一種基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network, PON)系統(tǒng)是在90年代初期出現(xiàn)的一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，是一種典型的點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸，局端設(shè)備(optical line terminal,OLT)與多個(gè)用戶端設(shè)備(Optical Network Unit, ONU)之間通過無源的光纜、光分/合路器等組成的光分配網(wǎng)(Optical Distribut1n Network，0DN)連接的網(wǎng)絡(luò)，具有與現(xiàn)有以太網(wǎng)相兼容、高帶寬、低成本、應(yīng)用靈活便捷等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的信息采集通信系統(tǒng)的工作主要依賴于系統(tǒng)中多點(diǎn)數(shù)據(jù)信息和統(tǒng)一精確的時(shí)間基準(zhǔn)信息，特別是對(duì)系統(tǒng)中大量的同步數(shù)據(jù)采集傳輸更要求同步、實(shí)時(shí)、可靠。但是傳統(tǒng)的同步數(shù)據(jù)采集(如，智能配網(wǎng)系統(tǒng)的區(qū)域保護(hù))通信技術(shù)或多或少存在一些問題，特別是當(dāng)多個(gè)主機(jī)都需要對(duì)同步數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣時(shí)，就要求主機(jī)之間保持時(shí)間同步的關(guān)系，傳統(tǒng)的時(shí)間同步技術(shù)如以GPS/北斗為基準(zhǔn)時(shí)間的IRIG-B碼對(duì)時(shí)、秒脈沖1PPS對(duì)時(shí)或基于以太網(wǎng)絡(luò)的IEEE-1588對(duì)時(shí)，這些方法雖然能完成時(shí)間的同步，但存在對(duì)時(shí)精度低、可靠性差、管理維護(hù)困難、組網(wǎng)成本高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法，其與傳統(tǒng)的用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的以太網(wǎng)技術(shù)不同，本發(fā)明僅采用了以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和接口，兩者的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理都完全不同，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集方法在多點(diǎn)同步數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膽?yīng)用中能充分發(fā)揮無源光網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸優(yōu)勢，進(jìn)行可靠、精確的數(shù)據(jù)同步采集和傳輸。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
[0007]SI 0LT根據(jù)第一本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器周期性的產(chǎn)生同步時(shí)間信息；
[0008]S2所述0LT對(duì)0NU進(jìn)行測距得到環(huán)路時(shí)延，且根據(jù)得到所述環(huán)路時(shí)延對(duì)所述同步時(shí)間信息進(jìn)行處理得到時(shí)間信息，并將所述環(huán)路時(shí)延和所述時(shí)間信息一起發(fā)送至所述0NU ；
[0009]S3所述0NU根據(jù)接收到的所述時(shí)間信息輸出同步抽樣脈沖；
[0010]S4所述0NU在所述同步抽樣脈沖的上升沿鎖存第二本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的值；同時(shí)所述0NU通過緩存得到所述同步抽樣脈沖之前的N個(gè)周期的采樣值；
[0011 ] S5所述0NU將得到的所述第二本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的值和N個(gè)所述采樣值發(fā)送至插值模塊進(jìn)行插值運(yùn)算得到同步抽樣插值結(jié)果，并將所述插值結(jié)果在所述同步抽樣脈沖的下降沿輸出；
[0012]S6所述0NU將所述插值結(jié)果發(fā)送至0NU本地處理器進(jìn)行處理或?qū)⑺霾逯到Y(jié)果發(fā)送至PON主機(jī)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)所述無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)同步采集和傳輸。
[0013]所述0NU根據(jù)接收到的所述時(shí)間信息輸出的同步抽樣脈沖，即為二次抽樣脈沖。
[0014]優(yōu)選地，在步驟S2中，根據(jù)得到所述環(huán)路時(shí)延對(duì)所述同步時(shí)間信息進(jìn)行處理得到時(shí)間信息，并將所述環(huán)路時(shí)延和所述時(shí)間信息一起發(fā)送至所述0NU，具體包括:
[0015]所述0LT將所述同步時(shí)間信息減去所述環(huán)路時(shí)延的一半得到時(shí)間信息，并將所述環(huán)路時(shí)延和所述時(shí)間信息一起發(fā)送至所述0NU。
[0016]優(yōu)選地，在步驟S3中，所述0NU根據(jù)接收到的所述時(shí)間信息輸出同步抽樣脈沖具體包括:
[0017]所述0NU根據(jù)接收到的所述時(shí)間信息采用延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)輸出相應(yīng)的同步抽樣脈沖。
[0018]優(yōu)選地，在步驟S5中，所述插值模塊中進(jìn)行的插值運(yùn)算為平均值法或拉格朗日插值法或阿基瑪插值法或牛頓插值法或線性插值法。
[0019]優(yōu)選地，在步驟S6中，所述0NU將所述插值結(jié)果發(fā)送至0NU本地處理器進(jìn)行處理或?qū)⑺霾逯到Y(jié)果生成數(shù)據(jù)包通過以太網(wǎng)幀和接口發(fā)送至Ρ0Ν主機(jī)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)所述無源光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)同步采集和傳輸。
[0020]通過本發(fā)明提供的基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法，能夠帶來以下至少一種有益效果:
