CN102377556B - 一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法及系统 - Google Patents

一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现主备光线路终端(OLT)时间戳同步的方法，主用OLT向备用OLT同步发送自身与所有在线光网络单元(ONU)的往返时间(RTT)值；备用OLT选择基准ONU，在接收到基准ONU的多点控制协议(MPCP)帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值；本发明同时还公开了一种实现主备OLT时间戳同步的系统，通过本发明的方案，可以有效同步EPON主干光纤保护系统中主备OLT的时间戳计数器，避免在倒换中ONU因时间戳漂移发生离线，从而保证倒换能快速完成。而且，对ONU要求较低，能兼容所有现网ONU设备。

Description

一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法及系统
技术领域
本发明涉及光链路保护技术，尤其涉及一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法及系统。
背景技术
以太网无源光网络(EPON，EthernetPassiveOpticalNetwork)是基于IEEE802.3-2005Section5标准的新一代宽带无源光综合接入技术，系统通常由局侧的光线路终端(OLT，OpticalLineTerminal)、用户侧的光网络单元(ONU、OpticalNetworkUnit)/光网络终端(ONT、OpticalNetworkTermination)和光分配网络(ODN、OpticalDistributionNetwork)组成。ODN由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。ODN通常为点到多点结构，即一个OLT连接多个ONU。EPON系统中业务流量分为上行和下行两个方向：上行指从ONU向OLT发送方向，下行指OLT向ONU发送方向。EPON使用多点控制协议(MPCP，MultipointControlPrototol)协议作为媒体接入控制(MAC)子层。
OLT和ONU都有各自的32bit计数器，每16ns递增1次，起到本地时间戳的作用。当OLT或ONU设备发送MPCP协议帧时，将本地的计数器值映射到所述MPCP协议帧中的时间戳字段。ONU每当接收到MPCP协议帧时，会将所述MPCP协议帧中的时间戳设置到本地的计数器，而且ONU接收到MPCP协议帧时，还会计算本地计数器和帧中时间戳的差值，若差值大于门限则会产生时间戳漂移告警，MPCP状态机会发生解注册。OLT接收到MPCP协议帧时，用MPCP协议帧中的时间戳字段来计算OLT和ONU之间的往返时间(RTT，RoundTripTime)值，所述RTT值等于本地计数器和接收到MPCP协议帧中时间戳的差值。
为了提高网络可靠性和生存性，可在EPON系统中采用光链路保护倒换机制。类型b保护如图1所示：OLT的两个PON口分别采用独立的PONMAC芯片和光模块，实现两个PON口的保护，其中，作为备用的OLTPON口处于冷备用状态，由OLT检测链路保护及主用OLTPON端口状态，控制主用OLTPON口与备用OLTPON口的倒换。
类型b保护系统中存在这样一个问题：倒换前，ONU的时间戳计数器和OLT主用OLTPON口上的时间戳计数器保持同步；倒换时，ONU开始接收备用OLTPON口的MPCP协议帧，如果MPCP协议帧中的时间戳和本地时间戳计数器相差过大就会发生时间戳漂移，造成ONU掉线。由于OLT主备PON口的时间戳计数器是不同步的，类型b倒换中很容易发生时间戳漂移。
《中国电信EPON设备技术要求V2.1》规定ONU应支持“状态保持(holdover)”功能。该功能是指ONU在OLT的OAM消息(HoldoverConfig属性)的控制下，ONU能在状态保持时间(holdovertime)内保持在“注册”状态，而不解注册。这个特性能够解决类型b倒换中时间戳漂移造成ONU离线问题。但这个特性降低了ONU对正常解注册事件的敏感性。另一方面，现网ONU设备有很多不支持holdover功能，类型b倒换时还是会很容易发生时间戳漂移。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法及系统，可以有效同步EPON主干光纤保护系统中主备OLT的时间戳计数器，避免在倒换中ONU因时间戳漂移发生离线，从而保证倒换能快速完成。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供的一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法，该方法包括：
主用OLT向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；
