通信網絡的世界就像一棵樹,從核心網和城域網擴展到移動回程網,接入網和企業網.已經為每種類型的通信概述了技術標準.近年來,高速通信設備和視頻流的擴展導致沿互聯網主干網的流量持續增加.為了應對速度的提高和數據量的增加,我們看到了通信基礎設施設備的升級和擴展.促進這種類型的高速數據通信的通信協議要求傳輸信道的性能和誤碼率(指通過將接收方在傳輸期間接收的數據中的錯誤比特數除以傳輸的數據比特總數而計算出的誤碼率).具體來說,誤碼率值由信號質量,噪聲和信號抖動特性來定義.下面文章康比電子將根據通信設備所需的信號質量解釋了振蕩器的關鍵規格.
高速通信系統的[結構]
圖1顯示了一個典型的通信系統(傳輸信道),其中兩個收發器之間的數據轉發由多種協議(PCI,SATA,10GbE等)介導.).在這種類型的系統中,有源晶振振蕩器用于產生參考時鐘.通常,數據在發送方被參考信號串行化,以說明參考信號以低于數據速率的頻率振蕩.因此,發射器的內部鎖相環(鎖相環)用于將參考信號乘以所需頻率,并傳輸數據.相反,在接收端,基于鎖相環的時鐘數據恢復(CDR)用于從傳輸的數據流中再生參考信號,然后再生的參考信號用于重構數據.在一些高端系統中,接收端具有用于數據重建的嵌入式參考信號.利用這種數據傳輸,信號轉換和再生是永久進行的,并且利用高速通信,接收端必須準確地將發送的數據識別為0和1.因此,如何限制實際信號的退化水平(抖動,噪聲),提高信號質量以及如何有效地設計傳輸信道專用集成電路成為至關重要的問題.

[信號質量評估方法]
眼圖通常被用作評估通信系統中信號質量的方法.這些圖表使用示波器或類似的測量設備采集高速數字信號波形的多個樣本.然后,這些波形相互疊加,形成圖形表示."眼圖"這個名字來源于類似眼睛的分層波形的視覺外觀.例如,我們將看看10GbE何時被用作傳輸信道通信協議.在該系統中,轉發10Gbps信號所需的時間(長度)相當于每比特信號100psec.為了評估信號質量,信號每100psec重復一次,以獲得眼圖.例如,如果我們假設參考信號是純的,并且傳輸通道專用集成電路設計良好,那么我們將觀察到如圖2左側所示的對齊良好的波形.相反,在信號丟失的情況下,例如由具有顯著石英晶體振蕩器噪聲或抖動的參考信號或設計不良的專用集成電路引起的傳輸信道頻帶不足,信號波形是不穩定的,波形的分層導致如圖2右側所示的"閉眼"類型.將信號數據識別為0或1在很大程度上依賴于眼睛睜開的水平和垂直方向

獲得足夠的孔徑.如果眼睛睜開是由于噪聲或抖動而收縮的,則接收端信號數據識別不明確,并導致較高的誤碼率.目前,幾乎所有的通信系統都要求誤碼率至少為1x10-12.這意味著對于每個數據傳輸位,相對于1012個數據量的一個誤差是容許的.如上所述,眼圖提供了大量與信號質量相關的信息,如噪聲,抖動和頻帶不足.
抖動的[結構元素]

圖3顯示了通信系統中抖動的結構要素.總抖動表示確定性抖動和RJ隨機抖動的總和.DJ(確定性抖動)是指由電路設計,電磁感應和外部環境引起的抖動.DJ的特點包括寬度均勻,不依賴于經過的時間.
雜散和次諧波是由有源晶振振蕩器作為參考時鐘源引起的對DJ有貢獻的元素.
顧名思義,RJ(隨機抖動)指的是不可預測的抖動元素,可以基于器件本身的固有特性或由于熱噪聲等的影響而自然誘發.隨著時間的推移,RJ特征越來越廣.參考信號源的實際抖動是由用作參考時鐘源的時鐘振蕩器引起的對RJ有貢獻的元素.
在其他系統中,DJ歸因于電路板PSU噪聲,串擾和電纜設計的影響導致頻帶不足,而RJ歸因于專用集成電路噪聲.系統設計者的任務是改進專用集成電路設計或改變電路板布局和組件,以減少TJ.

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