Недавно CNOOC успешно справилась с задачей мирового уровня по разработке нефтяных месторождений на рифовых известняках на шельфе. Этот прорыв был достигнут благодаря атомным часам SYNC на основе микросхем, которые обеспечивают высокоточную поддержку времени и частоты для оборудования для подводных исследований. Являясь вершиной передовых технологий и основным стратегическим ресурсом, серия атомных часов SYNC стала "краеугольным камнем точности" в ключевых областях на суше, на море и в воздухе.
01 От астрономического времени к атомному: Зачем Нам нужны атомные часы?
До появления атомных часов хронометраж человека эволюционировал от "астрономического времени", определяемого наблюдением за звездами, к "механическому времени" с использованием механических часов и, наконец, к "кристаллическому времени", в котором преобладают кварцевые генераторы. Каждое новое изобретение стократно повышало точность отсчета времени, но традиционные методы хронометрирования сталкивались со значительными трудностями: кварцевые часы чувствительны к колебаниям температуры и напряжения, что приводит к ежедневной погрешности примерно в одну секунду; механические часы, на которые в дальнейшем влияют такие факторы, как гравитация и трение, демонстрируют еще более низкую точность. Эти ошибки, возможно, и не являются проблемой в повседневной жизни, но они стали серьезным недостатком передовых технологий. Это особенно актуально в условиях новой технологической революции, вызванной "всеобщим интернетом", цифровыми двойниками и большими моделями искусственного интеллекта. Будь то микросекундная синхронизация, необходимая базовым станциям 5G для обеспечения бесперебойной передачи видео, наносекундная синхронизация, необходимая 6G для интегрированной связи в воздухе, космосе, на суше и на море, автономное вождение, основанное на временных метках наносекундного уровня для объединения нескольких датчиков для безопасного объезда препятствий, или даже высокоточная координация тысяч спутников в глобальных группировках спутникового интернета — все это зависит от высокоточных сигналов времени.
02 Развитие отечественной энергетики: десятилетие совершенствования CESI
В 2013 году CESI Electronics, ведущая компания в области измерения времени и частоты, начала независимые исследования и разработку атомных часов. Благодаря глубокой интеграции промышленности, научных кругов, исследований и прикладных программ, CESI постепенно преодолевает технологические барьеры. За последнее десятилетие они создали полную цепочку от разработки чипов до упаковки и тестирования, массового производства и внедрения, запустив продукты и решения для атомных часов с несколькими ключевыми мировыми показателями.
1. Полностью собственная разработка, ведущая в области ключевых технологий
Производительность атомных часов на 70% зависит от производительности их основных компонентов. Используя свой научно-исследовательский институт на уровне провинции и рабочее место для аспирантов, CESI тесно сотрудничает с такими университетами, как Пекинский университет, для достижения прорывов в таких ключевых компонентах, как атомные газовые камеры, квантовые чипы и интегральные микроволновые схемы. Фирменные рубидиевые атомные часы CESI и атомные часы на основе микросхем на 100% производятся внутри страны, что позволяет полностью избавиться от зарубежных технологических барьеров и заложить основу для высокой производительности и надежности.
2. Миниатюризация и низкое энергопотребление: Переосмысление атомных часов
Несмотря на свою высокую точность, традиционные атомные часы обладают такими общими недостатками, как большой размер, высокое энергопотребление и медленный запуск, что затрудняет их применение в легких приложениях, таких как спутники, базовые станции 5G и беспилотные летательные аппараты.
Разработанные компанией CESI Electronics атомные часы на чипах, основанные на принципе когерентного улавливания популяции и технологии MEMS, уменьшают размер традиционных атомных часов с десятков кубических сантиметров до размера спичечного коробка, а также снижают энергопотребление до 130 МВт и поддерживают стабильность частоты ≤1,0э.-10.
Этот прорыв не только превращает атомные часы из "лабораторного оборудования" в "стандартное оборудование для Интернета вещей", но и напрямую позволяет CNOOC успешно решать задачи мирового уровня, связанные с разработкой морских рифовых известняковых нефтяных месторождений.
3. Превосходная адаптируемость к окружающей среде: Универсальный игрок на суше, море и в воздухе
С наступлением эры "Интернета всего" атомные часы превращаются из "национального достояния" в "общественные нужды", ориентируясь на применение в спутниках, аэрокосмической промышленности, подводных исследованиях, финансах и ценных бумагах, интеллектуальных сетях и Интернете информации. Компания SIS выпустила серию атомных часов на основе рубидия и микросхем. В этих часах используется корпус, устойчивый к высоким температурам, давлению и коррозии, что обеспечивает надежную адаптацию к окружающей среде и стабильную производительность в диапазоне температур от -40°C до +80°C.
Кроме того, стандартизированные электрические и механические интерфейсы обеспечивают быструю интеграцию в существующие системы. В настоящее время они широко используются в сложных сценариях, таких как базовые станции 5G, глубоководное оборудование CNOOC, финансы и ценные бумаги.
4. От устройств к системам, служа "невидимой опорой" цифровой эпохи
Sys не только предоставляет высокоточные атомные часы, но и, используя в своей основе атомные часы, сочетает в себе запатентованные алгоритмы синхронизации/ резервирования на основе ПЛИС, аппаратный дизайн и настройку программного обеспечения, а также широкомасштабные возможности сетевого взаимодействия по времени и частоте и управления ими для запуска серверов синхронизации, оборудования для тестирования времени и частоты и конечных устройств системного уровня.- комплексные решения.
После внедрения решения для синхронизации с использованием Sys' atomic clocks оператор связи на 50% повысил точность синхронизации PTP, что значительно расширило возможности применения технологии Urllc в таких критически важных сервисах, как автономное вождение и удаленная хирургия. В настоящее время большое количество недавно построенных базовых станций 5G по всему Китаю оснащены атомными часами Sys отечественной разработки, что значительно повышает точность и стабильность синхронизации сети.
03 От догоняющих к ведущим: будущее атомных часов Sys.
Оглядываясь на 2025 год, можно сказать, что разработка атомных часов Sys олицетворяет собой путь Китая от технологической изоляции к независимому контролю в области времени и частоты, а также от устранения пробелов к достижению частичного лидерства.
Сегодня SIS глубоко интегрирована в национальные стратегии и цифровую экономику. Она поддерживает создание сетей 5G компаниями China Mobile, China Telecom и China Unicom, обеспечивая синхронизацию более 70% магистральных сетей страны и проектов сверхвысокого напряжения. Это обеспечивает временную и частотную гарантию национальной энергетической безопасности (для CNPC, Sinopec и CNOOC). Он участвует в таких крупных проектах, как компьютерный центр "Восток-Запад" в Циньяне и проекты по отводу воды из Трех ущелий и с юга на Север, устанавливая временные рамки для цифрового мира. Кроме того, это расширяет возможности цифровой инфраструктуры, предоставляя услуги синхронизации наносекундного уровня в таких развивающихся областях, как демонстрационная зона автономного вождения высокого уровня в Пекине и вычислительный центр Alibaba Cloud/ByteDance.
В будущем, с развитием таких новых областей, как квантовые вычисления, исследование дальнего космоса и низкоорбитальный спутниковый Интернет, гонка за точностью атомных часов будет только усиливаться. SIS установила стратегические партнерские отношения с несколькими ведущими отраслевыми компаниями, стремясь улучшить экологическую адаптацию и надежность своей продукции, еще больше расширить границы применения атомных часов в квантовой связи, автономном вождении и других областях, а также продолжая закладывать важнейший "фундамент времени" для Китая.#39. цифровое будущее.
English
Español
中文
