2021年5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)目錄引言P15G同步需求P25G高精度時(shí)間同步組網(wǎng)模型P5引言P15G同步需求P25G高精度時(shí)間同步組網(wǎng)模型P55G高精度同步關(guān)鍵技術(shù)P8總結(jié)與展望P14主要貢獻(xiàn)單位P15PAGEPAGE1322引言5G牌照已經(jīng)發(fā)放，5G商用蓄勢(shì)待發(fā)。5G網(wǎng)絡(luò)正處于標(biāo)準(zhǔn)完善和產(chǎn)業(yè)化培育應(yīng)用的關(guān)鍵時(shí)期，5G同步網(wǎng)作為必不可少的基礎(chǔ)支撐網(wǎng)絡(luò)，急需在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面盡快推動(dòng)，有力支撐5G商用。5G同步用于支撐5G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)，包括頻率同步和時(shí)間同步，頻率同步相對(duì)于現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)并無明顯變化，而時(shí)間同步則要求更加嚴(yán)格，本白皮書重點(diǎn)研究了5G時(shí)間同步組網(wǎng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。本白皮書在分析5G系統(tǒng)時(shí)間同步需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景、安全可靠性、成本等多方面因素，剖析基于高精度時(shí)間同步地面組網(wǎng)解決5G系統(tǒng)同步的必要性，并提出高精度同步通用組網(wǎng)模型，重點(diǎn)研究了高精度源頭、高精度同步傳輸、高精度同步監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)。本白皮書將為我國(guó)后續(xù)5G同步技術(shù)方案選擇及組網(wǎng)策略制定、國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)、同步網(wǎng)平滑演進(jìn)等提供重要指引。5G同步需求 5G基本同步需求與4G相同基本時(shí)間同步是所有時(shí)分復(fù)用（TDD）制式無線通信系統(tǒng)的共性要求，其對(duì)基站空口時(shí)間偏差進(jìn)行嚴(yán)格限定，主要是為了避免上下行時(shí)隙干擾。在TDD制式無線通信系統(tǒng)實(shí)際部署時(shí)，基站間同步偏差、保護(hù)周期（GP）、基站收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間、小區(qū)覆蓋半徑等多方面因素相互制約，應(yīng)滿足如下關(guān)系：……………公式（1）是基站從“開”到“關(guān)”的轉(zhuǎn)換延遲，是基站從“關(guān)”到“開”的轉(zhuǎn)換延遲，Tprop，BS1-BS2是基站間距離引入的傳輸時(shí)延根據(jù)公式（1），各種影響因素相互關(guān)系如表1所示。表1各種影響因素相互關(guān)系根據(jù)表1，對(duì)于目前普遍采用的6G以下頻段，4GTDD系統(tǒng)采用固定子載波間隔15kHz，GP配置單符號(hào)，保護(hù)周期時(shí)間為71.4μs，在一定覆蓋范圍內(nèi)，要求基站間時(shí)間偏差應(yīng)小于3μs。5G系統(tǒng)根據(jù)子載波間隔可靈活擴(kuò)展的特點(diǎn)（即NR的子載波間隔可設(shè)為15(2^m)kHz，m∈{-2,0,1,...,5}），通過在GP中靈活配置多個(gè)符號(hào)的方式，使得基站間時(shí)間偏差要求仍應(yīng)小于3μs，與4GTDD基本時(shí)間同步需求相同。5G協(xié)同增強(qiáng)提出100ns量級(jí)高精度需求站間協(xié)同增強(qiáng)是指到同一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)可以通過不同基站的有源天線單元（AAU）收發(fā)，使用戶可以在交疊覆蓋區(qū)合并多個(gè)信號(hào)，從而有效提升業(yè)務(wù)帶寬。多信號(hào)間的時(shí)延差須滿足一定要求，否則無法合并。根據(jù)3GPPTS36.922協(xié)議描述，站間協(xié)同要求滿足如下關(guān)系：TD1+TD2+TD3=TotalTDCP 公式（2）其中，TD1為不同AAU空口到用戶終端（UE）因不同距離產(chǎn)生的時(shí)延差，TD2為多徑傳播導(dǎo)致的時(shí)延差，TD3為不同AAU空口之間的時(shí)間偏差，TotalTD為不同AAU信號(hào)到達(dá)UE側(cè)的時(shí)間總差值，CP為防止符號(hào)間干擾的循環(huán)前綴。