CN112235664B - 一种实现测距的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种实现测距的方法及装置，本申请利用两个波长的光信号，简单、巧妙地实现了满足精度要求的测距，大大降低了网络带宽的损失，进而提高了网络稳定性。

Description

一种实现测距的方法及装置

技术领域

本申请涉及但不限于光通信技术，尤指一种实现测距的方法及装置。

背景技术

无源光网络(PON，Passive Optical Network)通常包括局端的光线路终端(OLT，Optical Line Termination)、光分配网络(ODN，Optical Distribute Network)和光网络单元(ONU，Optical Network Unit)三部分。多个ONU可以通过ODN(包括分光器)连接到同一个OLT的PON端ロ，如图1所示，OLT和ONU之间可以采用如树形ODN连接。

如图1所示，各ONU与OLT之间的距离是不一样的，这样，在各ONU上行发送数据时，就需要知道各ONU自身与OLT之间的距离和时延，进而可以采用均衡补偿措施来时分复用OLT PON端口的上行带宽。也就是说，需要提供用于测量ONU到OLT之间的逻辑距离的测距方案。

发明内容

本申请提供一种实现测距的方法及装置，能够实现满足精度要求的测距。

本申请提供了一种实现测距的方法，包括：

光网络单元ONU根据来自光线路终端OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔；

ONU根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述ONU到所述OLT的第一距离。

在一种示例性实例中，所述确定所述ONU到所述OLT的第一距离，包括：

根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔确定所述第一光信号与所述第二光信号之间的时间间隔差值；

根据确定出的时间间隔差值以及所述第一光信号和所述第二光信号的传播速度差，确定所述ONU到所述OLT的所述第一距离。

在一种示例性实例中，所述方法还包括：

所述ONU根据所述第一距离，获取所述ONU自身所处的分段；其中，分段为所述OLT与所述ONU所在光分配网络ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识；

针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离。

在一种示例性实例中，所述ONU处于未接入状态，并且处于宽谱接收方式；其中，宽谱接收为：所述ONU能够接收到来自所述OLT同时混合发射的两个波长的光信号。

在一种示例性实例中，所述利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离，包括：

针对所述每一个分段，该分段内的未接入ONU通过静默窗口上报接入，根据所述第一光信号对该ONU进行测距得到该ONU所在段的段内距离；其中，静默窗口对应ODN的一个分段；

计算所述第一距离和段内距离相加之和得到所述第二距离。

在一种示例性实例中，所述利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离之前，还包括：

所述ONU切换到窄谱接收方式，其中，窄谱接收为：所述ONU只能接收到来自所述OLT发射的正常光信号。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述任一项所述的实现测距的方法。

本申请又提供了一种实现测距的装置，包括处理器、存储器；其中，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序：用于执行上述任一项所述的实现测距的方法的步骤。

本申请再提供了一种实现测距的装置，包括：接收处理模块、第一测距模块，其中，

接收处理模块，用于根据来自OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔；

第一测距模块，用于根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述装置到所述OLT的第一距离。

在一种示例性实例中，所述装置还包括：分段处理模块、第二测距模块，其中，

分段处理模块，用于根据确定的所述第一距离，获取分段处理模块所属装置自身所处的分段；其中，分段为OLT与所述装置所在ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识；

第二测距模块，用于针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的所述装置进行测距得到第二距离。

本申请包括：ONU根据来自OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔；ONU根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述ONU到所述OLT的第一距离。本申请利用两个波长的光信号，简单、巧妙地实现了满足精度要求的测距，大大降低了网络带宽的损失，进而提高了网络稳定性。

在一种示例性示例中，ONU根据确定的第一距离，获取ONU自身所处的分段；其中，分段为OLT与ONU所在ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识；针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离。进一步扩大了本申请的适用范围，更好地确实保证了测距精度，大大降低了网络带宽的损失，进而提高了网络稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为相关技术中PON架构的示意图；

