專(zhuān)利名稱(chēng)：時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)和設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，基站通過(guò)安裝的衛(wèi)星信號(hào)接收模塊，從衛(wèi)星接收時(shí)間信號(hào)，進(jìn)而根據(jù)該時(shí)間 信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步?；舅谕ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，基站通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)(同步數(shù)字 體系(SDH)傳輸網(wǎng)或分組數(shù)據(jù)網(wǎng))與RNC相連，基站的傳輸鏈路為反多路異步傳輸模式 (Inverse Multiplexing for ATM, IMA)E1 或以太網(wǎng)(FE)?；緩男l(wèi)星接收的時(shí)間信號(hào)的精度較高，時(shí)間偏差小于100ns，但同時(shí)也存在以下 缺點(diǎn)每個(gè)基站都需要安裝衛(wèi)星天線(xiàn)，天線(xiàn)必須安裝防雷保護(hù)，使得成本較高；天線(xiàn)需露空安裝，必須能夠看到一定角度的天空，有些基站在地鐵內(nèi)或大型建筑 內(nèi)部，使得衛(wèi)星天線(xiàn)安裝復(fù)雜或不可能；衛(wèi)星信號(hào)不可用時(shí)，會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)絡(luò)癱瘓，使得安全上存在隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)和設(shè)備，用于降低實(shí)現(xiàn)基站時(shí)間同 步的復(fù)雜度和成本，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。一種時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光線(xiàn)路終端0LT、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU和基站，OLT 與ONU相連，ONU與基站相連，其中所述0LT，用于接收時(shí)間信號(hào)，將所述時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包，通過(guò)千兆無(wú)源光網(wǎng) 絡(luò)GPON向ONU發(fā)送所述時(shí)間包；所述0NU，用于接收所述時(shí)間包，從該時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)，向基站輸出該時(shí) 間信號(hào)；所述基站，用于接收所述時(shí)間信號(hào)，利用該時(shí)間信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步。一種光線(xiàn)路終端，該光線(xiàn)路終端包括時(shí)間信號(hào)接收單元、時(shí)間包封裝單元和時(shí)間 包發(fā)送單元，所述時(shí)間信號(hào)接收單元與所述時(shí)間包封裝單元相連，所述時(shí)間包封裝單元與 所述時(shí)間包發(fā)送單元相連，其中所述時(shí)間信號(hào)接收單元，用于接收時(shí)間信號(hào)；所述時(shí)間包封裝單元，用于將所述時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包；所述時(shí)間包發(fā)送單元，用于通過(guò)千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)GPON向ONU發(fā)送所述時(shí)間包。一種光網(wǎng)絡(luò)單元ONU設(shè)備，該ONU設(shè)備包括時(shí)間包接收單元、時(shí)間解析單元和信號(hào) 發(fā)送單元，所述時(shí)間包接收單元與所述時(shí)間解析單元相連，所述時(shí)間解析單元與所述信號(hào) 發(fā)送單元相連，其中所述時(shí)間包接收單元，用于接收光線(xiàn)路終端OLT發(fā)來(lái)的時(shí)間包；[0019]所述時(shí)間解析單元，用于從所述時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)；所述信號(hào)發(fā)送單元，用于向基站輸出所述時(shí)間信號(hào)，以供基站利用該時(shí)間信號(hào)進(jìn) 行時(shí)間同步。本實(shí)用新型提供的方案中，OLT將接收到的時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包后發(fā)送給0NU， ONU從時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)后輸出給基站，供基站進(jìn)行時(shí)間同步?？