ネットワークエッジにおける時間に敏感なアプリケーション向けのより優れたソリューション
5Gは、公共および民間の通信ネットワークからエッジ データセンター、産業用 IoT、自動運転車に至るまで、エッジ導入の爆発的な成長を推進しています。
2025 年までに劇的な増加が見込まれると予想されます。
- 5G 無線アクセス ネットワーク (RAN) は、すべてのモバイル インターネット接続の 30% 以上をサポートすると予想されています
- エッジ データセンターへのサーバー出荷は 2020 年のレベルから 4000% 増加する
- 2,200万台の自動運転車が走行するようになる
ネットワーク エッジ全体で共有されるデータの大幅な増加に加え、高速化と低遅延の要求により、正確な時間の必要性が加速しています。この傾向は、エッジの幅広いアプリケーションに見られます。例えば：
- 5G アクセス ネットワークでは、各無線が 130 ナノ秒以内に同期する必要があり、これは 4G の 10 倍厳格です
- ホストされた金融取引には、規制要件を満たすために 50 マイクロ秒以内の正確なタイムスタンプが必要です
- IoT センサーは、30 日以上にわたって時間誤差を 1 ミリ秒未満に維持する必要があります
エッジ アプリケーションのタイミング要件はどのように変化していますか?
エッジ コンピューティングは、エンド ユーザーに近いネットワークの境界にコンピューティング機能をもたらすことで、遅延を短縮します。これは、エッジ機器が、管理が不十分で、より高密度で、より過酷な環境に導入されることを意味します。より厳しい同期要件を満たすためにより高い精度を提供することに加えて、今日の発振器は、これまで以上に環境に強く、信頼性が高く、小型で、低消費電力である必要があります。
急速な熱衝撃や振動は、無線ユニット、エッジ データセンター、車両がますます普及している屋外環境ではよく発生します。スモールセル無線ユニットやリモートセンサーなどのコンパクトなデバイスにより、高精度タイミングデバイスの小型化と低消費電力化が進んでいます。また、5G ネットワークや自動運転車などのミッションクリティカルなアプリケーションは正確な時間への依存が高まるにつれ、信頼性を劇的に向上させる必要があります。従来のクォーツベースの計時は、これらの課題に対応するのに苦労しています。
より小さく、より堅牢で、低電力のタイミング ソリューション
SiTime の MEMS ベースの Elite X™ Super-TCXO® ファミリ ( ±10/±20 ppb SiT5501および±5 ppb SiT5503 Super-TCXO を含む) は、高性能アプリケーションにおける長年のタイミング問題を解決するように設計されています。これらのデバイスは、エッジ機器の石英ベースの小型 OCXO を時代遅れにするために特別に設計されています。ミニ OCXO と比較して、Elite X はより小型で堅牢なセラミック パッケージで消費電力を低減しながら、最高の信頼性を実現します。
ネットワーク設計者は、パフォーマンス、電力、サイズ、信頼性の間で妥協する必要がなくなりました。
Elite X Super-TCXO は、TurboCompensation™ を備えた独自の DualMEMS™ アーキテクチャを活用し、環境ストレス要因の存在下でも安定した高精度のタイミングを提供します。この動的パフォーマンスは、空気の流れ、温度の乱れ、振動、衝撃が発生する可能性があるネットワーク エッジ アプリケーションにとって非常に重要です。
エッジ ネットワークではなぜ正確なタイミングが必要なのでしょうか?
より高速かつ低遅延でデータを転送するには、ネットワークには、コア内のタイミング グランドマスターによって生成され、ネットワーク内のすべてのノードに送信される、安定した信頼性の高いクロックが必要です。アップタイムを確保するために、ダウンストリーム エッジ ネットワークにはバックアップとして機能する冗長ローカル クロックがあり、ネットワーク クロックが中断された場合でも動作を継続します。ローカル クロックが動作し、ネットワーク クロックと同じ精度を維持できる時間はホールドオーバーと呼ばれ、エッジ ネットワークでは通常 1 ～ 4 時間です。以下のプロットに示すように、Elite X Super-TCXO はこの要件を満たしています。
Elite X は、4 時間のホールドオーバーを満たす唯一の TCXO です。
アダマール偏差 (HDEV) は、発振器のランダム ノイズとワンダの尺度です。 HDEV は、経年変化と安定性とともに、ホールドオーバーにとって重要なパラメーターです。以下のプロットに示されているように、Elite X の HDEV パフォーマンスは、mini OCXO と比較して優れています (長く)。また、SiTime の DualMEMS アーキテクチャにより、Elite X は空気流などのストレス要因下でもランダムなワンダを一貫して最小限に抑えます。
緑色の線でプロットされた Elite X は、ミニ OCXO デバイスと比較して、より平坦で安定した曲線を示しています。
5G の帯域幅と遅延の要件により、タイミングに対する要件がさらに厳しくなっています。ネットワーキング機器の分散化が進み、エッジに近づくにつれて、タイミング ソリューションは新たな課題を克服する必要があります。より過酷で、より高密度で、より要求の厳しい環境でも確実に動作する必要があります。 Elite X Super-TCXO は、電力を大量に消費する大型の石英 OCXO を置き換えることにより、より堅牢で信頼性の高いホールドオーバー ソリューションを提供します。
ビデオを見る: Elite X Super-TCXO 高精度タイミング ソリューション
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