engineering time for 5g networks...core network lte-a / 5g basic service +/-1.5usec 5gnr advanced...
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© 2018 Microsemi, a wholly owned subsidiary of Microchip Technology Inc. 1
Engineering Time for 5G Networks~タイミング アーキテクチャ: 4G から 5G へ~
Interop Japan, June 2019
2© 2018 Microsemi
タイミングに関する議論の移り変わり
4G: モバイルバックホールにフォーカス
5G: モバイルフロントホールにフォーカス
From Frequency to Phase based Radio Services
3© 2018 Microsemi
4Gネットワーク構成要素: Mobile Backhaul, CPRI Fronthaul, BBU, RU
4© 2018 Microsemi
4G LTE タイミングアーキテクチャ: High Precision Core Clocks for Holdover, Distributed PRTC. CPRI at the eNB
Timing Architecture is driven by Mobile Service Requirements
+/-1.5usec
@ Air Interface
コアトランスポートネットワーク
Cesium
ePRC
GNSS
ePRTC
PRTC
PTP バックアップモバイルバックホール
G.8265.1 / syncE
G.8275.1 / G.8275.2PRTC
<100NS
4G BBU
UTC to Radio
Absolute Time Error +/-1.5usec PTP Backup for PRTC
From BBU To
Radio CPRI
carries timing
コア側には高精度クロックを設置PTPバックアップの役割を担う
モバイルバックホールにおけるTime Error値 +/- 1.5マイクロ秒
BBU-RU間の時刻同期はCPRI が担った
5© 2018 Microsemi
5G Services Require a Phase Network
ITU-T Class 6 applications
6© 2018 Microsemi
5GNRネットワーク構成要素: CU / DU, eCPRI, & the Fronthaul Network
従来 BBU 2 機能へ分離:
CU Centralized Unit for user data
DU Distributed Unit - physical interface to RU
従来 CPRI 2 機能へ分離
eCPRI CPRI over Ethernet for user data
terminates at the DU
Timing PTP Timing to the RU
DU RU
eCPRI
イーサネット フロントホールイーサネット バックホール
vCU
DU – RU間 フロントホールネットワークCU can be virtualized
ePRTC ±30ns PRTC ±100ns
DU to RU ±130 - ±400ns (service dependent)Transport ±1.27usec - ±1usec
End to End Time Error
7© 2018 Microsemi
5G 同期アーキテクチャ: High Precision Core Clocks for Holdover, Distributed PRTC for Phase at the Network Edge
ネットワークアーキテクチャ は、各種モバイルサービスの要求によって変わる
+/-1.5usec
@ Air Interface
コアトランスポートネットワーク
Cs ePRC
GNSS
ePRTC
PRTC PTPモバイルバックホールG.8275.1 / G.8275.2 PRTC
5G Advanced
+/- 130nsec
Time ErrorはRUとRUを比較し算出
PRTC-B
<40ns
PTP to the RU5G DU
5G vCU
Relative Time Error +/-130nsec
+/-130nsec
UTC to Radio
Absolute Time Error +/-1.5usec PTP バックアップ for エッジ PRTC
5G DU
8© 2018 Microsemi
Core
Network
▪ LTE-A / 5G Basic Service +/-1.5usec
▪ 5GNR Advanced Services +/-130nsec 5G アーキテクチャ
5G Fronthaul
+/-130ns
ePRC.
