WO2011088727A1 - 无源光网络的时间同步方法、装置及系统 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of communications technologies, and in particular, to a time synchronization method, apparatus, and system for a passive optical network.
- the P0N network is usually composed of an optical line terminal (0LT) 12, an optical splitter 14, an optical network unit (0NU) 16 and an optical fiber connected to the device, and 0LT is used as a central office device through a trunk optical fiber. Connected to the optical splitter, the optical splitter is connected to each ONU through a separate branch fiber.
- the optical splitter implements the splitting function, and transmits the downlink optical signal of the 0LT12 to all the ONUs 16 through the branch fiber; in the uplink direction, the optical splitter 14 implements the optical signal convergence function, and aggregates the optical signals sent by the ONU16. Sent to the 0LT12 through the backbone fiber. In order to ensure that the time of the optical signal sent by each ONU reaches 0LT is the same, the existing P0N is usually implemented by the ToD (Time of Day) transmission scheme. As shown in FIG. 2, the 0LT12 is from the core network 22.
- Time source 24 acquires ToD (can pass some kind of packet network time synchronization mechanism, for example: 1588v2), and then 0NU16 obtains ToD from 0LT12, thereby completing time synchronization of 0NU16.
- ToD can pass some kind of packet network time synchronization mechanism, for example: 1588v2
- 0NU16 obtains ToD from 0LT12, thereby completing time synchronization of 0NU16.
- the inventor has found that in practical applications, some ONUs in some P0N networks have high-precision time sources. If 0LT still acquires ToD from a certain time source of the core network, multi-level transmission through the packet network is required, resulting in the accuracy of ToD. reduce.
- SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a time synchronization method, apparatus and system for a passive optical network having higher synchronization accuracy and saving network resources.
- a time synchronization method for a passive optical network includes the following steps:
- the optical line terminal 0LT receives the clock information sent by the first optical network unit 0NU;
- the optical line terminal adjusts the local time of the optical line terminal according to the clock information, so that the optical line terminal is synchronized with the clock of the first optical network unit;
- the optical line terminal transmits clock information to the second optical network unit such that the second optical network unit is synchronized with the optical line terminal clock.
- An optical line terminal includes:
- a receiving unit configured to receive clock information sent by the first optical network unit 0NU;
- a clock adjustment unit configured to adjust a local time of the optical line terminal according to the clock information, so that the optical line terminal is synchronized with a clock of the first optical network unit;
- a sending unit configured to send clock information to the second optical network unit, so that the second optical network unit is synchronized with the clock of the optical line terminal.
- a passive optical network system comprising:
- An optical network unit configured to send clock information and send the clock information to the optical line terminal OLT;
- the optical line terminal is configured to receive clock information sent by the first optical network unit ONU, and adjust the optical line according to the clock information
- the local time of the terminal is such that the optical line terminal has less clocks than the first optical network unit.
- the embodiment of the present invention acquires clock information through one of the ONUs in the P0N network, and then the 0LT transmits the clock information to the other ONUs, and the OLT does not need to acquire the clock signal from the upper layer network, and the time information does not need to be obtained.
- the clock information of individual ONUs in the system can be fully utilized by 0LT, and the bandwidth resources of the uplink port of 0LT can be saved.
- FIG. 1 is a schematic diagram of an existing P0N system architecture
- Figure 2 is a schematic view of a prior embodiment
- FIG. 3 is a schematic structural diagram of a frame according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a flow chart of the first embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a schematic structural diagram of a frame according to a second embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a schematic structural diagram of a frame according to a second embodiment of the present invention
- FIG. 6 is a flow chart of a second embodiment of the present invention.
- the technical solutions provided by the embodiments of the present invention are further described in detail below with reference to the accompanying drawings and embodiments.
- the first embodiment of the present invention uses the GP0N as an example to describe the technical solution of the present invention.
- FIG. 3 the frame structure of the first embodiment of the present invention is shown.
- the Ident field in the GP0N downlink frame header PCBd has 32 bits.
- the 30 bits are counters, and the Ident count value of each frame is one greater than the previous frame. When the counter reaches the maximum value, the next frame is set to zero.
- GP0N transmitting a downlink frame shown above each 125 ⁇ 8, with each transmission, the downlink frame counter field Ident domain automatically incremented.
- the transmission time Ts2 of the arbitrary frame X2 transmitted by the 0LT can be obtained.
