CN102075240B - 一种无源光网络中光网络单元的测距方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无源光网络中光网络单元的测距方法及***，该方法包括：光线路终端(OLT)对处于工作状态的光网络单元(ONU)进行测距，根据测距结果更新所述ONU的均衡时延(EqD)，并将更新后的EqD发送给所述ONU；所述ONU按照更新后的EqD实现上行传输同步。采用本发明技术方案，当PON***的处于工作状态的ONU需要更新EqD的值时，OLT可以对处于工作状态的ONU进行测距，从而减小对测距ONU中断业务的影响，保护了测距ONU的时间敏感业务，提高了该ONU的上行传输效率。

Description

一种无源光网络中光网络单元的测距方法及***
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无源光网络中光网络单元的测距方法及***。
背景技术
吉比特无源光网络(Gigabit-Capable Passive Optical Network，简称为GPON)技术是无源光网络(PON)家族中一个重要的技术分支，与其它PON技术类似，GPON也是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术。
GPON***的拓扑结构如图1所示，由局侧的光线路终端(Optical LineTerminal，简称为OLT)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，简称为ONU)以及光分配网络(Optical Distribution Network，简称为ODN)组成，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤、光分路器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。
在GPON***中，下行方向(由OLT到ONU)的数据传输采用广播方式，每个ONU分别接收所有的帧，再根据ONU-ID(ONU标识)、GEM(GPONEncapsulation Method，GPON封装方法)-Port ID(端口标识)、Allocation-ID(分配标识)来获取属于自己的帧。然而，对于上行方向(从ONU到OLT)的数据传输，由于各个ONU需要共享传输媒质，因此各个ONU应该在OLT安排给自己的时隙内传输上行数据。因各个ONU到OLT之间的距离不同，为防止各个ONU发送的上行数据同时到达OLT，OLT需要对处于注册激活阶段的ONU进行测距。
在现有对ONU测距的相关技术中，OLT首先确定自身支持的ONU距离自己的最远距离L。OLT测量L处ONU的环路时延(Round trip delay，简称RTD)的值RTDmax，并根据RTDmax确定所有ONU的最大均衡时延(Equalization Delay，简称EqD)的值Teqd。当一个ONU接入到PON***中时，ONU上电后进入注册激活阶段，当该ONU进入到注册激活阶段的测距阶段时，OLT对该ONU进行测距，OLT测量该ONU的RTDi，从而得到该ONU的均衡时延EqDi的值(EqDi＝Teqd-RTDi)。OLT将上述EqDi的值发送给对应的ONU，ONU根据OLT发送的均衡时延调节发送数据的时钟以实现上行传输同步，ONU进入到工作状态。
处于工作状态的ONU发送的上行数据应该在OLT安排的时间到达OLT，由于老化、温度和其他因素的影响，ONU发送上行数据的到达时间会发生一定的漂移，根据所述漂移的大小，OLT将会更新或重新计算ONU的EqD。现有技术中，OLT定义了两个漂移阈值，分别为低漂移阈值和高漂移阈值。当所述漂移小于低漂移阈值时，这种漂移不会影响上行传输同步，ONU的EqD的值不变；当所述漂移大于低漂移阈值并且小于高漂移时阈值时，OLT根据所述漂移的值和ONU的现有EqD的值更新该ONU的EqD，并将更新后的EqD发送给对应的ONU，收到EqD的ONU调节发送数据的时钟以实现上行传输同步；当所述漂移大于高漂移阈值时，OLT去激活该ONU，ONU回到注册激活状态重新测距。
回到注册激活状态的ONU要经历待机状态、序列号状态和测距状态后才能回到工作状态，这将导致ONU的业务中断一段时间，造成对时间敏感类型的业务的影响。现有的相关技术中并没有提供解决这一问题的方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无源光网络中光网络单元的测距方法及***，解决ONU发送的上行数据到达OLT的时间发生较大偏移造成该ONU业务中断的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种无源光网络中光网络单元的测距方法，该方法包括：
