CN105959076A - 使无源光网络具备支持时间同步能力的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使一无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置。该PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。该装置配置一时间戳修正模块来将此PON中此OLT与此至少一ONU之间的至少一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，其中，该时间戳修正模块通过此PON，由该至少一ONU负责修改来自此OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息，使得该至少一ONU的后端的一从属时钟等同于与一虚拟的主时钟进行对时。本发明进行PTP命令的计算与修正，使得ONU后端的PTP时钟能与OLT前端的主时钟进行精准对时。

Description

使无源光网络具备支持时间同步能力的装置与方法
本申请是分案申请，母案的申请号为：201210583180.1，申请日为：2012年12月27日，发明名称为：使无源光网络具备支持时间同步能力的装置与方法。
技术领域
本发明涉及一种使(enable)无源光网络(Passive Optical Network，PON)具备支持时间同步(time synchronization)能力的装置与方法。
背景技术
随着PON网络技术的发展与建设，网络技术已发展如何通过PON来传递对时信息以使得后端的光网络单元(Optical Network Unit，ONU；ONU亦称为客户端)的应用能够精确地与光线路终端(Optical Line Termination，OLT)的高阶时钟源达到同步。例如，使用电机与电子工程协会(Institute for Electrical and Electronic Engineers，IEEE)所制订的IEEE 1588精确时间协议(Precision Time Protocol，PTP)可使子时钟通过有线网络与母时钟进行对时。PTP通过IP网络或以太网络(Ethernet)传递同步时间信号，可以达到次微秒(sub-microsecond)等级的时间精确度。被视为是一经济且有效的频率分布与系统同步方式。
IEEE 1588同步对时机制提供从属时钟与主时钟进行精准对时。图1是一范例示意图，说明IEEE 1588同步机制。图1的同步机制中，从属时钟同步到其主时钟的目标是算出主时钟与其从属时钟之间的传递延迟(propagation delay)时间，并借此修正从属时钟来达到对时的标的。此同步机制中，PTP主时钟与其PTP从属时钟之间使用四种消息的交换，此四种消息包括同步消息(sync message)110、跟进消息(follow-up message)120、延迟请求(delay request)消息130、延迟响应(delay response)消息140。在图1中，偏移量(Offset)是主时钟与其从属时钟之间的时间差异量，延迟(Delay)是主时钟端(master)与从属时钟端(slave)之间的消息传递延迟时间。
请参考图1，PTP主时钟端周期送出同步消息110给PTP从属时钟端。同步消息110中包含了传送端的时间戳(time stamp)，此时间戳记录了传送瞬间的主时钟的时间点MT1，因此接收端收到后可得到传送当时的时间点MT1。主时钟端也可以在同步消息110送出后会跟着送出跟进消息120，此跟进消息120记载了时间点MT1，此实现方式称为两阶段同步，在PTP协议中，前述两阶段同步的后阶段可使用软件来实现，并且此实现方式可更精确地记载时间点MT1。当一设备中有硬件来支持能直接在下层记载时间时，就可不需要使用跟进消息120。
当从属时钟端收到同步消息110时，即记录当时的从属时钟的时间点ST1，并且送出延迟请求消息130给主时钟端。延迟请求消息130中包含送出时从属时钟的时间点ST2。当主时钟端收到延迟请求消息130时，记录当时的主时钟的时间点MT2，并回送延迟响应消息140给从属时钟端，借此，从属时钟端可得到时间点MT2，消息交换至此，从属时钟端共有四个时间戳，即时间点MT1、时间点ST1、时间点MT2、以及时间点ST2。
所以，主时钟与其从属时钟之间的时间差异量，以及主时钟端与从属时钟端间的传递延迟时间可以计算如下：
因为ST1＝MT1+Offset+Delay (1)
MT2＝ST2-Offset+Delay (2)
所以Delay＝((ST1-MT1)+(MT2-ST2))/2，以及
Offset＝((ST1-MT1)-(MT2-ST2))/2。
依此，利用主时钟与其从属时钟之间的时间差异量Offset，可由此来调整从属时钟的时间同步于主时钟的时间。在IEEE 1588中，此同步方式称为延迟请求响应机制(DelayRequest Response Mechanism)。
图2是一范例示意图，说明PON网络的一对时应用，该应用为ONU后端的从属时钟设备220欲同步于PTP主时钟210。然而由于PON网络产生高度的延迟，直接通过PON进行PTP封包传递将无法达到精准对时的目的，因此，欲完成此一应用PON网络设备OLT以及ONU皆必须支持同步工作。
