ツインアクシャルケーブル

ツインアキシャルケーブル（Twinax ）は、同軸ケーブルに似たタイプのケーブルですが、内部導体が1本ではなく2本でツイストペアになっています。 ^[3]コスト効率が良いため、現代（2013年）の超短距離高速差動信号伝送アプリケーションでは一般的になりつつあります。

歴史的に、twinax はIBM 5250端末およびプリンター用に指定されたケーブルであり、IBM のSystem/34、System/36、System/38、およびIBM AS/400ミッドレンジ ホスト、およびIBM i を実行するIBM Power Systemsマシンで使用されていました。データ伝送は、シールドされた単一の 110 Ω ツイストペアで、1 Mbit/s の半二重平衡伝送です。^[4]

Twinax を使用すると、ワークステーション アドレス 0 から 6 までの 7 つのデバイスをアドレス指定できます。デバイスは連続している必要はありません。

Twinax は、適切に機能するために終端を必要とするバス トポロジです。ほとんどの Twinax T コネクタには自動終端機能があります。カテゴリ 3 以上のツイスト ペアで配線された建物で使用するために、 Twinax をツイスト ペアに変換するバランと、バス トポロジからスター トポロジに変換するハブがあります。

Twinax は IBM によって設計されました。主な利点は、高速 (9600 ビット/秒に対して 1 メガビット/秒) と、接続ごとに複数のアドレス指定可能なデバイスであることです。主な欠点は、かさばるネジ式コネクタを備えた独自の Twinax ケーブルが必要なことです。

信号は、1 Mbit/s (1 μs/ビット ± 2%) で、マンチェスター符号化され、プリエンファシス された状態で、ワイヤ上を差動的に送信されます。^[5]信号符号化は、ほぼ差動的であり、完全に差動的にバランスが取れているわけではありません。通常、2 つの信号ラインのうち 1 つは -0.32 V ± 20% に駆動され、もう 1 つは 0 V を伝送します。これ自体は、±0.16 V の 2 つの差動信号が -0.16 V のコモンモード レベルに重ね合わされていると考えることができます。ただし、プリエンファシスを提供するために、信号が低く駆動された後の最初の 250 ns (1/4 ビット時間) は、負の信号ラインが -1.6 V に駆動されます。この間、コモンモード電圧は -0.8 V です。

この信号は、152 m (500 フィート) のケーブルの端で最小 ±100 mV を提供するように設計されています。

2 本のワイヤは A と B で示されます。0 ビットをエンコードするには、ビット時間の前半は A>B、後半は A<B となります。1 ビットの場合はその逆です。したがって、各信号線は一度に 500 ns または 1000 ns の間ローに駆動され、そのうち最初の 250 ns が強調されます。

プラグは同じ性別の2つのピンで構成されています。^[1]

メッセージは、ビット同期のための 5 つの通常の 1 ビット (A が 500 ns の間ローに駆動され、次に B が 500 ns の間ローに駆動される) で始まり、その後に通常のマンチェスター符号化規則に違反する 3 ビット時間の長さの特別なフレーム同期パターンが続きます。A は 1500 ns の間ローに駆動され、次に B は 1500 ns の間ローに駆動されます。これは、1 ビットが通常の 1/3 の速度で送信されたのと同じです (ただし、プリエンファシス パルスの長さは 250 ns のままです)。^{[5] [6]}

このパターンの後には、最大 256 個の 16 ビット データ フレームが続きます。各データ フレームは、1 の開始ビット、8 ビットのデータ フィールド、3 ビットのステーション アドレス、偶数パリティ ビット (開始ビットを含むため、データ フィールドとアドレス フィールドのみの奇数パリティに相当) で構成されます。その後に 3 つ以上の 0 のフィル ビットが続きます。IBM プロトコルとしては珍しく、各フレーム内のビットはlsbit-first で送信されます。^[6]

すべてのメッセージは、コントローラ (マスター) と 1 つのスレーブ デバイス間で送信されます。コントローラからのメッセージの最初のフレームには、デバイスのアドレス (0 ～ 6) が含まれます。後続のフレームのアドレス フィールドは 0 ～ 6 の任意の値にすることができますが、通常はデバイスのアドレスにも設定されます。メッセージの最後のフレームには、メッセージ終了 (EOM) インジケーターとしてアドレス 7 (すべて 1) が含まれます。単一フレーム メッセージには EOM インジケーターはありません。

コマンドが応答を要求すると、デバイスは 30 ～ 80 μs 以内に応答することが期待されます。デバイスの応答も最大 256 フレームで構成され、最後のフレームを除くすべてのフレームにそのアドレスが含まれます。この場合、単一フレームの応答に EOM アドレスが含まれ、コントローラはそれが最後にアドレス指定されたデバイスからのものであると想定します。

一般的に、メッセージの最初のフレームはコマンドバイトであり、それに続くフレームは関連するデータである。^{[6] [7]}

MIL-STD-1553では、データ バスの特性インピーダンスは70 ～ 85 オームと規定されていますが、業界では 78 オームが標準化されています。同様に、業界では一般に、特性インピーダンスが 78 オームの Twinax ケーブルと呼ばれるケーブルが標準化されています。

