その LRES6080PF-4SFP28 この時刻同期カードは、O-RANのLLS-C1およびLLS-C3要件（境界クロックおよび透過クロック動作モード）を満たすように設計されています。高精度な時刻同期機能により、リアルタイム要件、効率的なデータ伝送、連携および同期、計測、監視といったニーズに対応します。 LLS-C2およびLLS-C3（境界クロックおよび透過クロックの動作モード）の要件を満たします。その高精度な時刻同期機能により、リアルタイム要件、効率的なデータ伝送、連携と同期、測定、および監視において大きな利点をもたらします。 5Gネットワークが広く展開されるにつれ、これらの時刻同期技術は、通信インフラの未来を形作る上で極めて重要な役割を果たすことになるでしょう。

5Gネットワークアーキテクチャにおける同期精度への依存性

5Gネットワークでは、時分割複信（TDD）技術を採用しており、 基地局間の時間偏差を±3μs以内に厳密に制御する必要がある. この基本的な要件により、アップリンクとダウンリンクのタイムスロット間の干渉が防止され、通信品質が確保されます。しかし、ネットワーク機能が拡大するにつれ、時刻同期の精度要件は段階的に高まっています：

• 基本サービスでは、基地局の無線インターフェースのタイミング誤差を±1.5μs以内に抑える必要がある

• 5G NRの協調サービスでは、±65nsの精度でOFDMシンボルレベルの時間同期が求められる

• 屋内測位などのIoTサービスでは、さらに高い精度（±10ns）が求められます

5Gネットワークでは、ベースバンドユニット（BBU）を集中型ユニット（CU）、分散型ユニット（DU）、および無線ユニット（RU）に分解する、新しいRANアーキテクチャが導入されています。 CUとDU間の距離にかかわらず、フロントホールネットワーク全体での同期はRANの機能にとって極めて重要です。この分解されたアーキテクチャでは、DUとRUを接続するために拡張共通パブリック無線インターフェース（eCPRI）を採用し、PTPおよびSyncEを通じて同期を実現しています。

データセンターとエッジノード間の時間同期

5G時代の基幹技術であるエッジコンピューティングは、ミリ秒単位の遅延要件を満たすため、計算処理能力をネットワークのエッジ側に移行させるものです。このシナリオにおいて、エッジノードとデータセンター間の時間同期は極めて重要です。

高精度な時刻同期では、PTPプロトコルを採用し、エッジノードと端末デバイス間でナノ秒レベルの同期を実現することで、複数のデータソースにわたる時間的一貫性を確保します。データセンター内では、ハードウェアベースのタイムスタンプ機能によりサブマイクロ秒レベルの精度を達成し、CPUやネットワークに負荷がかかっている状況下でも安定性を維持します。

25G時刻同期カードの主な機能と対応プロトコル

高度な技術力を備えた25G時刻同期カードは、5Gネットワークインフラにおいて不可欠なコンポーネントとして台頭しています。これらのカードは、ネットワーク全体にわたってナノ秒レベルの精密な時刻同期を実現し、5Gフロントホールネットワークの厳しい要件を満たしています。

1588v2 PTPおよびSyncEプロトコルのサポート

この25Gタイムシンクロナイゼーションカードは、IEEE 1588v2 Precision Time Protocol（PTP）とSynchronous Ethernet（SyncE）の両方を同時にサポートし、堅牢なハイブリッド同期ソリューションを構築します。 この組み合わせにより、SyncEは物理層で周波数同期を提供し、ネットワークノードが同一の周波数で動作することを保証する一方、PTPはパケット交換ネットワーク全体で位相および時刻情報を同期させます。このハイブリッドモードにより、同期精度が大幅に向上し、サポートされるネットワークホップ数が拡張され、 そして、数十ナノ秒レベルでのクロック同期を実現する。

PTPのみのソリューションと比較して、ハイブリッド同期モードはより高い信頼性を提供します。PTP機能が障害を起こして時刻信号が失われた場合でも、SyncEは動作を継続します。各デバイスは周波数同期を維持し、時刻のずれは許容範囲内に抑えられます。

統合型GNSSモジュールおよび外部クロック入力

この25Gタイムシンクロナイズカードは、GNSS受信モジュールを内蔵しており、SMAメスコネクタを介して全球測位衛星システムからの信号を受信します。GPSや北斗（BeiDou）を含む複数の衛星測位システムに対応しています。 さらに、本カードは1PPS（1秒パルス）および10MHzの外部クロックソースを介してホストシステムとの同期が可能です。

       この時刻同期カードは、PPS/TODインターフェースを備えています。これらの多様なクロック入力オプションにより、さまざまな導入環境において柔軟な運用が可能となります。

代表的な活用シーン：5G RANから産業用制御まで

25Gタイムシンクロナイゼーションカードは、インフラから産業用制御に至るまで、多様なシナリオにおいて大きな応用価値を発揮しています。これらのデバイスは、5G時代における正確な時刻配信のための不可欠なコンポーネントとなりつつあります。