根據(jù)公式（2），為順利實(shí)現(xiàn)協(xié)同功能，不同AAU空口信號(hào)到達(dá)UE的總時(shí)差應(yīng)小于CP的長(zhǎng)度。根據(jù)3GPPR4-1802142CR38104-f00，不同類型的協(xié)同增強(qiáng)同步要求如表2所示，其中，多入多出（MIMO）和發(fā)射分集技術(shù)的時(shí)間偏差要求為65ns，對(duì)于帶內(nèi)連續(xù)載波聚合（CA），低頻基站（Sub6G）時(shí)間偏差要求為260ns，高頻基站（Above6G）時(shí)間偏差要求為130ns，帶內(nèi)非連續(xù)CA和帶間CA的時(shí)間偏差要求均為3μs。表3給出了5G協(xié)同增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景說明。其中，MIMO、發(fā)射分集、帶內(nèi)連續(xù)CA主要發(fā)生在AAU內(nèi)部，很小可能發(fā)生在同一基站的不同AAU之間，而帶間或帶內(nèi)非連續(xù)CA則正好相反，主要發(fā)生在同一基站的不同AAU之間，很少發(fā)生在AAU內(nèi)部，另外，各種協(xié)同增強(qiáng)均基本上不發(fā)生在不同基站的AAU之間。表25G不同類型的協(xié)同增強(qiáng)同步要求 表35G協(xié)同增強(qiáng)應(yīng)用場(chǎng)景說明4455綜上，為了提升覆蓋效率和服務(wù)體驗(yàn)，多天線MIMO、多點(diǎn)協(xié)調(diào)、載波聚合等協(xié)同增強(qiáng)技術(shù)將在5G系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。為了確保協(xié)同有效，來自不同協(xié)同點(diǎn)信號(hào)的時(shí)間差不能超過循環(huán)前綴CP，從而對(duì)協(xié)同點(diǎn)之間的時(shí)間偏差提出了100ns量級(jí)甚至更高的苛刻要求。部分新業(yè)務(wù)需要更高精度同步5G網(wǎng)絡(luò)支撐的多種新業(yè)務(wù)可能具備高精度同步需求，包括高精度定位業(yè)務(wù)、高速移動(dòng)業(yè)務(wù)覆蓋、業(yè)務(wù)時(shí)延精確測(cè)量、各種垂直行業(yè)應(yīng)用（如物聯(lián)網(wǎng)，車聯(lián)網(wǎng)，智能制造）等。典型的基站定位服務(wù)，主要基于到達(dá)時(shí)間（TOA）或到達(dá)時(shí)間差（TDOA）技術(shù)，時(shí)間同步精度與定位精度要求直接相關(guān)。例如，要滿足3m的定位精度，要求基站間的空口信號(hào)同步偏差為10ns；要滿足m級(jí)的定位精度，要求基站間的空口信號(hào)同步偏差為3ns。5G基站部署密度大，基于基站提供定位服務(wù)具有天然優(yōu)勢(shì)，特別是在衛(wèi)星信號(hào)覆蓋盲區(qū)，該優(yōu)勢(shì)更加凸顯。隨著高精度定位服務(wù)需求爆炸式增長(zhǎng)，作為定位服務(wù)提供的重要手段，基于5G系統(tǒng)基站定位極具潛力，可與其它定位技術(shù)相結(jié)合，滿足m級(jí)及以上的定位需求。 5G高精度時(shí)間同步組網(wǎng)模型5G高精度同步地面組網(wǎng)是大勢(shì)所趨長(zhǎng)期以來，運(yùn)營(yíng)商主要采用在基站加裝衛(wèi)星接收機(jī)的方式滿足無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的同步需求。在4G時(shí)代，部分運(yùn)營(yíng)商通過地面同步組網(wǎng)方式解決無線基站的同步問題，但一般作為備用，或者用于解決衛(wèi)星信號(hào)難以覆蓋區(qū)域的基站同步，如地鐵、地下車庫、部分城區(qū)高樓等。相對(duì)于4G系統(tǒng)，5G系統(tǒng)具有如下新的同步需求特點(diǎn)：同步需求精度更高。根據(jù)第2部分分析，5G系統(tǒng)既有μs量級(jí)的基本業(yè)務(wù)同步需求，也有100ns級(jí)的協(xié)同增強(qiáng)技術(shù)同步需求，還有其它新業(yè)務(wù)的更高精度同步需求，基站直接通過普通衛(wèi)星接收機(jī)單站授時(shí)難以完全滿足要求；同步應(yīng)用場(chǎng)景更加復(fù)雜。5G不斷推進(jìn)，室內(nèi)基站占比增大，將會(huì)存在大量無法獲取衛(wèi)星信號(hào)的5G基站部署場(chǎng)景；同步的安全可靠性要求更加嚴(yán)格。