ダイレクトアタッチ銅線（DAC）は、Small Form-factor Pluggable（SFP）イーサネットで使用される標準ケーブルの一種で、当初は次のように定義されていました。SFP+ ダイレクト アタッチ銅線 (10GSFP+Cu)は、アクティブまたはパッシブの Twinax ケーブル アセンブリを介して10 ギガビット イーサネットを提供し、 SFP+ハウジングに直接接続します。アクティブ Twinax ケーブルには、信号品質を向上させるために SFP+ ハウジング内にアクティブな電子部品があります。パッシブ Twinax ケーブルは主にまっすぐな「ワイヤ」で、部品はほとんどありません。通常、7 メートル未満の Twinax ケーブルはパッシブで、7 メートルを超えるものはアクティブですが、これはベンダーによって異なる場合があります。SFP+ ダイレクト アタッチ銅線 (DAC) は、低遅延と低コストのため、 ^{最大 10 メートルに達する 10G イーサネットでよく使用されます[8] 。}

主な用途の 1 つは、SFP+ インターフェイスを介してネットワーク ハードウェアを接続することです。このタイプの接続では、5 メートルの距離で 10 ギガビット/秒の全二重速度で送信できます。さらに、このセットアップでは、現在の 10GBASE-T Cat 6 / Cat 6A / Cat 7ケーブル システムよりも 15 ～ 25 倍低いトランシーバー レイテンシが実現します。SFP+ を使用した Twinax では 0.1 μs であるのに対し、現在の 10GBASE-T 仕様では 1.5 ～ 2.5 μs です。SFP+ を使用した Twinax の消費電力は約 0.1 ワットで、これも 10GBASE-T の 4 ～ 8 ワットよりもはるかに優れています。

ケーブル配線では常に、ビット エラー率(BER)が考慮ポイントの 1 つです。Cisco によると、Twinax 銅ケーブルの BER は 10 ⁻¹⁸を超えているため、クリティカルな環境でのアプリケーションに適しています。

ケーブルは最小曲げ半径^{[9] [10]}以下に曲げてはいけません。最小曲げ半径はAWGで表されるケーブルサイズによって異なります。右の表は、SFP+の持続曲げ半径に通常許容される最小値をまとめたものです。

このSFP+ツインアクスルDACは、IEEEやその他の規格にその名称が存在しないにもかかわらず 、一部のメーカーでは「10GBASE-CR」または「10GBASE-CR1」とも呼ばれています^{[11] 。}

40 Gbps QSFP+ (Quad SFP+) は 2012 年に定義されました。^[12] 802.3ba-2010 では、この接続を介した 40 ギガビット イーサネットを「40GBASE-CR4」と定義し、これらの接続の 3 つを介した 100 ギガビット接続を 100GBASE-CR10 (現在は段階的に廃止中) と定義しています。

25ギガビットイーサネット（25GBASE-CR1）で28Gbpsで動作するSFP28は2014年に定義されました。100Gbpsで動作可能なクアッドバージョン（QSFP28）も定義されました。^[13]新しいQSFP28接続は100GBASE-CR4イーサネット（802.3bj-2010）で動作します。

SFP112 は 2018 年に定義され、ペアあたり 100 Gbps です。これらすべてのバージョンでは、長さの制限は同じです。

SATA 3.0ケーブルはTwinaxを使用して実装されています。^[14]

DisplayPortケーブルの多くのメーカーは、2.7 Gbit/s の信号速度に対する厳格な挿入損失、リターン損失、クロストークの要件を満たすために、Twinax 構成も使用しています。

MIL-STD-1553バスとスタブ デバイスを接続するケーブルの特性インピーダンスは、1 MHz で 78 オームです。バスとスタブ デバイスの接続には、twinax と呼ばれる 2 導体ツイストペア ケーブルが使用されます。絶縁ペアはバランスが取れており、ペアの周囲にシールド編組が全体的に施されています。信号伝送ペアのツイストにより、ペアによって発生するランダム誘導ノイズが理論的にキャンセルされます。2 つの内部誘電フィラーにより編組がペアから分離され、接地への漏れ容量が最小限に抑えられます。フィラーは、ペアの均一なツイストにも役立ちます。編組が 90% 覆われているため、ペアは外部ノイズから保護されます。PVC アウター ジャケット ケーブルは実験室での使用に適しており、高温定格のアウター ジャケット ケーブルは車両での使用に適しています。

「TRB」と呼ばれる同心バヨネットプラグが使用される。^[15]

• 同軸ケーブル
• IBM5250
• 低電圧差動信号
• 三軸ケーブル

• Cisco 10GBASE SFP+ モジュール
• MilesTek Corporation の MIL-STD-1553B の概念と考慮事項 (2012 年 2 月 24 日アーカイブ、Wayback Machine )