실제로, 이러한 접근방식은 내부 투명 클럭의 중복과 스위칭 절차의 권한 설정(provisioning) - 투명 클럭 자체의 비용을 증가시킴 - 및/또는 동기화 관리기가 일반적으로 네트워크 코어 레벨의 중앙 오피스에 대개 위치하는 원격 요소이기 때문에 상당한 재설정 시간을 필요로 한다.
그러한 상당한 재설정 시간은 추가적인 슬레이브 요건(예컨대, 주파수 안정성, 위상 천이 필터링)과 그에 따른 추가적인 비용을 수반한다.
오류가 실패한/실패하는 투명 클럭 자체에 의해서 내부적으로 검출되지 않으면, 기준 클럭이 투명 클럭 주파수 편차를 제어하도록 사용될 수 있다. 이러한 기준 클럭은 로컬적으로 - 즉, 투명 클럭 내부 또는 관련된 네트워크 요소 내부에 - 임베드될 수도 있고, 또는 리타임드 비트 스트림(retimed bit stream)과 같은 외부 동기화 신호를 통해 사용가능할 수 있다. 이러한 경우에, 락킹 시스템(locking system)이 리타임드 신호에 의해 전송된 주파수와 투명 클럭의 로컬 발진기(local oscillator)에 의해 생성된 주파수 사이의 임의의의 편차를 검출할 수 있다.
아쉽게도, 이러한 방법들 역시 예컨대 위상 고정 루프(phase locked loop)와 같은 하드웨어 요소에서 추가적인 비용을 필요로 한다.
홀드오버 모드(holdover mode)가 오류 검출의 경우에 구현되는 때에, 홀드오버 모드는 슬레이브 레벨에서 트리거링되고, 이는 시간 진행(progression of time)이 슬레이브 발진기 주파수의 안정성에 의해 구동됨을 의미한다. 이러한 동작은 장기(long-term) 홀드오버와 관련이 없다. 일례로서, 두 개의 고 성능/비용 클럭(즉, 주 기준 클럭 - ITU-T G.811 특성)의 시간 편차는 하루에 2㎲이다. 전형적인 슬레이브 클럭은 동급 최강(best-in-class)의 클럭과는 거리가 있다.
본 발명의 일 목적은 최신 기술의 적어도 몇몇 불편함을 극복하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 피어 지연 메커니즘을 비활성화시키는 오류가 발생한 인접한 두 개의 피어 네트워크 요소 사이의 경로 지연을 측정하는 것을 허용한다. 본 발명은 네트워크의 두 개의 네트워크 요소(NE) 사이에서 피어 지연 메커니즘을 비활성화하는 오류 이벤트가 발생하는 경우에, 교정 동작에 의해 P2P 투명 클럭 구조를 위한 동작적 보호 스킴을 향상시킨다.
본 발명의 일 목적은 패킷 전송을 허용하는 복수의 네트워크 요소를 포함하는 패킷 네트워크에서 정확한 시간 분산을 관리하는 방법을 제공하는 것으로서, 패킷 네트워크는 적어도 하나의 네트워크 요소(NE) 내에 구현된 피어 투 피어 투명 클럭(peer-to-peer transparent clock: P2P TC)을 포함한다. 피어 투 피어 투명 클럭은 네트워크 요소(NE)에 인접한 경로의 지연과 상기 패킷 네트워크의 각각의 트래버스된(traversed) 네트워크 요소(NE) 내에 타임 스탬프된(time-stamped) 패킷의 체류 타임(residence time)을 측정 및 교정하기 위해서 로컬 지연 측정 메커니즘을 허용한다. 투명 클럭 하드웨어 지원은 네트워크의 피어 지연 메커니즘을 구현하는 두 개의 연속하는 요소 사이에 로컬 지연 측정 메커니즘을 활성화하고, 엔드 투 엔드(end-to-end) 동기화 경로는 네트워크 요소의 제 1 세트와 그와 연관된 투명 클럭을 포함하고, 마스터와 슬레이브는 네트워크 요소의 제 1 세트를 통해 단방향 시그널링 모드를 구현한다.
상기 방법은:
제 1 요소에 의해 로컬 지연 측정 메커니즘 내의 오류 이벤트를 검출하는 단계 - 오류 이벤트는 제 1 요소의 업스트림 경로(upstream path)의 지연 측정을 비활성화함 - 와,
오류 이벤트가 검출되면, 제 1 요소에 의해 제 1 표시자(indicator)를 생성하는 단계와,
제 1 네트워크 엔티티에 의해 상기 제 1 표시자를 수신하는 단계를 포함한다.
선호된 실시예에서, 방법은:
슬레이브에 의해 마스터로부터 슬레이브로의 제 1 타임 스탬프된 패킷(SYNC)의 전송 지연에 대응하는 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연(TD1)을 측정하는 단계와,
제 1 엔티티에 의해 양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작하는 단계 - 상기 요청은 슬레이브로부터 마스터로의 제 2 타임 스탬프된 패킷(DELAY_REQ)의 전송 지연에 대응하는 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하기 위해서 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 슬레이브로부터 마스터로의 단방향 업스트림 방향 내에 적어도 제 2 타임 스탬프된 패킷(DELAY_REQ)의 생성을 허용함 - 와,
제 1 엔드 투 엔드 전송 지연과 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 비교함으로써 제 1 요소의 업스트림 경로의 로컬 경로 지연을 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법은 또한 로컬 경로 지연의 이전에 계산된 값을 실패한 P2P TC와 통신하는 것을 허용한다. 방법은 또한 경로 지연의 이전에 계산된 값의 방출(emission) 후에, 단방향 시그널링 모드로 다시 스위칭하는 것을 허용한다. 계산된 경로 지연의 방출은 제 1 네트워크 엔티티에 의해 송신될 수 있다.
유리하게, 로컬 지연 측정 메커니즘은 IEEE1588V2 프로토콜에 정의되어 있는 PTP 프로토콜의 피어 지연 메커니즘이다.
유리하게, 제 1 엔티티는 엔드 투 엔드 동기화 경로의 슬레이브이다.
유리하게, 양방향 시그널링 모드를 요청하는 단계는 양방향 시그널링 모드를 활성화하기 위해서 슬레이브로부터 마스터로의 동기화 메시지 또는 관리 메시지의 방출을 포함한다.
유리하게, 제 1 엔티티는 동기화 관리기(SM)와 네트워크 관리자(NM)를 포함하는 네트워크 오퍼레이터 시설(network operator facility: NOF)이다.
유리하게, 양방향 시그널링 모드를 요청하는 단계는 슬레이브와 마스터 사이의 양방향 시그널링 모드를 활성화하기 위해서 동기화 관리기로부터 슬레이브와 마스터로의 관리 메시지의 방출을 포함한다.