1. 5G基地局およびフロントホールネットワークにおける応用

Open RANアーキテクチャでは、無線アクセスネットワークがリモート・ラジオ・ユニット（RU）、フロントホール・スイッチ、およびディストリビューテッド・ユニット（DU）に分割されます。 これらのコンポーネント間の情報伝送は、拡張共通公共無線インターフェース（eCPRI）に依存しており、パケット損失やネットワーク障害を防ぐために正確な同期が求められます。従来の世代とは異なり、5Gではより厳格な時間同期要件が課されています。スモールセルを多数展開する場合、それらが異なる基準クロックで動作すると、干渉やRF性能の低下が発生します。 タイミングの問題は、ハンドオーバーの失敗、データの破損、スループットの低下を引き起こす可能性があります。25Gタイムシンクロナイゼーションカードは、バウンダリークロックおよびトランスペアレントクロックの両方の動作モードをサポートすることで、O-RANのLLS-C1、LLS-C2、およびLLS-C3の要件を満たしています。

2.エッジコンピューティングノードにおける時刻同期の要件

エッジコンピューティングのアプリケーションは、ローカルカバレッジとネットワークワイドカバレッジの2つのカテゴリーに分類されます。 ローカルカバレッジのアプリケーションでは、エッジノードへのアクセス距離が30キロメートル未満であり、レイテンシが5ミリ秒未満であることが求められます。スマートシティのようなシナリオでは、データ収集、知覚、アプリケーション層にまたがる「クラウド・エッジ・デバイスの三者連携コンピューティング」により、厳格なタイミング同期が要求されます。 5Gワイヤレスエッジデバイス向けの絶対時間同期方式は、センサーやアクチュエータなどの産業機器間の協調動作を確実に同期させ、ローカル端末クロックの位相および周波数のずれを補正します。

3.産業用オートメーションおよび計測システムへの導入

産業用途では、1マイクロ秒未満の機器間時刻同期精度が求められます。高速モビリティ、電力システム、産業用インターネットの各分野では、セグメントごとに異なるレベルの時刻同期精度が要求されます。例えば、進行波故障位置特定、同期フェーザー測定、落雷位置特定といった電力システム用途では、1マイクロ秒以内の同期精度が必要です。 高度道路交通システム（ITS）においては、交通信号制御、車両位置特定、追跡において、システムの信頼性とデータの正確性を確保するために高精度な時刻同期が求められます。25G時刻同期カードを活用することで、生産ライン上のロボット、センサー、コントローラーが統一された時刻基準の下で連携して動作し、製造効率を向上させることができます。

4.導入と互換性：選定と統合

5Gネットワーク環境に適した時刻同期カードを選定するには、システム互換性、インターフェース規格、ネットワークアーキテクチャの要件など、複数の重要な要素を考慮する必要があります。

5. ネットワークアーキテクチャの適応性を高めるマルチポート構成

プレミアム25G時刻同期カードは、多様なネットワークアーキテクチャの要件に対応します。最大12個の25Gインターフェースのカスケード接続に対応することで構成の柔軟性を高め、複数のリモート・ラジオ・ユニット（RRU）への直接接続を可能にすることで、5G RANフロントホールネットワーク内での機器の適用性を確保します。 運用規模の拡大に伴い、拡張性は極めて重要となります。豊富なポートリソースを備えたデバイスは、新しいノードへよりシームレスに統合され、増大する時刻同期の需要に対応します。

結論

要約すると、5Gネットワークインフラの不可欠な構成要素である25G時刻同期カードは、ナノ秒レベルの精密な時刻同期機能を提供することで、現代の通信ネットワークが求める厳しい要件を満たしています。5G技術の広範な商用展開に伴い、マイクロ秒レベルの時刻同期は、ネットワーク性能を確保するための重要な要素となっています。 高精度な時刻同期は、TDDキャリアの同期精度の問題を解決するだけでなく、O-RANアーキテクチャ下におけるフロントホールネットワークに対し、安定的かつ信頼性の高い時刻基準を提供します。

間違いなく、この25Gタイムシンクロナイゼーションカードは、IEEE 1588 PTP、SyncE、GNSSなどの複数のプロトコルに対応することで、同期精度と信頼性を大幅に向上させます。このハイブリッド同期モードは、周波数同期と位相同期の両方に優れており、ネットワーク負荷が高い状況下でも、クロック同期精度を数十ナノ秒以内に維持します。 その結果、基地局間の協調送信とエッジコンピューティングノードでのデータ処理の両方が、統一された時刻基準の下で効率的に動作することが可能になります。

最後に、標準化されたPCIeインターフェース設計とマルチポート構成により、この25Gタイムシンクロナイゼーションカードは優れた互換性と拡張性を実現しています。複数のオペレーティングシステムに対応していることから、多様なネットワーク環境での導入がさらに容易になります。 現在、マイクロ秒レベル、さらにはナノ秒レベルの同期精度が実現可能ですが、6G技術の開発や量子通信の進歩に伴い、将来的に求められるタイミング精度への要求はさらに高まるでしょう。いずれにせよ、25Gタイムシンクロナイズカードは、次世代通信ネットワークインフラの構築において、今後も間違いなく極めて重要な役割を果たし続けるでしょう。