固定外形開關(guān)

比薩盒開關(guān)在辦公室和企業(yè)中變得越來越普遍，制造商已努力在降低成本的同時(shí)增加更多功能。披薩盒式交換機(jī)采用緊湊型設(shè)計(jì)，適用于高密度、高可靠性和靈活部署。與大型機(jī)架配置交換機(jī)相比，披薩盒交換機(jī)設(shè)備的功耗可以大大降低，以及對空間、電源、空調(diào)等機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的要求，幫助運(yùn)營商降低總體擁有成本（TCO） ）。

高速 SerDes 的時(shí)鐘要求

在過去十年中，隨著數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)中心數(shù)量的快速增長，現(xiàn)在可以支持新興的數(shù)據(jù)密集型計(jì)算應(yīng)用程序（例如機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）。如果我們使用 SerDes 數(shù)據(jù)速率作為指標(biāo)，當(dāng)今最先進(jìn)的 4 級脈沖幅度調(diào)制 （PAM4） SerDes 運(yùn)行速度為 112Gbps?，F(xiàn)在可以在單個(gè)通道中支持 100G 以太網(wǎng)，這在 21 世紀(jì)初只有 180 個(gè)并行通道才有可能。為了支持用于設(shè)計(jì) 400G 或 800G 以太網(wǎng)和光網(wǎng)絡(luò)的 112Gbps PAM4 技術(shù)，SerDes 的物理層參考時(shí)鐘需要具有低于 150fs RMS 的相位抖動。如果加上 PCB 上的噪聲考慮、元件布局限制、信號布線要求和電源去耦，硬件開發(fā)人員更喜歡這些物理層時(shí)鐘的相位抖動接近 100fs RMS。由于典型的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)還包括其他時(shí)鐘，包括用于同步的時(shí)鐘（下一節(jié)將詳細(xì)介紹）、處理器、ASIC、內(nèi)存等，因此這是一種超高性能計(jì)時(shí) IC，可在單芯片是首選。這有助于 PCB 設(shè)計(jì)人員擁有針對成本、面積、功率和性能進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)鐘樹解決方案。瑞薩電子現(xiàn)在提供可滿足上述所有要求的 ClockMatrix 2。首選在單個(gè)芯片中生成所有時(shí)鐘要求的超高性能定時(shí) IC。這有助于 PCB 設(shè)計(jì)人員擁有針對成本、面積、功率和性能進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)鐘樹解決方案。瑞薩電子現(xiàn)在提供可滿足上述所有要求的 ClockMatrix 2。首選在單個(gè)芯片中生成所有時(shí)鐘要求的超高性能定時(shí) IC。這有助于 PCB 設(shè)計(jì)人員擁有針對成本、面積、功率和性能進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)鐘樹解決方案。瑞薩電子現(xiàn)在提供可滿足上述所有要求的 ClockMatrix 2。

什么是時(shí)鐘同步？

5G 正在實(shí)現(xiàn)連接的下一個(gè)前沿，恰如其分地命名為“物聯(lián)網(wǎng)”，提供迄今為止最快的移動數(shù)據(jù)傳輸和廣泛的覆蓋范圍。這種處理新服務(wù)的能力也對網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)性能和調(diào)度管理提出了新的挑戰(zhàn)。運(yùn)營商需要一個(gè)能夠處理高數(shù)據(jù)速率和帶寬、大用戶群、更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)和更高效的運(yùn)維的無線網(wǎng)絡(luò)。

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)效率和保證小區(qū)覆蓋，同步是所有電信網(wǎng)絡(luò)的基本前提。5G 網(wǎng)絡(luò)尤其提出了新的挑戰(zhàn)，對在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中分配同步參考的準(zhǔn)確性和可靠性的需求不斷增加。

