ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPON OLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及光纖接入網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種1588 (網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和控制系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn))ToD(Time of the day，以太網(wǎng)消息，其包含著IPPS上升沿對(duì)應(yīng)的可換算為年月日時(shí)分秒的整秒計(jì)數(shù))業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPON OLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]GPON(Gigabit-CapabIe Passive Optical Network，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)在1588網(wǎng)絡(luò)中起到透?jìng)鲿r(shí)鐘信號(hào)的作用。GPON 0LT(optical line terminal，光線路終端)需要透?jìng)鲿r(shí)鐘信號(hào)、并校正信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，GPON OLT本身不處理1588協(xié)議報(bào)文。ITU-TG.984.3AMD2 (GP0N傳輸匯聚層的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn))定義了一種在GPON系統(tǒng)中同步時(shí)間的方法，ITU-T G.984.3AMD2的原理為:假設(shè)GPON OLT中存在精確時(shí)鐘，利用GPON OLT和ONU時(shí)鐘頻率同步的特性，傳輸時(shí)鐘同步信號(hào);通過(guò)GPON的測(cè)距功能，校正傳輸時(shí)延。
[0003]但是，雖然GPON OLT存在一個(gè)由晶振提供固定頻率的電子鐘，但是該電子鐘無(wú)法與上級(jí)時(shí)鐘同步，即GPON OLT中實(shí)際并不存在上述與上級(jí)時(shí)鐘結(jié)點(diǎn)同步的精確時(shí)鐘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為:與上級(jí)時(shí)鐘進(jìn)行精確同步，精確獲取特定GPON下行超幀的起始比特對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間。本發(fā)明不僅能夠保證時(shí)鐘精度，而且能夠降低GPON OLT的升級(jí)改造成本，適于推廣。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPONOLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的系統(tǒng)，包括GPON OLT，該系統(tǒng)還包括時(shí)鐘模塊，GPON OLT內(nèi)設(shè)置有本地晶振時(shí)鐘，時(shí)鐘模塊內(nèi)設(shè)置有互相關(guān)聯(lián)的秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器；
[0006]所述系統(tǒng)在ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下和上級(jí)時(shí)鐘同步時(shí)，時(shí)鐘模塊根據(jù)本地晶振時(shí)鐘的時(shí)鐘源同步納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器；上級(jí)時(shí)鐘向時(shí)鐘模塊下發(fā)IPPS時(shí)鐘信號(hào)，上級(jí)時(shí)鐘向GPON OLT下發(fā)ToD信號(hào)，時(shí)鐘模塊根據(jù)IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步校準(zhǔn);GPON OLT向時(shí)鐘模塊發(fā)送準(zhǔn)備采樣信號(hào)；時(shí)鐘模塊同時(shí)檢測(cè)到采樣信號(hào)和GPON幀起始時(shí)間信號(hào)后，根據(jù)GPON幀起始時(shí)間信號(hào)，記錄待采樣的GPON下行超幀的起始時(shí)間、并向GPONOLT反饋采樣成功信號(hào);GPON OLT從時(shí)鐘模塊中讀取當(dāng)前GPON下行超幀的起始時(shí)間。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述時(shí)鐘模塊根據(jù)本地晶振時(shí)鐘的時(shí)鐘源同步納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器的具體流程為:納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器均從O開始計(jì)時(shí)，納秒計(jì)數(shù)器根據(jù)時(shí)鐘源累加至進(jìn)位條件時(shí)，秒計(jì)數(shù)器自增I。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述時(shí)鐘模塊根據(jù)IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步校準(zhǔn)的流程為:
[0009]時(shí)鐘模塊對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn):GPONOLT從ToD信號(hào)中解析得到IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)應(yīng)的整秒值，GPON OLT將整秒值寫入時(shí)鐘模塊的秒計(jì)數(shù)器，根據(jù)整秒值對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn);后續(xù)秒計(jì)數(shù)器將基于校準(zhǔn)后的數(shù)值進(jìn)行自增；
