精准时间同步应用于通信:4G小基站

4G小基站,作为一种低成本、快速灵活的室内覆盖解决方案,可为家庭、小企业、超市等室内补盲扩容,还可用于对覆盖面积和容量要求不高的应急通信或特殊应用场景,解决室内深度覆盖不足问题,进而提高用户体验、增强用户粘性,提升用户价值。但基站的覆盖范围有限的,设备在移动过程中,基站间实现传输信号切换时,会因时间同步不精准出现抖动、延迟等情况,导致信息传递不畅,影响用户体验。因此,时间同步,尤其是高精准时间同步极其重要。

如果有2个相邻的基站和1个手机,其中手机处于基站1的覆盖范围内。基站1在某个时刻会向手机发射信号还是接收手机发射出来的信号,完全会靠时隙来进行区分,而且基站和手机间的上下行信号都会运用相同的频率来发射信号。如果相邻的4G小基站间没有精确同步,那么它们在收发时隙时可能会有错位。假使基站1此时正在接收来自手机的上行信号,而此时与其相邻的基站2由于和基站1不同步,时间不一样,那么基站2此时可能正在发射下行信号。由于手机和基站2都时用相同的频率来发射的信号,那么基站1就无法分清信号到底是不是来自手机,它很有可能把基站2的同频信号当成是来自手机的信号,从而对附近所有基站的信号收发造成了很大干扰。为避免相邻基站收发信号时存在时间缝隙的交叉,最大程度上减少干扰, TD-SCDMA系统要求所有网内基站间都要实现同步。3GPP标准中规定要求,4G整网的时间误差需要小于±1.5微秒。

图1

传统模式下,基站主要依靠天上的卫星(GPS/北斗/Glonass)和地面1588PTP来获取时间信息。室外基本上靠卫星,室内靠1588 PTP。4G时代背景下,对时间同步的精度提出了更高的要求。在通信领域,如果移动、联通、电信等运营商基站之间时间不同步,就意味着日常生活中没办法正常打电话,无法高速使用流量。4G的TDD制式网络,要求整网正负1.5微秒的时间同步精度,这一传统承载网络的端到端时间精度仅为微秒级别。室外靠卫星的时候,可以轻松实现这一要求,但是在室内,以传统的1588布网,需要所有的交换机都支持1588特性。在现有4G网络情况下,无法大面积更换普通交换机为1588交换机,工程成本极高,实施难度大,所以很难实现这一精度要求。

酷鲨科技特有的从时钟恢复技术,可以穿越普通交换机,经过5跳交换机后恢复时间精度在1微秒以内。要为4G接入侧提供解决方案,可将1588主时钟下移,置于接入侧,酷鲨科技小型化高性能主时钟EGM可放置在窗边,从卫星(GPS/北斗)获取时间源。经反复测试验证,主时钟EGM相对于UTC的偏差(峰峰值)为±100ns。从时钟经过5级普通交换机后相对于主时钟偏差(峰峰值)可达1us,这一精度值完全可满足4G标准的要求±1.5us。酷鲨科技从时钟时间同步技术应用于4G小基站,可穿越任何普通IP网络,让广大用户无需对现有网络进行任何改造,依托酷鲨科技独创的自有从端技术,对时间信息进行精准恢复,实现整网的精准时间同步,确保与主时钟时间保持高度一致,能满足4G网下各种设备对精准授时的要求。

图2

“地基”(地面时间系统“防护网”),相较于“天基”而言,具有无可比拟的天然优势。首先,地面授时抗干扰能力强,安全性高!无论是雷达、基站,还是敌方干扰机都无法对地面授时系统进行干扰;其次,地面授时比空中北斗授时精度更高,现阶段普通北斗接收机的授时精度在100纳秒水平,而酷鲨科技地面授时现已成功可达到1纳秒授时精度;第三,地面授时区域时间一致性会更好,即便主时钟丢了卫星信号,发生了时间偏移,从时钟时间也会紧跟主时钟,能有效确保在当前主时钟下的整体区域时间是一致的。GPS授时因为都跟踪的是卫星,各GPS授时点之间一旦没了卫星信号,时间各自偏移,那相互之间的偏差就无法确定,整个区域内时间也就千差万别,不一致;第四,地面授时系统,比起卫星授时而言,适用于更多应用场景,比如山洞、矿井、室内等。众所周知,这些区域是没有办法通过卫星接收机来获取时间的。由此,通过网络地面时间同步来实现授时在当先显得尤为紧迫。

酷鲨科技系列高精尖时频产品以卫星(GPS/北斗/Glonass)作为时间源,具有多种输出信号格式,输出端口可根据客户需要进行个性化配置;在失去卫星信号情况下可长时间守时;搜星性能好,信号稳定,可广泛应用于通信、电力、广电、医院、学校、企业、军工等多种需要精准时间同步领域。酷鲨科技另一显著优势在于,可让广大客户无需改网,无需将现网大量存在的普通交换机更换为1588BC/TC交换机,就能轻松实现精准亚微秒级的时间同步精度,让广大客户无需费时费力费钱改造现网,省钱省心!

酷鲨科技主营的系列高科技时频产品(CGM-I-3U/CGM-I-1U/CGM-C/Qg 2/EGM主时钟,C88/C68/C66核心板,P88/P68/P66单板,M88/M68/M66模块)均兼具“小强全省”(“小”表现为小巧玲珑;“强”表现为主时钟性能强,从时钟恢复时间精度强;“全”表现为特性、接口种类、定制方案、适应网络类型全;“省”表现为省心又省钱)全部特性,可帮助广大客户轻松实现纳秒级精准时间同步。当主时钟和从时钟之间有普通交换机时,从时钟的时间恢复精度为百纳秒级;中间具有SycE功能的非1588交换机时,时间精度能高达10纳秒。在 不久的未来,这一精度有望突破1纳秒。真正的小强全省,真正的物超所值!

作为地面精准时间同步领域的“领头羊”,酷鲨科技自成立来就一直专注于地面精准时间同步系列高精尖时频产品和技术的研发、生产与销售,为广大用户提供“端到端”和“点到点”的完整解决方案。我司精准时间同步技术因性能强、指标高、功能全等显著特性现已成为地面精准时间同步的不二之选,精准时间信息确保4G小基站更高效运行!

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