CN103905933B - 以太网无源光网络时间同步方法、系统及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种以太网无源光网络时间同步方法，包括：光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；以及，确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；以及，对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。因此，本申请简化了系统设计，实现简单。

Description

以太网无源光网络时间同步方法、系统及相关设备

技术领域

本申请涉及以太网无源光网络设计领域，特别涉及一种以太网无源光网络时间同步方法、系统及相关设备。

背景技术

EPON(ethernet passive optical network，以太网无源光网络)系统由于成本低廉、部署方便、带宽大、可扩展性强等优点在通信领域已得到大规模应用，并逐步推广到移动回传、电力通信、自动化、工业以太网等应用场合。

EPON系统主要由3个部分组成：OLT(optical line terminal，光线路终端)，分光器以及ONU(optical network units，光网络单元)。OLT一般位于机房，用于汇聚业务到远端服务器；ONU一般位于应用现场如楼道、厂房等，用于和终端设备通信。OLT通过光纤连接到各个ONU，通过使用分光器，一个OLT下可部署多个ONU。

现有的EPON系统是个频率同步系统，频率同步依赖EPON系统本身的MPCP(Multipoint Control Protocol，多点控制协议)实现。ONU内置时钟恢复模块，通过时钟恢复可以在将时钟频率同步到远端OLT设备。但现有EPON系统在设计之初未考虑时间同步的需求，因此，EPON系统如果不借助于除MPCP之外的其它上层的时间同步协议(比如IEEE1588V2)，本身并不支持时间同步。而在移动回传、电力通信、自动化、工业以太网等场合需要各个设备协同工作，各设备必须保持精确的时间同步才能正常工作。

已有的网络时间同步协议(如IEEE 1588V2等)在以太网中可以很好的应用，但现有的EPON系统中的ONU大多并不支持基于IEEE 1588V2实现的时间同步功能，若将IEEE1588V2协议应用在EPON系统，需要OLT、ONU设备从底层的芯片，硬件设计和软件设计进行大量工作，实现较为复杂。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种以太网无源光网络时间同步方法、系统及相关设备，以达到简化系统设计，实现简单的目的，技术方案如下：

一种以太网无源光网络时间同步方法，包括：

光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；以及，

确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；以及，

对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

优选的，在所述将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳之后，还包括：

向所述OLT返回携带有所述第一同步时间戳的REPORT报文，用于所述OLT对所述ONU的时间同步状态进行确认。

优选的，所述REPORT报文的生成过程，包括：

从待发送REPORT报文的Queue#n Report域中未使用域的起始位置，开始存放8个字节的所述第一同步时间戳，所述Queue#n Report中的n＝{0，1，2，3，4，5，6，7}；

若所述Queue#n Report域中未使用域足以存放所述第一同步时间戳，则将所述第一同步时间戳存放在所述Queue#n Report域中未使用域；

否则，则将所述第一同步时间戳中除存放在所述Queue#n Report域中未使用域中的字节之外的剩余字节，存放在所述待发送REPORT报文的Pad/Reserved域内。

优选的，在所述将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳之后，还包括：

对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

一种以太网无源光网络时间同步方法，包括：

OLT向ONU发送GATE报文，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，用于所述ONU计算出第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

优选的，所述GATE报文的生成过程包括：

从待发送GATE报文的Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域的起始位置，开始依次存放2个字节的RTT、8个字节的OLT的本地时间计数值和8个字节的OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，所述n＝{1，2，3，4}；

若所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，则将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值依次存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域内；

否则，则将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值中除存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域中的字节之外的剩余字节，依次存放在所述待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。

一种以太网无源光网络时间同步方法，包括：

OLT发送GATE报文至ONU，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；

所述ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；

所述ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；

所述ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

一种ONU，包括：

提取模块，用于响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；

确定模块，用于确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；

计算模块，用于对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

一种OLT，包括：

发送模块，用于发送GATE报文至ONU，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，用于所述ONU计算出第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

