[发明专利]一种吉比特无源光网络系统的测距方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种GPON(Gigabit Passive Optical Network，吉比特无源光网络)系统的测距方法。

背景技术

GPON系统通常由OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、ONU(Optical Network Unit，光网络单元)和ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)组成。ODN通常为点到多点结构，一个OLT通过ODN连接多个ONU。

GPON系统在上行方向(ONU到OLT)采用TDMA(Time Division Multiplex Access，时分复用接入)方式接入，但是由于实际工程部署的原因，各个ONU与OLT之间的实际光纤长度不能做到完全一样，各个ONU发送的信号到达OLT所需的时间也并不完全一样，因此多个ONU发送的信号可能在OLT发生碰撞从而导致OLT无法正常接收。为了避免信号碰撞，GPON系统采用测距技术，通过测量OLT和ONU之间的逻辑距离，根据逻辑距离给ONU分配相应的均衡延迟(EqD，Equalization Delay)，ONU每次发送信号之前固定延迟EqD，使得各个ONU显得与OLT的逻辑距离一样长(假设此时OLT和ONU之间的RTD(Round Trip Delay，回程延迟)为最大回程延迟RTDmax)，从而避免多个ONU上行信号在OLT发生碰撞冲突。

GPON系统的测距原理如图1(图中的PLOu为Physical Layer Overhead upstream，表示上行物理层开销)所示，OLT发送一个下行GTC(GPON Transmission Convergence，GPON传输汇聚)帧(OLT记录发送第一个字节的时间点为TP_send)，其中该下行GTC帧携带一个Ranging_Request(测距请求)带宽分配(该带宽分配的起始时间为StartTime、结束时间为StopTime)，ONU从接收到下行GTC帧的第一个字节开始，经过固定的响应时间(设为T_resp)、必要延迟(设为T_rd)，然后再等待StartTime时间后开始给OLT应答Serial_Number_ONU(ONU序列号)消息(如表1所示)，OLT记录接收到Serial_Number_ONU消息的第一个字节的时间点为TP_recv。根据定义，OLT和ONU之间的RTD(Round Trip Delay，回程延迟)包括上下行传输延迟和ONU固定响应时间，于是可以计算为：

RTD＝(TP_recv-TP_send)-T_rd-StartTime    (式A)

则ONU的均衡延迟EqD计算为(其中RTD_max为最大RTD，即离OLT最远的ONU的RTD，离OLT最远的ONU可以是假设的、不存在的)：

EqD＝RTD_max-RTD    (式B)

表1Serial_Number_ONU消息

另外，为了考虑可靠性，GPON系统提供了一种Type B保护方式，即主干光纤保护，如图2所示，对OLT和ODN之间的主干光纤进行保护，提供两条冗余主干光纤及两个相应的冗余OLT，互为主备，一条主干光纤及相应的OLT正常工作，另一条主干光纤及相应的OLT处于备用状态，当主用主干光纤或者主用OLT故障时进行保护切换，备用主干光纤及备用OLT成为主用主干光纤和主用OLT。

由于主用OLT和备用OLT下行采用相同波长，在主用OLT正常工作的情况下，备用OLT无法对各个ONU动态实时地进行测距，因此保护切换后的主用OLT需要对各个ONU重新进行测距并分配相应的EqD才能正常工作，而重新测距涉及到复杂的带宽分配以及冲突解决等问题，所需时间往往较长，无法保证承载业务的QoS(Quality of Service，服务质量)。