CN102036127A - 测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明披露了测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法及***，包括：OLT在对ONU的测距阶段获取OLT与该ONU的环回逻辑时延T；通过与ONU的信息交互获取ONU的内部固定时延T13，由此计算与ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13，进而根据T1和上下行传输时延的比例关系计算出与ONU之间的下行传输时延Tdn，即Tdn＝T1*下行波长折射率/(上行波长折射率+下行波长折射率)。本发明能够非常精确地测量OLT和ONU间传输时延，为构建高质量的无线网络采用有线网络授时方式实现时间同步而扫除了技术障碍。

Description

测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法及***

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON，Passive Optical Network)的时间同步技术，尤其涉及测量PON中光线路终端(OLT，Optical Line Trrminal)和光网络单元(ONU，Optical Network Unit)间传输时延的方法及***。

背景技术

光接入技术提供大带宽，高可靠性，是接入技术的发展方向。无源光网络是光接入的主要技术之一，其中异步传输模式/宽带PON(A/B PON，ATM/Broadband PON)、以太PON(EPON，Ethernet PON)和吉比特PON(GPON，Gigabit-Capable PON)都已得到了规模应用。

随着数据业务的飞速发展，数据接入的可移动性要求不断凸现，有线、无线网络的融合将更好地满足用户体验。PON技术具备数据、语音和时分复用(TDM，Time Division Multiplex)全业务接入能力，能够满足在不断演进中的无线接入需求。

CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX等移动基站对时间同步有很严格的要求。移动网络提供一些增值业务是也需要严格的时间同步。目前移动基站上主要采用无线授时方式如GPS等技术实现时间同步。在构建高质量的无线网络中，采用有线网络授时方式实现时间同步，会在经济、稳定性上都有重要的意义。

在网络IP化的进程中，网络精确定时协议(IEEE1588)在无线基站上得到了广泛应用。但是，IEEE 1588协议在网络上下行延时对称的情况下工作还比较好，而对于网络上下行非对称的情况则需要对非对称节点进行处理。由于PON机制的设计关心的是整个网络的环回时间，其中包括了一些逻辑处理时间，而不能直接得到PON中光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间的单向时延，PON由此不能精确地实现时间同步。

根据目前的处理协议，在对OLT到ONU的整个测距(即测量二者之间的传输时延)过程中，不能精确确定的部分主要是ONU对OLT的响应时间(response time)，协议规定是35μs，但可以有正负1us的误差，即该响应时间范围是34μs～36μs。由于在PON***原有的应用中不需要得到这个响应时间的精确值，故在目前的PON***中OLT无法精确地确定这个响应时间值。现有的处理方法是直接取35μs进行计算，从而得到OLT到ONU的单向时延，用这种处理方法得到的二者之间的单向时延误差比较大，显然会影响PON***时间同步的精准实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法及***，能够精准地确定OLT到ONU之间的传输时延。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测量光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)间传输时延的方法，包括：

OLT在对ONU的测距阶段获取OLT与该ONU的环回逻辑时延T；通过与ONU的信息交互获取ONU的内部固定时延T13，由此计算与ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13。

进一步地，该方法还包括：

OLT根据T1和上下行传输时延的比例关系计算出与ONU之间的下行传输时延Tdn，即Tdn＝T1*下行波长折射率/(上行波长折射率+下行波长折射率)。

进一步地，环回逻辑时延T的获取具体包括：

OLT向该ONU发送带有测距请求的下行消息，并记录该下行消息的发送时刻Tt；

ONU收到该下行消息，延迟内部固定时延T13以及OLT配置的ONU注册前的延迟时间Teqd，根据该下行消息中OLT指示的上行消息延迟发送时间Tstart向所述OLT发送包含测距应答的上行消息；

OLT收到该上行消息时记录上行消息的接收时刻Tr，然后计算获取环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd。

进一步地，ONU的内部固定时延T13的获取具体包括：

OLT在ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，询问该ONU的T13；所述ONU收到该下行的消息后返回携带有T13的上行消息；OLT收到该上行消息后获取到该T13。