图2为本申请实现测距的方法的流程示意图；

图3为本申请实施例中双波长光信号的传输示意图；

图4为本申请ODN分段的实施例的示意图；

图5为本申请各ODN分段内段预延时的计算示意图；

图6为本申请在正常的数据帧中进行分段开窗的实施例的示意图；

图7为本申请段内距离的实施例的展示示例图；

图8为本申请实现测距的装置的组成结构示意图；

图9为本申请采用温控滤波片实现可调滤波接收机的原理示意图；

图10为本申请采用宽窄滤波片实现可调滤波接收机的原理示意图；

图11为本申请采用GEM帧承载第一次测距的信号的实施例的示意图。

具体实施方式

在本申请一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flashRAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2为本申请实现测距的方法的流程示意图，如图2所示，包括：

步骤200：ONU根据来自OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔。

在一种示例性实例中，ONU处于未接入状态，并且处于宽谱接收方式。

本发明实施例中，OLT可以采用特殊光模块，比如Combo PON光模块等，以使得OLT的PON端口可以支持两个波长的光信号(第一光信号和第二光信号)的同时混合发射。在一种示例性实例中，比如第一光信号与第二光信号的发送时间间隔即第一时间间隔大于10纳秒(nm)。

相应地，在一种示例性实例中，在OLT侧，OLT会定期发射两个波长的第一光信号和第二光信号；其中，两个波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔。

本发明实施例中，ONU可以为单接收机。

比如：ONU可以为可调滤波接收机，以使得ONU能够支持宽谱接收和窄谱接收，而且可以灵活切换不同的接收方式。其中，宽谱接收是指，ONU能够接收到来自OLT同时混合发射的两个波长的光信号；窄谱接收是指，ONU只能接收到来自OLT发射的正常光信号。需要说明的是，可调滤波接收机实际滤波谱形根据选用的正常光信号、第一光信号和第二光信号的波长而调谐，并不限定其谱形为宽谱或窄谱滤波。

再如：ONU可以为宽谱单接收机，能够接收来自OLT同时混合发射的两个波长的光信号，以及正常通信时OLT发射的光信号。宽谱单接收机在图2所示的测距过程时，能够接收并解析低功率的混合发射波长信号中的非PON正常通信波长的光信号。在常规PON ONU光模块中，接收机通常会包括窄带滤波器，但是只允许正常通信波长的光信号通过，因此本发明实施例中的ONU中的滤波器的设计应该满足：允许正常通信波长的光信号、第一光信号和第二光信号通过。需要说明的是，宽谱单接收机仅仅用于说明支持通过波长类别，并不用于限定谱形为宽谱或窄谱。

在一种示例性实例中，两个不同波长的第一光信号和第二光信号在经过ODN传播到达未接入的ONU时，由于不同波长的光信号的传播速度不同，第一光信号和第二光信号之间的时间间隔会加大。图3为本申请实施例中双波长光信号的传输示意图，如图3所示，在粗测距窗口W0内，第一光信号的波长为λ1，第二光信号的波长为λ2，假设λ1<λ2；在OLT发送侧，第一光信号与第二光信号之间的发送时间间隔即第一时间间隔为T0，当第一光信号和第二光信号经过ODN传送到ONU，由于不同波长的光信号的传播速度不同，ONU确定出的接收到的第一光信号与第二光信号之间的第二时间间隔为(T0+Δt)，其中，Δt为第一光信号与第二光信号之间的时间间隔差值。

在一种示例性实例中，本申请可以通过提高宽谱单接收机的接收灵敏度，或者规定粗测距窗口数据不纳入有效帧数据校验和的处理等，达到在正常通信时，ONU能够在有低功率测距波长干扰的情况下仍能够满足PON链路光功率预算要求。

步骤201：ONU根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述ONU到所述OLT的第一距离。

在一种示例性实例中，确定第一距离，可以包括：

根据第一时间间隔和第二时间间隔确定第一光信号与第二光信号之间的时间间隔差值；

根据确定出的时间间隔差值以及第一光信号和第二光信号的传播速度差，确定所述ONU到所述OLT的第一距离。

在一种示例性实例中，可以按照公式(1)确定所述第一距离：

L＝Δt/(1/V2-1/V1) (1)

