技术领域 本发明涉及以太网网络同步时钟领域， 提出一种以太无源光网络 ( Ethernet Passive Optical Network, EPON ) 系统、 以及系统中实现端到端透 明时钟的方法。

背景技术

IEEE1588-2008 时钟同步协议也称精确时间同步协议 （Precision Time Protocol, PTP )是以太网中一种较为精确的时钟同步方案， 通过在主从设备 间传递 IEEE1588 消息， 计算时间和频率偏移， 达到主从频率和时间同步， 解决了通用以太网延迟时间长和同步能力差的 瓶颈。

IEEE1588-2008定义了两种 PTP消息：事件（ Event )消息和通用（ General ) 消息。 Event 消息是包含时间信息的消息， 其接收和发送都需要产生精确的 时间戳信息； General消息则不要求精确的时间戳信息。 端 到 端 透 明 时钟（End-to-End Transparent Clock , E2ETC)是 IEEE1588-2008协议中定义的一种工作模型。端到� �透明时钟像普通的网桥、 交换机、 以及路由器一样转发各种报文， 然而， 对于 IEEE1588-2008 Event 消息， E2ETC需要计算 Event消息在设备内部驻留时间进行时间延时校� ��， 将校正过后的 Event ^艮文转发给下一级网络，实现逐级支持 IEEE-2008协议， 从而保持整个网络的时间同步。

EPON 系统中 IEEE1588-2008 协议的主要应用场景是保持光网络单元 ( Optical Network Unit, ONU ) 下挂的基站（NodeB )设备和主时钟服务器 时钟保持同步。 目前解决方案多是釆用成熟的时间处理芯片或 侧挂现场可编 程门阵列（ Field-programmable Gate Array , FPGA )器件实现， 由光线路终端 ( Optical Line Terminal , OLT )和 ONU共同充当边界时钟， 在 ONU侧实现 IEEE1588-2008 主时钟， 向下级 NodeB设备传递 PTP消息， 使 NodeB设备 和主时钟服务器时间保持同步， 但这种解决方案一般需要硬件设备辅助， 额 外增加了 EPON系统成本。

发明内容 本发明要解决的技术问题是提供一种 EPON系统以及系统中实现端到端 透明时钟的方法， 有效降低 EPON系统成本。 为解决上述技术问题， 本发明提供了一种以太无源光网络（EPON ) 系 统实现端到端透明时钟的方法， 该方法包括： 第一网元在接收到精确时间同步协议（ PTP )消息时记录接收到所述 PTP 消息的第一时间，并将所述记录的第一时间置 于所述 PTP消息中发送给第二 网元； 以及 第二网元接收所述 PTP消息，在向下级设备或上级设备发送的 PTP消息 中携带根据所述第一时间以及当前时间计算出 的所述 PTP消息的滞留时间。 其中：

所述第一网元为光线路终端 （OLT ) , 所述第二网元为光网络单元 ( ONU ) ； 或者， 所述第一网元为 ONU, 所述第二网元为 OLT。 其中：

所述 OLT和 ONU的时间同步。 其中：

所述 PTP消息为 PTP事件消息。 其中：

所述在 PTP消息中携带滞留时间包括：将所述滞留时间 与所述 PTP消息 头部校正字段中的时间累加后添加到所述 PTP消息头部中的校正字段中。 所述方法还包括： 所述第二网元在向下级设备或上级设备发送 PTP消息前，删除所述 PTP 消息中的第一时间。

为解决上述技术问题， 本发明还提供了一种以太无源光网络（EPON ) 系统， 其包括第一网元和第二网元， 其中： 所述第一网元设置为： 在接收到精确时间同步协议（PTP ) 消息时记录 接收到所述 PTP 消息的第一时间， 并将所述记录的第一时间置于所述 PTP 消息中发送给所述第二网元；

所述第二网元设置为： 接收所述 PTP消息， 在向下级设备或上级设备发 送的 PTP消息中携带根据所述第一时间以及当前时间 计算出的所述 PTP消息 的滞留时间。

其中： 所述第一网元为光线路终端 （OLT ) , 所述第二网元为光网络单元 ( ONU ) ； 或者， 所述第一网元为 ONU, 所述第二网元为 OLT。 其中：

所述 OLT和 ONU的时间同步。 其中：

所述 PTP消息为 PTP事件消息。 其中：

所述第二网元包括第一单元和第二单元， 其中： 所述第一单元设置为： 接收所述 PTP消息； 所述第二单元设置为： 将所述滞留时间与所述 PTP消息头部校正字段中 的时间累加后添加到所述 PTP消息头部中的校正字段中。 其中：

