Page 18 - 网络电信2022年9/10月刊
P. 18
的时间总差值不大于循环前缀（CP）的长度，时间总差值包括 钟，具备自主守时能力，输出高精度时频基准信号（参考点 A
不同距离产生的时延差、多径传播导致的时延差以及不同 AAU 或参考点B）。正常情况下，高精度时间源设备通过GNSS授时
空口间的时间偏差等。依据3GPP 相关技术要求，不同类型的 方式获取高精度时间同步，在卫星不可用情况下，通过地面获
协同增强同步要求也有所不同，其中，多入多出（MIMO）和发 取超高精度时间同步信号（例如通过光纤专线溯源至守时中
射分集技术的时间偏差要求为65ns，对于带内连续载波聚合 心），当卫星信号、地面信号均不可用时，利用内部高性能原
（CA），低频基站（sub 6G）时间偏差要求为 260ns，高频基 子钟实现高精度守时输出，从而确保同步源头自主可控、稳定
站（above 6G）时间偏差要求为 130ns。为了获得更好的网络 可靠。
质量和提升服务体验，多天线 MIMO、多点协调、载波聚合等协
同增强技术将在 5G 系统中更广泛的应用，从而对协同点之间 图1 5G高精度时间同步通用组网模型 [6]
的时间偏差提出了100ns 量级甚至更高的时间同步要求[5]。
3. 部分新业务需要超高精度时间同步
5G 网络支撑的多种新业务可能具备高精度甚至超高精度
同步需求，包括高精度定位业务、高速移动业务覆盖、业务时
延精确测量、各种垂直行业应用（如物联网、车联网、智能制
造）等，其中最为典型的是基站定位服务。随着高精度定位服
务需求爆炸式增长，作为定位服务提供的重要手段，基于5G系
统基站定位极具潜力，未来运营商将围绕基站定位功能开发精
确定位服务类新业务。由于5G基站部署密度大，基于基站提供
定位服务具有天然优势。基站定位功能主要基于到达时间差
（TDOA）技术来实现，TDOA定位技术是一种利用时间差进行定 承载网络部分是5G高精度时间同步网络的重要组成（参
位的方法，通过测量信号源到达各个监测点的时间，可以确定 考点B和参考点C之间），可分为核心层、汇聚层和接入层。承
信号源的距离和位置。定位精度与监测点（基站）间的相对时 载网元通常为光传输设备，承载网元设备的时钟单元是地面
间偏差直接相关，时间同步精度越高则定位越精确。一般来 同步链路的一个节点。承载网元设备作为T-BC（电信级边界
说，要满足3m的定位精度，要求基站间的空口信号相对时间偏 时钟），采用逐跳传递方式实现高精度时间传递，协议主要
差为±10ns，要满足分米级及厘米级的定位精度，则要求基站 为 PTP。频率同步传递采用同步以太网（SyncE）实现。承载网
间的空口信号相对时间偏差为纳秒及亚纳秒级。 元设备单节点同步性能和同步链路跳数是影响承载网络部分性
4. 高精度时间同步需要地面同步网支撑 能指标的关键因素，为了提升端到端同步性能，承载网时间传
4G时代无线通信网的同步需求主要采用基站加装卫星接收 递链路网元数一般不超过20个。承载网技术架构方面，主要有
机方式，通过GNSS获取时间同步，部分运营商通过地面同步网 SPN（切片分组网）、G.metro和 M-OTN。
方式解决无线基站的同步问题，但一般作为备用，或者用于解 末端分配部分包括从时钟设备和末端应用设备（例如 5G
[5]
决卫星信号难以覆盖区域的基站同步 。相对于4G系统，5G 系 基站），5G承载网络与末端接入应用设备之间（参考点C或参考
统具有新的同步需求特点，包括同步精度要求更高、同步场景 点 D）可以采用高精度同步接口（例如带内10GE/25GE 光口）
更为复杂、同步的安全可靠性要求更加严格、本更加敏感等， 进行对接，从而降低局内互联引入的时间误差。另外，通过对
采用基站直接加装卫星接收机方式难以完全满足要求且不经 5G 网络无线接入网侧功能的重新划分，以及 eCPRI（增强型通
济，同时考虑到卫星信号易受干扰等固有脆弱性，过度依赖卫 用公共无线接口）接口在前传中的使用，从时钟设备功能可能
星授时将会带来极大安全隐患，因此5G高精度时间同步需要地 会集成于基站设备内部。
面同步网支撑。地面同步网依托光传输网络进行时间频率信号 2. 同步指标分配和解决方案
传递，可作为卫星授时方式的备份和补充，是构建天地互备、 5G同步网应根据5G同步需求和承载网络部署情况分阶段发
安全可靠授时服务保障体系的重要组成部分。为满足5G 系统的 展演进，一是利用现有承载网络部署 5G基本业务，现有承载网
同步需求，解决卫星覆盖盲点问题，提升安全可靠性，节约建 络可以实现±1.5μs 的时间同步，满足5G基本业务同步需求；
设和运维成本，建设自主可控、安全可靠的地面高精度同步网 对于百纳秒量级时间同步需求的协同业务，可以考虑在局部区
是大势所趋。地面同步网授时与天基授时方式形成天地互补关 域下沉部署小型化高精度时频同步设备，通过跳数控制满足其
系，有利于提高授时体系整体可靠性。 高精度同步需求。二是新建 5G高精度时间同步网承载 5G业
[6]
务，建议按照端到端 300ns进行高精度时间同步地面组网 ，
三． 5G同步网组架构及同步指标分配 满足5G基本业务以及 300ns量级协同业务时间同步需求；对于
1. 5G高精度同步网典型组网模型 100ns 量级站间协同增强时间同步需求，可以将同步源头做一
5G高精度时间同步典型组网模型如图1所示，包括同步源 定程度的下沉以减少定时链路跳数，从而满足端到端时间同步
头部分、承载网络部分和末端分配部分。同步源头部分由高精 需求；对于100ns以下及部分新业务超高精度时间同步需求，则
度时间源设备组成，高精度时间源设备同时具备GNSS卫星信号 需要进一步下沉部署高精度时频同步设备，采用增强型同步源
接收和地面超高精度时间同步信号接收能力，内置高性能原子 头技术和时频传递技术来满足时间同步需求。
网络电信 二零二二年九，十月 23