公式(1)中，V1为第一光信号的传播速度，V2为第二光信号的传播速度。

容易理解，在光纤介质固定、两种波长固定的情况下，两种光信号的传播速度差自然也是固定的。因此，测距的精度取决于时间间隔差值的精度。

以常见的λ1＝1490nm(千兆无源光网络(GPON，Gigabit Passive OpticalNetwork)下行波长)和λ2＝1580nm(接近10G比特无源光网络(XG-PON)下行波长1577)为例，在单模光纤中，第一光信号和第二光信号的速度分别为204213Km/s和204154Km/s。同时，GPON下行速率达到2.5Gbps时，其时间精度可以达到0.4ns，因此，测距精度可达280米左右。这个测距精度不能达到PON标准的要求。如果提高ONU的时钟精度，使其可以达到40ps级的时间精度，那么，通过本申请图2所示的测距方法，测距精度是可以达到PON标准的要求。

本申请提供的实现测距的方法，利用两个波长的光信号，简单、巧妙地实现了满足精度要求的测距。

相关PON标准和规范中的测距协议是以开窗方式进行的，在测距开窗期间，已接入OLT的ONU不能发送上行数据即处于静默期。由于新ONU接入时间的不确定，以及ODN运行期间光纤传输特性可能发生变化，因此，要求定期开启测距进程来完成对ONT到OLT之间的逻辑距离的测量。测距开窗的大小与ODN中ONU的差分距离相关，按标准要求差分距离最大为20公里(Km)，这样测距开窗就需要250微秒(μs)。在实际部署时，测距开窗的周期一般为秒级。

相关技术中，由于频繁的开窗和过大的开窗大小，不仅带来了网络带宽的损失，还带来了延时和抖动的恶化等网络不稳定因素。尤其对于如低时延的5G的xHual带来极大的不利影响等。

如果采用本申请图2所示的测距方法，以λ1＝1490nm(GPON下行波长)和λ2＝1580nm(接近XG-PON下行波长1577)为例，当第一光信号和第二光信号传输1公里(Km)，时延间隔即时间间隔差值会增加1.5ns左右，按照ODN最长距离60Km计算，粗测距窗口W0大于100ns即可。

为了进一步扩大本申请的适用范围，更好地确实保证测距精度，本申请实现测距的方法，还可以进一步包括：

步骤202：ONU根据确定的第一距离，获取ONU自身所处的分段；其中，分段为OLT与ONU所在ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识。

在一种示例性实例中，步骤202之前，还包括：

按照确定所述第一距离的测距精度，将所述OLT与所述ONU所在ODN之间的距离范围划分为等距离的若干分段。

这里，分段是将整个ODN的范围(即最远的ONU与OLT之间的距离)划分成等距离的若干段，比如可以手工配置。

这里，以常见的λ1＝1490nm(千兆无源光网络(GPON，Gigabit Passive OpticalNetwork)下行波长)和λ2＝1580nm(接近10G比特无源光网络(XG-PON)下行波长1577)为例，在单模光纤中，第一光信号和第二光信号的速度分别为204213Km/s和204154Km/s。同时，GPON下行速率达到2.5Gbps时，其时间精度可以达到0.4ns，因此，测距精度可达280米左右。这个测距精度不能达到PON标准的要求。如果提高ONU的时钟精度，使其可以达到40ps级的时间精度，那么，通过本申请图2所示的测距方法，测距精度是可以达到PON标准的要求。也就是说，测距精度与两个波长传播速度差，以及ONU的时钟精度相关。

图4为本申请ODN分段的实施例的示意图，如图4所示，把ODN按与OLT的距离分成等距离的若干分段，每个分段分配一个分段号。仍以λ1＝1490nm(GPON下行波长)和λ2＝1580nm(接近XG-PON下行波长1577)为例，在单模光纤中，第一光信号和第二光信号的速度分别为204213Km/s和204154Km/s为例，当GPON下行速率达到2.5Gbps时，其时间精度可以达到0.4ns，因此，测距精度可达280米左右。分段长度一般可以考虑大于测距精度，如果按照测距精度为280米，可以简单地确定每个分段的长度为如300米，如图4中的分段1、分段2、分段3…分段n。实际应用中，ONU部署区域在图4所示的最近段和最远段之间。最近段和最远段可以通过如人工配置指定。显然，经过图2所示的测距后，ONU便获知自身与OLT之间的距离即第一距离，那么，该ONU处于哪个分段便是显而易见的了。

