【应用】100G光模块高速率数据准确转换的时钟树解决方案

2017-04-19 世强 风起云扬
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【摘要】100G光模块实现不同速率的变换转发对数据误码率提出了高要求。对此,Silcon labs推出的基于DSPLL及MultiSynth技术的“Si530+Si5326+Si5242”组合时钟树具有超低抖动性能,同时还可输出多路时钟,保证了100G光模块数据转换和数据发送的准确性。该时钟树还具有全面的功能、出色时钟指标性能、小体积、低功耗、易于使用等优点,更是满足了100G光模块对时钟芯片的苛刻要求。


随着物联网建设的全面推进,万物互联的时代呼之欲出。伴随而来的是数据膨胀对广域网、城域网等通讯干线的通讯速率提出了更高的要求。如此,促使了100G光模块等新型通讯器件的大面积应用。


图1:基于“DSPLL+MultiSynth”专利技术的时钟树在100G光模块中的应用


如图1所示为100G光模块结构,主要由Gearbox、TIA、DRIVER、Laser等器件组成,其中Gearbox可以实现10*10Gbps到4*25Gbps不同速率数据的变速转换。而不同数据传输速率的参考时钟完全不同,100G CFP的两种速率就存在161.1328125MHz和644.53125MHz两种同步时钟,如此高速率的转换对数据误码率要求较高,因此需要超低抖动的时钟芯片组成发端参考时钟,并且要求时钟与发送的数据保持完全同步。对此,在时钟领域深耕多年的SILICON LABS推出的基于DSPLL和MultiSynth专利技术的时钟树给出了解决方案。


DSPLL是什么?

Silicon Labs发明的DSPLL专利技术,是用集成数字信号处理(DSP)电路和超低抖动压控振荡器的单个IC替代多个离散锁相环(PLL)组件的标准技术,现在已开发至第四代。这种革命性的架构结合了模拟低相位噪声LC-VCO,数字PLL架构和尖端CMOS技术,提供的解决方案与传统级联PLL器件相比,集成度更高、封装更小、功耗更低、性能更强大。图2是基于DSPLL的时钟发生器


图2:基于DSPLL技术的时钟发生器Si532


MultiSynth是什么?

MultiSynth是一个支持相位误差校正的低抖动小数分频器。使用这种专有技术的时钟发生器可以从单个器件产生多个非整数相关的输出时钟,从而无需独立的晶体振荡器和时钟发生器IC。Silicon Labs的MultiSynth技术简化了通信,存储和广播视频等应用中的时钟生成。图3是基于“DSPLL技术+MultiSynth技术”的时钟发生器Si534x

 

图3:基于“DSPLL技术+MultiSynth技术”的时钟发生器Si534x


时钟树是什么?

时钟树就是可以满足系统所需的多个时钟频率及性能要求的时钟电路及其组成的时钟芯片。Silicon Labs时钟树,基于DSPLL及MultiSynth技术可以在一颗芯片上同时输出多路不同的时钟


基于Silicon Labs的时钟树技术,时钟芯片可生成不同的频率的输出。除了频率之外,还可产生差分或单端输出,消除外部时钟分散缓冲器的需要。每一输出时钟还能根据供应电压(1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V)和信号格式 (LVPECL, LVDS, CMOS, HCSL, SSTL, HSTL)各自配置,不需外部电平转换器(level translator),降低了材料成本和复杂度。


图1红色虚线框中部分是一个典型的时钟树(Si530+Si5326+Si5342)在100G光模块中的应用。由Si530生成一路参考时钟输出给后级,Si5326则作为时钟发生器,生成多路时钟,满足多个设备的时钟需求。Si5342主要用于用于发射器和接收器时钟的超高性能抖动衰减PLL。


在该时钟电路中Si530可实现10MHz~945MHz任意频率输出(频率高达1.4GHz),输出时钟格式多样(LVPECL、CMOS、LVDS、CML等格式可选),可满足不同设计需求。任意频率时钟发生器Si5326可实现2KHz~945MHz任意频率输出(频率高达1.4GHz),输出频率抖动低(低至0.3ps RMS),采用I2C、SPI控制,设计灵活。超低抖动衰减器Si5342可实现任意频率、任意输出的抖动衰减(抖动衰减带宽从0.1HZ~4KHz可编程,抖动低至90fs RMS)。


