Les LRES6080PF-4SFP28 est conçue pour répondre aux exigences LLS-C1 et LLS-C3 de l'O-RAN (modes d'exploitation d'horloge limite et d'horloge transparente). Grâce à ses capacités de synchronisation temporelle de haute précision, elle répond aux demandes en temps réel, à la transmission efficace de données, à la collaboration et à la synchronisation, à la mesure et à la surveillance. Exigences LLS-C2 et LLS-C3 (modes de fonctionnement des horloges frontières et des horloges transparentes). Ses capacités de synchronisation temporelle de haute précision offrent des avantages significatifs pour les besoins en temps réel, la transmission efficace des données, la collaboration et la synchronisation, la mesure et la surveillance. Avec le déploiement à grande échelle des réseaux 5G, ces technologies de synchronisation temporelle joueront un rôle essentiel dans l'élaboration de l'avenir de l'infrastructure de communication.

La dépendance de l'architecture du réseau 5G à l'égard de la précision de la synchronisation

Le réseau 5G utilise la technologie duplex à répartition dans le temps (TDD), exigeant un contrôle strict de l'écart de temps entre les stations de base à ±3μs. Cette exigence fondamentale permet d'éviter les interférences entre les créneaux horaires de la liaison montante et de la liaison descendante, ce qui garantit la qualité de la communication. Toutefois, à mesure que les fonctionnalités du réseau se développent, les exigences en matière de précision de la synchronisation temporelle progressent par paliers :

- Les services de base exigent que les erreurs de synchronisation de l'interface aérienne de la station de base soient contrôlées à ±1,5μs.

- Les services coopératifs 5G NR exigent un alignement temporel au niveau des symboles OFDM avec une précision de ±65ns

- Les services IoT tels que le positionnement en intérieur exigent une précision encore plus élevée de ±10ns.

Le réseau 5G introduit une nouvelle architecture RAN, décomposant l'unité de bande de base (BBU) en une unité centralisée (CU), une unité distribuée (DU) et une unité radio (RU). Quelle que soit la distance entre CU et DU, la synchronisation à travers le réseau fronthaul est essentielle pour la fonctionnalité RAN. Cette architecture décomposée utilise une interface radio publique commune améliorée (eCPRI) pour connecter l'unité centrale et l'unité radio, en réalisant la synchronisation par PTP et SyncE.

Cohérence temporelle entre les centres de données et les nœuds périphériques

En tant que technologie clé de l'ère 5G, l'informatique de périphérie déplace la puissance de calcul à la périphérie du réseau pour répondre aux exigences de latence de l'ordre de la milliseconde. Dans ce scénario, la cohérence temporelle entre les nœuds de périphérie et les centres de données est essentielle.

La synchronisation temporelle de haute précision utilise le protocole PTP pour obtenir une synchronisation au niveau de la nanoseconde entre les nœuds périphériques et les appareils terminaux, ce qui garantit la cohérence temporelle des données provenant de sources multiples. Au sein du centre de données, la précision inférieure à la microseconde est obtenue grâce à l'horodatage matériel, ce qui permet de maintenir la stabilité même en cas de charge de l'unité centrale et du réseau.

Caractéristiques principales et protocoles pris en charge par les cartes de synchronisation temporelle 25G

Grâce à leurs capacités techniques avancées, les cartes de synchronisation temporelle 25G deviennent des composants essentiels de l'infrastructure des réseaux 5G. Ces cartes offrent une synchronisation temporelle précise à la nanoseconde sur l'ensemble des réseaux, répondant ainsi aux exigences strictes des réseaux 5G fronthaul.