在现有的PON网络中，OLT与ONU的同步除了可通过测距(ranging)得知OLT与ONU之间的传递延迟外，ONU并负责锁定来自光线路终端的频率，让各ONU能正确地依照OLT所安排的为上行带宽分配的时隙(time slot for upstream bandwidth allocation)以避免上行信号发生碰撞。在PON的规范中，OLT还会将OLT的日期时钟(Time of Day clock，ToD)传递给ONU。因为ONU锁定OLT频率，所以OLT与ONU两端的日期时钟(ToD)只存在很小的差异，一般可视为是相同值。
通常PTP对时需要两端交换多个消息才能决定从属时钟的与主时钟的误差。在现有的PON网络中，一种对时方法是，OLT与ONU各自是时钟源，OLT通过PTP协议与ONU对时的时候，OLT为主时钟，ONU为从属时钟。有一种技术是：OLT与ONU的同步可通过测距(ranging)得知OLT与ONU之间的传递延迟，因此OLT与ONU对时的时候不需要如同PTP对时一般，来回传送多次协议消息，只需要将信息载于传输汇聚层的信息帧(GTC Frame)的固定处，ONU收到时再加上已知的传递延迟就可得知所需设定的时间。还有一技术则是：重新制订PON时间戳参考点以便PON网络上的OLT与ONU进行同步。由于标准IEEE 1588所采用的Ethernet参考时间戳点在以太网桥接(Ethernet over PON)时并不会被封装进入PON帧(Frame)，因此，该技术重新制订PON时间戳参考点以便OLT以及ONU进行同步。上述的方法OLT与ONU维护各自的时钟，当PTP经过越多级产生越多误差，因此若能减少由主时钟到最终的从属时钟的级数将有助于减少误差。
在现有的PON网络中，另一种对时方法是，OLT与ONU不自行维护PTP时钟，PON网络仅负责传递对时封包，也就是OLT的主时钟与ONU的从属时钟直接进行对时。由于PTP执行时，主时钟端与从属时钟端之间的两方向的延迟时间要相等，否则会造成误差。有些技术提供解决方案。例如，有一技术设法在PON上让通过的所有PTP命令(command)产生对等延迟，如此主时钟与从属时钟进行直接对时的时候就可利用标准的对时计算方式得到精确的时间。如图3A的控制延迟(controlling delay)的流程所示，此技术对上下行的封包存储至一缓冲器(buffer)中以产生额外的延迟时间，制造出上下行PTP封包在通过PON时，一律会被延迟到固定的一段缓冲期(buffer duration)，例如600μsec(此值是PON逻辑上最远的ONU到OLT的延迟时间)来满足对称传输延迟的请求，即图3B中的缓冲固定延迟(buffering fixdelay)，使得ONU至OLT的传输延迟Td3等于OLT至ONU的传输延迟Td2。图3A及图3B的延迟控制技术中，不同ONU的传输延迟Td3会受到上行带宽的影响而产生误差。
了解上述有关现有的PON网络中同步机制、对时技术、以及延迟控制技术后可知，如何设计一种只需利用由OLT告知ONU的对时信息，而可使PON网络具备支持时间同步能力的技术，让连接于ONU后端的从属时钟能够同步于OLT上游的主时钟，将会是一个重要的议题。
发明内容
本发明实施例提供一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置与方法。
本发明的一实施例是关于一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置，此PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。此装置可包括一边界时钟设备布建单元，被配置来将此PON等效为一边界时钟设备，其中此OLT维护一第一精确时间协议(PTP)边界时钟，而此至少一ONU维护一第二PTP边界时钟；并且此OLT与其上游光线路终端的一主时钟之间，以及此至少一ONU后端的一从属时钟与此至少一ONU之间，分别使用一PTP来维持同步。
本发明的另一实施例是关于一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置。此PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。此装置可包括一时间戳修正模块(time stamp correction module)。此时间戳修正模块被配置来将此PON中此OLT与此至少一ONU之间的至少一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，其中，此时间戳修正模块通过此PON，由该至少一ONU负责修改来自此OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息，使得此至少一ONU的后端的一从属时钟等同于与一虚拟的主时钟进行对时。
本发明的又一实施例是关于一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的方法，此PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。此方法包括：布建此PON等效为一边界时钟设备；于此OLT中维护一第一精确时间协议(PTP)边界时钟，而于此至少一ONU中维护一第二PTP边界时钟；以及于此OLT与其上游光线路终端的一主时钟之间，以及于此至少一ONU后端的一从属时钟与此至少一ONU之间，分别使用一PTP来维持同步。
