中（zhōng）興通訊超高精度時（shí）間同步網 為5G商用提供（gòng）技術（shù）支撐

　　隨（suí）著這些5G新業（yè）務的不斷湧現（xiàn），未來移動數據流量可能（néng）成爆（bào）炸性增長，對基站回傳帶寬需求大幅提升，除此以外5G網（wǎng）絡的切片（piàn）服務、超低時延業務、高（gāo）精度（dù）時間同步等網絡和業務特點都對承載網（wǎng）提出了更多、更高的要求。本文將重點對中興通訊承載（zǎi）網的高精度時間同步方（fāng）案（àn）做詳細介紹。

　　5G時間同步需求主要體現（xiàn）在基本業務時間同步需求、協（xié）同（tóng）業務時間同步（bù）需求和新業（yè）務時間同步需求三個方麵。基本業務時間同步需求是所有TDD製（zhì）式無線（xiàn）係統的共性要求，主要是為了避免上下行時（shí）隙幹（gàn）擾（rǎo）。在5G係統將廣泛使用的MIMO、多點協同(CoMP)、載波聚合(CA)等協同技術，也對時間同步有嚴格的要求;5G網絡在承載車聯網（wǎng）、工（gōng）業互（hù）聯網等新型業務時，需要提（tí）供基（jī）於到達時間差(TDOA)的基站定位業務。在3GPP協（xié）議中（zhōng），規定了不同場景下，對時間同步的需（xū）求（qiú），見下表1：

表1.5G各種應用場景對時間精度（dù）的（de）新要求

反觀當前網絡（luò）的（de）現狀，不難發現我們麵（miàn）臨如下的問題：

　　傳統的基站時間同步方案包含直掛GNSS(全球導航衛星係統，如GPS/北鬥)獲取時間以及地麵PTP同步兩種方案。基站直掛GNSS的方（fāng）案需要每個基站都增加相應成本，由於未來5G基站數量將進（jìn）一步增加，投資巨大。同時，GNSS天線的安裝對淨空（kōng）、防雷和產權糾紛等有諸多施工要求等問題，因此室內（nèi）設備部署GNSS天線的工程（chéng）安裝困難（nán），總體部署成本居高不下。地麵PTP同步方案是GNSS的補充和增強，具有安全性較高的優勢。但傳統（tǒng）方案也有一些問題（tí）：首先是時（shí）間源設備，前期業界主流的時（shí）間（jiān）源設備精（jīng）度僅有100ns級別，精度較低;其次是目前的傳（chuán）統承載網絡（luò）的端到端（duān）時（shí）間精度為s級別，不（bú）能滿足5G新技術、新場景對時間精度的要求（qiú）。

　　為支持全（quán）生命周期的5G承載網（wǎng）絡，中興通訊積極探索超高精度時間同步解決方案，並於（yú）2017年提出了“3A”時間（jiān）同步方案，包括如下幾個（gè）方麵。

　　在時間源層麵，通過引入共視差分時鍾源（yuán）(common view difference time source)，即多地時間服務器在同一（yī）時刻接收同一顆導航衛星的GPS信息，以消除衛星鍾的影響（xiǎng）以及大部分路徑延遲的影響，提高了兩地相對時鍾差的精度，從而達到高精度時間比對。理論上導航衛星共視法比對的精度可達3~5ns。通過一個共視主時鍾源+多個共視從（cóng）時（shí）鍾源的組網方式(見圖1)，有（yǒu）效提高授時精度，降低網絡建設成（chéng）本。

圖1.共視差分網

　　在（zài）設備層（céng）麵，基於中興通訊自研芯片，利用創新的PTP時戳處理方式，將時間戳處理位置從MAC層移到了PCS層，提高了時戳的精度;采用時鍾化的相位檢測（cè）技術，實現使用較低頻率的時（shí）鍾獲得較高精度的時（shí）間;同時，優化承載設備係統內時間分發誤差。基（jī）於以上技術的綜合應用（yòng），有效地消除了PTP計算（suàn）和係統分發引入的（de）誤差，成功將單（dān）節點（diǎn）設備的時（shí）間精度（dù）由業界平均的±30ns提高至±5ns水平，達到G.8273.2協（xié）議定義的Class D的水平，處於（yú）業界領先地位（wèi）。

　　另外，為適應新一代承載設備FlexE接口時鍾時間傳遞的新特（tè）性（xìng），和解決新老不同精度的設備混合組網時間源選擇的問題（tí），中興通訊引入了FlexE接口的時間同步和精（jīng）度加權的BMC算法。FlexE接口時鍾時間傳遞，以FlexE Group或FLexE端口建立（lì）PTP時間端（duān）口。同步報文（wén）通過FlexE開銷（xiāo）方式承載，FlexE開銷幀結構中第6行的完整66B block用於（yú）同步報文填寫，采用FlexE複幀方式對PTP和SSM報文進行傳輸（shū）。

　　在時間同步網的（de）架構和部署層麵，可根據業務需求采用時間源設（shè）備下沉方案，減少時鍾跳數，並嚴（yán）格要求網（wǎng）絡節點（diǎn）的跳數（shù）(見圖2)。通過（guò）將時間源設備部（bù）署在匯聚層（céng）的邊緣（yuán），減少跳（tiào）數，同時基站側可減低GNSS接收器的成本，降低運營商投資。另外，相比傳統時間源，新型的高精度（dù）時鍾源設備精度也提高至±30ns，精度提高了70%。最後，時（shí）間同步配置檢測更高效，故障定位更快捷，提高了網絡的自愈力。

圖2.時間源下沉（chén）示意圖

　　5G超高精（jīng）度時間同步網，可以填（tián）補室內高精度定位的（de）空白，為室內高精度位置服務和室外（wài）無縫位置服務提供支撐。在行業級應用方麵，將使能製造業、車聯網、物聯（lián）網和軌道交通等行業的高（gāo）精定位應用，基於車（chē）輛位置服務的車流量監控與管理將使智慧交通成為現實。通（tōng）過車流精密監控，提前預（yù）測車（chē）流，調整紅（hóng）綠燈時間，調整潮汐（xī）車道（dào），從根本上解決城市交通擁（yōng）堵（dǔ）問題。在消（xiāo）費級應用方麵，將（jiāng）開（kāi）啟智（zhì）慧商超、智能場景感知、智能家居等高精定位應用，比如在大型Shopping Mall中，為手機（jī）用戶提供店鋪導航;基於手機用戶的位置進行精準廣告推送服務等。

　　綜上，中興通訊（xùn）5G超高精度時（shí）間同步網，必將5G網絡商用部署提供基礎支撐，為行業（yè）級應用和消費級應用提供強有力保（bǎo）障。