艰难的5G时序需要MEMS时钟源

今天，5G风靡一时，这一次也不会有什么不同，事实上，它会更加艰难。与前几代相比，5G有望成为更多应用的首选解决方案。因此期望很高，这也意味着，为了实现5G的承诺，必须仔细规划和实施规格、设计和时间。

5G是关于更严格的计时5G技术将对计时解决方案施加比过去更大的压力，原因有很多。

1.更高的频率意味着更短的周期，需要在更短的时间内完成更多的工作。

2.带宽将得到更谨慎的使用；渠道会更紧，这意味着可以容忍更少的时序溢出。

3.更高的频率意味着更短的范围和更少的转弯能力。这意味着更多的无线电，每个覆盖更小的区域。预计每个当前的4G无线电大约有10或20个5G无线电。

4.这里有一个亮点:无线电到无线电的延迟预算为130ns。这分解为两个无线电之间每个网络节点10ns的预算。从长远来看，GNSS定时精度为15 ns (99.7%的时间)。这意味着通道间干扰更少，有助于更好地利用带宽。你可能认为这不是什么大不了的事情，至少在名义条件下试着让这个时间在所有条件下都适用。

保持所有这些平稳运行所需的时间将给时间源带来难以置信的负担。对于本地时序，它需要MEMS时钟的准确性、稳定性和可靠性

网络定时的来源在5G系统中将有三个定时来源。

主要来源是网络本身，使用IEEE 1588标准通过以太网接收定时，以及同步定时的SyncE频率。但是，如果网络瘫痪，你就无法从网络上获取时间。备用的是GNSS，每秒提供一个脉冲。不太精确，但很有用。但是，如果您的设备在某个没有强GNSS信号的地方呢？您将需要保持时间，直到网络恢复，否则您的设备也将关闭。

因此，保持时钟是一个非常重要的角色:一个本地产生的时钟，它会一直工作，直到主要的时序源返回。它就像一个飞轮，即使在没有被主动驱动的情况下，也能以恒定的速度旋转。这需要非常稳定的时钟源，没有石英晶振表现出的“活动骤降”和突然的频率跳变。

当然，你不能只有一个简单的开关来选择这些来源。因为它们彼此完全独立，所以相位不一致。如果你只是从一个切换到另一个，你会得到一个相位跳变，可能会导致重大的下游问题。因此，网络同步器负责执行“隐藏”切换——选择输出时钟信号相位没有中断的信号源。

用已经紧张的4G时间，让它更紧张，然后将设备放在以前没有的恶劣位置。简而言之，这就是5G，它对任何本地时钟源都提出了许多挑战。

振动第一个问题是振动。在更多的地方安装更多的收音机——比如路边的电线杆上——你就能在恶劣的环境中拥有更多的设备。想象一下，当一辆重型卡车驶过，把附近的一切都弄得嘎嘎作响。定时源必须不受这种振动的影响。石英振荡器很容易发出嘎嘎声，只要振动持续，它们就可能超出规格。对于附近的长途货运列车来说，这可能需要几分钟，在有风的日子里甚至更长。相比之下，MEMS振荡器不会因振动而超出规格。

5G定时需要采用5G设计的MEMS振荡器，定时将比以往任何时候都更加重要。如果没有紧密、精确的时钟源，5G的承诺将只是一种宣传。MEMS振荡器让这种宣传变成了现实；这就是网络运营商如何确保他们的网络不会因定时功能而中断。

额定温度高达125℃ 抗振性是石英的10倍 没有微相位跳变，减少了掉话次数 可靠性是石英的100倍，最大限度地减少了卡车滚动(例如，SiTime在超过10亿台装运设备中没有现场故障)。

MEMS振荡器能够以五分之一的能耗完成所有这些工作，这意味着，不寻常的是，真的没有权衡。对于计划在几年内投入使用的许多5G设计来说，MEMS很有可能成为时钟源的选择。