本文來源：物聯(lián)傳媒

本文作者：市大媽

提到通信模組，很多時(shí)候我們會(huì)把關(guān)注點(diǎn)放在模組尺寸、功耗、上下行速率等參數(shù)上。

不過，只需稍加注意就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)也有不少側(cè)重模組精準(zhǔn)授時(shí)相關(guān)的新聞資訊，比如：

?鼎橋5G工業(yè)模組成功與R16版本的基站完成調(diào)測(cè)，率先完成3GPP標(biāo)準(zhǔn)Release16精準(zhǔn)授時(shí)，授時(shí)精度可達(dá)1μs。

?移遠(yuǎn)通信最新推出的GNSS高精度授時(shí)模組L26-T和LC98S，均采用ST TeseoⅢ平臺(tái)研發(fā)，授時(shí)精度均可達(dá)±6.8ns(1σ)，專為全球通信基站、電力、金融等關(guān)鍵性技術(shù)設(shè)施的授時(shí)應(yīng)用開發(fā)，可提供卓越的可靠性和可用性。

?SKYLAB研發(fā)推出的授時(shí)模塊有復(fù)合型GNSS授時(shí)模塊和高精度GNSS授時(shí)模塊，在功能方面也更貼合我國(guó)時(shí)間同步、衛(wèi)星授時(shí)應(yīng)用市場(chǎng)，其中支持接收北斗三號(hào)系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)的高精度授時(shí)模塊的授時(shí)精度高達(dá)±3.9ns，滿足5G基站對(duì)時(shí)間同步的精準(zhǔn)授時(shí)需求。

……

可見，授時(shí)精度同樣是一個(gè)不可忽視的模組參數(shù)。未來，這一參數(shù)也將隨著5G應(yīng)用案例的不斷創(chuàng)新而受到更多的重視，我們的生產(chǎn)生活也將對(duì)高精度授時(shí)功能的需求表現(xiàn)越來越迫切。

授時(shí)過程，本質(zhì)上是一個(gè)通信的過程

根據(jù)不同的電磁波頻率以及傳遞手段，現(xiàn)代授時(shí)技術(shù)被分為以下幾種：短波授時(shí)、長(zhǎng)波授時(shí)、低頻時(shí)碼授時(shí)、電話授時(shí)、電視授時(shí)、網(wǎng)絡(luò)授時(shí)以及衛(wèi)星授時(shí)。

• 短波授時(shí)：采用波長(zhǎng)在100m～10m（頻率：3MHz～30MHz）的短波無線電進(jìn)行授時(shí)。短波授時(shí)信號(hào)通過天波和地波傳輸。地波可以傳輸100公里，天波的話，覆蓋半徑超過3000公里，基本覆蓋全國(guó)疆域，授時(shí)精度為毫秒量級(jí)。

• 長(zhǎng)波授時(shí)：采用波長(zhǎng)在10km-1km（頻率：30KHz～300KHz）的長(zhǎng)波無線電進(jìn)行授時(shí)。長(zhǎng)波授時(shí)信號(hào)的地波作用距離為1000-2000公里，天波信號(hào)為3000公里，基本覆蓋我國(guó)內(nèi)陸及近海海域，授時(shí)精度為微秒量級(jí)。

• 低頻時(shí)碼授時(shí)：低頻時(shí)碼授時(shí)屬于一種特殊的長(zhǎng)波授時(shí)，它適用于區(qū)域性的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間頻率傳輸。我們常見的電波鐘/電波表，就可以接收這種信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間校對(duì)，精度可以達(dá)到30萬年誤差不超過1秒。

• 電話授時(shí)：利用電話網(wǎng)絡(luò)傳送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱為電話授時(shí)。

• 電視授時(shí)：中央電視臺(tái)會(huì)電視信號(hào)中，插入了由原子鐘提供的時(shí)間信息，用戶設(shè)備接收電視信號(hào)后加以改正，便可實(shí)現(xiàn)定時(shí)，精度約為10微秒。

• 網(wǎng)絡(luò)授時(shí)：我們電腦上經(jīng)常使用的NTP（Network Time Protocol，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議），就是網(wǎng)絡(luò)授時(shí)。只要設(shè)置了目標(biāo)NTP服務(wù)器的IP地址，本地計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。

以上六種屬于地基的授時(shí)方式，而前文所提的衛(wèi)星授時(shí)則屬于天基授時(shí)，是目前最流行的授時(shí)方式。

那么，衛(wèi)星授時(shí)又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？簡(jiǎn)單來說，就是在每顆GNSS衛(wèi)星上都配備原子鐘。這樣一來，發(fā)送的衛(wèi)星信號(hào)中就會(huì)包含有精確的時(shí)間數(shù)據(jù)。通過專用接收機(jī)或者GNSS授時(shí)模組，可以對(duì)這些信號(hào)加以解碼，從而快速地將設(shè)備與原子鐘進(jìn)行時(shí)間同步，完成精準(zhǔn)授時(shí)的過程。

這也正是GNSS系統(tǒng)除定位和導(dǎo)航之外，一個(gè)非常重要的功能。

生活中微不足道的一秒鐘，在許多行業(yè)中影響巨大

俗話說：失之毫厘，差之千里。這句話在許多行業(yè)更是體現(xiàn)得淋漓盡致，例如：

在科研領(lǐng)域，這是最早期的高精度授時(shí)應(yīng)用需求，主要來自航空航天。因?yàn)楹娇蘸教祜w行器往往以極高的速度飛行，如果沒有精準(zhǔn)的時(shí)間同步，就無法對(duì)飛行器的準(zhǔn)確位置進(jìn)行確認(rèn)。一旦稍有差錯(cuò)，“太空之吻”就會(huì)變成“車禍現(xiàn)場(chǎng)”。

