읽는 시간: 4분 10초 | 게시일: 2025년 3월 18일

PTP(Precision Time Protocol)
PTP(Precision Time Protocol)란?

PTP(Precision Time Protocol)는 IEEE 1588 표준 네트워크 측정 및 제어 시스템을 위한 정밀 클록 동기화 프로토콜에 정의된 대로 컴퓨터 네트워크 전체에서 클록을 동기화하는 시간 동기화 프로토콜입니다.

패킷 기반 네트워크 인프라의 PTP 클록 동기화에는 데이터 패킷을 구성하고, 대기 시간을 계산 및 조정하는 데 도움이 되는 분산형 내부 장치 클록이 포함됩니다. 산업 자동화, 통신, 금융 거래, 오디오 비디오 방송 및 기타 시간에 민감한 분야에 필요한 고정밀 주파수 및 위상 동기화를 제공합니다.

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PTP(Precision Time Protocol)의 주요 특징

PTP의 주요 특징과 구성 요소:

  • 계층 구조: PTP는 기준 시간을 제공하는 GSC(그랜드 소스 클록), 그리고 시간과 GSC를 동기화하는 경계 및 투명 클록을 사용하는 계층적 방식으로 작동합니다.
  • 최상의 클록 소스 알고리즘: 이 알고리즘을 사용하면 장치가 클록 품질, 안정성, 네트워크 토폴로지 등의 요소와 측정 항목을 기반으로 최상의 소스 클록을 선택할 수 있습니다.
  • 동기화 메시지: PTP는 이러한 메시지를 사용하여 장치 간의 동기화를 유지합니다.
    • 지연 요청 및 응답 메시지: 이러한 메시지는 네트워크 지연을 측정하고 정확한 동기화에 필요한 추가 데이터를 제공하기 위해 소스 및 싱크 클록 사이에서 교환됩니다.
  • 타임스탬프: PTP는 정밀 타임스탬프를 사용하여 메시지가 송신 및 수신되는 정확한 시간을 측정하여 동기화의 전반적인 정확도를 높이고 네트워크 지연을 정확하게 계산할 수 있습니다.
  • 프로필: PTP는 여러 프로필을 지원하고, 일반 용도에는 기본 프로필을 사용하고 통신에는 통신 프로필을 사용하는 등 특정 분야의 요구 사항에 따라 프로필을 선택할 수 있습니다. 

PTP(Precision Time Protocol)의 유형

PTP 인식 장치에는 네트워크에 존재할 수 있는 클록이라고 하는 4가지 내부 시간 기록 메커니즘 중 하나가 있습니다.

  • GSC(그랜드 소스 클록): 나머지 네트워크의 시간 소스로 사용되는 고정밀 클록입니다. 일반적으로 기준 시간 소스로 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기가 내장된 장치입니다.
  • BC(경계 클록): 업스트림 PTP 클록의 싱크이자 다운스트림 클록의 소스 역할을 하는 네트워크 장치입니다. 고정밀 클록과 발진기가 내장되어 있으며 PTP를 사용하여 자체 클록을 동기화합니다. 또한 대규모 또는 복잡한 네트워크에서 PTP 동기화를 확장하는 데 도움이 됩니다. 경계 클록 기능은 AVB(오디오-비디오 브리징) 지원의 전제 조건입니다.
  • TC(투명 클록): 싱크도 소스도 아닌 중간 시간 인식 장치입니다. 업스트림 클록에서 수신된 PTP 동기화 메시지를 수정하고, 패킷의 기존 타임스탬프에 상주 시간을 추가한 다음, 수정된 PTP 동기화 메시지를 다운스트림 PTP 장치로 전송합니다.
  • 일반 클록: 네트워크 장치로, 일반적으로 업스트림 클록의 싱크인 엔드 스테이션입니다. 네트워크를 통해 참조 클록과의 동기화가 필요한 PTP 클라이언트 장치에 클록이 내장되어 있습니다. 멀티미디어 방송 장비, 스트리밍 기기, 오디오 믹서 등은 PTP 일반 클록 역할을 하는 장치 유형입니다.