유리하게, 제 1 표시자를 생성하는 단계는 제 1 요소에 의해 적어도 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드의 값을 업데이트하는 단계를 포함한다.
유리하게, 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드의 데이터는 IEEE1588V2 프로토콜에 정의된 바와 같은 SYNC 메시지의 특정 TLV 확장 필드에 의해 지원된다.
유리하게, 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드의 데이터는 IEEE1588V2 프로토콜에 정의된 바와 같은 SYNC 메시지의 헤더의 특정 필드에 의해 지원된다.
유리하게, 타임 스탬프된 패킷은 적어도 엔드 투 엔드 동기화 경로를 따라 패킷의 축적된 전송 지연을 표시하는 교정 필드(CF)를 포함하며, 교정 필드는 네트워크 요소의 제 1 세트의 각각에 의해 증가 값(increment value)으로 업데이트되고, 각각의 증가 값은 두 개의 인접하는 네트워크 요소 사이의 경로 지연과 트래버스된 네트워크 요소의 체류 타임의 함수이며, 증가 값의 경로 지연 값은 피어 지연 메커니즘 오류가 발생하는 경우에 제 1 요소에 의해 0으로 세트된다.
유리하게, 제 1 타임 스탬프된 패킷은 SYNC 메시지이고, 제 2 타임 스탬프된 패킷은 IEEE1588V2 프로토콜에 정의된 바와 같은 DELAY_REQ 메시지이고, 각각의 이전 메시지는 마스터에서 슬레이브로의 및 슬레이브에서 마스터로의 엔드 투 엔드 동기화 경로에 대하여 각각 CF(SYNC) 및 CF(DELAY_REQ)로서 정의된 교정 필드를 갖는다.
유리하게, 손실된 상기 경로 지연(d2)은 등식:
에 의해 계산된다.
여기서, TD1은 마스터(106)로부터 슬레이브(108)로의 SYNC 메시지로 칭해지는 제 1 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연이고;
TD2는 슬레이브(108)로부터 마스터(106)로의 DELAY_REQ 메시지로 칭해지는 제 2 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연이다.
제 2 타임 스탬프된 패킷은 양방향 시그널링 모드 때문에 제 1 타임 스탬프된 패킷과 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상으로 전송된다.
TD1 및 TD2는 하기의 설명에서 보다 상세히 설명된다.
본 발명의 다른 목적은 패킷 네트워크에서 동기화 오류를 검출하고 관리하는 슬레이브를 제공하는 것으로서, 오류는 두 개의 인접한 네트워크 요소 사이의 로컬 지연 측정 메커니즘을 비활성화하고, 두 개의 인접한 네트워크 요소는 마스터와 슬레이브 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 정의하는 네트워크 요소들의 세트의 일부이다.
슬레이브는:
동기화 오류에 의해 영향받은 제 1 네트워크 요소를 식별 - 제 1 네트워크 요소는 인접하는 업스트림 네트워크 요소와의 경로 지연을 측정할 수 없음 - 하고,
마스터(106)로부터 슬레이브(108)로의 제 1 타임 스탬프된 패킷(SYNC)의 전송 지연에 대응하는 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연(TD1)을 측정하고,
양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작 - 요청은 슬레이브(108)로부터 마스터(106)로의 제 2 타임 스탬프된 패킷(DELAY_REQ)의 전송 지연에 대응하는 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연(TD2)을 측정하기 위해서 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 마스터(106)로의 단방향 업스트림 방향 내에 적어도 제 2 타임 스탬프된 패킷(DELAY_REQ)의 생성을 허용함 - 하고,
제 1 엔드 투 엔드 전송 지연(TD1)과 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연(TD2)을 비교함으로써 제 1 요소(1042, 1022)의 업스트림 경로(120)의 상기 경로 지연(d2)을 계산하는 것을 허용한다.
유리하게, 슬레이브는 방법의 단계들을 달성하도록 허용된다.
본 발명의 또 다른 목적은 패킷 네트워크에서 동기화 오류를 검출/캡처하고 관리하는 동기화 관리기를 제공하는 것으로서, 동기화 오류는 피어 지연 메커니즘 오류이고, 오류는 두 개의 인접한 네트워크 요소 사이의 로컬 지연 측정 메커니즘을 비활성화하고, 두 개의 인접한 네트워크 요소는 마스터와 슬레이브 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 정의하는 네트워크 요소들의 세트의 일부이고, 슬레이브는 마스터로부터 슬레이브로의 제 1 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정할 수 있다.
동기화 관리기는:
동기화 오류에 의해 영향받은 제 1 네트워크 요소를 식별 - 제 1 네트워크 요소는 인접하는 업스트림 네트워크 요소와의 경로 지연을 측정할 수 없음 - 하고,
양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작 - 요청은 슬레이브에 의해 슬레이브로부터 마스터로의 제 2 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하기 위해서 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 마스터로의 단방향 업스트림 방향 내에 적어도 제 2 타임 스탬프된 패킷의 생성을 허용함 - 하고,
제 1 엔드 투 엔드 전송 지연과 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 비교함으로써 제 1 요소의 업스트림 경로의 경로 지연을 계산하는 것을 허용한다.
본 발명의 이들 및 여타 양태는 하기의 도면을 참조하여 이후 설명될 실시예를 참조하는 것으로서 명백해질 것이며, 실시예를 참조하여 더 자세히 설명될 것이다:
도 1은 현재 해결책에서 사용되는 상이한 NE들 및 P2P TC들을 통한 슬레이브와 마스터 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 도시한다.
도 2는 오류가 발생한 경우에 백업 엔드 투 엔드 동기화 경로를 재설정하는 최신의 해결책을 도시한다.
도 3은 P2P 투명 클럭 구조의 피어 지연 메커니즘을 도시한다.
도 4는 경로가 오류를 포함하는 도 1의 패킷 네트워크를 도시한다.
도 5는 손실된 로컬 경로 지연의 측정을 허용하는 엔드 투 엔드 동기화 경로를 따라 슬레이브에 의해 양방향 시그널링 모드가 시작되는(슬레이브 중심적 접근방식) 본 발명의 방법의 제 1 실시예를 도시한다.
도 6은 손실된 로컬 경로 지연의 측정을 허용하는 엔드 투 엔드 동기화 경로를 따라 동기화 관리기에 의해 양방향 시그널링 모드가 시작되는(동기화 관리기 중심적 접근방식) 본 발명의 방법의 제 2 실시예를 도시한다.
도 1은 현재 해결책에서 사용되는 상이한 NE들 및 P2P TC들을 통한 슬레이브와 마스터 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 도시한다.