一种以太网无源光网络时间同步系统，包括：所述ONU和所述OLT。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，由于改进后得到的GATE报文中携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与所述ONU间的往返时延RTT，使ONU能够从预设格式的GATE报文中提取出OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与所述ONU间的往返时延RTT，从而计算出同步时间戳，实现与以太网无源光网络系统的时间同步，因此不需要借助其它任何时间同步协议就可以实现以太网无源光网络系统的时间同步，简化了系统设计，实现简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的一种流程图；

图2是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的另一种流程图；

图3是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的一种子流程图；

图4是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图；

图5是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图；

图6是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图；

图7是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的另一种子流程图；

图8是本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图；

图9是本申请提供的ONU的一种结构示意图；

图10是本申请提供的以太网无源光网络时间同步系统的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，从ONU的角度对本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法进行说明，请参见图1，其示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S11：光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的RTT(round trip time，往返时延)。

在本实施例中，OLT发送的GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

以太网无源光网络系统时间由OLT跟踪外部高精度时间源，实现对外部时间的同步跟踪，所跟踪的外部时间即为以太网无源光网络系统时间。以太网无源光网络系统时间即ONU要跟踪的时间，实现与以太网无源光网络系统时间的同步。

以太网无源光网络系统时间的位宽为64位，包含32位秒部分和32位纳秒部分。

OLT的本地时间计数值的位宽为64位，包含32位秒部分和32位纳秒部分。

RTT为16位的时间值，只有纳秒部分。这是因为最大情况下OLT和ONU之间的距离只有几十公里，光走1米所需大概为3.3纳秒，往返时间是几千纳秒量级，16位计时器足够使用。

OLT与以太网无源光网络系统时间的差值即以太网无源光网络系统时间与OLT的本地时间计数值的差值。OLT每隔预设时间，计算一次本地时间计数值与以太网无源光网络系统时间的差值。

步骤S12：ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值。

步骤S13：ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

实施例二

在本实施例中，提供了不同于图1示出的以太网无源光网络时间同步方法的另一种以太网无源光网络时间同步方法，请参见图2，图2示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的另一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S21：光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

步骤S22：ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值。

步骤S23：ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

步骤S24：ONU向所述OLT返回携带有所述第一同步时间戳的REPORT报文，用于所述OLT对所述ONU的时间同步状态进行确认。

OLT在接收到携带有所述第一同步时间戳的REPORT报文时，对所述ONU的时间同步状态进行确认的具体过程为：

对所述第一同步时间戳和RTT/2进行求和，得到的求和结果和以太网无源光网络系统时间进行比较，若一致，则确认ONU已与以太网无源光网络系统时间同步。

在本实施例中，携带有第一同步时间戳的REPORT报文的具体过程，请参见图3，图3示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的一种子流程图，可以包括以下步骤：

步骤S31：ONU从待发送REPORT报文的Queue#n Report域中未使用域的起始位置，开始存放8个字节的所述第一同步时间戳，所述Queue#n Report中的n＝{0，1，2，3，4，5，6，7}。

MPCP协议定义的REPORT报文的格式如表1。

表1

Destination Address和Source Address为MAC目的地址和源地址；Length/Type＝88-08为报文类型，指示当前报文为MPCP报文；Opcode为＝00-03指示当前报文为REPORT报文；Timestamp用来传送32位时戳值，计时单位为16ns；Number of queue sets指示请求的数量；Report bitmap：指示当前Report报文中有哪些队列存在；Queue#n Report:指示队列Queue#n Report的长度；Pad/Reserved：填充域，用以组成最短报文。

由于REPORT报文中的Queue#n Report域只有ONU请求多时，才会用到全部8个域，否则，只使用1-2个域即可，因此本实施例中，使用待发送REPORT报文的Queue#n Report域中未使用域来存放第一同步时间戳。

步骤S32：判断所述Queue#n Report域中未使用域是否足以存放所述第一同步时间戳。

若判断结果为所述Queue#n Report域中未使用域足以存放所述第一同步时间戳，则执行步骤S33；否则，执行步骤S34。

步骤S33：将所述第一同步时间戳存放在所述Queue#n Report域中未使用域。

步骤S34：将所述第一同步时间戳中除存放在所述Queue#n Report域中未使用域中的字节之外的剩余字节，存放在所述待发送REPORT报文的Pad/Reserved域内。