如此,由Si530+Si5326+Si5342组成的时钟树即可保证时钟芯片的超低抖动性能,同时还可输出多路时钟,保证了100G光模块数据转换和数据发送的准确性。


时钟树的具体参数特性如下:

1) 一流的集成度

 DSPLL+MultiSynth结构,可轻松地实现任意频率及多路时钟输出功能,大大地简化了时钟系统的设计

 同VCSOs相比,尺寸小了约40%,功耗低了40%


2)电信级别的性能

 高频率、但超低相噪声

 久经考验,可靠的DSPLL技术

 快速、高精度、数字可调的的DCO模式:0.001ppb分辨率,1MHz SPI更新速率


3)简单、易于使用

 避免设计复杂的离散PLL

 PCB布线简单

 专用的ClockBuilder Pro 工具软件,使用GUI方式,使得建立时钟树时,简单、方便


综上所述,包括Si530、Si5326、Si5342等时钟在内的时钟产品构成的时钟树,以其全面的功能、出色时钟指标性能、小体积、低功耗、易于使用等一系列的优点,很好低满足了100G光模块产品对时钟频率的苛刻要求。

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  • 嗷嗷叫的老绵羊 Lv7. 资深专家 2018-06-18
    CFP必需的
  • 王硕琦 Lv3. 高级工程师 2018-01-25
    了解了解
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尚宁(SUNUS)光模块产品选型指南