도 2는 오류가 발생한 경우에 백업 엔드 투 엔드 동기화 경로를 재설정하는 최신의 해결책을 도시한다.
도 3은 P2P 투명 클럭 구조의 피어 지연 메커니즘을 도시한다.
도 4는 경로가 오류를 포함하는 도 1의 패킷 네트워크를 도시한다.
도 5는 손실된 로컬 경로 지연의 측정을 허용하는 엔드 투 엔드 동기화 경로를 따라 슬레이브에 의해 양방향 시그널링 모드가 시작되는(슬레이브 중심적 접근방식) 본 발명의 방법의 제 1 실시예를 도시한다.
도 6은 손실된 로컬 경로 지연의 측정을 허용하는 엔드 투 엔드 동기화 경로를 따라 동기화 관리기에 의해 양방향 시그널링 모드가 시작되는(동기화 관리기 중심적 접근방식) 본 발명의 방법의 제 2 실시예를 도시한다.
하기의 설명에서, PSN은 "패킷 스위치 네트워크(packet swithced network)"를 정의한다. 정확한 타임 프로토콜은 "PTP(Precise Time Protocol)"로 칭해지고 IEEE 1588 v2 표준을 지칭한다.
그러한 관련된 동기화 구조에서, NE로 칭해지는 몇몇 네트워크 요소는 마스터 클럭과 슬레이브 클럭의 쌍 사이의 통신 경로를 따라 각각의 TC를 구현한다.
완전한 P2P 배치에서, 각각의 NE는 P2P TC와 연관된다. NE는 예컨대 라우터 또는 스위치일 수 있다. 부분적인 배치에서, 단지 몇몇 네트워크 요소만이 P2P TC와 연관된다.
본 발명은 완전한 및 부분적인 TC 배치의 두 개의 구조를 모두 고려한다.
하기의 설명에서, 다운스트림 방향은 마스터에서 슬레이브로의 방향을 의미하고, 업스트림 방향은 슬레이브에서 마스터로의 방향을 의미한다.
하기의 설명에서, "슬레이브"라는 용어는 슬레이브 요소, 슬레이브 포트 또는 슬레이브 클럭을 모두 지칭하기 위해서 적용된다. 동일한 방식으로, "마스터"라는 용어는 마스터 요소, 마스터 포트 또는 마스터 클럭을 모두 지칭하기 위해서 적용될 수 있다.
도 3은 P2P 투명 클럭 구조의 피어 지연 메커니즘을 도시한다. 이러한 메커니즘은 피어 지연 메커니즘을 구현하는 P2P TC의 마스터 및 슬레이브 포트와 같은 두 개의 포트 사이의 경로 지연을 측정하는 것을 허용한다. 이러한 측정은 피어 지연 메커니즘을 구현하는 두 개의 포트에 의해 수행된다. 경로를 공유하는 두 개의 포트는 독립적으로 지연 메커니즘을 트리거하고, 따라서 두 개의 포트는 평균 경로 지연으로도 칭해지는 경로 지연을 알고 있으며, 두 개의 포트 사이의 평균 경로 지연은 두 포트 사이의 업스트림 경로 지연과 다운스트림 경로 지연 사이의 평균 지연이다. 지연 측정 메커니즘은 동기화 메커니즘과 독립적인 프로세스이다.
경로 지연 측정은 "Pdelay_Req 메시지"로도 알려진 P_REQ 메시지를 발행하고, P_REQ 메시지를 위한 타임 스탬프(t1)를 생성하는 포트-1로부터 시작한다. tP1은 제 1 투명 클럭(TC1)의 포트-1 내의 타임 스케일을 나타낸다. P_REQ 메시지는 도 1, 4, 5 및 6의 화살표(130)에 의해 표시된다.
포트-2는 P_REQ 메시지를 수신하고 이 메시지를 위한 타임 스탬프(t2)를 생성한다. 포트-2는 "Pdelay_Resp 메시지"로도 알려진 P_RESP를 반환하고 이 메시지를 위한 타임스탬프(t3)를 생성한다. tP2는 제 2 투명 클럭(TC1)의 포트-2 내의 타임 스케일을 나타낸다. P_REQ 메시지는 도 1, 4, 5 및 6의 화살표(120)에 의해 표시된다.
두 포트 사이의 어떤 주파수 오프셋에 의한 에러를 최소화하기 위해서, 포트-2는 P_REQ 메시지를 수신한 후 가능한 빨리 P_RESP 메시지를 반환한다.
IEEE PTPV2 표준에 따라, 포트-2는:
· P_RESP 메시지 내의 타임 스탬프(t2 및 t3) 사이의 차이를 반환하고;
· "Pdelay_Resp_Follow_Up 메시지"로도 알려진 P_RESP_Fup 내의 타임 스탬프(t2 및 t3) 사이의 차이를 반환하고;
· P_RESP와 P_RESP_Fup 메시지 내의 타임 스탬프(t2 및 t3) 사이의 차이를 반환한다. 포트-1은 P_RESP 메시지를 수신함에 따라 타임 스탬프(t4)를 생성한다. 포트-1은 그 후 평균 경로 지연을 계산하기 위해서 이러한 네 개의 타임 스탬프를 사용한다.
IEEE 1588V2에 정의된 바와 같이, 피어 지연 메커니즘은 주로 반대편 통신 방향을 고려하면서 평균 경로 지연을 측정하기 위해서 P_REQ/P_RESP 메시지의 교환을 구성한다.
본 발명의 방법은 P_RESP_Fup 메시지를 구현하지 않는 원 스텝 모드와 관련되거나 P_RESP_Fup 메시지를 구현하는 투 스텝 모드와 관련된다.
피어 지연 메커니즘은 두 개의 인접한 NE 사이의 로컬 경로 내에 양방향 모드로 구현된다. 도 3의 예시에서, P_REQ 메시지는 일 방향으로 전송되고 P_RESP 메시지는 두 개의 인접한 NE 포트 사이의 로컬 경로 내의 다른 방향으로 전송된다.
두 개의 인접하는 P2P TC 사이의 경로 상에 오류가 발생하는 경우에, 다운스트림 P2P TC는 피어 지연 메커니즘이 비활성화 되므로 경로 지연을 측정할 수 없다.
도 4는 오류(200)가 P2P 메커니즘 레벨에 발생한 도 1의 엔드 투 엔드 동기화 경로(112)를 도시한다. P2P 메시지(120 및/또는 130)는 수신되지 않거나 정확하게 방출되지(emitted) 않는다. 이러한 레벨에서 오류가 발생하는 경우에, 메시지(120 및/또는 130)는 경로 결합 노드(1041) 및 노드(1042) 내에서 로컬 지연 측정 메커니즘의 적절한 동작을 보장하지 않는다.