针对步骤S32至步骤S34，举例对第一同步时间戳的存放位置进行说明。例1，若当前待发送的REPORT报文中Queue#n Report域中仅有Queue#0Report、Queue#1Report、Queue#2Report和Queue#3Report有效，则以Queue#4Report为起始位置，开始存放所述第一同步时间戳，由于第一同步时间戳为8个字节，因此Queue#4Report、Queue#5Report、Queue#6Report和Queue#7Report的字节长度之和正好存放所述第一同步时间戳。存放第一同步时间戳的REPORT报文格式如表2。

表2

域	长度(单位：字节)
		Destination Address	6
Source Address	6
		Length/Type＝88-08	2
Opcode＝00-03	2
		Timestamp	4
Number of queue sets	1
		Report bitmap	1
Queue#0Report	2
		Queue#1Report	2
Queue#2Report	2
		Queue#3Report	2
第一同步时间戳	8
		Pad/Reserved	22
FCS	4

例2，若当前待发送的REPORT报文中Queue#n Report域中Queue#0Report、Queue#1Report、Queue#2Report、Queue#3Report和Queue#4Report有效，则以Queue#5Report为起始位置，开始存放所述第一同步时间戳，由于第一同步时间戳为8个字节，因此Queue#5Report、Queue#6Report和Queue#7Report的字节长度之和不足以存放所述第一同步时间戳，将所述第一同步时间戳中除存放在所述Queue#n Report域中未使用域中的字节之外的剩余字节，存放在所述待发送REPORT报文的Pad/Reserved域内，例2存放第一同步时间戳的REPORT报文格式如表3。

表3

域	长度(单位：字节)
		Destination Address	6
Source Address	6
		Length/Type＝88-08	2
Opcode＝00-03	2
		Timestamp	4
Number of queue sets	1
		Report bitmap	1
Queue#0Report	2
		Queue#1Report	2
Queue#2Report	2
		Queue#3Report	2
Queue#4Report	2
		第一同步时间戳	8
Pad/Reserved	20
		FCS	4

实施例三

在本实施例中，提供了不同于图1示出的以太网无源光网络时间同步方法的另一种以太网无源光网络时间同步方法，请参见图4，图4示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S41：光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

步骤S42：ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值。

步骤S43：ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

步骤S41、步骤S42和步骤S43与图1示出的以太网无源光网络时间同步方法中的步骤S11、步骤S12和步骤S13相同，在此不再赘述。

步骤S44：ONU对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

在本实施例中，误差补偿值是对计算过程中引进的计算误差进行补偿的值，对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，可以进一步提高ONU与以太网无源光网络系统的时间同步的精度。

误差补偿值是一个变量，同RTT值以及具体的电路设计相关。主要由四部分引入：上/下行波长不同，芯片内部延时，高速接口电路，RTT测距。其中，上/下行波长不同和芯片内部延时是可以补偿的误差，高速接口电路和RTT测距是无法补偿的误差。

因此，本实施例中，误差补偿值具体为上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

A、上/下行波长不同引入的误差：光纤折射率可看做是不变的，故由上/下行波长不同引入的误差是可以通过计算消除的值，OLT到ONU反向为RTT×(ndown/(ndown+nup))。ndown、nup分别OLT到ONU方向和ONU到OLT方向的光纤折射率。EPON的下行中心波长为1490nm，行中心波长为1310nm。对于典型的SMF-28光纤，下行的折射率n1490＝1.4682，上行的折射率n1310＝1.4677，两者之差为0.0005，引入的误差约为170ppm，在最大的物理距离20km的情况下，单向传输时延约为100us，乘以这个170ppm，可以得到误差约为±17ns；这个误差通过计算是可以补偿的。

