5G革命即將來臨。無論是以無縫增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)形式提供更快，更豐富的內(nèi)容還是實(shí)現(xiàn)真正自動駕駛汽車的技術(shù)，它都有望激發(fā)一系列創(chuàng)新和新服務(wù)。
在電信行業(yè)的快速發(fā)展的驅(qū)使下，產(chǎn)生了對更高帶寬和更快數(shù)據(jù)速率的巨大需求，需要進(jìn)行嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)升級。通過交換機(jī)和路由器的復(fù)雜互連將信息從終端用戶傳輸?shù)街醒牒诵木W(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)骨干網(wǎng)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，從10 Mbps到現(xiàn)在的400千兆以太網(wǎng)速度，以及未來大于1 太比特的以太網(wǎng)。
每個5G和400Gbps節(jié)點(diǎn)的核心是一個稱為網(wǎng)絡(luò)同步器的半導(dǎo)體定時集成電路（IC）。該同步器可確保采樣信息的準(zhǔn)確性，從而減少誤碼和鏈路損傷。
有助于在這些網(wǎng)絡(luò)同步器的輸出時鐘上實(shí)現(xiàn)超低抖動（噪聲）的突破性技術(shù)稱為體聲波（BAW）諧振器。
用于計(jì)時的TI BAW諧振器技術(shù)
了解TI的體聲波時鐘技術(shù)如何降低振動并簡化下一代通信系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)。
圖1顯示了分組交換電信網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)，其中包括5G無線基礎(chǔ)設(shè)施和400-Gbps交換機(jī)以及在網(wǎng)絡(luò)邊緣及其核心之間傳輸數(shù)據(jù)的路由器。
圖1：分組交換電信網(wǎng)絡(luò)
BAW諧振器是一種高品質(zhì)因數(shù)（高Q值）諧振器，它取代了網(wǎng)絡(luò)同步器IC中常見的傳統(tǒng)電感器 - 電容器振蕩器。它是一種類似于石英晶體的薄膜諧振器，夾在金屬薄膜和其他層之間，以限制機(jī)械能。結(jié)果實(shí)現(xiàn)了無比強(qiáng)大性能的高-Q，超低噪聲諧振器。
為什么這種性能對5G和400-Gbps網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要？
400-Gbps收發(fā)器使用四級脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）方案來傳輸數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的非歸零調(diào)制方案相比，該數(shù)據(jù)調(diào)制方案在相同帶寬上實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率。像光互聯(lián)網(wǎng)論壇通用電氣接口和電氣和電子工程師協(xié)會802.3bs這樣的400-Gbps標(biāo)準(zhǔn)對PAM-4發(fā)射機(jī)具有非常嚴(yán)格的發(fā)射振動需求，僅將整個發(fā)射機(jī)抖動的一小部分分配給網(wǎng)絡(luò)同步器生成 參考時鐘。
采用56G PAM-4串行器/解串器（SerDes）解決方案的交換機(jī)應(yīng)用專用IC供應(yīng)商要求在12 kHz至20 MHz頻段內(nèi)最大集成參考時鐘抖動為150 fs均方根（RMS）。采用TI BAW諧振器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)同步器時鐘，例如LMK05318，通常具有小于60 fs（156.25-MHz載波）的集成RMS抖動（12 kHz至20 MHz），如圖2所示。這種性能水平可以幫助設(shè)計(jì)人員為他們的系統(tǒng)提供面對未來的保障。
圖2：來自LMK05318網(wǎng)絡(luò)同步器時鐘的156.25 MHz輸出時鐘
現(xiàn)在，關(guān)于5G應(yīng)用中的無線電，5G新無線電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了低于6 GHz的新頻帶，并擴(kuò)展到毫米波頻率。雖然低于6 GHz是現(xiàn)有長期演進(jìn)（LTE） - 高級功能的進(jìn)步，但真正的挑戰(zhàn)在于毫米波設(shè)計(jì)，其中更多連續(xù)帶寬可用于傳輸大量數(shù)據(jù)。參考時鐘損傷（例如相位噪聲）可能導(dǎo)致調(diào)制信號失真，這在毫米波設(shè)計(jì)的較高頻率和較寬帶寬特性中成為問題。
信號質(zhì)量的特征在于系統(tǒng)的誤差矢量幅度，參考時鐘的相位噪聲對它起主要影響。由于更加密集的調(diào)制方案計(jì)劃用于5G（目前從256個正交幅度調(diào)制 [QAM] ，未來高達(dá)1, 024個QAM），對誤差矢量幅度的要求變得越來越嚴(yán)格。因此，來自網(wǎng)絡(luò)同步器的低噪聲參考時鐘對于確保最佳系統(tǒng)性能至關(guān)重要。