梢?jiàn)，采用本實(shí)用新 型，基站不需要安裝衛(wèi)星天線(xiàn)和防雷保護(hù)，也不存在衛(wèi)星信號(hào)不可用時(shí)導(dǎo)致全網(wǎng)絡(luò)癱瘓的 安全隱患，從而有效的降低了實(shí)現(xiàn)基站時(shí)鐘同步的復(fù)雜度和成本，提高了網(wǎng)絡(luò)安全性。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)示意圖；圖2為本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中的GPON傳輸時(shí)間信號(hào)原理示意圖；圖4為本實(shí)用新型中的GPON下行TC幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中的TC幀物理控制塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型中的時(shí)間包及秒脈沖偏移量示意圖；圖7為本實(shí)用新型提供的OLT結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型提供的ONU結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了降低實(shí)現(xiàn)基站時(shí)間同步的復(fù)雜度和成本，提高網(wǎng)絡(luò)安全性，本實(shí)用新型提供 一種時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)，本系統(tǒng)中，光線(xiàn)路終端(Optical Line Terminal,0LT)將接收到的 時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包后發(fā)送給光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical NetworkUnit，ONU)，0NU從時(shí)間包中 解析出時(shí)間信號(hào)后輸出給基站，供基站進(jìn)行時(shí)間同步。OLT為千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)的局 端設(shè)備，ONU為GPON的用戶(hù)端設(shè)備。如圖2所示，本實(shí)用新型提供的時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)包括0LT20、0NU21和基站22， 0LT20與0NU21相連，0NU21與基站22相連，其中所述0LT20，用于接收時(shí)間信號(hào)，將所述時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包，通過(guò)GPON向ONU 發(fā)送所述時(shí)間包；所述0NU21，用于接收OLT發(fā)來(lái)的時(shí)間包，從該時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)，向基站 輸出該時(shí)間信號(hào)；所述基站22，用于接收ONU發(fā)來(lái)的時(shí)間信號(hào)，利用該時(shí)間信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步。所述0LT20還與時(shí)間設(shè)備相連；該OLT接收到的時(shí)間信號(hào)來(lái)自所述時(shí)間設(shè)備。具 體的所述0LT20包括時(shí)間接口，該OLT通過(guò)該時(shí)間接口與時(shí)間設(shè)備(如BITS)相連。所述0LT20還連接有衛(wèi)星天線(xiàn)；該OLT接收到的時(shí)間信號(hào)來(lái)自所述衛(wèi)星天線(xiàn)。當(dāng)然，OLT接收到的時(shí)間信號(hào)并不局限于來(lái)自時(shí)間設(shè)備或衛(wèi)星天線(xiàn)，OLT接收到的 時(shí)間信號(hào)可以來(lái)自任何其它網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備。所述0LT20包括時(shí)間信號(hào)接收單元，用于接收時(shí)間信號(hào)；[0041]時(shí)間包封裝單元，與時(shí)間信號(hào)接收單元相連，用于將所述時(shí)間信號(hào)中的世界時(shí)UTC 信息封裝到時(shí)間包中；將秒脈沖偏移量封裝在時(shí)間包中，所述秒脈沖偏移量表示所述時(shí)間 信號(hào)中秒脈沖PPS信號(hào)的位置與所述時(shí)間包第一個(gè)發(fā)送比特位置的偏差；時(shí)間包發(fā)送單元，與時(shí)間包封裝單元相連，用于通過(guò)千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)GPON向ONU 發(fā)送所述時(shí)間包。