本申请实施例中，OLT采用不同波长(如λ₁和λ₂)发送的第一光信号和第二光信号，ONU根据接收到的两个光信号的时间间隔变化值即Δt，以及两种波长在光纤中的传播速度的不同，便可计算出ONU与OLT的第一距离。这个过程就是图2所示的粗测距的过程。粗测距后，ODN中的每个ONU便获知了自己所处的分段的分段号和该段的段预延时。

每个分段的段预延时计算示意图如图5所示，越靠近OLT的分段，其段预延时越大，假设ONU上行波长为λ的光信号通过一个分段距离的光纤，其传输延时为T，同时假设ODN的最大分段为n，那么，第一个分段即分段1的段预延时为(n+1)*T，第二个分段即分段2的段预延时为n*T，依次类推，最后一个分段即分段n的段预延时为T。同时其他分段内的未接入ONU，禁止上报。因此，本申请分段开窗的过程也不会影响分段测距窗口外的通信。

步骤203：针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离。

在一种示例性实例中，ONU切换到窄谱接收方式，也就是说，ONU在接收来自OLT的光信号时，会过滤掉波长较长即波长为λ2的第二光信号，而只接收波长较短即波长为λ1的第一光信号。

在一种示例性实例中，本步骤可以包括：

针对所述每一个分段，该分段内的未接入ONU通过静默窗口上报接入，根据所述第一光信号对该ONU进行测距得到该ONU所在段的段内距离；其中，静默窗口对应ODN的一个分段；计算第一距离和段内距离相加之和得到第二距离。这样，通过循环的静默窗口，对每个分段内的ONU进行测距，可以完成对所有ONU的开窗测距和接入。

需要说明的是，当针对一个分段开窗测距时，其他分段内的未接入ONU是禁止上报的。

相应地，OLT通过禁止授权方式开设所述静默窗口。

在一种示例性实例中，静默窗口通过分段号标识与ODN中分段号标识相同的分段对应，以便ONU辨认。当然，静默窗口也可以通过其他标识信息与ODN中分段号标识相同的分段对应，只要能让ONU分清楚获得的静默窗口是针对哪一个分段的即可。

在一种示例性实例中，测距开窗的大小与ODN中ONU的差分距离相关，按标准要求差分距离最大为20Km，这样测距开窗就需要250μs，容易得出，对于本申请中针对分段的开窗测距，如对于300m的分段，则仅需要5μs分段测距窗口即可，显然，通过本申请的测距方法，大大缩小了开窗大小，很好地避免了网络带宽的损失、延时和抖动的恶化等网络不稳定因素。即使将静默窗口放宽到10μs，也是可以满足包括5G xHual在内的低延时、低抖动业务承载需求的。

图6为本申请在正常的数据帧中进行分段开窗的实施例的示意图，如图6所示。在分段测距窗口即静默窗口内，其他已接入ONU由于被禁止在该窗口授权，所以会保持静默，而在该分段内的未接入ONU可以在该分段测距窗口内上报，上报ONU接入信号的发出时间经过延迟处理，延时时长为图5所示的段预延时。

在一种示例性实例中，根据所述第一光信号对该ONU进行测距得到第二距离，可以包括：

首先，OLT可分别对每个分段内的ONU进行分段开窗细测距，细测距的开窗测距原理可以参考相关技术，也是采用静默窗口机制。但是，与相关技术完全不一样的是，本申请分段开窗细测距实施例中的开窗限定于某个分段内的ONU进行开窗，如图6所示，其开窗大小W1大幅缩小，不超过段传输延时T的2倍。特别地，本申请提供的细测距方法大幅降低了对于低延时业务的影响。