- 0LT obtains the time synchronization of ToD from 0NU as follows:
- 0NU informs 0LT of the time when a certain downlink frame arrives at 0NU through 0MCI message, or PL0AM message, or data message.
- the message contains superframe count and ToD.
- Bay ijOLT can get ToD when sending arbitrary frame according to the above formula. Information, thus completing the time synchronization at 0NU.
- the specific steps are as follows:
- Step 1 0NU calculates the time T1 when the multiframe of the multiframe count is XI reaches the 0NU;
- Step 2 0NU sends the (Xl, T1) correspondence to the 0LT through the 0MCI message (or the PL0AM message, or the data message);
- Step 3 After receiving the message, the 0LT subtracts 0LT from the 0LT to the downlink transmission delay Td of the 0NU, and can obtain the transmission time Tsl of the downlink frame XI sent by the 0LT;
- Step 5 When transmitting the downlink frame ⁇ 2, set the local time of 0LT to the calculated Ts2 so that 0LT and 0NU synchronization; or, calculate the difference between the local time of 0LT and 0NU, and adjust the local time of 0LT by the difference to synchronize 0LT with 0NU.
- Step 6 After the OLT acquires time synchronization with the ONU, the ToD information can be delivered to other ONUs or delivered to other devices.
- the 0LT subtracts the downlink transmission delay Td from the TLT to obtain the transmission time Ts1 of the 0LT transmission downlink frame XI; it can be understood that a person skilled in the art can It is necessary to subtract Td from 0NU before step 2.
- the second embodiment of the present invention uses the EP0N as an example to describe the technical solution of the present invention.
- the 0LT and the 0NU of the EP0N respectively have a local local timestamp of 32 bits in length, and the timestamp is incremented. 1 represents 16 nanoseconds of time lapse.
- This timestamp is used to fill the Timestamp field of the MPCP message and for dynamic bandwidth allocation.
- Timestamp is used by 0LT to directly map its local timestamp when sending MPCP packets.
- the 0NU receives the corresponding MPCP packet, it sets its local timestamp to the value of the Timestamp field in the corresponding MPCP packet.
- the 0NU is self-oscillated by the local clock, and the timestamp values are accumulated accordingly to maintain synchronization with the corresponding timestamp of 0LT.
- the difference between the timestamps between 0NU and 0LT is fixed at RTT/2 (more precisely, Td, downlink transmission delay). If the ToD corresponding to the timestamp on the 0NU side is known, then the ToD corresponding to the 0LT can be calculated by this relationship, thereby realizing the time synchronization between the OLT and the ONU.
- time synchronization method of EP0N is as follows:
- 0NU tells 0LT that the ToD information corresponding to a timestamp can be extended by 0AM message, or MPCP message, or data message.
- the message content includes: Timestamp and ToD, then the ONU can synchronize the time of 0LT according to the above relationship.
- Step 1 0NU obtains ToD corresponding to any local timestamp XI, and records it as T1;
- Step 2 0NU sends the (Xl, T1) correspondence to the 0LT through the extended 0AM message (or MPCP message, or data message);
- Step 3 After receiving the message, the 0LT subtracts the downlink transmission delay Td from the 0NU to obtain the ToD value corresponding to the timestamp XI of the OLT;
- Step 4 0LT can obtain the time synchronization with the ONU according to the ToD information corresponding to the timestamp;
- Step 5 0LT obtains the time synchronization with the ONU, and can transfer the ToD information to other ONUs or to other devices;
- the embodiment of the present invention acquires clock information through one of the ONUs in the P0N network, and then the 0LT is timed again.
- the clock information is transmitted to other 0NUs, and the OLT does not need to obtain the clock signal from the upper layer network.
- the time information does not need to be transmitted through the packet network in multiple stages.
- the accuracy of the ToD can be significantly improved, and the clock information of the individual 0NUs in the system can be fully utilized by the 0LT. At the same time, it can also save the bandwidth resources of the uplink port of 0LT.
