在11月14-16日舉辦的中國移動全球合作伙伴大會上，5G最新成果相繼在各大展臺登場亮相，憑借新穎的應用加炫酷的視覺，極其吸引人們的眼球，比如鋼琴樂曲的演奏，5G超時空全息體驗等。隨著這些5G新業務的不斷涌現，未來移動數據流量可能成爆炸性增長，對基站回傳帶寬需求大幅提升，除此以外5G網絡的切片服務、超低時延業務、高精度時間同步等網絡和業務特點都對承載網提出了更多、更高的要求。本文將重點對中興通訊承載網的高精度時間同步方案做詳細介紹。

5G時間同步需求主要體現在基本業務時間同步需求、協同業務時間同步需求和新業務時間同步需求三個方面。基本業務時間同步需求是所有TDD制式無線系統的共性要求，主要是為了避免上下行時隙干擾。在5G系統將廣泛使用的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、工業互聯網等新型業務時，需要提供基于到達時間差（TDOA）的基站定位業務。在3GPP協議中，規定了不同場景下，對時間同步的需求，見下表1：

表1. 5G各種應用場景對時間精度的新要求

反觀當前網絡的現狀，不難發現我們面臨如下的問題：

傳統的基站時間同步方案包含直掛GNSS（全球導航衛星系統，如GPS/北斗）獲取時間以及地面PTP同步兩種方案。基站直掛GNSS的方案需要每個基站都增加相應成本，由于未來5G基站數量將進一步增加，投資巨大。同時，GNSS天線的安裝對凈空、防雷和產權糾紛等有諸多施工要求等問題，因此室內設備部署GNSS天線的工程安裝困難，總體部署成本居高不下。地面PTP同步方案是GNSS的補充和增強，具有安全性較高的優勢。但傳統方案也有一些問題：首先是時間源設備，前期業界主流的時間源設備精度僅有100ns級別，精度較低；其次是目前的傳統承載網絡的端到端時間精度為μs級別，不能滿足5G新技術、新場景對時間精度的要求。

為支持全生命周期的5G承載網絡，中興通訊積極探索超高精度時間同步解決方案，并于2017年提出了“3A”時間同步方案，包括如下幾個方面。

在時間源層面，通過引入共視差分時鐘源（common view difference time source)，即多地時間服務器在同一時刻接收同一顆導航衛星的GPS信息，以消除衛星鐘的影響以及大部分路徑延遲的影響，提高了兩地相對時鐘差的精度，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。通過一個共視主時鐘源+多個共視從時鐘源的組網方式（見圖1），有效提高授時精度，降低網絡建設成本。

圖1. 共視差分網

在設備層面，基于中興通訊自研芯片，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；采用時鐘化的相位檢測技術，實現使用較低頻率的時鐘獲得較高精度的時間;同時，優化承載設備系統內時間分發誤差。基于以上技術的綜合應用，有效地消除了PTP計算和系統分發引入的誤差，成功將單節點設備的時間精度由業界平均的±30ns提高至±5ns水平，達到G.8273.2協議定義的Class D的水平，處于業界領先地位。

另外，為適應新一代承載設備FlexE接口時鐘時間傳遞的新特性，和解決新老不同精度的設備混合組網時間源選擇的問題，中興通訊引入了FlexE接口的時間同步和精度加權的BMC算法。FlexE接口時鐘時間傳遞，以FlexE Group或FLexE端口建立PTP時間端口。同步報文通過FlexE開銷方式承載，FlexE開銷幀結構中第6行的完整66B block用于同步報文填寫，采用FlexE復幀方式對PTP和SSM報文進行傳輸。

在時間同步網的架構和部署層面，可根據業務需求采用時間源設備下沉方案，減少時鐘跳數，并嚴格要求網絡節點的跳數（見圖2）。通過將時間源設備部署在匯聚層的邊緣，減少跳數，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，新型的高精度時鐘源設備精度也提高至±30ns，精度提高了70%。最后，時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. 時間源下沉示意圖

5G超高精度時間同步網，可以填補室內高精度定位的空白，為室內高精度位置服務和室外無縫位置服務提供支撐。在行業級應用方面，將使能制造業、車聯網、物聯網和軌道交通等行業的高精定位應用，基于車輛位置服務的車流量監控與管理將使智慧交通成為現實。通過車流精密監控，提前預測車流，調整紅綠燈時間，調整潮汐車道，從根本上解決城市交通擁堵問題。在消費級應用方面，將開啟智慧商超、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，為手機用戶提供店鋪導航；基于手機用戶的位置進行精準廣告推送服務等。

綜上，中興通訊5G超高精度時間同步網，必將5G網絡商用部署提供基礎支撐，為行業級應用和消費級應用提供強有力保障。?
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