---
Sự triển khai toàn diện các mạng 5G New Radio (NR) đòi hỏi mức độ chính xác về thời gian chưa từng có tại mọi trạm gốc. Không giống như các hệ thống 4G LTE cũ có thể chấp nhận dung sai đồng bộ tương đối dễ dãi, 5G NR — đặc biệt ở chế độ Time Division Duplex (TDD) — yêu cầu mỗi vị trí ô phải duy trì sự căn chỉnh thời gian trong khoảng ±1,5 micro giây (μs) so với Giờ Phối hợp Quốc tế (UTC). Việc không đáp ứng ngưỡng này sẽ dẫn đến nhiễu ô liền kề, quá trình chuyển giao bị gián đoạn, thông lượng giảm và cuối cùng là không tuân thủ quy định.
Trường hợp sử dụng này xem xét cách một nhà khai thác mạng di động Tier-1 hàng đầu đã triển khai chuẩn tần số nguyên tử rubidi BRIDZA STM-Rb-N — một dao động tử nhỏ gọn, độ ổn định cao với khả năng điều khiển và giữ nhịp GNSS tích hợp — để đạt được độ chính xác đồng bộ hóa dưới 500 nano giây trên hàng trăm trạm gốc macro 5G ngoài trời, ngay cả trong thời gian mất GNSS kéo dài.
---
Các đặc tả 3GPP (TS 38.104 và TS 38.213) yêu cầu các trạm gốc 5G TDD phải duy trì sai số thời gian tối đa ±1,5 μs so với UTC. Yêu cầu này điều chỉnh việc căn chỉnh khung thời gian lên xuống giữa các ô liền kề. Khi đồng bộ hóa trôi ra ngoài ranh giới này, các cửa sổ truyền và nhận chồng chéo sẽ tạo ra nghĩa ký hiệu xen kẽ và nghĩa liên kết chéo, trực tiếp làm giảm trải nghiệm người dùng và hiệu suất phổ tần.
Mạng của nhà khai thác trải rộng trên các hành lang đô thị dày đặc, hệ thống ăng-ten phân tán trong nhà (DAS) và các vị trí macro nông thôn. Nhiều địa điểm lắp đặt gặp phải:
Các dao động tử điều khiển bằng GPS (GPSDO) tiêu chuẩn sử dụng dao động tử tinh thể bù nhiệt độ (TCXO) hoặc dao động tử tinh thể điều khiển lò sưởi (OCXO) cho hiệu suất giữ nhịp chấp nhận được cho 4G nhưng tỏ ra không đủ cho 5G. Tốc độ trôi giữ nhịp điển hình dựa trên OCXO từ 1–10 μs mỗi giờ có nghĩa là trong vài phút mất GNSS, ngưỡng ±1,5 μs sẽ bị vi phạm. Nhà khai thác cần một dao động tử cục bộ có độ ổn định cơ bản hơn với tốc độ trôi thấp hơn nhiều lần.
---
BRIDZA STM-Rb-N là một chuẩn tần số nguyên tử rubidi nhỏ gọn được thiết kế cho các ứng dụng viễn thông, quốc phòng và thiết bị khoa học triển khai tại hiện trường. Các thông số kỹ thuật cốt lõi của nó bao gồm:
| Thông số | Đặc tả |
|---|---|
| Độ chính xác tần số (chạy tự do) | ≤ ±5 × 10⁻¹¹ |
| Tốc độ lão hóa | < 5 × 10⁻¹²/ngày |
| Thu GNSS | Đa chòm sao (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou) |
| Độ ổn định giữ nhịp | < ±100 ns trong 24 giờ (điều khiển bởi GNSS) |
| Nhiễu pha | −110 dBc/Hz ở độ lệch 1 Hz |
| Nhiệt độ hoạt động | −40°C đến +70°C |
| Thời gian khởi động | < 5 phút để khóa |
| Hình thức | Gắn rack 19-inch, 1U |
STM-Rb-N được lắp đặt tại mỗi trạm gốc như tham chiếu thời gian chính, cung cấp sóng sine 10 MHz chính xác và tín hiệu 1 xung mỗi giây (PPS) đến đầu vào đồng bộ của đơn vị vô tuyến 5G. Thiết bị liên tục điều khiển dao động tử rubidi bên trong dựa trên tín hiệu GNSS đa chòm sao, sửa lỗi trôi rubidi và xây dựng một mô hình giữ nhịp rất chính xác, học hành vi của dao động tử theo thời gian.
Khi có thu GNSS, STM-Rb-N hoạt động ở chế độ khóa, căn chỉnh đầu ra của nó với UTC ở độ chính xác dưới 50 nano giây. Khi mất GNSS — do lỗi ăng-ten, bị gây nhiễu hoặc che khuất môi trường — thiết bị tự động chuyển sang chế độ giữ nhịp, dựa vào độ ổn định vốn có của gói vật lý rubidi để duy trì thời gian và tần số.
---
Sau khi triển khai trên 320 trạm gốc trong thời gian quan sát 12 tháng, các kết quả sau được ghi nhận:
| Chỉ số | Mục tiêu | Đạt được |
|---|---|---|
| Sai lệch thời gian (Khóa GNSS) | ±1,5 μs | < ±100 ns |
| Sai lệch thời gian (Giữ nhịp 4 giờ) | ±1,5 μs | < ±500 ns |
| Sai lệch thời gian (Giữ nhịp 24 giờ) | ±1,5 μs | < ±1,5 μs (đạt biên giới) |
| Khả năng chịu mất GNSS | > 1 giờ | > 4 giờ ở <500 ns |
| MTBF (Thời gian trung bình giữa các lỗi) | > 50.000 giờ | > 80.000 giờ (ước tính hiện trường) |
Trong quá trình hoạt động bình thường với khóa GNSS, sai lệch thời gian trung bình đo được trên tất cả các vị trí là ±48 ns — chặt hơn hơn 30 lần so với yêu cầu 3GPP. Trong thời kỳ mất GNSS nghiêm trọng nhất được ghi nhận — một đợt mất tín hiệu 3,5 giờ do lỗi ăng-ten đồng thời và sự kiện đa đường dẫn đô thị tại một vị trí trên mái nhà trung tâm — STM-Rb-N đã duy trì đồng bộ hóa ở sai lệch thời gian đỉnh 387 ns, nằm trong giới hạn ±1,5 μs.
---
BRIDZA STM-Rb-N đã cung cấp một giải pháp đồng bộ hóa mạnh mẽ, đã được chứng minh tại hiện trường, không chỉ đáp ứng mà còn vượt xa đáng kể yêu cầu thời gian nghiêm ngặt ±1,5 μs do mạng 5G NR TDD áp đặt. Bằng cách kết hợp độ ổn định vốn có của chuẩn nguyên tử rubidi với việc điều khiển GNSS thông minh và giữ nhịp dự đoán, nhà khai thác đã đạt được độ chính xác dưới 500 nano giây ngay cả trong thời gian mất GNSS kéo dài — cung cấp một biên an toàn quan trọng và khả năng phục hồi hoạt động cho cơ sở hạ tầng 5G trọng yếu.
--- Tài liệu được chuẩn bị cho mục đích tham chiếu kỹ thuật. Tất cả các số liệu hiệu suất phản ánh dữ liệu đo lường hiện trường trong các điều kiện triển khai được mô tả.
Cần giải pháp thời gian chính xác? Nhận báo giá từ BRIDZA