然后，分段开窗细测距测得的距离是ONU离分段的开始点的距离，可以称为段内距离L，如图7所示，实际ONU距离OLT的距离为粗测距离即第一距离和段内距离之和：(m-1)*S+L，其中，m为从1开始的、分段1～分段n之间的某个分段的分段号，S为一个分段的长度。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述图2所示任一项所述的实现测距的方法。

本发明实施例还提供一种实现测距的装置，包括处理器、存储器；其中，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序：用于执行上述与上述图2所示任一项实现测距的方法的步骤。

图8为本申请实现测距的装置的组成结构示意图，如图8所示，至少包括：接收处理模块、第一测距模块，其中，

接收处理模块，用于根据来自OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔；

第一测距模块，用于根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述装置到所述OLT的第一距离。

在一种示例性实例中，本申请实现测距的装置可以为单接收机，比如：为可调滤波接收机，以使得所述装置能够支持宽谱接收和窄谱接收，而且可以灵活切换不同的接收方式；再如：为宽谱单接收机，能够接收来自OLT同时混合发射的两个波长的光信号，以及正常通信时OLT发射的光信号。

在一种示例性实例中，第一测距模块具体用于：

根据第一时间间隔和第二时间间隔确定第一光信号与第二光信号之间的时间间隔差值；

根据确定出的时间间隔差值以及第一光信号和第二光信号的传播速度差，确定所述装置到所述OLT的第一距离。

在一种示例性实例中，本申请实现测距的装置还可以包括：分段处理模块、第二册据模块，其中，

分段处理模块，用于根据确定的第一距离，获取分段处理模块所属装置自身所处的分段；其中，分段为OLT与所述装置所在ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识；

第二测距模块，用于针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的所述装置进行测距得到第二距离。

在一种示例性实例中，第二测距模块还用于：将自身所属装置切换到窄谱接收方式。

在一种示例性实例中，第二测距模块具体用于：

针对所述每一个分段，该分段内的未接入所述装置通过静默窗口上报接入，根据所述第一光信号对所述装置进行测距得到该ONU所在段的段内距离；其中，静默窗口对应ODN的一个分段；计算所述第一距离和段内距离相加之和得到所述第二距离。这样，通过循环的静默窗口，对每个分段内的ONU进行测距，可以完成对所有所述装置的开窗测距和接入。

在一种示例性实例中，本申请实现测距的装置可以是ONU，也可以是独立的实体。

下面结合具体实施例对本申请进行详细描述。

第一实施例，利用双波长光信号的一次测距。

当ONU本身具备足够精细的时钟精度，可以精准获取双波长光信号的时间间隔差值时，可以只进行如步骤200～步骤201所示的一次测距即可。比如，如果时钟精度达到10ps级别，那么，测距精度可以达到10米以内，完全满足了EPON、GPON、10G EPON和10G GPON的测距精度要求。

第二实施例，利用双波长光信号的两次测距。

当ONU本身不具备足够精细的时钟精度，不能精准获取双波长光信号的时间间隔差值时，可以先按照步骤200～步骤201所示进行一次测距，然后再按照步骤202～步骤203进一步进行分段开窗测距。

第三实施例，ONU支持宽窄谱接收技术选择，比如ONU为可调滤波接收机的情况。

本实施例与第一实施例中，ONU可以采用可调滤波接收机，可以采用不同的技术，采用温控滤波片、宽窄滤波片选择等多种技术，使ONU能够支持宽谱接收和窄谱接收。

图9为本申请采用温控滤波片实现可调滤波接收机的原理示意图，如图9所示，温控滤波片可以通过温度控制滤波片对不同波长光信号的透光性。在进行第一次测距即获取第一距离之前，可以将滤波片温度控制到温度B附近，如图9(b)所示，使得两个波长的光信号(如波长为λ1的第一光信号，波长为λ2的第二光信号)都可以通过ONU，第一次测距之后将温度调节到温度A附近，如图9(a)所示，使ONU只能通过一个波长的光信号(如波长为λ1的第一光信号)。

