聚焦丨京雄高精度北斗地基授時系統(tǒng)試點項目建設完成

2021年6月中旬，中國聯(lián)通聯(lián)合中國計量科學研究院、上海交通大學完成京雄高精度北斗地基授時系統(tǒng)試點項目建設。本項目由中國聯(lián)通集團網(wǎng)絡部牽頭組織，由中國聯(lián)通研究院5G﹢北斗核心技術(shù)攻關(guān)團隊負責系統(tǒng)方案的整體設計及測試驗證，在中國聯(lián)通北京、河北分公司的大力配合下完成。

5G網(wǎng)絡的三大應用場景“增強移動寬帶、海量機器類通信、超高可靠低時延”為我們帶來了全新的應用機遇，無人駕駛、無人物流、智能機器人等基于5G的垂直行業(yè)應用層出不窮。這些應用也對5G網(wǎng)絡的超高精度時間同步提出了更高指標的要求。5G超高精度時間同步網(wǎng)建成后，不僅可以為5G網(wǎng)絡商用部署提供了強大的基礎支撐，同時可以為有高精度授時、導航和定位需求的行業(yè)級應用和消費級應用提供強有力的保障，除大大提升用戶感知外，還可增強5G用戶黏性。

此前，在運營商5G時間同步網(wǎng)絡建設方面，中國通信標準化協(xié)會（CCSA）發(fā)布了《5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)白皮書》。白皮書中提到，由于5G基站的部署場景復雜，某些區(qū)域存在“收星困難”問題，同時，衛(wèi)星授時的投資成本較高。另外，隨著國際形勢的變化，僅僅依靠衛(wèi)星授時存在一定的安全隱患，因此形成衛(wèi)星授時與地面鏈路天地互備的方式已是大勢所趨。

5G基站在承載基本業(yè)務時，其空口間對于時間同步的指標要求為3us，協(xié)同業(yè)務的指標要求為260ns，定位業(yè)務的指標要求甚至為10ns。傳統(tǒng)的基站時間同步方案主要為直掛衛(wèi)星天饋線，接收GNSS（GPS/北斗）衛(wèi)星信號，但由于天饋線部署難度較大，經(jīng)常會有產(chǎn)權(quán)糾紛或者施工困難等諸多問題，并且成本也居高不下。

近些年，三大運營商已經(jīng)逐步采用IEEE 1588v2技術(shù)，通過地面鏈路逐點傳遞至基站，目前可以完全滿足基站基本業(yè)務承載所需的高精度時間同步需求。在運營商網(wǎng)絡中引入精度遠高于1588v2時間服務器設備（輸出精度±100ns）的基于北斗地基授時系統(tǒng)（輸出精度在百ps量級）作為基準參考后，除提升5G網(wǎng)絡自身的時間同步精度外，還可以實現(xiàn)高可靠性、天地互備的基站時間同步授時方式。由于北斗地基授時系統(tǒng)由國家負責統(tǒng)籌建設，因此可以節(jié)省運營商的建設投資以及后續(xù)的運營維護成本。

高精度授時、定位和導航是建設智慧數(shù)字城市的基礎。因此，中國聯(lián)通聯(lián)合中國計量科學研究院等單位，開展了京雄高精度北斗地基授時系統(tǒng)試點項目建設，將中國計量科學研究院符合國際標準的UTC時間通過光纖授時系統(tǒng)傳送至雄安，用于民用科學研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力雄安智慧數(shù)字城市建設。京雄地基授時系統(tǒng)輸出的高精度標準時間、頻率信號，同時可以作為沿線本地網(wǎng)的同步參考源，為聯(lián)通的4G、5G基站服務。

圖.京雄高精度地基授時系統(tǒng)線路圖。（圖源丨人民郵電報）

北斗地基授時系統(tǒng)利用通信光纖作為傳輸媒介，傳遞時間、微波頻率和光學頻率等多種時間頻率信號，具有抗干擾能力強、噪聲低、損耗小、資源豐富等優(yōu)點，是目前精度最高的基于地面鏈路的時間頻率傳遞手段，在實現(xiàn)多節(jié)點傳送后，精度仍然保證在10ns以內(nèi)。本次京雄試點系統(tǒng)依托上海交通大學的研究成果，試點系統(tǒng)設備均由上海交通大學區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室提供。

京雄高精度北斗地基授時系統(tǒng)項目選取了北京復外到雄安鏈路中的5個節(jié)點進行環(huán)回測試，總傳輸距離為375.4公里，時間精度的測試結(jié)果達到亞納秒級的350ps，除了可以為通信網(wǎng)絡時間同步網(wǎng)提供超越衛(wèi)星精度的基準參考外，還能滿足5G協(xié)同業(yè)務超高精度同步需求，同時賦能垂直行業(yè)應用。

在國家戰(zhàn)略層面，國家重大科技基礎設施建設項目“高精度地基授時系統(tǒng)”將于2021年下半年開工建設。該項目主要建設任務之一是建設覆蓋全國的超高精度光纖授時網(wǎng)絡，擺脫對于GPS的過度依賴，確保國家信息安全與戰(zhàn)略安全。

中國聯(lián)通與中國科學院國家授時中心于2020年11月30日簽署了成立聯(lián)合實驗室的戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方也已通過衛(wèi)星共視技術(shù)，將國家標準時間UTC（NTSC）從位于西安的國家授時中心接引至河北省張家口市崇禮區(qū)，并通過中國聯(lián)通地面光纖網(wǎng)絡傳遞至冬奧會主要場館，助力2022年北京冬奧會成功舉行。

文章作者：張賀 劉欣 劉雅承

文章內(nèi)容來源：人民郵電報