バックプレーンコンピュータバスは、少なくとも1層の(ほぼ)銅の層(グランドプレーンと呼ばれる)と、信号の配線として使用される少なくとも1層の銅配線層を備えた多層プリント基板の一種です。各信号は、その配線層と、その直下にある狭いグランドプレーンの帯状部分によって形成される伝送線路に沿って伝送されます。この構造は、無線工学においてマイクロストリップ線路として知られています。
各信号は送信機から1つまたは複数の受信機へと伝送されます。ほとんどのコンピュータバスは、一定の振幅を持つパルス列であるバイナリデジタル信号を使用します。受信機が正しいデータを受信するためには、各パルスを1回だけ検出する必要があります。これを実現するために、設計者はマイクロストリップの高周波特性を考慮しなければなりません。
送信機からマイクロストリップにパルスが送られると、その振幅は送信機とマイクロストリップのインピーダンス比によって決まります。送信機のインピーダンスは、単純にその出力抵抗です。マイクロストリップのインピーダンスは、その特性インピーダンスであり、その寸法とバックプレーンの構成に使用される材料によって決まります。パルスの立ち上がりエッジ(入射波)が受信機を通過する際、検出に十分な振幅を持つ場合と持たない場合があります。検出に十分な振幅を持つ場合、そのシステムは入射波スイッチング方式を使用していると言われます。これは、 PCI以前のほとんどのコンピュータバス( VMEバスなど)で使用されていた方式です。
パルスがマイクロストリップの終端に到達すると、その動作は終端における回路の状態に依存します。マイクロストリップが正しく終端されている場合(通常は抵抗の組み合わせ)、パルスは吸収され、そのエネルギーは熱に変換されます。これは入射波スイッチングバスの場合です。一方、マイクロストリップの終端に終端がなく、パルスが開放回路に遭遇した場合、パルスは発生源に向かって反射されます。この反射波がマイクロストリップに沿って戻るにつれて、その振幅は元のパルスの振幅に加算されます。反射波が受信機を2度目に通過する際(今度は反対方向から)、検出可能な振幅になります。これは反射波スイッチングバスの場合です。
入射波スイッチングバスでは、バスの終端からの反射は望ましくないため、終端を追加して防止する必要があります。入射波トレースの終端は、DC平衡AC結合終端から単一抵抗直列終端まで複雑さが異なりますが、すべての入射波終端は電力とスペースの両方を消費します(Johnson and Graham、1993)。ただし、入射波スイッチングバスは、同じ周波数で動作する反射波スイッチングバスよりもかなり長くなる可能性があります。
バスの長さが制限されていても許容範囲内であれば、反射波スイッチングバスは、所定の周波数で動作させるのに必要な電力と部品点数が少なくて済みます。バスは、パルスがバックプレーンの長さの2倍(入射波が1回、反射波が1回)を伝搬し、かつ1回のバスサイクルで読み取れるほど十分に安定するのに十分な短さでなければなりません。伝搬時間は、バスの往復距離を信号の伝搬速度(真空中の光速cの約半分から3分の2)で割ることによって計算できます。