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講演抄録/キーワード
講演名 2019-01-25 16:20
PI制御器を用いたIEEE 1588-2008 時刻同期機構のモデル化
前川龍一郎松井大樹山崎康広大崎博之関西学院大
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抄録 (和) インターネット上で広く用いられている時刻同期プロトコル NTP (Network Time
Protocol) よりも高精度な時刻同期を可能とするプロトコルとして、PTP (Precision
Time Protocol) が IEEE 1588-2002 および IEEE 1588-2008 において規定されてい
る。PTP において高精度な時刻同期を実現するためには、メッセージ送受信時刻 (タ
イムスタンプ) を付与できるハードウェアを利用することが一般的であるが、時刻同
期のための特別なハードウェアを使用しないソフトウェアのみによる実現も検討され
ている。ハードウェアを利用した時刻同期とは異なり、ソフトウェアのみによって高
精度な時刻同期を実現するためには、PTP によって交換されるメッセージ中のタイム
スタンプに含まれるジッタやノイズ等の影響をいかに軽減するかが鍵となる。PTP の
ソフトウェア実装である PTPd には、2 種類のローパスフィルタと古典制御におけ
る PI (Proportional Integral) 制御器を組み合せた時計調整機構 (時計サーボ) が
実装されている。これまでさまざまなネットワーク環境における PTP の性能評価が行
われているが、PTP における時計調整機構の性能解析はこれまで十分に行われていな
い。そこで本稿では、PI 制御器を用いた PTP における時計制御機構の動作を離散時
間システムとしてモデル化することにより、システム全体の安定性を解析する。また、
数値例によって、PI 制御器の制御ゲインとシステムの定常特性・過渡特性の関係を調
査する。 
(英) PTP (Precision Time Protocol) specified in IEEE 1588-2002 and IEEE
1588-2008 is a network protocol for achieving more precise time
synchronization among networked devices than the conventional NTP (Network
Time Protocol).
Although hardware-assisted timestamp during PTP message exchanges has been
commonly used for realizing a high-precision time synchronization,
software-only implementation that does not require specific hardware at
networked devices is also studied in the literature.
Different from hardware-assisted time synchronization, software-only
implementation must cope with jitter and noise observed in timestamps in PTP
messages so that undesirable effects such as clock fluctuation and/or desynchronization can be mitigated.
A softrware-only implementation of the PTP protocol called PTPd includes
a clock adjustment mechanism (clock servo), which utilizes two
types of low-pass filters and a PI (Proportional Integral)
controller in classical control theory.
Although a number of studies have devoted for performance evalution of the
PTP protocol, to the best of our knowledge, the characteristics of
clock adjustment mechanism for PTP have not been well understood.
In this paper, we therefore build a discrete-model of a networked system
utilizing the PTP protocol and the clock adjustment mechanism using the PI
controller at the slave
device. We also analyze the stability of the entire system.
Through numerical examples, we investigate the effect of control parameters
of the clock adjustment mechanism on both steady-state and transient-state
characteristics.
キーワード (和) PTP (Precision Time Protocol) / IEEE 1588-2002 / IEEE 1588-2008 / 時刻同期プロトコル / 安定性解析 / 時計調整機構 / /  
(英) PTP (Precision Time Protocol) / IEEE 1588-2002 / IEEE 1588-2008 / Time Synchronization Protocol / Stability Analysis / Clock Servo / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 424, IA2018-58, pp. 25-30, 2019年1月.
資料番号 IA2018-58 
発行日 2019-01-18 (IA) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 IA  
開催期間 2019-01-25 - 2019-01-25 
開催地(和) 首都大秋葉原サテライトキャンパス 
開催地(英) Tokyo Metropolitan Univ. Akihabara Satellite Campus 
テーマ(和) センサー ネットワーク, IoT, M2M, 一般 
テーマ(英) Senser Network, IoT, M2M, etc. 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 IA 
会議コード 2019-01-IA 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) PI制御器を用いたIEEE 1588-2008 時刻同期機構のモデル化 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) A Discrete Model of IEEE 1588-2008 Precision Time Protocol with Clock Servo using PI Controller 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) PTP (Precision Time Protocol) / PTP (Precision Time Protocol)  
キーワード(2)(和/英) IEEE 1588-2002 / IEEE 1588-2002  
キーワード(3)(和/英) IEEE 1588-2008 / IEEE 1588-2008  
キーワード(4)(和/英) 時刻同期プロトコル / Time Synchronization Protocol  
キーワード(5)(和/英) 安定性解析 / Stability Analysis  
キーワード(6)(和/英) 時計調整機構 / Clock Servo  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 前川 龍一郎 / Ryuichiro Maegawa / マエガワ リュウイチロウ
第1著者 所属(和/英) 関西学院大学 (略称: 関西学院大)
Kwansei Gakuin University (略称: Kwansei Gakuin Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 松井 大樹 / Daiki Matsui / マツイ ダイキ
第2著者 所属(和/英) 関西学院大学 (略称: 関西学院大)
Kwansei Gakuin University (略称: Kwansei Gakuin Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 山崎 康広 / Yasuhiro Yamasaki / ヤマサキ ヤスヒロ
第3著者 所属(和/英) 関西学院大学 (略称: 関西学院大)
Kwansei Gakuin University (略称: Kwansei Gakuin Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 大崎 博之 / Hiroyuki Ohsaki / オオサキ ヒロユキ
第4著者 所属(和/英) 関西学院大学 (略称: 関西学院大)
Kwansei Gakuin University (略称: Kwansei Gakuin Univ.)
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講演者
発表日時 2019-01-25 16:20:00 
発表時間 30 
申込先研究会 IA 
資料番号 IEICE-IA2018-58 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.424 
ページ範囲 pp.25-30 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-IA-2019-01-18 


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