图10为本申请采用宽窄滤波片实现可调滤波接收机的原理示意图，如图10所示，通过微调宽谱滤波片和窄谱滤波片的位置，选择一种滤波片处于光路通过位置来实现宽谱接收和窄谱接收。比如在具体实现时，输入光至可调滤波接收机(如PD或APD探测器等)光路可以保持不变，滤波片位于输入光至接收机光路之中，这样，通过MEMS调整滤波片角度，或者采用液晶波长选择开关实现宽窄滤波片选择，比如图10左侧所示，当选择宽谱滤波片时，双波长光信号(如波长为λ1的第一光信号，波长为λ2的第二光信号)通过；再如图10右侧所示，当选择窄谱滤波片时，单波长光信号(如波长为λ1的第一光信号)通过。

第四实施例，ONU支持宽谱接收，比如ONU为宽谱单接收机。

第三实施例中，需要采用可调谐滤波器实现双波长和单波长切换，这样势必增加了接收机的复杂度。为了降低接收机的复杂度，本实施例中不用滤波片支持宽窄谱接收切换，而仅让ONU采用宽谱接收。由于在第一次测距即获取第一距离的过程中，ONU只需测试出两个波长光信号之间的时间差，而不需要精确判决数字信号值，因此，可以大幅降低波长为λ2的第二光信号的功率，使ONU既可以保证第一次测距正常进行，而且在第一次测距之后，由于波长为λ2的第二光信号的低功率也不会影响波长为λ1的第一光信号正常通信信号。另外，由于第一测距的窗口非常小(如100ns)，这样，在开窗时，除了降低波长为λ2的第二光信号的功率外，还可以进一步设置以使得第一次测距窗口数据不纳入整体帧数据校验和的处理，以免波长为λ2的第二光信号对正常的波长为λ1的第一光信号的干扰。

在第三实施例和第四实施例中，ONU均采用单接收机接收。当然，ONU也可以采用双接收机，通过滤波光路分别将波长为λ1的第一光信号和波长为λ2的第二光信号分别送入不同的接收机，这样就不需要可调滤波片和波长选择开关，只需通过对比两个接收机收到的信号时间差也可以实现本申请的测距。

第五实施例，利用Combo光模块实现OLT。

对于FTTX网络从GPON升级到XG-PON的阶段，OLT普遍采用Combo PON光模块，具备1490nm和1577nm双波长发射能力。本实施例中，ODN网络连接了GPON ONU和XG-PON ONU，两者下行工作频率分别为1490nm和1577nm。这样，GPON ONU将1490nm波长作为波长λ1，1577nm作为波长λ2使用。而XG-PON ONU则将1490nm波长作为波长λ2，1577nm作为波长λ1。OLT可以发送相同的第一次测距的窗口和测试信号，但是，在测距计算上，两种ONU一个测时延间隔增加值，一个测时延间隔减少值。同时，GPON ONU和XG-PON ONU需要进行如步骤200中的改进。

第六实施例，第一次测距的开窗方式。本实施例仅仅是实现方式的举例，并不用于限定本申请的保护范围。

在步骤200～步骤201所示的第一次测距中，OLT向ONU发送的下行双波长光信号是不需要ONU做出应答的，因此，第一次测距开窗可以直接利用物理层的OAM(PLOAM，PhysicalLayer OAM)消息和下行GTC帧(Downstream GTC frame)的净荷来实现。下行GTC帧结构由帧头(PCBd)和GTC净荷(payload)组成，在一种示例性实例中，OLT可以在帧头中以广播方式向所有ONU发送PLOAM消息，而在净荷中，可以指定一个特定的GPON封装方式(GEM，GPONEncapsulation Method)帧来发送双波长的光信号(如波长为λ1的第一光信号，波长为λ2的第二光信号)。

对于PLOAM消息结构和GEM帧结构，在一种示例性实例中，可以定义一个特定的POLAM消息用于本申请的第一次测距，该POLAM消息至少包括以下字段：ONU标识(ONU ID)字段、消息标识(Message ID)字段、数据(Data)字段和CRC字段；在一种示例性实例中，ONU ID＝255，Message ID＝COARSE-RANGING，Data字段可以填写与第一次测距相关的一些参数，比如波长λ1、波长λ2，两个光信号的在OLT发出时的时间间隔即第一时间间隔，信号类型和信号展宽等。并设置包含有COARSE-RANGING的PLOAM消息的帧净荷中的第一个GEM帧用于承载第一次测距的信号，比如端口标识(Port ID)为4095，净荷类型PTI为二进制111，是保留编码。

图11为本申请采用GEM帧承载第一次测距的信号的实施例的示意图，如图11所示，本实施例中的GEM帧净荷的固定长度：GPON为50B，XG-PON为200B，相当于160ns的时间宽度；本实施例中，假设两个波长都是采用相同的方波信号(如波长为λ1的第一光信号，波长为λ2的第二光信号)，假设每个信号展宽为1ns、上升沿间隔为4ns。按照上文示例中所述的双波长传输60KM，时延增加不会超过100ns，因此，这里净荷50B/200B完全足够了。

第一次测距信号可以定期由OLT发送，发送周期可以按照ONU发现的时间要求来灵活设定。假设ONU开机后要求1分钟内接入OLT，那么，第一次测距时发送光波长信号的发送周期可以设置为秒级。虽然第一次测距的发送周期越短，承载第一次测距信号的开销越大，但是，与整个GTC帧相比，其开销却是可以忽略的。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，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 (10)

1.一种实现测距的方法，包括：

光网络单元ONU根据来自光线路终端OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔；

ONU根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述ONU到所述OLT的第一距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述ONU到所述OLT的第一距离，包括：

根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔确定所述第一光信号与所述第二光信号之间的时间间隔差值；

根据确定出的时间间隔差值以及所述第一光信号和所述第二光信号的传播速度差，确定所述ONU到所述OLT的所述第一距离。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

所述ONU根据所述第一距离，获取所述ONU自身所处的分段；其中，分段为所述OLT与所述ONU所在光分配网络ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识；

针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述ONU处于未接入状态，并且处于宽谱接收方式；其中，宽谱接收为：所述ONU能够接收到来自所述OLT同时混合发射的两个波长的光信号。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离，包括：

针对所述每一个分段，该分段内的未接入ONU通过静默窗口上报接入，根据所述第一光信号对该ONU进行测距得到该ONU所在段的段内距离；其中，静默窗口对应ODN的一个分段；

计算所述第一距离和段内距离相加之和得到所述第二距离。

6.根据权利要求3或5所述的方法，所述利用开窗测距对该分段内的ONU进行测距得到第二距离之前，还包括：

所述ONU切换到窄谱接收方式，其中，窄谱接收为：所述ONU只能接收到来自所述OLT发射的正常光信号。

7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1～权利要求6任一项所述的实现测距的方法。

8.一种实现测距的装置，包括处理器、存储器；其中，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序：用于执行权利要求1～权利要求6任一项所述的实现测距的方法的步骤。

9.一种实现测距的装置，包括：接收处理模块、第一测距模块，其中，

接收处理模块，用于根据来自OLT的第一光信号和第二光信号，确定接收到的第一光信号和第二光信号的第二时间间隔；其中，第一光信号的波长与第二光信号的波长不同，第一光信号与第二光信号的发送时间间隔为第一时间间隔；

第一测距模块，用于根据第一时间间隔、第二时间间隔以及第一光信号和第二光信号的传播速度，确定所述装置到所述OLT的第一距离。

10.根据权利要求9所述的装置，所述装置还包括：分段处理模块、第二测距模块，其中，

分段处理模块，用于根据确定的所述第一距离，获取分段处理模块所属装置自身所处的分段；其中，分段为OLT与所述装置所在ODN之间的若干按照距离分段中的一个分段，每个分段采用分段号标识；

第二测距模块，用于针对所述每个分段，根据所述第一光信号，利用开窗测距对该分段内的所述装置进行测距得到第二距离。

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