进一步地，OLT在ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，具体包括：

OLT发起对ONU的测距后，指示ONU进入正常工作状态的下行消息；

ONU根据OLT的指示进入正常工作状态，然后返回进入正常工作状态响应的上行消息；

OLT收到该进入正常工作状态响应的上行消息后发送所述下行消息。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测量光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)间传输时延的***，包括通过无源分光器连接的OLT和ONU，其中：

OLT，用于在对ONU的测距阶段获取与ONU的环回逻辑时延T，通过与ONU的信息交互获取该ONU的内部固定时延T13，由此计算与ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13；

ONU，用于根据OLT指示的时间响应OLT的测距请求；根据OLT的请求将该T13返回给OLT。

进一步地，

OLT根据T1和上下行传输时延的比例关系计算出与ONU之间的下行传输时延Tdn，即Tdn＝T1*下行波长折射率/(上行波长折射率+下行波长折射率)。

进一步地，

OLT向ONU发送携带测距请求的下行消息，并记录该下行消息的发送时刻Tt；在接收到ONU发送的包含测距应答的上行消息时，记录接收时刻Tr；根据Tt、指示ONU的上行消息延迟发送时间Tstart、为ONU配置的注册前的延迟时间Teqd以及Tr计算出所述环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd；

ONU收到所述下行消息，延迟内部固定时延T13以及OLT配置的延迟时间Teqd，根据OLT指示的Tstart向OLT发送包含测距应答的上行消息。

进一步地，

OLT在ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，询问该ONU的T13；在收到ONU返回的携带有T13的上行消息后获取到该T13；

ONU收到OLT发送的该下行的消息后返回携带有该T13的上行消息。

进一步地，OLT在ONU进入正常工作状态后发送一下行消息是指：

OLT发起对ONU的测距后，发送指示ONU进入正常工作状态的下行消息；在收到ONU的进入正常工作状态响应的上行消息后发送该下行消息；

ONU根据OLT的指示进入正常工作状态，然后返回该进入正常工作状态响应的上行消息。

本发明克服了现有技术中存在的测量OLT和ONU间传输时延精度不够的问题和缺陷，能够非常精确地测量OLT和ONU间传输时延，为构建高质量的无线网络采用有线网络授时方式实现时间同步而扫除了技术障碍。

附图说明

图1是通过OLT和ONU的连接所表示二者间的时延示意图；

图2是本发明提供的测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法实施例流程图。

具体实施方式

本发明提供的测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法及***，其发明构思是，OLT在测距阶段先获取与ONU的环回逻辑时延T，然后在ONU正常工作阶段获取到该ONU的内部固定时延T13，根据T和T13计算获取二者之间的双向传输时延T1＝T-T13，然后根据上下行传输时延的比例关系得到OLT到ONU的下行传输时延。

以下结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。以下例举的实施例仅仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。

如图1所示，OLT通过无源分光器与和多个ONU连接，OLT通过光纤发起对ONU的测距测量出与ONU的环回逻辑时延，由此测量出OLT与ONU之间的双向时延T1，它包括两部分时延：T1＝Tup+Tdn，其中，Tdn是由OLT到ONU的下行传输延迟，Tdn＝T10dn+T11dn；Tup是由ONU到OLT的上行传输延迟，Tup＝T10up+T11up。

根据光纤上行波长折射率(譬如n1310)和下行波长折射率(譬如n1490)，得到上行传输延迟Tup＝Tdn*(n1310/n1490)；再根据T1的值和上下行传输时延的比例关系得到下行传输延迟Tdn＝T1*n1490/(n1310+n 1490)，其中上行波长折射率n1310和上行波长折射率n1490均为常数。

本发明通过实施例提供的测量光线路终端和光网络单元间时延的方法，包括：

步骤1：OLT在对ONU的测距阶段获取OLT与ONU的环回逻辑时延T，随后发送PLOAM消息，指示ONU进入正常工作状态；

OLT指示ONU进入正常工作状态，是因为OLT随后要向ONU询问其内部固定时延T13，该询问优选为在ONU进入正常工作状态后进行。当然OLT在测距状态下询问也是可行的。