备用OLT选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值。
上述方案中，所述同步发送为：定期发送、和/或在主用OLT与任意一个在线ONU的RTT值改变时发送。
上述方案中，所述选择基准ONU为：在基准ONU号为空时，将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
上述方案中，所述设置基准ONU进一步包括：备用OLT在查询出有ONU发生离线事件、且发生离线事件的ONU号为基准ONU号时，设置基准ONU号为空，并重新将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
上述方案中，所述根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的最新RTT值设置本地时间戳计数器，为：设所述MPCP协议帧中的时间戳为t1，主用OLT与基准ONU的最新RTT值为r，则本地时间戳计数器的值t2为：t2＝(t1+r)％232，其中，％表示取余操作。
本发明提供的一种实现主备OLT时间戳同步的系统，该系统包括：主用OLT、备用OLT；其中，
主用OLT，用于向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；
备用OLT，用于选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP协议帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值。
上述方案中，所述备用OLT包括：时间戳计数器、基准ONU设置模块、RTT值保存模块、帧接收模块、更新模块；其中，
时间戳计数器，用于在初始化时启动周期为16ns的定时器，在所述16ns定时器每次超时时，对自身的计数值进行累加；
基准ONU设置模块，用于选择基准ONU，在基准ONU号不为空时通知RTT值保存模块；
RTT值保存模块，用于接收主用OLT发送的与所有在线ONU的RTT值，并保存到本地；
帧接收模块，用于根据基准ONU号查询出接收到基准ONU的MPCP协议帧时，提取所述MPCP协议帧中的时间戳，之后通知更新模块；
更新模块，用于从RTT值保存模块保存的RTT值中查询主用OLT与基准ONU的RTT值，根据所述RTT值和帧接收模块提取的时间戳得到时间戳计数器的值，更新时间戳计数器的值。
上述方案中，所述基准ONU设置模块选择基准ONU为：所述基准ONU设置模块在基准ONU号为空时，将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
上述方案中，所述基准ONU设置模块，还用于查询出有ONU发生离线事件、且发生离线事件的ONU号为基准ONU号时，设置基准ONU号为空，并重新将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
本发明提供的实现主备光线路终端时间戳同步的方法及系统，主用OLT向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；备用OLT选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP协议帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值；如此，可以有效同步EPON主干光纤保护系统中主备OLT的时间戳计数器，避免在倒换中ONU因时间戳漂移发生离线，从而保证倒换能快速完成。而且，对ONU要求较低，不需要有holdover功能，能兼容所有现网ONU设备。
附图说明
图1为现有技术中类型b保护的结构示意图；
图2为本发明实现主备OLT时间戳同步的方法的流程示意图；
图3为本发明实现步骤202的实施例方法的流程示意图；
图4为本发明实现主备OLT时间戳同步的系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：主用OLT向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；备用OLT选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP协议帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值。
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明实现主备OLT时间戳同步的方法，如图2所示，该方法包括以下几个步骤：
步骤201：主用OLT向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；
具体的，主用OLT根据接收的所有在线ONU的MPCP协议帧，计算自身与所有在线ONU的RTT值，并将所述RTT值同步发送到备用OLT；