同步是確保5G系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的前提，鑒于5G及其所支撐業(yè)務(wù)的重要性，相應(yīng)對(duì)同步的安全可靠性也提出更高的要求。考慮到衛(wèi)星信號(hào)受到無意或有意干擾導(dǎo)致失效的情況越來越多，衛(wèi)星信號(hào)被攻擊（如偽衛(wèi)星欺騙）的案例時(shí)有發(fā)生，5G同步完全依賴于衛(wèi)星授時(shí)將會(huì)帶來極大安全隱患；成本方面更加敏感。5G基站部署規(guī)模大，若每個(gè)基站均加裝衛(wèi)星接收機(jī)，設(shè)備投資和運(yùn)維成本巨大，而通過承載網(wǎng)絡(luò)帶內(nèi)方式實(shí)現(xiàn)地面高精度同步組網(wǎng)，建設(shè)與運(yùn)維成本相對(duì)較低。鑒于上述分析，為滿足5G系統(tǒng)的同步需求，解決衛(wèi)星覆蓋盲點(diǎn)問題，提升安全可靠性，節(jié)約建設(shè)和運(yùn)維成本，研究建設(shè)自主可控、安全可靠的高精度時(shí)間同步網(wǎng)是大勢(shì)所趨、非常必要。需要說明的是，建設(shè)高精度地面時(shí)間同步網(wǎng)，并不會(huì)一步到位完全替代基站衛(wèi)星授時(shí)方案，兩者是天地互備的關(guān)系，將會(huì)長(zhǎng)期共存、相互補(bǔ)充。66775G高精度同步通用組網(wǎng)模型國(guó)內(nèi)CCSA，國(guó)外ITU-T、3GPP、CPRI、IEEE以及ORAN等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化和行業(yè)組織正針對(duì)5G同步解決方案開展研究。目前來看，相對(duì)于光纖授時(shí)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）等技術(shù)，基于高精度時(shí)間協(xié)議（PTP）組網(wǎng)是5G高精度時(shí)間同步的最主要實(shí)現(xiàn)方案?；赑TP的5G高精度時(shí)間同步通用組網(wǎng)模型如圖1所示。圖15G高精度時(shí)間同步通用組網(wǎng)模型作為源頭設(shè)備的高精度時(shí)間服務(wù)器（PRTC/ePRTC）可采用衛(wèi)星授時(shí)關(guān)鍵技術(shù)（見第4部分第1節(jié)），在衛(wèi)星不可用的情況下，可通過地面獲取超高精度時(shí)間同步信號(hào)（如通過光纖授時(shí)溯源至國(guó)家守時(shí)單位），從而確保5G時(shí)間同步網(wǎng)自主可控。PRTC/ePRTC通常同時(shí)實(shí)現(xiàn)祖時(shí)鐘（GM）功能，因此圖1參考點(diǎn)A一般位于設(shè)備內(nèi)部，在這種情況下無需對(duì)其性能要求進(jìn)行規(guī)范。高精度時(shí)間服務(wù)器的性能指標(biāo)應(yīng)滿足ITU-TG.8272.1標(biāo)準(zhǔn)的要求，即時(shí)間精度應(yīng)優(yōu)于±30ns。圖1參考點(diǎn)B和C之間屬于5G時(shí)間同步網(wǎng)的核心部分，可采用高精度同步傳輸技術(shù)（見第4部分第2節(jié)）實(shí)現(xiàn)高精度同步承載，屬于由多個(gè)電信用邊界時(shí)鐘（T-BC）組成的同步鏈。需要強(qiáng)調(diào)的是，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步性能和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模（時(shí)間同步鏈的跳數(shù)）是B與C之間承載部分同步指標(biāo)的兩個(gè)重要制約參數(shù)。為了提升端到端同步性能，擴(kuò)大組網(wǎng)規(guī)模，要求傳輸設(shè)備單節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步精度應(yīng)優(yōu)于一定的限值（例如，ITU-TG.8273.2規(guī)定類型C和類型D的T-BC的時(shí)間誤差在10ns量級(jí)甚至更?。?。圖1中參考點(diǎn)C或D屬于5G時(shí)間同步網(wǎng)與無線末端設(shè)備（如5G基站）連接點(diǎn)，可考慮采用高精度同步接口（如帶內(nèi)10GE/25GE光）進(jìn)行對(duì)接，降低局內(nèi)互聯(lián)引入的時(shí)間誤差。在5G組網(wǎng)中，通過對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)無線接入網(wǎng)（RAN）側(cè)功能的重新劃分，以及基于以太網(wǎng)的eCPRI接口在前傳中的使用，圖1中從時(shí)鐘（Slave）可能和末端應(yīng)用（例如AAU）集成在同一設(shè)備中，因此參考點(diǎn)D有可能位于無線設(shè)備內(nèi)部。