环回逻辑时延T的获取具体包括：

OLT向ONU发送带有测距请求的下行消息，并记录发送时刻Tt；

ONU收到该下行消息，延迟一个内部固定时延T13以及OLT配置的ONU注册前(即ONU进入正常工作状态前)的延迟时间Teqd(一般设置为0，但通常OLT保留有该参数值)，根据该下行消息中ONU指示的上行消息延迟发送时间Tstart发送上行消息；

OLT接收该上行消息，并记录接收时刻Tr；根据Tt、Tstart、Teqd以及Tr计算得到OLT与ONU的环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd。

步骤2：OLT获取该ONU的内部固定时延T13；

在ONU进入正常工作状态后，即OLT收到ONU进入正常工作状态的响应时，OLT通过向ONU发送下行消息询问该ONU的T13值，ONU通过上行消息应答给OLT。

T13值对于每一类ONU来说是个确定的值，可以由ONU设备提供商给出，或者由ONU通过测量得到该值。

步骤3：OLT根据T和T13计算得到OLT与ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13。

OLT由此进一步得到与ONU之间的下行传输时延Tdn＝T1*n 1490/(n1310+n1490)。

如图2所示，是本发明提供的测量光线路终端和光网络单元间传输时延的方法实施例流程，包括如下步骤：

1-1：OLT向ONU下发带有测距请求的下行帧，并记录该下行帧发出时刻Tt；消息经无源分光器到达ONU，由ONU接收该下行帧；

1-2：ONU根据下行帧中的测距请求中OLT指示时间Tstart上发一个GPON传输集合(GTC，GPON TransmissionConvergence)帧，该GTC帧中包含协议规定的物理层运行、管理和维护(PLOAM，Physical Layer Operation Administrationand Management)消息，且该PLOAM消息携带测距应答；

1-3：OLT根据收到的GTC帧，记录该GTC帧的接收时刻Tr；

2-1：OLT向ONU发送一下行的PLOAM消息，询问该ONU的T13值；

OLT在ONU进入正常工作状态后，发送该下行的PLOAM消息，其中消息的ID可用目前保留的ID。

OLT和ONU通过PLOAM消息通道交互ONU内部固定时延T13参数值。OLT和ONU的PLOAM消息部分仅由双方的软件进行处理，不需要修改OLT和ONU的硬件。

2-2：ONU收到该下行的PLOAM消息后上发PLOAM应答消息，该消息中携带T13值，其中消息ID可以是目前尚未使用的上行PLOAM消息ID；

3-1：OLT根据Tt、Tr、Teqd以及Tstart时间，计算出OLT与该ONU的环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd；根据T13和计算获取的T计算OLT与ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13，由此计算OLT到ONU的下行传输时延：T1*n1490/(n1310+n1490)。

由此便可以在目前的测距机制以及PLOAM消息机制层面上实现了OLT与ONU之间精确的时延测量。

本发明针对上述方法实施例，相应地提供了测量光线路终端和光网络单元间传输时延的***实施例，包括通过无源分光器相连的光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)，其中：

OLT，用于在对ONU的测距阶段获取OLT与ONU的环回逻辑时延T，通过与ONU的信息交互获取该ONU的内部固定时延T13，由此计算与该ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13；

ONU，用于根据OLT指示的时间响应OLT的测距请求；根据OLT的请求将内部固定时延T13返回给OLT。

OLT根据与该ONU之间的双向传输时延T1和上下行传输时延的比例关系，进一步计算出与ONU之间的下行传输时延Tdn＝T1*下行波长折射率/(上行波长折射率+下行波长折射率)。

OLT通过下行消息向ONU发送测距请求，并记录发送时刻Tt；在收到ONU发送的上行消息后记录接收时刻Tr；根据Tt、指示ONU上行消息延迟发送时间Tstart、OLT配置的延迟时间Teqd以及Tr计算出环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd。

