【应用】推荐小体积时钟芯片SI545用于400G相干光光模块，最低抖动80ns、温度稳定性±7ppm
当今光通信，传输速率越来越高、传输距离越来越远，相干光通信因具有灵敏度高中继距离长、选择性好通信容量大等优点脱颖而出，其中，应用于数据中心远程传输的400G ZR相干光光模块就是典型的应用代表。相干光光模块对参考时钟频率稳定性要求极高，这给参考时钟芯片的选择，带来了极大的挑战。
图1 相干光光模块内部电路结构框图（部分）
如图1，DSP需要1路参考时钟，要求837.5MHz，LVDS输出格式，100fs的相位抖动。
世界精密混合信号芯片方案提供商SILICON LABS，推出的全新、高性能晶体振荡器（XO）SI545，提供了业界最低抖动和最高灵活频率的解决方案。Si545在整个工作范围内能够为整数或者小数频率输出提供低达80fs的超低抖动性能。它为用户提供灵活可变的频率输出和出色的抖动余量，应用包括100G/200G/400G线路卡、光模块、超大型数据中心、宽带、无线基础设施、广播视频、工业、测试和测量，以及军事/航天等。
图2 Silicon Laboratories 先进的第四代 DSPLL®技术
Si545振荡器采用 Silicon Laboratories 先进的第四代 DSPLL®技术（如图2），可提供任意输出频率的超低抖动和低相位噪声时钟，最低抖动仅80fs，恰好满足相干光模块的需求。Si545 振荡器系列提供出色的可靠性、频率稳定性和抗老化性能，温度稳定性最低±7ppm，总体稳定性最低±20ppm。片上电源滤波可以实现行业领先的电源噪音抑制特性，简化了使用开关式电源的噪声系统生成低抖动时钟的任务。
图3 SI545出色的相位抖动性能
图4 SI545系列及相关指标
SI545出厂前预编程，可提供包括837.5MHz在内的、频率范围为0.2 至 1500 MHz 之间的任意频率，且分辨率小于 1 ppb。而且，Si545 振荡器经工厂配置，可以满足各种各样的用户规格，包括频率、输出格式和 OE 引脚位置/极性。大幅简化供应链，使 Silicon Labs 在收到订单后 1-2周内即可将定制频率样品送达。这一流程也保证了每个设备的 100% 电气测试。
Si545 振荡器可支持QFN-6封装，最小体积仅3.2×2.5 mm，超小体积，恰好能满足400G光模块对物料小体积的需求。
图5 SI545封装信息
综上述，SI545除可以支持837.5MHz频率、LVDS输出外，更能提供最低抖动仅80fs、温度稳定性最低±7ppm、总体稳定性最低±20ppm的优异性能。另，SI545支持QFN-6封装、最小体积仅3.2×2.5 mm。而这些，都恰好满足了400G 相干光光模块的需求。因此，SI545是400G 相干光光模块参考时钟的恰当之选。
SI545特性：
Ø 可提供 0.2 至 1500 MHz 之间的任意频率
Ø 超低抖动：80 fs RMS（典型值，12 kHz–20 MHz）
Ø 出色的 PSRR 和电源噪声抗扰度：–80dBc（典型值）
Ø 7 ppm 稳定性选项（-40 至 85 °C）
Ø 相同部件编号可实现 3.3 V、2.5 V 和1.8 V 的供电电压电源操作
Ø 提供 LVPECL、LVDS、CML、HCSL、CMOS和双路 CMOS 输出选项
Ø 3.2×2.5 mm封装尺寸
典型应用：
• 100G/200G/400G 相干光学 OTN
• 10G/40G/100G 光以太网
• 3G-SDI/12G-SDI/24G-SDI 广播视频
• 数据中心
• 测试和测量
• 时钟数据恢复
• FPGA/ASIC 时钟设计
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