面向“單北斗”自主授時和算力網(wǎng)絡(luò)低時延雙重需求，河南聯(lián)通在許昌鄢陵縣率先完成“傳輸架構(gòu)重構(gòu)＋1588v2 地面授時”雙棧試點。項目以全光承載底座為核心，通過OXC＋ROADM構(gòu)建省市縣鄉(xiāng)Mesh化雙平面，并依托縣鄉(xiāng)OTN統(tǒng)一承載移動網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、政企專線；同時創(chuàng)新采用OTN-OSC單纖雙向通道端到端傳遞1588v2時間信號，實現(xiàn)4G/5G基站北斗地面授時精度≤±300ns，一次改造同時解決“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)老舊”和“GPS 關(guān)停”兩大痛點。試點表明，網(wǎng)絡(luò)可靠性達(dá)99.99%，業(yè)務(wù)開通時間由周級縮短至分鐘級，年節(jié)約電費60萬元，為縣鄉(xiāng)級全光目標(biāo)網(wǎng)和單北斗授時規(guī)模部署提供了可復(fù)制、可推廣的“河南樣板”。
一、引言
國家《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》與《北斗規(guī)模應(yīng)用中長期規(guī)劃》同步提出：2025年底前，通信網(wǎng)絡(luò)必須完成單北斗授時改造，并構(gòu)建1ms/3 ms/5 ms時延圈。傳統(tǒng)縣鄉(xiāng)傳輸環(huán)網(wǎng)存在“單節(jié)點脆弱、GPS 依賴、業(yè)務(wù)配置割裂”三大頑疾，難以同時滿足“低時延＋高安全”雙重要求。河南聯(lián)通在許昌鄢陵縣開展“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)＋時鐘平面”雙重構(gòu)試點，首次驗證全光承載底座與1588v2地面授時融合部署的可行性與經(jīng)濟性。
二、總體技術(shù)方案
2.1 目標(biāo)架構(gòu)
一張底座：省市縣鄉(xiāng)一體化Mesh化全光網(wǎng)絡(luò)，光層一跳直達(dá)DC/核心網(wǎng)。
兩個平面：市縣異局址雙核心＋縣域第二匯聚，物理隔離抗多節(jié)點失效。
三種業(yè)務(wù)：移動網(wǎng)（4G/5G）、寬帶網(wǎng)（OLT）、政企專線（PON/IPRAN）統(tǒng)一承載。
四維能力：低時延（<1 ms）、高可靠（99.99%）、智運維（SDN）、綠色節(jié)能（節(jié)電 30%）。
圖2-1全光底座目標(biāo)架構(gòu)
2.2 1588v2授時架構(gòu)
時鐘源：市區(qū)雙 PRTC（SM2000）北斗接收，主備熱冗余。
傳遞路徑：市縣OTN↔縣鄉(xiāng)OTN ↔智能城域網(wǎng)（MCR-MER-MAR）↔基站。
關(guān)鍵技術(shù)：OSC單纖雙向＋BC 時鐘模式＋BMCA自動選源，消除光纖不對稱誤差。
三、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與業(yè)務(wù)承載實踐
3.1 Mesh化雙平面部署
市區(qū)核心層部署OXC，縣局采用20維ROADM，鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局配置100GOTN，形成“核心-匯聚-接入”三級 Mesh。關(guān)鍵節(jié)點三路由互聯(lián)，WSON控制面<4s自動重路由，可抗3處以上斷纖。
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圖3-1許昌市鄢陵縣鄉(xiāng)ROADM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
3.2 多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載
移動網(wǎng)：MAR→MER→MCR 由“環(huán)網(wǎng)”改為“V”型直連，4G/5G 業(yè)務(wù)縣鄉(xiāng)時延降低35%。
圖3-2許昌市鄢陵縣鄉(xiāng)智能城域網(wǎng)MAR組網(wǎng)圖
寬帶網(wǎng)：OLT 上行由“光纖+OTN”混合調(diào)整為“OTN+OTN”雙活，鏈路可用率提升至99.99%。
圖3-3許昌市鄢陵縣鄉(xiāng)OLT組網(wǎng)圖
政企專線：依托SDN控制器實現(xiàn)分鐘級開通、客戶門戶自助帶寬調(diào)整（BOD）。
3.3 綠色節(jié)能
老舊10GWDM整網(wǎng)退網(wǎng)，騰退機架373架，年節(jié)約電費 59.36萬元，核心機房空間釋放28%。
四、1588v2地面授時創(chuàng)新實踐
4.1 實驗設(shè)計
在鄢陵10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)部署3種傳遞場景，對比GNSS與 1588v2 時間偏差。
