Ahogy az optikai kommunikációs technológia előrehalad a nagyobb sebesség, a nagyobb sűrűség és az alacsonyabb energiafogyasztás felé, a stabilitás és az anti- Az órajel -jelek interferencia teljesítménye a rendszer teljes teljesítménye szempontjából kulcsfontosságúvá vált. A differenciális kristály oszcillátorok, egyedi jelátviteli mechanizmusukkal, egyre inkább magukórákként alakulnak ki az optikai modulokban, például a 400G/800G optikai adó -vevőkben.
I. Órakövetelmények és kihívások az optikai kommunikációs modulokban
Az optikai kommunikációs rendszerekben az optikai modulok felelősek az elektromos jelek hatékony átalakításáért optikai jelekké. Az olyan kulcsfontosságú alkatrészek, mint a lézeres mozgatórugók, a TIAS és a CDR áramkörök szigorú követelményeket vetnek fel az órajelekre:
Alacsony fázizaj és jitter: A magas - sebességi jelátvitel (pl. 56 Gbps PAM4, 112 GBPS NRZ) megköveteli, hogy a jitter 100 FS (femtosecond szint) alatt legyen, hogy megakadályozzák a bit hibaarány növekedését (BER).
EMI -ellenállás: A magas - sűrűségmodulok komplex elektromágneses környezetében az egyetlen - végű órák hajlamosak az áthárításra.
Hőmérsékleti stabilitás: A moduloknak széles hőmérsékleti tartományban (± 2,5 ppm vagy annál jobb) a frekvencia stabilitását (± 2,5 ppm vagy annál jobb) meg kell őrizniük.
Ii. A differenciális kristály oszcillátorok technikai előnyei
Az egyetlen - végű oszcillátorokkal összehasonlítva a differenciális kristály oszcillátorok egy pár fázist adnak ki - fordított differenciáljeleket (pl. LVD, LVPECL), amelyek jelentősen javítják a rendszer teljesítményét:
Továbbfejlesztett anti - interferencia képesség
Általános - Üzembeli zaj -kilökődés: A differenciális vevők kiküszöbölik a közös - üzemmód zaját (például az energiaingadozások és az EMI) kivonással.
Csökkent EMI -sugárzás: A szimmetrikus jelútok visszavonják az elektromágneses mezőket, csökkentve a sugárzást kb. 20 dB -vel.
Optimalizált jel integritása
Magas elszámolás: A gyorsabb él átmenetek lerövidítik az emelkedést és az esési időket, ami elengedhetetlen az 56 Gbps+ SERDES interfészeknél.
Impedancia -illesztés: A differenciál nyomok eredendően megegyeznek a 100Ω impedanciával, egyszerűsítve a NYÁK kialakítását.
Alacsony energiafogyasztás
Az LVDS - alapú differenciális oszcillátorok 60–70% -kal kevesebb energiát fogyasztanak, mint az egyetlen - véget vettek, megfelelnek az alacsony - energiaszabotristáknak, mint például a QSFP - DD.
Iii. Tipikus alkalmazások optikai modulokban
Magas - SEDE SERDES óraforrás
Alkalmazás: Referenciaórákat biztosít a PAM4 modulátorok és a CDR áramkörök számára.
Példa: A 100 g/400 g modulok 156,25 MHz vagy 312,500 MHz -es differenciális oszcillátorokat használnak<50 fs RMS jitter (integrated over 12 kHz–20 MHz).
Multi - Csatorna szinkronizálás
Alkalmazás: fázis szinkronizálás multi - csatorna modulokban (pl. CFP2/QSFP - DD).
Kulcstechnika: Multi - Kimeneti differenciál oszcillátorok (pl. 4-csatornás LVD-k) minimalizálják a ferdét ± 50 ps-ig.
Hőmérsékleti kompenzáció
Differenciál TCXO: Integrálja a hőmérséklet -érzékelőket és a kompenzációs algoritmusokat, hogy ± 2,5 ppm frekvencia stabilitást érjen el -40 fokon, 85 fokig.
Iv. Ipari trendek és kiválasztási irányelvek
Technológiai trendek
Magasabb frekvenciák: A 224 GHz -es oszcillátorok most 1,6T optikai modulokat támogatnak.
Miniatürizálás: 2520 csomag (2,5 × 2,5 mm) cseréli az 5032/7050 csomagokat a CPO -hoz (CO - csomagolt optika).
Integráció: Az oszcillátorok beépített - -val a teljesítményszűrőkben és a spektrum elterjedése csökkenti az áramkör bonyolultságát.
Kulcskiválasztási kritériumok (ipari fokozat)
|
Paraméter |
Tipikus követelmény |
|
Frekvenciatartomány |
10–3000 MHz |
|
Frekvencia stabilitás |
± 25 ppm |
|
Fázisú zaklatás |
<100 fs RMS (12k–20M) |
|
Kimeneti típus |
LVDS/LVPECL/HCSL |
|
Üzemi hőmérséklet |
-40 fok +105 fok |
|
Energiafogyasztás |
<80 mW (LVDS) |
Hangjing modellek: 1532C6-156.250K18DTSTL, 1553D-156.250K33DTSTL, 1575C-156.250K33DTSTL, 1532D-312.500J3DTL, 1553D-312.500K33DTL.
Magas - stabilitás/magas - precíziós követelmények
TCXO (LVDS/LVPECL): A Hangjing's TC32D6/TC32P6/TC53H8 sorozat megfelel a szigorú előírásoknak:
|
Paraméter |
Tipikus követelmény |
|
Frekvenciatartomány |
10–3000 MHz |
|
Frekvencia pontosság |
± 1,0 ppm |
|
Stabilitás |
± 2,5 ppm @ -40 fok +85 fok |
|
Fázisú zaklatás |
<100 fs RMS (12k–20M) |
|
Kimeneti típus |
LVDS/LVPECL |
|
Üzemi hőmérséklet |
-40 fok +85 fok |
|
Energiafogyasztás |
<80 mW (LVDS) |
A magas - teljesítmény -differenciális oszcillátorok esetén vegye fel a kapcsolatot a Hangjing alkalmazásmérnökeivel a testreszabott megoldásokkal kapcsolatban.
Következtetés
A differenciális kristály oszcillátorok, az EMI -ellenállásuk, az alacsony jitter és az integrációs előnyökkel, nélkülözhetetlenek a magas - sebességű optikai modulokban. Ahogy az optikai kommunikáció tovább halad a 800 g/1,6T -es korszakba, a differenciális óra -technológia továbbra is az ipar teljesítmény határait fogja elérni.