本发明的又一实施例是关于一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的方法，此PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。此方法包括：将此PON中此OLT与此至少一ONU之间的至少一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟；配置一时间戳修正模块于此PON中，该时间戳修正模块通过该PON修改来自此OLT前端的一主时钟的至少一PTP封包内的时间戳信息；以及根据修改后的时间戳信息，于此至少一ONU的后端的一从属时钟与一虚拟的主时钟之间进行对时。
附图说明
图1是一范例示意图，说明IEEE 1588同步机制；
图2是一范例示意图，说明直接应用PTP于PON来进行对时；
图3A及图3B是范例示意图，说明一种在PON网络中延迟控制的技术；
图4是根据本发明一实施例，说明一种使一PON具备支持时间同步能力的装置；
图5是根据本发明一实施例，说明图4的系统时序的一范例示意图；
图6根据本发明另一实施例，说明一种使一PON具备支持时间同步能力的装置；
图7是根据本发明一实施例，说明图6的系统时序的一范例示意图；
图8是根据本发明一实施例，说明一种使一PON具备支持时间同步能力的方法；
图9是根据本发明另一实施例，说明一种使一PON具备支持时间同步能力的方法。
【主要元件符号说明】
110 同步消息 120 跟进消息
130 延迟请求消息 140 延迟响应消息
MT1 主时钟送出同步封包的时间点
MT2 主时钟收到延迟请求封包的时间点
ST1 从属时钟收到同步封包的时间点
ST2 从属时钟送出延迟请求封包的时间点
OLT 光线路终端 ONU 光网络单元
PTP 精确时间协议 210 PTP主时钟
220 PTP从属时钟
Td1～Td4 传输延迟 TM1、TM2 主时钟的时间点
TS1～TS3 从属时钟的时间点
OLT 光线路终端 ONU 光网络单元
PTP 精确时间协议 405 无源光网络(PON)
400 边界时钟设备布建单元 410、420 PTP边界时钟
412 主时钟 422 从属时钟
415 边界时钟设备
510 PTP同步封包 520 时间同步命令
Ti MC 第i次对时中，主时钟发出一PTP同步封包的时间点
第i+1次对时中，主时钟发出一PTP同步命令的时间点
第i次对时中，PTP同步封包到达OLT时，OLT本身的ToD的时间点
第i+1次对时中，PTP同步封包到达OLT时，OLT本身的ToD的时间点
TSC ONU自身的PTP时钟值
d 主时钟到OLT的消息传递延迟时间
第i+1次对时中，当ONU要更新其后端的从属时钟422时，ONU本身的ToD的值
600 时间戳修正模块 605 网络等待时间
610 虚拟的主时钟 615 等效路径延迟
620 从属时钟 666 PON
601 时间记录模块 602 时间戳更新模块
710 内含时间戳MT1的PTP同步封包
720 内含时间戳MT1′的PTP同步封包
730 PTP延迟请求封包
740 内含时间戳MT2的PTP延迟响应封包
750 内含时间戳MT2′的PTP延迟响应封包
722 MT1′＝MT1+(t2-t1)
752 MT2′＝MT2-(t4-t3)
t1 OLT收到内含时间戳MT1的PTP同步封包的时间点
t2 ONU传送内含时间戳MT1′的PTP同步封包的时间点
t3 ONU收到PTP延迟请求封包的时间点
t4 PTP延迟请求封包离开OLT的时间点
MT1 主时钟送出PTP同步封包的时间点
MT2 主时钟收到PTP延迟请求封包的时间点
ST1 从属时钟收到内含时间戳MT1′的PTP同步封包的时间点
ST2 从属时钟送出的PTP延迟请求封包的时间点
810 布建此PON等效为一边界时钟设备
820 于此OLT中维护一第一精确时间协议(PTP)边界时钟，而于此至少一ONU中维护一第二PTP边界时钟
830 于此OLT与其上游光线路终端的一主时钟之间，以及于此至少一ONU后端的一从属时钟与此至少一ONU之间，分别使用一PTP来维持同步
910 将此PON中此OLT与此至少一ONU之间的至少一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟
920 配置一时间戳修正模块于此PON中，此时间戳修正模块通过此PON修改来自此OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息
930 根据修改后的时间戳信息，于此至少一ONU的后端的一从属时钟与一虚拟的主时钟之间进行对时
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例的使一无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的技术是利用PON中ONU锁定OLT时钟进行计数的特性，让OLT与ONU之间不需要执行PTP进行对时，由OLT告知ONU的对时信息即可使此PON具备支持时间同步的能力。在一第一实施例中，此技术可利用一PON中ONU与OLT之间会一直维持对时的特性，将此PON等效为一边界时钟设备。在一第二实施例中，此技术可利用一时间戳修正模块，将一PON的网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，此至少一等效路径延迟中，其最小的一等效路径延迟为零路径延迟。所以，可达成ONU后端的从属时钟直接对时于主时钟。此时间戳修正模块可于PON中的OLT配置一时间记录模块以及PON中的ONU配置一时间戳更新模块。本发明并不以此两实施例为限。
