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1Gおよび10G Synchronous Ethernetを実現し、SONET/SDH、PDH、および無線システムをサポートするテレコムタイミングIC

 
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編集者の方へ:
  • DS3104は次世代テレコムシステム用の、機能が充実したラインカードタイミングICです。
  • この製品は、新しいSyncEラインカードおよびSONET/SDH/SyncEミックスのラインカードをサポートするフルキャリアクラスのクロック同期を実現する業界初のICです。
  • DS3104の主な革新的な機能は、(1) EthernetクロックレートとSONET/SDHレート間の双方向周波数変換用の2つの独立したDPLLと、(2) すべての1G、10G、および100MのEthernet PHYクロックレート(さらにSONET/SDH、PDH、無線基地局、およびGPSレシーバクロックレート)の完全サポートです。
  • この製品は、メトロEthernetスイッチ、基地局、およびマルチサービスアクセスノードなど、テレコムシステムのSynchronous Ethernetポートのラインカードに最適です。


カリフォルニア州サニーベール ― 2007年7月17日 ― マキシム・インテグレーテッド・プロダクツ(NASDAQ:MXIM)は、新しいSynchronous Ethernet (SyncE)ラインカードおよびSONET/SDH/SyncEミックスのラインカードをサポートするフルキャリアクラスのクロック同期を実現する業界初のICとなるDS3104を発表しました。マキシムでは、タイミングカード・オン・ア・チップICとして高集積のDS3100で初めて使用して実績のあるDSPベースのディジタルPLL (DPLL)技術を、次世代テレコムシステム向けの新しいラインカードタイミングICにも応用しました。

DS3104の主な革新的な機能は、EthernetクロックレートとSONET/SDHレート間の双方向周波数変換用の2つの独立したDPLLと、すべての1G、10G、および100MのEthernet MIIクロックレートに対する完全対応です。アプリケーションには、ADM、ディジタルクロスコネクト、キャリアクラススイッチおよびルータ、無線基地局、DSLAMおよびマルチサービスアクセスノードなど、幅広い有線および無線システムのラインカードや他のサブシステムがあります。

Synchronous Ethernetの登場

サービスプロバイダネットワークのPDHおよびSONET/SDHリンクは、次第にEthernetに置き換わっています。このため、テレコムのサービスプロバイダは、無線基地局やTDM回線エミュレーション(CES)装置など、いくつかの条件の厳しいアプリケーションに対し、いかにして高品質のクロック同期をEthernetで伝送するかに苦心しています。この難題を解決するために近年標準化された方法の1つがSynchronous Ethernet (SyncE)です。

SyncEでは、Ethernetリンクは、高品質かつstratum-1で追跡可能なクロック信号から、SONET/SDHとまったく同じ方法でビットクロックのタイミングをとることによって同期されます。2006年に、国際電気通信連合(ITU)が、Recommendation G.8261でSyncEの概念の概要をまとめ、2007年の6月に、SyncEの性能基準をG.8262という新しい勧告で標準化しました。

「DS3104はテレコム機器のメーカーでは大きな需要があります。」と話すのはマキシムのTelecom Business UnitマネージングディレクタのMichael Smith。「大手テレコムサービスプロバイダは、次世代ネットワークのネットワーク同期化の計画を立てられるよう、ITUに対してSyncEの性能基準の標準化を早急に進めるように申し入れていました」(Smith)。ITUによりSyncEの性能基準が今年標準化されたことによって、テレコム機器メーカーは、サービスプロバイダの需要が出てくることを見込んで、さまざまな種類の機器に対して、数多くのSyncEラインカードの設計に着手しました。「DS3104は、すでにこれらいくつかの新しいラインカード用のラインカードタイミングICとして採用が決まっています」(Smith)。

アーキテクチャの概要

DS3104は常に最大8つの入力クロックを監視します。内蔵のリファレンス選択ロジックは、2つのDPLLのそれぞれに対して、最高優先度の有効な入力クロックを自動的に選択します。

