مع تقدم تقنية الاتصال البصرية نحو سرعات أعلى ، وكثافة أكبر ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، أصبح الاستقرار ومكافحة الأداء التداخل- محوريًا لأداء النظام العام. تبرز مذبذبات الكريستال التفاضلية ، مع آلية انتقال الإشارة الفريدة ، بشكل متزايد كمصادر ساعة أساسية في الوحدات البصرية مثل 400 جم/800 جرام.
1. متطلبات الساعة والتحديات في وحدات الاتصال البصرية
في أنظمة الاتصالات البصرية ، تكون الوحدات البصرية مسؤولة عن تحويل الإشارات الكهربائية بكفاءة إلى إشارات بصرية. تفرض المكونات الرئيسية مثل سائقي الليزر ودوائر TIAs و CDR مطالب صارمة على إشارات الساعة:
ضوضاء المرحلة المنخفضة والارتعاش: يتطلب نقل إشارة السرعة العالية - (على سبيل المثال ، 56 جيجابت في الثانية PAM4 ، 112 جيجابت في الثانية NRZ) أن تكون أقل من 100 FS (مستوى FEMTOSECOND) لمنع زيادة معدل خطأ البتات (BER).
مقاومة EMI: في البيئة الكهرومغناطيسية المعقدة للوحدات الكثافة العالية - ، تكون الساعات المنهائية المفردة- عرضة للكروس.
استقرار درجة الحرارة: يجب أن تحافظ الوحدات النمطية على استقرار التردد (± 2.5 جزء في المليون أو أفضل) على مدى درجة حرارة واسعة (-40 درجة إلى 85 درجة).
الثاني. المزايا الفنية لمذبذبات البلورات التفاضلية
بالمقارنة مع المذبذبات المفردة - ، فإن مذبذبات البلورة التفاضلية تخرج زوجًا من المرحلة - الإشارات التفاضلية المقلوبة (على سبيل المثال ، lvds ، lvpeCl) ، مما يحسن أداء النظام بشكل كبير:
محسّنة مضادة - قدرة التداخل
شائع - رفض ضوضاء الوضع: يستقبل المستقبلات التفاضلية ضوضاء الوضع المشترك - (مثل تقلبات الطاقة و EMI) من خلال الطرح.
انخفاض إشعاع EMI: مسارات الإشارة المتماثلة تلغي الحقول الكهرومغناطيسية ، مما يقلل من الإشعاع بحوالي 20 ديسيبل.
سلامة الإشارة الأمثل
معدل انعدام كبير: انتقالات الحافة الأسرع تقصر أوقات الارتفاع وسقوط ، وهو أمر بالغ الأهمية لواجهات 56 جيجابت في الثانية+ Serdes.
مطابقة المقاومة: تتطابق الآثار التفاضلية بطبيعتها مع مقاومة 100Ω ، مما يؤدي إلى تبسيط تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
استهلاك الطاقة المنخفض
تستهلك LVDS - مذبذبات التفاضلية المستندة إلى 60 إلى 70 ٪ من قوة - التي انتهت إلى معايير الطاقة المنخفضة - مثل qsfp - dd.
ثالثا. التطبيقات النموذجية في الوحدات البصرية
High - Serdes Serdes Serdes Source
التطبيق: يوفر الساعات المرجعية لمعدلات PAM4 ودوائر CDR.
مثال: تستخدم وحدات 100 جم/400 جرام 156.25 ميغاهيرتز أو 312.500 ميغاهيرتز مذبذبات التفاضلية مع<50 fs RMS jitter (integrated over 12 kHz–20 MHz).
Multi - تزامن القناة
التطبيق: تزامن الطور في وحدات القناة multi - (على سبيل المثال ، cfp2/qsfp - dd).
التكنولوجيا الرئيسية: Multi - مذبذبات التفاضلية (على سبيل المثال ، 4 قنوات LVDs) تقلل من الانحراف إلى ± 50 ps.
تعويض درجة الحرارة
TCXO التفاضلي: يدمج أجهزة استشعار درجة الحرارة وخوارزميات التعويض لتحقيق ثبات تردد ± 2.5 جزء في المليون أكثر من 40 درجة إلى 85 درجة.
رابعا. اتجاهات الصناعة وإرشادات الاختيار
اتجاهات التكنولوجيا
الترددات الأعلى: تدعم مذبذبات 224 جيجاهرتز الآن الوحدات البصرية 1.6T.
Miniaturization: 2520 حزم (2.5 × 2.5 مم) تحل محل حزم 5032/7050 لـ CPO (CO - البصريات المعبأة).
التكامل: مذبذبات مع مصممة - في مرشحات الطاقة ونشر طيف تقليل تعقيد الدائرة.
معايير الاختيار الرئيسية (الصف الصناعي)
|
المعلمة |
المتطلبات النموذجية |
|
نطاق التردد |
10-3000 ميغاهيرتز |
|
استقرار التردد |
± 25 جزء في المليون |
|
مرحلة الارتعاش |
<100 fs RMS (12k–20M) |
|
نوع الإخراج |
LVDS/LVPECL/HCSL |
|
درجة حرارة التشغيل |
-40 درجة إلى +105 درجة |
|
استهلاك الطاقة |
<80 mW (LVDS) |
طرز Hangjing: 1532C6-156.250K18DTSTL ، 1553D-156.250K33DTSTL ، 1575C-156.250K33DTSTL ، 1532D-312.500J33DTL ، 1553D-312.500K33DTL.
عالية - الاستقرار/عالية - متطلبات الدقة
TCXO (LVDS/LVPECL): سلسلة Hangjing TC32D6/TC32P6/TC53H8 تلبية مواصفات صارمة:
|
المعلمة |
المتطلبات النموذجية |
|
نطاق التردد |
10-3000 ميغاهيرتز |
|
دقة التردد |
± 1.0 جزء في المليون |
|
استقرار |
± 2.5 جزء في المليون @ -40 درجة إلى +85 درجة |
|
مرحلة الارتعاش |
<100 fs RMS (12k–20M) |
|
نوع الإخراج |
LVDS/LVPECL |
|
درجة حرارة التشغيل |
-40 درجة إلى +85 درجة |
|
استهلاك الطاقة |
<80 mW (LVDS) |
لمذبذبات الأداء العالية - ، يرجى الاتصال بمهندسي تطبيقات Hangjing للحصول على حلول مخصصة.
خاتمة
تعتبر مؤشرات التذبذب البلورية التفاضلية ، مع مقاومة EMI ، والارتعاش المنخفض ، ومزايا التكامل ، ضرورية في الوحدات البصرية العالية-. مع تقدم التواصل البصري في عصر 800 جم/1.6T ، ستستمر تكنولوجيا الساعة التفاضلية في دفع حدود الأداء في الصناعة.