Prise en charge des protocoles 1588v2 PTP et SyncE

La carte de synchronisation temporelle 25G prend en charge simultanément le protocole de temps de précision (PTP) IEEE 1588v2 et l'Ethernet synchrone (SyncE), formant ainsi une solution de synchronisation hybride robuste. Grâce à cette combinaison, SyncE fournit une synchronisation de fréquence au niveau de la couche physique, garantissant que les nœuds du réseau fonctionnent à la même fréquence, tandis que PTP synchronise les informations de phase et de temps à travers les réseaux à commutation de paquets. Ce mode hybride améliore considérablement la précision de la synchronisation et étend le nombre de sauts de réseau pris en charge, et réalise une synchronisation d'horloge au niveau de la dizaine de nanosecondes.

Par rapport aux solutions PTP uniquement, le mode de synchronisation hybride offre une plus grande fiabilité. En cas de défaillance de la fonctionnalité PTP et de perte du signal temporel, SyncE reste opérationnel. Les dispositifs maintiennent la synchronisation de la fréquence, avec une déviation du temps contrôlée dans des limites acceptables.

Module GNSS intégré et entrée d'horloge externe

La carte de synchronisation temporelle 25G intègre un module récepteur GNSS, utilisant un connecteur femelle SMA pour recevoir les signaux des systèmes globaux de navigation par satellite. Elle prend en charge plusieurs systèmes de positionnement par satellite, dont le GPS et le BeiDou. En outre, la carte peut synchroniser les systèmes hôtes via des sources d'horloge externes de 1PPS (1 impulsion par seconde) et de 10 MHz.

La carte de synchronisation temporelle fournit des interfaces PPS/TOD. Ces diverses options d'entrée d'horloge garantissent la flexibilité dans divers environnements de déploiement.

Scénarios d'application typiques : De la 5G RAN au contrôle industriel

Les cartes de synchronisation temporelle 25G présentent une valeur d'application significative dans divers scénarios, de l'infrastructure au contrôle industriel. Ces dispositifs deviennent des composants essentiels pour une livraison précise du temps à l'ère de la 5G.

1.Applications dans les stations de base 5G et les réseaux frontaux

L'architecture Open RAN divise le réseau d'accès radio en unités radio distantes (RU), en commutateurs frontaux et en unités distribuées (DU). La transmission d'informations entre ces composants repose sur l'interface radio publique commune améliorée (eCPRI), qui exige une synchronisation précise pour éviter la perte de paquets et les perturbations du réseau. Contrairement aux générations précédentes, la 5G impose des exigences plus strictes en matière de synchronisation temporelle. Lors du déploiement d'un plus grand nombre de petites cellules, des interférences et une dégradation des performances RF se produisent si elles fonctionnent avec des horloges de référence différentes. Les problèmes de synchronisation peuvent entraîner des échecs de transfert, une corruption des données et une réduction du débit. La carte de synchronisation temporelle 25G répond aux exigences LLS-C1, LLS-C2 et LLS-C3 de l'O-RAN en prenant en charge les modes de fonctionnement de l'horloge limite et de l'horloge transparente.

2. exigences en matière de synchronisation temporelle pour les nœuds informatiques périphériques

Les applications d'informatique périphérique se répartissent en deux catégories : la couverture locale et la couverture de l'ensemble du réseau. Les applications de couverture locale nécessitent des distances d'accès aux nœuds périphériques inférieures à 30 kilomètres avec une latence inférieure à 5 millisecondes. Dans des scénarios tels que les villes intelligentes, le "cloud-edge-device collaborative tripartite" couvrant la collecte de données, la perception et les couches d'application impose des exigences strictes en matière de synchronisation temporelle. Les méthodes de synchronisation temporelle absolue pour les périphériques sans fil 5G garantissent une collaboration synchronisée entre les équipements industriels tels que les capteurs et les actionneurs, en compensant les écarts de phase et de fréquence dans les horloges locales des terminaux.