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Description
无源光网络的时间同步方法、 装置及系统 本申请要求于 2010年 1月 22日提交中国专利局、 申请号为 201010103233. 6、 发 明名称为 "无源光网络的时间同步方法、 装置及系统"的中国专利申请的优先权, 其全 部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域 本发明涉及通信技术领域, 具体涉及一种无源光网络的时间同步方法、 装置及系 统。
背景技术 无源光网络 (P0N) 技术, 是一种点对多点方式的光接入技术。 如图 1所示, P0N 网络通常由光线路终端 (0LT) 12、 光分路器 14、 光网络单元 (0NU) 16 以及连接这个 设备的光纤组成, 0LT作为局端设备, 通过一根主干光纤与光分路器连接, 光分路器通 过单独的分支光纤连接每一个 0NU。 在下行方向, 光分路器实现分光功能, 通过分支光 纤将 0LT12的下行光信号发送给所有的 0NU16 ;在上行方向,光分路器 14实现光信号汇 聚功能, 将 0NU16发送的光信号汇聚, 通过主干光纤发送给 0LT12。 为了保证各个 0NU发送的光信号到达 0LT的时间是相同的, 现有的 P0N通常采用 ToD ( Time of Day, 时间日期) 传输的方案实现, 如图 2所示, 0LT12从核心网络 22 的某个时间源 24获取 ToD (可以通过某种包网络时间同步机制, 比如: 1588v2), 然后 0NU16再从 0LT12获取 ToD, 从而完成 0NU16的时间同步。 发明人发现, 在实际应用中, 有些 P0N网络中的个别 0NU自身具有高精度时间源, 如果 0LT依然从核心网络的某个时 间源获取 ToD, 则需要通过包网络多级传输, 导致 ToD的精度降低。 发明内容 本发明的目的在于提供一种具有较高同步精度且节省网络资源的无源光网络的时 间同步方法、 装置及系统。
本发明的技术方案:
一种无源光网络的时间同步方法, 包括以下步骤:
光线路终端 0LT接收第一光网络单元 0NU发送的时钟信息;
光线路终端根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间, 使得所述光线路终 端与所述的第一光网络单元的时钟同步;
光线路终端向第二光网络单元发送时钟信息, 使得第二光网络单元与光线路终端 时钟同步。
一种光线路终端, 包括:
接收单元, 用于接收第一光网络单元 0NU发送的时钟信息;
时钟调整单元, 用于根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间, 使得所述 光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同步;
发送单元, 用于向第二光网络单元发送时钟信息, 使得第二光网络单元与光线路 终端的时钟同步。
一种无源光网络系统, 包括:
光网络单元, 用于提供时钟信息并将所述时钟信息向光线路终端 0LT发送; 光线路终端, 用于接收第一光网络单元 0NU发送的时钟信息, 并根据所述的时钟信 息调整光线路终端的本地时间, 使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同 少。
本发明的有益效果: 本发明的实施例 0LT通过 P0N网络中的其中一个 0NU获取时钟信 息, 然后 0LT再将时钟信息传递给其它 0NU, OLT不必再从上层的网络获取时钟信号, 时 间信息不需要通过包网络多级传输, ToD的精度可以明显提高, 在系统中的个别 0NU的时 钟信息能够被 0LT充分利用的同时, 还可以节约 0LT的上行口的带宽资源。 附图说明 为了更清楚地说明本发明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。
图 1为现有的 P0N系统架构示意图;
图 2为现有的实施方案的示意图;
图 3为本发明第一实施例的帧结构示意图;
图 4为本发明第一实施例的流程图;
图 5为本发明第二实施例的帧结构示意图;
图 6为本发明第二实施例的流程图。 具体实施方式 为使本发明的目的、 技术方案、 及优点更加清楚明白, 下面结合附图并举实施例, 对本发明的实施例提供的技术方案进一步详细描述。
本发明的第一实施例以 GP0N为例对本发明的技术方案进行说明, 如图 3所示为本发 明第一实施例的帧结构示意图, GP0N下行帧帧头 PCBd中的 Ident域有 32个比特, 其中的 30个比特为计数器, 每帧的 Ident计数值比前一帧大 1, 当计数器达到最大值后, 下一帧 置为零。 GP0N每 125μ8发送一个如上图所示的下行帧, 每发送一次, 下行帧中的 Ident域 中的计数器字段自动加 1。如果某个下行帧 xl的到达特定 0NU的时间 T1 (该时间通常由 0NU 用硬件测量, 以保证精度), 则就可以知道接下来任意帧 x2到达该 0NU的时间: T2 = T1 + (Χ2 - XI) X 125 s。