5G同步需求一般是以無線空口（圖1參考點(diǎn)E）間的相對(duì)時(shí)間偏差來衡量，而同步網(wǎng)一般通過實(shí)現(xiàn)相對(duì)于協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）的絕對(duì)時(shí)間精度來滿足無線側(cè)的相對(duì)時(shí)間精度要求。例如，為了滿足兩個(gè)AAU的無線空口參考點(diǎn)E之間的相對(duì)時(shí)間偏差（如3μs），要求每個(gè)AAU無線空口輸出相對(duì)于UTC的絕對(duì)時(shí)間偏差滿足一定的限值即可（如±1.5μs）。88995G高精度同步關(guān)鍵技術(shù) 高精度同步源頭技術(shù)高精度同步源頭的實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)密不可分。衛(wèi)星授時(shí)的精度取決于衛(wèi)星系統(tǒng)、大氣層、接收系統(tǒng)、本地鐘源、鎖相環(huán)和分發(fā)接口等多個(gè)要素，其中衛(wèi)星接收部分對(duì)精度的影響比重最大，提升衛(wèi)星接收部分的精度成為5G時(shí)間服務(wù)器精度提升的關(guān)鍵。衛(wèi)星單頻單向授時(shí)精度受限衛(wèi)星單頻授時(shí)是目前傳統(tǒng)的也是應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)，一般采用單向授時(shí)。衛(wèi)星接收機(jī)在進(jìn)行單向授時(shí)時(shí)，存在位置坐標(biāo)（x，y，z）以及時(shí)間t共4個(gè)未知參數(shù)，因此需要接收4顆或4顆以上的衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)授時(shí)。衛(wèi)星授時(shí)主要由偽距測(cè)量實(shí)現(xiàn)，通過適當(dāng)?shù)姆椒p弱或者消除偽距測(cè)量中誤差的影響是提升衛(wèi)星授時(shí)精度的關(guān)鍵。衛(wèi)星單向授時(shí)存在三類誤差來源：一類是和衛(wèi)星有關(guān)的誤差，包括星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、多普勒頻移及相對(duì)論效應(yīng)等；第二類是與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差，如對(duì)流層延遲誤差、電離層延遲誤差和多路徑效應(yīng)等；第三類是和接收機(jī)本身相關(guān)的誤差，比如接收機(jī)測(cè)量噪聲、用戶機(jī)設(shè)備零值等。受限于上述三類誤差，單頻接收機(jī)單向授時(shí)的理論授時(shí)精度只能達(dá)到約100ns。衛(wèi)星單頻單向授時(shí)技術(shù)成熟，成本較低，可獨(dú)立部署應(yīng)用，但無法解決性能監(jiān)測(cè)問題，精度無法滿足高精度源頭設(shè)備（如ePRTC）的要求。衛(wèi)星雙頻技術(shù)顯著提升授時(shí)精度為提升授時(shí)精度，在衛(wèi)星授時(shí)方面可采用雙頻接收技術(shù)，相對(duì)于單頻接收機(jī)而言，雙頻接收機(jī)可同時(shí)接收單個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的兩個(gè)頻點(diǎn)載波信號(hào)（如GPS的L1、L2，或者北斗的B1、B2），通過一定算法可有效消除電離層對(duì)電磁波信號(hào)延遲的影響，從而提升衛(wèi)星授時(shí)精度。在具體算法方面，業(yè)界常見的修正電離層延遲的算法主要包括雙頻碼觀測(cè)量修正法和雙頻載波觀測(cè)量修正法，也可同時(shí)使用上述四個(gè)觀測(cè)量進(jìn)行求解和修正。衛(wèi)星雙頻技術(shù)的授時(shí)精度可以達(dá)到±30ns左右。衛(wèi)星雙頻技術(shù)能夠滿足高精度源頭設(shè)備性能要求，可以獨(dú)立部署應(yīng)用，可作為高精度時(shí)間服務(wù)器實(shí)現(xiàn)技術(shù)。相對(duì)傳統(tǒng)單頻衛(wèi)星技術(shù)來說，雙頻衛(wèi)星技術(shù)成本較高，建議在產(chǎn)業(yè)化方面加大推動(dòng)力度，擴(kuò)大商用規(guī)模，降低成本。衛(wèi)星共視技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高精度溯源衛(wèi)星共視法是目前遠(yuǎn)距離時(shí)鐘比對(duì)的主要方法之一，也是國(guó)際原子時(shí)合作的主要技術(shù)手段之一。