图4是根据本发明第一实施例，说明一种使一无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置。其中，此无源光网络(PON)405具有一OLT及至少一ONU。如图4所示，此装置可包括一边界时钟设备布建单元400。边界时钟设备布建单元400被配置来将此无源光网络(PON)405等效为一边界时钟设备415，其中OLT维护一个精确时间协议(PTP)边界时钟410，ONU维护一个PTP边界时钟420；也就是说，OLT与ONU各自维护一个PTP边界时钟。此OLT与其上游光线路终端的主时钟412使用一PTP进行对时；而ONU后端的从属时钟422与ONU使用一PTP进行对时。也就是说，OLT与其上游光线路终端的主时钟412之间，以及此至少一ONU后端的从属时钟422与ONU之间，分别使用一PTP来维持同步。OLT与此至少一ONU之间仅传递来自主时钟412的对时信息以及主时钟412与OLT边界时钟410间的传递延迟至ONU，OLT与ONU之间并不需要执行PTP进行对时。此至少一ONU收到来自OLT的对时信息时，也不需精确地加以时间戳注记。并且，每次对时由主时钟启动，虽然OLT维护了丨个PTP时钟，但该时钟只为了取得与主时钟的传递延迟，OLT时钟并不对PON端的ONU发布自身的PTP对时信息。此ONU可通过此OLT与此至少一ONU的主时钟412的对时信息以及主时钟412与OLT边界时钟410间的传递延迟来修正此至少一ONU的PTP时钟。
承上述，图5是根据本发明一实施例，说明图4的系统时序的一范例示意图。在图5的范例中，下标i代表系统与第i次对时有关的信息，i为一正整数，符号MC代表主时钟，大写T代表PTP时钟的时间点，小写t代表OLT与ONU本身的ToD时钟或者是自身所维护的时钟的时间。参考图5的范例，上游光线路终端的PTP时钟(主时钟412)于时间点发出一PTP同步封包510；根据一PTP的规范，PTP同步封包510中带有的时间戳，同步封包510到达OLT时，OLT记录当时OLT本身的ToD的时间点然后，OLT产生一时间同步命令520给ONU，时间同步命令520中带有Ti MC+d以及两个信息，其中d是主时钟412到OLT的消息传递延迟时间，OLT可以从PTP协议获得此d值，或者由其它方式得到此d值。ONU收到来自OLT的时间同步命令520时，取出时间同步命令520中的Ti MC+d以及信息来修正ONU后端的PTP时钟(从属时钟422)的值，并且不需要记录时间点修正说明如下。
ONU每收一次来自OLT的时间同步命令，即可修正ONU的PTP时钟(边界时钟420)的值TSC。以图5为例，说明如何修正ONU的PTP时钟(边界时钟420)的值TSC。当ONU收到第i+1次来自OLT的时间同步命令时，ONU连同第i次来自OLT的时间同步命令共有Ti MC+d、四个时间点的值，因此可以得知OLT上游光线路终端的PTP时钟(主时钟412)与OLT本身的ToD在两次(第i次与第i+1次)对时中，上游光线路终端的PTP时钟(主时钟412)与OLT本身的ToD计数的比值如下：
( T i + 1 M C - T i M C ) ( t i + 1 O L T - t i O L T ) - - - ( 1 )
由于OLT上游光线路终端的PTP时钟(主时钟412)与OLT本地的ToD的计数值可能不同，所以此比值可能不为1。
由于ONU锁定OLT的时间，因此ONU本地的ToD与OLT本地的ToD基本上可视为相同。虽然ONU于接收到第i+1次同步命令，本方法并不限制ONU需立即更新PTP时钟(边界时钟420)。PTP时钟(边界时钟420)可以在之后的任何时刻，如此可减低系统实现时的复杂度。当ONU要更新其PTP时钟(边界时钟420)时，假设此时ONU本身的ToD的值为(如前所述可以是任何大于或等于的值)，因为此也可视为是OLT本身的ToD值，所以，ONU的PTP时钟(边界时钟420)与OLT上游光线路终端的PTP时钟(主时钟412)，其计数的比值如下：
T i + 1 S C - ( T i M C + d ) ( t ~ i + 1 O N U - t i O L T ) - - - ( 2 )
(2)的比值也会等于前述(1)的比值，亦即
T i + 1 S C - ( T i M C + d ) ( t ~ i + 1 O U N - t i O L T ) = ( T i + 1 M C - T i M C ) ( t i + 1 O L T - t i O L T ) - - - ( 3 )
所以，根据公式(3)，修正ONU的PTP时钟(边界时钟420)如下：
T i + 1 S C = T i M C + d + ( t ~ i + 1 O N U - t i O L T ) × ( T i + 1 M C - T i M C ) ( t i + 1 O L T - t i O L T ) - - - ( 4 ) .