이러한 경우에, 노드(1042) 및 그와 연관된 P2P TC(1022)는 오류 이벤트(200)에 의해 영향을 받는다.
본 발명의 방법은 노드(1041) 및 노드(1042)로부터 전송된 메시지(120)의 손실된 경로 지연을 검색하고 그에 따라 동기화 메시지를 교정하도록 허용한다.
두 개의 P2P TC 사이의 경로 상에 오류가 발생하는 경우에, 저하된 컨텍스트가 네트워크 내에 나타난다. 이는 오류에 영향받은 모든 슬레이브가 그 모드를 로컬 시간 관리와 로컬 클럭에 의한 동기화를 수반하는 홀드오버 모드로 변경하는 것을 의미한다.
도 5는 도 1과 동일한 참조와 관련된 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. 제 1 실시예는 본 발명의 슬레이브 중심적 접근방법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 동기화 관리기 중심적 접근방법을 제시하는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한다.
제 1 및 제 2 실시예는 다양한 접근방식으로 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 패킷 네트워크는 네트워크 요소(1041, 1042, 1043)를 통해 데이터 패킷의 전송 지연을 결정하고 교정하기 위해서 PTP 투명 클럭(1021, 1022, 1023)을 포함한다.
보다 자세히, 각각의 네트워크 요소(104i)는 그 기능이 주로 적어도 엔드 투 엔드 경로(112)를 통해 마스터(106)와 슬레이브(108) 사이에 전송된 타임 스탬프된 패킷의 축적된 네트워크 요소 체류 타임을 측정하는 것인 투명 클럭(102i)과 연관된다.
제 1 및 제 2 실시예에서, 제어 패킷과 마스터(106)/슬레이브(108) 쌍은 이미 언급된 IEEE 1588V2 프로토콜에 따라 동작한다.
IEEE 1588V2 프로토콜에 따른 투명 클럭(1021, 1022, 1023)의 동작은 네트워크 내부의 패킷 지터 - 즉, PDV(packet delay variations) - 뿐만 아니라 종종 "네트워크 노이즈"로 일컬어지는 PDV-유도된 통신 경로 지연 비대칭을 억제하도록 전담되고, 이에 따라 일 방향(예컨대, 마스터(106)로부터 슬레이브(108)로)의 하나의 PTPV2 메시지의 통신 지연은 PSN("양방향" 접근방식)에 고유한 반대 방향(예컨대, 슬레이브(108)로부터 마스터(106)로)의 연관된 PTPV2 메시지(즉, 동일한 시퀀스 넘버를 갖는)의 지연과 상당히 달라진다.
아울러, 1㎲보다 짧은 정확도의 정확한 시간분산을 목표로 하여, 경로 지연 비대칭은 알려져 있다고 가정된다.
그러한 경로 지연 비대칭의 변동이 일반적으로 느려서 이러한 변동이 시간 정확도에 심각하게 영향을 미치지 않음 또한 알려져 있다. 이는 전형적으로 광학 링크의 경우이다: 지연은 주로 광파장(optical wavelength) 및 전송 길이(transmission length)에 따라 결정된다. 양쪽 통신 방향에 대해서 동기화 신호는 일반적으로 예컨대 온도 변동과 같은 동일한 환경적 조건을 겪는다.
따라서, 피어 지연 메커니즘의 정상적인 동작 환경에서, 개개의 단방향 경로 지연은 양쪽 통신 방향에 모두 알려진 것으로 가정된다.
제 1 단계을 처리하는 본 발명의 제 1 양태에 따라, 방법은 네트워크 요소에 의한 오류 검출을 허용한다. 오류의 위치측정(localization)에 따라, 적어도 하나의 네트워크 요소는 오류 이벤트를 검출할 수 있다.
상이한 방법들이 오류 검출을 허용한다. 메시지가 상기 설명된 바와 같이 예측되는 경우, 즉 P_REQ, P_RESP 또는 P_RESP_Fup이 네트워크 요소에 의해 수신되지 않는 경우의 도 3에 따라 오류 이벤트를 확인하기 위해서 경보가 발생한다.
도 5에서, 오류 이벤트(200)는 NE(1041)와 NE(1042) 사이의 경로 상에 발생한다. 오류 이벤트는 NE(1042)와 NE(1041) 사이의 피어 지연 메커니즘을 비활성화한다. P2P TC(1022)는 오류 이벤트를 검출할 수 있다.
오류(200)가 P2P TC(1021 및 1022) 사이에 발생하는 경우에, 본 발명의 방법은 P2P TC(1022)가 적어도 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드 내에 제 1 표시자(indicator)를 생성하는 것을 허용한다.
표시자는 SYNC 메시지의 헤더나 SYNC 메시지의 TLV 내에 생성될 수 있다.
오류 모드의 P2P TC는 슬레이브 또는 네트워크 관리자 및/또는 동기화 관리기에 피어 지연 메커니즘 오류를 알리기 위해서 SYNC 메시지 내에 특정 오류 표시자를 생성한다.
표시자가 슬레이브로 송신되는 경우는 도 5에 도시된 제 1 실시예에 대응한다.
표시자가 도 6 상의 네트워크 관리자(NM) 또는 동기화 관리기(SM)를 포함하는 네트워크 오퍼레이터 시설(network operator facility: NOF)에 송신되는 경우는 도 6에 도시된 제 2 실시예에 대응한다.
이러한 표시자는 하기에 의해 지원될 수 있다:
· SYNC 메시지 내의 새로운 TLV(Type Length Value) 확장;
· SYNC 메시지의 헤더 내에, 예컨대 제어 필드(Control Field)와 같은 헤더의 비점유된/비개발된 필드;
· 전용 메시지 또한 표시자를 전송하기 위해서 생성될 수 있다. 예컨대, 표시자는 본 발명의 제 2 실시예가 사용되는 경우에 특정 관리 메시지에 의해 지원될 수 있다.
다른 실시예에서, 오류 표시자는 전용 어나운스(Announce) 또는 팔로우-업 메시지에 의해 지원될 수 있다. 비록 P2P TC가 P2P 제어 메시지에 투명하지만, 각각의 NE에서 구현될 수 있다.
한 비트의 ID 필드가 ID=1이 동작하는 피어 지연 메커니즘을 나타내고, ID=0이 실패한 피어 지연 메커니즘을 나타내도록 사용될 수 있다. 다른 필드가 실패한 피어 지연 포트를 알리도록 할당될 수 있다.
표시자가 오류 이벤트를 표시하는 경우에 엔드 투 엔드 동기화 경로의 다른 NE 또는 다른 P2P TC에 의해 수정될 수 없다. 이는 슬레이브로의 또는 오류 이벤트의 위치측정의 동기화 관리기로의 양호한 전송을 보장한다.
