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안녕하세요! 오늘은 지터(Jitter)에 대해 알아보겠습니다.
지터는 통신 시스템에서 중요한 개념이며, 이해하면 네트워크나 디지털 시스템의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그럼 지터란 무엇이고, 지터의 종류에는 어떤 요소들이 포함되어 있고, 어떤 계측 장비를 이용하여 측정할 수 있는지 살펴보도록 하겠습니다.
지터란 무엇인가?
지터는 시간적으로 신호 또는 이벤트의 변동성을 나타내는 용어입니다. 통신 시스템에서는 전송되는 데이터의 도착 시간이나 주기에 변동이 발생할 수 있는데, 이러한 변동성을 지터라고 합니다. 지터는 신호나 클럭의 불안정성을 측정하고 특정 시간 범위 내에서의 변동성을 나타내는 지표로 사용됩니다.
지터의 구성 요소
토탈 지터 (Total Jitter, Tj)
지터 분석을 위해서는 어떠한 구성 요소들로 지터가 발생되는지 이해할 필요가 있습니다. 지터는 그림 2와 같이 랜덤 지터와 디터미니스틱 지터로 나눌 수 있고, 모두 합쳐 토탈 지터라고 합니다.
랜덤 지터 (Random Jitter, Rj)
랜덤 지터 RJ(Random Jitter)는 다른 신호와 상관없이 불규칙한 특성으로 인해 발생되는, 가우시안 분포를 갖는 크기가 정해지지 않은 지터로 정의됩니다.
시간 영역에서는 랜덤 지터로 설명되고 주파수 영역에서는 위상 노이즈로 표현됩니다. 열 노이즈, 샷 노이즈, 1/f 노이즈 및 기타 물리적 효과 등으로 인해 랜덤 지터가 발생됩니다.
디터미니스틱 지터 (Deterministic Jitter, Dj)
디터미티스틱 지터는 데이터와 관계가 있는 지터로 랜덤 지터와는 달리 크기가 한정될 수 있습니다. ‘데이터와 관계가 있는 지터(Data Dependent Jitter, DDJ)’와 ‘주기성을 가지고 있는 지터(Periodic Jitter, Pj)’, 그 외 데이터와 관련이 없는 ‘기타 제한된 비상관 지터 (Other Bounded Uncorrelated Jitter, OBUJ)로 구분할 수 있습니다.
지터를 측정할 수 있는 계측장비
지터를 정확하게 측정하기 위해서는 특정한 계측장비가 필요합니다. 다음은 주요 지터 측정 장비 몇 가지입니다:
오실로스코프
오실로스코프는 전압 변화를 시간적으로 그래프로 표현해주는 계측 장비입니다. 일정한 주기로 변화되는 클럭을 비롯하여 고속 시리얼 통신에 사용되는 각종 데이터에 대한 지터 측정에 유용하게 사용됩니다. 특히, 고대역폭의 오실로스코프는 작은 시간 차이까지 정확하게 측정할 수 있어 지터 분석에 많이 활용됩니다.
스펙트럼 분석기
오실로스코프가 시간에 따라 변화하는 신호를 분석하는 장비라면, 스펙트럼 분석기는 주파수 도메인에서 신호의 성분을 분석하는 장비입니다. 스펙트럼 분석기로는 변화되는 데이터에 대한 지터 분석이 어렵습니다. 스펙트럼 분석기는 측정된 신호의 주파수 영역에서의 변동성을 확인하여 Phase Noise를 측정할 수 있습니다.
오실로스코프와 스펙트럼 분석기를 이용한 지터 측정의 차이점:
아래와 같이 오실로스코프는 광대역에 포함된 클럭 또는 데이터에 대한 지터를 보다 다양하게 분석할 수 있고, 스펙트럼 분석기(or Phase Noise Analyzer)는 특정 주파수에 대한 클럭의 지터(Phase Noise)를 측정하기에 보다 적합합니다.
위에 언급된 오실로스코프, 스펙트럼 분석기 외에도 주파수 카운터와 같은 다양한 지터 측정 장비들이 존재하며, 특정한 요구 사항과 시스템에 맞춰 선택할 수 있습니다.
이상으로 지터에 대한 개념, 발생 원인, 그리고 측정 가능한 일부 계측장비에 대해 알아보았습니다. 지터는 통신 시스템의 안정성과 성능에 큰 영향을 미치므로, 지터를 이해하고 측정하는 것은 중요합니다. 이를 통해 지터의 특성을 정확하게 분석하고, 안정성과 성능을 향상시키기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 지터 측정은 통신 시스템, 디지털 시스템, 네트워크 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.
지터 측정 항목과 다양한 지터 측정 방법에 대해서는 다음 블로그를 참고하시길 바랍니다.
* Jitter - Part2. 오실로스코프를 이용한 클럭 지터 분석
* Jitter – Part3. 오실로스코프를 이용한 데이터 지터 분석
작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀
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