[0010]時(shí)鐘模塊對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn):時(shí)鐘模塊收到每個(gè)IPPS的上升沿后，驅(qū)動(dòng)納秒計(jì)數(shù)器復(fù)位歸零。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述GPONOLT分別通過(guò)數(shù)據(jù)線、GPON幀起始時(shí)間信號(hào)線、準(zhǔn)備采樣信號(hào)線、采樣結(jié)果信號(hào)線和時(shí)鐘模塊相連;GPON幀起始時(shí)間信號(hào)線由GPON OLT的PON MAC硬件指定;所述本地晶振時(shí)鐘通過(guò)本地時(shí)鐘信號(hào)線與時(shí)鐘模塊的納秒計(jì)數(shù)器相連；
[0012]所述數(shù)據(jù)線用于:將GPONOLT從ToD信號(hào)中解析的整秒值寫入時(shí)鐘模塊的秒計(jì)數(shù)器;將從時(shí)鐘模塊中讀取的GPON下行超幀的起始時(shí)間發(fā)送至GPON OLT;
[0013]所述GPON幀起始時(shí)間信號(hào)線用于:將GPON幀起始時(shí)間信號(hào)從GPONOLT發(fā)送至?xí)r鐘豐旲塊;
[0014]所述準(zhǔn)備采樣信號(hào)線用于:將準(zhǔn)備采樣信號(hào)從GPONOLT發(fā)送至?xí)r鐘模塊；
[0015]所述采樣結(jié)果信號(hào)線用于:將采樣成功信號(hào)從時(shí)鐘模塊反饋至GPONOLT;
[0016]所述本地時(shí)鐘信號(hào)線用于:將時(shí)鐘源從本地晶振時(shí)鐘發(fā)送至?xí)r鐘模塊。
[0017]本發(fā)明提供的基于上述系統(tǒng)的ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPONOLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的方法，包括以下步驟:
[0018]SI:GP0N OLT將本地晶振時(shí)鐘的時(shí)鐘源發(fā)送至?xí)r鐘模塊，時(shí)鐘模塊根據(jù)時(shí)鐘源同步納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器;上級(jí)時(shí)鐘向時(shí)鐘模塊下發(fā)IPPS時(shí)鐘信號(hào)，上級(jí)時(shí)鐘向GPON OLT下發(fā)ToD信號(hào)，時(shí)鐘模塊根據(jù)IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)到S2；
[0019]S2:GP0N OLT向時(shí)鐘模塊發(fā)送準(zhǔn)備采樣信號(hào)，轉(zhuǎn)到S3;
[0020]S3:時(shí)鐘模塊等待GPON幀起始時(shí)間信號(hào)；判斷時(shí)鐘模塊是否同時(shí)檢測(cè)到采樣信號(hào)和GPON幀起始時(shí)間信號(hào)，若是，轉(zhuǎn)到S4，否則繼續(xù)執(zhí)行S3;
[0021 ] S4:時(shí)鐘模塊根據(jù)收到的GPON幀起始時(shí)間信號(hào)，記錄待采樣的GPON下行超幀的起始時(shí)間、并向GPON OLT反饋采樣成功信號(hào)，轉(zhuǎn)到S5;
[0022]S5:GP0N OLT檢測(cè)到采樣成功信號(hào)后，記錄當(dāng)前GPON下行超幀的超幀序號(hào)，從時(shí)鐘模塊中讀取當(dāng)前GPON下行超幀的起始時(shí)間，結(jié)束。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，SI中所述時(shí)鐘模塊根據(jù)時(shí)鐘源同步納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器的具體流程為:時(shí)鐘模塊的納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器均從O開始計(jì)時(shí)，納秒計(jì)數(shù)器根據(jù)時(shí)鐘源累加至進(jìn)位條件時(shí)，秒計(jì)數(shù)器自增I。
[0024]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，SI中所述時(shí)鐘模塊根據(jù)IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步校準(zhǔn)的流程為:
[0025]時(shí)鐘模塊對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn):GPONOLT從ToD信號(hào)中解析得到IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)應(yīng)的整秒值，GPON OLT將整秒值寫入時(shí)鐘模塊的秒計(jì)數(shù)器，根據(jù)整秒值對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn);后續(xù)秒計(jì)數(shù)器將基于校準(zhǔn)后的數(shù)值進(jìn)行自增；
[0026]時(shí)鐘模塊對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn):時(shí)鐘模塊收到每個(gè)IPPS的上升沿后，驅(qū)動(dòng)納秒計(jì)數(shù)器復(fù)位歸零。
[0027]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，S3中所述時(shí)鐘模塊等待GPON幀起始時(shí)間信號(hào)時(shí)，當(dāng)GPON OLT每發(fā)送一個(gè)下行超幀，則即時(shí)向時(shí)鐘模塊發(fā)送GPON幀起始時(shí)間信號(hào)。
[0028]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，S4中若時(shí)鐘模塊記錄待采樣的GPON下行超幀的起始時(shí)間未成功，則重新執(zhí)行S3。