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型号- SN3LW-7NL3N-XX,SNALW-N7LNA-3X,SNAP-TTLED-CX,CN5T-N3A31-4H V00,CNNL-44L3A-MX,SNRF-N53NA-FB-00,SNVLS-TTLXX8-MX,SN3LV-77DCA-XX,SN3L-776CA-XX,SN3L-44DAA-XX,SNCL-44ZC4-XX,SNBTW-N7L35-MX,SNVL-TT2XX-MX,SNHG9X-DDB24-CX,SNVL-TTLXX-MX,SN2L-66F88-XX,SNNL-TTLXX-CX,SNAP-77AC3-3X,CN4L-4423A-MX,SN2L-44DAA-XX,SNUL-TTLDE-MX,SN3LV-77L3A-XX,SNVL-TTLAA-MX,SN3L-77DXX-XX,SNNP-99ACA-SX,SNVL-TT6XX-MX,SN3LV-77ZCA-XX,SNVLD-TTDCXX-MX,SN3L-11ZXX-XX,SN3L-4413A-XX,SN2L-LLB3A-CX,SN3L-1113A-XX,CNVL-TTF88-MX,SNNL-992XX-CX,SN3LW-7NLAN-XX,SNVLV-N9LNA-MX,SNCL-662C3-XX,SNVL-99F88-MX,SNNL-66DXX-CX,SNNLD-TTDCXX-MX,SNUL-TT6DE-MX,SNAX-TTLDE-SX,CH1T-1412 V03,SN3LV-7N2AN-XX,SN3L-66F88-XX,SNSX-LLL35-CX,SNAX-44235-SX,CNDS-11235-SX,SNCL-11ZC4-XX,SNNL-TTF88-CX,SN1T-1412 V03,SNR4-5N3AN-5B-00,SNCL-66ZB5-XX,SNCL-44235-XX,SN1T-1412 V01,SNQL-UUL30-MB,CNUL-TT2ED-MX,SN3L-66DCA-XX,SNCL-66DC4-XX,SNPL-NTLNA-3B,SNAP-99AED-SX,SNCL-11EB5-XX,SNB5W-7NLCA-MX,SNAFW-N7L35-MX,SN3L-66DXX-XX,CN1F-11ECA-3X,SNCL-44DC3-XX,SNVL-TT6AP-MX,SN3L-66A3A-XX,SNNL-88F88-SX,SN2L-4413A-XX,SNAX-11D35-SX,SNA3W-N7ANA-3X,SNQM-UUM88-MB,CNNL-TTLAA-MX,SN3L-66LXX-XX,SN2L-22ZCA-XX,SNCL-44LC3-XX,SN3L-44DXX-XX,SNCL-44L35-XX,SNHG9X-DNB48-CX,SNNL-TTLAA-MX,SNNL-44L3A-3X,SN3LV-7NL3N-XX,CNDS-11253-SX,SN3LW-N7DNA-XX,SNVL-TTF88-MX,SN3L-22ZCA-XX,SNHG9X-NDB48-CX,SNVLD-TTZCXX-MX,SNNLD-TTZCXX-MX,SNCL-66LC3-XX,SNPL-TNLAN-3B,SNPL-1TL53-3B,SNNLD-LLLXX-3X,SN2L-44ZCA-XX,SNCL-44ZB5-XX,SN1T-LL6AA-DX,CNCL-11EC4-MX,SNUL-TT6ED-MX,SN2L-11ZCA-XX,SN3LV-77DXX-XX,SNNL-44ECP-3X,SN3LW-N7LNA-XX,SN3L-44LXX-XX,CN1F-662AA-3X,SNVLV-NALNA-MX,SNQL-VVL30-NB,SN3L-77LXX-XX,SNAX-11DC3-SX,SN2L-22D3A-XX,SN2L-LL23A-CX,SN3L-77L3A-XX,SNQM-UUF88-MB,CNVL-TTDAA-MX,CN5T-3NAF3-4H V00,SNNL-44S88-SX,SNQM-VVM88-NB,SNAX-662A5-SX,SN3LV-7NZCN-XX,SNCL-442C3-XX,SN3LV-N7ZNA-XX,SNPL-T1LA5-3B,SNCL-11D35-XX,SNAP-TTLDE-CX,SNCL-44DA5-XX,SN3L-22D3A-XX,SN3L-44ECP-XX,SNVLV-ANLAN-MX,SNALW-7NLAC-3X,SNCL-11ZB5-XX,SNCL-66LA5-XX,SN1X-LL23A-CX,SNVLV-9NLAN-MX,SNCL-11EC4-XX,SNQM-UUAAA-MB,SNVL-TTDAA-MX,SNAX-TTLED-SX,SNCL-66DB5-XX,SNNLD-LLZXX-3H,SN3LV-77ZXX-XX,SNBTW-7NLCA-MX,SNVLV-AALAA-MX,SN3L-11EXX-XX,SNUL-TT2ED-MX,SNNLD-LLZXX-3B,SNVL-TTZCP-MX,SN3LW-7NLCN-XX,SNAX-662C3-SX,SNR4-5N3CN-5B-00,SNAP-99ADE-SX,SN1T-2412 V03,SN1T-2412 V01,SNCL-662A5-XX,SNCL-11235-XX,SNNL-TTZCP-MX,SN3L-11D3A-XX,CN3L-11B3A-MX,SNVLV-99LAA-MX,SNAFW-7NLCA-MX,SNAX-442C3-SX,CNCL-11EB5-MX,SNCL-11253-XX,SN2L-661AA-XX,CN1F-LL23A-CX,SN2L-66A3A-XX,SNB5W-N7L35-MX,SN2L-44S88-XX,SNUL-TT2DE-MX,CNFS-44235-MX,CNNL-TTF88-CX,SN3L-44S88-XX,SNVL-99LAA-MX,SN3LV-772AA-XX,SN3L-661AA-XX,SN2L-11D3A-XX,CN2L-4423A-SX,SN1S-LLB88-DX,SNNL-99F88-CX,SN3LV-N7LNA-XX,SNA3W-7NA3C-3X,SNUL-TTLED-MX,SNAP-77A35-3X,SN3L-11ZCA-XX,SNCL-11DC3-XX,SN3L-66ZCP-XX,SN3LV-7NDXX-XX,SNVL-TTDXX-MX,CNFS-442C3-MX,SN3LW-7NLXX-XX,SN2L-1113A-XX,SN2L-776CA-XX,SNCL-66ZC4-XX,CNUL-TT2DE-MX

2021/9/23  - 尚宁  - 选型指南 代理服务 技术支持 采购服务

100G光模块用差分有源晶振推荐应达利1631-H1565,频率156.25MHz,工作电压3.3V

应达利的1631-H1565有源晶振产品,频率156.25MHz,3225封装尺寸6pin,3.3V工作电压,工作温度范围-40~105℃,频偏50ppm,符合100G光模块客户要求,有LVPECL或者LVDS差分输出可供选择。

2023-11-01 -  器件选型 代理服务 技术支持 采购服务

【产品】抖动率低至0.3ps的去抖时钟芯片Si5326在光模块中的应用

去抖是光模块接收中极其重要的设计之一。Silicon labs的去抖时钟芯片Si5326采用DSPLL专利技术,输出频率抖动最小可以达到0.3ps,因此常被用于光模块接收器当中用来做去抖设计。