표시자는 적어도 두 개의 역할을 갖는다.
첫 번째 역할은 피어 지연 메커니즘에 대한 오류 이벤트를 표시하는 것을 포함한다. 이는 하기의 목적을 갖는 영향받은 슬레이브(들) 또는 동기화 관리기에 전담되어 알리는 경보인 "오류 표시자"이다:
· 손실된 경로 지연을 계산하기 위해서 단방향 모드에서 양방향 모드로 시그널링을 변경하기 시작함;
· 오류에 대한 책임이 있는 피어 지연 포트를 로컬화함(localize).
이러한 경보 신호에 뒤따라, 실패한 P2P TC(1022)는 지연 경로 비대칭과(As2)과 네트워크 노드(1022/1042)를 통한 SYNC 메시지의 체류 타임과 같은 알려진 값을 계속 축적한다. 그러나, 알려지지 않은 값(d2)은 하기에 설명되는 바와 같이 교정 필드에 계산되지 않는다.
그러한 오류가 P2P TC 쌍에 의해 검출되는 경우에, 본 발명의 방법은 SYNC 메시지의 교정 필드를 실패한 경로의 경로 지연을 0으로 설정하는 값으로 로컬 업데이트하도록 허용한다.
실패한 P2P TC에 의해 발생한 오류 경보 표시자에 따라, 슬레이브는 d2가 손실된 것을 검출한다. 이에 의하여 홀드오버 모드로 진입할 수 있다. 임의의 경우에, 이는 d2에 도달하기 위한 측정 단계로서 마스터와 함께 양방향 시그널링 모드를 트리거링한다.
이러한 시퀀스는 마스터가 단방향 모드와 양방향 모드 사이에 "온 디맨드(on demand)"로 스위칭할 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명의 방법은 양방향 모드 요청을 수용하기 위해서 마스터의 특정 행위를 정의하는 것을 허용한다.
이러한 행위는 상이한 방식을 사용하여 트리거링될 수 있으며, 예를 들어:
· 네트워크 관리자는 마스터의 모드를 소정의 관리 계획에 따라 제어할 수 있음;
· DEALY_REQ 메시지는 특정 명령을 그러한 명령을 모드 스위칭 절차에 적용하는 것을 고려할 수 있는 마스터로 전송하는데 사용될 수 있음;
о 이러한 경우에, 마스터는 단방향/양방향 스위칭이 DEALY_REQ 메시지를 수신하는 동안 필요한지를 검출할 수 있음;
о 이러한 절차에 대해서, 특정 TLV 확장이 손실된 경로 지연이 영향받은 P2P TC와 통신하는 경우에 양방향 모드에서 단방향 모드로 다시 스위칭하도록 사용될 수 있다. 이로 인해, TLV는 타임-아웃 되거나 예컨대 하나의 비트를 사용하여 필요한 모드로 직접 명령을 설정할 수 있다.
· IEEE 1588V2 표준의 16.1 섹션에 정의된 유니캐스트 협상 메커니즘(unicast negotiation mechanism)을 사용하여, 설명된 바와 같이 DELAY_UNICAST_TRANSMISSION TLV가 단방향 및 양방향 모드 사이의 스위칭에 대한 협상을 지원하도록 확장될 수 있다.
이러한 제 1 실시예에서, 슬레이브(108)는 수신된 메시지의 제 1 표시자를 분석함으로써 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 오류 이벤트를 수신하고 검출할 수 있다.
본 특허출원 EP2367309에 설명된 방법은 또한 그러한 오류 이벤트를 검출하고 경고하기 위해서 사용될 수 있다.
슬레이브는 마스터로부터 슬레이브로의 제 1 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연에 대응하는 TD1으로 칭해지는 제 1 지연을 측정한다.
제 1 실시예에서, 슬레이브는 양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작한다. 본 발명의 방법은 자동적인 단방향/양방향 모드 스위칭 메커니즘을 허용한다.
이러한 스위칭 절차는 교정 필드 내에 축적된 값의 적응과 결합되어 하기에서 설명되는 바와 같이 손실된 경로를 검색하는 것을 허용한다.
방법은 슬레이브(108)부터 마스터(106)로의 제 2 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연에 대응하는 제 2 지연(TD2)을 측정하기 위해서, 슬레이브가 적어도 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 슬레이브(108)로부터 마스터(106)로의 DELAY_REQ 또는 Delay_Request로 칭해지는 제 2 타임 스탬프된 패킷을 생성하는 것을 허용한다. 이러한 엔드 투 엔드 경로는 도 5에서 엔드 투 엔드 경로(600)로 표시된다.
제 2 실시예에서, 네트워크 관리자(NM)에 연관된 동기화 관리기(SM)는 단방향 모드에서 양방향 모드로의 스위칭 절차를 트리거링하는데 사용될 수 있다.
이러한 실시예에서, 동기화 관리기(SM)는:
· 슬레이브에 의해, 또는
· P2P 메커니즘 레벨에서의 오류의 실패한 P2P TC에 의해
알려질 수 있다.
그 후, 동기화 관리기(SM)는 적절한 관리 메시지를 마스터와 오류 이벤트에 의해 영향을 받은 다른 슬레이브에 송신함으로써 양방향 모드를 트리거링 할 수 있다.
도 6에서, 네트워크 관리 메시지는 상이한 네트워크 경로들(112')을 통해 네트워크 관리자에 의해 송신되고 수신된다. 반면에, 동기화 관리 메시지는 상이한 동기화 관리 경로들(111')을 통해 교환될 수 있다.
네트워크 관리자(NM) 및 그와 연관된 동기화 관리기(SM)가 오류 이벤트를 검출하는 경우에, 양방향 모드의 초기화가 요청되기 때문에, 경로(600)는 또한 도 6에도 표시된다. 양방향 모드는 마스터(106)와 슬레이브(108)에 대해 동기화 관리기(SM)/네트워크 관리자(NM)에 의해 요청된 엔드 투 엔드 경로(600)의 수립을 포함한다.
하기의 단락에서, 손실된 경로 지연의 측정하는 방식을 보다 용이하게 이해하기 위하여 상이한 파라미터가 정의된다.
· Di는 경로 i의 단방향의 다운스트림 지연이다;
· Ui는 경로 i의 단방향의 업스트림 지연이다;
· di는 양쪽 통신 방향을 고려한 각각의 경로 i의 평균 지연을 나타낸다;
주어진 시간에서: di = [Di + Ui] / 2
· Asi는 경로 i의 지연 비대칭이고, Asi는 PTPV2 표준(섹션 7.4.2)과 유사하게 다음과 같이 정의된다:
о Di = di + Asi
о Ui = di - Asi
따라서, Asi = [Di - Ui] / 2
· Ti_S는 주어신 시간 t에서 노드 i에서의 SYNC 메시지의 전송 지연을 나타내며, 노드 i에서의 SYNC 메시지의 체류 타임을 의미한다.
