O LRES6080PF-4SFP28 O cartão de sincronização de tempo da O-RAN foi projetado para atender aos requisitos LLS-C1 e LLS-C3 da O-RAN (modos de operação de relógio de limite e relógio transparente). Por meio de recursos de sincronização de tempo de alta precisão, ele atende a demandas em tempo real, transmissão eficiente de dados, colaboração e sincronização, medição e monitoramento. Requisitos de LLS-C2 e LLS-C3 (modos de operação para relógios de limite e relógios transparentes). Seus recursos de sincronização de tempo de alta precisão oferecem vantagens significativas em requisitos de tempo real, transmissão eficiente de dados, colaboração e sincronização, medição e monitoramento. Como as redes 5G são amplamente implantadas, essas tecnologias de sincronização de tempo desempenharão um papel fundamental na formação do futuro da infraestrutura de comunicação.

A dependência da arquitetura de rede 5G na precisão da sincronização

A rede 5G emprega a tecnologia Time Division Duplex (TDD), exigir um controle rigoroso do desvio de tempo entre as estações rádio-base dentro de ±3μs. Esse requisito fundamental evita a interferência entre os intervalos de tempo de uplink e downlink, garantindo a qualidade da comunicação. No entanto, à medida que as funcionalidades da rede se expandem, os requisitos de precisão de sincronização de tempo apresentam uma progressão em camadas:

- Os serviços básicos exigem erros de temporização da interface aérea da estação base controlados em ±1,5μs

- Os serviços cooperativos 5G NR exigem alinhamento de tempo em nível de símbolo OFDM com precisão de ±65ns

- Os serviços de IoT, como o posicionamento interno, exigem uma precisão ainda maior de ±10ns

A rede 5G apresenta uma nova arquitetura RAN, decompondo a unidade de banda base (BBU) em uma unidade centralizada (CU), uma unidade distribuída (DU) e uma unidade de rádio (RU). Independentemente da distância entre a CU e a DU, a sincronização na rede fronthaul é essencial para a funcionalidade da RAN. Essa arquitetura decomposta emprega a interface de rádio pública comum aprimorada (eCPRI) para conectar a DU e a RU, obtendo a sincronização por meio do PTP e do SyncE.

Coerência de tempo entre data centers e nós de borda

Como uma tecnologia fundamental na era 5G, a computação de borda transfere o poder computacional para a borda da rede para atender aos requisitos de latência em nível de milissegundos. Nesse cenário, a coerência de tempo entre os nós de borda e os data centers é fundamental.

A sincronização de tempo de alta precisão emprega o protocolo PTP para obter a sincronização em nível de nanossegundos entre os nós de borda e os dispositivos terminais, garantindo a consistência temporal em dados de várias fontes. No data center, a precisão de submicrossegundos é obtida por meio do registro de data e hora baseado em hardware, mantendo a estabilidade mesmo sob carga da CPU e da rede.

Principais recursos e suporte a protocolos das placas de sincronização de tempo 25G

Com seus recursos técnicos avançados, os cartões de sincronização de tempo 25G estão surgindo como componentes essenciais na infraestrutura de rede 5G. Esses cartões oferecem sincronização de tempo precisa em nível de nanossegundos em redes inteiras, atendendo aos requisitos rigorosos das redes fronthaul 5G.

Suporte aos protocolos 1588v2 PTP e SyncE

A placa de sincronização de tempo 25G suporta simultaneamente o IEEE 1588v2 Precision Time Protocol (PTP) e o Synchronous Ethernet (SyncE), formando uma solução robusta de sincronização híbrida. Por meio dessa combinação, o SyncE fornece sincronização de frequência na camada física, garantindo que os nós da rede operem na mesma frequência, enquanto o PTP sincroniza as informações de fase e tempo em redes comutadas por pacotes. Esse modo híbrido aumenta significativamente a precisão da sincronização e amplia o número de saltos de rede suportados, e alcança a sincronização do relógio no nível de dezenas de nanossegundos.

Em comparação com as soluções somente PTP, o modo de sincronização híbrido oferece maior confiabilidade. Se a funcionalidade PTP falhar e o sinal de tempo for perdido, o SyncE permanecerá operacional. Os dispositivos mantêm a sincronização de frequência, com o desvio de tempo controlado dentro de limites aceitáveis.

Módulo GNSS integrado e entrada de relógio externo

A placa de sincronização de tempo 25G integra um módulo receptor GNSS, utilizando um conector fêmea SMA para receber sinais de sistemas globais de navegação por satélite. Ela é compatível com vários sistemas de posicionamento por satélite, incluindo GPS e BeiDou. Além disso, a placa pode sincronizar sistemas host por meio de fontes de relógio externas de 1PPS (1 pulso por segundo) e 10MHz.

A placa de sincronização de horário fornece interfaces PPS/TOD. Essas diversas opções de entrada de relógio garantem flexibilidade em vários ambientes de implementação.

Cenários de aplicativos típicos: Da RAN 5G ao controle industrial

Os cartões de sincronização de tempo 25G demonstram um valor significativo de aplicação em diversos cenários, da infraestrutura ao controle industrial. Esses dispositivos estão se tornando componentes essenciais para o fornecimento de tempo preciso na era 5G.