衛(wèi)星共視法是在單向授時(shí)的基礎(chǔ)上，主從兩個(gè)站分別同時(shí)測(cè)量本地時(shí)鐘與導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間的時(shí)差，然后兩個(gè)站交換測(cè)量數(shù)據(jù)，時(shí)差相減獲取兩站本地時(shí)間的時(shí)差，通過從站時(shí)間調(diào)整，實(shí)現(xiàn)從站溯源至主站。共視法基本原理如圖2所示。圖2共視法基本原理衛(wèi)星共視法本質(zhì)上是一種偽距差分技術(shù)，對(duì)衛(wèi)星到基準(zhǔn)站和用戶的單向授時(shí)誤差進(jìn)行差分，獲得優(yōu)于單向授時(shí)方法的精度。目前業(yè)界衛(wèi)星共視法比對(duì)精度可達(dá)±10ns左右。衛(wèi)星共視技術(shù)比較成熟，性能較好，但無法獨(dú)立部署應(yīng)用，需主從站配合使用，并配置數(shù)據(jù)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。不建議基于衛(wèi)星共視技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度同步源頭，可將其用于網(wǎng)絡(luò)性能集中監(jiān)測(cè)和高精度同步測(cè)量。高精度同步傳輸實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化1588v2實(shí)現(xiàn)高精度同步傳輸1588v2技術(shù)是目前最成熟的高精度時(shí)間同步傳輸技術(shù)，在4G時(shí)代引入到電信領(lǐng)域，現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)大量部署。目前支持1588v2功能的傳輸設(shè)備，單節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步精度為±30ns，在遠(yuǎn)距離多跳傳輸時(shí)，端PAGE10PAGE10PAGEPAGE11到端性能難以滿足高精度同步需求。為提升單節(jié)點(diǎn)精度，宜從以下幾方面對(duì)現(xiàn)有1588v2進(jìn)行優(yōu)化：打戳位置盡量靠近物理接口，減少光模塊內(nèi)部的半靜態(tài)延時(shí)誤差和動(dòng)態(tài)延時(shí)誤差。信號(hào)流經(jīng)過光模塊，進(jìn)入接口芯片后，建議在打戳事件經(jīng)過物理媒介附屬（PMA）層時(shí)執(zhí)行打戳動(dòng)作。提升打戳分辨率，降低采樣誤差。打戳?xí)r的采樣誤差是影響打戳精度的重要因素，例如，采用125M時(shí)鐘打戳，誤差至少是正負(fù)1個(gè)時(shí)鐘周期，即打戳的分辨率只有8ns。因此，需要提升打戳?xí)r鐘的頻率，或者采用其他方法提升打戳分辨率。改進(jìn)同步算法，提升系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）精度，特別是優(yōu)化系統(tǒng)RTC的時(shí)間調(diào)整粒度，可以顯著降低時(shí)間同步的動(dòng)態(tài)抖動(dòng)誤差。加強(qiáng)模塊間協(xié)作，提升系統(tǒng)內(nèi)部RTC之間的同步精度。系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)RTC，這些RTC之間的精確同步，是影響設(shè)備級(jí)時(shí)間同步精度的重要因素，例如，時(shí)鐘板RTC和業(yè)務(wù)板RTC之間的同步，涉及到設(shè)備內(nèi)部時(shí)間信號(hào)分發(fā)延時(shí)的精確測(cè)量。選取優(yōu)質(zhì)晶振，提升本地時(shí)鐘的穩(wěn)定度。本地時(shí)鐘（通常采用溫補(bǔ)晶振或者恒溫晶振）是設(shè)備進(jìn)行各種同步操作的基礎(chǔ)。提升本地時(shí)鐘的頻率穩(wěn)定度，有助于提升時(shí)間同步和頻率同步的動(dòng)態(tài)性能，并在各種故障情況下獲得更好的保持性能。鑒于1588v2技術(shù)在電信網(wǎng)中應(yīng)用規(guī)模大、成熟度高、互聯(lián)互通性好，建議在現(xiàn)有配置基礎(chǔ)上通過優(yōu)化實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)提升精度，這樣有利于5G高精度時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)的快速部署和成熟商用?？紤]到1588v2技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中易受光纖不對(duì)稱性影響，建議5G時(shí)間同步網(wǎng)在條件具備時(shí)盡量采用單纖雙向方式進(jìn)行1588v2的部署應(yīng)用。