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なぜThunderboltケーブルが極細の同軸線束を使用しなければならないのか?

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Thunderbolt技術が進化するにつれて、高速なデータ転送インターフェースはより高い帯域幅と強力な多プロトコル合成能力に進化しています。Thunderbolt 3、Thunderbolt 4および最新のThunderbolt 5は、一本のケーブルでデータ、ビデオ、電力を同時に処理し、線材の性能に対する前例のない要求を引き起こしています。40Gbpsから80Gbpsの高速転送要件を満たすために、業界では一般的に極細の同軸線束(micro coaxial cable harness)が主要な解決策として選ばれています。なぜそれがThunderboltケーブルの第一選択になるのか?以下では構造、性能、アプリケーションの視点から全面的に解説します。



一、Thunderbolt高速伝送の主要特性

Thunderbolt技術がケーブルに非常に高い要求を課す理由は、その独自の高速特性とプロトコルの組み合わせによるものです:

1.1 帯域要件が非常に高い。Thunderbolt 3/4は40Gbpsに達し、Thunderbolt 5では最高80Gbpsにまで向上し、典型的な超高速差分信号の範囲に属する。

1.2 多プロトコルオーバーラップ。ThunderboltはPCIe、USB、DisplayPortのビデオ信号を同時に持ちます。信号の完全性および干渉耐性には非常に高い要求があります。

1.3 長距離伝送の要望。ユーザーは0.5~2メートル乃至更長い距離で高速を維持したいと考えており、ケーブルには極低い衰えと高い安定性が必要です。

高速、多プロトコル、長距離で、Thunderboltは線材の物理構造に前例のない挑戦を提起しました。




なぜThunderboltが双極線を利用することができなくなったのか?

USB、HDMIなどのインターフェースでは、双線対称構造が主流ですが、20Gbps~80Gbpsのレベルではその制限が現れ始めます:

2.1 高周波数の插入損失が顕著に増大し、信号が易く減衰します。

2.2 阻抗の一致性が難しく、緩みの不安定さが反射を引き起こしやすい;

2.3 屏蔽性能不足、多プロトコル並行での干渉要求に対応困難

2.4 性能を確保するために線径を大きくする必要があるが、柔軟な布線や構造の小型化には不向きである。

したがって、Thunderboltのような超高速システムでは、ダブルシスコーが損耗、インピーダンス、シールド、柔軟性の多様な要件を同時に満たすことができません。



第3に、極細同軸線束がThunderboltの核となる理由は、以下の通りです。

Thunderboltケーブルは大量にmicro同軸構造を採用しており、高速転送においてより優れた性能を実現するためです:

3.1 阻抗制御が正確です。同軸線設計により85Ω/90Ωの阻抗を厳しく制御し、高速反射問題を低減します。

3.2 插入損失が低い。10GHzを超える高周波でも極細同軸線は安定して性能を発揮し、長距離高速伝送に適している。

3.3 スペースバリアンス強力。360° 全方位のスペースバリアンスにより外部EMIノイズの干渉を効果的に減少させ、内部の干渉も避け、多プロトコルのThunderboltには非常に重要です。

柔軟、小さく、布線しやすく、直径は0.3mmから0.6mmで、ケーブルが柔軟で軽いため、高密度かつ狭い構造に非常に適しています。

3.5 高信頼性および拡張性。多本同軸線束を組み合わせることで、異なるバージョン、異なる長さ、異なるアプリケーションニーズに対応可能です。

したがって、極細同軸線束は、高速で安定した伝送においてThunderboltの最適な物理媒体であると言えます。




第4章 典型応用シーン

Thunderbolt 3/4 アクティブケーブル:極細の同軸線を使用して衰减を低減し、リセットチップを組み合わせて長距離高速接続を実現します。

Thunderbolt 5 高速線維:80Gbps の帯域幅を満たすためには、線材に対する要求が高くなります。現在では、性能要件を満たすためにほぼすべてが micro coaxial 構造を採用しています。

言い換えると、極細の同軸線束がなければ、本当に高速なThunderboltインターコネクトを実現することはできません。




Thunderbolt 3/4/5の高帯幅、多プロトコル、長距離および高安定性の要求により、従来の双芯線は対応できません。極細な同軸線束は正確なインピーダンス、低いインサーションロス、高いシールド、柔軟性、そして信頼性を持ち、Thunderboltケーブルのコアなソリューションとなり、次世代のより高速なインターフェースの基礎を築いています。技術の進化に伴い、micro同軸線は高速インターコネクションの分野でより重要な役割を果たすでしょう。

私は蘇州汇成元電子科技,長期専念于高速信号ラインバンドおよび極細同軸線バンドのデザインとカスタマイズ、お客様に安定した信頼性の高い高速接続ソリューションを提供することに専念しています。関連するご要望やもっと詳しく知りたい場合は、お問い合わせください:尹経理 18913280527(ライン同号)