所述同步发送一般是定期发送、和/或在主用OLT与任意一个在线ONU的RTT值改变时发送；所述定期一般是按照设定的周期。
步骤202：备用OLT启动本地时间戳计数器，选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP协议帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的最新RTT值设置本地时间戳计数器的值；
具体的，本步骤实施例如图3所示，包括以下几个步骤：
步骤301：备用OLT将本地时间戳计数器的值t2置0，将基准ONU号置为空，一般以-1表示，启动周期为16ns的定时器；
步骤302：判断16ns定时器是否超时，若超时则执行步骤303，否则执行步骤304；
步骤303：备用OLT按公式(1)对本地时间戳计数器的值t2进行累加，执行步骤302；
t2＝(t2+1)％232(1)
其中，％表示取余操作。
步骤304：备用OLT查询是否接收到主用OLT发送的与所有在线ONU的RTT值，若接收到，则执行步骤305，否则执行步骤306；
步骤305：备用OLT将接收到的主用OLT与所有在线ONU的RTT值保存到本地，执行步骤302；
步骤306：备用OLT查询是否有ONU发生离线事件、且发生离线事件的ONU号为基准ONU号，若是则执行步骤307，否则执行步骤310；
本步骤中，在有ONU发生离线事件时，主用OLT向备用OLT发送ONU发生离线事件的通知消息，备用OLT查询是否有所述通知消息，若有则进一步查询所述通知消息中发生离线事件的ONU号是否为基准ONU号，若为基准ONU号，则执行步骤307，若备用OLT查询到没有所述通知消息、或查询所述通知消息中发生离线事件的ONU号不为基准ONU号时，则执行步骤310；
步骤307：备用OLT将基准ONU号置为空；
步骤308：备用OLT判断是否存在一个在线ONUp，若存在，则执行步骤309，否则执行步骤302；
本步骤中，所述一个在线ONUp的选择可以是在所有在线ONU中任意选择一个，也可以是按照在线ONU的ONU号顺序，选择排在最前面的一个ONU。
步骤309：备用OLT将基准ONU号置为p，执行步骤302；
步骤310：备用OLT判断基准ONU号是否为空，若是则执行步骤308，否则执行步骤311；
步骤311：备用OLT根据基准ONU号查询是否接收到基准ONU的MPCP协议帧，若是则执行步骤312，否则执行步骤302；
步骤312：备用OLT提取接收到的基准ONU的MPCP协议帧中的时间戳，所述时间戳设为t1，从本地保存的主用OLT与所有在线ONU的RTT值中查询主用OLT与基准ONU的最新RTT值，所述RTT值设为r；
步骤313：备用OLT按公式(2)更新本地时间戳计数器的值t2，执行步骤302；
t2＝(t1+r)％232(2)
其中，％表示取余操作。
为了实现上述方法，本发明还提供了一种实现主备OLT时间戳同步的系统，如图4所示，该系统包括：主用OLT、备用OLT；其中，
主用OLT，用于向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；其中，所述同步发送一般是定期发送、和/或在主用OLT与任意一个在线ONU的RTT值改变时发送；
备用OLT，用于启动本地时间戳计数器，选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP协议帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的最新RTT值设置本地时间戳计数器的值；
进一步的，所述备用OLT包括：时间戳计数器41、基准ONU设置模块42、RTT值保存模块43、帧接收模块44、更新模块45；其中，
时间戳计数器41，包括一个周期为16ns的定时器，用于在初始化时启动所述16ns定时器，在16ns定时器每次超时时，对自身的计数值进行累加；
具体的，设时间戳计数器41的值为t2，在16ns定时器每次超时时，时间戳计数器41按照公式(1)对自身的计数值进行累加；
基准ONU设置模块42，用于选择基准ONU，在基准ONU号不为空时通知RTT值保存模块43；
具体的，所述基准ONU设置模块42在初始化时设置基准ONU号为空，在基准ONU号为空时，将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号，并通知RTT值保存模块43；
所述一个在线ONU的选择可以是在所有在线ONU中任意选择一个，也可以是按照在线ONU的ONU号顺序，选择排在最前面的一个ONU；
进一步的，所述基准ONU设置模块42，还用于查询出有ONU发生离线事件、且发生离线事件的ONU号为基准ONU号时，设置基准ONU号为空，并重新将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号；
RTT值保存模块43，用于接收主用OLT发送的与所有在线ONU的RTT值，并保存到本地；