承上述，此第一实施例利用PON中ONU锁定OLT时钟进行计数的特性，可让OLT与ONU之间不需使用PTP直接对时，而是通过OLT传递到ONU的时间信息以及ONU的本地时钟或是ToD，来修正ONU的PTP时钟(边界时钟420)。换句话说，由OLT告知ONU的对时信息就可以使PON具备支持时间同步的能力。其中，OLT传递给ONU的对时信息包括前后两次(即，第i次与第i+1次)来自主时钟412的同步封包到达OLT的时间点此两同步封包内容的PTP时间戳(Ti MC、)、以及主时钟412到OLT的消息传递延迟时间d等信息。
在第一实施例中，使一PON具备支持时间同步能力的装置也可包括一处理单元，此处理单元可配置于此OLT中，用来多次传递多个时间同步消息给此至少一ONU，并且在每一次传递一时间同步消息给一ONU时，此时间同步消息至少包括来自一主时钟的一同步封包到达此OLT的一时间点、此同步封包内容的一PTP时间戳、以及此主时钟与此OLT之间的一传递延迟时间等信息。使一PON具备支持时间同步能力的装置也可包括一PTP时钟修正单元，此PTP时钟修正单元可配置于此至少一ONU，并且根据来自此OLT的该时间同步消息所包括的前述信息来修正此至少一ONU的一PTP时钟。
在第二实施例中，利用一时间戳修正机制，将一PON的网络等待时间等效于路径延迟。OLT与ONU都不维护PTP时钟，而是连接于ONU后端的从属时钟直接与OLT的上游光线路终端的主时钟进行对时。OLT与ONU使用自身的ToD时钟作为时间记录的参考。OLT与ONU合作来对通过PON的PTP封包内的时间戳信息进行修改，以消除OLT与ONU之间的传递延迟，其效果等同于由从属时钟与一虚拟的(virtual)主时钟进行直接对时。依此，图6是根据本发明第二实施例，说明一种使一无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置，其中，此无源光网络(PON)具有一OLT及至少一OLT。
如图6所示，此装置可包括一位于此PON 666内的时间戳修正模块600，此时间戳修正模块600可于PON 666中的OLT配置一时间记录模块601以及PON 666中的ONU配置一时间戳更新模块602。时间戳修正模块600被配置来将此无源光网络(PON)中OLT与任一ONU之间的一网络等待时间605等效为至少一等效路径延迟615，此至少一等效路径延迟615中，其最小的等效路径延迟为零路径延迟。此时间戳修正模块600通过无源光网络(PON)，由此至少一ONU内的时间戳更新模块602负责修正来自此OLT的至少一PTP同步封包内的时间戳信息，并将至少一已修正时间戳的PTP同步封包传递至此至少一ONU的后端的一从属时钟620。并且，由此至少一ONU回传的至少一PTP延迟请求封包则由OLT内的时间记录模块601进行时间戳修正，由此等同于ONU的后端的从属时钟620与一虚拟的主时钟610进行对时。依此，此OLT与此至少一ONU可以不维护PTP时钟，而是使用自身的ToD时钟作为时间记录的参考。因此，根据此实施例的对时技术无需内存缓冲区的设计，可降低硬件复杂度。此从属时钟与此虚拟的主时钟之间并非直接相连，而是通过无源光网络(PON)传递彼此的PTP封包。也就是说，OLT与ONU仅维护各自的本地时钟或是ToD。ONU后端的从属时钟与此虚拟的主时钟使用PTP来进行对时。
承上述，图7是根据本发明一实施例，说明图6的系统时序的一范例示意图。在图7的范例中，对时开始时，主时钟610送出内含时间戳MT1的一PTP同步封包710。当此OLT收到PTP同步封包710时，记录接收的时间点t1后，将PTP同步封包710及时间点t1转送至ONU。ONU于时间点t2产生一个时间戳MT1′的PTP同步封包720并传送至其后端的从属时钟620，从属时钟620于时间点ST1收到PTP同步封包720。时间戳MT1′等于MT1+(t2-t1)，如箭头722所指。
当ONU收到从属时钟620于时间点ST2送出的一PTP延迟请求封包730时，记录接收的时间点t3后，将PTP延迟请求封包730上传至OLT。当OLT收到PTP延迟请求封包730时，将PTP延迟请求封包730上传至主时钟610，PTP延迟请求封包730离开OLT的时间点为t4。然后，主时钟610送出内含一时间戳MT2的一PTP延迟响应封包740至OLT。OLT收到PTP延迟响应封包740后，将PTP延迟响应封包740及时间点t4下传至ONU。ONU负责将PTP延迟响应封包740内含的时间戳MT2修改为一时间戳MT2′，此MT2′等于MT2-(t4-t3)，如箭头752所指；之后，ONU将内含时间戳MT2′的一PTP延迟响应封包750送至其后端的从属时钟620。依此，ONU如同与虚拟的主时钟610进行对时。
根据上述第二实施例，从图6与图7可知，ONU修改来自OLT的一PTP同步封包内的时间戳信息、以及修改来自OLT的一PTP延迟响应封包内的时间戳信息，来与虚拟的主时钟610进行对时。其中，ONU于接收到内含时间戳MT1的PTP同步封包710后，根据时间戳MT1、PTP同步封包710进入OLT的t1时间点、以及ONU要传送PTP同步封包至后端的从属时钟620的时间点t2，来更新PTP同步封包710中的时间戳信息。并且，ONU于接收到内含时间戳MT2的PTP延迟响应封包740后，根据时间戳MT2、PTP延迟请求封包730进入ONU的时间点t3以及离开OLT的时间点t4，来更新PTP延迟响应封包740中的时间戳信息。
