时间，宛若电子系统的脉搏，决定着整个系统的准确运转。面对5G时代的到来，稳定性和可靠性的要求被抬升至前所未有的高度。4G 网络中使用的传统石英晶振面临着支持即将到来的 5G 网络的更高带宽和更窄信道的新挑战。MEMS硅晶振解决了这些问题，高精度温补晶振SiT5356满足所有晶振要求，同时存在冲击、振动和快速温度变化等动态环境压力的情况下，其性能明显优于石英晶振。此外，与石英晶振相比，MEMS硅晶振的100%半导体供应链保证了其产品的高质量和可靠性，这对于5G应用的卓越服务质量起到决定性支撑作用。

5G RRU 时序的新趋势

        从 4G 到 5G 网络的过渡导致了两个关键的新兴趋势：云化和密集化。需要在核心网络中部署云技术，或云化，以实现语音和视频应用的实时处理。无线电头端和基站之间的连接是 4G 中的点对点物理链路，在 5G 中使用云中维护的基于分组的网络建立。整个分组网络的时间同步需要采用新标准，包括 IEEE 1588 和演进的公共无线电接口 (eCPRI)，这对定时性能和可靠性提出了新的挑战。

        与此同时，预计新的移动服务将增加宽带蜂窝流量。为了提高5G数据速率，基站和用户终端之间的距离将缩短，从而导致网络中的小区站点和节点数量相应增加。无线接入网络的这种密集化是 5G 网络引入的根本性转变，对于提高用户高度集中的都市地区的容量至关重要。蜂窝无线电将在整个 5G 城市景观中无处不在，它们将出现在电线杆、灯柱、建筑角落和路边市政电源柜上。这种密集化将使 5G 无线电受到各种环境条件的影响，这些环境条件要求定时设备具有更高水平的性能。

数据包延迟变化

        计划提供新的实时 5G 应用的服务运营商需要时间同步网络。IEEE 1588 和 eCPRI 技术通过分组网络实现了这种时间同步。通过分组网络将中央单元 (CU) 连接到远程无线电头端 (RRH) 的一个后果是在链路两端之间传输的分组的时间延迟变化。这种数据包延迟变化 (PDV)，也称为网络抖动或数据包抖动，会给从网络导出的时间值增加噪声，因此会降低用户对实时服务的体验。PDV是由系统中的许多因素引起的。例如，任何处理数据包的活动网络元素（例如交换机）都会受到不同负载条件的影响。此负载是要处理的数据包数量和处理复杂性的函数。

        通过增加在其 IEEE 1588 伺服环路中使用的晶振的稳定性，可以减少 PDV 对 RRH 的影响。该伺服环路充当输入 PDV 的低通滤波器，以及振荡器注入的定时噪声的高通滤波器。因此，晶振越安静或越稳定，可以将伺服环路带宽调节得越低，以过滤输入 PDV 并输出一个时钟，该时钟忠实地重建链路另一端的时间尺度。然后使用这个“清理过的”输出时钟来精确控制晶振，并且反馈循环重复。

        因此，硅晶振的稳定性直接影响 5G 网络得出的定时精度。硅晶振最常见的稳定性规格是温度范围内的频率稳定性。通常，硅晶振是专门为这个数字选择的，通常被认为是整体稳定性的代理。然而，当受到热梯度时，该规范未能捕捉到硅晶振的稳定性。此处，频率与温度的斜率（也称为 dF/dT）可能是影响时序精度的重要因素。图 1 和图 2 说明了高精度温补振荡器SiT5356 与竞争性石英晶振相比的优势，可在不断变化的热环境中提供出色的稳定性。

图 1：SiTime SiT5356 ±100 ppb TCXO 具有行业领先的低频-温度斜率 (dF/dT)，可改进 PDV 滤波，从而提高时序精度，这是部署成功的实时服务所必需的。

图 2：与一级 ±50 ppb 石英 TCXO 相比，SiTime SiT5356 ±100 ppb 基于 MEMS 的 TCXO 在快速热梯度期间提供卓越的稳定性。SiT5356 的性能得益于专有的 DualMEMS™ 架构和 TurboCompensation™ 温度补偿方案

      5G 无线电中的电子设备采用对流冷却，因此会受到各种热条件的影响。基于MEMS硅晶振的设备不需要物理覆盖层，也不需要专用的 PCB 禁止区域，石英晶振设备通常需要用于热保护以保持数据表规格。

  环境冲击和振动

        密集化还需要更高水平的质量和可靠性，以最大限度地减少对 5G 无线电广泛部署的服务呼叫。5G RRU 中的精密 TCXO 和 OCXO 设备（4G 中不存在）为难以访问的故障提供了新的维修位置。

1.  质量提高 50 倍 (DPPM)

2.  可靠性 (MTBF) 提高 30 倍

3.  机械抗震性提高 20 倍（MIL-STD-883 方法 2002）

4.  存在快速热梯度时频率稳定性提高 10 倍

5.  抗随机振动性能提高 3 倍（MIL-STD-883，方法 2007）

6.  没有频率跳跃或活动下降

7.  出色的电源噪声抑制

        由于这些优势，在 5G RRU 设备中设计的SiT5356使单一无线电设计能够在全球部署，无论环境条件如何。这样的设计节省了开发时间，加快了上市时间，并简化了生产。这些无线电提供的强大定时一旦部署在现场，将最大限度地减少对 5G 服务的干扰并确保更好的用户体验。