【应用】100MHz~312.5MHz 晶振助力PAM4光模块专用测试仪

时间： 2018-03-09 来源：世强作者：火芯人

技术问答

随着国家互联网＋政策的实施，数据中心、大数据等业务获得迅猛发展，数据中心大量的数据传输通常都以效率较高的光信号进行传输，由于距离较短，出于成本和功耗考虑，目前都采用脉冲幅度调制方式（PAM4），而不需要长距离的NRZ方式的调制方式光模块。据有关报道称，PAM4光模块将是光模块市场的一个全新增长点。

PAM（Pulse Amplitude Modulation：脉冲幅度调制）信号是下一代数据中心做高速信号互连全新传输技术，将广泛应用于超100G接口的电信号或光信号传输。PAM4信号采用4个不同的信号电平来进行信号传输，每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息（0、1、2、3），而传统的数字信号最多采用的是NRZ（Non-Return-to-Zero）信号，即采用高（1）、低（0）两种信号电平来表示要传输的数字信号，每个信号符号周期可以传输1bit的逻辑信息。因此要实现同样的信号传输能力，PAM4信号的符号速率只需要达到NRZ信号的一半即可，因此可以大大降低传输通道对信号造成的损耗。

PAM4模块属于新兴的光模块，目前用于测试PAM4模块的设备非常昂贵。因此，众多光模块厂家都选择自行开发设计光模块测试设备，用于测试眼图、误码等关键参数。光模块测试设备中都会速率的变换，因此通常都会使用Gearbox速率变换模块，Gearbox都会需要外围提供参考时钟，用于不同光模块速率的变换测试。PAM4光模块由于体积限制，其内部PCB布板非常紧凑，因此其内部所用的晶振一般都是3225或者是2025等小封装晶振，相对成本较高，而PAM4测试设备相对数量要求不多，对体积没有特别要求，但是对时钟性能有较高的要求。这里我们推荐使用SILICON LABS的一款高性能晶振Si536作为该测试设备的Gearbox参考时钟源，具体设计如下图1所示。

图1：光模块测试设备时钟应用框图

Silicon Labs公司的SI536晶振的频率范围为100MHz~312.5MHz，涵盖了100G/200G/400G 等速率PAM4光模块常见的参考时钟（比如156.25MHz、157.933MHz、212.50MHz），晶振内部集成基频XTAL和第三代DSPLL专利技术，可以方便通过调整DSPLL（专利数字锁相环）实现客户所需频点，定制周期相对于其它厂家通过切割、打磨等工艺定制频点的周期要短很多，通常2~4周可以提供样片支持。SI536的RMS Jitter指标优良，对于数据中心要求的10kHz~1MHz积分带宽RMS jitter指标，其典型值仅为0.19ps，完全满足设备测试要求。SI536上电时间较短（10ms），可以使得设备快速上电工作。SI536是一款非常适合PAM4光模块测试设备应用的参考晶振。

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全部评论（5）

用户21091748 Lv4 资深工程师 2018-05-30

求推荐廉价的时钟驱动，4路输出的，100MHZ以下应用，价格在10块以下
- 用户88666644_世强回复：建议使用Silicon Labs SI53306时钟缓存器，支持4路差分、单端信号输出，QFN16封装，频点范围支持DC~725MHz，性价比较高。
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titan Lv8. 研究员 2018-09-05

学习了
yuyu Lv8. 研究员 2018-07-31

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duanmaxie Lv8. 研究员 2018-03-22

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terrydl Lv9. 科学家 2018-03-21

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