另外，針對(duì)1588v2開通和運(yùn)維，建議引入智能時(shí)鐘，增強(qiáng)同步網(wǎng)絡(luò)安全可靠性，提高運(yùn)維管理效率。白兔子技術(shù)嘗試支持高精度同步傳輸白兔子（WR）技術(shù)于2008年由歐洲核子研究組織（CERN）提出，設(shè)計(jì)初衷是實(shí)現(xiàn)亞納秒的分布式時(shí)鐘同步和具有確定性延時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，用于加速器的同步控制。WR技術(shù)以標(biāo)準(zhǔn)千兆以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，使用物理層同步以太網(wǎng)（SyncE）技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘頻率，使用1588v2（PTP）實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，使用全數(shù)字雙混頻鑒相器（DDMTD）將時(shí)間戳同步精度提高到亞納秒。針對(duì)光纖鏈路的非對(duì)稱性問題，WR使用單纖雙向技術(shù)進(jìn)行解決，通常采用波分復(fù)用（WDM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)全雙工通信，主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的光波長(zhǎng)為1490mm，從節(jié)點(diǎn)發(fā)出的光波長(zhǎng)為1310mm，根據(jù)不同波長(zhǎng)的光在光纖中的折射率不同，可以計(jì)算并補(bǔ)償由此引入的延時(shí)不對(duì)稱性。WR使用鑒相器精確測(cè)量數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)鐘與本地時(shí)鐘的相差并對(duì)時(shí)間戳進(jìn)行校正，從而使基于1588v2的時(shí)鐘同步技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)亞納秒級(jí)精度。此外，從節(jié)點(diǎn)端的鑒相器與濾波控制電路以及壓控振蕩器構(gòu)成了一個(gè)鎖相環(huán)電路，實(shí)現(xiàn)從節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的相位鎖定和相位調(diào)整功能。WR實(shí)現(xiàn)了一定區(qū)域內(nèi)、多節(jié)點(diǎn)、亞納秒精度的高精度同步信號(hào)分發(fā)。但考慮應(yīng)用場(chǎng)景、協(xié)議擴(kuò)展性、硬件支持能力、穩(wěn)定性、成本等多方面因素，WR目前不適合通信網(wǎng)絡(luò)的使用。在新的1588標(biāo)準(zhǔn)草案（IEEE1588-2019draft）中，引入WR技術(shù)的一些概念，包括物理層相位同步、采用DDMTD技術(shù)等，并增加了針對(duì)高精度應(yīng)用的PTPProfile，可實(shí)現(xiàn)ns級(jí)高精度同步。總體來看，無論是WR技術(shù)，還是新版本1588標(biāo)準(zhǔn)，均屬于全新的高精度傳輸實(shí)現(xiàn)方案，相對(duì)于1588v2優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)難度大，目前暫時(shí)不作為高精度精度同步傳輸技術(shù)。高精度同步監(jiān)測(cè)技術(shù)外置方式實(shí)現(xiàn)同步性能絕對(duì)監(jiān)測(cè)外置方式可實(shí)現(xiàn)同步性能絕對(duì)監(jiān)測(cè)，包括兩種方式：外置探針方式和衛(wèi)星共視方式。外置探針方式：在5G同步網(wǎng)中按需部署外置探針裝置，探針裝置通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）獲得絕對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)末端設(shè)備同步輸出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送至中心網(wǎng)管以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)方式可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式，其中主動(dòng)式為探針設(shè)備自身作為精確時(shí)間同步協(xié)議PTP時(shí)鐘，通過PTP協(xié)議與被監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行同步交互；而在被動(dòng)監(jiān)測(cè)方式下，探針設(shè)備不參與網(wǎng)絡(luò)同步交互，采用鏡像方式獲取所監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的同步交互信息，實(shí)現(xiàn)同步性能監(jiān)測(cè)。