CN101840752A - 局域网电缆及其制造方法 - Google Patents

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CN101840752A CN201010135826A CN201010135826A CN101840752A CN 101840752 A CN101840752 A CN 101840752A CN 201010135826 A CN201010135826 A CN 201010135826A CN 201010135826 A CN201010135826 A CN 201010135826A CN 101840752 A CN101840752 A CN 101840752A
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Abstract

本发明公开了一种电缆，该电缆包括：至少第一层双绞线对，其具有未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的组合；以及至少第二层双绞线对，其具有未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的组合。

Description

局域网电缆及其制造方法
技术领域
本申请涉及电缆结构。更特别地，本发明涉及改进的LAN(局域网)电缆结构。
背景技术
在电缆结构领域，特别是在LAN电缆领域，空前增长的带宽需求正要求一种新式和创新的方法以满足期望的测试要求。例如，电缆标准TIA568-B.2-102008定义了扩增的第六类布线(Cat 6a)。该标准定义用于在Cat 6a铜电缆上运行10G信号的参数(用于10GBASE-T)。该标准指定布线性能到500MHz，并且除了其他电气参数，还包括用于内部和Alien(外部)串扰的某些性能规格和测试要求。
典型地，在现有技术的配置中，较短的铺设长度线对用于多对电缆以减小串扰。但是，较短铺设长度每单位长度电缆使用更多的缆线，这样限制了对于任何给定的铜双绞线铺设长度能够多短。因此，理想的是，具有尽可能长的铺设长度以满足期望的串扰阈值。
除了在相同的子组(4个相邻线对的单元)中的各线对之间发生的串扰之外，额外类型的干扰发生在相邻子组(4个线对组)的双绞线对之间以及相邻电缆的各线对之间，其称作ALIEN(外部)串扰。尽管因为最靠近的线对的铺设长度能够被严格地控制，因此子组(4个相邻线对)中的串扰较容易处理，但是ALIEN串扰由于子组(4个相邻线对的单元)非常靠近而更难以在电缆自身内缓解。
ALIEN串扰难以预测和减小，这是因为外部电缆状态，例如具有从电缆到电缆相同扭绞率的相邻电缆的数量、相邻电缆之间的距离、在相邻电缆中的较长线对铺设长度、在相邻电缆中的双绞线对的未知的铺设长度等不能容易地预测。
关于Cat 6a标准的应用，特别是在较大的24双绞线电缆领域，现有技术中已经提出数种不同的选择。例如，对于UTP(未屏蔽双绞线)电缆，24根未屏蔽双绞线在外部护套内捆束为六个4对子电缆，它们一起是兼容Cat6a，10GBASE-T的。这样的配置示出在现有技术的图1中。图2也示出具有带中心填充物的六个四对子电缆的现有技术的配置。
在另一现有技术的配置中，在STP(屏蔽双绞线)电缆中，为了产生兼容24对Cat 6a 10GBASE-T的电缆，双绞线对布置在两个同心层中，内层具有9对，外层具有15对。这些对的每一对单独屏蔽。该设计的例子示出在现有技术的图3中。
但是，在现有技术的每种情形中，用于制造这些Cat 6a 10GBASET兼容电缆的结构配置已经明显增大了的电缆的尺寸(直径)、重量和成本。
例如，在图1所示的电缆利用大量的额外的聚合物，例如FRPVC(阻燃聚乙烯氯化物)，用于每个子护套，并具有较大的外部护套。这不仅提供非常大量的可燃物，从而使得其难以通过防火安全标准，还显著增大了电缆的尺寸，从而使得其不适于特定的用途。典型地，这样的现有技术的电缆直径为大约1.0”。
这些类型的电缆需要满足的一个这样的标准是用于“Riser”等级的NEC(国家电气规范)防火安全标准，缩写为CMR。如图1所示地设计的电缆通常不能满足CMR标准并且由于它们的大直径而非常难以适合集电器接线叉(riser)。
同样地，如图2所示的电缆，同样使用FRPVC并具有大约0.8”-0.9”的典型直径。这样的设计利用大量的屏蔽物，并且还增加了可燃物(因为归因于屏蔽物而使得双绞线自身上的护套更厚)。而且，对于安装人员来说，24个单独的屏蔽线对需要24个单独的接地端子，这是不期望的。
在该两种情形的每一种中，尽管电缆满足期望的传输性能等级，但是这些电缆的直径、重量、成本以及其它差的设计质量使得它们对于许多应用不可接受。
鉴于上面列出的这些问题，现有技术的电缆已经施加许多满足各种传输性能标准而必需的特征，但是这样做已经负面地影响电缆同样必须满足的传统的物理标准。
发明内容
本发明克服与现有技术相关的缺点并提供一种24双绞线电缆设计，其减少电缆内的相邻子组(四个线对的子单元)的线对之间的ALIEN串扰以及在相邻安置的电缆中的线对之间的ALIEN串扰。在一个这样的配置中，这样的电缆是cat 6a 10GBASE-T兼容电缆，而同时比现有技术的设计更轻、更小、更易于生产、更柔性以及更便宜。而且，根据本发明的LAN电缆可以是CMR(riser)、CMP(Plenum)CM(通用-通信)和LSZH(低烟零卤素)防火等级并且同时尺寸非常适合这样的集电器接线叉的使用。
为此，本发明提供一种电缆，其降低相邻子组的线对之间的ALIEN串扰，同时降低实现期望的串扰性能所需的物理间隔或者电屏障(屏蔽物)的量。
