O LRES6080PF-4SFP28 A placa de sincronização de tempo foi projetada 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, ela atende às demandas em tempo real, à transmissão eficiente de dados, à colaboração e sincronização, à medição e ao monitoramento. Requisitos 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 em tempo real, transmissão eficiente de dados, colaboração e sincronização, medição e monitoramento. À medida que as redes 5G são amplamente implantadas, essas tecnologias de sincronização de tempo desempenharão um papel fundamental na definição do futuro da infraestrutura de comunicação.

A dependência da arquitetura da rede 5G em relação à precisão da sincronização

A rede 5G utiliza a tecnologia Time Division Duplex (TDD), exigindo um controle rigoroso do desvio de tempo entre estações base, dentro de ±3 μs. Esse requisito fundamental evita interferências 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 da sincronização de tempo apresentam uma progressão em níveis:

• Os serviços básicos exigem que os erros de sincronização da interface aérea da estação base sejam mantidos dentro de um intervalo de ±1,5 μs

• Os serviços cooperativos 5G NR exigem um alinhamento temporal no nível do símbolo OFDM com precisão de ±65 ns

• Serviços de IoT, como o posicionamento em ambientes fechados, exigem uma precisão ainda maior, da ordem de ±10 ns

A rede 5G introduz uma nova arquitetura RAN, dividindo 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 fundamental para o funcionamento da RAN. Essa arquitetura decomposta utiliza a interface de rádio pública comum aprimorada (eCPRI) para conectar a DU e a RU, alcançando a sincronização por meio de PTP e SyncE.

Coerência temporal entre data centers e nós de borda

Como tecnologia fundamental na era do 5G, a computação de ponta transfere o poder computacional para a borda da rede a fim de atender aos requisitos de latência na ordem de milissegundos. Nesse cenário, a coerência temporal entre os nós de ponta e os data centers é fundamental.

A sincronização de tempo de alta precisão utiliza o protocolo PTP para alcançar uma sincronização na ordem dos nanossegundos entre os nós de borda e os dispositivos terminais, garantindo a consistência temporal entre dados de múltiplas fontes. Dentro do data center, a precisão na ordem dos submicrossegundos é alcançada por meio de marcação de tempo baseada em hardware, mantendo a estabilidade mesmo sob carga da CPU e da rede.

Principais recursos e compatibilidade com protocolos das placas de sincronização de tempo de 25G

Com suas capacidades técnicas avançadas, as placas de sincronização de tempo de 25G estão se tornando componentes essenciais na infraestrutura de redes 5G. Essas placas proporcionam sincronização de tempo com precisão na ordem de nanossegundos em toda a rede, atendendo aos rigorosos requisitos das redes de fronthaul 5G.

Suporte aos protocolos PTP 1588v2 e SyncE

A placa de sincronização de tempo de 25G suporta simultaneamente tanto o Protocolo de Tempo de Precisão (PTP) IEEE 1588v2 quanto a Ethernet Síncrona (SyncE), formando uma solução híbrida de sincronização robusta. 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 informações de fase e tempo em redes comutadas por pacotes. Esse modo híbrido aumenta significativamente a precisão da sincronização, amplia o número de saltos de rede suportados, e alcança a sincronização de relógio na ordem de dezenas de nanossegundos.

Em comparação com soluções que utilizam apenas PTP, o modo de sincronização híbrido oferece maior confiabilidade. Caso a funcionalidade PTP falhe e o sinal de tempo seja perdido, o SyncE continua 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 de 25G integra um módulo receptor GNSS, utilizando um conector SMA fêmea 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 clock externas de 1PPS (1 pulso por segundo) e 10 MHz.

       A placa de sincronização de tempo oferece interfaces PPS/TOD. Essas diversas opções de entrada de relógio garantem flexibilidade em vários ambientes de implantação.

Cenários típicos de aplicação: da rede de acesso 5G (5G RAN) ao controle industrial

As placas de sincronização de tempo 25G demonstram um valor significativo em diversas aplicações, desde infraestrutura até controle industrial. Esses dispositivos estão se tornando componentes essenciais para a transmissão precisa de tempo na era 5G.

