CN101621713A - 无源光网络同步时间的计算方法、系统及光网络设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种无源光网络同步时间的计算方法,包括以下步骤:接收同步时间源数据,光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据,光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息;根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;根据所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据;发送所述同步时间数据。本发明实施例还公开了一种光网络设备和无源光网络时间同步的系统。通过应用本发明,达到了系统中OLT的输入时间与ONU的输出时间同步,并得到了低成本高可靠性的解决方案。

Description

无源光网络同步时间的计算方法、系统及光网络设备
技术领域
本发明实施例涉及光通信领域,尤其涉及无源光网络时间同步方法、光网络设备以及无源光网络时间同步的系统。
背景技术
PON(Passive Optical Network,无源光网络)作为一种宽带光接入技术,其特点是点到多点的物理拓扑结构,由光线路终端OLT、无源光分配网络ODN、多个光网络单元ONU组成;多个ONU共享光纤资源和OLT端口;ODN中的光分支点不需要有源的节点设备,只需无源的光分支器,因此PON具有带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低和运营维护成本低等优点。现有多种PON技术,例如EPON、GPON等。
目前传送同步时间的重要方式是采用IEEE1588协议,IEEE1588协议适合工作在包传送网络,PON网络通过承载IEEE1588帧实现传送同步时间。具体实现方式如下:
同步过程分为两个阶段:偏移测量阶段和延迟测量阶段。
如图1A所示,第一个阶段为偏移测量阶段:主时钟向网络上所有节点广播两个消息:
1.同步消息(sync message):预计发送此消息的时间;
2.跟随消息(Follow up message):实际发送此消息的时间。
同步消息按照给定的时间间隔自动发送。跟随消息用于计算发送消息时本地协议所造成的传输延迟。主时钟定期发出一个确定的同步信息(例如为每两秒一次),它包含了一个时间戳(time stamp),精确描述数据包发出的预计时间。假设同步之前主时钟的时间为Tm=128s,而从时钟的时间为Ts=111s。主时钟测量出发送的准确时间Tml,而从时钟测量出接收的准确时间Ts1。由于同步消息包含的是预计的发出时间而不是真实的发出时间,所以主时钟随后发出一个跟随消息,该信息加了一个时间标记,准确记载了同步消息的真实发出时间Tml。这样一来,从时钟使用跟随消息中的真实发出时间和接收方的真实接收时间,可以计算出从时钟与主时钟之间的偏移(off set):
Offset=Ts1-Tml-Delay=111.75-128.5-0=16.75s
上式中的Delay指的是主时钟与从时钟之间的传输延迟时间,它将在下面的测量阶段测出,所以在这里是未知的,暂定为0。
偏移测量阶段能获得一个修正时间(Adjust Time),将从时钟修正为:
Adjust Time=Ts-Offset
第二阶段为延迟测量阶段,如图1B所示。
延迟测量(delay measurement)阶段用来测量网络传输造成的延迟时间。它是通过主、从时钟交换以下消息实现的:
1.从时钟:发送延迟请求消息(DELAY REQUEST message),向主时钟说明“我在此时此刻发送延迟请求信息”。
2.主时钟:发送延迟响应消息(Delay Response message),告诉从时钟“我在此时此刻收到你的延迟请求信息”。
从时钟在收到同步消息后在Ts 3时刻130.75s发出延迟请求消息Delay-REQUEST,主时钟收到Delay-REQUEST后再发送延迟响应消息(Delay-Response),标记出准确的接收时间Tm3---131.25s,并发送给从时钟。因此从时钟就可以非常准确地计算出网络延时:
Delay=(Tm3-Ts3)/2=(131.25-130.75)/2=0.25
得到上述的偏移值和Delay值后,通过调整主、从设备时钟达到同步。
在实施本发明的过程中,本发明的发明人发现上述技术方案存在以下主要的问题:
主、从设备之间的网络延时和偏移都是对称的,一旦上述延时的波动变化将使得性能劣化,甚至不能正常工作。
IEEE1588因为协议自身的特点,要求IEEE1588帧的传送延时固定不变,否则会降低其性能指标,但是因为PON传送以太网帧的实现方式,决定了IEEE1588帧在ONU和OLT之间传送时不能做到延时固定,造成IEEE1588协议并不适合PON网络承载。
发明内容
本发明实施例提供一种无源光网络同步时间的计算方法,通过补偿OLT和各个ONU之间的传送延时,并同时补偿OLT和ONU的内部处理延时,从而达到系统中OLT输入时间与ONU输出时间的同步。
本发明实施例一方面提出一种无源光网络同步时间的计算方法,包括以下步骤:
接收同步时间源数据,光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据,光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息;根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;
根据所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据;
发送所述同步时间数据。
另一方面,本发明实施例还提供了一种光网络设备,包括接收模块,时间同步处理模块和发送模块:
接收模块,用于接收同步时间源数据,光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据,光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息;并将上述信息发送至时间同步处理模块;
时间同步处理模块,用于根据接收到的光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;根据所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据,并发送至发送模块;
发送模块,用于发送所接收到的信号。
另一方面,本发明实施例还提供了一种网络系统,包括光线路终端OLT、至少一个光网络设备及至少一个光网络单元ONU:
光线路终端OLT,用于接收同步时间源数据,得到光线路终端OLT处理固定延时数据,得到所述光线路终端OLT到各个光网络单元ONU的距离延时信息;将所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述距离延时信息发送至光网络设备;所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为:在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