承上述第一实施例，图8是根据本发明一实施例，说明一种使一PON具备支持时间同步能力的方法。其中，此PON具有一OLT及至少一ONU。参考图8，此方法布建此PON等效为一边界时钟设备(步骤810)，并于此OLT中维护一第一精确时间协议(PTP)边界时钟，而于此至少一ONU中维护一第二PTP边界时钟(步骤820)；并且于此OLT与其上游光线路终端的一主时钟之间，以及于此至少一ONU后端的一从属时钟与此至少一ONU之间，分别使用一PTP来维持同步(步骤830)。
根据图8的实施例，在步骤830中，此方法通过此OLT与此至少一ONU的本地时钟或是ToD，以及此OLT传递到此至少一ONU的时间信息来修正ONU的一PTP时钟。此时间信息如前述所载，可包括主时钟的前后两次的同步封包到达此OLT的前后两时间点、此前后两次的同步封包中的两PTP时间戳、以及主时钟与此OLT之间的一消息传递延迟时间。如何修正ONU的PTP时钟可利用如前述公式(4)来进行，此处不再重述。
承上述第二实施例，图9是根据本发明另一实施例，说明是根据本发明一实施例，说明一种使一PON具备支持时间同步能力的方法。此PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。参考图9，此方法将此PON中OLT与ONU之间的至少一网络等待时间等效于至少一路径延迟(步骤910)，并且配置一时间戳修正模块于此至少一ONU中，此时间戳修正模块通过此PON，修改来自此OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息(步骤920)，根据修改后的时间戳信息，于此至少一ONU的后端的一从属时钟与一虚拟的主时钟之间进行对时(步骤930)。
根据图9的实施例，在步骤910中，此OLT与此至少一ONU仅维护各自的本地时钟或是ToD。在步骤920中，此时间戳修正模块于该至少一ONU接收到一PTP同步封包后，根据此PTP同步封包内的时间戳信息、此PTP同步封包进入此OLT的一第一时间点、以及此至少一ONU传送内含一新时间戳的一PTP同步封包至从属时钟的一第二时间点，来产生此新时间戳，此新时间戳例如前述的MT1′；并且于此至少一ONU于接收到一PTP延迟响应封包后，根据此PTP延迟响应封包内的时间戳信息、一PTP延迟请求封包进入此至少一ONU的一第三时间点以及离开此OLT的一第四时间点，来更新此PTP延迟响应封包中的时间戳信息，更新的时间戳例如前述的MT2′。在步骤930中，ONU后端的此从属时钟与此虚拟的主时钟使用一PTP来进行对时。
综上所述，本发明实施例利用边界时钟PON技术与虚拟的主时钟技术，提供一种使一PON具备支持时间同步能力的装置与方法。本发明解决了时间同步机制搭载于PON网络的同步误差。在第一实施例中，OLT与此至少一ONU之间不需要执行PTP进行对时。此至少一ONU收到来自OLT的对时信息时，也不需精确地加以时间戳注记。在第二实施例中，对时技术无需内存缓冲区的设计，可降低硬件复杂度；OLT与ONU仅维护各自的本地时钟或日期时钟；以及ONU后端的从属时钟与一虚拟的主时钟使用PTP来进行对时。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置，该PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)，该装置包括：
一时间戳修正模块，被配置来将该PON中该OLT与该至少一ONU之间的一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，其中，该时间戳修正模块通过该PON，由该至少一ONU负责修改来自该OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息，使得该至少一ONU的后端的一从属时钟等同于与一虚拟的主时钟进行对时。
2.如权利要求1所述的装置，其中该OLT与该至少一ONU使用自身的日期时钟作为时间记录的参考。
3.如权利要求1所述的装置，其中该从属时钟直接使用一精确时间协议(PTP)与该虚拟的主时钟进行对时。
4.如权利要求1所述的装置，其中该从属时钟与该虚拟的主时钟之间没有直接相连，而是通过该PON传递彼此的一或多个PTP封包。
5.如权利要求1所述的装置，其中该至少一ONU修改来自该OLT的一PTP同步封包内的时间戳信息以及一PTP延迟响应封包内的时间戳信息。
6.如权利要求5所述的装置，其中该至少一ONU于接收到该PTP同步封包后，根据该PTP同步封包内的时间戳信息、该PTP同步封包进入该OLT的一第一时间点、以及该至少一ONU传送一新时间戳的PTP同步封包至该从属时钟的一第二时间点，来更新该时间戳信息。
7.如权利要求5所述的装置，其中该至少一ONU于接收到该PTP延迟响应封包后，根据该PTP延迟响应封包内的时间戳信息、一PTP延迟请求封包进入该ONU的一第三时间点以及离开该OLT的一第四时间点，来更新该PTP延迟响应封包中的时间戳信息。
8.如权利要求1所述的装置，其中该PTP为一电机与电子工程协会1588 PTP版本。
9.如权利要求1所述的装置，其中该时间戳修正模块配置于该PON中，该时间戳修正模块还包括：
配置于该OLT的一时间记录模块，负责修正来自该OLT的至少一PTP同步封包内的时间戳信息，并将至少一已修正时间戳的PTP同步封包传递至该至少一ONU的后端的该从属时钟；以及
配置于该至少一ONU的一时间戳更新模块，负责对该至少一ONU回传的至少一PTP延迟请求封包进行时间戳修正。
10.如权利要求1所述的装置，其中该至少一等效路径延迟中，其最小的一等效路径延迟为零路径延迟。
11.一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的方法，该PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)，该方法包括：
