CN105471539A - 一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，多个无源光网络在一个PON主机或多个PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法，实现各个无源光网络之间的同步，确保OLT与OLT之间具有统一的时钟计数器；以无源光网络为通讯媒介，依据OLT端基准时钟计数器周期性的同步数据采集时间戳，采用测距和时延补偿技术，实现无源光网络各ONU在同一时刻进行同步数据采集，从而实现全网同步数据采集，具有时间传递精度高的优点；并将同步数据传递至ONU本地处理器进行处理，或可根据不同的应用需求，自定义合适的通信规约，协议完成同步数据成包通过光纤网络上传处理，具有传输可靠，通信带宽高等优势。<!-- 2 -->
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，主要涉及无线通信中同步数据采集方法，具体是一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法。
背景技术
无源光网络(PON)系统是在90年代初期出现的一种新型的光纤接入网技术，是一种典型的点到多点传输网络。与有源光接入技术或以太网技术相比，PON由于消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使得维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源，是未来光纤接入网的主要解决方案。
同步数据采集通信系统依赖系统多点电气量信息同步采样和大量实时数据可靠交互。传统的数据采集通信技术比如PLC、RS232光调制解调器、RS485串行总线、微波、GSM/CDMA/3G、B码或GPS对时等，即使是近年来新涌现的工业以太网交换机技术以及WIMAX技术也存在一定的缺陷，主要表现为同步采样和数据交互稳定性和可靠性差；管理维护困难；组网成本高等。
发明内容
本发明的目的在于为了克服上述现有技术的不足，提供一种稳定性好、可靠性佳、降低成本、便于维护的基于无源光网络实现同步数据采集的方法，可广泛使用于不同保护范围的保护系统或不同信息采集的通信系统，实现全网同步数据采集和传输。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，包括如下步骤：
(1)在PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络的OLT与OLT之间同步；
(2)无源光网络的光线路终端OLT对光网络单元ONU进行测距得到环路传输时延，在OLT端基准时钟计数器的脉冲下产生同步数据采集时间戳；
(3)OLT向各ONU下发同步数据采集时间信息，包括环路时延、同步时间、向不同ONU发送同步数据采集信息的时刻和同步数据采集时间戳；
(4)ONU根据下发的时间信息产生同步数据采集脉冲；
(5)采用不同应用相对应的通讯规约将采集的同步数据形成数据包通过以太网帧和接口上传至上层设备进行下一步处理。
具体的，所述步骤(4)中OLT端通过环路时延确定同步数据采样时刻，并将此作为时间信息的一部分下发至各ONU；ONU依据下发的同步数据采集时刻，采用时延补偿技术直接产生同步数据采集脉冲输出，实现各ONU在同一时刻对数据进行采集。
同时，所述步骤(4)中OLT只向各ONU下发环路时延RTT和同步时间，ONU依据环路时延和同步时间，以及不断的根据从线路数据中恢复出来的时钟校准ONU本地时钟，先实现OLT与各ONU之间的同步，再根据时延输出同步数据采集脉冲，使各ONU在同一时刻对数据进行采集，从而实现全网同步数据采集。
此外，所述步骤(5)中将采集的同步数据直接传递至ONU本地处理器进行处理。
综上所述，本发明将多个无源光网络在一个PON主机或多个PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法，实现各个无源光网络之间的同步，确保OLT与OLT之间具有统一的时钟计数器；以无源光网络为通讯媒介，依据OLT端基准时钟计数器周期性的同步数据采集时间戳，采用测距和时延补偿技术，实现无源光网络各ONU在同一时刻进行同步数据采集，从而实现全网同步数据采集，具有时间传递精度高的优点；并将同步数据传递至ONU本地处理器进行处理，或可根据不同的应用需求，自定义合适的通信规约，协议完成同步数据成包通过光纤网络上传处理，具有传输可靠，通信带宽高等优势。