圖 1 是在不同步的網(wǎng)絡(luò)中會發(fā)生的情況的示例。如果沒有完整的時(shí)間和頻率同步，任何關(guān)鍵服務(wù)，如移動切換（支持移動用戶的呼叫或數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫轉(zhuǎn)換，在傳輸過程中，從一個(gè)基站到另一個(gè)基站，防止掉線或中止數(shù)據(jù)傳輸）都是不可能的。 此外，還需要頻率同步來優(yōu)化基站利用率并提高其效率。時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用程序和診斷也需要時(shí)間同步。

圖像

圖 1. 網(wǎng)絡(luò)同步

對以太網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)序要求變得越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)上，這些系統(tǒng)是在集中式架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的，在這種架構(gòu)中，通過仔細(xì)注意編程以及具有確定性延遲的通信技術(shù)來滿足時(shí)序約束。近年來，越來越多的此類系統(tǒng)利用更分布式的架構(gòu)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其時(shí)序規(guī)范比舊的更專業(yè)的技術(shù)更不嚴(yán)格。這導(dǎo)致了在此類系統(tǒng)中強(qiáng)制執(zhí)行時(shí)序要求的替代方法。一種這樣的技術(shù)是使用包含實(shí)時(shí)時(shí)鐘的系統(tǒng)組件，所有這些都在系統(tǒng)內(nèi)相互同步。IEEE 1588 精確時(shí)間協(xié)議 （PTP） 是一種跨分組交換網(wǎng)絡(luò) （PSN） 傳輸同步的時(shí)間協(xié)議。Master 將時(shí)鐘編碼為數(shù)據(jù)包，然后發(fā)送到 Slave。IEEE 1588 可以在沒有網(wǎng)絡(luò)支持的情況下用于端到端解決方案，也可以在網(wǎng)絡(luò)支持的情況下使用（圖 2）。

圖像

圖 2. IEEE 1588 精確時(shí)間協(xié)議

介紹時(shí)鐘矩陣 2

ClockMatrix 2 是一種超高性能、高精度、多通道定時(shí)解決方案，針對 400/800Gbps 光傳輸和有線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。基于 2019 年推出的用于 5G 無線和 100/200Gbps 有線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的 ClockMatrix 設(shè)備，第二代系列提供了改進(jìn)的性能，相位抖動低至 88fs RMS。

高度集成的器件提供了實(shí)現(xiàn) IEEE 1588 的所有操作模式所需的所有功能，并具有抖動衰減功能。該器件提供超低抖動時(shí)鐘輸出，可用于數(shù)據(jù)速率高達(dá) 112Gbps PAM4 的同步以太網(wǎng) SerDes，降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜性和物料清單 （BOM） 要求，同時(shí)還允許客戶將計(jì)時(shí)器件應(yīng)用于廣泛的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

ClockMatrix 2 系列的主要特點(diǎn)

高度集成的 6 通道精密定時(shí)源，無需為高速接口添加額外的抖動衰減器

時(shí)鐘輸出上的 88fs RMS 相位抖動支持高速串行鏈路的超低抖動時(shí)鐘輸出（高達(dá) 112Gbps PAM4 SerDes）

支持多種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，包括同步以太網(wǎng) （Sync-E） 和 IEEE 1588

完全符合 ITU-T G.8262.1 和 G.8262 同步以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以及根據(jù) ITU-T G.8273.2 超過 C 類和 D 類時(shí)間精度要求的電信邊界時(shí)鐘要求

ClockMatrix 2 系統(tǒng)同步器可以與瑞薩電子互補(bǔ)的模擬和電源產(chǎn)品相結(jié)合，為各種應(yīng)用創(chuàng)建全面的解決方案。例如，ClockMatrix 2與瑞薩的模擬和電源產(chǎn)品一起集成到200/400/800Gbps 固定外形開關(guān)解決方案的成功組合中。瑞薩電子提供 250 多種與兼容設(shè)備的成功組合，適用于廣泛的應(yīng)用和終端產(chǎn)品。

審核編輯：郭婷