1. aplicações em estações base 5G e redes de front-haul

A arquitetura Open RAN divide a rede de acesso por rádio em unidades remotas de rádio (RU), switches de front-haul e unidades distribuídas (DU). A transmissão de informações entre esses componentes depende da interface de rádio pública comum aprimorada (eCPRI), que exige sincronização precisa para evitar perda de pacotes e interrupções na rede. Diferentemente das gerações anteriores, o 5G impõe requisitos mais rigorosos de sincronização de tempo. Ao implantar mais small cells, ocorre interferência e degradação do desempenho de RF se elas operarem em relógios de referência diferentes. Os problemas de sincronização podem causar falhas de transferência, corrupção de dados e redução da taxa de transferência. A placa de sincronização de tempo 25G atende aos requisitos LLS-C1, LLS-C2 e LLS-C3 da O-RAN, oferecendo suporte aos modos de operação de relógio de limite e de relógio transparente.

2. requisitos de sincronização de tempo para nós de computação de borda

Os aplicativos de computação de borda se enquadram em duas categorias: cobertura local e cobertura em toda a rede. Os aplicativos de cobertura local exigem distâncias de acesso ao nó de borda inferiores a 30 quilômetros com latência inferior a 5 milissegundos. Em cenários como cidades inteligentes, a "computação colaborativa tripartite nuvem-dispositivo de borda", que abrange as camadas de coleta de dados, percepção e aplicativos, impõe demandas rigorosas de sincronização de tempo. Os métodos de sincronização de tempo absoluto para dispositivos de borda sem fio 5G garantem a colaboração sincronizada entre equipamentos industriais, como sensores e atuadores, compensando os desvios de fase e frequência nos relógios de terminais locais.

3. implantação em sistemas de medição e automação industrial

As aplicações industriais exigem precisão de sincronização de tempo do equipamento abaixo de 1 microssegundo. Em cenários de mobilidade de alta velocidade, sistemas de energia e aplicativos industriais de Internet, diferentes segmentos exigem níveis variados de precisão de sincronização de tempo. Por exemplo, os aplicativos de sistemas de energia, como localização de falhas de ondas viajantes, medição de fasores síncronos e localização de descargas atmosféricas, exigem precisão de sincronização de 1 microssegundo. No transporte inteligente, o controle de sinais de trânsito, o posicionamento e o rastreamento de veículos exigem sincronização de tempo de alta precisão para garantir a confiabilidade do sistema e a precisão dos dados. Por meio de cartões de sincronização de tempo 25G, robôs, sensores e controladores em linhas de produção podem operar em conjunto sob uma referência de tempo unificada, aumentando a eficiência da fabricação.

4. implantação e compatibilidade: Seleção e integração

A seleção de um cartão de sincronização de tempo adequado para ambientes de rede 5G requer a consideração de vários fatores críticos, incluindo compatibilidade do sistema, padrões de interface e requisitos de arquitetura de rede.

5. configurações de várias portas para adaptabilidade da arquitetura de rede

As placas de sincronização de tempo 25G premium se adaptam a diversos requisitos de arquitetura de rede. O suporte para cascata de até 12 interfaces 25G oferece flexibilidade de configuração, garantindo a aplicabilidade do dispositivo em redes fronthaul 5G RAN, permitindo a conexão direta com várias unidades de rádio remotas (RRUs). À medida que as operações se expandem, a capacidade de expansão se torna essencial - os dispositivos com recursos de porta abundantes se integram mais facilmente a novos nós, atendendo às crescentes demandas de sincronização de tempo.

Conclusão

Em resumo, como um componente indispensável da infraestrutura de rede 5G, o cartão de sincronização de tempo 25G atende às rigorosas demandas das redes de comunicação modernas, fornecendo recursos de sincronização de tempo precisos em nível de nanossegundos. Com a implantação comercial abrangente da tecnologia 5G, a sincronização de tempo em nível de microssegundo tornou-se um fator essencial para garantir o desempenho da rede. A sincronização de tempo de alta precisão não só resolve os problemas de precisão de sincronização das operadoras TDD, mas também fornece uma referência de tempo estável e confiável para a rede fronthaul sob a arquitetura O-RAN.

Sem dúvida, a placa de sincronização de tempo 25G aumenta significativamente a precisão e a confiabilidade da sincronização ao oferecer suporte a vários protocolos, incluindo IEEE 1588 PTP, SyncE e GNSS. Esse modo de sincronização híbrido é excelente tanto na sincronização de frequência quanto na de fase, mantendo a precisão da sincronização do relógio em dezenas de nanossegundos, mesmo sob cargas pesadas na rede. Consequentemente, tanto a transmissão coordenada entre estações-base quanto o processamento de dados em nós de computação de borda podem operar com eficiência em uma referência de tempo unificada.

Por fim, o design padronizado da interface PCIe e a configuração de várias portas conferem à placa de sincronização de tempo 25G excelente compatibilidade e escalabilidade. O suporte a vários sistemas operacionais facilita ainda mais a implementação em diversos ambientes de rede. Embora a precisão da sincronização em nível de microssegundos e até nanossegundos possa ser alcançada atualmente, as demandas futuras por precisão de tempo se intensificarão com o desenvolvimento da tecnologia 6G e os avanços da comunicação quântica. Independentemente disso, o cartão de sincronização de tempo 25G continuará, sem dúvida, desempenhando um papel fundamental na construção da infraestrutura de rede de comunicação da próxima geração.