光线路终端(OLT)对处于工作状态的光网络单元(ONU)进行测距，根据测距结果更新所述ONU的均衡时延(EqD)，并将更新后的EqD发送给所述ONU；
所述ONU按照更新后的EqD实现上行传输同步。
进一步地，触发所述OLT对处于工作状态的ONU进行测距的条件为下述条件之一或其任意组合：
条件一，OLT定时对处于工作状态的ONU进行测距；
条件二，OLT收到无源光网络(PON)***的网管***发出的对处于工作状态的ONU进行测距的指令；
条件三，OLT检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值超出预定的阈值。
进一步地，当OLT检测到一个或多个ONU发送上行数据的到达时间的漂移值超出预定的阈值时，上报给所述网管***；
所述网管***根据OLT的上报，向OLT发出对超出预定的阈值的所述ONU、或对所述PON***中的全部ONU进行测距的指令。
进一步地，OLT采用如下方式对处于工作状态的ONU进行测距：
OLT记录分配给ONU发送上行数据的预计到达时间Tarrivaltime；
OLT收到所述ONU发送的所述上行数据时，记录所述上行数据实际到达OLT的时间T0，并根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
进一步地，所述上行数据包括：
所述ONU收到OLT发送的测距请求后，向OLT回复的作为响应测距信息的序列号信息。
进一步地，OLT采用如下方式对处于工作状态的ONU进行测距：
OLT向处于工作状态的ONU发送测距请求，并记录发送所述测距请求的时间T1，及分配给所述ONU用于其发送响应测距信息的开始时间Tstarttime；
所述ONU收到所述测距请求后，向OLT回复序列号信息作为响应测距信息；
OLT记录接收到所述序列号信息的时间T2，并根据以下公式计算该ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)，其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
进一步地，OLT将所述更新后的EqD值通过测距时间(Ranging_Time)消息发送给对应的ONU。
进一步地，OLT对所述ONU进行测距时，为所述ONU开放一个安静窗口。
本发明还提供了一种无源光网络中光网络单元的测距***，包括测距装置和均衡时延更新装置，其中：
所述测距装置用于，对处于工作状态的光网络单元(ONU)进行测距，并将测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据所述测距结果更新所述ONU的均衡时延(EqD)，并将更新后的EqD发送给所述ONU。
进一步地，所述测距装置用于：
根据收到的无源光网络(PON)***的网管***发出的对所述ONU进行测距的指令；
或者，在检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值超出预定的阈值时；
或者，定时对所述ONU进行测距。
进一步地，所述测距装置采用如下方式对所述处于工作状态的ONU进行测距：记录OLT分配给所述ONU发送上行数据的预计到达时间Tarrivaltime，收到所述ONU发送的所述上行数据时，记录所述上行数据实际到达OLT的时间T0；并将所述Tarrivaltime和T0作为测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
进一步地，所述测距装置采用如下方式对所述处于工作状态的ONU进行测距：向所述ONU发送测距请求，记录发送所述测距请求的时间T1，及分配给所述ONU用于其发送响应测距信息的开始时间Tstarttime；并记录接收到所述ONU作为响应测距信息回复的序列号信息的时间T2；并将所述T1、Tstarttime和T2作为测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)，其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
与现有技术相比，采用本发明技术方案至少具有如下有益效果：
当PON***的处于工作状态的ONU需要更新EqD的值时，OLT可以对处于工作状态的ONU进行测距，从而减小对测距ONU中断业务的影响，保护了测距ONU的时间敏感业务，提高了该ONU的上行传输效率。
附图说明
图1为GPON***的拓扑结构示意图；
图2为本发明实施例的无源光网络中光网络单元的测距***的组成示意图。
具体实施方式
