Page 20 - 网络电信2022年9/10月刊
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末端分配部分包括末端应用终端（5G基站等），主要实现                           卫星双频接收技术：传统的卫星单频接收机单向授时理论
            PTP  从时钟和时频信号分发功能，从时钟同步算法优劣直接影                       精度约  100ns，基本满足PRTC-A设备的精度要求，但无法满足
            响同步精度，另外传输设备/时间同步设备与末端应用终端之间                         PRTC-B、ePRTC设备的高精度要求。卫星双频技术同时接收单
            通常采用1PPS+ToD接口（单向，需手动补偿线路时延）进行同                      个卫星系统的两个频点载波信号（如  GPS的L1、L2或者北斗的
            步，因此存在线缆时延测量和补偿误差，解决方案是采用  PTP                       B1、B3），通过一定算法可有效消除电离层对电磁波信号延迟
            接口进行同步（双向，自动计算并补偿线路时延），延伸PTP                         的影响，可显著提升卫星授时精度，卫星双频技术的授时精度
                                                                               [5]
            协议至末端应用终端，由末端应用终端实现从时钟功能。                            可以达到约 30ns 。
                3.2.3 影响端到端时间同步精度的因素                                 卫星共视技术：卫星共视法是目前远距离时间比对的主
                影响端到端时间同步精度的因素主要包括两个方面，一是                        要方法之一，也是国际原子时合作的主要技术手段之一。卫星
            单节点设备处理带来的时间误差，二是时间同步组网时引入的                          共视法是在单向授时的基础上，主从两个站同时观察同一颗卫
            时间误差。                                                星，分别测量本地时钟与卫星导航系统时间的时差，通过交换
                单节点设备处理方面，影响同步精度的因素主要包括参考                        数据抵消中间源及其共有误差的影响，卫星共视法可以实现优
            源输入误差、时间戳误差、内部传递时延误差、时间和频率同                          于 10ns的时间比对精度。
            步算法性能、本地时钟稳定度等。                                          卫星双频接收技术和卫星共视技术均可实现优于  30ns  的
                目前主要采用IEEE  1588v2（PTP）技术实现时间同步，                 授时精度，满足各类时间基准设备精度要求。卫星双频接收技
            时间戳误差的优化一方面是打戳位置尽量靠近物理接口，减少                          术，产业成熟度高，可以独立部署应用，实现成本适中。卫星
            光模块内部的半静态延时误差和动态延时误差，另一方面是提                          共视技术成熟，性能较好，但无法独立部署应用，需要主从站
            高时间戳的分辨率，降低采样和测量误差。设备内部不同模块                          配合使用，并配置数据通道进行数据交互，实现成本高。综合
            （板卡）间时频信号传递时延误差也是影响设备级同步精度的                          考虑两种技术的实现难易度、部署应用便捷性、成本等因素，
            重要因素，优化方案主要是精确测量内部时频信号分发延时并                          现阶段建议卫星双频接收技术作为高精度同步源头的首选实现
            补偿。时间和频率同步算法性能优劣直接影响设备输出精度，                          技术。卫星共视技术可作为高精度同步的测量技术选择，也可
            通过对设备内部信号噪声抑制和滤波算法、时间调整算法、时                          应用于同步网全网同步性能监测。
            钟驯服算法等的优化，可以显著降低时间同步的动态抖动误                               2. 高精度时频传递技术
            差。提升本地时钟的频率稳定度有助于提高时间同步和频率同                              高精度时频传递技术用于组织定时链路，是  5G高精度同步
            步的动态性能，同时在参考源故障、保护倒换等情况下，可以                          组网的关键环节。依据 3.2 节 5G 高精度时间同步网指标分配
            获得更好的保持性能。                                           方案，承载网络部分需要实现 20跳优于±200ns 的时间传递精
                时间同步组网方面，影响端到端时间同步精度的因素主要                        度，则单跳精度要优于±10ns，因此需要采用高精度时频传递
            包括线路不对称性引入的固定时间偏差、多级组网情况下的时                          技术，才能满足承载网指标要求。本文重点介绍几种应用较广
            间误差累积以及网络重组（或网络倒换）引入的时间跳变等。                          泛、标准化程度高的时频传递技术，包括  1588v2、1588v2.1、
            中，线路不对称性引入的时间偏差是最主要的时间精度影响因                          同步以太网（SyncE）、白兔技术（White Rabbit）等。
            素，在很多情况下，均通过采用单纤双向来避免收发线路不对                              1588v2技术：1588v2是目前最成熟、应用最广泛的高精度
            称性引入的时间误差。对于多级组网情况下的时间误差累积，                          时间同步传送技术，目前支持  1588v2  功能的网元设备，单节
            一般通过缩短定时链路长度、减少跳数来解决，特别是对时间                          点时间同步精度为±30ns，在远距离多跳传输时，端到端性能
            同步精度要求较高的需求场景，在单节点引入的时间误差一定                          难以满足高精度时间同步需求。为了提高网元同步精度，可以
            的情况下，可考虑采用扁平化设计思路来解决，即同步源头下                          从两个方面对现有技术进行增强优化，一是提高时间戳性能，
            沉、尽量缩短链路跳数。对于因网络重组引入的时间跳变误                           提升打戳分辨率，降低采样误差，二是控制上下行链路的延迟
            差，一方面需要采用网络倒换保护算法，在网络末端识别和补                          不对称性，可以从设备内部延迟和光纤传输延迟两个方面进行
            偿因网络倒换引入的时间跳变，另一方面需要着重在网络规划                          优化。通过优化1588v2技术，可以将单节点精度提升至纳秒
            时下工夫，使网络结构尽量合理，以提高网络鲁棒性，减小网                          级。
            络倒换对同步性能的影响。                                             同步以太网：SyncE通过以太网物理层的比特流定时信息传
                                                                 送时钟频率，它要求设备的物理端口能以一种持续不断的方式
                四．5G高精度同步组网关键技术分析                                连续发送信号，这种频率信号的传送方式与基于  E1  以及  SDH
                1. 高精度同步源头技术                                     （同步数字体系）的频率同步相似，因此  SyncE  也被认为是
                ITU-T规定PRTC-A（A类时间基准设备）相对于UTC的时间偏                TDM（时分复用）同步技术在以太网的延伸。由于是在物理层进
            差为±100ns，PRTC-B（B类时间基准设备）相对于UTC的时间偏                  行时钟传送，所以数据业务层面的流量、负荷、误码等情况不
                                                                                   [9]
            差为±40ns，ePRTC（增强型时间基准设备）相对于UTC的时间                    会影响时钟传送的质量 。
            偏差为±30ns。高精度同步源头设备要实现优于30ns的授时精                          白兔技术：WR是一种利用光纤实现高精度时间频率传递的
            度，离不开高精度卫星授时技术作为支撑，主要包括卫星双频                          技术，综合了同步以太网、1588v2和DDMTD（全数字双混频鉴
            接收技术和卫星共视技术。                                         相器）等技术特点，一是利用同步以太网技术完成时钟源频率



                                                      网络电信 二零二二年九，十月                                           25
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