光模塊一般指50G,100G,200G,400G等高速率的客戶側(cè)光模塊。其工作原理基于光電轉(zhuǎn)換技術(shù),其核心在于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號進(jìn)行傳輸,然后再將光信號轉(zhuǎn)換回電信號。
目前各大光模塊使用的頻率大部分都是156.25MHz的差分晶振,為滿足光模塊長期穩(wěn)定地高速率傳輸?shù)囊?,需要?a target="_blank">數(shù)字信號處理器(DSP)提供高精度、高穩(wěn)定性的時鐘信號,從而被廣泛用于提供這種穩(wěn)定的時鐘信號。
在光模塊中,晶振主要作用是
①時鐘同步:晶振器提供穩(wěn)定的時鐘信號,用于同步各個模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸和處理,需要高精度的時鐘同步用于確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
②光調(diào)制:光模塊中的光調(diào)制器通常采用電光調(diào)制技術(shù),將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。晶振器提供穩(wěn)定的時鐘信號,用于控制光調(diào)制器的工作頻率和相位,確保光信號的穩(wěn)定性和一致性。
③時鐘恢復(fù)和數(shù)據(jù)調(diào)制:光模塊需要將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號進(jìn)行傳輸,同時也需要將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行處理。以便在發(fā)送和接收過程中準(zhǔn)確地調(diào)制和解調(diào)數(shù)據(jù)。
目前市場光模塊的DSP廠商主要是Broadcom(博通)、Macom、Multi-Phy、Inphi(Marvell)這幾家。在高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域,數(shù)字信號處理器(DSP)的參考時鐘頻點(diǎn)一般為156.25MHz,其內(nèi)部通過鎖相環(huán)(PLL)將此基頻倍頻,生成與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率匹配的時鐘信號,同時對差分晶振的應(yīng)用提出了小型化、低功耗(不超過100mA)等需求;當(dāng)然不同類型的光模塊可能會采用不同頻率的晶振。例如,一些光模塊可能使用25 MHz、50 MHz或100 MHz。
出于光模塊小型化的設(shè)計(jì)需要,該差分晶振要求封裝越小越好,常用的有3225、2520等封裝,同時出于散熱的需要,要求其功耗越小越好目前一般限制在80mA以下,全溫頻偏一般要求在±30ppm以內(nèi)。
華昕電子制造的156.25MHz差分晶振支持LVPECL與LVDS輸出。常用的LVPECL格式的功耗典型值在70mA左右,滿足常規(guī)設(shè)計(jì)需求。如果DSP擺幅滿足要求,還可以選擇更低功耗的LVDS格式輸出,RMS jitter可以達(dá)到0.05 ps(156.25MHz),非常適合400G QSFP-DD之類的線路側(cè)光模塊設(shè)計(jì)。
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