光网络单元ONU,用于发送所述光网络单元ONU处理固定延时数据至所述光网络设备;所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为:在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;
光网络设备,用于根据所述距离延时信息得到光纤传送延时数据;根据接收到的所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据;
光网络单元ONU,还用于发送所述光网络设备计算获得的同步时间数据。
再一方面,本发明实施例还提供了一种光线路终端OLT,包括
接收模块,用于接收同步时间源数据;
测距延时模块,用于根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;
固定延时模块,用于得到光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
发送模块,用于发送所述同步时间源数据,所述光纤传送延时数据以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据。
又一方面,本发明实施例还提供了一种光网络单元ONU,包括
接收模块,用于接收外部发送至所述光网络单元ONU的数据;
固定延时模块,用于得到光网络单元ONU处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;
同步时间计算模块,用于根据所述接收到的数据和所述光网络单元ONU处理固定延时数据,得到同步时间数据;
发送模块,用于发送所述同步时间数据。
又一方面,本发明实施例还提供了一种光网络单元ONU,包括光线路终端OLT和至少一个光网络单元ONU:
光线路终端OLT,用于接收同步时间源数据;根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;得到光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;发送所述同步时间源数据,所述光纤传送延时数据以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据;
光网络单元ONU,用于得到光网络单元ONU处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;根据接收到的所述同步时间源数据,所述光纤传送延时数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据和所述光网络单元ONU处理固定延时数据,得到同步时间数据。
本发明实施例的技术方案,因为采用了通过补偿OLT和各个ONU之间的传送延时,并同时补偿OLT和ONU的内部处理延时,从而达到系统中OLT输入时间与ONU输出时间的同步,并得到了低成本高可靠性的解决方案。
附图说明
图1A为现有技术中IEEE 1588协议的第一阶段原理示意图;
图1B为现有技术中IEEE 1588协议的第二阶段原理示意图;
图2为本发明实施例,一种无源光网络同步时间的计算方法的流程示意图;
图3为本发明实施例一,一种无源光网络同步时间的计算方法的流程示意图;
图4为本发明实施例一,一种无源光网络时间同步的结构示意图;
图5为本发明实施例二,一种光网络设备的结构示意图;
图6为本发明实施例三,一种无源光网络时间同步的系统结构示意图;
图7为本发明实施例四,一种OLT结构示意图;
图8为本发明实施例五,一种ONU结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例具体方法流程如图2所示,包括以下步骤:
步骤S201,接收同步时间源数据T0,OLT处理固定延时数据T1,ONU处理固定延时数据T3,OLT到ONU的距离延时信息。
步骤S202,根据所述OLT到ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据T2。
步骤S203,根据所述同步时间源数据T0,所述OLT处理固定延时数据T1,所述ONU处理固定延时数据T3和所述光纤传送延时数据T2,得到同步时间数据T4。
步骤S204,发送所述同步时间数据T4。
在上述步骤S201和步骤S202之间没有明显的先后顺序,例如,可以先接收OLT到ONU的距离延时信息,然后根据所述OLT到ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据T2,再接收其他数据(如T0或T1或T3)。
为了更清楚地描述本发明实施例,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述:
实施例一
如图3所示,并结合图4,为本发明实施例一,一种无源光网络同步时间的计算方法的流程示意图,包括以下步骤:
步骤S301,OLT得到同步时间源数据T0,OLT处理固定延时数据T1、OLT到ONU的距离延时信息,并发送至时间同步设备。
OLT从2路同步时间源中选择其一,提取其中的同步时间信息并做相应的格式转换,得到同步时间源数据T0。同步时间源数据T0可以从GPS(Global Positioning System,全球定位系统)或GLONASS(GLObalNAvigation Satellite System,全球导航卫星系统)或北斗卫星或NTP(Network Time Protocol,网络时间协议)或IEEE1588接口或者时间同步网中得到。OLT根据自身的设计方案,确定同步时间信息从同步时间输入口至PON口输出之间处理延时时间为OLT处理固定延时数据T1。当OLT设计确定后,T1值为确定值。OLT根据自身的测距单元得到OLT到ONU的距离延时信息,该距离延时信息可以是测试信号从OLT到ONU的延迟时间,也可以是OLT到ONU的距离信息。然后,OLT将上述同步时间源数据T0,OLT处理固定延时数据T1和OLT到ONU的距离延时信息发送至时间同步设备。
步骤S302,ONU得到ONU处理固定延时数据T3,并发送至时间同步设备。
ONU根据自身的设计方案,确定同步时间信息从PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间为ONU处理固定延时数据T3。当ONU设计确定后,T3值为确定值。并将T3发送至时间同步设备。
步骤S303,时间同步设备根据收到的OLT到ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据T2。
在本领域中,距离信息和传输延时值有确定的对应关系,1km光纤的传输延时大约为5纳秒。
以上步骤之间没有特定的先后顺序。
步骤S304,时间同步设备根据收到的T0,T1,T3,以及计算得到的T2,得到同步时间数据T4,并发送给ONU。
