低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)兼容機(jī)制探討

摘要：ITU-T 50G-PON標(biāo)準(zhǔn)制定了低時(shí)延需求和功能。正在規(guī)模部署的XG（S）-PON也在討論增加相應(yīng)的低時(shí)延特性，但需要考慮兼容現(xiàn)網(wǎng)中不支持低時(shí)延特性的ONU。本文以XG（S）-PON為例，提供一種低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)兼容機(jī)制，使得在部署低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)時(shí)，現(xiàn)網(wǎng)中非低時(shí)延ONU可以繼續(xù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò);現(xiàn)網(wǎng)ONU;部署;兼容現(xiàn)網(wǎng)

一、低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化及應(yīng)用情況

ITU-T 50G-PON于2021年9月初步完成標(biāo)準(zhǔn)化，可以承載5G前傳、高級(jí)視頻傳輸?shù)鹊蜁r(shí)延業(yè)務(wù)[1]，定義了專(zhuān)用激活波長(zhǎng)（DAW， Dedicated Activation Wavelength）[2]以消除ONU激活過(guò)程中安靜窗口帶來(lái)的時(shí)延影響，定義了支持低時(shí)延特性的動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA ， Dynamic Bandwidth Assignment）框架[2]，以支持承載低時(shí)延業(yè)務(wù)。

ITU-T XG（S）-PON標(biāo)準(zhǔn)[3-5]早于50G-PON成熟，目前相對(duì)應(yīng)的10G PON產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入規(guī)模部署階段。在50G-PON標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中，業(yè)界同時(shí)在討論將50G-PON的低時(shí)延技術(shù)應(yīng)用到XG（S）-PON，設(shè)備廠商研制了低時(shí)延X(jué)G（S）-PON設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展了低時(shí)延X(jué)G（S）-PON測(cè)試和試點(diǎn)，獲得了良好的效果[6]。目前低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的標(biāo)準(zhǔn)化討論主要參考50G-PON標(biāo)準(zhǔn)，其中，需通過(guò)專(zhuān)用激活波長(zhǎng)進(jìn)行激活，以避免在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上開(kāi)放安靜窗口。隨著標(biāo)準(zhǔn)化的完善，將要部署的低時(shí)延X(jué)G（S）-PON面臨的問(wèn)題是，不支持專(zhuān)用激活波長(zhǎng)的現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON ONU，包括已經(jīng)部署的和即將部署的，是否可以繼續(xù)在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，這涉及到保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的前期投資和XG（S）-PON現(xiàn)網(wǎng)用戶的權(quán)益。

本文以XG（S）-PON為例，通過(guò)分析現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON、低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的技術(shù)特征，提出一種低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)兼容機(jī)制，既可以用于XG（S）-PON，也可以用于其他無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，使得現(xiàn)網(wǎng)ONU可以在低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中繼續(xù)工作。

二、現(xiàn)網(wǎng)和低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的工作機(jī)制

這部分闡述現(xiàn)網(wǎng)和低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的工作機(jī)制，主要是現(xiàn)網(wǎng)和低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的激活機(jī)制，為后續(xù)分析低時(shí)延X(jué)G（S）-PON兼容現(xiàn)網(wǎng)存在的問(wèn)題以及尋找相應(yīng)的解決方法做準(zhǔn)備。

（一）現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON工作機(jī)制

現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON架構(gòu)如圖 1所示。OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）通過(guò)點(diǎn)到多點(diǎn)ODN連接多個(gè)ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元），OLT需要獲取ONU的SN（Serial Number，序列號(hào)）信息并根據(jù)SN信息分配ONU-ID以建立初始通信，OLT還需要對(duì)ONU進(jìn)行測(cè)距并將測(cè)距結(jié)果配置給ONU以消除與各ONU之間的光纖距離差異，這些操作通過(guò)激活機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。XG（S）-PON OLT和ONU之間采用一對(duì)上下行波長(zhǎng)，即下行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)（1575-1580nm）和上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)（1260-1280nm）[4-5]，激活機(jī)制在這對(duì)波長(zhǎng)上進(jìn)行。

激活機(jī)制包括完整激活機(jī)制和快速激活機(jī)制，下面分別進(jìn)行闡述。

1.完整激活機(jī)制

在現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON中，ONU初次接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一般需要完整激活過(guò)程，包括OLT獲取ONU的SN信息并根據(jù)SN信息分配ONU-ID和OLT對(duì)ONU進(jìn)行測(cè)距并將測(cè)距結(jié)果配置給ONU[3-4]。如圖 2所示，完整激活流程一般為：