· Ti_R은 주어신 시간 t에서 노드 i에서의 DELAY_REQ 메시지의 전송 지연을 나타내며, 노드 i에서의 DELAY_REQ 메시지의 체류 타임을 의미한다.
도 4에서, 각각의 경로(d1, d2, d3 및 d4)와 그에 연관된 지연 비대칭(As1, As2, As3 및 As4)의 평균 지연이 도시된다. SYNC 메시지는 SYNC 메시지가 라우팅되는 각각의 노드에서 SYNC(CF)로 표시된다. 각각의 체류 타임(T1_S, T2_S, T3_S 및 T4_S) 또한 도 4에 도시된다.
오류 이벤트 외에, 각각의 노드에서 연관된 P2P TC는 SYNC 메시지의 교정 필드를 각각의 연관된 체류 타임(Ti_S)과 경로 지연(di)의 현재 값으로 업데이트한다.
그 밖에, CF(SYNC(t))는 슬레이브에 의해 수신된 SYNC 메시지에 연관된 교정 필드로 알려진다. CF(SYNC)는 delay(SYNC(t))로 기록될 수 있다. 마스터(106)로부터 슬레이브(108)로의 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연을 고려하면:
· T1은 관찰된 SYNC 메시지에 대한 마스터에서의 방출 타임 스탬프(emission timestamp)이다.
· T2는 관찰된 SYNC 메시지에 대한 슬레이브에서의 수신 타임 스탬프이다.
· '오프셋'은 시간에 종속적인 마스터 및 슬레이브 클럭 간의 시간 오프셋이다.
도 4를 참조하면, 오류가 네트워크 노드(1042) 및 P2P TC(1022)와 관련된 피어 지연 메커니즘에서 발생하는 경우에, PTPV2가 오류 이후의 시간에 심각하게 변동할 수 있는 d2 값을 측정하는 것을 방지한다. 그러나, d2의 실제 값은 시간 동기화를 위한 단방향 및 멀티캐스트 모드를 유지하는데 필요하다.
오류 이벤트의 바로 전의 시간은 t=t0-로 지칭된다.
CF(SYNC(t0-))는 오류 이벤트 전에 슬레이브에 의해 수신된 SYNC 메시지의 교정 필드이며, 엔드 투 엔드 동기화 경로의 모든 di 및 Ti_S를 고려한다.
따라서, "오프셋" 값은 알려져 있다.
TD1은 SYNC 메시지로 칭해지는 마스터(106)로부터 슬레이브(108)로의 제 1 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연이다.
하기의 관계가 적용될 수 있다:
t=t0-에서 취해진 [di; Asi]에 대하여
오류 이벤트 전에:
따라서:
오류 이벤트의 바로 이후의 시간은 t=t0+로 지칭된다.
하기의 관계가 적용될 수 있다:
따라서:
CF(SYNC(t0+))는 오류 이벤트 이후에 슬레이브에 의해 수신된 SYNC 메시지의 교정 필드이며, 마스터로부터 슬레이브로의 d2 경로 지연을 제외한 엔드 투 엔드 동기화 경로의 모든 "di" 및 "Ti_S"를 고려한다.
오류의 발생 직후에(t=t0+), d2는 SYNC 메시지의 교정 필드(CF(SYNC)) 내에 축적되지 않는다.
오류가 P2P TC(1022)에 의해 검출되는 경우에, 교정 필드는 P2P TC 레벨에서 업데이트되지 않는다. d2는 손실되고, 교정 필드의 증가 값(increment value)은 오류 이벤트(200)가 피어 지연 메커니즘을 비활성화하므로 노드(1022/1042)에 의해 0으로 설정되며, 이에 의해 d2는 상기 노드에 의해 이러한 시점에서 알려지지 않는다.
오프셋이 t0- 및 t0+ 사이에 일정하다고 가정하면: 오프셋(t0+) = 오프셋(t0-), 그러면 본 발명의 방법은 d2가 다시 측정되지 않고 그 변동이 목표로 하는 시간 정확도에 대하여 심각할 수 있기 때문에 알려지지 않게 되는 특정 시간 동안 d2 값을 추정하는 것을 허용한다.
(1) 및 (2)를 결합하고, 오프셋(t0+) = 오프셋(t0-)라고 가정하면
본 발명의 방법은 d2(T0+)를 계산하는 것을 허용한다:
d2는 시간 오프셋이 t0- 및 t0+ 사이에 일정하다고 고려하면 오류 바로 직후에 t=t0+에서 계산가능하다.
오프셋 안정성 가정이 유효하지 않은 t=t1에서, 양방향 모드가 수립되고, 이는 마스터가 양방향 모드 요청을 수용한 것을 의미하며, 하기 두 개의 메시지 모두 활성화 된다:
· 엔드 투 엔드 동기화 경로의 마스터에서 슬레이브로의 다운스트림 방향으로 전송된 SYNC 메시지;
· 엔드 투 엔드 동기화 경로의 슬레이브에서 마스터로의 업스트림 방향으로 전송된 DELAY_REQ 메시지.
하나의 DELAY_REQ 특정 메시지는 특정 SYNC 메시지와 연관된다. SYNC 메시지가 t1-에 연관되는 경우에, 슬레이브에 의해 SYNC 메시지가 수신된 후 수 밀리 세컨드(milliseconds) 이후에 DELAY_REQ 메시지는 t1+에 연관된다.
앞서 설명된 바와 같이, t1에서: d2는 손실되고 SYNC 메시지와 DELAY_REQ 메시지의 교정 필드 내에 축적되지 않는다.
따라서:
TD2는 슬레이브(108)로부터 마스터(106)로의 DELAY_REQ 메시지로 칭해지는 제 2 타임 스탬프된 패킷의 엔드 투 엔드 전송 지연이다.
· T3는 관찰된 DELAY_REQ 메시지에 대한 슬레이브에서의 방출 타임 스탬프이다.
· T4는 관찰된 DELAY_REQ 메시지에 대한 마스터에서의 수신 타임 스탬프이다.
T4는 마스터에서 슬레이브로 송신된 Pdelay_Resp 메시지와 함께 슬레이브에서 수신된다.
t=t1에서 동일한 표기법(notation)을 유지하면, PTPV2 등식이 하기와 같이 기록될 수 있다:
따라서, (1) 및 (3)과 (2) 및 (4)를 취하면 다음을 획득할 수 있다:
최종적으로, d2의 계산을 허용하는 하기의 관계식을 획득한다:
양방향 시그널링 모드가 트리거링된 후 엔드 투 엔드 SYNC 메시지와 DELAY_REQ 메시지의 교환을 고려하는 경우에, 슬레이브는 d2 값을 측정할 수 있다.
