未来5G通信网的时钟同步需求分析汇总

时钟同步：

时钟同步包括频率信号同步和时间信息同步，频率同步只要调整时钟信号与时钟源频率相同，不需要相位同步。时间同步要求各设备之间的时刻信息相同，维持时间同步比维持频率同步的难度要大，在要求频率同步的同时还要维持相位同步，不允许相位累计，时刻保持频率和相位同步。

5G通信：

5G就是是4G移动通信技术的下一代移动通信技术标准的英文缩写，即第五代移动电话行动通信标准的简称，各国正在开发研究中，网速可达6M每秒，是目前网速的几十倍。

5G时代由于载波聚合、多点协同、5G超短帧结构、高精度定位等新技术的应用，要求基站间满足百纳秒级的超高时钟同步精度。相同的带宽资源承载越来越多的设备，网络上时钟同步要求越来越高。与此同时，传输网络需具备更高精度的时间传送能力。

5G技术相比4G技术，峰值速率增长数十倍，从4G的100Mb/s提高到几十G/s。可支持的移动通信用户终端连接数增长到100万用户/平方公里以上，可以更好地满足大多数物联网这样的海量数据接入应用场景。相应地对时间频率同步的要求也大幅提升，比如移动通信技术中载波聚合CA，要求时间偏差小于0.13微秒，再比如市场上的大规模天线阵列Massive MIMO，要求时间偏差小于0.065微秒。

5G发展状态

目前5G通信网的时钟同步发展正处于标准建议阶段，5G通信网对时钟源、以及时钟传递、末级节点时钟同步性能要求有显著提升，部分节点同步性能要求可能达到10~30纳秒水平，末级节点可能在百纳秒级水平，但现有技术难以满足该要求，各大设备制造商纷纷寻求新的技术解决方案。

通信用户体验到的通信应用是否流畅，除了带宽本身，还有时钟同步、时间精度的技术问题。“随着3G、4G推进，移动通信网络上两个通信节点之间原来可以容忍几个微秒的时间偏差，但现在随着各类应用的兴起，节点间只允许1.5微秒的时间偏差甚至更小，未来很可能小于0.1微秒。”

对于5G通信高精度时间同步性能，如下预估参数可作为参考：

5G系统端到端定时误差预算要求是在+/-130ns以内；

整个传送网的时间精度要求是+/-100ns（包括由于链路非对称引入的误差+/-10ns，传送设备总定时误差+/-90ns）；

RRU至 DU 一级前传+/-10ns。

为满足以上5G通信技术的高精度时间同步的要求，当前全国各单位正在研究如下方面的技术工作：

研究时间同步协议的升级（从现有 1588v2 升级到未来的 1588v3）；

研究利用光纤或波长直连传递时间的方法以及组网的可行性；

研究在恶劣组网条件下的时间精度，影响稳定性的因素及相应的解决方法；

采用SDN技术进行全网性能监测和反向调控的可行性研究等多种技术手段。

为了满足5G通信中关于端到端的服务，当前同行单位聚焦在5G 网络的端到端SDN 控制平面架构、南向接口技术、北向接口技术、控制平面与综合资管系统的融合演进方案等几个方面开展研究。

时钟同步产品介绍

SYN2407B型时钟同步板卡支持PTP IEEE1588协议的时钟同步板卡。提供单播消息的支持。支持多种IEEE1588传输协议，例如P2P,E2E,UDP，端到端(End-to-end)E2E透明时钟,点到点(Peer-to-peer)P2P透明时钟, multicast 组播 multicast 单播,采用短帧传输，传输的数据帧特别少，算法较为简单，对网络通信资源使用少，对计算性能要求不高，适合于在需要PTPIEEE1588时钟同步的设备上使用。无需时钟专线传输IEEE1588信号，利用现有的数据传输网络传输时钟同步信号。可大幅度降低组建PTP时钟同步系统的费用。

IEEE1588时钟板卡作为PTP精密主时钟接收外部的nmea时间信息和1PPS信号，提供微秒量级的PTP时间服务；当设置为PTP从时钟时，可从网络中解析PTP协议输出秒脉冲和串口时间信息，精度可达30纳秒。

时钟同步系统厂家

面向这样的发展趋势，西安同步电子也提出了自己的发展规划，逐步完善全系列时钟产品线，提供一站式端到端的时钟同步系统解决方案，成为高精度时钟同步系统解决方案服务商。