Page 32 - 网络电信2021年5月刊下

面向 5G 应用的光网络时间同步指标及关键技

术分析

楚鹰军 王广才
电信科学技术第五研究所有限公司

摘要：5G高精度时间同步需要地面同步网支撑，在业务指标约束下，研究同步传递过程中各部分指标的分
配和实现方式对组网部署、设备研制、规划设计都具有应用价值。本文基于5G业务同步需求分析基础上，重点
阐述了5G高精度同步组网架构及同步指标分配，详细对同步源头、光网络节点设备、基站设备以及网络其他环
境进行了同步指标的分配和分析，考虑了卫星源不可用、时钟切换、网络重组等对指标分配的影响，分析了端
到端时间同步精度的影响因素并提出了改进建议。为了满足未来网络的发展，同步技术设计时需要充分考虑弹
性和与网络的适配能力，基于发展考虑在5G高精度同步组网关键技术方面主要对高精度同步源头技术、时频传
递技术进行了分析并提出了设想和改进建议。
关键词：5G；光网络；时间同步
现代通信网络系统都依赖于时间同步和频率同步的支撑， 配的影响，分析了端到端时间同步精度的影响因素并提出了改
稳定和可靠的授时服务，会提升通信系统的效率。5G同步用于 进建议。为了满足未来网络的发展，同步技术设计时需要充分
支撑5G网络和业务，包括频率同步和时间同步，其中频率同步 考虑弹性和与网络的适配能力，基于发展考虑在5G高精度同步
需求与4G等其他无线通信系统相同，时间同步需求则更为严 组网关键技术方面主要对高精度同步源头技术、时频传递技术
格，除了TDD系统基本业务所需的时间同步需求外，5G的站间 进行了分析并提出了设想和改进建议。
协同增强对时间同步需求为100ns量级甚至更高要求，高精度
定位、车联网、智能制造等5G垂直行业新业务对时间同步需求 一、5G业务同步需求分析
为10ns级及以下。5G高精度时间同步离不开地面同步网支撑， 5G频率同步方面，基本需求为频率准确度优于±0.05ppm，
现有基于光传输网的地面同步网无法完全满足5G时代的同步需 与其他无线通信系统一致。5G时间同步需求方面，既有与4G相
求，需要采用新的同步组网架构和高精度同步组网技术，构建 同的微秒量级基本同步需求，也有5G站间协同增强提出的百纳
5G高精度地面同步网络，从而满足5G网络建设和业务应用需 秒级同步需求，还有以高精度基站定位为代表的新业务纳秒级
求。因此，在业务指标约束下，研究光网络同步传递过程中各 同步需求，本文重点分析5G业务时间同步需求。
部分指标的分配和实现方式对5G组网部署、设备研制、规划设 1. 基本同步需求
计等都具有应用价值。 基本时间同步是所有时分复用(TDD)制式无线通信系统的
本文基于5G业务同步需求分析基础上，重点阐述了5G高精 共性要求，由于TDD基站上下信号同频，为了避免上下行信号
度同步组网架构及同步指标分配，详细对同步源头、光网络节 相互干扰，要求各基站之间有严格的相位同步关系，确保上下
点设备、基站设备以及网络其他环境进行了同步指标的分配和 行切换时间点一致。在TDD制式无线通信系统中，基站空口时
分析，考虑了卫星源不可用、时钟切换、网络重组等对指标分 间偏差需求与子载波间隔、保护周期、基站收发转换时间、基

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