OLT在ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，询问该ONU的T13值；ONU收到该下行的消息后返回携带有T13值的上行消息；OLT收到该上行消息后获取到T13值。

以上所述仅为本发明较佳的一种实现方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权力要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种测量光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)间传输时延的方法，包括：

所述OLT在对ONU的测距阶段获取所述OLT与该ONU的环回逻辑时延T；通过与所述ONU的信息交互获取所述ONU的内部固定时延T13，由此计算与所述ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述OLT根据所述T1和上下行传输时延的比例关系计算出与所述ONU之间的下行传输时延Tdn，即Tdn＝T1*下行波长折射率/(上行波长折射率+下行波长折射率)。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述环回逻辑时延T的获取具体包括：

所述OLT向该ONU发送带有测距请求的下行消息，并记录该下行消息的发送时刻Tt；

所述ONU收到该下行消息，延迟所述内部固定时延T13以及所述OLT配置的ONU注册前的延迟时间Teqd，根据该下行消息中OLT指示的上行消息延迟发送时间Tstart向所述OLT发送包含测距应答的上行消息；

所述OLT收到该上行消息时记录所述上行消息的接收时刻Tr，然后计算获取所述环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述ONU的内部固定时延T13的获取具体包括：

所述OLT在所述ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，询问该ONU的所述T13；所述ONU收到该下行的消息后返回携带有所述T13的上行消息；所述OLT收到该上行消息后获取到所述T13。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述OLT在所述ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，具体包括：

所述OLT发起对ONU的测距后，发送指示ONU进入正常工作状态的下行消息；

所述ONU根据所述OLT的指示进入正常工作状态，然后返回进入正常工作状态响应的上行消息；

所述OLT收到所述进入正常工作状态响应的上行消息后发送所述下行消息。

6.一种测量光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)间传输时延的***，包括通过无源分光器连接的所述OLT和所述ONU，其中：

所述OLT，用于在对所述ONU的测距阶段获取与所述ONU的环回逻辑时延T，通过与所述ONU的信息交互获取该ONU的内部固定时延T13，由此计算与所述ONU之间的双向传输时延T1＝T-T13；

所述ONU，用于根据所述OLT指示的时间响应所述OLT的测距请求；根据所述OLT的请求将所述T13返回给所述OLT。

7.按照权利要求6所述的***，其特征在于，

所述OLT根据所述T1和上下行传输时延的比例关系计算出与所述ONU之间的下行传输时延Tdn，即Tdn＝T1*下行波长折射率/(上行波长折射率+下行波长折射率)。

8.按照权利要求6或7所述的***，其特征在于，

所述OLT向所述ONU发送携带测距请求的下行消息，并记录该下行消息的发送时刻Tt；在接收到所述ONU发送的包含测距应答的上行消息时，记录接收时刻Tr；根据所述Tt、指示ONU的上行消息延迟发送时间Tstart、为ONU配置的注册前的延迟时间Teqd以及所述Tr计算出所述环回逻辑时延T＝Tr-Tt-Tstart-Teqd；

所述ONU收到所述下行消息，延迟所述内部固定时延T13以及所述OLT配置的所述延迟时间Teqd，根据所述OLT指示的所述Tstart向所述OLT发送所述包含测距应答的上行消息。

9.按照权利要求6或7所述的***，其特征在于，

所述OLT在所述ONU进入正常工作状态后发送一下行消息，询问该ONU的所述T13；在收到所述ONU返回的携带有所述T13的上行消息后获取到所述T13；

所述ONU收到所述OLT发送的所述下行的消息后返回携带有所述T13的上行消息。

10.按照权利要求9所述的***，其特征在于，所述OLT在所述ONU进入正常工作状态后发送一下行消息是指：

所述OLT发起对ONU的测距后，发送指示ONU进入正常工作状态的下行消息；在收到所述ONU的进入正常工作状态响应的上行消息后发送所述下行消息；

所述ONU根据所述OLT的指示进入正常工作状态，然后返回所述进入正常工作状态响应的上行消息。

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