3. déploiement dans les systèmes d'automatisation et de mesure industriels

Les applications industrielles exigent une précision de synchronisation temporelle des équipements inférieure à la microseconde. Dans les scénarios de mobilité à grande vitesse, les réseaux électriques et les applications de l'internet industriel, différents segments exigent des niveaux variables de précision de synchronisation temporelle. Par exemple, les applications de réseaux électriques telles que la localisation de défauts par ondes progressives, la mesure de phasage synchrone et la localisation de coups de foudre exigent une précision de synchronisation inférieure à 1 microseconde. Dans le domaine des transports intelligents, le contrôle des feux de circulation, le positionnement et le suivi des véhicules exigent une synchronisation temporelle de haute précision pour garantir la fiabilité du système et l'exactitude des données. Grâce aux cartes de synchronisation temporelle 25G, les robots, les capteurs et les contrôleurs des chaînes de production peuvent fonctionner de concert sous une référence temporelle unifiée, ce qui améliore l'efficacité de la fabrication.

4. déploiement et compatibilité : Sélection et intégration

Le choix d'une carte de synchronisation temporelle adaptée aux environnements de réseau 5G nécessite la prise en compte de plusieurs facteurs critiques, notamment la compatibilité du système, les normes d'interface et les exigences en matière d'architecture de réseau.

5. configurations multiport pour l'adaptabilité de l'architecture du réseau

Les cartes de synchronisation temporelle 25G haut de gamme s'adaptent aux diverses exigences de l'architecture réseau. La prise en charge de la mise en cascade d'un maximum de 12 interfaces 25G offre une grande souplesse de configuration et garantit l'applicabilité du dispositif dans les réseaux RAN fronthaul 5G en permettant une connexion directe à plusieurs unités radio distantes (RRU). Au fur et à mesure que les opérations s'étendent, l'extensibilité devient essentielle : les appareils dotés de nombreuses ressources portuaires s'intègrent de manière plus transparente dans les nouveaux nœuds, répondant ainsi aux exigences croissantes en matière de synchronisation temporelle.

Conclusion

En résumé, en tant que composant indispensable de l'infrastructure du réseau 5G, la carte de synchronisation temporelle 25G répond aux exigences rigoureuses des réseaux de communication modernes en offrant des capacités de synchronisation temporelle précise à l'échelle de la nanoseconde. Avec le déploiement commercial complet de la technologie 5G, la synchronisation temporelle au niveau de la microseconde est devenue un facteur critique pour assurer la performance du réseau. La synchronisation temporelle de haute précision permet non seulement de résoudre les problèmes de précision de synchronisation des porteuses TDD, mais aussi de fournir une référence temporelle stable et fiable pour le réseau fronthaul dans le cadre de l'architecture O-RAN.

Il ne fait aucun doute que la carte de synchronisation temporelle 25G améliore considérablement la précision et la fiabilité de la synchronisation en prenant en charge plusieurs protocoles, notamment IEEE 1588 PTP, SyncE et GNSS. Ce mode de synchronisation hybride excelle à la fois dans la synchronisation de fréquence et de phase, maintenant la précision de la synchronisation de l'horloge à quelques dizaines de nanosecondes près, même en cas de forte charge du réseau. Par conséquent, la transmission coordonnée entre stations de base et le traitement des données au niveau des nœuds informatiques périphériques peuvent fonctionner efficacement dans le cadre d'une référence temporelle unifiée.

Enfin, la conception de l'interface PCIe normalisée et la configuration multiport confèrent à la carte de synchronisation temporelle 25G une excellente compatibilité et une grande évolutivité. La prise en charge de plusieurs systèmes d'exploitation facilite encore le déploiement dans divers environnements de réseau. S'il est actuellement possible d'obtenir une précision de synchronisation de l'ordre de la microseconde, voire de la nanoseconde, les exigences futures en matière de précision temporelle s'intensifieront avec le développement de la technologie 6G et les progrès de la communication quantique. Quoi qu'il en soit, la carte de synchronisation temporelle 25G continuera sans aucun doute à jouer un rôle essentiel dans la construction de l'infrastructure des réseaux de communication de la prochaine génération.