5Gネットワーク アプリケーションでは、ネットワーク ノードのタイミング要件が非常に高くなります。ネットワーク デバイスには、ロック時間を短縮し、ホールドオーバー ドリフトを減らし、同期を改善するために安定したクロックが必要です。したがって、システムの安定した動作を確保するには、高性能の水晶発振器を使用する必要があります。この記事では、高性能水晶発振器の特徴と、Abraconのコンパクトでジッタが最適化された水晶発振器ソリューションについて紹介します。
このシステムはクロックジッタに対してますます厳しい要件を課している。
技術の発展に伴い、システム クロック ジッターに対する要件がますます厳しくなるアプリケーションが増えています。ほとんどの場合、156.25MHzのキャリアに対して、12kHz ～ 20MHzの帯域幅で最大200fsのRMSジッタの上限が必要です。
現在、156.25MHzクロック発振器を設計する基本的な方法は4つあります。
- 共振子要素として逆メサ水晶ブランクを使用する水晶発振器。
- 共振子要素として第3倍音水晶ブランクを使用する水晶発振器。
- 50MHz未満の3次倍音/基本モードの水晶ブランクまたは整数または分数モードの位相ロック ループ (PLL) ICと組み合わせた50MHz未満の温度補償水晶発振器に基づく発振器ループ。
- 整数モードまたは分数モードの位相ロック ループ (PLL) ICと結合されたサブ50 MHz MEMS共振器ベースの発振器ループ。
オプションAは、最高のRMSジッタ性能をもたらさず、また最も低コストのソリューションでもありません。MEMS共振器アプローチ [オプションD] は、最大RMSジッタ200fsという主要なパフォーマンス基準を満たしていません。オプションBは、電極の形状とカット角度の最適化を考慮して最適に設計された第3倍音石英ブランクを使用し、コスト、パフォーマンス、サイズが最適に収束します。
さまざまな水晶発振器製品がさまざまな要件を満たします
Abraconは、特殊なタイミング/周波数制御、磁気/インダクタ、RF/アンテナ、LAN接続ソリューションを提供する受動部品のサプライヤーです。Abraconは、超低RMSジッター クロック ソリューションの需要が高まっていることを認識し、低位相ノイズ水晶発振器 (XO) や高精度温度補償水晶発振器 (TCXO) など、5Gネットワーク ノード向けのクロック ソリューションを提供するための多数の高性能水晶発振器を導入しました。
アブラコンは超低ジッタの第3倍音ClearClockを導入しました™ 100 ～ 200 MHzのマイクロサイズ クロック ソリューションを必要とする顧客をサポートするXOソリューション (AK2、AX3、AK5、AK7シリーズを含む)。これらの要件は通常、5G通信、PCI Express (PCIe)、光トランシーバー、データ ストレージ、ネットワーク設計などのアプリケーションに影響します。
さらに、Abraconは、Stratum-IVアーキテクチャの過熱および長期安定性の要件の両方に対応するために、温度補償型水晶発振器 (TCXO) のASGTX5シリーズを発売しました。ASGTX5シリーズは、高周波クロック出力機能と5.0 x 3.2 mmの小さなフットプリントを組み合わせ、コンパクトなコンポーネント ソリューションを必要とするネットワークおよび通信における高安定性アプリケーションを実現します。
クリアクロック™ XOシリーズは優れたRMSジッタ性能を提供します
クリアクロックTM 水晶発振器ファミリは、主に10G、40G、100G、および今後の400Gシステムのシステム クロックとして優れた位相ノイズとRMSジッター性能を備えた156.25MHzローカル発振器を採用する光トランシーバーやデータ センター アーキテクチャに特に適しています。
AK7
Abraconの新しいAK2、AX3、AK5、AK7 ClearClock™ 水晶発振器ソリューションは、10Gbpsを超え、最大100/400Gbpsのデータ レートをサポートしながら、光モジュール、アクティブ ケーブル、小型ネットワークおよびストレージ ギアなどの小型アプリケーションのニーズを満たすように設計されています。
AK2、AX3、AK5、AK7 ClearClock TM XOシリーズは、特定のカット角度を使用した第3倍音の高Q石英ブランクを使用して設計されており、-40⁰C ～ +85⁰Cの拡張動作温度範囲にわたって厳しい周波数安定性要件を満たします。これらのソリューションは、システムレベルの要件を大幅に上回る優れたRMSジッタ性能を提供します。
この次世代のClearClock™ 100MHz ～ 200MHzの範囲の搬送周波数を必要とするアプリケーションに最適です。ほとんどのネットワーク プロセッサと高度なCPUでは、10Gb/秒以上、最大100Gbpsの接続に超低ジッターが必要です。AK2、AX3、AK5、およびAK7デバイスは、位相ロック ループ (PLL) ベースの乗算を回避する、より静かな3次倍音アーキテクチャを採用しているため、小型フットプリントで超低ジッタ性能 (100fs未満) の最適な組み合わせを提供し、他の高性能XO代替品よりもはるかに低い全体的な電力消費量を削減します。彼らは 通常、最低動作電圧1.8Vで30mWの電力を消費します。
ASGTX5 TCXOシリーズは、高い安定性と低ノイズに最適化されています。
標準周波数（工場出荷時設定不可）に加え、ClearClock TM ソリューションとして、Abraconは、包括的な総合安定性要件を持つStratum-IVクロッキングシステムに対応するためにASGTX5シリーズを開発しました。 ±最大32ppm。この要件には、初期設定許容差、リフローによるシフト、周波数の引き込みと押し出し、-40⁰C ～ +85⁰Cでの周波数安定性、および長期経年劣化 (20年) が含まれます。
ASGTX5DAF1-200.0000
ASGTX5温度補償水晶発振器 (TCXO) ソリューションは、15.0MHz ～ 2.1GHzの任意の搬送周波数でこの厳しい要件を満たします。しかし、その精度を達成するために、このソリューションは、第3倍音のClearClockと比較してRMSジッターがわずかに劣っています。 TM 対応するもの。たとえば、ASGTX5は156.25MHzキャリアで350fs未満の典型的なRMSジッタを示します。
これらの工場でプログラム可能なデバイスは、5.0 x 3.2 x 1.8 mmのSMTパッケージで提供され、以下の包括的な周波数安定性を備えています。 ± Stratum-IVでは32 ppmが必要です。さらに、ASGTX5は、HCSL形式の700MHzの高出力周波数を含む、15MHz ～ 2.1GHzの任意のキャリア周波数で、4つの標準差動出力形式 (LVDS、HCSL、LVPECL、またはCML) すべてで利用できます。このシリーズは、厳格な周波数精度、高い搬送周波数 (1.00GHzなど)、またはCML差動出力を必要とするシステムに最適です。
結論
世界各国が5G構築のペースを加速する中、高性能水晶発振器に対する市場需要も高まっています。AbraconのClearClock™ XOおよびASGTX5 TCXOシリーズは、要求の厳しいクロック安定性と高周波出力を小型パッケージ サイズで組み合わせることで、より高いパフォーマンス レベルを実現し、通信インフラストラクチャに優れたメリットをもたらすため、5G関連アプリケーションの開発に最適なソリューションとなります。
さらに、Abraconは5Gアプリケーション向けのオーブン制御水晶発振器 (OCXO) ファミリを開発しました。高精度のAOC1409およびAOC2012シリーズは、Stratum 3および3Eの要件を満たしています。温度変化に対して ±10ppbの精度安定性を示し、1日あたりの経年変化が ±1ppbと極めて低いため、システム条件に応じて ±15ppbの24時間ホールドオーバー精度を実現します。
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