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

A arquitetura Open RAN divide a rede de acesso de rádio em Unidades de Rádio Remotas (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), exigindo sincronização precisa para evitar perda de pacotes e interrupções na rede. Ao contrário das gerações anteriores, o 5G impõe requisitos de sincronização de tempo mais rigorosos. Ao implantar mais small cells, ocorrem interferências e desempenho de RF prejudicado se elas operarem em relógios de referência diferentes. Problemas de temporização podem causar falhas de handover, corrupção de dados e redução da taxa de transferência. A placa de sincronização de tempo de 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 relógio transparente.

2. Requisitos de sincronização de tempo para nós de computação de ponta

As aplicações de computação de ponta se dividem em duas categorias: cobertura local e cobertura em toda a rede. As aplicações de cobertura local exigem distâncias de acesso aos nós de borda inferiores a 30 quilômetros, com latência inferior a 5 milissegundos. Em cenários como as cidades inteligentes, a “computação colaborativa tripartida nuvem-borda-dispositivo”, que abrange as camadas de coleta de dados, percepção e aplicação, impõe exigências rigorosas de sincronização de tempo. 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 desvios de fase e frequência nos relógios dos terminais locais.

3. Aplicação em sistemas de automação industrial e de medição

As aplicações industriais exigem uma precisão de sincronização de tempo dos equipamentos inferior a 1 microssegundo. Em cenários de mobilidade de alta velocidade, sistemas de energia e aplicações da Internet industrial, diferentes segmentos requerem níveis variáveis de precisão na sincronização de tempo. Por exemplo, aplicações em sistemas de energia, como localização de falhas por onda progressiva, medição de fasores síncronos e localização de descargas atmosféricas, exigem uma precisão de sincronização de até 1 microssegundo. No transporte inteligente, o controle de semáforos, o posicionamento de veículos e o rastreamento exigem sincronização de tempo de alta precisão para garantir a confiabilidade do sistema e a precisão dos dados. Por meio de placas de sincronização de tempo de 25G, robôs, sensores e controladores nas 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 escolha de uma placa de sincronização de tempo adequada para ambientes de rede 5G exige a consideração de vários fatores críticos, incluindo compatibilidade do sistema, padrões de interface e requisitos de arquitetura de rede.

5. Configurações multiportas para adaptabilidade da arquitetura de rede

As placas de sincronização de tempo Premium de 25G adaptam-se a diversos requisitos de arquitetura de rede. O suporte para conexão em cascata de até 12 interfaces de 25G oferece flexibilidade de configuração, garantindo a aplicabilidade do dispositivo em redes de fronthaul 5G RAN, ao permitir a conexão direta com várias Unidades de Rádio Remotas (RRUs). À medida que as operações se expandem, a escalabilidade torna-se fundamental — dispositivos com recursos de porta abundantes integram-se de forma mais harmoniosa em novos nós, atendendo às crescentes demandas de sincronização de tempo.

Conclusão

Em resumo, como componente indispensável da infraestrutura de rede 5G, a placa de sincronização de tempo de 25G atende às rigorosas exigências das redes de comunicação modernas, oferecendo recursos de sincronização de tempo com precisão na ordem de nanossegundos. Com a implantação comercial generalizada da tecnologia 5G, a sincronização de tempo na ordem de microssegundos tornou-se um fator crítico para garantir o desempenho da rede. A sincronização de tempo de alta precisão não apenas 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 de 25G melhora 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 se destaca tanto na sincronização de frequência quanto na de fase, mantendo a precisão da sincronização do relógio na casa das 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 ponta podem operar com eficiência sob uma referência de tempo unificada.

Por fim, o design padronizado da interface PCIe e a configuração multiportas conferem à placa de sincronização de tempo de 25G excelente compatibilidade e escalabilidade. O suporte a vários sistemas operacionais facilita ainda mais a implantação em diversos ambientes de rede. Embora atualmente seja possível atingir uma precisão de sincronização na ordem de microssegundos e até mesmo nanossegundos, as exigências futuras em termos de precisão de temporização se intensificarão com o desenvolvimento da tecnologia 6G e os avanços na comunicação quântica. Independentemente disso, a placa de sincronização de tempo de 25G continuará, sem dúvida, desempenhando um papel fundamental na construção da infraestrutura de redes de comunicação da próxima geração.