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5G 通信基站对于地面时间同步系统的测试要求李军（中移铁通北京技术检测中心北京市 100038）一、前言长期以来，移动通信基站是通过加装 GPS 和北斗卫星接收系统，将卫星发送的时钟信号作为 同步源，再传送给设备实现全网同步该方案存在的不利因素有：安装条件要求高；建设成 本需求大；维护管理工作量大；网络安全性和保障性存在隐患大等2019 年 5G 开始商用，基站数量更加密集，室内组网方式愈加普遍，对基站同步精度要求越 来越高为提升无线基站时间同步源的安全稳定性，通过地面传送方案来解决时间同步信号 的传送问题早已成为业界的共识选择1588V2高精度时间同步协议这种更为安全可靠的地 面传送方式来传递时间同步信号，成为承载移动无线网络的关键技术之一现网1588V2部 署及未来 5G 建设，需要在开通时及后期维护时定期进行地面时间同步精度进行检测，保证 移动通信网络运行可靠二、 5G对于时间同步网络的新要求2.1 5G 时间同步网络新技术5G 要求实现超高精度时间同步传送，需要解决诸如物理层频率误差、时间戳精度偏差、系统 内部延时及传送时的同步误差等误差来源问题通过提供高精度和高稳定度的时钟模块，同步信号输出更精确更稳定，可以解决物理层频率 误差问题；应用精度优于±1ns超高精度时间戳技术，来解决时间戳精度偏差的问题； 提高同步测试协议和算法的精度以及系统延时的精确设计和测量补偿技术，来解决系统内部 延时的问题；通过单纤双向模块，来解决链路不对称产生延时的问题；通过稳定性更高的例如铷钟组，来满足超高精度时间基准源需要达到优于 ±50ns 的同步精度2.2 5G 时间同步网络新需求2.2.15G同步业务需求包括5G TDD基本业务同步需求和协同业务同步需求两部分：5G TDD基 本业务同步需求与4G TDD基本业务相当，同为±1.5us，协同业务需求，对于时间精度要求更 高，对传输网提出了更高的挑战。

协同业务要求协同基站做到OFDM符号级别的时间对齐， 误差不能超过CP的范围高精度时间同步网（1588V2）以精确时间协议（PTP）为基础，应 提供优于±1.5us精度的时间同步信号提升1588V2精度/开局/运维效率是当务之急，应大批 量测试 1588V2 同步系统，提高同步系统测试的准确性、规范性和有效性5G TDD 基本业务同步需求 TDD 制式基站，上下行信号同频，为了防止基站间上下行信号互 相干扰，要求各基站之间有严格的相位同步关系，确保各基站上行/下行切换的时间点一致 而5G空口超短帧的引入，上下行转换的频率更快，上下行转换间隔时间更小，有us级的时 间同步需求2.2.2 基站间协作化技术的同步需求基站间协作化技术为增强型属性，不同的技术需要提供不 同的时间同步精度基站协同（CoMP）、基站载波聚合（CA）等技术的同步需求为±130ns 左右，而MIMO技术的演进提出±65ns的同步精度需求2.2.3 局部支持的 5G 新业务等同步需求基于 TDOA 的基站定位业务，同步精度和基站之间的 时间相位误差线性相关 1ns 同步误差对应的定位精度约为 0.3~0.4 米， 3 米的定位精度对应 的同步误差约为 10ns。

三、 5G 时间同步网络测试应用3.1 5G 时间同步网络测试意义5G 网络相较 4G 网络，对时间同步网络在精度、可靠性两方面具有更高的要求但是由于网 络时延复杂性和1588v2的双向路径非对称性的不可控，导致单纯依赖1588v2协议和数理分 析算法去适应网络环境，存在着难以预知的风险通过时间同步网测试，保障运营商所部署的时间服务器发送的时间同步信息，能够准确地传 输到指定基站，并确保时间服务器的同步信号能够替代基站自有卫星信号对基站设备进行时 间同步和正确授时，防止因卫星失效导致基站退服例如在网络负荷较重时，由于单纯1588v2报文发包频率很高，在网络中1588v2报文容易受 到业务报文的影响，对时间延迟精度产生很大的影响而降低报文发包频率，又会导致时间 收敛速度较慢3.2 5G 时间同步网络测试对象3.2.1在时间同步网络工程开通时，分析测试PTN/OTN网络的分组同步性能和相关参数，用 于对PTN/OTN设备及组网系统的同步性能评估和维护分析测试3.2.2 在基站时间同步网络维护过程中，为保证基站业务正常运转，需要从时间服务器、传输 设备、基站设备进行全面的同步性能测试，保证每个节点设备输出的时间信号精度都符合要 求，从而确保设备的正常运转和业务的正常开通。

3.2.3 当基站时间同步网络出现后期割接、路由调整等情况时，也需要重新进行补偿测试四、5G时间同步网络测试案例及方法4.1 测试案例一：时间同步网络工程开通时，测试排查补偿值设置问题PTN设备设置补偿为5900ns，该设备测试偏差1PPS+TOD和PTP均5900+ns，该补偿值为从 基站设备逆推，设置的值从仪表测试结果看，该测试点补偿值设置错误在时频测试领域中，漂移是影响时钟信号精度的重要指标，因此对时钟信号漂移的分析和测 量非常重要漂移程度主要是通过TIE （时间间隔误差）的方法来测量，并使用MTIE （最大 时间间隔误差）和TDEV （时间偏差）来评估的连接于PTN/OTN/PON等传输设备的 1PPS+TOD输出接口，或1588v2 FE、GE接口，测试时间偏差，并可进行线路非对称评估分析1PPS+TOD 测试结果：PTP 测试结果测试时间服务器的时间输出精度，测试时间服务器时钟输出偏差及时钟漂移测试评估 4.2测试案例二：业务调整保障测试 营口移动辽河机房华为时间服务器，测试目的：华为时间服务器切换配置，需要测试偏差情 况趋势图：4.3 测试案例三：协议一致性测试由于各设备厂家对PTP协议理解的不一致，导致异厂家设备对接时（如：不同厂家PTN设备、 OTN 设备对接时，传输设备与基站设备对接时），造成时间同步出现的问题。

所以需要对 PTP 报文相关字段的一致性及报文发动频率等进行一致性测试自动化抓取报文，自动分析， 给出报文字段分析结果，帮助普通技术人员快速定位和解决不同厂家间的同步互通问题对 PTP 报文相关字段的一致性及报文发动频率等进行一致性测试自动化抓取报文，自动分析， 给出报文字段分析结果，帮助普通技术人员快速定位和解决不同厂家间的同步互通问题营口移动辽河机房烽火传输设备与爱立信基站对接问题测试，测试目的：协助移动判断烽火 传输与爱立信基站对接问题 仪表仿真PTP给爱立信基站，基站正常工作。