随着近年来5G网络大规模建设和普及，从国家政府到运营商层面都非常重视5G的发展，都在如火如荼的进行着相关试验和产业推进。5G作为国家和社会至关重要的高速、高效的基础信息网络，其自主性和安全性不言而喻。但由于历史及其它原因，几乎都是采用国外GPS授时系统来进行授时同步。GPS授时系统安全和可靠性是存在较大的风险和不确定性的，采用北斗授时系统设备或者北斗/GPS双模授时系统设备在5G网络中的应用替代单一GPS授时系统，需要尽早提上日程并付诸实施。
一、在5G网络中对北斗授时系统设备的需求
5G网络的时间同步常规要求仍为±1.5µs，这和4G没有太大变化。但随着网络技术发展和特殊应用场景应用需要，也提出了更高一个数量级的±100ns的要求。5G网络对北斗授时系统设备具体要求如下：
5G系统基本同步需求是所有时分复用（TDD）制式无线通信系统的共性要求，主要是为避免上下行时隙干扰，从而需对基站空口时间偏差进行严格限定。对于4G TDD系统，采用固定子载波间隔15kHz，保护周期GP（Guard Period）配置单符号，在一定覆盖范围内，其要求基站间时间偏差应小于3μs。5G系统均采用TDD制式，其具有子载波间隔可灵活扩展的特点，通过在GP中灵活配置多个符号的方式，使得基站间时间偏差要求仍为小于3μs，与4G TDD一致。
5G系统站间协同增强主要包括多天线MIMO、多点协调、载波聚合等，为确保协同有效，来自不同协同点信号的时间差不能超过循环前缀CP ( Cyclic Prefix），从而对协同点之间的时间偏差提出了100ns量级甚至更高的苛刻时间同步要求。
在5G网络支撑的多种新业务中，典型的是基站定位服务。随着高精度定位服务需求爆炸式增长，作为定位服务提供的重要手段，基于5G系统基站定位极具潜力。一般来说，定位精度与时间同步精度直接相关，例如要实现3m的定位精度，要求基站间的空口信号同步偏差为±10ns。
二、 北斗授时系统设备性能指标
北斗卫星导航系统（英文名称：B阿eiDouNavigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，在轨工作卫星共55颗，标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成，北斗迈进全球服务新时文章来源：成都金诺信代。
北斗系统时间基准（北斗时），溯源于协调世界时，采用国际单位制（SI）秒为基本单位连续累计，不闰秒，起始历元为2006年1月1日协调世界时（UTC）00时00分00秒。北斗时通过中国科学院国家授时中心保持的UTC，即UTC（NTSC）与国际UTC建立联系，与UTC的偏差保持在50纳秒以内（模1秒），北斗时与UTC之间的跳秒信息在导航电文中发播。北斗系统采用北斗坐标系（BDCS），坐标系定义符合国际地球自转服务组织（IERS）规范，采用2000中国大地坐标系（CGCS2000）的参考椭球参数，对准于最新的国际地球参考框架（ITRF），每年更新一次。
经试验，可以发现北斗系统和GPS系统都可以实现基站授时同步，并且在使用北斗授时后，与周边站点的切换正常，路测指标正常，各项网络指标均保持稳定。北斗完全可以满足基站同步需求，因此建议将5G基站的同步都统一改为北斗卫星导航系统/全球定位系统 北斗卫星导航系统主用。
三、中国的北斗授时系统推进5G网络的时间同步
随着近年来4G网络大规模建设和普及应用，我国移动通信事业迎来了飞速发展。据工信部最新的官方数据，我国移动通信基站总数已经超过600万。这些基站中，除了因技术体制的原因，部分系统不需要精准授时外，其它绝大多数的基站目前都依靠GPS进行授时。例如，具有我国自主创新典范意义的TD-LTE 4G的移动通信系统，系统时间同步要求在1.5s，但由于历史及其它原因，几乎百分百都采用美国GPS系统来进行授时和同步。
可想而知，一个完全依赖美国GPS的网络和系统，其安全和可靠性是存在较大的风险和不确定性的。我们也注意到，类似GPS扰动、受干扰从而影响通信系统正常工作的现象也时而有发生，类似报道也屡见不鲜。近期中美的发生和和拉锯式进展更是牵动了国人的自主安全的神经，也触发了很多思考。
北斗授时系统已经完全实用化，据不完全统计，目前北斗相关产业规模已经达到了3000亿，北斗终端产品推广应用累计已超4000万套，2018年还将完成年度共18个导航卫星的发射和投入运营，优先保障国内和一带一路相关区域的高精度导航和授时的需求。因此，用北斗来替代GPS提供基站授时和同步服务，不仅从技术原理、应用效果、经济效益等方面完全可行;而且从国家信息基础设施独立自主、安全可靠的战略要求来看，也是势在必行。
作为新一代移动通信网络，无论欧美、日韩还是中国，从国家政府到运营商层面都非常重视5G的发展，都在如火如荼的进行着相关试验和产业推进。5G不仅仅是把移动互联网做的带宽更大、速度更快，其另外两大特性“低时延高可靠”、“海量链接”带来的影响将更加深远。5G能够实现真正的万物互联，也是实现国家经济数字化转型、工业制造2025目标的一个最重要的战略基础。
北斗授时系统设备在5G网络中的应用：
5G网络的时间同步常规要求仍为1.5s，这和4G没有太大变化。但随着网络技术发展和特殊应用场景应用需要，也提出了更高一个数量级的130ns的要求。不过显而易见，即便是130ns的要求，无论北斗二代还是北斗三代都可以轻松应对。5G大规模商用的时间预计在2020年后，届时功能强大安全可靠的北斗三代也已经全面建成，北斗在5G网络中的应用水到渠成顺理成章。
5G网络作为国家和社会至关重要的高速、高效的基础信息网络，其自主性和安全性不言而喻。单从网络同步、基站授时这个方面来看，采用北斗系统或者北斗/GPS双模替代单一GPS系统，需要尽早提上日程并付诸实施，在今后的5G扩大规模试验、发改委5G示范城市项目，乃至2020年全面商用中，需要坚定地落实和推进应用!
北斗授时系统设备在5G网络中的应用方案
数字同步网是通信网中三大支撑网之一，由节点时钟设备和定时链路组成物理网络，为业务网络提供同步参考信号。实现业务网同步，是现代通信网络必不可少的重要组成部分。节点时钟设备能准确地将同步信息从基准时钟向同步网络的各个节点传递，调节网络时钟、保持同步，满足电信网络传递业务信息对传输、交换、数据的性能要求，是保证通信网中各种业务运行的基础。
同步网设计采用主从同步的方式，一级节点时钟需同步于铯钟或者北斗卫星基准，为下游设备和节点时钟提供高精度时频基准。
北斗授时系统设备在5G网络中方案优势
1. 高可靠、高安全
网络设计高可靠，为客户提供端到端的冗余设计，故障倒换100ns以内，保障客户网络通信顺畅；采用自主北斗卫星授时，提升网络安全。
2. 层次化架构，方便升级扩容
方案采用分层设计，各区分块设计，层次清晰，扩容简便。
