Logo PTB
Symbolbild "Zeitschriften"

PTB-Zeit für die Deutsche Telekom

Verbreitung der PTB-Zeitskala mit kalibrierten Methoden

PTB-News 2.2020
28.04.2020
Besonders interessant für

mobile Telekommunikation

Hersteller von 5G-Kommunikationstechnik

Jedes mobile Telekommunikationsnetz erfordert eine Synchronisation zwischen seinen verschiedenen Komponenten. Die Deutsche Telekom Technik AG hat entschieden, für die zukünftige Überwachung ausgewählter Punkte in ihrem Netz eine Methode zu testen, die von der AGH University of Science and Technology in Krakau entwickelt wurde. Sie basiert auf optischer Zeitübertragung (OTT), die in Zusammenarbeit mit der PTB unter anderen auf Glasfaserstrecken der Deutschen Telekom AG (DTAG) getestet wurde. Die Ergebnisse übertreffen die Anforderungen der Internationalen Telekommunikationsunion ITU-T für 5G-Netze deutlich.

Das OTT-System verwendet Terminals zur Einspeisung und am Zielort. Eine Anzahl von bidirektionalen, optischen Inline-Verstärkern dient bei weit entfernten Standorten zur Kompensation der Signalabschwächung in der Glasfaser.

Bei der 5. Generation mobiler Netzwerke (5G) werden extrem synchrone Zeitstempel an allen Positionen des Netzwerks benötigt, die nicht etwa durch Laufzeiten unterschiedlich verzögert werden. Außerdem erfordert der Betrieb komplexer Netzarchitekturen ein geeignetes System, das die Synchronisation kontinuierlich überwacht und mögliche Probleme frühzeitig erkennt.

OTT erlaubt die Übertragung von Zeitskalen wie UTC(PTB) über Glasfasern an beliebige Orte und damit die Synchronisation von Netzwerken. Sie beruht auf einer bidirektionalen Übertragung intensitätsmodulierter Laserstrahlung auf einer einzelnen Faser und auf der Kompensation auftretender Laufzeitänderungen. Mit ihr konnten UTC(PTB)-referenzierte Zeitsignale über eine kaskadierte, 300 km lange Glasfaserstrecke zu entfernten Einrichtungen der DTAG mit einer Unsicherheit in der Größenordnung von 50 ps übertragen werden. Die Zeitinstabilität von unter 30 ps bei Mittelungszeiten zwischen 10 s und 106 s entspricht der der eingespeisten Zeitskala. Alle Komponenten der Verbindung sind über ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) mit einem Terminal verbunden, das die Verwaltung, Überwachung und Erstkalibrierung des Systems durch die DTAG ermöglicht.

Inzwischen überträgt die DTAG die PTB-Zeitsignale über einen Knotenpunkt in Hannover an ihre Einrichtungen in Frankfurt am Main und Bremen. Von Frankfurt aus wird das Telekomnetz in Deutschland mit ihrer Taktfrequenz versorgt, in Bremen befindet sich ein umfangreiches Zentrum für Komponententests. Die PTB-Zeitskala steht an beiden Endstellen mit einer Unsicherheit in der Größenordnung von 50 ps zur Verfügung.

Ansprechpartner

Harald Schnatz
Fachbereich 4.3
Quantenoptik und Längeneinheit
Telefon: (0531) 592-4300
Opens window for sending emailharald.schnatz(at)ptb.de


Andreas Bauch
Fachbereich 4.4
Zeit und Frequenz
Telefon: (0531) 592-4420
Opens window for sending emailandreas.bauch(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung

Ł. Śliwczyński, P. Krehlik, H. Imlau, H. Ender, H. Schnatz, D. Piester, A. Bauch: Opens external link in new windowFiber-based UTC dissemination supporting 5G telecommunications networks. IEEE Communications Magazine 58, 4, 67-73 (2020)