CN113541776B - 用于实现光纤检测及时钟同步的方法和相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于实现光纤检测及时钟同步的方法和相关设备。本发明实施例应用于光通信技术领域，用于对发送设备所连接的光纤进行光纤检测，还用于提高时钟同步的精度。该方法包括：发送设备获取耦合信号，耦合信号已耦合光时域反射仪OTDR信号和伪业务信号，伪业务信号为未承载业务的光信号；发送设备生成光监控信道OSC信号，OSC信号和伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；发送设备通过光纤分时发送耦合信号和OSC信号；发送设备通过光纤接收反射光信号。

Description

用于实现光纤检测及时钟同步的方法和相关设备

技术领域

本申请涉及光通信技术，尤其涉及一种用于实现光纤检测及时钟同步的方法和相关设备。

背景技术

在光纤通信领域，为实现对发送设备和接收设备之间所连接的光纤的检测，则需要在发送设备和接收设备之间传输光时域反射仪(optical time domain reflectometer，OTDR)信号。为实现发送设备和接收设备之间的时钟同步，则需要发送设备向接收设备发送光监控信道(optical supervisory channel，OSC)信号。

为避免OTDR信号对OSC信号造成干扰，则发送设备需要将OTDR信号和OSC信号以时分复用(time division multiplexing，TDM)的方式发送至接收设备。可见，在发送设备发送OTDR信号的期间内，发送设备不会进行OSC信号的发送。

但是，在发送设备发送OTDR信号的期间内，接收设备无法接收来自发送设备的OSC信号，从而导致接收设备无法进行电气和电子工程师协会(institute of electrical andelectronics engineers，IEEE)同步，该IEEE同步简称1588同步。

发明内容

本发明提供了一种用于实现光纤检测及时钟同步的方法和相关设备，其能够有效地提高时钟同步的精度和效率。

本申请第一方面提供了一种用于实现光纤检测及时钟同步的方法，该方法包括：发送设备获取耦合信号，该耦合信号已耦合光时域反射仪OTDR信号和伪业务信号，该伪业务信号为未承载业务的光信号；该发送设备生成光监控信道OSC信号，该OSC信号和该伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；该发送设备通过光纤分时发送该耦合信号和该OSC信号；该发送设备通过该光纤接收反射光信号，该反射光信号为该光纤根据该OTDR信号所反射的光信号，该反射光信号用于对该光纤进行检测。

采用本方面所示的方法，发送设备向接收设备分时发送耦合信号和OSC信号。从而避免了耦合信号和OSC信号的相互干扰。接收设备基于OSC信号和耦合信号中的伪业务信号所包括的时钟信息进行时钟同步，降低了时钟同步的过程中的复杂度，提高了时钟同步的精度。

基于本申请第一方面，一种可选地实现方式中，该方法还包括：该发送设备接收来自OTDR的请求消息，该请求消息用于指示传输该耦合信号的第一传输周期；该发送设备通过光纤分时发送该耦合信号和该OSC信号包括：该发送设备在该第一传输周期内传输该耦合信号；该发送设备在第二传输周期内传输该OSC信号，且该第一传输周期和该第二传输周期为相邻的两个传输周期。

采用本方面所示的方法，发送设备通过第一传输周期和第二传输周期实现耦合信号和OSC信号的分时发送。避免了在第一传输周期内OSC信号对耦合信号的干扰，提高了基于OTDR信号对光纤进行检测的准确性。且在第一传输周期内接收设备能够基于伪业务信号进行时钟同步。还能够避免在第二传输周期内耦合信号对OSC信号的干扰，提高了基于OSC信号进行时钟同步的精确性。

基于本申请第一方面，一种可选地实现方式中，该OSC信号包括第一时钟信息，该伪业务信号包括第二时钟信息，该第一时钟信息和该第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且该第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和该第二时钟信息在该时间周期内的比特跳变的次数相同。

基于本申请第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备获取耦合信号包括：该发送设备生成该OTDR信号和该伪业务信号；该发送设备对该OTDR信号和该伪业务信号进行耦合以生成该耦合信号。

采用本方面所示的方法，发送设备集成OTDR功能。在无需发送设备外接其他设备的情况下，即可实现耦合信号的生成和发送。提高了对光纤进行检测的效率，并降低了复杂度。

基于本申请第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备获取耦合信号包括：该发送设备接收来自OTDR的该耦合信号。

基于本申请第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备获取耦合信号包括：该发送设备接收来自OTDR的该OTDR信号；该发送设备生成该伪业务信号；该发送设备对该OTDR信号和该伪业务信号进行耦合以生成该耦合信号。

基于本申请第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备获取耦合信号包括：该发送设备接收来自OTDR的该OTDR信号和该伪业务信号；该发送设备对该OTDR信号和该伪业务信号进行耦合以生成该耦合信号。

采用本方面所示的方法，发送设备连接有OTDR，进而实现发送设备和接收设备之间的时钟同步以及实现对光纤的检测。降低了对发送设备的要求，降低了更换发送设备所带来的硬件成本。而且发送设备通过与OTDR的协同过程以获取用于进行时钟同步和光纤检测的耦合信号，降低了发送设备所需要处理的数据量，提高了进行时钟同步以及对光纤进行检测的效率。

本申请第二方面提供了一种用于实现时钟同步的方法，该方法包括：接收设备接收来自发送设备的第一光信号，该第一光信号包括该发送设备分时向该接收设备发送的伪业务信号和OSC信号，该伪业务信号为未承载业务的光信号，该OSC信号和该伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；该接收设备从该第一光信号中提取出该时钟信息；该接收设备根据该时钟信息进行时钟同步。

采用本方面所示的方法，接收设备分时接收来自发送设备的伪业务信号和OSC信号。从而避免了耦合信号和OSC信号的相互干扰。接收设备基于OSC信号和耦合信号中的伪业务信号所包括的时钟信息进行时钟同步，降低了时钟同步的过程中的复杂度，提高了时钟同步的精度。

基于本申请第二方面，一种可选地实现方式中，该OSC信号包括第一时钟信息，该伪业务信号包括第二时钟信息，该第一时钟信息和该第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且该第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和该第二时钟信息在该时间周期内的比特跳变的次数相同。

基于本申请第二方面，一种可选地实现方式中，该接收设备根据该时钟信息进行时钟同步包括：该接收设备根据该时钟信息进行频率同步，该频率同步是指该第一光信号和第二光信号的时钟周期一致，该第二光信号为该发送设备发出的光信号，该时钟周期为两个相邻的上升沿之间的时间，或，该时钟周期为两个相邻的下降沿之间的时间。

基于本申请第二方面，一种可选地实现方式中，该接收设备根据该时钟信息进行时钟同步包括：该接收设备对该时钟信息进行过采样以获取时间戳；该接收设备根据该时间戳进行时间同步，该时间同步是指同一时刻在该发送设备和该接收设备的时间一致。

采用本方面所示的方法，接收设备基于过采样的方式获取时间戳，提高了获取该时间戳的准确性，进而提高了时钟同步的精度。

本申请第三方面提供了一种发送设备，包括：处理器、存储器以及光收发器，其中，该处理器、该存储器以及该光收发器通过线路互联，该处理器调用该存储器中的程序代码用于执行如下步骤：获取耦合信号，该耦合信号已耦合光时域反射仪OTDR信号和伪业务信号，该伪业务信号为未承载业务的光信号；生成光监控信道OSC信号，该OSC信号和该伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；该光收发器用于执行如下步骤：通过光纤分时发送该耦合信号和该OSC信号；通过该光纤接收反射光信号，该反射光信号为该光纤根据该OTDR信号所反射的光信号，该反射光信号用于对该光纤进行检测。

本方面所示的有益效果的说明，请详见第一方面所示，不做赘述。

基于本申请第三方面，一种可选地实现方式中，该光收发器还用于：接收来自OTDR的请求消息，该请求消息用于指示传输该耦合信号的第一传输周期；该光收发器通过光纤分时发送该耦合信号和该OSC信号的过程中，具体用于：在该第一传输周期内传输该耦合信号；在第二传输周期内传输该OSC信号，且该第一传输周期和该第二传输周期为相邻的两个传输周期。

基于本申请第三方面，一种可选地实现方式中，该OSC信号包括第一时钟信息，该伪业务信号包括第二时钟信息，该第一时钟信息和该第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且该第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和该第二时钟信息在该时间周期内的比特跳变的次数相同。

基于本申请第三方面，一种可选地实现方式中，该处理器获取耦合信号的过程中，具体用于：生成该OTDR信号和该伪业务信号；对该OTDR信号和该伪业务信号进行耦合以生成该耦合信号。

基于本申请第三方面，一种可选地实现方式中，该光收发器还用于：接收来自OTDR的该耦合信号。

基于本申请第三方面，一种可选地实现方式中，该光收发器还用于：接收来自OTDR的该OTDR信号；该处理器还用于：生成该伪业务信号；对该OTDR信号和该伪业务信号进行耦合以生成该耦合信号。

基于本申请第三方面，一种可选地实现方式中，该光收发器还用于：接收来自OTDR的该OTDR信号和该伪业务信号；该处理器还用于：对该OTDR信号和该伪业务信号进行耦合以生成该耦合信号。

本申请第四方面提供了一种接收设备，包括：处理器、存储器以及光收发器，其中，该处理器、该存储器以及该光收发器通过线路互联，该光收发器用于：接收到来自发送设备的第一光信号，该第一光信号包括该发送设备分时向该接收设备发送的伪业务信号和OSC信号，该伪业务信号为未承载业务的光信号，该OSC信号和该伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；该处理器调用该存储器中的程序代码用于执行如下步骤：从该第一光信号中提取出该时钟信息；根据该时钟信息进行时钟同步。

本方面所示的有益效果的说明，请详见第二方面所示，不做赘述。

基于本申请第四方面，一种可选地实现方式中，该OSC信号包括第一时钟信息，该伪业务信号包括第二时钟信息，该第一时钟信息和该第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且该第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和该第二时钟信息在该时间周期内的比特跳变的次数相同。

基于本申请第四方面，一种可选地实现方式中，该处理器根据该时钟信息进行时钟同步的过程中，具体用于：根据该时钟信息进行频率同步，该频率同步是指该第一光信号和第二光信号的时钟周期一致，该第二光信号为该发送设备发出的光信号，该时钟周期为两个相邻的上升沿之间的时间，或，该时钟周期为两个相邻的下降沿之间的时间。

基于本申请第四方面，一种可选地实现方式中，该处理器根据该时钟信息进行时钟同步的过程中，具体用于：对该时钟信息进行过采样以获取时间戳；根据该时间戳进行时间同步，该时间同步是指同一时刻在该发送设备和该接收设备的时间一致。

本申请第五方面提供了一种光通信系统，该光通信系统包括发送设备、接收设备以及连接在发送设备和接收设备之间的光纤。该发送设备用于执行上述第一方面任一项所示的方法，该接收设备用于执行上述第二方面任一项所示的方法。

基于本申请第五方面，一种可选地实现方式中，该光通信系统还包括光时域反射仪OTDR，该OTDR与该发送设备连接。

本申请第六方面提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当该指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面或第二方面任一项所示的方法。

本申请第七方面提供了一种数字处理芯片，芯片包括处理器和存储器，存储器和处理器通过线路互联，存储器中存储有指令，处理器用于执行如上述第一方面或第二方面任一项所示的方法。

本申请第八方面提供了一种包含指令的程序产品，当该指令在装置上运行时，使得该装置执行如上述第一方面或第二方面任一项所示的方法。

本申请提供了一种用于实现光纤检测及时钟同步的方法和相关设备，为实现时钟同步以及对光纤的检测，则发送设备通过光纤向接收设备分时发送耦合信号和OSC信号。耦合信号已耦合光时域反射仪OTDR信号和伪业务信号，伪业务信号为未承载业务的光信号。可见，因分时发送，有效地避免了耦合信号和OSC信号之间的相互干扰，提高了对光纤进行检测的准确性。接收设备基于OSC信号和耦合信号中的伪业务信号进行时钟同步，有效地保证了时钟同步的成功率，降低了时钟同步的过程中的复杂度，提高了时钟同步的精度。

附图说明

图1为本申请所提供的光通信系统的第一种实施例结构示意图；

图2为本申请所提供的方法的第一种实施例步骤流程图；

图3为本申请所提供的发送设备所发送的光信号的一种示意图；

图4为本申请所提供的时钟信息的一种示意图；

图5为本申请所提供的1588同步中时间同步的一种示意图；

图6为本申请所提供的光通信系统的第二种实施例结构示意图；

图7为本申请所提供的方法的第二种实施例步骤流程图；

图8为本申请所提供的网络设备的一种实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为更好的理解本申请所提供的方法，以下首先结合图1所示对本申请所提供的方法所应用的光通信系统的结构进行说明。其中，图1为本申请所提供的光通信系统的第一种实施例结构示意图。

本实施例所示的光通信系统100包括发送设备101和接收设备102，且该发送设备101和该接收设备102之间通过光纤103进行连接。其中，发送设备101为用于发布时钟信息的网络设备。接收设备102为用于基于该时钟信息进行时钟同步的网络设备。本实施例对发送设备101以及接收设备102的具体设备类型不做限定。例如，若该光通信网络为光传送网(optical transport network，OTN)，则该发送设备101和该接收设备102均为OTN设备。若该光通信网络为光接入网(optical access network，OAN)，则该发送设备101为光线路终端(optical line terminal，OLT)，接收设备102为光网络单元(optical network unit，ONU)，或者，发送设备101为ONU，而该接收设备102为OLT。

基于图1所示的光通信系统，以下首先结合图2所示对本实施例所提供的方法的具体执行流程进行说明。其中，图2为本申请所提供的方法的第一种实施例步骤流程图。

步骤201、发送设备获取耦合信号。

本实施例所示的耦合信号已耦合OTDR信号和伪业务信号。

首先，对OTDR信号进行说明：

该OTDR信号用于对发送设备所连接的光纤进行检测。具体地，在需要对发送设备所连接的光纤进行检测的情况下，发送设备可将OTDR信号输入至该光纤。发送设备利用OTDR信号在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射实现对该光纤的检测。其中，对光纤进行检测可指，对光纤的长度进行检测、对光纤的传输衰减进行检测、对光纤的断点进行检测以及定位等。发送设备基于该OTDR信号为光纤的维护提供快速的分析和故障定位手段。

其次，对伪业务信号进行说明：

本实施例所示的伪业务信号为未承载业务的光信号。本实施例中，为保证发送设备在发送耦合信号的期间，接收设备能够进行时钟同步，则该伪业务信号需要包括时钟信息。该时钟信息包括多个具有跳变的比特。接收设备即可基于该时钟信息实现时钟同步。

本实施例对伪业务信号的码型不做限定，只要伪业务信号在一个时间周期内具有N次的比特跳变即可，从而使得接收设备能够从伪业务信号中恢复出时钟信息。本实施例对时间周期的具体长度以及N的具体取值不做限定，例如，该时间周期的时间长度可为小于或等于50个单位时间的任意时间长度。其中，该单位时间是指发送设备发送1比特数据所需要的时间。该N的取值可为大于或等于1的任意整数。本实施例以伪业务信号码型为0x55码型为例进行示例性说明。在伪业务信号的码型为0x55的情况下，该伪业务信号的一个时间周期内的所有比特中，具有50％的跳变比特。例如，该伪业务信号的一个时间周期内的比特可为：01010101……

再次，对耦合信号的来源进行说明：

本实施例所示的发送设备集成有OTDR功能，从而使得发送设备基于该OTDR功能实现耦合信号的产生。例如，发送设备的处理器集成OTDR功能，该处理器可以是一个或多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、专用集成芯片(applicationspecific integrated circuit，ASIC)、系统芯片(system on chip，SoC)、中央处理器(central processor unit，CPU)、网络处理器(network processor，NP)、数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)、微控制器(micro controller unit，MCU)，可编程控制器(programmable logic device，PLD)或其它集成芯片，或者上述芯片或者处理器的任意组合等。又如，发送设备内单独设置有用于实现OTDR功能的OTDR电路。

集成有OTDR功能的发送设备能够生成伪业务信号和用于对发送设备所连接的光纤进行检测的OTDR信号。

需明确的是，本实施例以耦合信号耦合有OTDR信号和伪业务信号为例。在其他示例中，该耦合信号还可耦合伪业务信号和其他类型的用于对光纤进行检测的信号等，具体在本申请中不做限定。

步骤202、发送设备生成OSC信号。

本实施例所示的OSC信号用于承载光监控信息，以实现对光通信系统的管理。本实施例所示的OSC信号包括时钟信息，具体地，该OSC信号包括第一时钟信息，该伪业务信号包括第二时钟信息。该第一时钟信息和该第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且该第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和该第二时钟信息在该时间周期内的比特跳变的次数相同。使得在发送设备发送耦合信号的期间内，接收设备能够基于耦合信号所包括的第二时钟信息进行时钟同步。在发送设备发送OSC信号的期间内，发送设备能够基于OSC信号的第一时钟信息进行时钟同步。

本实施例所示的步骤201至步骤202之间并无执行时序上的先后限定。

步骤203、发送设备通过光纤分时向接收设备发送耦合信号和OSC信号。

例如，如图3所示，其中，图3为发送设备所发送的光信号的示意图。发送设备可预先确定用于发送耦合信号的第一传输周期301以及用于发送OSC信号的第二传输周期302。第一传输周期301和该第二传输周期302在时间上相邻。本实施例对第一传输周期301以及第二传输周期302具体的持续时间的长度不做限定，只要在第一传输周期301内该发送设备能够将耦合信号所包括的多个比特310经由光纤向接收设备发送，且在第二传输周期302内该发送设备能够将将OSC信号所包括的多个比特320经由光纤向接收发送即可。

可见，在第一传输周期301内，该发送设备仅会将耦合信号发送至接收设备。即在第一传输周期301内，发送设备停止发送OSC信号。同样地，在第二传输周期302内，该发送设备仅会将OSC信号发送至接收设备。即在第二传输周期302内，发送设备停止发送耦合信号。因耦合信号和OSC信号采用分时发送的方式，则有效地避免了耦合信号和OSC信号之间的相互干扰，提高了接收设备进行时钟同步的精确性。

步骤204、发送设备通过光纤接收反射光信号。

本实施例中，在发送设备通过光纤发送耦合信号的情况下，光纤根据耦合信号已耦合的OTDR信号向发送设备反射该反射光信号。发送设备即可基于该反射光信号实现对光纤的检测。

例如，发送设备可基于菲涅尔反射实现对光纤的目标点的检测。该目标点可为光纤的断面、光纤的尾点或光纤故障点等。具体地，经由光纤传输的OTDR信号遇到光纤中的目标点会产生菲涅尔反射以形成该反射光信号，发送设备基于下述所示的公式1即可实现对光纤的目的点的定位：

公式1：L＝c*t/2*n。其中，L为发送设备和目标点之间的距离，t为发送设备从发出耦合信号的时刻到发送设备接收到该反射光信号的时刻之间的持续时间，n为光纤纤芯的折射率，c为光速。

本实施例对发送设备根据发射光信号进行光纤检测的说明为可选地示例，不做限定，在其他示例中，该反射光信号也可为OTDR信号沿光纤进行传输的过程中基于瑞利散射形成无规律的反射光信号，发送设备即可基于瑞利散射形成的反射光信号对光纤的衰减进行检测。

步骤205、接收设备接收来自发送设备的第一光信号。

该第一光信号包括该发送设备分时向该接收设备发送的伪业务信号和OSC信号。对该伪业务信号和该OSC信号的说明，请详见上述步骤201至步骤202所示，具体不做赘述。

步骤206、接收设备从第一光信号中提取出时钟信息。

本实施例中，接收设备支持时钟和数据恢复(clock and data recovery，CDR)功能，则接收设备基于该CDR即可从第一光信号中提取出时钟信息。

具体地，该时钟信息包括第一时钟信息和第二时钟信息。其中，因接收设备从发送设备分时接收到OSC信号和伪业务信号，可见，在接收设备接收OSC信号的期间，接收设备基于CDR能够从OSC信号中提取出该第一时钟信息。在接收设备接收伪业务信号的期间，接收设备基于CDR能够从伪业务信号中提取出该第二时钟信息。对第一时钟信息和第二时钟信息的具体说明，请详见步骤202所示，具体不做赘述。

步骤207、接收设备根据时钟信息进行时钟同步。

具体地，本实施例所示的时钟同步为1588同步，接收设备即可根据该时钟信息进行1588同步，该1588同步包括频率同步和时间同步。

以下对1588同步的频率同步进行说明：

本实施例所示的接收设备基于CDR实现频率同步。该频率同步是指该第一光信号和第二光信号的时钟周期一致。其中，该第二光信号为发送设备发出的光信号。该第一光信号为经过光纤传送后到达接收设备的光信号。

可选地，该第一光信号和第二光信号所包括的信息是不同的，即从发送设备所发出的第二光信号所包括的OTDR信号在光纤中被完全的衰减。该OTDR信号不会传输至该接收设备。可见，此种情况下，接收设备接收到的第一光信号中仅包括OSC信号和伪业务信号，不包括该OTDR信号。还可选地，该第一光信号和第二光信号所包括的信息是相同的。即从发送设备所发出的第二光信号所包括的OTDR信号在光纤中仅部分功率被衰减，则该OTDR还会有部分传输至接收设备。此种情况下，接收设备接收到的第一光信号中包括OTDR信号、OSC信号和伪业务信号。因仅有OSC信号和伪业务信号包括时钟信息，则接收设备可仅根据第一光信号所包括的OSC信号和伪业务信号进行时钟同步。

上述所示的第一光信号的时钟周期是指，第一光信号的时钟信息所包括的一系列比特中，两个相邻的上升沿之间的时间。如图4所示，其中，图4为时钟信息的一种示意图。图4所示为第一光信号的时钟信息的示意图。如图4所示的时钟周期400所示可知，该时钟周期400包括相邻的两个上升沿401以及上升沿402。即该时钟周期400为上升沿401和上升沿402之间的时间。需明确的是，本实施例以时钟周期为相邻的两个上升沿之间的时间为例进行示例性说明，在其他示例中，该时钟周期还可为相邻的两个下降沿之间的时间，具体不做赘述。对第二光信号的时钟周期的说明，请详见图4所示的对第一光信号的时钟周期的说明，具体不做赘述。

若第一光信号的时钟周期和第二光信号的时钟周期相同，则说明第一光信号和第二光信号之间频率同步。若第一光信号的时钟周期和第二光信号的时钟周期不同，则说明第一光信号和第二光信号之间频率不同步。接收设备对第一光信号进行调节，从而使得第一光信号的时钟周期和第二光信号的时钟周期相同。

以下结合图5所示对1588同步的时间同步进行说明，其中，图5为1588同步的时间同步的一种示意图。

为实现时间同步，则接收设备需要对时钟信息进行过采样(Oversampling)以获取时间戳。其中，过采样(Oversampling)是指以高于信号带宽两倍或以信号最高频率进行采样的过程。通过对时钟信息进行过采样能够准确地获取到时间戳，接收设备即可根据该时间戳进行时间同步。通过过采样的方式有效地提高了进行时间同步的精确性。其中，该时间同步是指同一时刻在该发送设备和该接收设备的时间一致。

具体地，本实施例所示的接收设备根据如下所示的公式2实现时间同步。

公式2：偏移(Offset)＝[(t2-t1)-(t4-t3)]/2，其中，t1、t2、t3以及t4均为时间戳，以下对各时间戳进行说明：

首先，发送设备向接收设备发送该时间戳t1，以下对时间戳t1进行说明：

发送设备在目标比特的目标跳变位置处调制时间戳t1。其中，该目标比特为第二光信号的时钟信息所包括任一比特。本实施例以目标比特为该第二光信号的时钟信息所包括的一系列比特中的第一个比特为例进行示例性说明。该目标跳变可为目标比特的上升沿，也可为该目标比特的下降沿。本实施例以该目标跳变为该目标比特的上升沿为例进行示例性说明。其中，该时间戳t1用于指示发送设备发送该第二光信号的时刻。

其次，接收设备生成时间戳t2，以下对时间戳t2进行说明：

接收设备在接收到该第一光信号的情况下，即可确定接收该第一光信号的时钟信息的目标比特的目标跳变的时刻为时间戳t2。可见，发送设备和接收设备需要预先确定时间戳t1和时间戳t2的具体位置(目标比特的目标跳变)，从而使得发送设备和接收设备在光信号的相同位置处进行时间戳的获取。

再次，接收设备向发送设备发送时间戳t3，以下对时间戳t3进行说明：

接收设备在成功接收到第一光信号的情况下，接收设备向发送设备发送应答数据流。接收设备在应答数据流的目标比特的目标跳变上调制时间戳t3。该时间戳t3用于指示接收设备发送该应答数据流的时刻。

再次，发送设备将时间戳t4向接收设备发送，以下对时间戳t4进行说明：

在发送设备接收到来自接收设备的应答数据流的情况下，即可确定接收应答数据流的目标比特的目标跳变的时刻t4，发送设备即可将该时间戳t4发送给接收设备。

接收设备在获取到t1、t2、t3以及t4的情况下，基于公式2即可计算出Offset。该Offset指示了第二光信号由发送设备发出的时刻至接收设备接收到第一光信号的时刻为止的时间偏移。可见，若接收设备确定出时间戳t1+Offset＝t2，则说明发送设备和接收设备时间同步。若接收设备确定出时间戳t1+Offset不等于t2，则说明发送设备和接收设备时间不同步。接收设备可对本地时钟进行调节，直至t1+Offset等于t2，以实现发送设备和接收设备的时间同步。

由上述所示可知，为实现发送设备和接收设备的时间同步，则需要接收设备能够在第一光信号的时钟信息中精确的获取到目标比特的目标跳变，进而获取该目标跳变上已调制的时间戳t1。为提高时间同步的精确性，则本实施例所示的接收设备可对第一光信号的时钟信息进行过采样以获取目标比特的目标跳变上已调制的时间戳t1。可见，接收设备对第一光信号的时钟信息进行过采样后，能够准确的确定出目标比特的目标跳变的准确位置。继续以图4所示为例，本实施例以过采样的倍率为64为例。一个时钟周期400内接收设备基于64个采样时刻对第一光信号的时钟信息进行采样。可见，基于过采样接收设备能够精确的确定出时间戳t1，进而提高了时钟同步的精确性。

本实施例中，发送设备也可基于过采样的方式对应答数据流进行采样以精确的确定出时间戳t3，具体说明请详见对时间戳t1的采样过程，具体不做赘述。

采用本实施例所示的方法，为实现发送设备和接收设备之间的时钟同步，则发送设备向接收设备分时发送耦合信号和OSC信号。接收设备即可基于OSC信号和耦合信号中的伪业务信号所包括的时钟信息进行时钟同步，降低了时钟同步的过程中的复杂度，提高了1588同步的效率。而且避免了在发送设备发送耦合信号的期间，接收设备无法进行时钟同步的弊端。接收设备能够基于过采样的方式获取时间戳，从而提高了时间戳的获取精度，进而实现了高精度的1588同步。且发送设备能够分时的向接收设备发送OTDR信号和OSC信号，发送设备即可基于OTDR信号进行光纤的检测，避免了OSC信号对OTDR信号的干扰，提高了对光纤进行检测的准确性。

本申请所提供的方法还可基于图6所示的光通信系统，如图6所示，该光通信系统600包括发送设备601、接收设备602以及连接在发送设备601和接收设备602之间的光纤603。对发送设备601、接收设备602以及光纤603的具体说明请详见图1所示，具体不做赘述。本实施例中，与发送设备601还连接有OTDR604。该OTDR604为一种常用的光纤测试仪器。OTDR604通过向光纤603中发射OTDR信号以对光纤进行检测。

基于图6所示的光通信系统，以下结合图7所示对本申请所提供的方法的具体执行流程进行说明：

步骤701、发送设备通过OTDR获取耦合信号。

以下对发送设备通过OTDR获取耦合信号的几种可选地方式进行示例性说明：

方式1

OTDR生成OTDR信号以及伪业务信号。OTDR耦合OTDR信号以及伪业务信号以生成耦合信号。随后，OTDR即可将耦合信号发送给发送设备。本实施例所示的OTDR信号、伪业务信号以及耦合信号的说明请详见图2所示的步骤201所示，不做赘述。

方式2

发送设备生成伪业务信号。OTDR生成OTDR信号并将该OTDR信号发送给发送设备。发送设备即可对已生成的伪业务信号以及来自OTDR的OTDR信号进行耦合以生成耦合信号。

方式3

OTDR生成OTDR信号以及伪业务信号，并将已生成的该OTDR信号和该伪业务信号向发送设备发送。发送设备对来自OTDR的OTDR信号以及伪业务信号进行耦合以生成耦合信号。

步骤702、发送设备生成OSC信号。

本实施例所示的步骤701至步骤702之间并无执行时序上的先后限定。

步骤703、OTDR向发送设备发送请求消息。

本实施例中，为实现对耦合信号和OSC信号的分时发送，则OTDR向发送设备发送请求消息。该请求消息用于指示传输该耦合信号的第一传输周期，对该第一传输周期的具体说明，请参见图2所示的步骤203所示，具体在本实施例中不做赘述。

本实施例所示的步骤702至步骤703之间并无执行时序上的先后限定。

步骤704、发送设备接收请求消息。

步骤705、发送设备确定第二传输周期。

本实施例中，在发送设备接收到来自OTDR的请求消息的情况下，即可确定出与第一传输周期相邻的第二传输周期，对第二传输周期的说明，请详见图2所示的步骤203所示，具体不做赘述。

