通信网络的时间同步能力,是移动通信、数据中心、工业互联网等数字基础设施稳定运行的重要“底座”。
随着网络规模扩大、业务跨域协同增强,传统以城域为单位独立建设的高精度时间同步方式,逐渐暴露出跨区域难以统一对时、协同精度不足、运维监测分散等问题,容易形成“时间孤岛”。
在算力调度、确定性网络、超低时延与高可靠业务快速增长的背景下,时间同步正从“局部能力”走向“全网能力”,对更高精度、更强溯源和更强韧性的授时体系提出迫切需求。
问题在于,通信网高精度授时长期以城域为主进行分散建设:不同区域采用的参考源、配置方式和维护体系不尽一致,一旦跨省业务链路对时误差累积,可能影响基站协同、网络切片、数据处理一致性等关键环节。
尤其在大规模网络中,仅依赖单一授时来源或缺乏统一校准机制,既难以保障广域一致性,也不利于形成集中可视的质量评估体系。
造成上述问题的原因,一方面在于广域高精度同步需要跨越复杂地理与网络条件,传统方案在跨域对时链路上易受传输抖动、环境差异等影响;另一方面在于授时体系既要“准”,也要“可追溯、可监测、可备份”,需要把国家级标准时间能力与通信网络工程化体系有效衔接,实现从标准源到业务端的全链条闭环管理。
基于此,中国移动与中国科学院国家授时中心开展协同创新:在实现中国移动同步网与国家高精度地基授时系统融合对接基础上,于北京、广东、陕西等9个省份完成首次大规模、跨省域北斗卫星共视同步系统现网商用试验。
试验的一项突出特点,是将中国移动牵头制定的通信行业北斗卫星共视同步系统行业标准(YD/T 4769-2024)首次用于大规模跨省现网实践,推动标准从“纸面规则”走向“工程验证”,为后续规模化部署提供可复制的技术路径与运维范式。
在技术路径上,试验采用分布式卫星共视(DCV)思路:利用地理上分散的站点同时观测同一颗或多颗北斗卫星,通过共视观测数据精准计算站点间时间差,从而在广域范围内实现纳秒级高精度同步。
与以往相对独立的城域时间同步网相比,该方案强调跨区域协同,把原本“各自为战”的城域同步能力有机联动起来,形成覆盖更广、协同更强的全国共视同步网络,推动通信网络时间同步从“局部同步”向“全国协同同步”跃升。
更值得关注的是,本次试验实现了国家级授时基础设施与通信网络的深度融合。
试验以北京、西安、广州为中心设立共视基准站,引入国家授时中心“高精度地基授时系统”提供的标准时间信号作为统一参考,再通过通信网络承载与北斗共视校准,将高精度标准时间注入城域时间同步网。
该高精度地基授时系统属于国家重大科技基础设施项目,可提供溯源于我国标准时间UTC(NTSC)的高精度时间与频率信号,并可与北斗等星基授时系统相互补充、互为备份。
通过“地基标准源+星基共视”的融合方式,既强化了时间基准的可追溯性,也提升了面对复杂场景与突发风险的体系韧性。
从试验效果看,不同区域时间服务器之间的相对时间差可稳定控制在9纳秒以内,较传统方案提升一个数量级以上。
同时,方案增强了对北斗授时性能的集中化、可视化监测能力,有助于同步网运行维护、故障定位与质量评估向精细化、体系化升级。
这意味着,高精度授时能力不再局限于单城、单域的“点状提升”,而是在全国范围形成“面状能力”,为跨域业务一致性提供更可靠的时间基线。
影响层面,高精度、可溯源、可监测的全国一体化时空同步网络,将在多类新兴应用中释放价值:在移动通信演进中,可支撑更复杂的协同空口与组网形态;在算力网络与数据要素流通中,有助于提升跨域调度、分布式处理的时序一致性;在工业互联网、能源电力等领域,可提升关键控制与记录的时间可信度。
更重要的是,将国家标准时间能力工程化注入商用通信网络,有助于夯实国家级时空体系的产业落地基础,形成技术、标准与应用协同推进的良性循环。
对策方面,此次跨省现网试验提供了可参考的建设方向:一是以行业标准为牵引推动统一建设与互联互通,减少重复投资与碎片化运维;二是推动“地基授时+星基授时”融合,构建多源互补、互为备份的授时体系,提升安全性与连续性;三是强化集中监测与质量评估能力,把“看得见、管得住、可追溯”作为同步网能力的一部分,形成全网闭环治理;四是面向业务需求分层供给,既满足核心网、基站等网络侧高精度要求,也适配行业应用对可信时间戳与高稳定频率的需求。
前景上,随着6G、算力网络等加速布局,网络的“时空属性”将更加凸显。
全国一体化高精度授时体系不仅是技术能力升级,更是面向未来数字基础设施“统一底座”的关键环节。
下一步,持续扩大跨域协同覆盖、完善标准体系与运维机制、推动产业链协同创新,将有望把纳秒级同步能力转化为可规模复制的网络能力,为更广范围、更高精度的时空信息服务提供支撑,并在国际竞争中形成系统性优势。
此次试验的成功标志着我国在高精度时间同步领域迈出了关键一步,展现了“北斗+5G”融合创新的巨大潜力。
随着全国一体化时空体系的逐步完善,我国在通信基础设施领域的自主创新能力将进一步增强,为数字经济发展和新型基础设施建设提供坚实支撑。