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1. 개요
同軸 cable, Coaxial cable[1]중심축에 내부 도체가 있고 이를 절연체로 둘러 싼 뒤, 여기에 외부 도체를 원통의 그물 형태로 씌우고[2], 최종적으로 피복으로 감싼 형태의 케이블이다. 외부 도체를 쉴드라고도 하는데, 이렇게 원통 형태로 둘러 싸면 전자기장을 차폐하는 효과가 나오기 때문에 노이즈의 간섭을 덜 받게 된다. 주위에 고주파 신호가 케이블을 통과해도 동축 구조로 상쇄하고 고주파를 매우 적은 손실로 장거리를 전송할 수 있다. 예를 들면 일반 전화선 같은 일반적인 2선짜리 케이블보다 장거리 전송이나 고속 데이터 전송에 유리하다는 것을 의미한다. 직경에 따라 교류 임피던스가 다른데, 텔레비전이나 오디오 신호 케이블 등은 대부분 75옴(ohm)짜리 케이블, UHF-TV는 간혹 300옴짜리 케이블을 사용하지만 고주파를 다루는 오실로스코프 등은 보다 굵은 50옴짜리 케이블을 주로 쓴다. 요즘은 거의 50옴 규격으로 통일되었다고 봐도 무방하다.[3][4]
가장 널리 사용되는 분야는 TV, 무전기 등의 안테나를 연결하는 용도이며, 이 때문에 안테나선이라고도 부른다. 케이블의 굵기, 도체의 굵기, 쉴드의 특성, 전기적 특성 등등에 따라서 수도 없이 많은 종류가 있는데, 그냥 이런 구조를 가지기만 하면 모두 동축케이블이라고 부른다.
발명자는 올리버 헤비사이드. 20개나 되었던 맥스웰 방정식을 4개로 압축한 업적을 세웠다.
동축케이블을 언밸런스에 쓴다면 밸런스에서는 트윈 리드(Twin Lead) 케이블이 쓰인다. 오래된 TV 수상기를 보면 나사로 고정해서 연결하는 단자가 있는데 트윈 리드 케이블을 사용하는 밸런스 단자이다.
동축 케이블과 비슷하게 생긴 두 개의 심선을 가진 트위넥스 케이블(Twinaxial cable)도 있다. 이 또한 밸런스나 차동신호를 사용하는 회로에서 사용한다. 두 겹의 실드로 감싼 트라이엑셜 케이블(Triaxial cable)[5]도 있다.
2. 단자
주로 사용하는 단자는 RF 단자와 BNC 단자가 있다. 주로 이들을 사용하지만, 그외 다양한 단자 특성을 가지는 수많은 규격들이 존재하고 사용된다.
3. 사용처
- 안테나 연결
- 케이블 방송 - 가정집까지 동축케이블을 설치하여 TV 방송을 서비스한다. 다만 동축케이블은 노이즈가 많기 때문에 케이블 SO에서 단자함 까지는 광케이블(RF over Fiber, HFC)을 사용하기도 한다. 최근에 건설한 아파트의 경우 FTTH 구현을 위해 세대 단자함까지 RF over Fiber가 들어오는 경우도 있다.
- 케이블 인터넷 - 케이블 방송 업체들이 가설된 동축케이블을 이용하여 추가적으로 인터넷 서비스도 제공한다. 방송망과 통합되어 있으며, 광역망의 경우 방송망을 겸하는 광케이블로 구성된다.
- 이더넷 - 현재는 랜 케이블이라고 하면 RJ-45 커넥터가 달린 UTP 케이블을 사용하지만, 초창기의 이더넷은 동축케이블을 사용하였다. 네트워크 카드 사진 을 보면 RJ-45 커넥터와 함께, 동축케이블 이더넷를 위한 BNC 단자도 달려 있다. 산업기기에서 특별히 노이즈에 신경을 쓴다면 사용한다. 다른 케이블보다 노이즈에 확실히 강하기 때문.
- 해저 케이블 - 구형 해저 통신 케이블의 구조는 동축 케이블과 유사하지만, 도선의 굵기도 다르고, 차폐를 위한 쉴드도 이중 삼중으로 감싼다. 또는 여러 개의 동축 케이블을 번들로 묶은 번들 케이블 같은 것을 사용한다. 현재는 광케이블을 사용한다. 최초의 실용적인 해저 케이블은 동축 케이블이었다. 원래 해저 케이블로 일반 케이블을 깔았다가 바로 실패한 적이 있었기 때문이다.
- 고급형 CRT모니터 - 과거 뚱뚱이 모니터 시절에는 고급형 제품군(삼성의 고가 라인업, 에이조 계열, 소니 트리니트론 계열)에 한하여 BNC 케이블 단자가 있었다. 총 5개가 한 세트로, 각각의 케이블이 빛의 삼원색 R, G, B를 담당하고 나머지 두개가 수직과 수평신호 동기화를 담당하는 구조로 되어 있다.
- USB 3.1 Type C 케이블 - 마이크로 코엑시얼 케이블이라 해서 겉보기에는 그냥 일반 전선같이 생긴 동축 케이블을 사용한다. 굵기는 이어폰 케이블의 내부 심선만큼이나 가는데도 구조는 동축 케이블이다. 신호 쌍마다 하나씩 사용하므로 최소 네 가닥 이상, 많게는 여섯 가닥의 동축 케이블을 묶어서 케이블을 만든다.
- 시리얼 디지털 인터페이스 - 프로 방송 업계 및 CCTV 등에서는 영상을 전송하는데 동축케이블과 BNC 단자를 이용한 시리얼 디지덜 인터페이스(serial digital interface, SDI)를 사용한다. HD-SDI규격은 1.5Gbps으로 720p 영상을, 3G-SDI규격은 3Gbps으로 1080p 영상을 전송하며, 최신 규격인 6G-SDI, 12G-SDI는 4K 영상을 전송할 수 있다.
- 카오디오 - 유렵형 차량에서는 ISO 10599, 북미형 차량에선 모토로라 단자라고 부르는 DIN 41585 규격을 사용하나 스바루나 르노닛산자동차 계열은 2핀 단자를 사용하고 2002년 이후의 유럽형 차량에서는 FAKRA단자를 사용하며 최근에는 제조사마다 단자가 따로놀고있다(…)
4. 같이보기
[1]
구리선을 쓴다고 銅軸이 아니다! 단면을 잘라보면 중심 도체(center conductor)와 외부 도체(outer conductor)가 동심원을 이루고 있다는 뜻이다. 애초에 co-가 '같은'이라는 뜻을 나타내는 접두어다. 즉 '축을 공유하는' 케이블.
[2]
도체로 둘러싸면 되는 것이기 때문에 일부 값싼 케이블은 은박지만 들어있기도 하고 비싼 동축 케이블들은 도체 그물막과 은박지가 둘다 들어가서 이중 차폐하는 케이블도 있다.
[3]
이더넷 연결에는 반드시 50옴짜리 케이블을 써야한다. 과거 이더넷에 동축 케이블을 사용하던 시절에 연결은 했는데 신호가 제대로 안 잡힌다는 문제의 대부분은 50옴짜리 전용 케이블이 아닌, 케이블 티비 등에서 쓰다 남은 75옴을 재활용한 실수가 많았다.
[4]
여기서 말하는 50옴이니 75옴이니 하는 것은
전송선로가 지니는 특성 임피던스(characteristic impedance) [math(Z_0 \triangleq \sqrt{\dfrac{Z}{Y}} = \sqrt{\dfrac{R+j \omega L}{G+j \omega C}})]를 뜻한다.
[5]
3축 케이블로 불리기도 한다.