在一个实施例中，提供了一种电缆，包括：至少第一层双绞线对，其具有未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的组合；以及至少第二层双绞线对，其具有未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的组合。
附图说明
本发明能够通过下面的描述和附图最好地得以理解，其中：
图1是现有技术的cat 6a 10GBASE-T兼容电缆；
图2是不同的现有技术的cat 6a 10GBASE-T兼容电缆；
图3是不同的现有技术的cat 6a 10GBASE-T兼容电缆；
图4是根据本发明的cat 6a 10GBASE-T兼容电缆；
图5是根据另一实施例的cat 6a 10GBASE-T兼容电缆；以及
图6示出根据一个实施例的七个相邻布置的图4的电缆。
具体实施方式
在本发明的一个实施例中，如图4所示，提供了一种电缆10。从中心向外面描述该元件，中心填充导管12，优选地由管状FRPVC元件构造而成，用于保持电缆正确的圆形几何形状。注意到，在本申请中，FRPVC用作示例性聚合物。但是，应当理解，这仅仅是想作为一个例子，其它聚合物也可以根据希望使用，这基于各实施例的特定设计的实施方式。
围绕中心填充导管12的是铝/聚酯屏蔽带14，金属朝外。层14有利地提供内层线对(在下面描述)之间的屏蔽，用于改善串扰性能。在一个示例性配置中，带14是1密耳厚度的聚酯薄膜复合带，其具有在成缆工艺中纵向施加1.5密耳铝箔。
在铝/聚酯屏蔽中心导管12周围，电缆10的24个双绞线对中的八个配置在第一双绞线对层16中。该八个双绞线对标识为元件18a-18h。并非如例如图2现有技术中的那样，不是屏蔽每个线对18a-18h，而是仅两个线对，例如线对18a和18h被屏蔽。优选地，双绞线对18a和18h通过分别利用铝/聚酯屏蔽层20a和20h被屏蔽。同样包括在第一线对层16中的还有两个单丝(monofilament)22，优选地由FRPVC制成，尽管本发明并不限于此。这些单丝22被加入以保持电缆10的正确的电缆几何形状以及圆度。
如图4所示，优选地，每个单丝22彼此相对地布置，从而将第一双绞线对层16分为两组，每组四个线对(18a-18d和18e-18h)，每组具有层16的两个屏蔽线对中的一个。该配置有助于平衡层16的结构以及围绕电缆10的圆周扩展电屏蔽线对18a和18f的抗串扰益处。
在第一线对层16周围是铝/聚酯铝包覆材料(wrapping)24。在该包覆材料之上是第二线对层26，其包括电缆的24个双绞线对中的余下的十六个双绞线对18。如图3所示，该十六个线对标识为18i-18x。优选地，线对18i、18m、18q和18u分别利用铝/聚酯屏蔽层20i、20m、20q和20u进行屏蔽。层26内的用于每个相继的四个线对18(在圆周方向上定义的相继)间隔一个屏蔽线对18有助于围绕电缆10的周围扩展屏蔽线对18i、18m、18q和18u的抗串扰益处。
为了获得电缆10中的4线对组之间要求的串扰性能，仅选择屏蔽一部分线对。尽管能够通过利用增大的护套厚度进行间隔(如现有技术的图1所示)，但是这导致如上所述的整体上更大的电缆。而且，如现有技术的图2所示，每个线对被屏蔽以满足Cat 6a标准。但是，为了满足100欧姆要求的阻抗，这些屏蔽线对通常需要比未屏蔽线对更大，从而导致更大的电缆外径。
本配置使用减少数量的屏蔽线对，(二十四个中的六个)，将它们布置在电缆10的两层16和26中的关键(strategic)位置以具有对串扰性能最大的影响。电缆10内的其它屏蔽14和24接触每个线对(18)上的屏蔽(20)，产生对单个未屏蔽线对的包围，从而导致整个电缆10更小、重量和成本更低并且更易于处理和端接。
最后，在第二双绞线对层26的外侧上，聚合物护套28，优选FRPVC，被施加，可以通过挤压成型，以形成用于电缆10的外部屏障。
这样，根据上述设计，电缆10提供24线对cat 6a GBASE-T兼容LAN电缆。该电缆有利地具有不超过0.60”，优选0.550”的直径，并且同样是CMR兼容电缆。但是，不同于现有技术，该设计最小化屏蔽材料的使用(与现有技术的图2相反)并且不需要复杂且昂贵的内部子布线(cabling)(与现有技术的图1相反)。例如，本配置表现出电缆外径相对于现有技术的图1大约45％的潜在降低，屏蔽长度相对于现有技术图3具有潜在的67％的减小。
在另一配置中，如图5所示，示出替代配置，其实质上类似于上面参照图4描述的配置。但是，在该配置中，优选地由铝/聚酯带制成的第三屏蔽层24(A)被增加在第二双绞线层26的外侧，在护套28下面。这样的构型可以增加额外的防护以减小关于位于相邻布置的电缆中的线对的ALIEN串扰。
作为示例性配置，图6示出七个相邻布置的电缆10的典型安装方式。为了满足ALIEN串扰要求，不仅电缆10内的4线对的各个组必须满足相关的ALIEN串扰要求，而且所述线对还必须能够满足关于位于相邻电缆10中的线对的ALIEN串扰要求。上面提出的实施例满足这些必要条件，具有比现有技术的电缆，例如图1-3所示的电缆，明显更小的体积，更大的柔性。
注意到，典型的现有技术的结构，例如如图1所示的，典型的4线对电缆颜色用在六个子电缆的每个中。为了可视觉地识别4线对捆束的子电缆之间的差异，典型地，对这些子电缆使用不同的护套颜色。但是，当外部电缆护套被向后剥皮用于端接时，由于相同颜色的24对线束，安装人员仍然困扰于数个单独的线对。在本发明的一个实施例中，可以想到，上面描述的设计通过遵循用于直接给予颜色到24线对上的多线对电缆的行业标准颜色码消除对于多个护套颜色的需要。
尽管在此本发明的仅某些特征已经被示出和描述，但是，本领域技术人员将可以进行许多修改、替换、变化或者等效替换。因此，应当理解，本申请意在包括所有这样的修改和变化，其落在本发明的实质精神内。

