5Gは、業界、社会、そして私たちのコミュニケーションと生活の方法を変革しています。 4Gは、単に高速な5G LTEであるだけでなく、電気通信の歴史の中で最も革新的なテクノロジーの10つです。 4Gの10,000倍の速度で、100倍のネットワークトラフィックをサポートし、5倍のデバイスを処理でき、ダウンタイムを認識せずにXNUMX分のXNUMXの遅延を実現します。 XNUMXGの可能性を実現するのに役立つ最も重要なテクノロジーのXNUMXつは、微小電気機械システム（MEMS）のタイミングです。 MEMSタイミングは、同等のクォーツベースのデバイスよりもはるかに小型で低電力のソリューションを提供し、過酷な環境条件に対してはるかに耐性があります。
5G機能を完全に実現するには、どのような技術的変更が必要ですか？
5Gは既存の4Gインフラストラクチャ上に構築されていますが、大規模に展開された5Gネットワークでは、通信インフラストラクチャを完全に再設計する必要があります。 業界の専門家は一般に、5Gネットワークを完全に展開し、モノのインターネット、自動運転、遠隔医療、人工知能、仮想現実および拡張現実を通じてその完全な価値を実現するには5年かかる可能性があることに同意しています。 大手キャリアは今年すでに主要な大都市圏で1.8Gサービスの提供を開始しており、5年末までに世界中で最大2021億の5G接続が展開される可能性があります。エンドツーエンドのXNUMXGを可能にする最も重要なテクノロジーのXNUMXつはMEMSタイミングです。
5Gの約束を果たす必要性を推進し続けているものは何ですか？
5G の約束を最大限に実現するには、現在のネットワークで可能なものを超えるパフォーマンス、帯域幅、遅延が必要です。 これまでのところ、当社はサブ 6 GHz ネットワークを展開しており、市場は超高速ミリ波 (mmWave) を必要としています。 テクノロジー 24 GHz ～ 40 GHz の範囲。 この変化には、ミリ波周波数に関連する見通し線、遮断、およびカバレージの課題を克服するために、屋外機器を広範囲に導入する必要があります。
5Gには、5つの重要な展開要件があります。セルサイトを可能な限り追加するネットワークの高密度化と、光やその他の電柱を使用してネットワークを変換し、XNUMXGを利用したサービスを有効にするクラウド化です。 衝撃、振動、極端な温度、およびその他の過酷な環境のストレス要因にさらされるため、これらの展開には、弾力性のある頑丈なタイミングコンポーネントが必要です。つまり、MEMSです。
5Gの信頼性はどのように保証されますか？
信頼性が高く、復元力のある5Gミリ波ネットワークを確保するには、ランプポスト、信号機、スタジアム、屋上、外壁など、顧客宅内の近くに配置された100倍もの機器（基地局、スモールセル、リレー、リピーター）が必要になる場合があります。 この機器のほとんどは、過酷な屋外環境で動作し、極端な温度、風、振動、および衝撃に耐えます。
5Gの実装によって影響を受ける、または関与するテクノロジーは何ですか？
5Gの実装によって影響を受ける、または関与するハードウェアおよびソフトウェアテクノロジーには、最適化されたRF IC、アンテナアレイ、増幅器、ビームフォーミング、およびビーム管理技術が含まれますが、これらに限定されません。 最近のオペレーター定義のオープンでインテリジェントな無線アクセスネットワーク（O-RAN）会議では、5Gのタイミング同期の必要性が非常に議論されたトピックでした。 これは、5Gに関連する基本的な手法の多くが同期を必要とするだけでなく、実際には、この規模で以前に展開されたものを超えるレベルのタイミング調整を要求するためです。
5Gの展開では、タイミングデバイスが非常に重要なのはなぜですか？
タイミングデバイスは、通信インフラストラクチャ、産業機器、自動車システム、および無数の電子製品を含むすべての電子システムの心臓部です。 タイミングチップは、ピアノ奏者が使用するメトロノームと考えてください。ミュージシャンに正確で安定したビートを提供し、よりシャープでクリアな演奏を実現します。 私たちの生活の中でタイミング技術が普及しているにもかかわらず、システムエンジニアとアーキテクトを除いて、過去数十年にわたって通信革命で時計と発振器が果たしてきた重要な役割を認識している人は比較的少数です。 5Gの時代に入ると、タイミングテクノロジーはこれまで以上に重要になります。
5Gのさまざまなタイミングテクノロジーは何ですか？ なぜシリコンベースのMEMSなのか？
ほとんどの電子システムは、歴史的にクォーツベースのタイミングデバイスを使用してきました。これは、アナログ腕時計の内部で静かに共振するクォーツクリスタルと機能的に似ています。 クォーツは70年前のタイミング技術であり、その共振器と発振器は何十年にもわたって私たちに役立ってきました。 しかし、タイミング業界では静かな革命が進行中です。 小型で独創的な微小電子機械システム（MEMS）共振器に基づく新世代のタイミングデバイスは、環境ストレス要因に対する最高の信頼性と回復力を必要とするアプリケーションでクォーツに取って代わりつつあります。 アナログ回路と組み合わせたMEMSテクノロジーは、同等のクォーツベースのデバイスよりもはるかに小型で低電力の完全なタイミングソリューションを提供し、過酷な環境条件に対してはるかに耐性があります。
なぜMEMSが事実上の5Gタイミング技術として登場したのですか？
MEMSタイミングデバイスは複数世代にわたって完成されており、4GLTEや5Gワイヤレスインフラストラクチャなどの多くの要求の厳しい通信およびネットワーキングアプリケーションで、クォーツベースのデバイスに着実に取って代わっています。 MEMSベースの共振器、発振器、および完全な「クロックシステムオンチップ」デバイスは、クォーツソリューションよりも桁違いに高いパフォーマンス、信頼性、および復元力を提供します。 これらの理由から、MEMSは屋外に配備された5Gマクロおよびスモールセル基地局にとって理想的な精密タイミング技術であり、機器メーカーや携帯電話会社が5Gの可能性を実現するのに役立ちます。
まとめ
5Gの成功は、比類のないワイヤレスパフォーマンスだけでなく、確固たる信頼性の観点からも、顧客満足度に部分的に依存します。 5Gでは、極端な温度、過度の振動、または突然のショックによって引き起こされる通話の切断やネットワークの停止に対するオプションはありません。 自動運転車であろうと遠隔手術であろうと、オペレーターとユーザーは同様に、フェイルセーフ技術として5Gに依存できなければなりません。 5G機器メーカーは、ネットワークインフラストラクチャでMEMSベースのタイミングテクノロジーの使用をすでに開始しています。 実際、現在10を超えるさまざまな5GアプリケーションがMEMSタイミングデバイスを使用しています。
そろそろ時間です。5G革命は順調に進んでおり、MEMSタイミング技術の最新の進歩は、来るべきワイヤレスネットワークの革新と変革を活性化するのに役立ちます。
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SiTimeについて