B、芯片内部延时：芯片内部延时是指MPCP报文在OLT和ONU内部进行收发时打时戳位置到进出口这一段的延时。通常情况下，收发两个方向的延时是不同的，ONU和OLT上的延时也会不同，但在设计完成后基本都是固定的，一般每个方向在几十纳秒左右，可使用8位时戳表示，OLT的Delay1和Delay2组合成1个字节，通过GATE报文告知ONU，ONU再根据本地收发延时即可得到ONU接收方向误差值为(delay1+delay2+delay3+delay4)/2-(delay1+delay3)＝(delay2-delay1+delay4-delay3)/2。这个误差也是可以补偿的。

Delay1和Delay2具体可以存放在OLT的待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。ONU从OLT发送的携带有Delay1和Delay2的GATE报文中，读取Delay1和Delay2，从而计算芯片内部延时引入的误差。

C、高速接口的误差：主要是由高速接口在串并转换过程中引入的，技术上较难补偿，16bit位宽的接口误差一般在±12.8ns左右。高速接口的误差为不可补偿的补差。

D、RTT测距部分引入的误差：EPON标准规定OLT接收到时戳的时刻最恶劣情况下可以容忍±192ns的抖动，则在单向时延上引入的最大误差为±96ns；这个误差是无法补偿的。

实施例四

在本实施例中，提供了不同于图4示出的以太网无源光网络时间同步方法的另一种以太网无源光网络时间同步方法，请参见图5，图5示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S51：光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

步骤S52：ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值。

步骤S53：ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

步骤S54：ONU对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

步骤S51、步骤S52、步骤S53和步骤S54与图4示出的以太网无源光网络时间同步方法中的步骤S41、步骤S42、步骤S43和步骤S44相同，在此不再赘述。

步骤S55：ONU向所述OLT返回携带有所述第二同步时间戳的REPORT报文，用于所述OLT对所述ONU的时间同步状态进行确认。

OLT在接收到携带有所述第二同步时间戳的REPORT报文时，对所述ONU的时间同步状态进行确认的具体过程为：

对所述第二同步时间戳和RTT/2进行求和，得到的求和结果和以太网无源光网络系统时间进行比较，若一致，则确认ONU已与以太网无源光网络系统时间同步。

实施例五

在本实施例中，从OLT的角度对本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法进行说明，请参见图6，其示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S61：OLT向ONU发送GATE报文，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，用于所述ONU计算出第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

OLT向ONU发送携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT的GATE报文，用于ONU从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值，对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

其中，OLT计算RTT值的过程具体为：首先在接收到ONU发送的REPORT报文时，从接收到的REPORT报文中读取Timestamp域的值，得到ONU发送REPORT报文的时间；然后将OLT接收到该REPORT报文的时间减去从接收到的REPORT报文中读取到的Timestamp域的值，得到RTT。

在本实施例中，GATE报文的生成过程请参见图7，图7示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的另一种子流程图，可以包括以下步骤：

步骤S71：从待发送GATE报文的Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域的起始位置，开始依次存放2个字节的RTT、8个字节的OLT的本地时间计数值和8个字节的OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，所述n＝{1，2，3，4}。

MPCP协议定义的GATE报文的格式如表4。

表4

其中Destination Address和Source Address为MAC目的地址和源地址；Length/Type＝88-08为报文类型，指示当前报文为MPCP报文；Opcode为＝00-02指示当前报文为GATE报文；Timestamp用来传送32位时戳值，计时单位为16ns；Number of grants/Flags指示授权的数量；Grant#n start time、Grant#n Length域成对出现，OLT用这对域告诉ONU何时可以传送业务，传送的业务可以到多长；Sync Time域指示OLT接收器所需的同步时间；Pad/Reserved：填充域，用以组成最短报文。

由于GATE报文中的4对Grant#n start time、Grant#n Length域不是必须的，只有OLT给出的授权多时，才会用到全部4对域，否则，只使用1～2个域即可，因此本实施例中，使用待发送GATE报文的Grant#n start time、Grant#n Length域中未使用域来存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值。

步骤S72：判断所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域是否足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值。

若判断结果为所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，则执行步骤S73，否则，执行步骤S74。

步骤S73：将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值依次存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域内。

步骤S74：将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值中除存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域中的字节之外的剩余字节，依次存放在所述待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。

针对步骤S72至步骤S74，举例对所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值的存放位置进行说明。例3，若当前待发送的GATE报文中Queue#n Report域中仅有Grant#1start time域和Grant#1Length域有效，则以Grant#2start time域为起始位置，开始存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，由于所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值的字节长度之和为18字节，因此Grant#2start time域、Grant#2Length域、Grant#3start time域、Grant#3Length域、Grant#4start time域、Grant#4Length域的字节长度之和正好存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值。存放RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值的GATE报文格式如表5。

表5

例3，若当前待发送的GATE报文中Queue#nReport域中仅有Grant#1start time域和Grant#1Length域、Grant#2start time域和Grant#2Length域有效，则以Grant#3starttime域为起始位置，开始存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，由于所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值的字节长度之和为18字节，因此Grant#3start time域、Grant#3Length域、Grant#4start time域、Grant#4Length域的字节长度之和小于18字节，不足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值中除存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域中的字节之外的剩余字节，依次存放在所述待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。存放RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值的GATE报文格式如表6。

表6

若在Grant#1start time域、Grant#1Length域、Grant#2start time域、Grant#2Length域、Grant#3start time域、Grant#3Length域、Grant#4start time域、Grant#4Length域全部有效时，所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值无法全部存放在GATE报文中，导致ONU无法收到携带有所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值的GATE报文，则本实施例设置保护机制即ONU进入保持模式，在保持模式下，ONU能够按照最近一次同步后得到的时间自行计时。

需要说明的是，上述待发送的GATE报文中除了可以携带所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，还可以携带OLT芯片内部延时引入的误差Delay1和Delay2，Delay1和Delay2占用一个字节，具体可以存放在Pad/Reserved域中。例如，在待发送GATE报文中Grant#n start time域和Grant#n Length域中仅有Grant#1start time域和Grant#1Length域有效时，待发送GATE报文的格式如表7。

表7

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

实施例六

在本实施例中，示出了OLT与ONU进行交互，实现ONU与以太网无源光网络系统的时间同步的过程，请参见图8，图8示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步方法的再一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S81：OLT发送GATE报文至ONU，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

步骤S81与图6示出的以太网无源光网络时间同步方法的步骤S61相同，在此不再赘述。

步骤S82：所述ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

步骤S83：所述ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值。

步骤S84：所述ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

步骤S82、步骤S83和步骤S84与图1示出的以太网无源光网络时间同步方法的步骤S11、步骤S12和步骤S13相同，在此不再赘述。

实施例七

在本实施例中，提供了一种ONU，请参见图9，图9示出了本申请提供的ONU的一种结构示意图，ONU包括：提取模块91、确定模块92和计算模块93。

提取模块91，用于响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT。

确定模块92，用于确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值。

计算模块93，用于对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

在本实施例中，ONU除了包括图9示出的提取模块91、确定模块92和计算模块93，还包括返回模块，用于向所述OLT返回携带有所述第一同步时间戳的REPORT报文，用于所述OLT对所述ONU的时间同步状态进行确认。

其中，ONU中用于生成REPORT报文的具体结构为：第一存放单元，用于从待发送REPORT报文的Queue#n Report域中未使用域的起始位置，开始存放8个字节的所述第一同步时间戳，所述Queue#n Report中的n＝{0，1，2，3，4，5，6，7}。

第一判断单元，用于判断所述Queue#n Report域中未使用域是否足以存放所述第一同步时间戳，若是，执行第二存放单元，若否，执行第三存放单元。

第二存放单元，用于将所述第一同步时间戳存放在所述Queue#n Report域中未使用域。

第三存放单元，用于将所述第一同步时间戳中除存放在所述Queue#n Report域中未使用域中的字节之外的剩余字节，存放在所述待发送REPORT报文的Pad/Reserved域内。

在本实施例中，ONU除了包括图9示出的提取模块91、确定模块92和计算模块93，还包括求和模块，用于对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

实施例八

在本实施例中，提供了一种OLT，OLT包括发送模块，用于向ONU发送GATE报文，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，用于所述ONU计算出第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步。