帧接收模块44，用于根据基准ONU设置模块42设置的基准ONU号，查询出接收到基准ONU的MPCP协议帧时，提取所述MPCP协议帧中的时间戳，所述时间戳设为t1，之后通知更新模块45；
更新模块45，用于从RTT值保存模块43保存的RTT值中查询主用OLT与基准ONU的最新RTT值，根据所述RTT值和帧接收模块44提取的时间戳得到时间戳计数器的值，更新时间戳计数器41的值；
具体的，所述更新模块45从RTT值保存模块43保存的RTT值中查询主用OLT与基准ONU的最新RTT值，所述RTT值设为r，根据所述RTT值r和帧接收模块44提取的时间戳t1得到时间戳计数器的值为t2，更新时间戳计数器41的值为t2；所述t2按照公式(2)进行计算得到。
综上所述，备用OLT根据主用OLT与基准ONU的RRT值及基准ONU的MPCP协议帧中的时间戳，更新本地时间戳计数器，从而与主用OLT的时间戳同步，可以避免在倒换中ONU因时间戳漂移发生离线，从而保证倒换能快速完成。而且，对ONU要求较低，不需要有holdover功能，能兼容所有现网ONU设备。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现主备光线路终端时间戳同步的方法，其特征在于，该方法包括：
主用光线路终端(OLT)向备用OLT同步发送自身与所有在线光网络单元(ONU)的往返时间(RTT)值；
备用OLT选择基准ONU，在接收到基准ONU的多点控制协议(MPCP)帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值；
其中，所述根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器，为：设所述MPCP协议帧中的时间戳为t1，主用OLT与基准ONU的最新RTT值为r，则本地时间戳计数器的值t2为：t2＝(t1+r)％232，其中，％表示取余操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步发送为：定期发送、和/或在主用OLT与任意一个在线ONU的RTT值改变时发送。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择基准ONU为：在基准ONU号为空时，将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设置基准ONU进一步包括：备用OLT在查询出有ONU发生离线事件、且发生离线事件的ONU号为基准ONU号时，设置基准ONU号为空，并重新将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
5.一种实现主备OLT时间戳同步的系统，其特征在于，该系统包括：主用OLT、备用OLT；其中，
主用OLT，用于向备用OLT同步发送自身与所有在线ONU的RTT值；
备用OLT，用于选择基准ONU，在接收到基准ONU的MPCP协议帧后，根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器的值；
所述备用OLT根据所述MPCP协议帧中的时间戳和主用OLT与基准ONU的RTT值设置本地时间戳计数器为：设所述MPCP协议帧中的时间戳为t1，主用OLT与基准ONU的最新RTT值为r，则本地时间戳计数器的值t2为：t2＝(t1+r)％232，其中，％表示取余操作。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述备用OLT包括：时间戳计数器、基准ONU设置模块、RTT值保存模块、帧接收模块、更新模块；其中，
时间戳计数器，用于在初始化时启动周期为16ns的定时器，在所述16ns定时器每次超时时，对自身的计数值进行累加；
基准ONU设置模块，用于选择基准ONU，在基准ONU号不为空时通知RTT值保存模块；
RTT值保存模块，用于接收主用OLT发送的与所有在线ONU的RTT值，并保存到本地；
帧接收模块，用于根据基准ONU号查询出接收到基准ONU的MPCP协议帧时，提取所述MPCP协议帧中的时间戳，之后通知更新模块；
更新模块，用于从RTT值保存模块保存的RTT值中查询主用OLT与基准ONU的RTT值，根据所述RTT值和帧接收模块提取的时间戳得到时间戳计数器的值，更新时间戳计数器的值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基准ONU设置模块选择基准ONU为：所述基准ONU设置模块在基准ONU号为空时，将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基准ONU设置模块，还用于查询出有ONU发生离线事件、且发生离线事件的ONU号为基准ONU号时，设置基准ONU号为空，并重新将基准ONU号设置为一个在线ONU的ONU号。
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