“与4G相比，5G在峰值速率、网络时延、系统容量等性能指标方面将出现大幅度的提升，由此对系统的时间同步提出了新的要求，只有保证基站间严格的时间同步，5G网络才能顺利地承载大量的行业应用，确保用户感知。”在近日举行的“2019年世界电信和信息社会日大会”之“2019 5G承载技术标准化与产业研讨会”上，中国联通网络技术研究院光传送与承载技术研究室主任张贺表示。
时间同步系统是一种能够接收外部时间基准信号，并按照要求的时间精度向外输出时间同步信号和时间信息的系统，它能使网络内其它时钟对准并同步。在通信网络中，时间同步系统虽然默默无闻，但是对于系统的正常运行具有重要作用。
如果说从3G到4G是量的变化，那么从4G到5G就是质的跃变，无论速率、延迟还是覆盖都将出现大幅度变化，为支持质的跃变，系统在时间同步方面也需要大幅度的提升。
事实上，在5G时间同步方面，ITU已经制定了新的标准。例如，核心网的时间服务器指标误差过去是正负100ns，现在缩减到了40ns；分组网元BC模式的指标误差过去是100ns，现在缩减到了30ns。
过去的通信网络多采用GPS时间同步系统，未来的5G时代，GPS能否继续担当重任？对此，张贺表示，单纯依赖GPS存在潜在的政治安全风险，针对5G超高精度的时间同步需求，当卫星失效时，基站的守时性能并不乐观。张贺建议，基于地面链路传递的1588v2技术经过多年发展，目前已经成熟，可在5G网络中大力部署。此外，北斗卫星导航系统用于5G基站的同步以及时间服务器的授时也已经成熟，技术性能上不亚于GPS。
张贺介绍，1985年以太网成为IEEE802.3标准，1995年数据传输速率从10Mbit/s向100Mbit/s提升时，以太网定时能力不足的问题暴露，基于软件的NTP协议面世。为进一步满足测量仪器及工业控制对时间同步的要求，IEEE于2002年颁布了IEEE1588技术标准v1版本。随着网络向分组化演进，2008年IEEE颁布了应用于通信领域的1588v2版本。
在移动回传网上，业界目前采用SyncE+PTP二层组播的方式，时间层面恢复的好坏与物理层频率的支撑力度有很大关系。1588v2是IEEE制定的标准，最初应用于工业自动化领域的时间同步，ITU-T在电信网络采用该技术用，增加了物理层频率对时间信号传递中的支撑。
据悉，中国联通目前在重庆应用了1588v2网络架构，重庆本地网23跳IPRAN+OTN混合网络环境下的测试结果显示，时间同步精度在300ns以内，传输距离达到600km。对于基本业务，时间同步要求为正负1.5us，现有1588v2技术可完全满足基本业务承载对时间同步的需求。
在北斗卫星导航系统方面，中国联通也在武汉进行了测试。LTE基站分别跟踪GPS及北斗40小时，北斗表现略优于GPS；LTE基站跟踪北斗125小时，频率漂移和时间偏差长期稳定，在允许的范围内。
“北斗卫星导航系统的性能上不亚于GPS，1588v2技术经过多年发展已经十分成熟，目前运营商的回传网络均支持该功能，建议加大规模部署应用力度。”张贺表示。
最后，张贺建议业界积极跟踪研究诸如双频接收、共视法等有助于时间精度提升的技术应用进展，以应对未来几年后可能出现的超高精度时间同步需求的场景。
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