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100G/400G/800G PAM-4 およびコヒーレント光モジュール

100G/400G/800GPAM-4 およびコヒーレント光モジュールに最適なUltra シリーズのオシレータ

概要

Ultra シリーズ オシレータ

光モジュールは、データセンターのスイッチング・ネットワーク、ならびに外部コアやメトロ通信ネットワーク内の高速データ・パス接続を可能にします。 PAM-4 ベース DSP は、より短い範囲にコストを最適化されていることから主にデータセンター・スイッチング・ネットワーク内で使用されています。一方、コヒーレント光DSPは、長距離に適しています。 モジュールのフォームファクタは、過去 5 年間で大幅にサイズを縮小しており、DSP への高度なコンポーネント統合によって実現されます。 高性能、DSP への低ジッター基準クロック・ソースを選択することで、帯域幅速度を最大化し、ビット・エラー・レートを最小化するために不可欠です。 当社の ウルトラシリーズ発振器 のポートフォリオは、最新世代の 112G PAM-4 SerDes およびコヒーレント光 DSP で要求される厳格な RMS 位相ジッター仕様を満たすように設計されており、幅広い周波数範囲に対応し、スモール・フォーム・ファクタのパッケージで提供されています。

設計に関する考慮事項

100G/400G/800G 光モジュール設計時に知っておくべきこと 

基準クロック周波数要件は、DSP ベンダーおよびプラットフォームによって異なります。 Silicon Labs の Si54x オシレータと Si56x VCXO は、最大 3 GHz の業界最大 の周波数範囲をサポートします。一部の DSP プラットフォームでは、多くの場合で 2 GHz 以上の高周波基準クロックを使用することで恩恵を受けています。Silicon Labs の Si54x 製品は、最大 3 GHz の出力クロックをサポートし、最小で 2.5 mm x 3.2 mm のパッケージで収められており、これはこの周波数での到達レベルでは市場では最小です。

RMS 位相ジッター性能は、400G/800G 製品を設計する場合の最も重要な点です。より高い基準クロック周波数を使用することで、ノイズが小さくなるため、ジッター性能が向上します。Silicon Labs の Ultra シリーズでは、100fs RMS未満のパフォーマンスを実現できる、2 レベルの RMS 位相ジッター性能を提供します。 ほとんどの DSP ベンダーは、156.25 MHz の差動基準クロックを指定しますが、DSP が 312.5 MHz 差動クロックを選択的に受け入れることで、全体的なシステム・レベルのジッター・マージン予算を改善できます。 Silicon Labs は、当社の位相ノイズ・ルックアップ・ツールを通して、当社のあらゆるオシレータの実際の位相ジッター性能を見ることがでるようにしました。部品番号、周波数、フォーマットを選択するだけで、このツールはデバイスの実際の性能の位相ノイズプロットを提供します。

DSP 設計および実装によって、コヒーレント光学設計は、必要とされる可能性のある設定された ppm 範囲にわたって粒度の細かい周波数調整能力を有する入力基準クロックからのメリットを得ることができます。 Silicon Labs の Si545/9 オシレータには I2C インターフェイスが装備され、 < 1ppb の分解能でシステム内周波数チューニング機能を提供します。 または、Si569 Ultra シリーズ VCXO は、制御電圧入力リファレンスを使用して同様の機能を提供します。

電源やその他のボードレベルでのノイズは、発振器出力の RMS 位相ジッター性能に大きく影響し、光モジュール DSP ベンダーによって設定された最大制限を超えることがよくあります。 Silicon Labs は、オシレータ・ポートフォリオ全体のすべての電源ピンにオンチップ LDO を含み、これは、電源またはボードレベルのノイズを抑制し、出力クロックのジッター性能に影響しないようにします。 Silicon Labs の Si54x オシレータと業界最先端の競合製品で実行されたシンプルな分析によると、オンチップ LDO を持つメリットを明確に示しています。 3 つのデバイスすべての電力ピンに同じレベルのノイズが注入されると、競合デバイスの出力クロック・ジッター性能に大きく影響し、DSP ベンダーが要求する制限を超えますが、Silicon Labs の Si54x のジッター性能は、 安定していて仕様内に収まっています。

ブロック図
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汎用オシレータ評価キット

この Si5xxUC-EVB では、任意の Silicon Labs XO または VCXO を 1 つの基板で評価することができます。

詳細
リソース

XO について知る:適切なオシレータを選択するための 4 つの質問

発振器位相ノイズ・ルックアップ・ツール

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