所述第二网元还包括第三单元， 所述第三单元设置为： 所述第二单元在 向下级设备或上级设备发送 PTP消息前， 删除所述 PTP消息中的第一时间。 由于 OLT的上联接口和 ONU的下联接口都是以太网接口， 参见图 1 , 利用 PON的测距机制， 通过扩展操作管理和维护 （Operation Administration and Maintenance , OAM )消息可以方便的实现 OLT和 ONU时间同步。 本发 明方案完全利用现有 EPON系统设备， 在不需要额外硬件辅助的情况下， 实 现 IEEE1588-2008协议中 E2ETC功能， 满足 EPON系统应用场景， 切实有 效的降低 EPON系统的成本， 带来一定的经济效益。

附图概述 图 1为本发明实施例系统结构简图； 图 2为下行 PTP Event消息处理流程图； 图 3为上行 PTP Event消息处理流程图。

本发明的较佳实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下文中将结合附图 对本发明的实施例进行详细说明。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申 请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意 组合。 本发明实施例实现 IEEE1588-2008协议中 E2ETC的方法包括： 第一网元在接收到精确时间同步协议（PTP ) 消息时记录接收到所述消 息的第一时间，并将所述记录的第一时间置于 所述 PTP消息中发送给第二网 元； 以及 第二网元接收所述 PTP消息，在向下级设备或上级设备发送的 PTP消息 中携带根据所述第一时间以及当前时间计算出 的所述 PTP消息的滞留时间。 具体地， 在下行时， 该滞留时间为 PTP消息从 OLT接收到 ONU向该 ONU下级设备发送出去的时间；在上行时，该滞 留时间为该 PTP消息从 ONU 接收到 OLT向该 OLT上级设备发送出去的时间。 在上述方案中 EPON系统中 OLT和 ONU视为一个整体， 系统结构简图 参见图 1 , 在 OLT与 ONU的时间保持同步的前提下， 由 OLT的上联接口和 ONU的下联接口共同形成一个透明时钟，共同来 完成 IEEE1588-2008协议中 E2ETC功能。 图中 1588主时钟可以是时钟服务器， 1588从时钟可以是基站 等需同步设备。 OLT和 ONU之间通过 OAM消息来完成同步， 图中 OAM— 1 帧用于以单播消息发送测距信息给对应 ONU; OAM 2帧用于周期性地以广 播消息发送时间同步信息给所有 ONU。 所述第一网元是 OLT时， 第二网元为 ONU; 或者， 第一网元为 ONU 时， 第二网元为 OLT。 具体地： 在下行传输 PTP消息时， OLT记录 OLT 以太网上联接口接收到 PTP Event消息的时间 ,并将该时间添加在 PTP消息中 ,在该消息经过 ONU的以 太网下联接口时， ONU计算该消息穿越 OLT和 ONU这两个设备所经历的 滞留时间， 累加到 PTP Event消息头部中的校正字段 ( CorrectionField ) 中并 转发给下一级 NodeB设备， PTP 消息头部格式参见表 1。 在上行传输 PTP消息时， ONU记录 ONU以太网下联接口接收的 PTP Event消息的时间 , 并将该时间添加在 PTP消息中 , 在该消息经过 OLT的以 太网上联接口时， 计算该消息穿越 OLT和 ONU这两个设备所经历的滞留时 间， 累加到 PTP Event消息头部中的 CorrectionField中并转发给上一级设备。 上述累加到 PTP Event消息头部中的 CorrectionField中是指将计算的滞 留时间与校正字段中的时间累加后仍添加到该 校正字段中。 表 1

通过以上处理，可以去除 PTP消息在 EPON系统内部传输和处理导致的 时延和抖动， 保证时间同步的准确性。

OLT和 ONU之间的时间同步基于 PON的测距机制， 釆用扩展 OAM消 息传递时间同步信息， 参照中国电信 EPON设备技术要求（V2.1修订 2 ) 中 17.1章节 EPON时间同步机制来实现 OLT和 ONU之间时间同步，其具体实 现方式不在本发明的讨论范畴之内， 然而本发明的实施方法必须建立在 OLT 和 ONU时间已经同步的基础之上。

