GPON系统1588时间同步技术的研究与应用
将计算的值累加并修正correction Field,传送给末端。
1.4 BMC算法
IEEE1588v2中定义了最优时间源算法BMCA (Best Master Clock Algorithm),能够自动选择时间同步网中的最优时间服务器,自动选择同步路径,并能在时间源故障和链路故障时,自动实现时间源和同步路径的切换。 BMC算法通过每个PTP端口接收到的Announce报文获取每条同步路径对应的GM(祖父时钟)的信息,根据数据集比较算法按照一定的顺序依次比较不同GM之间的各项时钟信息,选出最优的时钟,最后通过状态决策算法决策最佳的GM对应的PTP端口,完成选源操作。这3个流程会根据设定的周期重复进行。对于同一个域中的时钟节点设备,不论网络中部署了几个不同的时间服务器,只要各节点时钟都是统一于IEEE1588v2的BMC算法,协议就能根据GM不同的参数配置,实现有条不紊的时间源选择和切换。
2 GPON系统时间同步技术研究
2.1 OLT与ONU之间的同步机制
在GPON系统中,OLT和ONU与一般的时间同步节点应用场景一致,可以直接参考PTN设备的设计理念,OLT与ONU之间的同步则不能参考。OLT下行和ONU上行通过不同的波长在同一根光纤中实现波分复用(WDM),但是OLT下行采用广播方式,时延较小,ONU上行使用TDMA方式发送数据,依照OLT的授权时间片来发送,因而上行时延难以控制,对于链路对称性有严格要求的1588时延测量机制来说,这是不可容忍的。
在GPON系统中,下行时延可以通过测距获得,因此可以不使用IEEE 1588v2的延时测量机制计算时延。OLT从上级时间同步源同步了时间后,OLT与ONU之间可以通过其内部机制进行时间同步,ONU通过由OLT下行某一帧中所带精确时间信息,加上通过测距算得的时延来同步自身的时间,其基本原理如图2所示,GPON基于125us帧传输,每个帧头固定有一个 super frame指示位,以此来标记时间。
![](../img/eep-analog/analog-33403pnmme3n00we.jpg)
GPON系统中OLT与ONU之间的这种机制由ITU—T在G.984.3_AMD_2中进行了详细定义,包含高精度时间信息的的ToD消息通过OMCI通道发送给ONU。具体步骤如下:
1)OLT选取未来的super frame计数为N的某下行帧发送时间作为同步时间参考点,并计算出陔下行帧帧头到达零距离时延ONU的时间TstampN,如式3所示
![](../img/eep-analog/analog-33404dyukg0a04om.jpg)
TsendN表示预测的未来超帧计数为N的超帧发送时的内部参考时间点,△OLT表示在OLT内部的时延。n1310和n1490分别表示波长为1 310 nm和1 490 nm的上下行光对应的折射率;
2)计算出该时间TstampN并存储同步时间关系对(N,TstampN),在此后的任意时刻,OLT都可选取某一下行帧将此关系对通过OMCI通道下发给任意某ONUi;
3)该ONUi根据自身的EqD以及处理时间等计算出序号为N的下行帧帧头到达本地的准确时间TrecvN,i,如式(5)所示
![](../img/eep-analog/analog-33405wzuk2boo1r0.jpg)
△i表示在ONU内部的时延;
4)当序号为N的下行帧到达ONUi时,ONUi将本地时间调整为TrecvN,i,从而完成与OLT的时间同步。
2.2 GPON系统的时钟模型
GPON系统由于自身架构的复杂,在时钟模型的分析上相对于PTN设备也有所不同。若将GPON作为一个整体分析,OLT上接承载网时钟节点,ONU下接基站,即有Slave端口也有Master端口,应该视作一个BC;但是将GPON各个部分分开分析,OLT和ONU几乎是两个独立的时钟节点,并且 OLT处终结了1588,ONU处是作为起点发起1588,这就可以将OLT和ONU视为OC模型。因此,可以将GPON看作一个由两个背靠背的OC组成的BC模型,如图3所示。
![](../img/eep-analog/analog-33406b543uzint2q.jpg)
2.3 GPON系统的时钟同步
高精度的时间同步是以高精度的时钟同步为基础的,目前的1588时间同步方案中,为了实现稳定的时间同步性能,都使用了1588+SyncE的混合同步方式。在GPON系统架构下OLT可以从上游的物理线路中提取同步以太网时钟,也可以通过纯1588v2协议来实现频率同步,这个频率也是与上游同源的,并且都可以向下游传递;OLT到ONU之间也支持SvncE同步以太网时钟同步;ONU再将从OLT获得的时钟继续向下游基站传输,这样就与核心网组成了不间断的SyncE频率同步网络。
3 GPON系统时间同步系统设计
在整个GPON系统实现时间同步需要经过3个部分的流程:OLT与上游设备的同步、OLT和ONU之间的同步、ONU与下游基站的同步。 OLT作为GPON的时间接入点,支持带内1588方式同步于上游承载网时间节点,同时还需要预留带外1PPS+TOD接口同步于GPS时间作为备用;在 ONU侧,ONU作为GPON的时间输出点,支持带内1588方式与下游基站进行同步,同时还需要预留带外1PPS+TOD接口直接输出给支持带外方式的基站使用;OLT与ONU之间则是通过ITU—T在G.984.3_AMD_2中定义的内部机制由OMCI通道下发ToD给ONU进行同步。在频率同步方面,GPON整个系统都支持SyncE频率同步,并且OLT预
基站回传 时间同步 IEEE 1588v2 GPON 内部同步机制 相关文章:
- TD-LTE回传网络和时间同步解决方案研究(一)(09-30)
- TD-LTE回传网络和时间同步解决方案研究(四)(09-30)
- TD-LTE回传网络和时间同步解决方案研究(三)(09-30)
- TD-LTE回传网络和时间同步解决方案研究(二)(09-30)
- 短距离无线数据低功耗传输协议分析(04-20)
- 基于MRF24J40的IEEE802.15.4无线收发电路设计(11-13)