2.既存のネットワーク技術

符号化 物理層の基本機能は、1と0で表現されるデジタルデータを電気信号に変換しケーブルに流すことだ。最も簡単な変換は、「1」を電圧のハイレベル(例えば5V)に、「0」を電圧のローレベル(例えば 0V)に変換すれば、信号を […]

100BASE-TX は、10BASE-T の次世代規格として1995年に登場した。家庭やオフィス LAN の主役は WiFi や 1000BASE-T に変わったが、今でも広く使われている。100BASE-TX は19 […]

4B5B 変換 従来の 10BASE5/2/-T は、伝送路上のフレーム間ギャップは無信号状態になっている。これは、1本の伝送路を複数ノードで共有する方式のため、信号の衝突を避けるためにはデータを送信していない期間を無信 […]

100BASE-TX スクランブラ スクランブラは、100BASE-TX が動作時にコネクタやケーブルから放射する妨害波(EMI)を抑えるために実装された機能だ。「埋込クロック同期」や「AC 結合」のための機能ではない。 […]

100BASE-FX 100BASE-FX は、1995年に IEEE802.3u で標準化された。光ファイバーを伝送路として2本のファイ バーケーブルを使用する。信号源に1300nm波長帯を使い、マルチモードファイバー […]

1000BASE-T は、10BASE-T/100BASE-TX の後継規格として 1999年に IEEE 802.3ab として標準化された。伝送媒体はカテゴリ5以上の撚対線を使用し、最大伝送距離は 100m だ。当時 […]

1000BASE-T 1000BASE-T 物理層 1000BASE-T は 8ビット幅を持ち 125MHz(8ナノ秒サイクル)で動作する GMII で上位層と繋がっている。つまり、1000BASE-T の物理層は、8ナ […]

1000BASE-T 畳み込み符号 送信データのスクランブル後、8ビットデータに1ビット付加し9ビットにする。変換テーブルに 2倍の冗長性を持たせることと、変換テーブルでデータを拡散し電磁妨害波を抑えることが 1 ビット […]

伝送媒体に光ファイバーを使用する 1000BASE-X は、撚対線を使用する 1000BASE-T より1年早く1998年に標準化を完了している。同時にギガビットイーサに対応する GMII の標準化も完了した。1000B […]

8B/10B 符号化 10ビットデータに変換する際に、 1/0 連続数を制限し確実な信号反転を発生させることと 1/0 個数の差を制限制限範囲内に収める必要がある。1/0 連続数制限は、1/0 の連続数が 4 個以内に収 […]

電子機器はノイズ（電磁波）を発生し外部機器に影響を与えると共に、外部機器ノイズの影響を受ける。電子機器が発生するノイズが他の機器に影響を与えないことと、他の機器が発生するノイズに影響されないことの両方の特性を持つ必要があ […]

空間に放射されるノイズは、ノイズ発生源→伝送路→アンテナと伝搬し、外部に電磁波として放出される（ 「図1 放射ノイズ発生原理」 ）。放出された電磁波は他の機器の動作を妨害する。逆に、他の機器から放射された電磁波はこの逆ル […]

ノイズ反射 半導体デバイス等で発生したノイズは、伝送路を通りアンテナから放射される（ 「図1 放射ノイズ発生原理」 ）。電磁波の放射を抑えるためには、極力アンテナを少なくする（効率を下げる）ことだ。プリント基板のパターン […]

ノーマルモード／コモンモード 基本的な動作としては、デジタル IC で発生したノイズは、伝送路を通りアンテナから放射される。しかし、実際のノイズ対策では、ノイズ発生源が伝送路を介して直接アンテナに繋がることは稀だ。「ノー […]

妨害波対策の基本的な考え方は、「上流工程」での対応を優先することだ。「下流工程」での対応は効果が少なく、対応コストと製造コストが高くなる傾向がある（図1 開発工程）。妨害波ノイズ対策は、プリント基板や筐体も「回路の一部」 […]

信号線でのノイズ対策に使用するフィルタ 信号線では、信号の高調波を取り除くことがノイズ対策の基本だ。信号線の高調波を取り除くと、デジタル信号の立上り／立下りが遅れ、タイミング設計が難しくなる。電源線では電圧変動を招く恐れ […]

デカップリングコンデンサ 最近の半導体は高速化している。同時スイッチング等で、充放電電流が増加し、消費電流の変動が大きくなっている。この電流変動は EMI の要因になる。周波数特性に応じたデカップリングコンデンサの配置が […]

スクランブル スクランブラは、100Mbps 以上の撚対線を使用する Ethernet 動作時に、コネクタやケーブルから放射する電磁妨害波（EMI）を抑えるために実装された機能だ。電磁妨害波が他の機器の誤動作を引き起こす […]

部品選択 デジタルIC 最も低速なICを選択する4000シリーズ＞74HC＞74AC＞74VHC：高速デジタル IC ほど速度が速く立上りが速い。高調波による放射レベルが大きくなる。低電圧デバイスを選択する電圧変化と電流 […]

筐体はノイズシールドとしての役目もあり、ノイズの空間伝導をシールドで遮断する。シールドは回路の一部やケーブルを覆うように使用する場合や、筐体のように装置全体を覆うシールドとして使用する場合等がある。筐体はもちろん、回路の […]