TP5000
PRTC
SSU2000
BlueSky
4G Backhaul
5G MidhaulTP4100
PRTC TP4100
PRTC-B
TP4100
PRTC
4G Small
Cells
IGM 1100
PRTC
ePRTC
APTS Link System Status
SSU2000 APTS Link System 1
SSU2000 APTS Link System 2
APTS Link Monitor
TimePictra
PTP input Time Error
GPS
ファイヤーウォール 屋外簡易設置PTP GM
マルチプロトコルGWクロック
高精度周波数発振
PRTC-B
クロック
9© 2018 Microsemi
TP4100
BC “D”
ePRTCePRTC
The TP4100 are
connected using
optical lambda
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
Chiba
Nagoya
TP4100
BC “D”
250 Km
Hamamatsu 80km
70km
40km 60km
Yokohama
TP4100
BC “D”
Advanced 5Gサービスの実現オプティカルレイヤーにおける時刻伝送
日本国内における、Advanced 5Gサービスを想定
10© 2018 Microsemi
Nagoya
TP4100
BC “D”
ePRTCePRTC
The TP4100 are
connected using
optical lambda
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
PTP G.8275.1 between every site
Chiba
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
250 Km
Hamamatsu 80km
70km
40km 60km
Yokohama
Advanced 5Gサービスの実現オプティカルレイヤーにおける時刻伝送
PTP G.8275.1 により全サイト同期
11© 2018 Microsemi
Nagoya
TP4100
BC “D”
ePRTCePRTC
The TP4100 are
connected using
optical lambda
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
PTP G.8275.1 between every site
Chiba
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
250 Km
Hamamatsu 80km
70km
40km 60km
Yokohama
Time Error per site is <= +/- 2 nsec
better than Class-D BC
Advanced 5Gサービスの実現オプティカルレイヤーにおける時刻伝送
Class-D 相当以上のBC
Time Error バジェット <= +/- 2ナノ秒
12© 2018 Microsemi
Nagoya
TP4100
BC “D”
ePRTCePRTC
5G DU
The TP4100 are
connected using
optical lambda
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
PTP G.8275.1 between every site
Chiba
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
250 Km
Hamamatsu 80km
70km
40km 60km
Yokohama
Max Time Error at Yokahama 5G DU is
+/-106 nsec from either Chiba or Nagoya
Time Error per site is <= +/- 2 nsec
better than Class-D BC
Advanced 5Gサービスの実現オプティカルレイヤーにおける時刻伝送
5G DU における最大Time Error を算出
13© 2018 Microsemi
Nagoya
Advanced 5Gサービスの実現オプティカルレイヤーにおける時刻伝送
5G Fronthaul
TP4100
BC “D”
ePRTCePRTC
5G DU
The TP4100 are
connected using
optical lambda
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
PTP G.8275.1 between every site
Chiba
TP4100
BC “D”
TP4100
BC “D”
250 Km
Hamamatsu 80km
70km
40km 60km
Yokohama
Max Time Error at Yokahama 5G DU is +/-106
nsec from either Chiba or Osaka
Inter gNB +/-130ns
Time Alignment Error
for 5G Advanced
servicesTime Error per site is <= +/- 2 nsec
better than Class-D BC
RU-RU間の同期が重要
14© 2018 Microsemi
5GNR Network 要素技術
Function Product Description
GNSS BlueSky GNSSファイヤーウォール対ジャミング / スプーフィング
ePRC 5071A or
Time Cesium
コア向け高精度セシウム周波数発振
ePRTC TS3550
TP4100
高ホールドオーバ性能クロック(14 days @ 100ns )
PRTC TP5000
TP4100
IGM1100
周波数・位相同期用クロック
PRTC-B TP4100 5GNR advanced サービス向け超高精度クロック
Class D
T-BC
TP4100 高精度バウンダリークロック
Manage TimePictra マネジメント・モニタツール
TP5000
PRTC
SSU2000
BlueSky
ePRTC
TimePictra
TP4100
PRTC-B
IGM 1100
PRTCePRC.
TP4100
Class “D” BC
15© 2018 Microsemi
Microsemi 4G & 5G タイミング関連製品
Timesource
ePRTC
5071A
TP5000 PRTC
GNSS
TP4100
PRTC / PRTC-B
IGM 1100
PRTC
Cesium PRC
SSU2000
TC4000
TP4100
High Performance BC
For DWDM / OTN
Frequency
PTP input Time Error
APTS Link System Status
SSU2000 APTS Link System 1
SSU2000 APTS Link System 2
APTS Link Monitor
TimePictra Management
TP5000 GM
Frequency &
Phase for Core
Frequency &
Phase for Edge
TP4100
PRTC