本发明的有益效果是：
1、PON主机之间通过共享时钟或时钟同步的方法，实现各个无源光网络之间的同步，确保OLT与OLT之间具有统一的时钟计数器；PON网络内部由OLT下发相应的时间信息，ONU根据时间信息时，通过时延补偿实现OLT和各ONU之间的同步，无需额外增加数据同步采样的对时方式，具有时间传递精度高，同步数据采集误差小的优点。
2、提供非常高的带宽。目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级，适应不断增长的带宽需求。
3、无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，降低了数据交互的故障率，极适合于恶劣复杂的环境和场所使用；
4、光纤/光缆低成本以及具有拓扑结构的无源光网络，具有维护简单，容易扩展，易于升级的特点。
5、无源光网络在传输中无需电源和机房，没有电子部件，光纤容易铺设，基本不用维护，可很大程度上节省运营成本和管理成本。
附图说明
图1是本发明同步数据采集的系统结构示意图；
图2是本发明实施例1实现同步数据采集的结构示意图；
图3是本发明实施例2实现同步数据采集的结构示意图；
图4是本发明实施例3实现同步数据采集的结构示意图；
图5是本发明实施例4实现同步数据采集的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的基于无源光网络实现同步数据采集的方法，将多个无源光网络在一个PON主机或多个PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法，实现各个无源光网络之间的同步，确保OLT与OLT之间具有统一的时钟计数器；PON网络内部以无源光网络为通讯媒介，依据OLT端基准时钟计数器周期性的同步数据采集时间戳，采用测距和时延补偿技术，实现无源光网络各ONU在同一时刻进行同步数据采集；从而实现全网同步数据采集，并可采用相应通讯规约，实现PON主机与各ONU之间的数据交互，或可直接将同步数据传递至ONU本地处理器进行处理。该方法可广泛使用于不同保护范围的保护系统或不同信息采集的通信系统。该方法的实现关键是一个PON主机或多个PON主机的OLT之间通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络之间的同步，以及无源光网络的OLT与ONU之间通过环路时延，或同步数据采集时间信息等，通过时延补偿技术输出同步数据采集脉冲。以下分别对本实施例的方法进行详细说明。
实施例1
如图1、2所述，一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，包括如下步骤：
(1)在PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络的OLT与OLT之间同步；
(2)无源光网络的光线路终端OLT对光网络单元ONU进行测距得到环路传输时延，在OLT端基准时钟计数器的脉冲下产生同步数据采集时间戳；
(3)OLT向各ONU下发同步数据采集时间信息，包括环路时延、同步时间、向不同ONU发送同步数据采集信息的时刻和同步数据采集时间戳；
(4)ONU根据下发的时间信息产生同步数据采集脉冲；OLT端通过环路时延确定同步数据采样时刻，并将此作为时间信息的一部分下发至各ONU；ONU依据下发的同步数据采集时刻，采用时延补偿技术直接产生同步数据采集脉冲输出，实现各ONU在同一时刻对数据进行采集；
(5)采用不同应用相对应的通讯规约将采集的同步数据形成数据包通过以太网帧和接口上传至上层设备进行下一步处理。
实施例2
如图1、3所述，一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，包括如下步骤：
(1)在PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络的OLT与OLT之间同步；
(2)无源光网络的光线路终端OLT对光网络单元ONU进行测距得到环路传输时延，在OLT端基准时钟计数器的脉冲下产生同步数据采集时间戳；
(3)OLT向各ONU下发同步数据采集时间信息，包括环路时延、同步时间、向不同ONU发送同步数据采集信息的时刻和同步数据采集时间戳；
(4)ONU根据下发的时间信息产生同步数据采集脉冲；OLT只向各ONU下发环路时延RTT和同步时间，ONU依据环路时延和同步时间，以及不断的根据从线路数据中恢复出来的时钟校准ONU本地时钟，先实现OLT与各ONU之间的同步，再根据时延输出同步数据采集脉冲，使各ONU在同一时刻对数据进行采集，从而实现全网同步数据采集；
(5)采用不同应用相对应的通讯规约将采集的同步数据形成数据包通过以太网帧和接口上传至上层设备进行下一步处理。
实施例3
如图1、4所述，一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，包括如下步骤：
(1)在PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络的OLT与OLT之间同步；
(2)无源光网络的光线路终端OLT对光网络单元ONU进行测距得到环路传输时延，在OLT端基准时钟计数器的脉冲下产生同步数据采集时间戳；
(3)OLT向各ONU下发同步数据采集时间信息，包括环路时延、同步时间、向不同ONU发送同步数据采集信息的时刻和同步数据采集时间戳；
(4)ONU根据下发的时间信息产生同步数据采集脉冲；OLT端通过环路时延确定同步数据采样时刻，并将此作为时间信息的一部分下发至各ONU；ONU依据下发的同步数据采集时刻，采用时延补偿技术直接产生同步数据采集脉冲输出，实现各ONU在同一时刻对数据进行采集；
(5)采用不同应用相对应的通讯规约将采集的同步数据直接传递至ONU本地处理器进行处理。
实施例4
如图1、5所述，一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，包括如下步骤：
(1)在PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络的OLT与OLT之间同步；
(2)无源光网络的光线路终端OLT对光网络单元ONU进行测距得到环路传输时延，在OLT端基准时钟计数器的脉冲下产生同步数据采集时间戳；
(3)OLT向各ONU下发同步数据采集时间信息，包括环路时延、同步时间、向不同ONU发送同步数据采集信息的时刻和同步数据采集时间戳；
(4)ONU根据下发的时间信息产生同步数据采集脉冲；OLT只向各ONU下发环路时延RTT和同步时间，ONU依据环路时延和同步时间，以及不断的根据从线路数据中恢复出来的时钟校准ONU本地时钟，先实现OLT与各ONU之间的同步，再根据时延输出同步数据采集脉冲，使各ONU在同一时刻对数据进行采集，从而实现全网同步数据采集；
(5)采用不同应用相对应的通讯规约将采集的同步数据直接传递至ONU本地处理器进行。
Claims (4)
1.一种基于无源光网络实现同步数据采集的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在PON主机中，通过共享时钟或时钟同步的方法使各无源光网络基于统一的时钟计数器实现无源光网络的OLT与OLT之间同步；
(2)无源光网络的光线路终端OLT对光网络单元ONU进行测距得到环路传输时延，在OLT端基准时钟计数器的脉冲下产生同步数据采集时间戳；
(3)OLT向各ONU下发同步数据采集时间信息，包括环路时延、同步时间、向不同ONU发送同步数据采集信息的时刻和同步数据采集时间戳；
(4)ONU根据下发的时间信息产生同步数据采集脉冲；
(5)采用不同应用相对应的通讯规约将采集的同步数据形成数据包通过以太网帧和接口上传至上层设备进行下一步处理。
2.如权利要求1所述的基于无源光网络实现同步数据采集的方法，其特征在于，所述步骤(4)中OLT端通过环路时延确定同步数据采样时刻，并将此作为时间信息的一部分下发至各ONU；ONU依据下发的同步数据采集时刻，采用时延补偿技术直接产生同步数据采集脉冲输出，实现各ONU在同一时刻对数据进行采集。
3.如权利要求1所述的基于无源光网络实现同步数据采集的方法，其特征在于，所述步骤(4)中OLT只向各ONU下发环路时延RTT和同步时间，ONU依据环路时延和同步时间，以及不断的根据从线路数据中恢复出来的时钟校准ONU本地时钟，先实现OLT与各ONU之间的同步，再根据时延输出同步数据采集脉冲，使各ONU在同一时刻对数据进行采集，从而实现全网同步数据采集。
4.如权利要求1所述的基于无源光网络实现同步数据采集的方法，其特征在于，所述步骤(5)中将采集的同步数据直接传递至ONU本地处理器进行处理。
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