“與4G相比，5G在峰值速率、網絡時延、系統容量等性能指標方面將出現大幅度的提升，由此對系統的時間同步提出了新的要求，只有保證基站間嚴格的時間同步，5G網絡才能順利地承載大量的行業應用，確保用戶感知。”在近日舉行的“2019年世界電信和信息社會日大會”之“2019 5G承載技術標準化與產業研討會”上，中國聯通網絡技術研究院光傳送與承載技術研究室主任張賀表示。
時間同步系統是一種能夠接收外部時間基準信號，並按照要求的時間精度向外輸出時間同步信號和時間信息的系統，它能使網絡內其它時鐘對準並同步。在通信網絡中，時間同步系統雖然默默無聞，但是對於系統的正常運行具有重要作用。
如果說從3G到4G是量的變化，那麼從4G到5G就是質的躍變，無論速率、延遲還是覆蓋都將出現大幅度變化，為支持質的躍變，系統在時間同步方面也需要大幅度的提升。
事實上，在5G時間同步方面，ITU已經制定了新的標準。例如，核心網的時間服務器指標誤差過去是正負100ns，現在縮減到了40ns；分組網元BC模式的指標誤差過去是100ns，現在縮減到了30ns。
過去的通信網絡多采用GPS時間同步系統，未來的5G時代，GPS能否繼續擔當重任？對此，張賀表示，單純依賴GPS存在潛在的政治安全風險，針對5G超高精度的時間同步需求，當衛星失效時，基站的守時性能並不樂觀。張賀建議，基於地面鏈路傳遞的1588v2技術經過多年發展，目前已經成熟，可在5G網絡中大力部署。此外，北斗衛星導航系統用於5G基站的同步以及時間服務器的授時也已經成熟，技術性能上不亞於GPS。
張賀介紹，1985年以太網成為IEEE802.3標準，1995年數據傳輸速率從10Mbit/s向100Mbit/s提升時，以太網定時能力不足的問題暴露，基於軟件的NTP協議面世。為進一步滿足測量儀器及工業控制對時間同步的要求，IEEE於2002年頒佈了IEEE1588技術標準v1版本。隨著網絡向分組化演進，2008年IEEE頒佈了應用於通信領域的1588v2版本。
在移動回傳網上，業界目前採用SyncE+PTP二層組播的方式，時間層面恢復的好壞與物理層頻率的支撐力度有很大關係。1588v2是IEEE制定的標準，最初應用於工業自動化領域的時間同步，ITU-T在電信網絡採用該技術用，增加了物理層頻率對時間信號傳遞中的支撐。
據悉，中國聯通目前在重慶應用了1588v2網絡架構，重慶本地網23跳IPRAN+OTN混合網絡環境下的測試結果顯示，時間同步精度在300ns以內，傳輸距離達到600km。對於基本業務，時間同步要求為正負1.5us，現有1588v2技術可完全滿足基本業務承載對時間同步的需求。
在北斗衛星導航系統方面，中國聯通也在武漢進行了測試。LTE基站分別跟蹤GPS及北斗40小時，北斗表現略優於GPS；LTE基站跟蹤北斗125小時，頻率漂移和時間偏差長期穩定，在允許的範圍內。
“北斗衛星導航系統的性能上不亞於GPS，1588v2技術經過多年發展已經十分成熟，目前運營商的回傳網絡均支持該功能，建議加大規模部署應用力度。”張賀表示。
最後，張賀建議業界積極跟蹤研究諸如雙頻接收、共視法等有助於時間精度提升的技術應用進展，以應對未來幾年後可能出現的超高精度時間同步需求的場景。
作者：舒文瓊
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