CN102136900B - 无源光网络的时间同步方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

一种无源光网络的时间同步方法，包括以下步骤：光线路终端OLT接收第一光网络单元ONU发送的时钟信息；光线路终端根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间，使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同步；光线路终端向第二光网络单元发送时钟信息，使得第二光网络单元与光线路终端时钟同步。本发明的实施例OLT通过PON网络中的其中一个ONU获取时钟信息，然后OLT再将时钟信息传递给其它ONU，OLT不必再从上层的网络获取时钟信号，时间信息不需要通过包网络多级传输，ToD的精度可以明显提高。

Description

无源光网络的时间同步方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无源光网络的时间同步方法、装置及系统。
背景技术
无源光网络(PON)技术，是一种点对多点方式的光接入技术。如图1所示，PON网络通常由光线路终端(OLT)12、光分路器14、光网络单元(ONU)16以及连接这个设备的光纤组成，OLT作为局端设备，通过一根主干光纤与光分路器连接，光分路器通过单独的分支光纤连接每一个ONU。在下行方向，光分路器实现分光功能，通过分支光纤将OLT12的下行光信号发送给所有的ONU16；在上行方向，光分路器14实现光信号汇聚功能，将ONU16发送的光信号汇聚，通过主干光纤发送给OLT12。
为了保证各个ONU发送的光信号到达OLT的时间是相同的，现有的PON通常采用ToD(Time of Day，时间日期)传输的方案实现，如图2所示，OLT12从核心网络22的某个时间源24获取ToD(可以通过某种包网络时间同步机制，比如：1588v2)，然后ONU16再从OLT12获取ToD，从而完成ONU16的时间同步。发明人发现，在实际应用中，有些PON网络中的个别ONU自身具有高精度时间源，如果OLT依然从核心网络的某个时间源获取ToD，则需要通过包网络多级传输，导致ToD的精度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较高同步精度且节省网络资源的无源光网络的时间同步方法、装置及系统。
本发明的技术方案：
一种无源光网络的时间同步方法，包括以下步骤：
光线路终端OLT接收第一光网络单元ONU发送的时钟信息；
光线路终端根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间，使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同步；
光线路终端向第二光网络单元发送时钟信息，使得第二光网络单元与光线路终端时钟同步。
一种光线路终端，包括：
接收单元，用于接收第一光网络单元ONU发送的时钟信息；
时钟调整单元，用于根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间，使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同步；
发送单元，用于向第二光网络单元发送时钟信息，使得第二光网络单元与光线路终端的时钟同步。
一种无源光网络系统，包括：
光网络单元，用于提供时钟信息并将所述时钟信息向光线路终端OLT发送；
光线路终端，用于接收第一光网络单元ONU发送的时钟信息，并根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间，使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同步。
本发明的有益效果：本发明的实施例OLT通过PON网络中的其中一个ONU获取时钟信息，然后OLT再将时钟信息传递给其它ONU，OLT不必再从上层的网络获取时钟信号，时间信息不需要通过包网络多级传输，ToD的精度可以明显提高，在系统中的个别ONU的时钟信息能够被OLT充分利用的同时，还可以节约OLT的上行口的带宽资源。
附图说明
图1为现有的PON系统架构示意图；
图2为现有的实施方案的示意图；
图3为本发明第一实施例的帧结构示意图；
图4为本发明第一实施例的流程图；
图5为本发明第二实施例的帧结构示意图；
图6为本发明第二实施例的流程图。
具体实施方式
本发明的第一实施例以GPON为例对本发明的技术方案进行说明，如图3所示为本发明第一实施例的帧结构示意图，GPON下行帧帧头PCBd中的Ident域有32个比特，其中的30个比特为计数器，每帧的Ident计数值比前一帧大1，当计数器达到最大值后，下一帧置为零。GPON每125μs发送一个如上图所示的下行帧，每发送一次，下行帧中的Ident域中的计数器字段自动加1。如果某个下行帧x1的到达特定ONU的时间T1(该时间通常由ONU用硬件测量，以保证精度)，则就可以知道接下来任意帧x2到达该ONU的时间：T2＝T1+(X2-X1)×125μs。
该时间T2减去OLT到该ONU的传输延迟Td(该下行传输延迟可以通过GPON现有的测距机制计算得出)，就可以得到OLT发送任意帧X2的发送时间Ts2。
由此可以得出，OLT从ONU获取ToD的时间同步的方法如下：
ONU通过OMCI消息、或者PLOAM消息，或者数据报文，提前告知OLT某个下行帧的到达ONU的时间，该消息包含超帧计数及ToD，则OLT就可以根据上述公式得到发送任意帧时的ToD信息，从而完成于ONU的时间同步。如图4所示，具体步骤如下：
步骤1、ONU计算复帧计数为X1的复帧到达该ONU的时间T1；