将该PON中该OLT与该至少一ONU之间的至少一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟；
配置一时间戳修正模块于该PON中，该时间戳修正模块通过该PON，修改来自该OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息；以及
根据修改后的时间戳信息，于该至少一ONU的后端的一从属时钟与一虚拟的主时钟之间进行对时。
12.如权利要求11所述的方法，其中该OLT与该至少一ONU仅维护各自的本地时钟或是日期时钟，并且该从属时钟与该虚拟的主时钟使用一PTP来进行对时。
13.如权利要求11所述的方法，其中该时间戳修正模块还包括：
于该至少一ONU接收到一PTP同步封包后，根据该PTP同步封包内的时间戳信息、该PTP同步封包进入该OLT的一第一时间点、以及该至少一ONU传送内含一新时间戳的一PTP同步封包至该从属时钟的一第二时间点，来产生该新时间戳。
14.如权利要求11所述的方法，其中该时间戳修正模块还包括：
于该至少一ONU接收到一PTP延迟响应封包后，根据该PTP延迟响应封包内的时间戳信息、一PTP延迟请求封包进入该至少一ONU的一第三时间点以及离开该OLT的一第四时间点，来更新该PTP延迟响应封包中的时间戳信息。
15.如权利要求11所述的方法，其中该方法还包括：
配置一时间记录模块于该OLT中，来负责修正来自该OLT的至少一PTP同步封包内的时间戳信息，并将至少一已修正时间戳的PTP同步封包传递至该至少一ONU的后端的该从属时钟；以及
配置一时间戳更新模块于该至少一ONU中，来负责对该至少一ONU回传的至少一PTP延迟请求封包进行时间戳修正。
16.如权利要求11所述的装置，其中该至少一等效路径延迟中，其最小的一等效路径延迟为零路径延迟。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112187393A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 北京国科天迅科技有限公司 Pon总线时间同步方法、装置、计算机设备和存储介质

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8718482B1 (en) * 2009-11-10 2014-05-06 Calix, Inc. Transparent clock for precision timing distribution
US9680567B2 (en) * 2011-03-03 2017-06-13 Acacia Communications, Inc. Fault localization and fiber security in optical transponders
CN105323054B (zh) * 2014-06-26 2019-05-17 中兴通讯股份有限公司 时钟同步方法及装置
KR20160014157A (ko) * 2014-07-28 2016-02-11 주식회사 오이솔루션 광 트랜시버
CN105471603B (zh) * 2014-08-19 2020-12-11 中兴通讯股份有限公司 一种远程配置光网络单元ptp业务的方法、装置和系统
CN106464656B (zh) * 2014-12-16 2020-02-21 华为技术有限公司 一种时间同步方法及装置
US20170302433A1 (en) * 2015-05-15 2017-10-19 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method And Apparatus For Time Transport In A Communication Network
CN106576038B (zh) * 2015-07-08 2018-09-21 三菱电机株式会社 网络系统、时间主站点、以及时间从站点
KR101697059B1 (ko) * 2015-09-30 2017-01-17 주식회사 다산네트웍솔루션즈 통신 네트워크의 시각 동기화 방법
US10439712B2 (en) * 2016-09-09 2019-10-08 Huawei Technologies Co., Ltd. System and methods for determining propagation delay
US10341083B2 (en) 2016-09-09 2019-07-02 Huawei Technologies Co., Ltd. System and methods for network synchronization
US11271838B2 (en) * 2017-01-13 2022-03-08 International Business Machines Corporation Timing synchronization
EP3584780B1 (en) * 2017-02-17 2021-10-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Sensing system and time stamp correction method
US10484163B2 (en) 2017-10-13 2019-11-19 Cisco Technology, Inc. Measure and improve clock synchronization using combination of transparent and boundary clocks