（1）OLT在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)打開(kāi)預(yù)定長(zhǎng)度的安靜窗口，廣播發(fā)送SN請(qǐng)求消息。

開(kāi)放安靜窗口，是為了保證ONU發(fā)送的SN響應(yīng)消息和測(cè)距響應(yīng)消息不與其它正常工作ONU的上行信息沖突。在安靜窗口內(nèi)，其它正常工作ONU不會(huì)獲得上行帶寬而停止上行信息發(fā)送。

（2）若有ONU待激活，則該ONU在接收到SN請(qǐng)求消息后，向OLT發(fā)送包括自身SN的響應(yīng)消息。

（3）OLT接收到ONU的SN響應(yīng)消息，確定當(dāng)前有ONU需要激活，則根據(jù)接收到的SN信息向該ONU分配ONU-ID。

（4）OLT再次在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)打開(kāi)預(yù)定長(zhǎng)度的安靜窗口，向該ONU發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求消息。

（5）該ONU接收到測(cè)距請(qǐng)求消息后，向OLT發(fā)送測(cè)距響應(yīng)消息。

（6）OLT接收到測(cè)距響應(yīng)消息，根據(jù)測(cè)距請(qǐng)求消息、測(cè)距響應(yīng)消息的時(shí)間差，可以計(jì)算得到雙向傳輸時(shí)間，再結(jié)合系統(tǒng)設(shè)置的OLT和ONU之間的最遠(yuǎn)距離，可計(jì)算得出ONU所需的均衡時(shí)延，并向該ONU發(fā)送均衡時(shí)延，完成測(cè)距。

均衡時(shí)延是表示當(dāng)ONU收到OLT分配的上行帶寬時(shí)，需等待均衡時(shí)延所對(duì)應(yīng)的時(shí)間后才在上行帶寬內(nèi)向OLT發(fā)送上行信息，其實(shí)質(zhì)上用以消除OLT與各ONU之間的光纖距離差異。

（7）OLT給該ONU分配上行帶寬。

（8）該ONU根據(jù)接收到的ONU-ID、均衡時(shí)延、上行帶寬進(jìn)行自身狀態(tài)的配置，完成激活，從而可開(kāi)始根據(jù)上行帶寬向OLT發(fā)送上行信息。

2. 快速激活機(jī)制

現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON中，如果OLT提前獲取了ONU的SN信息和均衡時(shí)延，可以采用快速激活機(jī)制進(jìn)行ONU激活，省卻獲取SN信息過(guò)程和測(cè)距過(guò)程。如圖 3所示，快速激活過(guò)程一般為：

（1）OLT根據(jù)提前獲取的SN信息向ONU分配ONU-ID。

（2）OLT把提前獲取的均衡時(shí)延發(fā)送給該ONU。

（3）OLT給該ONU分配上行帶寬。

（4）該ONU根據(jù)接收到的ONU-ID、均衡時(shí)延、上行帶寬進(jìn)行自身狀態(tài)的配置，完成激活，從而可開(kāi)始根據(jù)上行帶寬向OLT發(fā)送上行信息。

（二）低時(shí)延X(jué)G（S）-PON工作機(jī)制

50G-PON的專(zhuān)用激活波長(zhǎng)有多種實(shí)現(xiàn)方式[2]，可以是一個(gè)上行波長(zhǎng)，也可以是一對(duì)上下行波長(zhǎng)，50G-PON可以單獨(dú)完成專(zhuān)用激活波長(zhǎng)功能，也可以與遺留系統(tǒng)（例如GPON系統(tǒng)或者XG（S）-PON系統(tǒng)）配合完成專(zhuān)用激活波長(zhǎng)功能。

低時(shí)延X(jué)G（S）-PON雖然未完全標(biāo)準(zhǔn)化，但是可以沿用50G-PON的專(zhuān)用激活波長(zhǎng)功能。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，僅在XG（S）-PON系統(tǒng)中增加一個(gè)上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)，與GPON共存時(shí)可以采用GPON上行波長(zhǎng)（1290-1330nm），也可以采用完全新定義的波長(zhǎng)（例如1420-1450nm）[7]?；谏闲袑?zhuān)用激活波長(zhǎng)的低時(shí)延X(jué)G（S）-PON架構(gòu)如圖 4所示。