步骤706、发送设备通过光纤分时向接收设备发送耦合信号和OSC信号。

步骤707、发送设备通过光纤接收反射光信号。

本实施例所示的步骤706至步骤707的具体执行过程，请详见图2所示的步骤203至步骤204所示，具体不做赘述。

步骤708、发送设备将反射光信号发送给OTDR。

步骤709、OTDR根据反射光信号对光纤进行检测。

本实施例所示的OTDR根据反射光信号对光纤进行检测的过程的说明，请详见图2所示的步骤204所示发送设备根据反射光信号对光纤进行检测的过程，具体不做赘述。

步骤710、接收设备接收来自发送设备的第一光信号。

步骤711、接收设备从第一光信号中提取出时钟信息。

步骤712、接收设备根据时钟信息进行时钟同步。

本实施例所示的步骤710至步骤712的具体执行过程，请详见图2所示的步骤205至步骤207所示，具体不做赘述。

采用本实施例所示的方法，无需发送设备集成OTDR功能，只要将该发送设备与OTDR进行连接，即可实现发送设备和接收设备之间的时钟同步以及实现对光纤的检测。从而降低了对发送设备的要求，提高了本实施例所示的方法的应用场景，降低了更换发送设备所带来的硬件成本。而且发送设备通过与OTDR的协同过程以获取用于进行时钟同步和光纤检测的耦合信号，降低了发送设备所需要处理的数据量，提高了进行时钟同步以及对光纤进行检测的效率。

下面结合图8所示，对本申请所提供的网络设备进行描述。其中，图8为本申请实施例所示的网络设备结构示意图。

该网络设备包括处理器801、存储器802和光收发器803。该处理器801、存储器802和光收发器803通过线路互联。其中，存储器802用于存储程序指令和数据。

在一种可能的实现方式中，该网络设备为作为发送设备，对发送设备的具体说明，请详见图1所示，具体不做赘述。在此种示例下，该存储器802存储了支持图2以及图7所示的步骤中，由发送设备执行的程序指令和数据。处理器801以及光收发器803用于执行图2以及图7任一实施例所示的方法步骤。

在图2中，处理器801用于执行步骤201至步骤202。光收发器803用于执行步骤203以及步骤204。在图7中，处理器801和光收发器803共同用于执行步骤701。处理器801用于执行步骤702以及步骤705，光收发器803用于执行步骤704、步骤706、步骤707以及步骤708。

在一种可能的实现方式中，该网络设备为作为接收设备，对接收设备的具体说明请详见图2所示，具体不做赘述。存储器802存储了支持图2以及图7所示步骤中由接收设备执行的程序指令和数据。处理器801以及光收发器803用于执行图2以及图7任一实施例所示的方法步骤。

在图2中，光收发器803用于执行步骤205,处理器801用于执行步骤206至步骤207。在图7中，光收发器803用于执行步骤710,处理器801用于执行步骤711至步骤712。

本申请实施例还提供一种数字处理芯片。该数字处理芯片中集成了用于实现上述处理器801的功能的电路和一个或者多个接口。当该数字处理芯片中集成了存储器时，该数字处理芯片可以完成前述实施例中的任一个或多个实施例的方法步骤。当该数字处理芯片中未集成存储器时，可以通过接口与外置的存储器连接。该数字处理芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现上述实施例中发送设备或接收设备执行的动作。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种用于实现光纤检测及时钟同步的方法，其特征在于，所述方法包括：

发送设备获取耦合信号，所述耦合信号已耦合光时域反射仪OTDR信号和伪业务信号，所述伪业务信号为未承载业务的光信号；

所述发送设备生成光监控信道OSC信号，所述OSC信号和所述伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；

所述发送设备通过光纤分时发送所述耦合信号和所述OSC信号；

所述发送设备通过所述光纤接收反射光信号，所述反射光信号为所述光纤根据所述OTDR信号所反射的光信号，所述反射光信号用于对所述光纤进行检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述发送设备接收来自OTDR的请求消息，所述请求消息用于指示传输所述耦合信号的第一传输周期；

所述发送设备通过光纤分时发送所述耦合信号和所述OSC信号包括：

所述发送设备在所述第一传输周期内传输所述耦合信号；

所述发送设备在第二传输周期内传输所述OSC信号，且所述第一传输周期和所述第二传输周期为相邻的两个传输周期。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述OSC信号包括第一时钟信息，所述伪业务信号包括第二时钟信息，所述第一时钟信息和所述第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且所述第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和所述第二时钟信息在所述时间周期内的比特跳变的次数相同。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送设备获取耦合信号包括：

所述发送设备生成所述OTDR信号和所述伪业务信号；

所述发送设备对所述OTDR信号和所述伪业务信号进行耦合以生成所述耦合信号。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送设备获取耦合信号包括：

所述发送设备接收来自OTDR的所述耦合信号。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送设备获取耦合信号包括：

所述发送设备接收来自OTDR的所述OTDR信号；

所述发送设备生成所述伪业务信号；

所述发送设备对所述OTDR信号和所述伪业务信号进行耦合以生成所述耦合信号。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送设备获取耦合信号包括：

所述发送设备接收来自OTDR的所述OTDR信号和所述伪业务信号；

所述发送设备对所述OTDR信号和所述伪业务信号进行耦合以生成所述耦合信号。

8.一种用于实现时钟同步的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收设备接收来自发送设备的第一光信号，所述第一光信号包括所述发送设备分时向所述接收设备发送的伪业务信号和OSC信号，所述伪业务信号为未承载业务的光信号，所述OSC信号和所述伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；