在本实施例中,T4=T0+T1+T2+T3。
步骤S305,ONU将同步时间数据T4输出。
ONU将同步时间数据T4输出,实现ONU的输出与OLT的输入时间同步。
值得说明的是,所述时间同步设备可以是实际的设备也可以是虚拟的设备,该设备可以包含于OLT或者ONU中,或者该设备的部分功能由OLT执行,另一部分功能由ONU执行,只要2部分功能之和可以完成实施例一方法的实现即可。例如步骤S303由OLT完成,步骤S304由ONU完成。
本发明实施例二,一种光网络设备,结合图5所示,包括接收模块,时间同步处理模块和发送模块:
接收模块,用于接收同步时间源数据T0,光线路终端OLT处理固定延时数据T1,光网络单元ONU处理固定延时数据T3,光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息;并将上述信息发送至时间同步处理模块;
时间同步处理模块,用于根据接收到的光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据T2;根据所述同步时间源数据T0,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1,所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3和所述光纤传送延时数据T2,得到同步时间数据T4,并发送至发送模块;
发送模块,用于发送所接收到的信号。
其中,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1具体为:
在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间。
所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3具体为:
在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间。
本发明实施例三,如图6所示,一种无源光网络时间同步的系统包括光线路终端OLT、至少一个光网络设备及至少一个光网络单元ONU:
光线路终端OLT,用于接收同步时间源数据T0,得到光线路终端OLT处理固定延时数据T1,得到所述光线路终端OLT到各个光网络单元ONU的距离延时信息;将所述同步时间源数据T0,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1,所述距离延时信息发送至光网络设备;所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1具体为:在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
光网络单元ONU,用于发送所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3至所述光网络设备;所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3具体为:在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;
光网络设备,用于根据所述距离延时信息得到光纤传送延时数据T2;根据接收到的所述同步时间源数据T0,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1,光网络单元ONU处理固定延时数据T3和所述光纤传送延时数据T2,得到同步时间数据T4;
光网络单元ONU,还用于发送所述光网络设备计算获得的同步时间数据T4。光网络单元ONU,用于发送所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3至所述光网络单元;并接收所述同步时间数据T4。
上述系统模块之间具体的信号处理、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构想,可参见本发明实施例一中的叙述,此处不再赘述。
本发明实施例四,如图7所示,一种光线路终端OLT,包括:
接收模块,用于接收同步时间源数据T0;
测距延时模块,用于根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据T2;
固定延时模块,用于得到光线路终端OLT处理固定延时数据T1,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1具体为在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
发送模块,用于发送所述同步时间源数据T0,所述光纤传送延时数据T2以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1。发送模块,发送所述T0,所述光纤传送延时数据T2以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1。
本发明实施例五,如图8所示,一种光网络单元ONU,包括:
接收模块,用于接收外部发送至所述光网络单元ONU的数据;
固定延时模块,用于得到光网络单元ONU处理固定延时数据T3,所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3具体为在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;
同步时间计算模块,用于根据所述接收到的数据和所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3,得到同步时间数据T4;
发送模块,用于发送所述同步时间数据T4。
本发明实施例六,一种网络系统,包括光线路终端OLT和至少一个光网络单元ONU:
光线路终端OLT,用于接收同步时间源数据T0;根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据T2;得到光线路终端OLT处理固定延时数据T1,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1具体为在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;发送所述同步时间源数据T0,所述光纤传送延时数据T2以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1;
光网络单元ONU,用于得到光网络单元ONU处理固定延时数据T3,所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3具体为在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;根据接收到的所述同步时间源数据T0,所述光纤传送延时数据T2,所述光线路终端OLT处理固定延时数据T1和所述光网络单元ONU处理固定延时数据T3,得到同步时间数据T4。
