| 講演名 | 2019-01-25 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(関西学院大), 松井 大樹(関西学院大), 山崎 康広(関西学院大), 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。 |
| 抄録(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 |
| キーワード(英) | PTP (Precision Time Protocol) / IEEE 1588-2002 / IEEE 1588-2008 / Time Synchronization Protocol / Stability Analysis / Clock Servo |
| 資料番号 | IA2018-58 |
| 発行日 | 2019-01-18 (IA) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | IA |
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| 開催期間 | 2019/1/25(から1日開催) |
| 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. |
| 委員長氏名（和） | 飯田 勝吉(北大) |
| 委員長氏名（英） | Katsuyoshi Iida(Hokkaido Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 新 麗(IIJ) / 大崎 博之(関西学院大) / 近堂 徹(広島大) |
| 副委員長氏名（英） | Rei Atarashi(IIJ) / Hiroyuki Osaki(Kwansei Gakuin Univ.) / Toru Kondo(Hiroshima Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 作元 雄輔(首都大東京) / 屏 雄一郎(トヨタIT) / 渡辺 俊貴(NEC) |
| 幹事氏名（英） | Yusuke Sakumoto(Tokyo Metropolitan Univ.) / Yuichiro Hei(TOYOTA-IT) / Toshiki Watanabe(NEC) |
| 幹事補佐氏名（和） | 大平 健司(徳島大) / 坂野 遼平(東工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kenji Ohira(Tokushima Univ.) / Ryohei Banno(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Internet Architecture |
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| 本文の言語 | JPN |
| 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（和） | |
| 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 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 前川 龍一郎 / Ryuichiro Maegawa |
| 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） | 松井 大樹 / Daiki Matsui |
| 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） | 山崎 康広 / Yasuhiro Yamasaki |
| 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） | 大崎 博之 / Hiroyuki Ohsaki |
| 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.) |
| 発表年月日 | 2019-01-25 |
| 資料番号 | IA2018-58 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | IA-424 |
| ページ範囲 | pp.25-30(IA), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-01-18 (IA) |