【应用】SI530在100G相干CFP光模块中用作REF_CLK的参考时钟源，稳定度达到20 ppm且使用方便

时间： 2019-11-23 来源：世强

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相对于数据、短距离光模块来说，相干、长距离光模块的技术更为复杂，特别是对于目前应用较多的100G相干CFP光模块，其内部都采用了最新的相关光通信处理DSP芯片，涉及到复杂的算法配置，设计难度更大，随着100G商用网络的普及及400G商用的逐渐推广，为配合5G带宽、低延时、高可靠性的传输网络需求，100G相干CFP的出货仍然在稳步推进，在接下来的一段时间不会被替换。

通常来说，100G相干CFP光模块通常是指线路端，其内部内部通常包括DSP、MUX、DEMUX、TOSA、ROSA等核心部件，一般基于DP-QPSK相干调制技术，最新的支持QAM32等调制技术，支持ODU4传输，时钟链路基于不同厂家DSP的不同速率会有多种频率选择。100G相干光模块CFP中有一个非常重要的组件是Gearbox，它可以实现10*10 Gbps到4*25 Gbps不同速率数据的变速转发。这个变速转换器件工作时要求各路参考数据同步，也就要求对应的参考时钟同步，以实现4路高速数据的同步转换，同时为了数据采集的准确性，特别是保证数据调制后长距离发送而不影响其误码性能，要求有一个稳定的参考时钟源。

该参考时钟源推荐SILICON LABS的经典去抖时钟发生器SI5326，可以满足100G CFP的常用两种速率161.1328125MHz和644.53125MHz同时输出，抖动指标可以达到0.3ps RMS，实测可以稳定保证数据转换和数据发送的准确性。SI5326的工作原理是其输出的两个频点跟随输入的时钟信号，实时锁定输入信号并通过小数分频器对输入源进行抖动抑制、实现去抖功能，使得输出的信号的相噪特性获得显著提高，但是SI5326在这种情况下的应用不是用来锁定输入源，而是以工作在自由振荡模式下工作，SI5326在自由振荡模式下工作时，其输出参考源是REF_CLK的时钟。并且这时的输出时钟的稳定性（ppm）完全取决于这个REF_CLK，那么为了获得较为稳定的参考源，必须选择合适的参考晶振或者晶体。

选择晶振还是晶体作为REF_CLK的参考源，需要根据实际应用，这里用在光通信领域，对抖动性能要求较高，且工作在特定的复杂环境，建议使用有源的XO，但是由于不是用于同步以太网等环境，也不建议使用TCXO，那么选择一款合适的XO才是重点。

这里我们推荐530AC114M285DG（SI530晶振的定制型号）这颗晶振作为REF_CLK的参考时钟源，首先是SI530晶振是与SI5326一样，都内置DSPLL核心技术，对抖动抑制能力超强，其RMS jitter在300 fs，满足SONET的100GE/OTU4E的设计需求，其稳定度达到20 ppm，满足光通信的设计需求。然后，这款内置LDO，不需要额外增加LDO，一般的普通DC/DC即可满足电源供电要求，使用较为方便。再者，530AC114M285DG的频点刚好是114.285MHz，与SI5326推荐的频点完全一致。不过在使用时，注意SI5326的内部阻抗匹配，需要在SI530的输出端并联一个100欧姆的阻抗和串联两个0.01uF（P/N各一个）的电容接入SI5326的REF_CLK输入端。

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