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准备好迎接TI BAW 技术了吗?


作者:德州仪器 Arvind Sridhar    时间:2019/3/16 12:02:42  来源:   

5G革命即将来临。无论是以无缝增强和虚拟现实体验形式提供更快,更丰富的内容还是实现真正自动驾驶汽车的技术,它都有望激发一系列创新和新服务。


在电信行业的快速发展的驱使下,产生了对更高带宽和更快数据速率的巨大需求,需要进行严格的网络升级。通过交换机和路由器的复杂互连将信息从终端用户传输到中央核心网络的以太网骨干网已经发生了翻天覆地的变化,从10 Mbps到现在的400千兆以太网速度,以及未来大于1 太比特的以太网。


每个5G和400Gbps节点的核心是一个称为网络同步器的半导体定时集成电路(IC)。该同步器可确保采样信息的准确性,从而减少误码和链路损伤。


有助于在这些网络同步器的输出时钟上实现超低抖动(噪声)的突破性技术称为体声波(BAW)谐振器。 


用于计时的TI BAW谐振器技术


了解TI的体声波时钟技术如何降低振动并简化下一代通信系统中的设计。

图1显示了分组交换电信网络生态系统,其中包括5G无线基础设施和400-Gbps交换机以及在网络边缘及其核心之间传输数据的路由器。 

 

图1:分组交换电信网络


BAW谐振器是一种高品质因数(高Q值)谐振器,它取代了网络同步器IC中常见的传统电感器 - 电容器振荡器。它是一种类似于石英晶体的薄膜谐振器,夹在金属薄膜和其他层之间,以限制机械能。结果实现了无比强大性能的高-Q,超低噪声谐振器。


为什么这种性能对5G和400-Gbps网络至关重要?


400-Gbps收发器使用四级脉冲幅度调制(PAM-4)方案来传输数据。与传统的非归零调制方案相比,该数据调制方案在相同带宽上实现更高的数据速率。像光互联网论坛通用电气接口和电气和电子工程师协会802.3bs这样的400-Gbps标准对PAM-4发射机具有非常严格的发射振动需求,仅将整个发射机抖动的一小部分分配给网络同步器生成 参考时钟。


采用56G PAM-4串行器/解串器(SerDes)解决方案的交换机应用专用IC供应商要求在12 kHz至20 MHz频段内最大集成参考时钟抖动为150 fs均方根(RMS)。采用TI BAW谐振器技术的网络同步器时钟,例如LMK05318,通常具有小于60 fs(156.25-MHz载波)的集成RMS抖动(12 kHz至20 MHz),如图2所示。这种性能水平可以帮助设计人员为他们的系统提供面对未来的保障。 

图2:来自LMK05318网络同步器时钟的156.25 MHz输出时钟


现在,关于5G应用中的无线电,5G新无线电标准规定了低于6 GHz的新频带,并扩展到毫米波频率。虽然低于6 GHz是现有长期演进(LTE) - 高级功能的进步,但真正的挑战在于毫米波设计,其中更多连续带宽可用于传输大量数据。参考时钟损伤(例如相位噪声)可能导致调制信号失真,这在毫米波设计的较高频率和较宽带宽特性中成为问题。


信号质量的特征在于系统的误差矢量幅度,参考时钟的相位噪声对它起主要影响。由于更加密集的调制方案计划用于5G(目前从256个正交幅度调制 [QAM] ,未来高达1, 024个QAM),对误差矢量幅度的要求变得越来越严格。因此,来自网络同步器的低噪声参考时钟对于确保最佳系统性能至关重要。

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