上一代無線網絡嚴重依賴全球導航衛星系統（GNSS）為無線接入網（RAN）中的所有源時鐘提供可追溯的時間參考。精心設計的基于 GNSS 的時鐘可以輕松提供 +/- 100 ns 的主參考時鐘 （PRTC） 定時精度。表1顯示了ITU定義的用于通信網絡的通用源時鐘的定時精度。

表 1.可用于 5G 的主要參考時鐘 （PRTC） 類型。

4G 無線網絡已通過位于核心 RAN 站點的高容量 GNSS 可追溯 （PRTC-A） PTP 主時鐘構建而成。4G核心RAN時鐘能否覆蓋所有5G定時需求？

全球導航衛星系統帶來的 5G 挑戰

5G運營商在部署基于GNSS的源時鐘方面面臨兩大挑戰。

首先，5G網絡非常密集，通常需要十倍于上一代網絡的源時鐘。這意味著需要安裝和維護的GNSS天線數量是原來的十倍。GNSS天線已經安裝在核心/ RAN站點中，但未安裝在5G聚合站點中。GNSS天線是您寧愿避免的頭痛問題！

其次，GNSS容易受到干擾和欺騙等網絡安全攻擊。您的 5G 無線電具有最短的保持時間，如果 GNSS 由于故障或其他漏洞（如干擾）而受到損害，它將很快開始干擾同一頻譜中的其他無線電。

GNSS 網絡安全威脅真實存在嗎？

一句話——是的。而且，政府機構終于站出來做點什么了。如果您不相信 GNSS 威脅是真實的，請花幾分鐘在互聯網上搜索它們。坦率地說，它已經變得司空見慣，現在被歸類為公共安全問題。

我需要做什么來遵守新的國土安全部彈性PNT框架？

級別 1 意味著您的 5G 網絡將在 GNSS 威脅期間脫機，但在 GNSS 服務恢復時它將自行恢復。對您的客戶來說，這不是一個很棒的體驗。級別 2 和 3 概述了增量級別的保護，但 DHS 的行動呼吁是設計關鍵基礎設施以實現 4 級安全。4 級保護意味著您的 5G 系統將能夠檢測和緩解 GNSS 威脅，并繼續運行而不會降低服務質量。

Microchip如何幫助實現DHS 4級保護？

Microchip的創新新定時架構 - 虛擬主參考時鐘（vPRTC） - 使用受保護的核心ePRTC定時站點作為網絡的冗余區域定時集線器。我們的TimeProvider? 4100 ePRTC與您的核心銫原子鐘連接，將內部GNSS參考與原子鐘相結合，為您的5G網絡提供自主定時參考。

ePRTC 在鎖定到 GNSS 時可實現 30 ns 的精度，如果 GNSS 丟失，它可以在至少 100 天內保持 14 ns 的精度。這種架構有助于提供新的彈性，從而幫助網絡運營商為其客戶提供不間斷的服務。

雙向受保護的精確時間協議 （PTP） 定時從“西”和“東”核心 ePRTC 站點流向所有 5G 聚合站點。大多數通信網絡使用具有雙向流量的環形或網狀架構來實現高可用性，即使發生光纖切斷可能會中斷一個方向的流量。環形和網狀架構也可以配置為雙向冗余時序流。運營商和光學設備供應商在 2021 年 2 月的國際定時與同步論壇 （ITSF） 會議上提交了關于類似定時架構的技術論文 3、4、<>，展示了支持定時精度和彈性的現場結果。

Microchip在4100G聚合站點的TimeProvider 5時鐘配置為高性能邊界時鐘（HPBC）模式，以接收來自核心“東”和“西”站點的時序，誤差預算小于5 ns。如果來自西部的定時流丟失，時鐘將立即切換到受保護的東流，以保持網絡所需的定時精度，而無需在聚合站點使用 GNSS 接收器。

流向RRH的南向PTP流受到來自核心東部和西部ePRTC站點的雙向定時流的保護。您的核心定時站點還可以使用 BlueSky? GNSS 防火墻技術進行保護，以監控 GNSS 可觀測值，檢測潛在的干擾或欺騙威脅，并保護它們免受核心 ePRTC 站點的影響。

Microchip的整個vPRTC架構由我們最新的TimePictra? 11同步管理系統管理和監控。

vPRTC架構由Microchip的TimePictra? 11同步管理系統管理和監控，可減少5G網絡對GNSS的依賴，并滿足DHS 4級PNT彈性保護。

審核編輯：郭婷