本发明的核心是：PON***中，OLT可以对处于工作状态的ONU进行测距，并根据测距结果更新EqD，将更新后的EqD发送给对应的ONU，ONU按照更新后的EqD同步上行传输。
通过OLT对处于工作状态的ONU进行测距并及时更新EqD，避免了当ONU发送的上行数据到达OLT的时间发生较大偏移时造成该ONU业务中断的问题，减小了对测距ONU中断业务的影响，保护了测距ONU的时间敏感业务。
具体地，触发OLT对处于工作状态的ONU进行测距的条件包括但不限于下述的三种条件之一或其任意组合：
条件一：OLT定时对处于工作状态的ONU进行测距；
条件二：PON***的网管***向OLT发出对处于工作状态的部分或全部ONU进行测距的指令；
条件三：OLT定义了一个漂移阈值t1，当OLT检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值Δt≥t1时，OLT需要对所述ONU进行测距。
进一步地，OLT可以采取下述方式之一对ONU进行测距：
方式一：OLT计算出ONU需要调整的EqD差值，并根据所述EqD差值计算出ONU更新后的EqD值；
方式二：OLT给处于工作状态中的ONU发送测距请求，对所述ONU直接进行测距，并根据测距的结果计算ONU更新后的EqD值；
进一步地，在所述的方式一中，OLT记录ONU发送的上行数据实际到达OLT的时间T0和ONU发送的上行数据应该到达OLT的时间Tarrivaltime，并根据以下公式计算该ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为更新后的EqD值，EqDold为更新前的EqD值。
进一步地，在所述的方式二中，OLT记录下发送测距请求的时间T1，所述ONU接收到测距请求后给OLT回复信息，OLT记录接收到ONU回复信息的时间T2，则OLT根据以下公式计算该ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)。其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为更新后的EqD值，EqDold为更新前的EqD值。
进一步地，OLT可以为需要重新测距的ONU开放一个测距的安静窗口。
以下将结合具体实施例对本发明技术方案的实施作进一步详细描述。在不冲突的情况下，本发明的下述多个实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本实施例中，根据前述的条件一触发OLT对处于工作状态的ONU进行测距：即OLT定时对处于工作状态的ONU进行测距。触发对需要重新测距的ONU进行测距后，OLT按照下述方式对所述ONU进行测距：
步骤101，OLT向处于工作状态的ONU发送测距请求，OLT记录分配给所述ONU发送响应测距信息预计到达OLT的时间Tarrivaltime；
步骤102，ONU收到测距请求后，给OLT回复序列号信息作为响应测距信息；
步骤103，OLT收到ONU的序列号信息后，记录ONU发送的序列号信息实际到达OLT的时间T0，并根据以下公式计算该ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值；
步骤104，OLT将计算出的该更新后的EqD值EqDnew通过测距时间(Ranging_Time)消息发送给所述ONU。
步骤105，ONU接收到该更新的EqD值EqDnew后，更新本地的EqD值，实现上行传输同步。
本实施例中是以ONU发送序列号信息为例进行说明。在本发明其他实施例中，可以根据ONU发送的同一任意上行数据实际到达OLT的时间T0和应该到达OLT的时间Tarrivaltime，对ONU进行测距和EqD值的更新。
此外，在本发明其他实施例中，也可以采用前述的条件二或条件三或其组合触发对处于工作状态的ONU进行测距，例如，可以在OLT定时进行测距的基础上，OLT可以在检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值大于预定阈值时，或收到网管***的测距指令时，触发对所述ONU进行测距。此外，本发明其他实施例中，还可以采用前面提到的其他测距方式计算ONU更新后的EqD值。
实施例二
本实施例中，根据前述的条件一触发OLT对处于工作状态的ONU进行测距：即OLT定时对处于工作状态的ONU进行测距。
触发对需要重新测距的ONU进行测距后，OLT按照实例一中的步骤101～步骤105的方式对所述ONU进行测距，与实施例一的区别在于，本实施例中，OLT给ONU发送测距请求时，需要为重新测距的ONU开放一个安静窗口。
其中，开放安静窗口的作用是用于待测距的ONU发送响应测距请求消息，在所述安静窗口中其他ONU不能发送上行数据。此安静窗口可以避免待测距的ONU发送响应测距的消息与其他ONU发送上行数据之间的冲突。
当然，在本发明其他实施例中，也可以采用前述的条件二或条件三触发对处于工作状态的ONU进行测距；并且，也可以采用前面提到的其他测距方式计算ONU更新后的EqD值。
实施例三
本实施例中，根据前述的条件三触发OLT对处于工作状态的ONU进行测距：当一个处于工作状态的ONU发送的上行数据未在OLT安排的时间到达OLT，即ONU发送上行数据的到达时间发生了一定的漂移时，OLT计算所述ONU上行传输数据到达时间的漂移值Δt。OLT定义了一个漂移阈值t1，当OLT检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值Δt≥t1时，OLT需要对所述ONU进行测距。
本实施例中，OLT按照下述方式对所述ONU进行测距：
步骤201，OLT向所述ONU发送测距请求，OLT记录发送测距请求的时间T1和OLT分配给所述ONU用于其发送响应测距信息的开始时间Tstarttime；
步骤202，ONU收到测距请求后，在开始时间Tstarttime给OLT回复序列号信息作为响应测距信息；
步骤203，OLT收到ONU的序列号信息后，OLT记录接收到ONU序列号信息的时间T2，并根据以下公式计算该ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)，其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值；
步骤204，OLT将该更新后的EqD值EqDnew通过Ranging_Time消息发送给所述ONU；
步骤205，ONU接收到更新的EqD值EqDnew后，更新本地的EqD值，实现上行传输同步。
在本发明其他实例中，也可以采用前述的条件一或条件二触发对处于工作状态的ONU进行测距；并且，也可以采用前面提到的其他测距方式计算ONU更新后的EqD值。
实施例四
本实施例中，根据前述的条件二触发OLT对处于工作状态的ONU进行测距。
当网管***收到OLT上报的一个或多个ONU发送上行数据的到达时间的漂移值大于OLT定义的漂移阈值t1时，网管***向OLT发出对处于工作状态的部分或全部ONU进行测距的指令。
收到对处于工作状态的ONU进行测距的指令后，OLT可以按照实施例一中的步骤101～步骤105的方式对所述ONU进行测距，也可以按照实施例三中的步骤201～步骤205的方式对所述ONU进行测距，本实施例的不同之处在于，OLT给ONU发送测距请求时，需要为重新测距的ONU开放一个安静窗口。
当然，在本发明其他实例中，也可以采用前述的条件一或条件三触发OLT对处于工作状态的ONU进行测距。
如图2所示，本发明实施例中还提供了一种无源光网络中光网络单元的测距***，可应用于OLT中，其包括测距装置和均衡时延更新装置，其中：
测距装置用于，对处于工作状态的光网络单元(ONU)进行测距，并将测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
均衡时延更新装置用于，根据所述测距结果更新所述ONU的均衡时延(EqD)，并将更新后的EqD发送给所述ONU。
其中，所述测距装置用于：
根据收到的无源光网络(PON)***的网管***发出的对所述ONU进行测距的指令；
或者，在检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值超出预定的阈值时；
或者，定时对所述ONU进行测距。
进一步地，所述测距装置采用如下方式对所述处于工作状态的ONU进行测距：记录OLT分配给所述ONU发送上行数据的预计到达时间Tarrivaltime，收到所述ONU发送的所述上行数据时，记录所述上行数据实际到达OLT的时间T0；并将所述Tarrivaltime和T0作为测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
进一步地，所述测距装置采用如下方式对所述处于工作状态的ONU进行测距：向所述ONU发送测距请求，记录发送所述测距请求的时间T1，及分配给所述ONU用于其发送响应测距信息的开始时间Tstarttime；并记录接收到所述ONU作为响应测距信息回复的序列号信息的时间T2；并将所述T1、Tstarttime和T2作为测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)，其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明的技术方案及其构思进行相应的等同改变或替换，但这些相应的改变或替换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种无源光网络中光网络单元的测距方法，其特征在于，该方法包括：