所述0LT20還包括校正單元，與時(shí)間信號(hào)接收單元和時(shí)間包封裝單元相連，用于在時(shí)間包封裝單元 將所述UTC信息封裝在時(shí)間包中之前，利用本OLT的設(shè)備時(shí)延對(duì)所述UTC信息進(jìn)行校正，即 將UTC減去本OLT的設(shè)備時(shí)延；在時(shí)間包封裝單元將所述秒脈沖偏移量封裝在時(shí)間包中之前，利用本OLT的設(shè)備 時(shí)延對(duì)所述秒脈沖偏移量進(jìn)行校正，即將秒脈沖偏移量減去本OLT的設(shè)備時(shí)延。所述時(shí)間包發(fā)送單元包括插入單元，用于將所述時(shí)間包插入到下行傳輸會(huì)聚(TC)幀的物理層管理維護(hù) (PLOAM)域中；發(fā)送單元，與插入單元相連，用于通過(guò)GPON向ONU發(fā)送所述TC幀。所述0NU21包括時(shí)間包接收單元，用于接收來(lái)自O(shè)LT的時(shí)間包；時(shí)間解析單元，與時(shí)間包接收單元相連，用于按照如下公式一確定PPS信號(hào)的位 置，按照如下公式二確定UTC 公式一 PPS位置=接收時(shí)間包的第一個(gè)比特位置+秒脈沖偏移量-OLT與ONU間 的光纖傳輸時(shí)延-ONU設(shè)備時(shí)延；公式二 UTC =時(shí)間包中攜帶的UTC+秒脈沖偏移量-OLT與ONU間的光纖傳輸時(shí) 延-ONU設(shè)備時(shí)延；信號(hào)發(fā)送單元，與時(shí)間解析單元相連，用于向基站輸出時(shí)間解析單元得到的PPS 信號(hào)和UTC，以供基站進(jìn)行時(shí)間同步。所述0LT20還包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸單元，與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)相連，用于將來(lái)自RNC的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通 過(guò)ONU發(fā)送給基站，以及將基站通過(guò)ONU發(fā)來(lái)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給RNC。下面對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說(shuō)明GPON(Gigabit PON)屬于傳輸網(wǎng)絡(luò)的接入層，為用戶(hù)提供光接入服務(wù)即 FTTx(Fiber To The Home/Building)，提供寬帶數(shù)據(jù)傳輸；GPON同樣也可以用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 的回程傳輸，即從骨干傳輸機(jī)房到基站的數(shù)據(jù)接入，見(jiàn)圖2。由于GPON的上行數(shù)據(jù)傳輸都使用TDMA (時(shí)分復(fù)用)的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被 分成不同的時(shí)隙；每個(gè)ONU分配不同的上行時(shí)隙，所有的ONU按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù) 據(jù)；為了避免各ONU發(fā)送數(shù)據(jù)在時(shí)間上沖突，GPON需要使用測(cè)距技術(shù)。測(cè)距技術(shù)測(cè)量光纖 傳播時(shí)延Tpd，即測(cè)量信號(hào)在OLT到ONU間的光纖中的傳輸時(shí)間Tpd。GPON上行指從ONU到 OLT的數(shù)據(jù)傳輸，下行指OLT到ONU的數(shù)據(jù)傳輸。GPON傳輸時(shí)間信號(hào)見(jiàn)圖2。GPON的OLT從衛(wèi)星或時(shí)間接口接收時(shí)間信號(hào)，OLT將 時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包，OLT下發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，將時(shí)間包封裝在GPON的操作維護(hù)(Operate AndMaintaince, 0ΑΜ)通道中，定期發(fā)給ONU。ONU收到時(shí)間包之后，將時(shí)間解出，該時(shí)間減去光 纖傳播時(shí)延Tpd和設(shè)備時(shí)延Ted，即可得到精確時(shí)間。ONU用GPON的測(cè)距結(jié)果光纖傳播時(shí)延Tpd來(lái)校正，為基站提供精確時(shí)間信號(hào)。 OLT在測(cè)距結(jié)束后將Tpd發(fā)給ONU ；當(dāng)Tpd因溫度或環(huán)境變化時(shí)OLT將新的Tpd發(fā)給0NU， 其他時(shí)間不再重復(fù)發(fā)送；ONU收到Tpd后用應(yīng)答(Acknowledge)消息答復(fù)OLT ；OLT收到 Acknowledge消息后確認(rèn)ONU已經(jīng)收到Tpd ；否則重發(fā)Tpd。OLT的時(shí)間信號(hào)來(lái)自衛(wèi)星時(shí)間，或通過(guò)時(shí)間接口接收機(jī)房BITS設(shè)備或其他時(shí)間設(shè) 備的時(shí)間信號(hào)。GPON傳輸時(shí)間信號(hào)原理如圖3所示。