低時(shí)延X(jué)G（S）-PON激活機(jī)制與現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON類(lèi)似，只不過(guò)OLT在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)上開(kāi)放安靜窗口，ONU在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送SN響應(yīng)和測(cè)距響應(yīng)，使得激活過(guò)程與其他正常工作ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上發(fā)送信息彼此不沖突。低時(shí)延X(jué)G（S）-PON激活機(jī)制也包括完整激活機(jī)制和快速激活機(jī)制，由于本文中低時(shí)延X(jué)G（S）-PON激活機(jī)制用于配合兼容現(xiàn)網(wǎng)ONU，因此為了簡(jiǎn)化描述，重點(diǎn)介紹低時(shí)延X(jué)G（S）-PON完整激活機(jī)制，如圖 5所示，其過(guò)程一般為：

（1）OLT在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)打開(kāi)預(yù)定長(zhǎng)度的安靜窗口，廣播發(fā)送SN請(qǐng)求消息。

如果上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)不用于傳輸上行信息，則不需要開(kāi)放安靜窗口，否則，開(kāi)放安靜窗口是為了保證ONU的SN響應(yīng)消息和測(cè)距響應(yīng)消息不與其它正常工作ONU的上行信息沖突，在安靜窗口內(nèi)，其它正常工作ONU不會(huì)獲得上行帶寬而停止上行信息發(fā)送。

（2）若有ONU待激活，則該ONU在接收到SN請(qǐng)求消息后，在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送包括自身SN的響應(yīng)消息。

（3）OLT接收到ONU的SN響應(yīng)消息，確定當(dāng)前有ONU需要激活，則根據(jù)收到的SN信息向該ONU分配ONU-ID。

（4）OLT再次在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)打開(kāi)預(yù)定長(zhǎng)度的安靜窗口，向該ONU發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求消息。

（5）該ONU接收到測(cè)距請(qǐng)求消息后，在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送測(cè)距響應(yīng)消息。

（6）OLT接收到測(cè)距響應(yīng)消息，根據(jù)測(cè)距請(qǐng)求消息、測(cè)距響應(yīng)消息的時(shí)間差，可以計(jì)算得到雙向傳輸時(shí)間，再結(jié)合系統(tǒng)設(shè)置的OLT和ONU之間的最遠(yuǎn)距離、上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)和上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)折射率，可計(jì)算得出ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上的均衡時(shí)延，并向該ONU發(fā)送均衡時(shí)延，完成測(cè)距。

均衡時(shí)延是表示當(dāng)ONU收到OLT分配的上行帶寬時(shí)，需等待均衡時(shí)延所對(duì)應(yīng)的時(shí)間后才在上行帶寬內(nèi)向OLT發(fā)送上行信息，其實(shí)質(zhì)上用以消除OLT與各ONU之間的光纖距離差異。

（7） OLT給該ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上分配上行帶寬。

（8）該ONU根據(jù)接收到的ONU-ID、均衡時(shí)延、上行帶寬進(jìn)行自身狀態(tài)的配置，完成激活，從而可開(kāi)始根據(jù)上行帶寬在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送信息。

三、兼容現(xiàn)網(wǎng)的低時(shí)延X(jué)G（S）-PON部署問(wèn)題分析

在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的推廣過(guò)程中，為兼顧現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和成本，通常無(wú)法完全使用低時(shí)延ONU構(gòu)建無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，而是會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，仍然有低時(shí)延ONU和現(xiàn)網(wǎng)ONU共存的場(chǎng)景。

低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中，低時(shí)延ONU除通過(guò)業(yè)務(wù)波長(zhǎng)與OLT連接外，還通過(guò)專(zhuān)用激活波長(zhǎng)與OLT連接。專(zhuān)用激活波長(zhǎng)不同于業(yè)務(wù)波長(zhǎng)，二者中的信息傳遞互不影響。而現(xiàn)網(wǎng)中已經(jīng)存在或者即將部署的非低時(shí)延ONU是不支持專(zhuān)用激活波長(zhǎng)的，這些ONU不支持低時(shí)延。因此，現(xiàn)網(wǎng)ONU在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是存在較大困難的。

（一）現(xiàn)網(wǎng)ONU在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON中應(yīng)用的場(chǎng)景

現(xiàn)網(wǎng)ONU在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON中的應(yīng)用主要有以下幾種場(chǎng)景：

