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划重点
日前，北京日报报道称，10月12日有部分北京用户反馈遇到了手机时间不准的问题，这些用户在手机中均设置了通过网络获取时间的选项。
据了解，用户的双卡手机使用联通网络时显示时间为20点08分，但在切换为移动网络后，时间立刻跳至20点25分。
北京移动的客服人员表示，10月12日在短期内，的确有个别基站出现了一定状况，目前相关情况已经解决完毕。
由于，日常生活中的许多APP都要根据手机时间来进行计费和计时，手机时间不准确的话会造成计费和计时混乱。比如，当日部分用户在通过APP扫码进地铁的时候就遇到了麻烦。
有网友认为，可能是基站出毛病了，甚至是被黑客破解了，还有网友质疑，基站的时钟取自GPS/北斗系统授时，会不会是GPS/北斗系统的信号被干扰了？
回答这个问题，需要关注一个核心线索：出现上述问题的用户，在手机中均设置了通过网络获取时间的选项。
当手机选择从网络获取时间时，实际上是核心网的设备发送时间信息，通过基站转发到手机中的。出现时间差异，最大的可能性是核心网设备出现了问题，影响了部分基站。
手机如何通过网络获取时间信息？
目前手机从网络获得时间信息，主要有三种方式：
通过NTP（网络时间协议）来从互联网上的NTP服务器获得时间消息。
NTP协议是用来使计算机时间同步化的一种协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源（如原子钟，GPS 等等）做同步化，提供高精准度的时间校正，并且可以加密以防止黑客攻击。
根据理论分析和实测的结果，这种校正在局域网上能达到小于1毫秒的时间差，在互联网上能实现几十毫秒至几百毫秒的时间差。
NTP协议能够根据国际标准时间时间源的远近，把服务器分成许多层级。
在这种情况下，手机就相当于一台电脑，或者广而言之就是一台互联网客户终端。在手机上需要手工配置NTP服务器的DNS地址，也可以手工选择离你最近的NTP服务器，比如中国的免费NTP服务器就有下面四个：
server 0.cn.pool.ntp.org
server 1.cn.pool.ntp.org
server 2.cn.pool.ntp.org
server 3.cn.pool.ntp.org
手机如果通过NTP协议来获得网络时间，除了需要做这些配置以外，还需要运行专用的应用程序，目前手机的系统级软件也都实现了相关的功能，无需用户手动操作。
通过NTP服务器获取的时间与运营商无关，这次北京出现问题的手机，应该都不是通过NTP来获得的。
除了NTP，通过更新NITZ（网络标识和时区）功能，也可以获取时间信息。
一般情况下，由运营商核心网中的MSC服务器发送MM Information（移动性管理信息），通过基站转发到用户手机上，通过这个流程就更新了网络标识和时区。
需要强调的是，基站在转发MM Information的时候，包括在转发下文将提到的GMM Information和EMM Information的时候，并不会对其中的时间信息加以修改。
用户手机在接收到MM Information消息后，手机的系统软件会自动从这条消息中提取时间信息，并更新手机系统的时间。
也就是说，此次北京用户出现了事件信息错乱，与基站也没有关联。
目前，通过更新NITZ（网络标识和时区）功能被定义在3GPP标准文档22.042中。
这种方式使用了电路交换（CS）功能，既有优点又有缺点。
通信系统发展早期使用的都是电路交换（CS）的方式，两个电话用户之间进行通话，整个链路上的所有交换机都维持着一条连接两个用户的物理线路，交换机所做的工作，就是在很多的用户线路之间建立所需要的连接。
数字化时代，用户的语音被变成一段一段的数据，电路交换也有了发展。数字交换机会在两个用户的通话期间保持着一个数字化的连接，让双方的数字化语音不受其他用户打扰地互相传递。
电路交换的优点是，它兼容从2G、3G和4G的所有网络，网络侧不需要硬件投资，只需在MSC服务器里打开该功能，缺点是随着2G甚至3G网络的逐步退网，支持电路交换的网络将会越来越少。
此外，通过移动网络包交换（PS）的系统消息，一样可以获得时间信息。
包交换是现代IT网络的产物，类似现在以太网交换机那样，在不同的用户地址之间传递用户数据包，并不为用户预留什么“时隙”。
2G GSM网络的语音通话就是典型的电路交换，而3G网络就引进了包交换的概念，其语音通话仍然使用2G的GSM网络，但数字业务则使用了包交换。到了4G LTE网络时代，连语音通话都要通过包交换了（VoLTE)，电路交换的语音通话业务将被逐渐淘汰。
在包交换网络中，也分两种情况。
在2.5G（GPRS）或3G网络中，由核心网的SGSN服务器发出GMM Information message（GPRS移动性管理信息消息），通过基站转给用户终端。在4G或5G网络中，通过MME服务器发送EMM information message（EPS移动性管理信息消息），通过基站转给用户终端。
无论是通过哪种方式实现包交换，用户终端在收到了消息后，系统软件都会提取时间信息，并更新系统时间，这种方式将成为手机通过网络更新时间的主流方法。
由此可见，目前用户手机从网络获取时间的方法都和基站无关，北京移动的一些用户遭遇的手机时间错乱，大概率是北京移动核心网设备的问题，而不是基站本身的问题。
一般核心网设备软件的bug，比较容易修复，由于受到影响的用户不多，问题解决的也很快。
不过，这次部分北京手机用户遇到的问题比较罕见，反映了移动通信技术的复杂性。它涉及到核心网中好几种关键设备的软硬件，包括数据库，协议软件，时钟同步系统等等，具体的问题根源，还需要运营商正式公布。
手机从移动网络中获得时间信息，移动网络的设备又是从哪里获得时间信息的呢?
CDMA，TDSCDMA和LTE-TD几种移动网络，对每个基站的时间同步要求都非常高，如果达不到要求，用户通话都很困难，那么它们从哪里获取时间信息呢。
十几年前，CDMA和TDSCDMA基站大部分通过GPS卫星系统授时，但是随着北斗定位系统的不断建设和完善，移动通信基站已经基本切换到了北斗系统授时，摆脱了对GPS的依赖。
上图是国内某厂家总结的NTP和1588v2这两种网络时间同步协议的优缺点
移动网络核心网设备的时间同步则更可靠一些，基本是通过NTP协议和IEEE 1588v2协议，通过光纤网络，与国家级的原子钟时钟源同步。1588v2协议的时钟精度可以达到亚微秒级，而NTP协议在专用网络里也只能达到毫秒级精度。
（文/魏半城）
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