需要說明的是，基站配置的衛(wèi)星授時(shí)接收機(jī)也可實(shí)現(xiàn)外置探針的功能，通過自動(dòng)測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)與地面信號(hào)的時(shí)間偏差，完成網(wǎng)絡(luò)同步性能監(jiān)測(cè)，并可對(duì)線路非對(duì)稱進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。衛(wèi)星共視方式：在網(wǎng)絡(luò)適當(dāng)位置部署共視主站和共視從站，根據(jù)4部分第1.3節(jié)衛(wèi)星共視技術(shù)工作原理，以共視接收作為媒介，通過交換數(shù)據(jù)，得到共視從站（即被監(jiān)測(cè)點(diǎn)）與共視主站（即遠(yuǎn)端參考基準(zhǔn)，如溯源至UTC的絕對(duì)基準(zhǔn)）之間的比對(duì)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)測(cè)點(diǎn)性能的絕對(duì)監(jiān)測(cè)。一般來說，共視網(wǎng)絡(luò)中共視從站部署于網(wǎng)絡(luò)下游位置，靠近網(wǎng)絡(luò)末端，當(dāng)然，也可以通過人工規(guī)劃，在網(wǎng)絡(luò)多個(gè)點(diǎn)部署共視從站，從而實(shí)現(xiàn)可以覆蓋全網(wǎng)的性能監(jiān)測(cè)能力。內(nèi)置方式支持同步性能相對(duì)監(jiān)測(cè)通過內(nèi)置功能進(jìn)行同步性能監(jiān)測(cè)，即利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身具備的同步性能監(jiān)測(cè)能力實(shí)現(xiàn)同步性能相對(duì)監(jiān)測(cè)，主要包括下述兩種方式：主從監(jiān)測(cè)：Slave設(shè)備在同步于主時(shí)鐘（Master）設(shè)備的同時(shí)，進(jìn)行自身同步性能監(jiān)測(cè)。通過對(duì)Slave端口時(shí)間戳（T1、T2、T3、T4）和計(jì)算的時(shí)間偏差值（Offset）進(jìn)行不同方式的統(tǒng)計(jì)和分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同步性能的相對(duì)監(jiān)測(cè)。該種監(jiān)測(cè)方式的監(jiān)測(cè)參數(shù)包括PTP時(shí)間偏差實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、PTP延時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、PTP時(shí)間偏差累加值監(jiān)測(cè)等。環(huán)上被動(dòng)（Passive）節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)：利用Passive節(jié)點(diǎn)對(duì)其同步側(cè)與非同步側(cè)同步數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。同步網(wǎng)通過BMC算法選擇時(shí)間源和同步路徑，在存在多條同步路徑的網(wǎng)絡(luò)中，例如環(huán)網(wǎng)或網(wǎng)格網(wǎng)，會(huì)在某個(gè)節(jié)點(diǎn)決策出Passive端口來避免環(huán)路。具有Passive端口的節(jié)點(diǎn)，通過Slave端口同步上游節(jié)點(diǎn)。通常情況下，Passive端口不會(huì)運(yùn)行PTP協(xié)議，可設(shè)置該端口工作在探測(cè)模式，使其與相連的對(duì)端Master端口，通過PTP協(xié)議進(jìn)行時(shí)間偏差運(yùn)算。通過比較設(shè)備在Passive和Slave端口分別獲得的兩個(gè)方向的時(shí)間偏差的差值，借此進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)?；谕絽?/p>