在通訊領(lǐng)域，通信基站的切換、漫游需要精準(zhǔn)的時(shí)間控制，對(duì)同步精度的要求高，一秒的誤差足以使通訊中斷，同時(shí)也需要足夠的穩(wěn)定性，以TD-LTE為代表的TDD時(shí)分系統(tǒng)對(duì)時(shí)間同步的要求更高，系統(tǒng)時(shí)間同步要求在±1.5μs。尤其在5G時(shí)代，這一要求將更加嚴(yán)格，即使更細(xì)微的誤差也會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

在電力行業(yè)，并網(wǎng)發(fā)電的基本要求除了電壓相等、頻率穩(wěn)定，相位相同也是重要的一環(huán)。這需要精確的時(shí)間同步，稍有偏差就會(huì)導(dǎo)致在零線上會(huì)產(chǎn)生電流，從而浪費(fèi)電能。

在金融領(lǐng)域，現(xiàn)在我們都是數(shù)字化金融，所有的交易都通過電腦和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。系統(tǒng)時(shí)間不同步，很可能導(dǎo)致交易失敗，在瞬息萬變的市場(chǎng)中錯(cuò)過機(jī)會(huì)。不同步的時(shí)間，也有可能被黑客利用，給系統(tǒng)帶來安全隱患?，F(xiàn)代金融行業(yè)，無論銀行或證券交易所,都離不開計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，單個(gè)計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，如銀行業(yè)務(wù)往來的發(fā)生時(shí)刻、金融交易的準(zhǔn)確時(shí)刻、E-mail 信息和訪問時(shí)間、數(shù)據(jù)庫(kù)處理時(shí)間、銀聯(lián)卡/賬戶的密碼識(shí)別等等，都涉及銀行聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)之間的時(shí)間同步和頻率同步，都需要精準(zhǔn)授時(shí)。

交通調(diào)度，2018年，交通部與中央軍委裝備發(fā)展部聯(lián)合印發(fā)《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用專項(xiàng)規(guī)劃(公開版)》，《專項(xiàng)規(guī)劃》指出，到2020年，在行業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)產(chǎn)北斗終端，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)自主可控，重運(yùn)輸車輛北斗兼容終端應(yīng)用率不低于80%，鐵路列車調(diào)度北斗授時(shí)應(yīng)用率達(dá)到100%?？梢灶A(yù)測(cè)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在鐵路工程設(shè)計(jì)、路橋監(jiān)測(cè)、車輛和人員定位、時(shí)間同步網(wǎng)、下一代列控系統(tǒng)、預(yù)警和監(jiān)測(cè)等方向有著廣闊的應(yīng)用前景。

戰(zhàn)場(chǎng)調(diào)度，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，所比拼的更多是網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)，而精準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)的關(guān)鍵。對(duì)于指揮系統(tǒng)的調(diào)度，武器系統(tǒng)的精確打擊有著不可替代的作用。精度達(dá)到幾十納秒量級(jí)的原子鐘，對(duì)時(shí)間頻率的同步將會(huì)在未來的戰(zhàn)場(chǎng)調(diào)度上發(fā)揮更重要的作用。

這也就是我們?yōu)槭裁葱枰呔仁跁r(shí)的原因。當(dāng)然了，除了上述行業(yè)之外，包括交通調(diào)度、地理測(cè)繪、防震減災(zāi)、氣象監(jiān)測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域，都對(duì)高精度時(shí)間同步有了剛性需求。

目前來看，GNSS衛(wèi)星授時(shí)憑借授時(shí)的精度更高、先天的覆蓋優(yōu)勢(shì)以及實(shí)現(xiàn)成本更低等優(yōu)勢(shì)，已然成為最受用戶歡迎、應(yīng)用最為廣泛的授時(shí)方式。

結(jié)語

時(shí)間在我們的日常生活中至關(guān)重要。相比時(shí)間出錯(cuò)，導(dǎo)航出錯(cuò)可能只是會(huì)讓你走錯(cuò)路，如果授時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)誤差，哪怕差一秒，后果都會(huì)超乎想象！

隨著高精尖科技逐漸在各行各業(yè)落地，很多和我們生活息息相關(guān)的系統(tǒng)，也有了高精度授時(shí)需求。未來，授時(shí)的精準(zhǔn)度也必然會(huì)受到越來越多的關(guān)注，而授時(shí)的應(yīng)用范圍也必然會(huì)越來越廣。

話題再回到文章開頭的高精度授時(shí)模組，我們知道，5G肩負(fù)著使能各個(gè)垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重任，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等特殊場(chǎng)景對(duì)于高精度授時(shí)功能需求迫切，模組作為上游芯片和下游行業(yè)應(yīng)用的中間環(huán)節(jié)，有著承上啟下的作用，是各類應(yīng)用場(chǎng)景引入5G新特性的關(guān)鍵之一。

參考資料：

《深度揭秘:到底什么是“授時(shí)”?》，移遠(yuǎn)通信

《5G高精度授時(shí)特性賦能行業(yè)數(shù)字化，鼎橋5G工業(yè)模組率先完成R16精準(zhǔn)授時(shí)》，C114通信網(wǎng)

《什么是授時(shí)，GNSS授時(shí)模塊是如何實(shí)現(xiàn)授時(shí)的？》，貼吧

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