5G建设“宏小结合“，小基站呼之欲出——大普5G网络时钟解决方案

时间： 2020-09-08 来源：大普通信

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2020年是5G网络建设加速奔跑、全面发力的一年, 至2020年6月，我国基础电信企业建成5G基站超过40万个。随着5G的”宏基站“大量部署，运营商也开始提出对”小基站“的迫切需求，同时各家电信设备厂商也在争相推出小基站解决方案。

什么是小基站？

无线基站按照功率可以分为四大类，分别为宏基站（Macrocell）、微基站(Microcell)、皮基站(Picocell)和飞基站(Enterprise Femtocell&Residential Femtocell)。小基站(Small Cell)通常是对微基站、皮基站和飞基站的统称，从产品形态、发射功率、覆盖范围等方面，都相比传统宏基站小得多。从设备形态看，小基站又可以分为一体化小基站和分布式小基站，一体化基站把基带和射频集成在一起，直接连接核心网，体积较小；分布式小基站则是小型射频单元，需要配合基带单元实现基站功能。

小基站的优势

小基站由于“小”的特点，具备以下优势：a. 精准补充覆盖。小基站信号发射覆盖半径较小，可以有针对性的精准补充宏基站信号弱覆盖区域，减少盲点；b. 快速灵活部署。小基站集成化程度高，设备体积小，不受限于宏基站的站址选址问题，可以快速灵活的部署在人群建筑密集的地方(如商场、写字楼、地铁、机场、隧道等)；c. 运营维护成本低。小基站结构简单，功耗较低，一般是50mW~12.6W的功率，可以在墙壁上直接安装，不需要租用专用机房，因此设备采购和维护成本都较低。所以小基站主要专注热点区域的容量吸收和弱覆盖区的信号增强，是宏基站的有效补充。特别在高频率高带宽的4G和现在的5G时代，小基站的优势更加明显，可以有效的提升移动网络的整体系统容量，提高家庭、办公室以及公共场所的用户网络体验，小基站必将成为5G时代的重要网络组成部分。

5G：宏小结合

在4G时代，网络初期的建设以宏基站为主，室外小基站则以后期补充覆盖为主，室内小基站则以补充室内流量热点区域的覆盖为主。但在5G时代，由于5G频段进一步上移（中国5G频段主要分布在2515MHz～4900MHz之间），频率变高、波长变短、衍射能力变弱，因此在遇到有障碍物的地方，辐射衰减变大，从而每个5G宏基站信号覆盖范围变小；而5G热点区域对容量需求成千倍提升，同时5G新业务（云VR/AR、车联网、自动驾驶、无线医疗、无线家庭娱乐等）对网络体验也提出更高要求，如超高流量密度、超高数据连接密度和广覆盖，这将导致容量不够、覆盖不足等问题在5G建设初期就已显现。小基站具备精准补充覆盖的优势，同时也是最有效的频率重用扩容方式，所以5G建设对小基站的需求也更加迫切，需要通过大规模部署小基站，采取“宏小结合”的方式解决5G网络覆盖和容量扩展需求等一系列的问题。因此，小基站将在5G密集异构网络中起到越来越重要的作用，改变小基站在4G时代的“补充”地位，同时需求数量也会远超4G，预计中国市场有数千万量级的需求。

小基站面临的时钟挑战

一方面5G给小基站带来了前所未有的机遇，另一方面也对小基站提出了更多的挑战，其中包括更高的时钟同步要求。

在无线通讯中，为了应对无线信号的多普勒效应和同频组网下相邻基站的干扰，3GPP对基站的频率精度和时间精度都有严格的要求，特别是5G网络由于载波聚合、多MIMO、5G超短帧结构、高精度定位等新技术的应用，以及更加复杂的同步场景需求，对基站间的时钟同步精度提出了更高的要求。为了满足时钟同步精度的需求，基站主要通过两种方式获取标准时钟：GNSS卫星授时和PSN授时（NTP，IEEE1588，SyncE）。

在实际现场，由于各种不确定因素的影响，卫星授时或PTN授时都有可能会出现异常，为了保证无线通信在一定的时间内继续正常运行，减小对终端客户的影响，运营商要求无线宏基站的时钟在一定的时间内保持同步，也就是时钟保持的需求。基于小基站的重要地位的提升，运营商在对5G宏基站继续提出更加严格的时钟保持需求的同时，也对小基站提出了时钟保持的需求。而在4G时代，小基站是没有明确的时钟保持需求，所以这对各个小基站的设备供应商来说是一个极大的挑战。

大普通信-全球通信设备商的核心忠实伙伴

作为时频领域的引领者，大普通信多年来一直致力于通信网络核心技术的研发、创新和推广，拥有全面成熟的5G网络时钟解决方案（高稳晶振，IEEE1588方案，时钟芯片，时钟模块，时钟服务器等）和射频器件（环形器和隔离器），并广泛用于国内外各大主流通信设备商的5G设备。

01.高稳晶振

大普通信的时钟晶振产品(OCXO,TCXO,VCXO)，具有超高稳定度、超低相噪、超小尺寸、超低功耗、超宽温、表贴等特性，满足5G网络设备（CU，DU和AAU等）在各种场景下对时钟晶振的不同需求。

针对5G小基站的功耗增大造成的内部温度升高，大普通信推出了业界领先的宽温OCXO和TCXO，可以在高温105°C下正常工作，满足室外恶劣环境下的需求。

02.IEEE1588方案

大普通信提供业界唯一基于单芯片的IEEE1588端到端的时钟同步整体解决方案，支持时钟节点：OC、BC，符合ITU：G.8261、G.8262、G.8275.1、G.8273.2、G.8265.1等多种标准，满足5G网络的高精度时间同步需求。该方案灵活适配各种软硬件平台，可以快速帮助客户将产品推向市场。CM35P时钟模块集成了大普通信IEEE1588芯片和高稳晶振，具备高精度的时间同步和高稳定时钟保持能力，更加方便客户产品快速集成。

众所周知，IEEE1588设备之间通过交互PTP报文，实现时间和频率的同步，本地时钟的短稳性能直接影响PTP报文时间戳精度，决定时钟同步的精度。一方面5G对时间同步的性能提出更高要求（见表3）；另一方面，相比宏基站专用机房的“舒适环境”，小基站的工作环境则比较恶劣，因此晶振的短稳性能（特别是温稳Slope特性）对IEEE1588更加重要。大普通信高稳晶振的温稳Slope特性可以达到1ppb/°C（max.），为小基站IEEE1588的高精度时间同步提供更高的保障。

03.环形器/隔离器

大普通信作为射频环形器行业的后起之秀，依托行业内领先的设计能力和供应商资源，以及高品质管理经验，为全球通信用户推出高性价比的环形器和隔离器，其插损、互调、阻抗匹配等参数均为行业领先水平。

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小帅哥 Lv5. 技术专家 2022-04-26

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