（1）將現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON網(wǎng)絡(luò)升級(jí)成低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)，一般為更換現(xiàn)網(wǎng)XG（S）-PON OLT為低時(shí)延X(jué)G（S）-PON OLT，包括支持專(zhuān)用激活波長(zhǎng)?，F(xiàn)網(wǎng)ONU需要能夠繼續(xù)工作;

（2）在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中，將現(xiàn)網(wǎng)ONU更換為另一個(gè)現(xiàn)網(wǎng)ONU;

（3）在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中，增加一個(gè)現(xiàn)網(wǎng)ONU;

（4）在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)網(wǎng)ONU因?yàn)榫S護(hù)等原因先離線再上線。

其中，場(chǎng)景（1）和（4）類(lèi)似，都是相當(dāng)于現(xiàn)網(wǎng)ONU離線后再上線，OLT可以保存現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息和均衡時(shí)延。如果現(xiàn)網(wǎng)ONU離線時(shí)間不長(zhǎng)，可以采用快速激活機(jī)制恢復(fù)上線。但是如果離線時(shí)間太長(zhǎng)，保存的均衡時(shí)延和事實(shí)的均衡實(shí)現(xiàn)之間可能出現(xiàn)較大變化，采用快速激活機(jī)制可能會(huì)影響其他正常工作的ONU，這種情況下需考慮采用其他激活機(jī)制。

場(chǎng)景（2）和（3）類(lèi)似，新更換或者新增加的現(xiàn)網(wǎng)ONU都未與OLT建立過(guò)聯(lián)系，OLT未獲取過(guò)這些現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息和均衡時(shí)延，無(wú)法直接采用快速激活機(jī)制，需要通過(guò)其他機(jī)制實(shí)現(xiàn)ONU的SN信息交互以及OLT對(duì)ONU進(jìn)行測(cè)距。

（二）現(xiàn)網(wǎng)ONU在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON中應(yīng)用的問(wèn)題分析

現(xiàn)網(wǎng)ONU不支持低時(shí)延特性，不支持專(zhuān)用激活波長(zhǎng)，不能使用上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)進(jìn)行激活，如果其在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，不能采用完整激活機(jī)制，但是可以考慮采用快速激活機(jī)制。其中場(chǎng)景（a）和（d）中現(xiàn)網(wǎng)ONU一般可以采用快速激活機(jī)制，但是如果現(xiàn)網(wǎng)ONU離線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則也不能采用快速激活機(jī)制。

如果現(xiàn)網(wǎng)ONU采用快速激活機(jī)制，則需要OLT能夠提前獲取到ONU的SN信息以及均衡時(shí)延。場(chǎng)景（2）和（3）、以及場(chǎng)景（1）和（4）的部分情況中，現(xiàn)網(wǎng)ONU和OLT之間缺少信息交互通道。

為了建立現(xiàn)網(wǎng)ONU和OLT之間的信息交互通道，可以考慮重用其他ONU與OLT建立的信息交互通道，例如，場(chǎng)景（2）中正在工作的現(xiàn)網(wǎng)ONU，再如所有低時(shí)延ONU具備與OLT信息交互的通道，因此，可以通過(guò)正在工作的現(xiàn)網(wǎng)ONU或者低時(shí)延ONU向OLT發(fā)送待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息，并重用正在工作的現(xiàn)網(wǎng)ONU、低時(shí)延ONU完成測(cè)距后的均衡時(shí)延，為了描述方面，將這些正在工作的現(xiàn)網(wǎng)ONU、低時(shí)延ONU為代理ONU。

四、低時(shí)延X(jué)G（S）-PON的現(xiàn)網(wǎng)兼容機(jī)制

綜合以上分析，可以由代理ONU在相應(yīng)分支光纖上完成激活，待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU通過(guò)代理ONU與OLT交互SN信息和均衡時(shí)延，OLT保存待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息及代理ONU的均衡時(shí)延，再將代理ONU替換為待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU，OLT按照快速激活流程激活待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU。為了區(qū)分現(xiàn)有激活機(jī)制，通過(guò)代理ONU進(jìn)行的激活機(jī)制稱為代理激活機(jī)制。下面詳細(xì)描述代理激活機(jī)制。

（1）代理ONU已經(jīng)完成激活，OLT給代理ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上分配上行帶寬。

（2）代理ONU將待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息發(fā)送給OLT，OLT保存待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息和代理ONU的均衡時(shí)延。