[0029]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，S5中若GPONOLT未檢測(cè)到采樣成功信號(hào)，則重新執(zhí)行S2，使時(shí)鐘模塊重新記錄下一個(gè)周期的GPON下行超幀的起始時(shí)間。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0031 ]本發(fā)明在GPON OLT外部增加了時(shí)鐘模塊，時(shí)鐘模塊一方面使用與GPON OLT同源的本地晶振時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)本地計(jì)時(shí)功能，另一方面通過(guò)接收處理上級(jí)時(shí)鐘提供的IPPS和ToD信號(hào)，與上級(jí)時(shí)鐘進(jìn)行精確同步。在此基礎(chǔ)上，GPON OLT利用該時(shí)鐘模塊精確獲取特定GPON下行超幀的起始比特對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間，以此實(shí)現(xiàn)ITU-T G.984.3AMD2中定義的GPON透?jìng)鱐oD的功會(huì)K。
[0032]有鑒于此，本發(fā)明能夠在復(fù)用原有GPONOLT的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)1588ToD功能，不僅能夠保證時(shí)鐘精度，而且能夠降低GPON OLT的升級(jí)改造成本，適于推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPONOLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的系統(tǒng)的連接框圖；
[0034]圖2為發(fā)明實(shí)施例中ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPONOLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的方法的流程圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中GPONOLT從時(shí)鐘模塊中讀取時(shí)間的信號(hào)時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中的ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPON OLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的系統(tǒng)，包括GPON OLT和時(shí)鐘模塊，GPON OLT用于實(shí)現(xiàn)GPON標(biāo)準(zhǔn)定義的接入控制與業(yè)務(wù)組幀功能，時(shí)鐘模塊為GPON OLT的“外接手表”，維護(hù)一個(gè)精確時(shí)間(時(shí)間單位;秒+納秒)、并協(xié)助GPON OLT記錄特定時(shí)刻的精確時(shí)間。
[0038]GPON OLT分別通過(guò)數(shù)據(jù)線、GPON幀起始時(shí)間信號(hào)線、準(zhǔn)備采樣信號(hào)線、采樣結(jié)果信號(hào)線和時(shí)鐘模塊相連;GPON幀起始時(shí)間信號(hào)線由GPON OLT的PON MAC硬件(Ρ0Ν口的物理層設(shè)備)指定XPON OLT內(nèi)設(shè)置有本地晶振時(shí)鐘，時(shí)鐘模塊內(nèi)設(shè)置有互相關(guān)聯(lián)的秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器;本地晶振時(shí)鐘通過(guò)本地時(shí)鐘信號(hào)線與時(shí)鐘模塊的納秒計(jì)數(shù)器相連。
[0039]參見圖1或圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中基于上述系統(tǒng)的ToD業(yè)務(wù)場(chǎng)景下GPON OLT和上級(jí)時(shí)鐘同步的方法，包括以下步驟:
[0040]SI:GP0N OLT將本地晶振時(shí)鐘的時(shí)鐘源通過(guò)本地時(shí)鐘信號(hào)線發(fā)送至?xí)r鐘模塊，時(shí)鐘模塊根據(jù)時(shí)鐘源同步納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器(即時(shí)鐘模塊和GPON OLT共享相同的時(shí)鐘源)。上級(jí)時(shí)鐘向時(shí)鐘模塊下發(fā)1PPS(每秒一個(gè)脈沖，脈沖的上升沿對(duì)應(yīng)的是整秒)時(shí)鐘信號(hào)，上級(jí)時(shí)鐘向GPON OLT下發(fā)ToD(以太網(wǎng)消息，其包含著IPPS上升沿對(duì)應(yīng)的可換算為年月日時(shí)分秒的整秒計(jì)數(shù))信號(hào)，時(shí)鐘模塊根據(jù)IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)到S2。
[0041]SI中時(shí)鐘模塊根據(jù)時(shí)鐘源同步納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器的具體流程為:時(shí)鐘模塊的納秒計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器均從O開始計(jì)時(shí)，納秒計(jì)數(shù)器根據(jù)本地晶振時(shí)鐘的時(shí)鐘源累加至進(jìn)位條件時(shí)，秒計(jì)數(shù)器自增I。
[0042]SI中時(shí)鐘模塊根據(jù)IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)秒計(jì)數(shù)器和納秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行同步校準(zhǔn)的原理為:在PTP(精確時(shí)鐘協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)中，Ipps脈沖的上升沿對(duì)應(yīng)著精確的整秒時(shí)間，在此基礎(chǔ)上:
[0043]A、時(shí)鐘模塊對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，GPON OLT從ToD信號(hào)中解析得到IPPS時(shí)鐘信號(hào)對(duì)應(yīng)的整秒值，GPON OLT將整秒值通過(guò)數(shù)據(jù)線寫入時(shí)鐘模塊的秒計(jì)數(shù)器，根據(jù)整秒值對(duì)秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn)。后續(xù)秒計(jì)數(shù)器將基于校準(zhǔn)后的數(shù)值進(jìn)行自增;秒