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根据IHS Markit独立研究的《5G经济》报告2020年更新版，预计到2035年，5G将创造13.1万亿美元的全球经济产出，全球5G资本支出和研发投入将增长10.8%，年均投入高达2650亿美元。

 

工信部的最新数据显示，截止2020年底，中国新增5G基站58万个，推动共建共享5G基站33万个，年初制定的“所有地市均实现5G覆盖”的目标已经实现。

 

而全球5G连接数将在2023年突破10亿，这比4G时代实现10亿连接数的时间整整提前了2年。可以看出，尽管全球经济受到疫情影响，但5G赋能的经济产出的增长趋势几乎保持不变。

 

打造电子系统最精准的心跳

 

解读5G的角度很多，但今天我们想从被称为“电子系统心跳”的时钟谈起。

 

“时钟IC”是一个广义上的术语，用于描述可在电子系统中生成、调制、操纵、分发或控制时序信号的集成电路。在目前最先进的电子和通信系统中应用时，时钟IC还必须能够生成精确的时钟脉冲，并持续可靠地分发该信号以供系统中的各种计时设备使用，以满足多类型应用对“高精度授时”的需要。

 

其实，我们所熟悉的4G/5G通信系统就是“高精度授时”的重要应用场景之一。由于4G/5G网络采用TDD时分复用模式，在大速率数据传输过程中，对时间同步精度要求极高，例如以TD-LTE为代表的TDD时分系统时间同步要求在±1.5 μs。如果通信设备之间时间不同步，就将影响基站切换和漫游等通信业务的正常进行。

 

5G之前的网络是如何授时的？

 

无线通信网络精确时间的主要来源一直是全球定位系统（GPS）和构成全球导航卫星系统（GNSS）的区域卫星星座。其中，GPS是全球第一个部署的定位、导航和授时（PNT）的卫星星座。借助精心设计的GPS授时接收机技术，GPS用户可以从GPS卫星上的同步原子钟中恢复极其精确的授时。

 

目前，除GPS外，全球范围内还部署了多个用于授时的GNSS技术，包括Galileo（欧盟）和北斗（中国）等。以北斗为例，北斗卫星导航系统的时间被称作BDT，属原子时，可以溯源到中国国家授时中心的协调世界时UTC，与UTC的时差控制准确度小于100 ns。

 

再强的GNSS，也有短板

 

虽然GNSS卫星授时精度更高，覆盖能力更强，但也面临着巨大的风险——如果由于干扰、欺骗、故障或其他事件导致GPS/GNSS无法使用，引发的服务中断将对系统性能造成灾难性的影响。正如电网受到火灾/雪灾影响断网一样，5G网络也很容易受到精确时间分配中断的影响，甚至可能导致整个系统中断。

 

此外，从智能手机的高带宽视频传输，到自动驾驶汽车、智能城市以及智能工厂的物联网（IoT），5G移动网络带来的巨大容量和带宽增长是此前无法想象的。这些新服务不但依赖于大量的传感器、基站和其他设备的同步，还需要在长距离上传递非常精确的时间，导致5G网络端点密度和依靠GPS/GNSS进行授时的成本越来越高。

 

新型时间分配架构

 

运营商迫切需要可以更多地减少甚至消除对GPS/GNSS依赖的解决方案。那么，有没有这样一种新型的时间分配架构，既能够允许运营商?；て湟贫缑馐蹽NSS中断的影响，并在长距离上分配精确时间以覆盖全国，还能够提供必要的性能以满足5G需求的端到端预算？

 

答案是肯定的。

 

增强型PRTC（ePRTC）标准是应对新型授时架构挑战的理想选择。它是ITU-T（ITU电信标准化部门）为提高时间精度而定义的主参考时钟（PRTC）的几个版本之一。PRTC A类可以满足相对于协调世界时（UTC）的100 ns（纳秒）精度要求；PRTC B类更精确，精度达40 ns；增强型PRTC具有符合ITU-T G.8272.1定义的30 ns最高精度。

 

ePRTC的独特设计使其具有最大弹性，能够使用铯钟作为参考时钟保持14天或更长时间，同时在整个长时间中断期内与UTC的最大偏差维持在100 ns，这将成为5G移动运营商部署ePRTC的关键优势。如果GPS关闭，整个网络范围内的服务交付都将保持无缝切换，从而确保所需时间来修复GPS中断或在GPS长时间不可用的情况下保持运行。

 

TimeProvider 4100

 

ePRTC解决方案的典型示例来自Microchip的TimeProvider 4100，它既可以配置为在授时链的源端具有PRTC-A和PRTC-B时间传递功能的ePRTC，也可以配置为光网络路径上的HP BC。此外，还可以根据应用特定的要求配置这类产品，以实现端到端授时，并在长距离上拥有达纳秒级的精确时间传递能力。

 

TimeProvider 4100是一种采用IEEE1588协议的主时钟，包括最新的ITU-T G.8275.1和G.8275.2 1588相位规范，同时也符合中国通信行业YD /T 2375-2019高精度时间同步技术标准要求。TimeProvider 4100支持用于PTP、网络时间协议（NTP）、同步以太网（SyncE）和E1/T1的广泛端口扩展。2.1软件版本在早期版本的基础上增加了关键的软件增强功能，提供一个虚拟的主参考时钟（vPRTC）。虚拟PRTC能够设计冗余的精确时间分布架构，以在光纤网络上进行相位?；ぁ?/div>