メインのDPLLは、通常、デュアルの冗長タイミングカードからシステムクロック(たとえば19.44MHz)を受け入れ、両方を監視し、固定する一方を選択し、ラインカードに必要なさまざまなクロック(たとえば1G SyncEトランスミッタでは125MHz)を合成します。このメインのDPLLはラインカードに求められるヒットレススイッチングとホールドオーバの機能も提供します。2つ目のDPLLは、通常、復元されたラインクロック(たとえば1G SyncEレシーバで125MHz)を、適当なバックプレーンのラインクロック(たとえば19.44MHz)に変換するのに使われますが、このクロックは2つのシステムタイミングカードに送られます。各DPLLの後段には、クロック逓倍の、ジッタ減衰APLLと分周器が続き、多様なクロックレートを7つの出力クロックに供給します。

技術的考察

DS3104のクロックI/O機能は非常にフレキシブルです。8つのクロック入力があり、各クロック入力は2つの内蔵DPLLのいずれかに割り当てることができます。入力は常に品質を監視され、設定可能な判定基準にしたがって、デバイスが自動的に適格/不適格の判断を下すことができます。4つのクロック入力はCMOS/TTLで、他の4つはLVDS/LVPECLまたはCMOS/TTLです。これら8つのクロック入力はすべての一般的なテレコムのクロックレート(2kHz、8kHz、DS1、E1、DS2、DS3、E3、OC-3、およびNx19.44MHz)やすべてのEthernet MIIクロックレート(25MHz、125MHz、および156.25MHz)を受け入れます。また、クロック入力は最大77.76MHzまで2kHzの逓倍のクロックレートと、最大155.52MHzまで8kHzの逓倍のクロックレートもすべて受け入れるため、入力は、13MHzおよび30.72MHzの基地局のクロックや、10MHzのGPSレシーバ用クロックなど、さまざまな他の業界のクロックレートに対応しています。

DS3104のDPLLは多くの一般的なテレコムの周波数に直接ロックすることができます。また、DPLLはプログラマブルな入力分周器を使って、直接ロック周波数の整数倍にロックすることもできます。DPLLの帯域幅は1Hz~600Hzで設定可能であり、さまざまな減衰係数が準備されています。メインのDPLLは、一次システムクロックに障害があるとき、オプションとして位相再生技術を使って、二次システムクロックにヒットレススイッチングを実行することができます。このシナリオでの標準的な出力クロック位相運動は、温度補償されていない安価な水晶発振器でデバイスのクロックを得る場合でも1ナノ秒以下となります。また、メインのDPLLは高精度のディジタルホールドオーバモードも備えており、両方のシステムクロックリファレンスが障害状態にあるか、または使用することができない場合でも、出力クロックを維持します。

DS3104は同時に計7つの出力クロック周波数、および2kHzと8kHzのフレームパルスを生成することができます。各出力クロックは、最大限の柔軟性を持たせるために、2つのDPLLのうち、いずれにも周波数ロック可能です。SONET/SDH/SyncEを組み合わせたラインカードに対して、このデバイスはSONET/SDHレート(たとえば155.52MHz)、1G Ethernet GMIIクロックレート(125MHz)、および10G Ethernet XGMIIクロックレート(156.25MHzまたは312.5MHz)を同時に生成することができます。すべてのレートはメインのDPLLを通して選択されたシステムクロックへ周波数ロックされます。7つの出力クロックのうち、3つがCMOS/TTL、2つがLVDS/LVPECL、および2つがデュアルCMOS/TTLとLVDS/LVPECLです。出力クロックには入力クロックと同じ周波数オプションがあり、差動信号レートは最大312.5MHzです。さらに、プログラマブルな合成エンジンは最大77.76MHzまで2kHzの逓倍、最大311.04MHzまで8kHzの逓倍、また必要に応じてその他多くの周波数を生成することができます。

パッケージ、価格、入手性

DS3104はすでに出荷を開始しています。このデバイスはSPI™シリアルバスインタフェースを持ち、10mm x 10mmの81ピンBGAパッケージで提供されます。5/6および完全RoHS準拠の両方のパッケージオプションがあります。このデバイスは-40℃~+85℃の工業用温度範囲での動作が保証されています。参考価格についてはお問い合わせください。デモキットのDS3104DKもデバイス評価用に提供されています。詳細についてはhttp://japan.maxim-ic.com/DS3104-Timing-ICをご覧ください。

プレス問合せ先:
マキシム・ジャパン株式会社: 0120-231-690
詳細情報: DS3104
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