그러나, 동기화 경로가 양방향 모드를 허용하는 복구 프로세스 동안에, d2는 손실되었다고 선언되고 이는 P2P TC가 교정 필드의 증가 값을 0으로 설정하는 것을 의미한다. 복구 페이즈 동안, 슬레이브는 홀드오버 모드에 남아있다.
방법은 오류가 발생하는 경우에 손실된 d2 값을 측정하는 단계와, 계산된 d2 값을 노드(1042)에 연관된 P2P TC(1022)와 통신하는 단계를 포함한다.
제 1 실시예에서, 슬레이브는 계산된 d2 값을 DELAY_REQ 시그널링 메시지를 통해 실패한 P2P TC에 전송한다.
도 5에 도시된 제 2 실시예에서, 동기화 관리기는 계산된 d2 값을 실패한 P2P TC에 직접 전송한다.
본 발명의 솔루션을 구현하는 다양한 방법에서, 계산된 d2 값은 다양한 방식으로 전송될 수 있다.
· 특정 TLV가 이러한 목적을 위해 할당된다;
· 대안적으로, DELAY_REQ 메시지의 교정 필드가 트래버스된(traversed) TC에 의해 기입가능하지 않은(non-writable) 필드의 사용을 고려하도록 사용될 수 있다.
· 최종적으로, 제 2 실시예 내의 도 5에 도시된 바와 같이, 슬레이브는 d2 값을 실패한 TC에 전달할 수 있는 관리 플레인(management plane)과 d2 값을 통신할 수 있다.
본 발명의 방법은 실패한 P2P TC에 의한 d2의 전송 및 d2의 수신 후에 단방향 모드를 복구하도록 허용한다. 이는 네트워크 구조에서 대역폭을 절약하는 것을 허용한다.
복구 절차를 달성한 후에, 슬레이브는 홀드오버 모드를 종료하고 잠금 모드(locked mode)로 돌아간다.
본 발명의 방법은 단방향에서 양방향으로의 스위칭과 관련된 측정 동작을 유리하게 허용하고, 스위칭 백(switching back)은 즉각적으로 또는 시간에 따른 관련된 경로 지연의 안정성과 상대적인 특정 시간 후에 트리거링될 수 있다.
본 발명의 방법은 피어 지연 오류가 교정될 때까지 정기적으로 반복될 수 있다.
동작 환경에서, 단방향 시그널링 모드는 SYNC 메시지의 멀티캐스트 전송의 사용을 제안한다. P2P 메커니즘 레벨에 오류가 발생하는 경우에, 실패한 P2P TC에 의해 영향을 받는 다수의 슬레이브가 잠재적으로 존재한다.
본 발명의 방법은 비록 모든 영향을 받은 슬레이브가 이러한 복구 단계에 동안에 홀드오버 상태에 남아 있음에도 불구하고 d2의 측정 절차를 적용하는 오직 하나의 슬레이브의 감도(definition)의 관리를 허용한다. "측정하는" 슬레이브는 예컨대 네트워크 오퍼레이터에 의해 지정될 수 있다.
본 발명의 방법은 피어 지연 메커니즘 레벨에서 오류를 복구하는 동안 P2P TC에 대해 최적의 보호 스킴을 제공하는 것을 목표로 한다.
P2P TC에 의한 d2의 측정 및 교정 동작은 동기화 자원, 관리 및 유지 동작을 절약하는 것을 유리하게 허용하는 단방향/양방향 협력 모드에 의해 제공된다.
본 발명의 방법은 백업 경로를 수립하고, 내부 중복 경로를 생성하고, 긴 홀드오버 모드를 구현하는 것과 같은 각각이 자원 프로비저닝(resource provisioning), 자원 할당 및 동기화 토폴로지의 안정성 측면에서 몇몇 문제점을 나타내는 일부 기술을 유리하게 피하는 것을 허용한다.
본 발명의 방법은 최신의(state-of-the-art) 해결책과 비교하여 더 나은 자원 프로비저닝, 자원 할당 및 더 나은 동기화 토폴로지의 안정성을 허용한다.
본 발명의 상이한 양태는 특히 슬레이브 레벨에서 엄격한(stringent) 주파수 및 시간 요건(밀리세컨드 정확도)을 실시하는 모바일 네트워크 애플리케이션을 다룬다. 완전한 투명 클럭의 배치는 그러한 이슈를 처리하는 하나의 실행가능한 접근방식이다.
언급된 바와 같이, 이러한 제안은 PSN 내의 매 NE 마다 구현된 TC를 가정하지만, 실시예에 따라 이러한 "완전한 배치" 구현은 필요하지 않을 수 있다.