所述OLT用于生成GATE报文的具体结构为：第四存放单元，用于从待发送GATE报文的Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域的起始位置，开始依次存放2个字节的RTT、8个字节的OLT的本地时间计数值和8个字节的OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，所述n＝{1，2，3，4}。

第二判断单元，用于判断所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域是否足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，若是，执行第四存放单元，若否，执行第五存放单元。

第四存放单元，用于将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值依次存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域内。

第五存放单元，用于将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值中除存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域中的字节之外的剩余字节，依次存放在所述待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。

实施例九

在本实施例中，示出了一种以太网无源光网络时间同步系统，请参见图10，图10示出了本申请提供的以太网无源光网络时间同步系统的一种结构示意图，以太网无源光网络时间同步系统包括：ONU101和OLT102。

ONU101与图9示出的ONU相同，在此不再赘述。

OLT102与实施例八中的OLT相同，在此不再赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的以太网无源光网络时间同步方法、系统及相关设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种以太网无源光网络时间同步方法，其特征在于，包括：

光网络单元ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；以及，

确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；以及，

对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步；

对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳之后，还包括：

向所述OLT返回携带有所述第一同步时间戳的REPORT报文，用于所述OLT对所述ONU的时间同步状态进行确认。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述REPORT报文的生成过程，包括：

从待发送REPORT报文的Queue#n Report域中未使用域的起始位置，开始存放8个字节的所述第一同步时间戳，所述Queue#n Report中的n＝{0，1，2，3，4，5，6，7}；

若所述Queue#n Report域中未使用域足以存放所述第一同步时间戳，则将所述第一同步时间戳存放在所述Queue#n Report域中未使用域；

否则，则将所述第一同步时间戳中除存放在所述Queue#n Report域中未使用域中的字节之外的剩余字节，存放在所述待发送REPORT报文的Pad/Reserved域内。

4.一种以太网无源光网络时间同步方法，其特征在于，包括：

OLT向ONU发送GATE报文，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，用于所述ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步；

所述GATE报文的生成过程包括：

从待发送GATE报文的Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域的起始位置，开始依次存放2个字节的RTT、8个字节的OLT的本地时间计数值和8个字节的OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，所述n＝{1，2，3，4}；

若所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，则将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值依次存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域内；

否则，则将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值中除存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域中的字节之外的剩余字节，依次存放在所述待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。

5.一种以太网无源光网络时间同步方法，其特征在于，包括：

OLT发送GATE报文至ONU，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；

所述ONU响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；

所述ONU确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；

所述ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步；

所述ONU对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

6.一种ONU，其特征在于，包括：

提取模块，用于响应光线路终端OLT发送的GATE报文，从所述GATE报文中提取所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT；

确定模块，用于确定所述OLT的本地时间计数值为所述ONU的本地时间计数值；

计算模块，用于对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步；

求和模块，用于对所述第一同步时间戳和误差补偿值进行求和，将求和结果作为所述ONU的第二同步时间戳，所述误差补偿值至少包括上/下行波长不同引入的补差和芯片内部延时引入的误差。

7.一种OLT，其特征在于，包括：

发送模块，用于发送GATE报文至ONU，所述GATE报文携带有所述OLT的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和所述OLT与ONU间的往返时延RTT，用于所述ONU对所述ONU的本地时间计数值、所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值和RTT/2的进行求和，将求和结果作为所述ONU的第一同步时间戳，以完成与所述以太网无源光网络系统的时间同步；

所述GATE报文的生成过程包括：

从待发送GATE报文的Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域的起始位置，开始依次存放2个字节的RTT、8个字节的OLT的本地时间计数值和8个字节的OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，所述n＝{1，2，3，4}；

若所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域足以存放所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值，则将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值依次存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域内；

否则，则将所述RTT、所述OLT的本地时间计数值和所述OLT与以太网无源光网络系统时间的差值中除存放在所述Grant#n start time域和Grant#n Length域中未使用域中的字节之外的剩余字节，依次存放在所述待发送GATE报文的Pad/Reserved域内。

8.一种以太网无源光网络时间同步系统，其特征在于，包括：如权利要求6所述的ONU和如权利要求7所述的OLT。