OLT從衛(wèi)星或時(shí)間接口接收時(shí)間信號(hào)包括秒 脈沖IPPS和UTC時(shí)間(世界時(shí))。時(shí)間信號(hào)分發(fā)給OLT的各GPON 口，GPON 口將時(shí)間信號(hào) 封裝為時(shí)間包通過(guò)GPON的OAM發(fā)送給ONU ；時(shí)間包用固定頻率(例如每秒一包)發(fā)送，用 廣播方式發(fā)給所有的ONU ；ONU收到時(shí)間包后解出時(shí)間信號(hào)，通過(guò)時(shí)間接口輸出秒脈沖信號(hào) 和UTC時(shí)間給基站。BITS為通信樓時(shí)鐘供給系統(tǒng)，給各通信設(shè)備提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘和時(shí)間信 號(hào)；設(shè)OLT接收時(shí)間為T(mén)imel，該時(shí)間經(jīng)過(guò)PON傳送給基站后增加了以下延時(shí)，參見(jiàn)圖 3 =OLT設(shè)備延時(shí)！"edl、光纖時(shí)延Tpdl、ONU設(shè)備延時(shí)1^(12、ONU到基站傳輸延時(shí)1^(12。其 中設(shè)備延時(shí) ^(11、Τθ(12是固定時(shí)延，OLT, ONU可以自行校正；ONU與基站在同一地點(diǎn)，距離 很短。長(zhǎng)度固定，Tpd2也是固定延時(shí)，基站能自行修正；Tpdl使用ONU與OLT之間的測(cè)距 結(jié)果，GPON的Tpd延時(shí)測(cè)量通常能精確到IOns以?xún)?nèi)；因此所有的時(shí)延都能精確修正。因此 ONU能為基站提供精確的時(shí)間信號(hào)UTC時(shí)間和秒脈沖IPPS?；臼盏降臅r(shí)間/秒脈沖與OLT輸入的到時(shí)間/秒脈沖的最大偏差Δ Timel* Δ Timel* = Δ Tedl+ Δ Tpdl+ Δ Ted2+ Δ Tpd2ATedU Δ Ted2是OLT、ONU的修正時(shí)延誤差，各自可以控制在IOns以?xún)?nèi)；ATpd2是Tpd2的修正時(shí)延誤差，可以控制在IOns以?xún)?nèi)；ATpdl是Tpdl的修正時(shí)延誤差，PON設(shè)備的測(cè)距精度偏差通常小于10ns，因此 ATpdl 小于 IOns ；綜合以上分析，ATimel*小于40ns ；即給基站提供的時(shí)間信號(hào)精度優(yōu)于100ns，遠(yuǎn) 高于基站時(shí)間同步要求時(shí)間偏差小于3us。本實(shí)用新型的實(shí)施參考如下時(shí)間包的定義如下GPON下行TC幀結(jié)構(gòu)如圖4所示；下行幀由下行物理控制塊(PCBd)和凈荷組成。 PCBd的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5所示，其中PLOAM攜帶OAM消息，PLOAM域長(zhǎng)13字節(jié)。時(shí)間包即安排在 PLOAM域中，OLT用廣播方式發(fā)送時(shí)間信息給各ONU ；每秒發(fā)送一次。GPON 協(xié)議(ITU-T G. 984. 3 (2004. 2))定義的 PLOAM 消息格式如下表 權(quán)利要求1.一種時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括光線(xiàn)路終端0LT、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU 和基站，OLT與ONU相連；ONU與基站相連；其中所述0LT，用于接收時(shí)間信號(hào)，將所述時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包，通過(guò)千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) GPON向ONU發(fā)送所述時(shí)間包；所述0NU，用于接收所述時(shí)間包，從該時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)，向基站輸出該時(shí)間信號(hào)；所述基站，用于接收所述時(shí)間信號(hào)，利用該時(shí)間信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT還與時(shí)間設(shè)備相連；所述OLT接收 到的時(shí)間信號(hào)來(lái)自所述時(shí)間設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT還連接有衛(wèi)星天線(xiàn)；所述OLT接收 到的時(shí)間信號(hào)來(lái)自所述衛(wèi)星天線(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT包括 時(shí)間信號(hào)接收單元，用于接收時(shí)間信號(hào)；時(shí)間包封裝單元，與時(shí)間信號(hào)接收單元相連，用于將所述時(shí)間信號(hào)中的世界時(shí)UTC信 息封裝到時(shí)間包中；將秒脈沖偏移量封裝在時(shí)間包中，所述秒脈沖偏移量表示所述時(shí)間信 號(hào)中秒脈沖PPS信號(hào)的位置與所述時(shí)間包第一個(gè)發(fā)送比特位置的偏差；時(shí)間包發(fā)送單元，與時(shí)間包封裝單元相連，用于通過(guò)千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)GPON向ONU發(fā)送 所述時(shí)間包。