PTP(Precision Time Protocol)가 중요한 이유

PTP는 오랫동안 통신 업계에서 널리 사용되어 왔습니다. 현재 PTP 수준의 정밀도와 정확도가 필요한 중요 애플리케이션과 서비스를 지원하기 위해 P5G(프라이빗 5G) 네트워크가 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 모니터링, 제어, 통신, 비디오 방송 등 어떤 목적이든 정확한 시간 동기화는 복잡한 시스템의 원활한 작동과 오류 방지에 필수적입니다.

PTP는 통신사나 퍼블릭 및 프라이빗 5G 네트워크에 유용할 뿐만 아니라 AI 추론, 5G 서비스 품질, 비디오 방송 및 기타 대기 시간에 민감한 애플리케이션이나 사용 사례 등 새로운 사업 분야 요구 사항에도 유용합니다. 데이터 일관성, 실시간 비디오 동기화, 클라우드 인프라 및 AI 데이터 센터의 안정성을 보장합니다. PTP는 금융(사기 거래 활동 방지), 제조(물류 및 재고 관리), 미디어/엔터테인먼트(스트리밍을 위한 오디오/비디오 동기화) 및 중요 정부 사업 등 다양한 산업에서 중요한 정확하고 매우 정밀한 시간 동기화를 제공합니다. 기업이 성장과 혁신 및 성과를 달성하려면 PTP 도입이 필수적입니다.

TSN(시간 민감형 네트워킹)

TSN(시간 민감형 네트워킹)은 네트워크를 통해 예측 가능하고, 시점을 고려하며, 대기 시간이 짧은 데이터 전송을 활용하는 분야의 표준 및 프로토콜 모음입니다. TSN은 다양한 분야에서 활용됩니다.

  • 금융 서비스
  • 산업 자동화
  • 미디어 제작
  • 라이브 이벤트(스포츠, 콘서트)
  • 군용 및 가정용 레이더
  • 이동 통신
  • AI 애플리케이션

PTP(Precision Time Protocol)의 장점

PTP(Precision Time Protocol)는 특히 높은 정밀도와 동기화가 중요한 환경에서 여러 가지 장점을 제공합니다.

1. 더 높은 수준의 정밀도(나노초 수준).
2. 네트워크 내에 클록 소스가 있으므로 대기 시간이 짧아 시간이 더 정확합니다.
3. 클라이언트를 포함한 모든 장치에서 시간 동기화가 더 빨라집니다.
4. 투명 클록과 경계 클록 지원으로 유연성과 정확성이 높아집니다.
5. PTP는 미디어 배포(TV 방송), 제조 및 산업(로봇 작업 동기화), 금융(빈도 거래), 네트워크 관리(문제 해결을 위한 이벤트 동기화) 등에서 사용되는 시간에 민감한 중요 분야에 가장 적합합니다. AI 추론, 5G 서비스 품질, 비디오 방송 및 기타 대기 시간에 민감한 애플리케이션이나 사용 사례 등 새로운 사업 분야에 있는 기업에 이상적입니다.
6. NTP는 높은 정확도가 필요하지 않은 시간 동기화 요구 사항이 일반적인 기존 기업 시나리오에 더 적합합니다.

NTP
PTP

전송

이더넷/IP

이더넷/IP

모델

클라이언트 서버

계층적: 소스 > 싱크

동기화 정확도

~1 ~ 100ms

~100ns ~ 1ms

업데이트 간격

구성 가능*

배포

일반적으로 타사

CSP, 캠퍼스, 데이터 센터 또는 지점

확장성

단일 서버

경계 및 투명 클록 지원

사용 사례

일반 시간 동기화

높은 정밀도가 요구되는 중요 분야

(*) 수동으로 또는 PTP 프로필을 통해

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