（3）將代理ONU替換為待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU。

（4）OLT根據(jù)保存的SN信息向待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU分配ONU-ID。

（5）OLT將保存的均衡時(shí)延發(fā)送給待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU。

（6）OLT給待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)分配上行帶寬。

（7）待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU根據(jù)接收到的ONU-ID、均衡時(shí)延、上行帶寬進(jìn)行自身狀態(tài)的配置，完成激活，從而可開(kāi)始根據(jù)上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上的上行帶寬向OLT發(fā)送信息。

（一）代理激活機(jī)制

1.當(dāng)代理ONU為正在工作的現(xiàn)網(wǎng)ONU時(shí)，如圖 6所示，具體代理激活過(guò)程為：

2.當(dāng)代理ONU為低時(shí)延ONU時(shí)，如圖 7所示，具體代理激活過(guò)程為：

（1）OLT在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)打開(kāi)預(yù)定長(zhǎng)度的安靜窗口，廣播發(fā)送SN請(qǐng)求消息。

如果上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)不用于傳輸業(yè)務(wù)，則不需要開(kāi)放安靜窗口，否則，開(kāi)放安靜窗口，是為了保證ONU的SN響應(yīng)消息和測(cè)距響應(yīng)消息不與其它正常工作ONU的上行信息沖突，在安靜窗口內(nèi)，其它正常工作ONU不會(huì)獲得上行帶寬而停止上行信息上傳。

（2）代理ONU在接收到SN請(qǐng)求消息后，在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送包括自身SN的響應(yīng)消息。

（3）OLT接收到代理ONU的SN響應(yīng)消息，則根據(jù)收到的SN信息向代理ONU分配ONU-ID。

（4）OLT再次在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)打開(kāi)預(yù)定長(zhǎng)度的安靜窗口，向代理ONU發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求消息。

（5）代理ONU接收到測(cè)距請(qǐng)求消息后，在上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送測(cè)距響應(yīng)消息。

（6）OLT接收到測(cè)距響應(yīng)消息，根據(jù)測(cè)距請(qǐng)求消息、測(cè)距響應(yīng)消息的時(shí)間差，可以計(jì)算得到雙向傳輸時(shí)間，再結(jié)合系統(tǒng)設(shè)置的OLT和ONU之間的最遠(yuǎn)距離、上行專(zhuān)用激活波長(zhǎng)和上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)折射率，可計(jì)算得出代理ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上的均衡時(shí)延，并向代理ONU下發(fā)均衡時(shí)延，完成測(cè)距。

均衡時(shí)延是表示當(dāng)ONU收到OLT分配的上行帶寬時(shí)，需等待均衡時(shí)延所對(duì)應(yīng)的時(shí)間后才在上行帶寬內(nèi)向OLT發(fā)送上行信息，其實(shí)質(zhì)上用以消除OLT與各ONU之間的光纖距離差異。

（7）OLT給代理ONU在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上分配上行帶寬。

（8）代理ONU根據(jù)接收到的ONU-ID、均衡時(shí)延、上行帶寬進(jìn)行自身狀態(tài)的配置，完成激活，從而可開(kāi)始根據(jù)上行帶寬在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上向OLT發(fā)送信息。

（9）在OLT分配的上行帶寬內(nèi)，代理ONU將待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息發(fā)送給OLT，OLT保存待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息和代理ONU的均衡時(shí)延。

（10）將代理ONU替換為待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU。

（11）OLT根據(jù)將保存的SN信息，給待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU分配ONU-ID。

（12）OLT將保存的均衡時(shí)延發(fā)送給待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU。

（13）OLT在上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上給待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU分配上行帶寬。

（14）待加入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)ONU根據(jù)接收到的ONU-ID、均衡時(shí)延、上行帶寬進(jìn)行自身狀態(tài)的配置，完成激活，從而可開(kāi)始根據(jù)上行業(yè)務(wù)波長(zhǎng)上的上行帶寬向OLT發(fā)送信息。

（二）均衡時(shí)延的維護(hù)與更新

在代理激活過(guò)程中，現(xiàn)網(wǎng)ONU需要重用代理ONU的均衡時(shí)延，實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)網(wǎng)ONU和代理ONU在測(cè)距過(guò)程中的處理可能不完全一樣，例如ONU本地的響應(yīng)時(shí)間不一樣，可能導(dǎo)致兩者實(shí)際的均衡時(shí)延存在誤差。

