OIF規格準拠、400G+小型光通信モジュールに最適な小型高精度発振器
2.0 x 1.6 mmサイズの更なる小型品をラインアップ
SG2016EGN / SG2016VGN, SG2016EHN / SG2016VHN

光通信モジュール用 小型高精度水晶発振器 光通信モジュールを実現する技術、それに対する課題 エプソンの小型高精度水晶発振器でそれらの課題を解決 エプソンの小型高精度水晶発振器 SG2016シリーズの特長 主な仕様 外形寸法、ブロック図、端子配置 従来品からの向上点 従来品との仕様比較

光通信モジュール用 小型高精度水晶発振器

従来からのデータトラフィック需要増のトレンドに加え、世界的なパンデミックによるリモート業務・学習の定着により、クラウド関連機器を含めたネットワークインフラの社会における重要度は、更に高まっています。
ネットワークインフラの敷設と拡充が進む中、機器メーカーではデータセンター内部、及びデータセンター間の通信に使用される光通信モジュール用に小型の水晶発振器のニーズが高まり、当社としてはSG2520シリーズを供給しております。
今後の主流となる400G、800G、あるいはそれ以上の光モジュールの高レート化に向け、従来品(SG2520シリーズ)の性能を維持しながら2016サイズ(2.0 x 1.6 mm)への更なる小型化を実現し、機器メーカーの設計自由度向上、機器の性能向上、それらを通じて社会発展に貢献します。

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SG2016EGN SG2016VGN SG2016EHN SG2016VHN

sg2016xgn
(2.0 x 1.6 x 0.63 mm)

networking

光通信モジュールを実現する技術、それに対する課題

(1) PAM4

従来の光通信は、オン/オフの切り替えによるNRZ方式ですが、近年の通信速度の広帯域化に限界が発生します。
PAM4とは4値強度変調により、NRZの2倍の帯域に拡大可能とする技術です。

sg2016xgn

< 課題 >
信号レベルが1/3となるため、信号検出精度を確保するためには低ジッタ性能が必要となります。
市場では100 fs程度がクロックに対するジッタ閾値です。モジュール化により、小型・低消費電流も要求されます。
周波数許容偏差は、±50 x 10-6 です。

(2) 400ZR

400Gbpsの高速通信をコヒーレント光伝送にて行う技術です。
デジタルコヒーレント信号処理回路にて16QAMを行い、コヒーレント光を変復調することで伝送します。

sg2016xgn

< 課題 >
400Gの信号処理を行うため、信号処理回路のDAC/ADCに必要なサンプリングクロックには、300 MHz ~ 500 MHz
の高周波・低ジッタクロックを必要とします。
また、周波数許容偏差は、±20 x 10-6 の高精度対応、更には低消費電流も必要とされます。

エプソンの小型高精度水晶発振器でそれらの課題を解決

従来比54 %(体積比)の小型化を実現した、高周波・低位相ジッタSPXO【SG2016シリーズ】

※当社従来品『SG2520』シリーズ

SG2016シリーズは、HFF水晶振動子とエプソンが独自開発したICを採用し、高周波・高精度、および低位相ジッタ特性を持ち合わせた、2.0 × 1.6 mm、高さ0.63 mm Typ.の小型高精度水晶発振器です。これらの特長を有することで、次世代800G光通信モジュールに対して最適な製品となります。
・PAM4: 低ジッタ特性、および小型・低消費電流特性を持つ、SG2016EGN/VGNが最適です
・400ZR: ±20 x 10-6 の高精度、高周波・低ジッタ、低消費電流特性を持つ、SG2016EHN/VHNが最適です。

主な用途

  • 光通信モジュール
    (ルーター、スイッチ等のネットワーク機器に内蔵)
  • データセンター
  • FA機器、計測器
  • 高速DA / ADコンバータ

networking

エプソンの小型高精度水晶発振器 SG2016シリーズの特長

1.小型サイズ 2.0 x 1.6 mm

当社従来品SG2520シリーズと比較し、外形サイズを小型にしました。
(面積比64 %、体積比54 %)

small size

【動画:光通信400/800G向けSG2016シリーズの紹介】

2.独自技術により高周波出力と低位相ジッタを同時に実現

HFF水晶振動子を用いた基本波発振により、上限500 MHzの高周波出力に対応し、低位相ジッタ特性を実現しています。

HFF水晶振動子

フォトリソ加工により、水晶チップの励振部のみを数ミクロンという極薄な構造(逆メサ構造)にすることで、
チップの強度を保ちながら、高周波での基本波発振を可能にしました。