Claims (16)
- 패킷 전송을 허용하는 복수의 네트워크 요소를 포함하는 패킷 네트워크에서 정확한 시간 분산(an accurate distribution of time)을 관리하는 방법으로서,
상기 패킷 네트워크는 적어도 두개의 네트워크 요소 내에 구현된 피어 투 피어 투명 클럭(peer-to-peer transparent clock)을 포함하고, 상기 피어 투 피어 투명 클럭은 네트워크 요소에 인접한 경로의 지연과 상기 패킷 네트워크의 각각의 트래버스된(traversed) 네트워크 요소 내에 타임 스탬프된(time-stamped) 패킷들의 체류 타임(residence time)을 측정 및 교정하기 위해서 로컬 지연 측정 메커니즘을 허용하고, 마스터/슬레이브 엔드 투 엔드(end-to-end) 동기화 경로는 네트워크 요소의 제 1 세트와 그와 연관된 투명 클럭을 포함하고, 상기 마스터와 상기 슬레이브는 상기 네트워크 요소의 제 1 세트를 통해 단방향 시그널링 모드를 구현하고,
상기 방법은
제 1 요소에 의해 상기 로컬 지연 측정 메커니즘 내의 오류 이벤트(a failure event)를 검출하는 단계 - 상기 오류 이벤트는 상기 제 1 요소의 업스트림 경로(upstream path)의 지연 측정을 비활성화함 - 와,
상기 오류 이벤트가 검출되면, 상기 제 1 요소에 의해 제 1 표시자(indicator)를 생성하는 단계와,
제 1 네트워크 엔티티에 의해 상기 제 1 표시자를 수신하는 단계와,
상기 제 1 네트워크 엔티티에 의해 양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작하는 단계 - 상기 요청은 상기 슬레이브로부터 상기 마스터로의 제 2 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하기 위해서 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 상기 슬레이브로부터 상기 마스터로의 단방향 업스트림 방향 내에 적어도 상기 제 2 타임 스탬프된 패킷의 생성을 허용함 - 를 포함하는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 방법은
상기 슬레이브에 의해 상기 마스터로부터 상기 슬레이브로의 제 1 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하는 단계와,
상기 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연과 상기 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 비교함으로써 상기 제 1 요소의 상기 업스트림 경로의 로컬 경로 지연을 계산하는 단계를 포함하는
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 방법은
상기 로컬 경로 지연의 이전에 계산된 값을, 실패한(failed) 상기 피어 투 피어 투명 클럭과 통신하는 단계와,
상기 로컬 경로 지연의 이전에 계산된 값의 방출(emission) 후에, 상기 단방향 시그널링 모드로 다시 스위칭하는 단계를 포함하는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 로컬 지연 측정 메커니즘은 IEEE1588V2 프로토콜에 정의되어 있는 PTP 프로토콜의 피어 지연 메커니즘인
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 네트워크 엔티티는 상기 엔드 투 엔드 동기화 경로의 상기 슬레이브이고, 상기 양방향 시그널링 모드의 요청은 상기 양방향 시그널링 모드를 활성화하기 위해서 상기 슬레이브로부터 상기 마스터로의 동기화 메시지의 방출을 포함하는
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 네트워크 엔티티는 상기 엔드 투 엔드 동기화 경로의 상기 슬레이브이고, 상기 양방향 시그널링 모드의 요청은 상기 양방향 시그널링 모드를 활성화하기 위해서 상기 슬레이브로부터 상기 마스터로의 관리 메시지의 방출을 포함하는
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 네트워크 엔티티는 동기화 관리기와 네트워크 관리자를 포함하는 네트워크 오퍼레이터 시설(network operator facility)이고, 상기 양방향 시그널링 모드의 요청은 상기 슬레이브와 상기 마스터 사이의 상기 양방향 시그널링 모드를 활성화하기 위해서 상기 동기화 관리기로부터 상기 슬레이브와 상기 마스터로의 관리 메시지의 방출을 포함하는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 표시자를 생성하는 단계는 상기 제 1 요소에 의해 적어도 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드의 값을 업데이트하는 단계를 포함하는
방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드의 데이터는 IEEE1588V2 프로토콜에 정의된 바와 같은 SYNC 메시지의 특정 TLV 확장 필드에 의해 지원되는
방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 타임 스탬프된 패킷의 특정 필드의 데이터는 IEEE1588V2 프로토콜에 정의된 바와 같은 SYNC 메시지의 헤더의 특정 필드에 의해 지원되는
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 타임 스탬프된 패킷들은 적어도 상기 엔드 투 엔드 동기화 경로를 따라 상기 패킷들의 축적된 전송 지연을 표시하는 교정 필드를 포함하며, 상기 교정 필드는 상기 네트워크 요소의 제 1 세트의 각각에 의해 증가 값(increment value)으로 업데이트되고, 각각의 증가 값은 두 개의 인접하는 네트워크 요소 사이의 경로 지연(di)과 상기 트래버스된 네트워크 요소의 체류 타임의 함수이며, 상기 증가 값의 경로 지연 값은 오류가 발생하는 경우에 상기 제 1 요소에 의해 0으로 세트되는
방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 타임 스탬프된 패킷은 SYNC 메시지이고, 상기 제 2 타임 스탬프된 패킷은 IEEE1588V2 프로토콜에 정의된 바와 같은 DELAY_REQ 메시지이고, 각각의 이전 메시지는 상기 마스터에서 상기 슬레이브로의 및 상기 슬레이브에서 상기 마스터로의 상기 엔드 투 엔드 동기화 경로에 대하여 각각 CF(SYNC) 및 CF(DELAY_REQ)로서 정의된 교정 필드를 갖는
방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 로컬 경로 지연(d2)은 등식:
에 의해 계산되며,
여기서 TD1은 상기 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연, TD2는 상기 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연, CF(SYNC)는 상기 SYNC 메시지의 교정 필드이고, CF(DELAY_REQ)/2는 상기 DELAY_REQ 메시지의 교정 필드인
방법.
- 패킷 네트워크에서 동기화 오류를 검출하고 관리하는 슬레이브로서,
상기 오류는 두 개의 인접한 네트워크 요소 사이의 로컬 지연 측정 메커니즘을 비활성화하고, 상기 두 개의 인접한 네트워크 요소는 마스터와 상기 슬레이브 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 정의하는 네트워크 요소들의 세트의 일부이며,
상기 슬레이브는
상기 동기화 오류에 의해 영향받은 제 1 네트워크 요소를 식별 - 상기 제 1 네트워크 요소는 인접하는 업스트림 네트워크 요소와의 경로 지연을 측정할 수 없음 - 하고,
양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작 - 상기 요청은 상기 슬레이브로부터 상기 마스터로의 제 2 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하기 위해서 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 상기 마스터로의 단방향 업스트림 방향 내에 적어도 상기 제 2 타임 스탬프된 패킷의 생성을 허용함 - 하고,
상기 마스터로부터 상기 슬레이브로의 제 1 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하고,
상기 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연과 상기 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 비교함으로써 제 1 요소의 업스트림 경로의 상기 경로 지연을 계산할 수 있는
슬레이브.
- 패킷 네트워크에서 동기화 오류를 검출하고 관리하는 동기화 관리기로서,
상기 오류는 두 개의 인접한 네트워크 요소 사이의 로컬 지연 측정 메커니즘을 비활성화하고, 상기 두 개의 인접한 네트워크 요소는 마스터와 슬레이브 사이의 엔드 투 엔드 동기화 경로를 정의하는 네트워크 요소들의 세트의 일부이며, 상기 슬레이브는 상기 마스터로부터 상기 슬레이브로의 제 1 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정할 수 있고,
상기 동기화 관리기는,
상기 동기화 오류에 의해 영향받은 제 1 네트워크 요소를 식별 - 상기 제 1 네트워크 요소는 인접하는 업스트림 네트워크 요소와의 경로 지연을 측정할 수 없음 - 하고,
양방향 시그널링 모드를 요청하기 시작 - 상기 요청은 상기 슬레이브에 의해 상기 슬레이브로부터 상기 마스터로의 제 2 타임 스탬프된 패킷의 전송 지연에 대응하는 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 측정하기 위해서 동일한 엔드 투 엔드 동기화 경로 상의 상기 마스터로의 단방향 업스트림 방향 내에 적어도 상기 제 2 타임 스탬프된 패킷의 생성을 허용함 - 하고,
상기 제 1 엔드 투 엔드 전송 지연과 상기 제 2 엔드 투 엔드 전송 지연을 비교함으로써 제 1 요소의 업스트림 경로의 상기 경로 지연을 계산할 수 있는
동기화 관리기. - 삭제
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