所述接收设备从所述第一光信号中提取出所述时钟信息；

所述接收设备根据所述时钟信息进行时钟同步。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述OSC信号包括第一时钟信息，所述伪业务信号包括第二时钟信息，所述第一时钟信息和所述第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且所述第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和所述第二时钟信息在所述时间周期内的比特跳变的次数相同。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述接收设备根据所述时钟信息进行时钟同步包括：

所述接收设备根据所述时钟信息进行频率同步，所述频率同步是指所述第一光信号和第二光信号的时钟周期一致，所述第二光信号为所述发送设备发出的光信号，所述时钟周期为两个相邻的上升沿之间的时间，或，所述时钟周期为两个相邻的下降沿之间的时间。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述接收设备根据所述时钟信息进行时钟同步包括：

所述接收设备对所述时钟信息进行过采样以获取时间戳；

所述接收设备根据所述时间戳进行时间同步，所述时间同步是指同一时刻在所述发送设备和所述接收设备的时间一致。

12.一种发送设备，其特征在于，包括：

处理器、存储器以及光收发器，其中，所述处理器、所述存储器以及所述光收发器通过线路互联，所述处理器调用所述存储器中的程序代码用于执行如下步骤：

获取耦合信号，所述耦合信号已耦合光时域反射仪OTDR信号和伪业务信号，所述伪业务信号为未承载业务的光信号；

生成光监控信道OSC信号，所述OSC信号和所述伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；

所述光收发器用于执行如下步骤：

通过光纤分时发送所述耦合信号和所述OSC信号；

通过所述光纤接收反射光信号，所述反射光信号为所述光纤根据所述OTDR信号所反射的光信号，所述反射光信号用于对所述光纤进行检测。

13.根据权利要求12所述的发送设备，其特征在于，所述光收发器还用于：

接收来自OTDR的请求消息，所述请求消息用于指示传输所述耦合信号的第一传输周期；

所述光收发器通过光纤分时发送所述耦合信号和所述OSC信号的过程中，具体用于：

在所述第一传输周期内传输所述耦合信号；

在第二传输周期内传输所述OSC信号，且所述第一传输周期和所述第二传输周期为相邻的两个传输周期。

14.根据权利要求12或13所述的发送设备，其特征在于，所述OSC信号包括第一时钟信息，所述伪业务信号包括第二时钟信息，所述第一时钟信息和所述第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且所述第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和所述第二时钟信息在所述时间周期内的比特跳变的次数相同。

15.根据权利要求12或13所述的发送设备，其特征在于，所述处理器获取耦合信号的过程中，具体用于：

生成所述OTDR信号和所述伪业务信号；

对所述OTDR信号和所述伪业务信号进行耦合以生成所述耦合信号。

16.根据权利要求12或13所述的发送设备，其特征在于，所述光收发器还用于：

接收来自OTDR的所述耦合信号。

17.根据权利要求12或13所述的发送设备，其特征在于，所述光收发器还用于：接收来自OTDR的所述OTDR信号；

所述处理器还用于：

生成所述伪业务信号；

对所述OTDR信号和所述伪业务信号进行耦合以生成所述耦合信号。

18.根据权利要求12或13所述的发送设备，其特征在于，

所述光收发器还用于：接收来自OTDR的所述OTDR信号和所述伪业务信号；

所述处理器还用于：对所述OTDR信号和所述伪业务信号进行耦合以生成所述耦合信号。

19.一种接收设备，其特征在于，包括：

处理器、存储器以及光收发器，其中，所述处理器、所述存储器以及所述光收发器通过线路互联，所述光收发器用于：

接收到来自发送设备的第一光信号，所述第一光信号包括所述发送设备分时向所述接收设备发送的伪业务信号和OSC信号，所述伪业务信号为未承载业务的光信号，所述OSC信号和所述伪业务信号均包括用于进行时钟同步的时钟信息；

所述处理器调用所述存储器中的程序代码用于执行如下步骤：

从所述第一光信号中提取出所述时钟信息；

根据所述时钟信息进行时钟同步。

20.根据权利要求19所述的接收设备，其特征在于，所述OSC信号包括第一时钟信息，所述伪业务信号包括第二时钟信息，所述第一时钟信息和所述第二时钟信息均包括多个具有跳变的比特，且所述第一时钟信息在一个时间周期内的比特跳变的次数和所述第二时钟信息在所述时间周期内的比特跳变的次数相同。

21.根据权利要求19或20所述的接收设备，其特征在于，所述处理器根据所述时钟信息进行时钟同步的过程中，具体用于：

根据所述时钟信息进行频率同步，所述频率同步是指所述第一光信号和第二光信号的时钟周期一致，所述第二光信号为所述发送设备发出的光信号，所述时钟周期为两个相邻的上升沿之间的时间，或，所述时钟周期为两个相邻的下降沿之间的时间。

22.根据权利要求19或20所述的接收设备，其特征在于，所述处理器根据所述时钟信息进行时钟同步的过程中，具体用于：

对所述时钟信息进行过采样以获取时间戳；

根据所述时间戳进行时间同步，所述时间同步是指同一时刻在所述发送设备和所述接收设备的时间一致。

23.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1至11任一项所述的方法。

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