場景一：MCR-MER-MAR帶內(nèi)傳遞（EOC）——測試基站內(nèi)置時鐘（GNSS）與地面時鐘精度偏差。9鄉(xiāng)鎮(zhèn)≤500 ns，大馬鄉(xiāng)≈2000 ns（不滿足基站時鐘要求）。
圖4-1許昌市鄢陵時鐘傳遞場景一
場景二：市縣OTN-OSC+縣鄉(xiāng)EOC——時鐘源1588V2信號通過市縣OTN監(jiān)控通道(OSC)傳遞時，測試基站內(nèi)置時鐘（GNSS）與地面時鐘精度偏差。精度提升20~70 ns，大馬仍劣化。
圖4-2許昌市鄢陵時鐘傳遞場景二
場景三：市縣OTN-OSC+縣鄉(xiāng)OTN-OSC——時鐘源1588V2信號通過市縣OTN監(jiān)控通道（OSC）+縣鄉(xiāng)OTN監(jiān)控通道（OSC）傳遞時，測試基站內(nèi)置時鐘（GNSS）與地面時鐘精度偏差。大馬鄉(xiāng)偏差≤328ns，提升1655 ns，全部滿足基站≤±1000ns要求。
圖4-3許昌市鄢陵時鐘傳遞場景三
4.2 實驗結(jié)論
1、實驗場景模式一下，張橋、望田、馬坊、陶成、陳化店、馬欄、南塢、彭店、只樂9個支局MAR下掛基站內(nèi)置時鐘與地面鏈路傳遞時間精度偏差≤-500ns（滿足基站對時間精度的要求）；大馬支局MAR下掛基站內(nèi)置時鐘與地面鏈路傳遞時鐘精度偏差約-2000ns（不滿足基站對時間精度的要求）。
分析原因：市縣OTN、縣鄉(xiāng)OTN采用EOC方式傳遞1588v2信號時，非對稱鏈路導(dǎo)致時間同步誤差累積，精度下降。
2、實驗場景模式二下，張橋、望田、馬坊、陶成、陳化店、馬欄、南塢、彭店、只樂下掛基站內(nèi)置時鐘與地面鏈路傳遞時間精度偏差≤-460ns（滿足基站對時間精度的要求）;大馬支局MAR下掛基站內(nèi)置時鐘與地面鏈路傳遞時鐘精度偏差約-2000ns（不滿足基站對時間精度的要求）。場景二與場景一相比，鄢陵10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的基站時間精度提高約20~70ns。
分析原因：市縣OTN采用OSC(單纖雙向)方式，縣鄉(xiāng)OTN仍采用ESC方式傳遞1588V2信號，MAR未通過OTN承載的時間精度有顯著提升，而大馬MAR通過縣鄉(xiāng)OTN承載時間精度較場景一時基本無變化。
3、實驗場景模式三下，大馬MAR下掛基站內(nèi)置時鐘與地面鏈路傳遞時間精度偏差≤-328ns（滿足基站對時間精度的要求）。相較于場景一和場景二，時間精度提高約1655ns。
分析原因：市縣OTN、縣鄉(xiāng)OTN均采用OSC(單纖雙向)方式傳遞1588V2信號,OTN鏈路對稱性有助于時間精度提升。
總結(jié)：在經(jīng)過OTN在傳遞1588V2信號時，建議優(yōu)選OSC(單纖雙向)方式，并正確配置OTN時鐘參數(shù)，OTN網(wǎng)元、智能城域網(wǎng)網(wǎng)元時鐘類型均設(shè)置為BC模式，全時鐘域開啟BMCA。
三種場景下的1588v2地面授時測試數(shù)據(jù)
4.3 規(guī)模推廣經(jīng)濟效益
單站改造費用：衛(wèi)星模塊更換≈1200元，1588v2地面鏈路≈120元，降低90%。全省4.8萬座4G基站測算，可節(jié)約投資7467萬元，工期縮短60%。
五、測試結(jié)果與效益分析
六、經(jīng)驗與展望
架構(gòu)先行：縣鄉(xiāng)OTN統(tǒng)一承載是降低TC0、簡化運維的前提，建議同步規(guī)劃1588v2能力，避免二次上站。
時鐘同部署：OSC單纖雙向可天然解決光纖不對稱問題，OTN與IP設(shè)備統(tǒng)一BC模式是精度保障關(guān)鍵。
SDN 賦能：控制面集中可實現(xiàn)“業(yè)務(wù)-時鐘-性能”三維可視，為后續(xù)L3自動選路、算力切片奠定基礎(chǔ)。
規(guī)模推廣：2025年河南聯(lián)通將以此試點為模板，完成 18 地市7600個鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點復(fù)制，打造全國首個“單北斗+全光底座”示范省網(wǎng)。
七、結(jié)論
河南聯(lián)通通過“全光承載架構(gòu)重構(gòu)”與 1588v2 地面授時深度融合，一次性解決網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)與國家安全雙重需求，實現(xiàn)“架構(gòu)極簡、運維極智、綠色極致、安全自主”四大目標(biāo)，為通信行業(yè)縣鄉(xiāng)級全光網(wǎng)絡(luò)和單北斗授時改造提供了可快速復(fù)制的工程范式，具有顯著的經(jīng)濟與社會效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 工信部.《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》,2023.[2] 中國聯(lián)通.《北斗規(guī)模應(yīng)用專項行動方案》,2025.[3] ITU-TG.8275.1《Precision time protocol telecom profile for phase/time synchronization》.