為了兼容均衡時(shí)延上的誤差，在現(xiàn)網(wǎng)ONU的代理激活過(guò)程中，OLT給現(xiàn)網(wǎng)ONU分配的上行帶寬需在前后預(yù)留足夠的保護(hù)間隔，以避免現(xiàn)網(wǎng)ONU發(fā)送的上行信息與其他ONU沖突。

另外，現(xiàn)網(wǎng)ONU完成激活后，后續(xù)可能會(huì)有離線再上線過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中現(xiàn)網(wǎng)ONU采用快速激活機(jī)制，現(xiàn)網(wǎng)ONU需重用之前的均衡時(shí)延，由于ODN網(wǎng)絡(luò)可能發(fā)生變化，現(xiàn)網(wǎng)ONU定期與OLT進(jìn)行信息交互，比如，OLT發(fā)送上行帶寬，ONU響應(yīng)該上行帶寬，OLT根據(jù)該信息交互，可以維持最新的均衡時(shí)延。如果現(xiàn)網(wǎng)ONU離線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，ODN網(wǎng)絡(luò)可能發(fā)生較大變化，之前的均衡時(shí)延不能適用，因此需要采用代理激活機(jī)制進(jìn)行激活。

（三）開(kāi)通部署工具

在代理激活機(jī)制中，需要通過(guò)代理ONU將現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN發(fā)送到OLT，另外還隱含了需要將現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息輸入到代理ONU。如果代理ONU是正在工作的現(xiàn)網(wǎng)ONU，其不一定有該功能，也無(wú)法增加該功能。如果代理ONU是低時(shí)延ONU，則可以增加輸入現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息的功能，當(dāng)然這不是低時(shí)延ONU普遍需要的功能，而是僅僅需要用于代理ONU時(shí)才需要這個(gè)功能。

因此，考慮提供一種開(kāi)通部署工具作為代理ONU，該工具是一個(gè)簡(jiǎn)化的低時(shí)延ONU，可以與OLT進(jìn)行完整激活，可以在該工具輸入現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息，該工具還支持將現(xiàn)網(wǎng)ONU的SN信息發(fā)送到OLT?？傮w來(lái)講，開(kāi)通部署工具更加通用，更加簡(jiǎn)單便捷。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文分析了現(xiàn)網(wǎng)ONU、低時(shí)延ONU的激活機(jī)制，以及在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON中兼容現(xiàn)網(wǎng)ONU存在的問(wèn)題，提出了基于代理ONU的代理激活機(jī)制，并進(jìn)一步提供了一種開(kāi)通部署工具，作為通用、便攜的代理ONU，專(zhuān)門(mén)用于現(xiàn)網(wǎng)ONU在低時(shí)延X(jué)G（S）-PON中的激活。

需要指出的是，本文的低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)網(wǎng)兼容機(jī)制以XG（S）-PON為例子進(jìn)行闡述，實(shí)際上對(duì)于其它無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)也是適用的。例如，對(duì)于50G-PON，初始部署可以不支持低時(shí)延特性，等低時(shí)延需求非常明確后再逐步向低時(shí)延50G-PON演進(jìn)部署，這個(gè)過(guò)程也可以采用本文提供的低時(shí)延無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)兼容機(jī)制。

作者單位：張偉良" " 袁立權(quán)" " 中興通訊股份有限公司

參" 考" 文" 獻(xiàn)

[1]“Higher speed passive optical networks - Requirements”， ITU-T G.9804.1， 2019.11

[2]“Higher Speed Passive Optical Networks： Common Transmission Convergence Layer Specification”， ITU-T G.9804.2， 2021.09

[3]“10-Gigabit-capable passive optical networks （XG-PON）： Transmission convergence （TC） layer specification”， ITU-T G.987.3， 2014.01

[4]“10-Gigabit-capable symmetric passive optical network （XGS-PON）”， ITU-T G.9807.1， 2016.06

[5]“10-Gigabit-capable passive optical networks （XG-PON）： Physical media dependent （PMD） layer specification”，ITU-T G.987.2，2016.02

[6]王新盛，“低時(shí)延增強(qiáng)，為光接入網(wǎng)提供確定性低時(shí)延”，中興通訊技術(shù)（簡(jiǎn)訊），2021.07.21，https：//www.zte.com.cn/china/about/magazine/zte-technologies/2021/7-cn/3/2.html

[7] W. Zhang， et al.， “Discussion on band plan of dedicated activation wavelength”， ITU-T meeting， 2020.04.20