步骤2、ONU将(X1，T1)对应关系通过OMCI消息(或者PLOAM消息，或者数据报文)发送给OLT；
步骤3、OLT收到该消息后，将T1减去OLT到该ONU的下行传输延迟Td，就可以得出OLT发送下行帧X1的发送时间Ts1；
步骤4、如果需要时间同步，计算出任意下行帧X2的发送时间Ts2＝Ts1+(X2-X1)*125μs。
步骤5、发送下行帧X2时，将OLT的本地时间置为计算出的Ts2从而使OLT与ONU同步；或者，计算出OLT的本地时间与ONU的差值，通过该差值调整OLT的本地时间即可以使OLT与ONU同步。
步骤6、OLT获取与该ONU的时间同步后，就可以将ToD信息传递给其他ONU或者向其他设备传递。
在本实施例中的步骤3中，OLT收到消息后，由OLT将T1减去下行传输延迟Td以得出OLT发送下行帧X1的发送时间Ts1；可以理解，本领域的普通技术人员可以根据需要在步骤2之前之前就由ONU将Td减去。
本发明的第二实施例以EPON为例对本发明的技术方案进行说明，如图4所示，EPON的OLT和ONU都分别有一个本地的32个比特长度的本地时间戳，该时间戳每增加1代表时间流逝16纳秒。该时间戳用来填充MPCP报文的Timestamp字段，以及用于动态带宽分配。Timestamp就是由OLT在发送MPCP报文的时候将其本地时间戳直接映射过去的。当ONU接收到相应的MPCP报文时，就会将其本地时间戳设置成相应MPCP报文中的Timestamp字段的值。在ONU收到下一个MPCP报文之前，ONU通过本地的时钟自振，对时间戳值进行相应的累加，以保持与OLT的相应时间戳的同步。
通过这种机制，ONU和OLT之间的时间戳的差值就固定保持在RTT/2(更精确的说是Td，下行传输时延)。如果知道ONU侧的时间戳对应的ToD，那么通过这种关系就可以计算出OLT对应的ToD，从而实现OLT与ONU之间的时间同步。
与GPON时间同步方法类似，EPON的时间同步的方法如下：
ONU告诉OLT某个时间戳对应的ToD信息，可以通过扩展OAM消息、或者MPCP消息、或者数据报文，消息内容包含：Timestamp及ToD，则ONU就可以根据上述的关系同步上OLT的时间。
如图6所示，本实施例的具体步骤如下：
步骤1、ONU获取任一本地时间戳X1对应的ToD，记为T1；
步骤2、ONU将(X1，T1)对应关系通过extended OAM消息(或者MPCP消息，或者数据报文)发送给OLT；
步骤3、OLT收到消息后，将T1减去到该ONU的下行传输延迟Td，就可以得到该OLT的时间戳X1对应的ToD值T1’；
步骤4、OLT根据其时间戳对应的ToD信息就可以获取与该ONU的时间同步；
步骤5、OLT获取与该ONU的时间同步后，就可以将ToD信息传递给其他ONU或者向其他设备传递；
本发明的实施例OLT通过PON网络中的其中一个ONU获取时钟信息，然后OLT再将时钟信息传递给其它ONU，OLT不必再从上层的网络获取时钟信号，时间信息不需要通过包网络多级传输，ToD的精度可以明显提高，在系统中的个别ONU的时钟信息能够被OLT充分利用的同时，还可以节约OLT的上行口的带宽资源。
以上是对本发明具体实施例的说明，在具体的实施过程中本领域的普通技术人员可以对本发明的方案进行适当的改进和变更，以适应具体情况的需要。因此，本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种无源光网络的时间同步方法，包括以下步骤：
光线路终端OLT接收第一光网络单元ONU发送的时间信息，所述时间信息为复帧计数为X1的帧的帧计数与所述帧X1到达所述第一ONU的时间T1的对应关系；
所述光线路终端将所述时间T1减去所述OLT到达所述第一ONU的下行传输延迟时间Td，获得所述OLT发送所述帧X1的发送时间Ts1；
计算出任意下行帧X2的发送时间Ts2＝Ts1+(X2-X1)×125μs；
发送所述下行帧X2时，将所述OLT的本地时间置为计算出的Ts2，以使所述OLT与所述第一ONU同步；
所述OLT向第二ONU发送所述OLT的本地时间，以使得所述第二ONU与所述OLT时间同步。
2.一种光线路终端，包括：
接收单元，用于接收第一光网络单元ONU发送的时间信息，其中，所述时间信息为复帧计数为X1的帧的帧计数与所述帧X1到达所述第一ONU的时间T1的对应关系；
时间调整单元，用于将所述时间T1减去光线路终端OLT到达所述第一ONU的下行传输延迟时间Td，获得所述OLT发送所述帧X1的发送时间Ts1；
计算出任意下行帧X2的发送时间Ts2＝Ts1+(X2-X1)×125μs；
发送所述下行帧X2时，将所述OLT的本地时间置为计算出的Ts2，以使所述OLT与所述第一ONU同步；
发送单元，用于向第二光网络单元发送所述OLT的本地时间，以使得所述第二光网络单元与所述光线路终端的时间同步。
3.一种无源光网络PON系统，包括：
第一光网络单元ONU，用于计算复帧计数为X1的复帧到达所述第一光网络单元的时间T1；计算时间信息，所述时间信息为所述X1与复帧计数为X1的复帧到达所述ONU的时间T1的对应关系；将所述时间信息发送给光线路终端OLT；
所述光线路终端，用于接收所述第一光网络单元ONU发送的时间信息T1，
将所述时间T1减去所述OLT到达所述第一ONU的下行传输延迟时间Td，获得所述OLT发送所述帧X1的发送时间Ts1；
计算出任意下行帧X2的发送时间Ts2＝Ts1+(X2-X1)×125μs；
发送所述下行帧X2时，将所述OLT的本地时间置为计算出的Ts2，以使OLT与所述第一ONU同步；向第二光网络单元ONU发送所述OLT的本地时间，以使得所述第二光网络单元与所述光线路终端的时间同步；
所述第二ONU，接收所述OLT发送的本地时间，调整所述第二ONU的时间信息，使得所述第二ONU与所述OLT时间同步。
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