2016-12-05 -  新产品 代理服务 技术支持 采购服务

【应用】EPSON推出的156.25MHz差分有源晶振用于100G PAM4 LR光模块,相位抖动只有70fs

客户的主要产品做SFP光模块、交换机、光纤收发器和光纤到户的PON产品。现有个单波100G PAM4 LR光模块的项目,要选一个差分的普通有源晶振,给DSP提供时钟信号,本文介绍EPSON的一颗156.25Mhz差分有源晶振用于该项目。

2023-04-13 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

高性能抖动衰减器和时钟发生器的推荐晶体、XO、TCXO和OCXO参考手册

描述- 本资料为高性能抖动衰减器和时钟发生器推荐了晶振(XTAL)、晶振振荡器(XO)、温度补偿晶振(TCXO)和恒温晶振(OCXO)的列表。这些器件经过测试和认证,适用于Silicon Labs的高性能抖动衰减器和时钟发生器。资料中提供了基于测试样本的信息,并建议客户监控规格符合性和质量。此外,资料还提供了XTAL、XO、TCXO和OCXO的推荐型号、规格参数以及选择指南。

型号- TG-5500CA-67N40.0000MB,7X,ROX3827T3,NT7050BB,RTX7050A,NT7050BC,NX3225SA-48.000M-CS07559,TG-5500CA-08N 12.8000MB,SI5382,SI5383,SI5380,SI5381,SI5386,OH300-61003CF-012.8M,SI5384,S0242-X-001-3,SI5388,SI5389,O22S-L119-10.0MHZ-S,NZ2520SDA-54M-CUS5094C,CX3225SB48000D0FPJC1,TG-5500CA-68N,NZ2520SDA,OG2522CAN CSGJHG 12.8000MB,T75B-V319,TG-5500CA TCXO,CS-044,CS-043,E2S48.000F08M22SI,SI5391,SI5342-47,TG-5500CA-08N12.8000MB,T100F-012.8M,SI5395,SI537X,T100,7M54070010,NT7050BB-40M-ENA4199B,CX3225SB48000D0WPTC1,SI5392-97,TG-5500CA,RPT5032J,S0242-X-002-3,SI538X,7M54072004,E3S48.000F08M22SI,7M54072002,7M54072003,T200F-012.8M,7M54072001,STP3158LF,7X54070001,7M48070012,ROX2522S4,SI5344H,NX3225SA,NH14M09WA,SI539X,O22S-K319,S0242,E3SB,OH300,T75B-S319-12.80MHZ-S,O22S-K319-12.8MHZ-S,CX3225SB48000D0WPSC1,7X4807007,NH14M09TA,STP3268LF,E6518LF,SI5340,SI5341,CX3225SB,NZ2520SDA-48M-CUS5242A,SI5348,SI5342H,7N48071002,7N48071001,513872,T75B-V319-12.80MHZ,7M48072002,7M48072001,E6127LF,OH300-50503CF-012.8M,OG2522CANCSGJHG12.8000MB,STP3158LF6,NT14M09TA-12.8M-NSA3543A,TG-5500CA-67N,TG-5500CA-68N49.1520MB,CX3225SB54000D0FPJC1,NT7050BC-12.8M-NSA3517A,SI534X,NX3225SA-54.000M-CS07551,E3SB54.00,OG2522CAN,STP3268LF7,NH14M09WA-12.8M-NSA3540A,SI5371,SI5372,XTL571500-S315-006,O22S-L11,XTL571500-S315-007,RPT7050A,0F08M22SI,7M,7N,T200,T75B-S319 TCXO

January, 2020  - SILICON LABS  - 用户指南  - Rev. 1.2 代理服务 技术支持 采购服务

【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

100G相干CFP光模块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。这里推荐Silicon Labs的经典去抖时钟发生器SI5326,但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,其输出参考源是REF_CLK的时钟。对于该参考源推荐使用晶振SI530,稳定度达到20 ppm,满足光通信的设计需求。

2019-11-23 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

【应用】扬杰科技YJA3134KA缓启动MOS在100G光模块上的方案,具备低导通阻抗快速响应特性

本文主要对扬杰的YJA3134KA系列缓启动MOS应用在光模块项目上的优势特性进行了概述.