【動画:HFF 差動出力の優位性】

small size

低位相ジッタ/位相ノイズ特性

上記HFF水晶振動子と、当社独自開発のSPXO用ICを組み合わせることで、低位相ジッタ/低位相ノイズ特性を実現しました。
<位相ジッタ: 19 fs>
  ・LVDS出力、fo = 391.77 MHz
  ・オフセット周波数: 12 kHz~20 MHz
  ・電源電圧 3.3 V

small size

3.温度補償機能により高温環境下でも高い周波数精度を保持

自社ICの周波数温度補償機能により+105 ℃ 高温下、且つ10年の長期エージングを含み、 ±20 × 10 -6の高精度を実現しました。

small size

主な仕様

型番 SG2016EGN SG2016EHN SG2016VGN SG2016VHN
出力形式 LV-PECL LVDS
出力周波数範囲 25 MHz to 500 MHz
電源電圧 2.5 V ± 5 %
3.3 V ± 5 %
1.8 V ± 5 %
2.5 V ± 5 %
3.3 V ± 5 %
動作温度範囲 -40 ℃ to +85 ℃、 -40 ℃ to +105 ℃
周波数許容偏差 ± 25 x 10-6
± 50 x 10-6
± 20 x 10-6 ± 25 x 10-6
± 50 x 10-6
± 20 x 10-6
消費電流 60 mA Max. 28 mA Max.
位相ジッタ (12 kHz to 20 MHz) 70 fs Max. (出力周波数 156.25 MHz)
50 fs Max. (出力周波数 491.52 MHz)
60 fs Max. (出力周波数 156.25 MHz)
50 fs Max. (出力周波数 491.52 MHz)
外形寸法 2.0 x 1.6 x 0.63 mm

外形寸法、ブロック図、端子配置

small size

従来品からの向上点

従来品 (SG3225/5032/7050シリーズ) と新製品 (SG2016/2520シリーズ)では、下記3点で向上しています。
  ➀外形サイズの小型化
  ➁周波数精度の向上
  ③位相雑音と位相ジッタの低減

1 外形サイズの小型化

2 周波数精度の向上

3 位相雑音と位相ジッタの低減

従来品との仕様比較

Item SG2016EGN / SG2016EHN
SG2016VGN / SG2016VHN
SG2520EGN / SG2520EHN
SG2520VGN / SG2520VHN
SG3225/5032/7050EEN
SG3225/5032/7050VEN
Frequency 25 MHz to 500 MHz 25 MHz to 500 MHz 25 MHz to 500 MHz
Technology Fundamental Fundamental Fundamental
Size 2.0 x 1.6 x 0.63t mm 2.5 x 2.0 x 0.74t mm SG3225*EN: 3.2 x 2.5 x 1.05t mm
SG5032*EN: 5.0 x 3.2 x 1.3t mm
SG7050*EN: 7.0 x 5.0 x 1.5t mm
Operating
Temperature
-40 ℃ to +105 ℃ -40 ℃ to +105 ℃ -40 ℃ to +105 ℃
Frequency
Tolerance
±20 x 10-6
(SG2016EHN / SG2016VHN)
±25 x 10-6,±50 x 10-6
(SG2016EGN / SG2016VGN)
±20 x 10-6
(SG2520EHN / SG2520VHN)
±25 x 10-6,±50 x 10-6
(SG2520EGN / SG2520VGN)
±50 x 10-6 (≦200 MHz)
±100 x 10-6 (>200 MHz)
Phase Jitter
(3.3 V,
391.77 MHz,
LVDS)
19 fs Typ. / 50 fs Max. 19 fs Typ. / 50 fs Max. 37 fs Typ. / 60 fs Max.
Current
Consumption
60 mA Max.
(SG2016EGN / SG2016EHN)
28 mA Max.
(SG2016VGN / SG2016VHN)
60 mA Max.
(SG2520EGN / SG2520EHN)
28 mA Max.
(SG2520VGN / SG2520VHN)
60 mA Max.
(SG3225/5032/7050EEN)
25 mA Max.
(SG3225/5032/7050VEN)
Output LV-PECL / LVDS LV-PECL / LVDS LV-PECL / LVDS

SG2016シリーズの特長
  ・ 小型 (当社差動出力SPXOで最小)
  ・ 狭い周波数許容偏差 (SG2016EHN / SG2016VHNにて ±20 x 10-6)

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