US10313103B1 (en) 2018-01-24 2019-06-04 Ciena Corporation Systems and methods for precise time synchronization with optical modules
US10396972B1 (en) * 2018-02-22 2019-08-27 Ciena Corporation Precise time synchronization across optical modules for group alignment
CN109327428A (zh) * 2018-06-05 2019-02-12 中国移动通信有限公司研究院 一种报文传输方法、装置、网络侧设备及存储介质
CN112994820B (zh) * 2019-12-16 2023-04-18 华为技术有限公司 一种光纤链路检测方法及装置
US11156705B2 (en) * 2020-03-10 2021-10-26 Raytheon Company System and method for mitigating platform motion in a communications system
US11196497B2 (en) 2020-03-11 2021-12-07 Raytheon Company System and method for mitigating platform motion in a communications system
EP4123955A4 (en) * 2020-04-13 2023-09-06 Huawei Technologies Co., Ltd. METHOD FOR DETERMINING A CLOCK AND ASSOCIATED DEVICE
CN114079557B (zh) * 2020-08-19 2024-04-23 智邦科技股份有限公司 网络装置
US11843453B2 (en) 2021-04-07 2023-12-12 Cisco Technology, Inc. Time synchronization in passive optical networks

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707505A (zh) * 2008-08-13 2010-05-12 华为技术有限公司 一种在无源光网络中时间同步的方法、装置及无源光网络
CN101790230A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 华为技术有限公司 精确时间协议节点、时戳操作方法及时间同步系统
CN101795423A (zh) * 2009-02-04 2010-08-04 中兴通讯股份有限公司 无源光网络系统的时间同步方法及其同步系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8718482B1 (en) * 2009-11-10 2014-05-06 Calix, Inc. Transparent clock for precision timing distribution
CN101827098A (zh) * 2010-03-31 2010-09-08 中兴通讯股份有限公司 时间同步的处理方法及装置
JP5576747B2 (ja) * 2010-09-06 2014-08-20 株式会社日立製作所 通信システム及び時刻同期方法
JP5811794B2 (ja) * 2011-11-16 2015-11-11 富士通株式会社 通信装置
EP2862299B1 (en) * 2012-06-18 2016-11-16 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Time domains in a pon

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707505A (zh) * 2008-08-13 2010-05-12 华为技术有限公司 一种在无源光网络中时间同步的方法、装置及无源光网络
CN101790230A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 华为技术有限公司 精确时间协议节点、时戳操作方法及时间同步系统
CN101795423A (zh) * 2009-02-04 2010-08-04 中兴通讯股份有限公司 无源光网络系统的时间同步方法及其同步系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112187393A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 北京国科天迅科技有限公司 Pon总线时间同步方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112187393B (zh) * 2020-09-30 2022-09-02 北京国科天迅科技有限公司 Pon总线时间同步方法、装置、计算机设备和存储介质

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Publication number Publication date
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