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT還包括校正單元，與時(shí)間信號(hào)接收單元和時(shí)間包封裝單元相連，用于在時(shí)間包封裝單元將所 述UTC信息封裝在時(shí)間包中之前，利用本OLT的設(shè)備時(shí)延對(duì)所述UTC信息進(jìn)行校正；在時(shí)間包封裝單元將所述秒脈沖偏移量封裝在時(shí)間包中之前，利用本OLT的設(shè)備時(shí)延 對(duì)所述秒脈沖偏移量進(jìn)行校正。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述時(shí)間包發(fā)送單元包括插入單元，用于將所述時(shí)間包插入到下行傳輸會(huì)聚TC幀的物理層管理維護(hù)PLOAM域中；發(fā)送單元，與插入單元相連，用于通過(guò)GPON向ONU發(fā)送所述TC幀。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT還包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸單元，與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器RNC相連，用于將來(lái)自RNC的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)ONU 發(fā)送給基站，以及將基站通過(guò)ONU發(fā)來(lái)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給RNC。
8.一種光線(xiàn)路終端，其特征在于，該光線(xiàn)路終端包括時(shí)間信號(hào)接收單元、時(shí)間包封裝單 元和時(shí)間包發(fā)送單元，所述時(shí)間信號(hào)接收單元與所述時(shí)間包封裝單元相連，所述時(shí)間包封 裝單元與所述時(shí)間包發(fā)送單元相連，其中所述時(shí)間信號(hào)接收單元，用于接收時(shí)間信號(hào)；所述時(shí)間包封裝單元，用于將所述時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包；所述時(shí)間包發(fā)送單元，用于通過(guò)千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)GPON向ONU發(fā)送所述時(shí)間包。
9.一種光網(wǎng)絡(luò)單元ONU設(shè)備，其特征在于，該ONU設(shè)備包括時(shí)間包接收單元、時(shí)間解析 單元和信號(hào)發(fā)送單元，所述時(shí)間包接收單元與所述時(shí)間解析單元相連，所述時(shí)間解析單元 與所述信號(hào)發(fā)送單元相連，其中所述時(shí)間包接收單元，用于接收光線(xiàn)路終端OLT發(fā)來(lái)的時(shí)間包； 所述時(shí)間解析單元，用于從所述時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)；所述信號(hào)發(fā)送單元，用于向基站輸出所述時(shí)間信號(hào)，以供基站利用該時(shí)間信號(hào)進(jìn)行時(shí) 間同步。專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種時(shí)間信號(hào)傳輸系統(tǒng)和設(shè)備，涉及無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，用于降低實(shí)現(xiàn)基站時(shí)間同步的復(fù)雜度和成本，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。本實(shí)用新型中，光線(xiàn)路終端OLT將接收到的時(shí)間信號(hào)封裝為時(shí)間包后發(fā)送給光網(wǎng)絡(luò)單元ONU，ONU從時(shí)間包中解析出時(shí)間信號(hào)后輸出給基站，供基站進(jìn)行時(shí)間同步。采用本實(shí)用新型，有效的降低了實(shí)現(xiàn)基站時(shí)間同步的復(fù)雜度和成本，提高了網(wǎng)絡(luò)安全性。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK201830258SQ20102020110
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者王治, 郭慶 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司