[0021]1.在本發(fā)明中，以無源光網(wǎng)絡(luò)Ρ0Ν作為通訊媒介，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)0NU與Ρ0Ν主機(jī)之間的物理連接，使整個(gè)系統(tǒng)中具有統(tǒng)一精確的時(shí)間，并采用同步數(shù)據(jù)插值運(yùn)算，不需要在多個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)之間建立時(shí)間同步關(guān)系，各無源光網(wǎng)絡(luò)可采用獨(dú)立的抽樣頻率，獲得穩(wěn)定、可靠的同步采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步數(shù)據(jù)的抽樣(采集)和數(shù)據(jù)包的傳輸。相比較以往的時(shí)間同步系統(tǒng)以GPS/北斗為基準(zhǔn)時(shí)間的IRIG-B碼對(duì)時(shí)、秒脈沖1PPS對(duì)時(shí)或基于以太網(wǎng)絡(luò)的IEEE-1588對(duì)時(shí)，具有時(shí)間傳遞精度高，同步數(shù)據(jù)采集誤差小(誤差為ns級(jí))的優(yōu)點(diǎn)；尤其滿足電力系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)主備(冗余)同步采樣通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求；
[0022]2.在本發(fā)明中，依托PON網(wǎng)絡(luò)的高帶寬，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中大量同步采樣數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，滿足不斷增長的帶寬需求；同時(shí)，無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，降低數(shù)據(jù)交互的故障率，滿足同步采樣數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠傳輸要求；再有，光纖/光纜低成本以及具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)，具有維護(hù)簡單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)的特點(diǎn)，且無源光網(wǎng)絡(luò)在傳輸中無需電源和機(jī)房，沒有其他電子部件，光纖容易鋪設(shè)，可很大程度上節(jié)省運(yùn)營成本和管理成本。
【附圖說明】
[0023]下面將以明確易懂的方式，結(jié)合【附圖說明】優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明中基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。
[0024]圖1是本發(fā)明中基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]由于一般來說0NU端進(jìn)行AD (Analog to Digital)轉(zhuǎn)化的時(shí)鐘是ONU各自的本地時(shí)鐘，因此各個(gè)0NU端通過AD轉(zhuǎn)化得到的采樣數(shù)據(jù)是在不同時(shí)刻得到的，是不同步的，因此，在本發(fā)明中，為了使ONU端得到統(tǒng)一時(shí)刻的采樣數(shù)據(jù)，我們通過OLT統(tǒng)一向各個(gè)ONU端下發(fā)時(shí)間信息，ONU端使用該統(tǒng)一的時(shí)間信息得到二次抽樣時(shí)刻，這樣ONU端得到該二次抽樣時(shí)刻都是以O(shè)LT發(fā)送的時(shí)間信息為依據(jù)的，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)ONU端的同步。具體來說，如圖1所示為本發(fā)明中基于二次抽樣的無源光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法流程示意圖，包括以下步驟:
[0026]SI OLT根據(jù)第一本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器周期性的產(chǎn)生同步時(shí)間信息。具體來說，這里OLT使用第一本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器產(chǎn)生同步時(shí)間信息再進(jìn)行處理得到統(tǒng)一下發(fā)的時(shí)間信息，在本發(fā)明中，0NU只有依據(jù)0LT統(tǒng)一下發(fā)的時(shí)間同步信息得到二次抽樣時(shí)刻以實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)的采集。當(dāng)然，在這里，我們對(duì)0LT端的第一本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)方式不做具體限定，如，可以使用集成電路來實(shí)現(xiàn)，也可以使用單片機(jī)等處理器芯片來實(shí)現(xiàn)，只要其能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，都包括在本發(fā)明的內(nèi)容中。
[0027]S2 0LT通過對(duì)0NU進(jìn)行測距得到環(huán)路時(shí)延，且根據(jù)得到環(huán)路時(shí)延對(duì)同步時(shí)間信息進(jìn)行處理得到時(shí)間信息，并將環(huán)路時(shí)延和時(shí)間信息一起發(fā)送至0NU。具體來說，由于該時(shí)間信息從0LT中傳輸?shù)?NU中時(shí)需要一定的時(shí)間，因此，0LT在對(duì)0NU進(jìn)行了測距得到環(huán)路時(shí)延之后，0LT將同步時(shí)間信息減去環(huán)路時(shí)延的一半得到時(shí)間信息，隨即將時(shí)間信息發(fā)送至0NU，這樣就能保證各個(gè)0NU中接收到的時(shí)間信息是統(tǒng)一的，以作為各個(gè)0NU得到二次抽樣時(shí)刻的時(shí)間基準(zhǔn)。
[0028]S3 0NU接收到0LT發(fā)送的時(shí)間信息之后，隨即根據(jù)接收到的時(shí)間信息輸出同步抽樣脈沖。具體來說，在這里，由于0NU在接收時(shí)間信息過程中需要一定的處理時(shí)間才能得到0LT下發(fā)的時(shí)間信息，因此，在本發(fā)明中，我們?cè)?NU端中采用了延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)以保證各個(gè)0NU端在統(tǒng)一時(shí)刻輸出同步抽樣脈沖，即得到相同的二次抽樣時(shí)刻。
[0029]以下對(duì)我們這里提及的延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的描述:首先我們將環(huán)路時(shí)延分為下行路徑時(shí)