光线路终端(OLT)对处于工作状态的光网络单元(ONU)进行测距，根据测距结果更新所述ONU的均衡时延(EqD)，并将更新后的EqD发送给所述ONU；
所述ONU按照更新后的EqD实现上行传输同步；
其中，OLT采用如下方式中的一种对处于工作状态的ONU进行测距：
方式一，OLT向处于工作状态的ONU发送测距请求，并记录发送所述测距请求的时间T1，及分配给所述ONU用于其发送响应测距信息的开始时间Tstarttime；
所述ONU收到所述测距请求后，向OLT回复序列号信息作为响应测距信息；
OLT记录接收到所述序列号信息的时间T2，并根据以下公式计算该ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)，其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值；
方式二，OLT记录分配给ONU发送上行数据的预计到达时间Tarrivaltime；
OLT收到所述ONU发送的所述上行数据时，记录所述上行数据实际到达OLT的时间T0，并根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
触发所述OLT对处于工作状态的ONU进行测距的条件为下述条件之一或其任意组合：
条件一，OLT定时对处于工作状态的ONU进行测距；
条件二，OLT收到无源光网络(PON)***的网管***发出的对处于工作状态的ONU进行测距的指令；
条件三，OLT检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值超出预定的阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
当OLT检测到一个或多个ONU发送上行数据的到达时间的漂移值超出预定的阈值时，上报给所述网管***；
所述网管***根据OLT的上报，向OLT发出对超出预定的阈值的所述ONU、或对所述PON***中的全部ONU进行测距的指令。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述上行数据包括：
所述ONU收到OLT发送的测距请求后，向OLT回复的作为响应测距信息的序列号信息。
5.如权利要求1至4之任一项所述的方法，其特征在于，
OLT将所述更新后的EqD值通过测距时间(Ranging_Time)消息发送给对应的ONU。
6.如权利要求1至4之任一项所述的方法，其特征在于，
OLT对所述ONU进行测距时，为所述ONU开放一个安静窗口。
7.一种无源光网络中光网络单元的测距***，其特征在于，包括测距装置和均衡时延更新装置，其中：
所述测距装置用于，对处于工作状态的光网络单元(ONU)进行测距，并将测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据所述测距结果更新所述ONU的均衡时延(EqD)，并将更新后的EqD发送给所述ONU；
所述测距装置采用如下方式中的一种对所述处于工作状态的ONU进行测距：
方式一，向所述ONU发送测距请求，记录发送所述测距请求的时间T1，及分配给所述ONU用于其发送响应测距信息的开始时间Tstarttime；并记录接收到所述ONU作为响应测距信息回复的序列号信息的时间T2；并将所述T1、Tstarttime和T2作为测距结果发送给所述均衡时延更新装置；
所述均衡时延更新装置用于，根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝Teqd-(T2-T1-EqDold-Tstarttime)，其中，Teqd为PON***的最大均衡时延，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值；
方式二，OLT记录分配给ONU发送上行数据的预计到达时间Tarrivaltime；
OLT收到所述ONU发送的所述上行数据时，记录所述上行数据实际到达OLT的时间T0，并根据以下公式计算所述ONU更新后的EqD值：EqDnew＝EqDold-(T0-Tarrivaltime)，其中，EqDnew为所述ONU更新后的EqD值，EqDold为所述ONU更新前的EqD值。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，
所述测距装置用于：
根据收到的无源光网络(PON)***的网管***发出的对所述ONU进行测距的指令；
或者，在检测到ONU上行传输数据到达时间的漂移值超出预定的阈值时；
或者，定时对所述ONU进行测距。
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