一种提高PON 系统时间同步精度的硬件架构

刘 畅，姜 超，柯明明

（1.武汉邮电科学研究院，湖北武汉 430074；2.烽火通信科技股份有限公司，湖北武汉 430073）

随着基站向Small Cell 方向发展[1]，覆盖密度越来越大，运营商们需要建设低成本、深度覆盖的承载网络。而PON 成本更低、可节约光纤消耗，并且已能满足小基站数据传输需求，PON 成为承载LTE 小基站回传业务的理想之选[2]。PON 系统是纯介质的光网络，网络结构中完全没有有源设备，相比于其他接入网技术，具有设备简单、组网灵活、成本低廉等优点[3]，因此，利用现有的低成本、广覆盖的PON 网络实现小基站回传是可行的，实现小基站回传的一个关键点便是要实现时间同步，业界最热门的时间同步协议为IEEE1588v2 协议，1588v2 协议是近些年发展起来的时间同步技术协议，可以实现亚微秒级精度的时间同步[4]，精度与当前普遍采用的GPS 方案类似，但与之相比具有成本低廉、维护方便等优点[5]。目前PON 时间同步已经基本实现，但如今4G 全面覆盖，5G 时代即将到来，峰值速率、网络时延、系统容量等性能指标将出现大幅提升[6]，时间同步的精度急需提高[7]，该文旨在提出一种新的PON 系统硬件架构，以提高时间同步精度。

1 时间同步的过程

1.1 时钟同步和时间同步

PON 系统是一种点到多点的网络结构，由3 个部分组成，分别为光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元ONU（Optical Network Unit）和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）[8]，数据流从局端OLT 到光分路器，再到各个ONU。实际工程中，将PON 网络看做一个整体，只有每个部分均实现时间同步，整体的时间同步精度才能有保证。

时间同步的前提是时钟同步，时钟同步分为带内时钟同步和带外时钟同步，二者对比如表1 所示。……