上述系统模块之间具体的信号处理、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构想,可参见本发明实施例一中的叙述,此处不再赘述。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为采用了通过补偿OLT和各个ONU之间的传送延时,并同时补偿OLT和ONU的内部处理延时,从而达到系统中OLT输入时间与ONU输出时间的同步,并得到了低成本高可靠性的解决方案。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种无源光网络同步时间的计算方法,其特征在于,该方法包括:
接收同步时间源数据,光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据,光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息;根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;
根据所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据;
发送所述同步时间数据。
2、如权利要求1所述一种无源光网络同步时间的计算方法,其特征在于,所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为:
在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为:
在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间。
3、如权利要求1所述一种无源光网络同步时间的计算方法,其特征在于,所述同步时间源数据可以从全球定位系统GPS或全球导航卫星系统GLONASS或北斗卫星或网络时间协议NTP或IEEE1588接口或时间同步网中得到。
4、一种光网络设备,其特征在于,包括接收模块,时间同步处理模块和发送模块:
接收模块,用于接收同步时间源数据,光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据,光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息;并将上述信息发送至时间同步处理模块;
时间同步处理模块,用于根据接收到的光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;根据所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据,并发送至发送模块;
发送模块,用于发送所接收到的信号。
5、如权利要求4所述一种光网络设备,其特征在于,所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为:
在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为:
在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间。
6、一种网络系统,其特征在于,包括光线路终端OLT、至少一个光网络设备及至少一个光网络单元ONU:
光线路终端OLT,用于接收同步时间源数据,得到光线路终端OLT处理固定延时数据,得到所述光线路终端OLT到各个光网络单元ONU的距离延时信息;将所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,所述距离延时信息发送至光网络设备;所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为:在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
光网络单元ONU,用于发送所述光网络单元ONU处理固定延时数据至所述光网络设备;所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为:在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;
光网络设备,用于根据所述距离延时信息得到光纤传送延时数据;根据接收到的所述同步时间源数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据,光网络单元ONU处理固定延时数据和所述光纤传送延时数据,得到同步时间数据;
光网络单元ONU,还用于发送所述光网络设备计算获得的同步时间数据。
7、一种光线路终端OLT,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收同步时间源数据;
测距延时模块,用于根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;
固定延时模块,用于得到光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;
发送模块,用于发送所述同步时间源数据,所述光纤传送延时数据以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据。
8、一种光网络单元ONU,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收外部发送至所述光网络单元ONU的数据;
固定延时模块,用于得到光网络单元ONU处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;
同步时间计算模块,用于根据所述接收到的数据和所述光网络单元ONU处理固定延时数据,得到同步时间数据;
发送模块,用于发送所述同步时间数据。
9、一种网络系统,其特征在于,包括光线路终端OLT和至少一个光网络单元ONU:
光线路终端OLT,用于接收同步时间源数据;根据所述光线路终端OLT到光网络单元ONU的距离延时信息,得到光纤传送延时数据;得到光线路终端OLT处理固定延时数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据具体为在光线路终端OLT中,信号从同步时间输入口至无源光网络PON口输出之间处理延时时间;发送所述同步时间源数据,所述光纤传送延时数据以及所述光线路终端OLT处理固定延时数据;
光网络单元ONU,用于得到光网络单元ONU处理固定延时数据,所述光网络单元ONU处理固定延时数据具体为在光网络单元ONU中,信号从无源光网络PON输入口到同步时间输出口之间的处理延时时间;根据接收到的所述同步时间源数据,所述光纤传送延时数据,所述光线路终端OLT处理固定延时数据和所述光网络单元ONU处理固定延时数据,得到同步时间数据。
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