本发明专利技术公开了一种使一无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置。该PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)。该装置配置一时间戳修正模块来将此PON中此OLT与此至少一ONU之间的至少一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，其中，该时间戳修正模块通过此PON，由该至少一ONU负责修改来自此OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息，使得该至少一ONU的后端的一从属时钟等同于与一虚拟的主时钟进行对时。本发明专利技术进行PTP命令的计算与修正，使得ONU后端的PTP时钟能与OLT前端的主时钟进行精准对时。
【技术实现步骤摘要】
本申请是分案申请，母案的申请号为：201210583180.1，申请日为：2012年12月27日，专利技术名称为：使无源光网络具备支持时间同步能力的装置与方法。
本专利技术涉及一种使(enable)无源光网络(Passive Optical Network，PON)具备支持时间同步(time synchronization)能力的装置与方法。
技术介绍
随着PON网络技术的发展与建设，网络技术已发展如何通过PON来传递对时信息以使得后端的光网络单元(Optical Network Unit，ONU；ONU亦称为客户端)的应用能够精确地与光线路终端(Optical Line Termination，OLT)的高阶时钟源达到同步。例如，使用电机与电子工程协会(Institute for Electrical and Electronic Engineers，IEEE)所制订的IEEE 1588精确时间协议(Precision Time Protocol，PTP)可使子时钟通过有线网络与母时钟进行对时。PTP通过IP网络或以太网络(Ethernet)传递同步时间信号，可以达到次微秒(sub-microsecond)等级的时间精确度。被视为是一经济且有效的频率分布与系统同步方式。IEEE 1588同步对时机制提供从属时钟与主时钟进行精准对时。图1是一范例示意图，说明IEEE 1588同步机制。图1的同步机制中，从属时钟同步到其主时钟的目标是算出主时钟与其从属时钟之间的传递延迟(propagation delay)时间，并借此修正从属时钟来达到对时的标的。此同步机制中，PTP主时钟与其PTP从属时钟之间使用四种消息的交换，此四种消息包括同步消息(sync message)110、跟进消息(follow-up message)120、延迟请求(delay request)消息130、延迟响应(delay response)消息140。在图1中，偏移量(Offset)是主时钟与其从属时钟之间的时间差异量，延迟(Delay)是主时钟端(master)与从属时钟端(slave)之间的消息传递延迟时间。请参考图1，PTP主时钟端周期送出同步消息110给PTP从属时钟端。同步消息110中包含了传送端的时间戳(time stamp)，此时间戳记录了传送瞬间的主时钟的时间点MT1，因此接收端收到后可得到传送当时的时间点MT1。主时钟端也可以在同步消息110送出后会跟着送出跟进消息120，此跟进消息120记载了时间点MT1，此实现方式称为两阶段同步，在PTP协议中，前述两阶段同步的后阶段可使用软件来实现，并且此实现方式可更精确地记载时间点MT1。当一设备中有硬件来支持能直接在下层记载时间时，就可不需要使用跟进消息120。当从属时钟端收到同步消息110时，即记录当时的从属时钟的时间点ST1，并且送出延迟请求消息130给主时钟端。延迟请求消息130中包含送出时从属时钟的时间点ST2。当主时钟端收到延迟请求消息130时，记录当时的主时钟的时间点MT2，并回送延迟响应消息140给从属时钟端，借此，从属时钟端可得到时间点MT2，消息交换至此，从属时钟端共有四个时间戳，即时间点MT1、时间点ST1、时间点MT2、以及时间点ST2。所以，主时钟与其从属时钟之间的时间差异量，以及主时钟端与从属时钟端间的传递延迟时间可以计算如下：因为ST1＝MT1+Offset+Delay (1)MT2＝ST2-Offset+Delay (2)所以Delay＝((ST1-MT1)+(MT2-ST2))/2，以及Offset＝((ST1-MT1)-(MT2-ST2))/2。依此，利用主时钟与其从属时钟之间的时间差异量Offset，可由此来调整从属时钟的时间同步于主时钟的时间。在IEEE 1588中，此同步方式称为延迟请求响应机制(Delay Request Response Mechanism)。图2是一范例示意图，说明PON网络的一对时应用，该应用为ONU后端的从属时钟设备220欲同步于PTP主时钟210。然而由于PON网络产生高度的延迟，直接通过PON进行PTP封包传递将无法达到精准对时的目的，因此，欲完成此一应用PON网络设备OLT以及ONU皆必须支持同步工作。在现有的PON网络中，OLT与ONU的同步除了可通过测距(ranging)得知OLT与ONU之间的传递延迟外，ONU并负责锁定来自光线路终端的频率，让各ONU能正确地依照OLT所安排的为上行带宽分配的时隙(time slot for upstream bandwidth allocation)以避免上行信号发生碰撞。