该时间 T2减去 OLT到该 ONU的传输延迟 Td (该下行传输延迟可以通过 GP0N现有的测 距机制计算得出), 就可以得到 0LT发送任意帧 X2的发送时间 Ts2。
由此可以得出, 0LT从 0NU获取 ToD的时间同步的方法如下:
0NU通过 0MCI消息、 或者 PL0AM消息, 或者数据报文, 提前告知 0LT某个下行帧的到 达 0NU的时间, 该消息包含超帧计数及 ToD, 贝 ijOLT就可以根据上述公式得到发送任意帧 时的 ToD信息, 从而完成于 0NU的时间同步。 如图 4所示, 具体步骤如下:
步骤 1、 0NU计算复帧计数为 XI的复帧到达该 0NU的时间 T1 ;
步骤 2、 0NU将 (Xl, T1 )对应关系通过 0MCI消息 (或者 PL0AM消息, 或者数据报文) 发送给 0LT;
步骤 3、 0LT收到该消息后, 将 T1减去 0LT到该 0NU的下行传输延迟 Td, 就可以得出 0LT发送下行帧 XI的发送时间 Tsl ;
步骤 4、 如果需要时间同步, 计算出任意下行帧 X2的发送时间 Ts2 = Tsl + (X2 - X1) 步骤 5、发送下行帧 Χ2时,将 0LT的本地时间置为计算出的 Ts2从而使 0LT与 0NU同步; 或者, 计算出 0LT的本地时间与 0NU的差值, 通过该差值调整 0LT的本地时间即可以使 0LT 与 0NU同步。
步骤 6、 OLT获取与该 ONU的时间同步后, 就可以将 ToD信息传递给其他 0NU或者向其 他设备传递。
在本实施例中的步骤 3中, 0LT收到消息后, 由 0LT将 T1减去下行传输延迟 Td以得出 0LT发送下行帧 XI的发送时间 Tsl ; 可以理解, 本领域的普通技术人员可以根据需要在步 骤 2之前之前就由 0NU将 Td减去。
本发明的第二实施例以 EP0N为例对本发明的技术方案进行说明,如图 4所示, EP0N 的 0LT和 0NU都分别有一个本地的 32个比特长度的本地时间戳, 该时间戳每增加 1代表时 间流逝 16纳秒。 该时间戳用来填充 MPCP报文的 Timestamp字段, 以及用于动态带宽分配。 Timestamp就是由 0LT在发送 MPCP报文的时候将其本地时间戳直接映射过去的。 当 0NU接 收到相应的 MPCP报文时, 就会将其本地时间戳设置成相应 MPCP报文中的 Timestamp字段 的值。 在 0NU收到下一个 MPCP报文之前, 0NU通过本地的时钟自振, 对时间戳值进行相应 的累加, 以保持与 0LT的相应时间戳的同步。
通过这种机制, 0NU和 0LT之间的时间戳的差值就固定保持在 RTT/2 (更精确的说是 Td, 下行传输时延)。 如果知道 0NU侧的时间戳对应的 ToD, 那么通过这种关系就可以计 算出 0LT对应的 ToD, 从而实现 OLT与 ONU之间的时间同步。
与 GP0N时间同步方法类似, EP0N的时间同步的方法如下:
0NU告诉 0LT某个时间戳对应的 ToD信息, 可以通过扩展 0AM消息、 或者 MPCP消息、 或者数据报文, 消息内容包含: Timestamp及 ToD, 则 ONU就可以根据上述的关系同步上 0LT的时间。
如图 6所示, 本实施例的具体步骤如下:
步骤 1、 0NU获取任一本地时间戳 XI对应的 ToD, 记为 T1 ;
步骤 2、 0NU将 (Xl, T1 ) 对应关系通过 extended 0AM消息 (或者 MPCP消息, 或者 数据报文) 发送给 0LT;
步骤 3、 0LT收到消息后, 将 T1减去到该 0NU的下行传输延迟 Td, 就可以得到该 OLT 的时间戳 XI对应的 ToD值 Τ ;
步骤 4、 0LT根据其时间戳对应的 ToD信息就可以获取与该 0NU的时间同步; 步骤 5、 0LT获取与该 0NU的时间同步后, 就可以将 ToD信息传递给其他 0NU或者向其 他设备传递;
本发明的实施例 0LT通过 P0N网络中的其中一个 0NU获取时钟信息, 然后 0LT再将时
钟信息传递给其它 0NU, OLT不必再从上层的网络获取时钟信号, 时间信息不需要通过包 网络多级传输, ToD的精度可以明显提高, 在系统中的个别 0NU的时钟信息能够被 0LT充 分利用的同时, 还可以节约 0LT的上行口的带宽资源。
以上是对本发明具体实施例的说明, 在具体的实施过程中本领域的普通技术人员 可以对本发明的方案进行适当的改进和变更, 以适应具体情况的需要。 因此, 本发明的 具体实施方式只是起示范作用, 并不用以限制本发明的保护范围。