2023-03-08 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

【应用】国产负压芯片用于100G ZR4光模块,可调输出范围0V至-Vin,限流高达240mA

在100G ZR4光模块中,使用的是EML激光器,其内部结构包括DFB和EAM,其中EAM需要负压偏置。数明的负压芯片SLM5418EJ-7G可以满足设计需求。

2023-01-17 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

【应用】RDS仅17mΩ,超低导通电阻国产负载开关SGM2566在100G QSFP光模块中的应用

随着数据中心、5G网络等建设加速,100G光模块需求量也迅猛增长。在光模块设计系统中,光模块在工作时需要支持热插拔,为了对模块敏感器件进行保护,光模块必须进行软启动保护。 圣邦微国产负载开关SGM2566具有导通电阻小、辅助功能多、小体积等特性,非常适合应用于100G QSFP28光模块上。

2019-02-26 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

【应用】高精度、双通道、小封装运放TP1285T-WS2R-S助力100G光模块产品设计,增益误差小于0.5%

某客户在设计一款100G QSFP28 ER4 NITE光模块时,APD升压电路需设计电流采样电路,用于获取由变压电路输出端输出的电流值,客户需使用高精度、多通道的小封装电流检测运放,结合客户的实际需求本文推荐思瑞浦的TP1285T-WS2R-S。

2022-12-28 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

芯科Silicon Labs低抖动时钟芯片 | 晶体振荡器 | 压控振荡器 | 时钟发生器 | 时钟缓冲器

芯科科技Silicon Labs时钟芯片代理商世强,提供Silicon Labs低抖动时钟芯片参数选型服务,芯科低抖动时钟芯片供应服务,芯科低抖动时钟芯片资料。业界抖动系数超低的低抖动时钟芯片,包括XO/VCXO晶体振荡器/压控振荡器、Clock/JA Clock时钟发生器、Buffer时钟缓冲器。推荐Si53xx系列,Si5342H,Si5344H,Si5347,Si5332,Si5381。

2018-06-27 -  原厂动态 代理服务 技术支持 采购服务
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品牌:SILICON LABS

品类:CMEMS OSCILLATOR

价格:¥8.8261

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品牌:SILICON LABS

品类:OSCILLATOR

价格:¥9.2911

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品牌:SILICON LABS

品类:OSCILLATOR

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品牌:SILICON LABS

品类:OSCILLATOR

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品牌:SILICON LABS

品类:CMEMS OSCILLATOR

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品牌:SILICON LABS

品类:CMEMS OSCILLATOR

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品牌:SILICON LABS

品类:32位MCU

价格:¥89.2878

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品牌:兴威帆

品类:实时时钟IC

价格:¥5.8500

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品牌:兴威帆

品类:实时时钟IC

价格:¥8.0100

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品牌:SKYWORKS

品类:single frequency XO

价格:¥83.7037

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品牌:SKYWORKS

品类:jitter attenuator

价格:¥107.6190

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品牌:SKYWORKS

品类:single frequency XO

价格:¥92.7264

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品牌:SKYWORKS

品类:single frequency XO

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品牌:SKYWORKS

品类:Programmable XO

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品牌:SKYWORKS

品类:single frequency XO

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品牌:SKYWORKS

品类:single frequency XO

价格:¥109.2569

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品牌:SKYWORKS

品类:single frequency XO

价格:¥54.5020

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品牌:SKYWORKS

品类:Programmable XO

价格:¥75.4516

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品牌:SKYWORKS

品类:Programmable XO

价格:¥75.4516

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晶体匹配测试

提供CE测试服务,通过晶体回路匹配分析,给出测试报告。支持EPSON所有MHz无源晶体、32.768KHz晶体。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。

实验室地址: 深圳/上海 提交需求>

晶体回路匹配测试

测试范围:扬兴晶振全系列晶体,通过对晶体回路匹配分析,调整频率、驱动功率和起振能力,解决频偏、不起振、干扰、频率错误等问题。技术专家免费分析,测完如有问题,会进一步晶振烧录/修改电路。

实验室地址: 深圳 提交需求>

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授权代理品牌:接插件及结构件

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授权代理品牌:部件、组件及配件

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授权代理品牌:电源及模块

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授权代理品牌:电子材料

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授权代理品牌:仪器仪表及测试配组件

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授权代理品牌:电工工具及材料

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授权代理品牌:机械电子元件

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授权代理品牌:加工与定制

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