在PON的规范中，OLT还会将OLT的日期时钟(Time of Day clock，ToD)传递给ONU。因为ONU锁定OLT频率，所以OLT与ONU两端的日期时钟(ToD)只存在很小的差异，一般可视为是相同值。通常PTP对时需要两端交换多个消息才能决定从属时钟的与主时钟的误差。在现有的PON网络中，一种对时方法是，OLT与ONU各自是时钟源，OLT通过PTP协议与ONU对时的时候，OLT为主时钟，ONU为从属时钟。有一种技术是：OLT与ONU的同步可通过测距(ranging)得知OLT与ONU之间的传递延迟，因此OLT与ONU对时的时候不需要如同PTP对时一般，来回传送多次协议消息，只需要将信息载于传输汇聚层的信息帧(GTC Frame)的固定处，ONU收到时再加上已知的传递延迟就可得知所需设定的时间。还有一技术则是：重新制订PON时间戳参考点以便PON网络上的OLT与ONU进行同步。由于标准IEEE 1588所采用的Ethernet参考时间戳点在以太网桥接(Ethernet over PON)时并不会被封装进入PON帧(Frame)，因此，该技术重新制订PON时间戳参考点以便OLT以及ONU进行同步。上述的方法OLT与ONU维护各自的时钟，当PTP经过越多级产生越多误差，因此若能减少由主时钟到最终的从属时钟的级数将有助于减少误差。在现有的PON网络中，另一种对时方法是，OLT与ONU不自行维护PTP时钟，PON网络仅负责传递对时封包，也就是OLT的主时钟与ONU的从属时钟直接进行对时。由于PTP执行时，主时钟端与从属时钟端之间的两方向的延迟时间要相等，否则会造成误差。有些技术提供解决方案。例如，有一技术设法在PON上让通过的所有PTP命令(command)产生对等延迟，如此主时钟与从属时钟进行直接对时的时候就可利用标准的对时计算方式得到精确的时间。如图3A的控制延迟(controlling delay)的流程所示，此技术对上下行的封包存储至一缓冲器(buffer)中以产生额外的延迟时间，制造出上下行PTP封包在通过PON时，一律会被延迟到固定的一段缓冲期(buffer duration)，例如600μsec(此值是PON逻辑上最远的ONU到OLT的延迟时间)来满足对称传输延迟的请求，即图3B中的缓冲固定延迟(buffering fix delay)，使得ONU至OLT的传输延迟Td3等于OLT至ONU的传输延迟Td2。图3A及图3B的延迟控制技术中，不同ONU的传输延本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置，该PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)，该装置包括：一时间戳修正模块，被配置来将该PON中该OLT与该至少一ONU之间的一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，其中，该时间戳修正模块通过该PON，由该至少一ONU负责修改来自该OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息，使得该至少一ONU的后端的一从属时钟等同于与一虚拟的主时钟进行对时。
【技术特征摘要】
2012.12.17 TW 1011478911.一种使无源光网络(PON)具备支持时间同步能力的装置，该PON具有一光线路终端(OLT)及至少一光网络单元(ONU)，该装置包括：一时间戳修正模块，被配置来将该PON中该OLT与该至少一ONU之间的一网络等待时间等效为至少一等效路径延迟，其中，该时间戳修正模块通过该PON，由该至少一ONU负责修改来自该OLT的至少一PTP封包内的时间戳信息，使得该至少一ONU的后端的一从属时钟等同于与一虚拟的主时钟进行对时。2.如权利要求1所述的装置，其中该OLT与该至少一ONU使用自身的日期时钟作为时间记录的参考。3.如权利要求1所述的装置，其中该从属时钟直接使用一精确时间协议(PTP)与该虚拟的主时钟进行对时。4.如权利要求1所述的装置，其中该从属时钟与该虚拟的主时钟之间没有直接相连，而是通过该PON传递彼此的一或多个PTP封包。5.如权利要求1所述的装置，其中该至少一ONU修改来自该OLT的一PTP同步封包内的时间戳信息以及一PTP延迟响应封包内的时间戳信息。6.如权利要求5所述的装置，其中该至少一ONU于接收到该PTP同步封包后，根据该PTP同步封包内的时间戳信息、该PTP同步封包进入该OLT的一第一时间点、以及该至少一ONU传送一新时间戳的PTP同步封包至该从属时钟的一第二时间点，来更新该时间戳信息。7.如权利要求5所述的装置，其中该至少一ONU于接收到该PTP延迟响应封包后，根据该PTP延迟响应封包内的时间戳信息、一PTP延迟请求封包进入该ONU的一第三时间点以及离开该OLT的一第四时间点，来更新该PTP延迟响应封包中的时间戳信息。8.如权利要求1所述的装置，其中该PTP为一电机与电子工程协会1588 PTP版本。9.如权利要求1所述的装置，其中该时间戳修正模块配置于该PON中，该时间戳修正模块还包括：配置于该OLT的一时间记录模块，负责修正来自该OLT的至少一PTP同步封包内的时间戳信息，并将至少一已修正时间戳的PTP同步封包传递至该至少一ONU的后端...
【专利技术属性】
技术研发人员：李诗伟，徐志宏，巫瑞庭，陈恂达，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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