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  • 北斗授時系統在電信運營商作用

    2020-05-18 11:18:44 北斗授時系統 0


      北斗授時系統是面向移動通信網絡提供高質量高可靠定時基準信號、保證網絡定時性能質量和通信網同步運行的關鍵,需基于衛星導航系統組建定時源頭設備,以獲取最高達微秒量級的絕對時間精度。因此,北斗授時系統在構建同步網中具有舉足輕重的作用,我國通信網絡使用的衛星導航系統主要是美國的GPS導航系統。北斗授時系統的應用迫切需要。

     

      北斗授時系統是一種能夠接收外部時間基準信號,并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,北斗授時系統能使網絡內其它時鐘對準并同步。在通信網絡中,時間同步系統雖然默默無聞,但是對于系統的正常運行具有重要作用。

     

      在我國移動通信網中,三大運營商的2G/3G/4G基站高精度時間同步主要解決手段仍是采用衛星授時接收機。目前是在2G/3G/4G每個基站上標配GPS授時模塊,只有極少部分采用北斗/GPS 雙模授時接收機或模塊(比例極低)。特別在4G網絡研發生產中,中國TD-LTE制式國內華為、中興、大唐廠家設備占主導的情況下,仍在大量使用非自主衛星授時GPS接收機進行同步授時,一旦發生類似中國“銀河號”貨輪在公海航行、美國故意局部干擾甚至關閉GPS事件,后果將不堪想象,會直接引發通信網絡的整體癱瘓,安全現狀令人堪憂。

     

     

      如果說從3G4G是量的變化,那么從4G5G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,基站的守時性能并不樂觀。建議,基于地面鏈路傳遞的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,北斗授時系統用于5G基站的同步以及時間服務器的授時也已經成熟,北斗授時系統技術性能上不亞于GPS。

     

      1985年以太網成為IEEE802.3標準,1995年數據傳輸速率從10Mbit/s100Mbit/s提升時,以太網定時能力不足的問題暴露,基于軟件的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,IEEE2002年頒布了IEEE1588技術標準v1版本。隨著網絡向分組化演進,2008IEEE頒布了應用于通信領域的1588v2版本。

     

      在移動回傳網上,業界目前采用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系。1588v2IEEE制定的標準,最初應用于工業自動化領域的時間同步,ITU-T在電信網絡采用該技術用,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23IPRAN+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。對于基本業務,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。

     

      北斗授時系統方面,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,北斗授時系統表現略優于GPS授時系統;LTE基站跟蹤北斗125小時,北斗授時系統頻率漂移和時間偏差長期穩定,在允許的范圍內。

     

      北斗授時系統的性能上不亞于GPS授時系統,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?!?/span>

     

     

      北斗授時系統是我國自行開發和部署而不受其他任何國家制約的獨立自主的衛星導航系統,目前已完成覆蓋亞太區域,性能已達到或超過GPS系統,對國家而言,應用安全性是其最大的優勢。在北斗授時系統日漸完善和市場逐步建立的情況下,適時推廣部署應用北斗衛星授時以提高網絡安全的需求越來越迫切。

     

      最后,建議業界積極跟蹤研究諸如雙頻接收、共視法等有助于時間精度提升的技術應用進展,以應對未來幾年后可能出現的超高精度時間同步需求的場景。

     

      建議國家盡快對此作出強制性要求:新建通信系統必須使用北斗授時系統,已建通信系統必須盡快進行北斗授時系統改造,單站授時單元改造成本很低,安全性可以得到極大提升。



    標簽:   北斗授時系統
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