5G sorgt für ein explosionsartiges Wachstum bei Edge-Einsätzen, von öffentlichen und privaten Telekommunikationsnetzen bis hin zu Edge-Rechenzentren, industriellem IoT und autonomen Fahrzeugen.
Bis 2025 erwarten wir dramatische Steigerungen:
- Das 5G Radio Access Network (RAN) wird voraussichtlich über 30 % aller mobilen Internetverbindungen unterstützen
- Die Serverlieferungen an Edge-Rechenzentren werden gegenüber 2020 um 4000 % steigen
- 22 Millionen autonome Fahrzeuge werden unterwegs sein
Die enorme Zunahme der Daten, die über den Netzwerkrand hinweg ausgetauscht werden, sowie die Forderung nach höheren Geschwindigkeiten und geringeren Latenzzeiten erhöhen den Bedarf an präziser Zeit. Dieser Trend zeigt sich in einer breiten Palette von Edge-Anwendungen. Zum Beispiel:
- Für das 5G-Zugangsnetzwerk muss jedes Funkgerät innerhalb von 130 ns synchronisiert werden, was zehnmal strenger ist als bei 4G
- Um die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, benötigen gehostete Finanztransaktionen Zeitstempel mit einer Genauigkeit von 50 Mikrosekunden
- IoT-Sensoren müssen über einen Zeitraum von 30 Tagen oder länger einen Zeitfehler von unter einer Millisekunde einhalten
Wie verändern sich die Timing-Anforderungen für Edge-Anwendungen?
Edge Computing reduziert die Latenz, indem es Rechenkapazitäten an die Grenzen des Netzwerks und damit näher an den Endbenutzer bringt. Dies bedeutet, dass Edge-Geräte in weniger kontrollierten, dichteren und raueren Umgebungen eingesetzt werden. Heutige Oszillatoren müssen nicht nur eine höhere Präzision liefern, um strengere Synchronisationsanforderungen zu erfüllen, sondern auch umweltfreundlicher, zuverlässiger, kleiner und stromsparender als je zuvor sein.
In Außenumgebungen, in denen Funkgeräte, Edge-Rechenzentren und Fahrzeuge immer häufiger eingesetzt werden, kommt es häufig zu schnellen Temperaturschocks und Vibrationen. Kompakte Geräte wie kleine Funkgeräte und Fernsensoren führen dazu, dass Präzisions-Zeitmessgeräte kleiner und leistungsschwächer werden. Und da geschäftskritische Anwendungen wie das 5G-Netzwerk und autonome Fahrzeuge zunehmend von präziser Zeit abhängig werden, muss die Zuverlässigkeit dramatisch verbessert werden. Herkömmliche quarzbasierte Zeitmessgeräte haben Schwierigkeiten, mit diesen Herausforderungen Schritt zu halten.
Eine kleinere, robustere Timing-Lösung mit geringerem Stromverbrauch
Die MEMS-basierte Elite Diese Geräte wurden speziell für veraltete quarzbasierte Miniatur-OCXOs in Edge-Geräten entwickelt. Im Vergleich zu Mini-OCXOs bietet Elite X die beste Zuverlässigkeit bei gleichzeitig geringerem Stromverbrauch in einem kleineren und robusteren Keramikgehäuse.
Netzwerkdesigner müssen keine Kompromisse mehr zwischen Leistung, Leistung, Größe und Zuverlässigkeit eingehen.
Elite Diese dynamische Leistung ist entscheidend für Netzwerk-Edge-Anwendungen, bei denen es zu Luftströmungen, Temperaturschwankungen, Vibrationen und Stößen kommen kann.
Warum ist in Edge-Netzwerken präzises Timing erforderlich?
Um Daten mit höherer Geschwindigkeit und geringerer Latenz zu übertragen, benötigen Netzwerke einen stabilen und zuverlässigen Takt, der von einem Timing-Grandmaster im Kern generiert und an alle Knoten im Netzwerk übertragen wird. Um die Betriebszeit zu gewährleisten, verfügen die Downstream-Edge-Netzwerke über eine redundante lokale Uhr, die als Backup fungiert und den Betrieb fortsetzt, wenn die Netzwerkuhr unterbrochen wird. Die Zeitspanne, in der die lokale Uhr arbeiten und die gleiche Genauigkeit wie die Netzwerkuhr aufrechterhalten kann, wird als Holdover bezeichnet und beträgt in Edge-Netzwerken typischerweise ein bis vier Stunden. Wie in der Grafik unten gezeigt, erfüllen Elite X Super-TCXOs diese Anforderung.
Elite X ist der einzige TCXO, der eine 4-Stunden-Haltezeit erfüllt.
Die Hadamard-Abweichung (HDEV) ist ein Maß für das zufällige Rauschen und die Wanderung des Oszillators. Neben Alterung und Stabilität ist HDEV ein kritischer Parameter für den Holdover. Wie in der Grafik unten gezeigt, ist die HDEV-Leistung von Elite X im Vergleich zu Mini-OCXOs besser (länger). Und mit der DualMEMS-Architektur von SiTime minimiert Elite
Elite X, dargestellt in grünen Linien, zeigt im Vergleich zu Mini-OCXO-Geräten eine flachere und stabilere Kurve.
Die Bandbreiten- und Latenzanforderungen von 5G haben höhere Anforderungen an das Timing gestellt. Da Netzwerkgeräte immer weiter verteilt werden und sich immer näher am Rand befinden, müssen Timing-Lösungen neue Herausforderungen meistern – sie müssen in raueren, dichteren und anspruchsvolleren Umgebungen zuverlässig funktionieren. Elite X Super-TCXOs bieten eine robustere und zuverlässigere Holdover-Lösung, indem sie große, stromhungrige Quarz-OCXOs ersetzen.
Video ansehen: Elite X Super-TCXO Präzisions-Timing-Lösung
………………………………………………………
Ähnliche Resourcen
Produkte:
Papiere:
- DualMEMS- und TurboCompensation-Temperaturerfassungstechnologie
- TCXO- und OCXO-Stabilitätsverschlechterung
- So entwerfen Sie mit SiTime TCXOs und OCXOs
Kurse im Timing Essential Learning Hub:
- Holdover in Oszillatoren verstehen
- Grundlegendes zu den Spezifikationen von Präzisionsoszillatoren
- Einfluss des Timings auf die Synchronisierung in Rechenzentren und 5G-Netzwerken
Video: