Rechenzentrum Boom kommt
Einige der interessantesten technologischen Veränderungen sind derzeit im Gange, wie beispielsweise der Einsatz von 100G-Ethernet in Datenzentren und Funkzugangsnetzen, und die Umstellung auf Hochgeschwindigkeits-Glasfaser-Ethernet treibt den Bedarf an leistungsstärkeren Frequenz- und Frequenzregelungsprodukten voran.
Da traditionelle Unternehmen ihre Arbeitslast schnell auf die öffentliche Cloud-Infrastruktur verlagern, was zu einem massiven globalen Investitionsboom in Rechenzentren führt, sehen sich Rechenzentren zusätzlich zu der wachsenden Nachfrage nach geringer Latenzzeit besonderen Herausforderungen in Bezug auf die Arbeitsbelastung gegenüber Die Verarbeitung wird über mehrere Rechenknoten verteilt, wobei der größte Teil des Rechenzentrumsdatenverkehrs im Rechenzentrum verbleibt. Moderne Rechenzentren optimieren ihre Netzwerkarchitektur, um verteilte Virtualisierungsoperationen zu unterstützen, indem sie jeden Switch miteinander verbinden Ist bekannt als "Hyperscale Computing". Eine der grundlegenden Technologien, die das ultra-große Computing-Geschäft attraktiv machen, ist High-Speed-Ethernet, wie in Abbildung 1 gezeigt. Datencenter-Switches bewegen sich schnell auf 25G, 50G- und 100G-Ethernet-Netzwerke zur Beschleunigung der Datenübertragung und der Netzwerkeffizienz.
Abbildung 1 Datencenter-Switch auf 25/50/100 G Ethernet
Datenquellen: Dell'Oro Market Research, Aktualisierung Ethernet-Switch, (1/2017)
Der Wechsel von 10G auf 25/50/100G Ethernet treibt die Hersteller von Rechenzentrumsausrüstung dazu, Switches und Zugangsports auf höhere Geschwindigkeiten zu aktualisieren, was wiederum effizientere Timing-Lösungen mit geringerem Jitter erfordert. Diese Anwendungen und Ultra-Low-Jitter-Frequenz-Oszillator sind erforderlich, weil das Hochfrequenzrauschens kann zu unannehmbar hohen Fehlerrate führen oder die Kommunikation unterbrochen wird. Tabelle 1 hebt die Ethernet PHY, Schalter und Schaltarchitektur typischen Timing-Anforderungen. Ein sicheres und zuverlässiges Verfahren zur Implementierung eines Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Netzwerks besteht in der Verwendung von extrem niedrigen Jitter-Frequenzquellen, die eine ausgezeichnete Jitter-Toleranz für diese Spezifikationen bieten (Tabelle 1).
Signifikante Steigerung der Datenübertragung LTE-Advanced zu einer Schlüsseltechnologie
Da drahtlose Netzwerke in den nächsten Jahren von 4G / LTE zu LTE-Advanced und 5G wechseln, wird es enorme Veränderungen im drahtlosen Netzwerk geben, wobei drahtlose Netzwerke der nächsten Generation für mobile Datenaktivitäten optimiert sind, die bis 2021 wachsen sollen Exabyte 49 pro Monat, sieben Mal mehr als im Jahr 2016. Um dieses exponentielle Wachstum der Bandbreitenanforderungen zu unterstützen, entwickeln drahtlose Netzwerke die Datenübertragung neu und optimieren sie. "Radio Access Network (RAN) Hochgeschwindigkeits-Ethernet Es wird erwartet, dass die weit verbreitete Übernahme ein Schlüsselelement dieses technologischen Fortschritts sein wird.
Im 4G / LTE-Funkzugangsnetz, wird die Basisstation durch die HF- und Basisband-Verarbeitungsfunktion durchgeführt wird unterteilt in separate Transceivermodul entfernten RF (RRH) und eine zentrale Basisbandeinheit (BBU). 2 ist jeder Alternativ kann die Verbindung zwischen dem RRH über ein spezielle Faserbasis verbunden public Radio Interface (CPRI) Protokoll an die BBU. diese Architektur ermöglicht es, in einem Funk-Transceiver (in der Regel im Turmfuß Station) und die Basisstation (in der Regel auf den Boden in der Nähe) gewidmet Koaxialkabel und Kupfer. die verteilte Architektur ermöglicht BBU kann in eine bequemere Position platziert werden Bereitstellung und Wartung zu vereinfachen. Während das Verhältnis des herkömmlichen 3G-Funknetz effizienter ist, aber da die Bandbreite ist CPRI Verbindungsgeschwindigkeit (in der Regel 1 Gbps Bis zu 10 Gbps) ist die Netzwerkarchitektur begrenzt. Außerdem ist die CPRI-Verbindung eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung und RRHs und BBUs werden normalerweise nahe beieinander bereitgestellt<2km至20km), 这限制了网络部署的灵活性.
Abbildung 2 4G / LTE Wireless Access Network (CPRI)
Im Rahmen der Entwicklung der drahtlosen Industrie 5G Basisstationsarchitektur zu überdenken. Die Verbindung zwischen den Basisband- und Funkkomponenten, wie Fronthaul Netzwerk bekannt ist, sind Schlüsselbereiche der Optimierung. Fronthaul höhere Bandbreite erfordert Netzwerk mobile Hochgeschwindigkeits-Daten zu unterstützen die neuen LTE-Funktionen, einschließlich der Integration und Groß Träger MIMO. Darüber hinaus ist die Verwendung von netzwerkintensiven und kleinzelliges, Pico Cell and Microcell Front-End-Netzwerk werden zusätzliche Anforderungen an die Bandbreite bringen., um die Reduzierung der Investitionen und Betriebskosten zu maximieren, 5G Die Cloud-RAN (C-RAN) -Architektur wird verwendet, um eine zentralisierte Basisbandverarbeitung (C-BBU) auf mehrere RRHs anzuwenden.
Wurden neue Standards für Fronthaul C-RAN zur Unterstützung der Evolution entwickelt haben. IEEE1904 Access Network Working Group (ANWG) ist ein neues Radio-over-Ethernet (RoE) Standard zu entwickeln, für das Paket auf CPRI Ethernet unterstützen. Diese der neue Standard wird solche polymerisiert, dass der Verkehr von einer Vielzahl von RRH und CPRI kleinzelliges RoE über eine einzige Verbindung, wodurch die Auslastung des Netzwerk Fronthaul Verbesserung eine andere Arbeitsgruppe IEEE 1914,1 nächstes Fronthaul Interface (NGFI) ist neu und prüft RF die erste Schicht ist zwischen der Grundfrequenz, mit einer ersten Trägerschicht Verarbeitung in mehr RRH. NGFI Fronthaul solche Schnittstellen unterteilt können von Punkt angeschlossen werden, um Point to Multipoint-Topologie-zu-Mehr bewegte, wodurch die Netzwerkflexibilität zu verbessern und zu erreichen, Bessere Koordination zwischen Basisstationen Der neue 5G-Front-Haul-CPRI-Standard (eCPRI), der im August 2017 veröffentlicht werden soll, beschreibt die neue funktionale Aufteilung der Basisstationsfunktionalität und unterstützt den CPRI-Transport über Ethernet.
Diese neuen Fronthaul Standards erstellt eine Nachfrage nach Frequenz flexible Timing-Lösungen, die Unterstützung RRH erfordert, kleinzelliges, Pico-Zelle LTE und Ethernet-Frequenzen. Diese neuen Lösungen bieten Unified alle Frequenzen Hardware-Design in einem einzigen kleinen Größe IC-Möglichkeiten.
Eine weitere wichtige Herausforderung ist die genaue Zeitsteuerung und Synchronisation. Historisch gesehen, 3G und LTE-FDD-Mobilfunknetz von Frequenzsynchronisation aller Netzwerkkomponenten in eine sehr präzise und genauen Master-Referenzfrequenz, die in der Regel frei GNSS-Satellitensystem ist zu synchronisieren (GPS, Beidou) Signalübertragung. diese Systeme Funkschnittstelle erfordert Frequenzgenauigkeit innerhalb von 50 ppb oder die Basisstation an der Schnittstelle Backhual Netzwerk erforderlich 16ppb. LTE-TDD und LTE-Advanced diese Frequenzgenauigkeitsanforderungen beibehalten, sondern fügt sehr strenge Phasensynchronisation Anforderungen (± 1.5us). dies ist zum Beispiel eine verstärkte interBasisStation Interferenzkoordination (eCIC) und eine wesentliche Voraussetzung für Multi-Point (CoMP) und andere neue Merkmale der Koordination erreicht, kann die Signalqualität und spektrale Effizienz maximieren. Diese Anforderungen an die Phasensynchronisation werden voraussichtlich durch den bevorstehenden 5G-Standard weiter verbessert.
Abbildung 3 LTE-Advanced Radio Access Network
Abbildung 5 zeigt die Netzwerkarchitektur von LTE-Advanced, die durch eine Vielzahl von RRH paketbasiertes Netzwerk an einen zentralen eCPRI BBU, Phasen / Frequenz-Synchronisation wird durch die IEEE1588v2 / SyncE vorgesehen ist, verbunden ist. Realisieren IEEE1588 / SyncE Unterstützung Timing in der RRH und zentralisierte BBU und Phasensynchronisation. 100GbE höheres Bandbreite Kommunikationsnetz ein Übertragungs Backhual BBU zu jedem von dem Kernnetzwerk nun zur Implementierung kann eine höhere Leistung verwendet werden, flexiblere Timing-Lösungen, vereinfachte Anwendung LTE-Advanced Frequenzerzeugung, -verteilung Und Synchronisation.
Reduzieren Sie die Datenübertragungskosten, um neue Dienste zu erstellen
Ethernet ist weit verbreitet in Rechenzentren und drahtlosen Netzwerken verwendet, um höhere Netzauslastung und niedriger Kosten für die Datenübertragung zu erreichen und neue Service-Provider Funktionen und Dienste ermöglichen. In diesen Infrastrukturanwendungen, Paket zu übertragen basierte Ethernet treibt flexibler und Nachfrage geringer Jitter Timing-Lösungen. die Zeitsteuerung der Haupt Ausrüster wird diese Nachfrage durch die marktbasierte Hochleistungs-Oszillatorfrequenz und innovative Architektur zu erfüllen, in der maximalen resultierenden Frequenzflexibilität und ultra-niedriger Jitter.