下行 PTP Event消息由 ONU负责计算其在 EPON系统中滞留时间 , 其 处理流程参见图 2, 包括以下步骤： 步骤 201： OLT上联接口接收到从上一级网络设备或主时钟 发送的 PTP Event 消息， 进入 PTP Event 消息处理流程； 对于不包含时间信息的 PTP General消息则不做处理， 直接转发； 对于包含时间信息的 PTP Event消息， 执行步骤 202; 步骤 202: OLT记录当前接收 PTP Event消息的时间戳（ Timestamp )为 Ta, 将 Ta按照 IEEE1588-2008中规定的 Timestamp格式填充到 PTP Event 消息的末尾处以方便 ONU进行滞留时间的计算； 在其他实施例中， 也可以将 Ta置于 PTP Event消息的其他位置， 只要 ONU能查询到即可。 步骤 203： OLT将修改过后的 PTP Event消息转发给 ONU; 步骤 204: ONU下联接口接收到从 OLT转发的修改过后的 PTP Event 消息 , 进入 PTP Event消息处理流程； 步骤 205: ONU记录当前接收 PTP Event 消息的时间戳为 Tb, 从修改 过后的 PTP Event消息中提取出 OLT接收时间戳 Ta; ONU计算当前 PTP Event消息在 EPON系统中的滞留时间为 Δ T：

△ T = Tb-Ta 将 Δ Τ按照 IEEE1588-2008要求填入 PTP消息头部中的 CorrectionField 字段， 去除 OLT填充在 PTP Event消息末尾处的时间戳 Ta; 步骤 206: ONU将正确的 PTP Event消息转发给下一级设备。

上行 PTP Event消息由 OLT负责计算其在 EPON系统中滞留时间，其处 理流程参见图 3 , 包括以下步骤： 步骤 301： ONU下联接口接收到从下一级网络发送的 PTP Event消息， 进入 PTP Event消息处理流程；对于不包含时间信息的 PTP General消息则不 做处理， 直接转发； 步骤 302: ONU记录当前接收 PTP Event消息时间戳为 Tc, 将 Tc按照

IEEE1588-2008中规定的 Timestamp格式填充到 PTP Event消息的末尾处以 方便 OLT进行滞留时间的计算； 同样地，在其他实施例中，也可以将 Tc置于 PTP Event消息的其他位置， 只要 OLT能查询到即可。 步骤 303： ONU将修改过后的 PTP Event消息转发给 OLT； 步骤 304: OLT上联接口接收到从 ONU转发的修改过后的 PTP Event 消息 , 进入 PTP Event消息处理流程； 步骤 305： OLT记录当前接收 PTP Event 消息时间戳为 Td, 从接收到的 修改过后的 PTP Event消息中提取出 OLT接收时间戳 Tc; ONU计算当前 PTP Event消息在 EPON系统中的滞留时间为 Δ T:

△ T = Td-Tc 将 Δ T按照 IEEE1588-2008要求填入 PTP消息头部中的 CorrectionField, 去除 ONU填充在 PTP Event消息末尾处的时间戳 Tc; 步骤 306: OLT将正确的 PTP Event消息转发给上一级网络或主时钟服 务器。 通过以上步骤，可以去除 PTP消息在 EPON系统内部传输和处理导致的 时延和抖动， 保证时间同步的准确性， 从而可以实现 IEEE1588-2008协议中 透明端到端时钟逐级传递 PTP消息的功能。

本实施例中， 实现上述方法的系统包括第一网元和第二网元 ， 其中： 所述第一网元设置为： 在接收到精确时间同步协议（PTP ) 消息时记录 接收到所述消息的第一时间，并将所述记录的 第一时间置于所述 PTP消息中 发送给所述第二网元； 所述第二网元设置为： 接收所述 PTP消息， 在向下级设备或上级设备发 送的 PTP消息中携带根据所述第一时间以及当前时间 计算出的所述 PTP消息 的滞留时间。 所述第一网元是 OLT时， 第二网元为 ONU; 或者， 第一网元为 ONU 时， 第二网元为 OLT。 优选地， 所述第二网元包括第一单元和第二单元， 其中： 所述第一单元 设置为： 接收所述 PTP消息； 所述第二单元设置为： 将所述滞留时间与所述 PTP消息头部校正字段中的时间累加后添加到所 述 PTP消息头部中的校正字 段中。

优选地， 所述第二网元还包括第三单元， 该第三单元设置为： 所述第二 单元在向下级设备或上级设备发送 PTP消息前，删除所述 PTP消息中的第一 时间。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的 全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各单元可以釆用硬件 的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任何特 定形式的硬件和软件的结合。 当然， 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 但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附 的权利要求的保护范围。

工业实用性 本发明方案完全利用现有 EPON系统设备， 在不需要额外硬件辅助的情 况下， 实现 IEEE1588-2008协议中 E2ETC功能， 满足 EPON系统应用场景 , 切实有效的降低 EPON系统的成本， 带来一定的经济效益。