Claims
1、 一种无源光网络的时间同步方法, 包括以下步骤:
光线路终端 0LT接收第一光网络单元 0NU发送的时钟信息;
光线路终端根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间, 使得所述光线路终 端与所述的第一光网络单元的时钟同步;
光线路终端向第二光网络单元发送时钟信息, 使得第二光网络单元与光线路终端 时钟同步。
2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述第一光网络单元 0NU发送的时钟 信息包含在光网络终端管理控制接口 0MCI消息或者物理层运营管理维护 PL0AM消息、 或 者数据报文中, 该消息进一步包含超帧计数及时间日期 ToD。
3、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述的光线路终端 0LT接收第一光网 络单元 0NU发送的时钟信息之前, 进一步包括:
0NU计算复帧计数为 XI的复帧到达该 0NU的时间 Tl ;
0NU将 (Xl, Tl ) 对应关系通过消息发送给 0LT。
4、 根据权利要求 3所述的方法, 其特征在于, 所述的光线路终端根据所述的时钟 信息调整光线路终端的本地时间, 使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟 同步具体为:
0LT收到该消息后, 将 T1减去 0LT到该 0NU的下行传输延迟 Td, 得出 0LT发送下行帧 XI的发送时间 Tsl ;
计算出任意下行帧 X2的发送时间 Ts2 = Tsl + (X2 - XI) X 125μ8 ;
发送下行帧 Χ2时, 将 0LT的本地时间置为计算出的 Ts2从而使 0LT与 0NU同步; 或者, 计算出 0LT的本地时间与 0NU的差值, 通过该差值调整 0LT的本地时间, 使 0LT与 0NU同步。
5、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述的光线路终端接收第一光网络 单元 0NU发送的时钟信息之前, 进一步包括:
0NU获取本地时间戳 XI对应的 ToD, 记为 Tl ;
0NU将 (Xl, Tl ) 对应关系通过扩展 0AM消息或者 MPCP消息、 或者数据报文发送给
0LT。
6、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 所述的光线路终端根据所述的时钟 信息调整光线路终端的本地时间, 使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟 同步具体为:
0LT收到消息后, 将 T1减去到该 0NU的下行传输延迟 Td, 得到该 0LT的时间戳 XI对应 的 ToD值 Τ ;
0LT根据其时间戳对应的 ToD信息就可以获取与该 0NU的时间同步。
7、 一种光网络单元, 包括:
时钟单元, 用于提供时钟信息;
发送单元, 用于将所述时钟信息向光线路终端 0LT发送。
8、 根据权利要求 7所述的光网络单元, 其特征在于所述光网络单元 0NU进一步包括 封装单元,用于将所述时钟信息封装在光网络终端管理控制接口 0MCI消息或者物理层运 营管理维护 PL0AM消息、 或者数据报文中。
9、 一种光线路终端, 包括:
接收单元, 用于接收第一光网络单元 0NU发送的时钟信息;
时钟调整单元, 用于根据所述的时钟信息调整光线路终端的本地时间, 使得所述 光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同步;
发送单元, 用于向第二光网络单元发送时钟信息, 使得第二光网络单元与光线路 终端的时钟同步。
10、 一种无源光网络系统, 包括:
光网络单元, 用于提供时钟信息并将所述时钟信息向光线路终端 0LT发送; 光线路终端, 用于接收第一光网络单元 0NU发送的时钟信息, 并根据所述的时钟信 息调整光线路终端的本地时间, 使得所述光线路终端与所述的第一光网络单元的时钟同 少。
11、 根据权利要求 10所述的系统, 其特征在于所述光线路终端进一步包括发送单 元, 用于向其它光网络设备发送时钟信息, 使得其它光网络设备与光线路终端的时钟同 步。
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NENP | Non-entry into the national phase |
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
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