Claims (17)

1.一种电缆，该电缆包括：
至少第一层双绞线对，其具有未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的组合；以及
至少第二层双绞线对，其具有未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的组合。
2.如权利要求1所述的电缆，其中，所述电缆是24双绞线对电缆。
3.如权利要求2所述的电缆，其中，所述第一层双绞线对具有八个双绞线对，其中两个线对是屏蔽的。
4.如权利要求3所述的电缆，进一步包括配置在所述第一层双绞线对中的两个单丝以使得在所述单丝的任一侧上具有四个双绞线对。
5.如权利要求4所述的电缆，其中，在所述单丝的任一侧上的四双绞线对的每个组包括在所述第一层双绞线对中的两个所述屏蔽蔽双绞线对中一个。
6.如权利要求1所述的电缆，进一步包括中心填充导管。
7.如权利要求6所述的电缆，进一步包括围绕所述中心填充导管的金属屏蔽带。
8.如权利要求7所述的电缆，其中，所述金属屏蔽带是铝/聚酯带。
9.如权利要求1所述的电缆，进一步包括布置在所述第一层双绞线对和所述第二层双绞线对之间的包覆材料层。
10.如权利要求9所述的电缆，其中，所述包覆材料层是由铝/聚酯/铝带制成的屏蔽带。
11.如权利要求1所述的电缆，进一步包括布置在所述第二层双绞线对和所述电缆的外部护套之间的包覆材料层。
12.如权利要求11所述的电缆，其中，所述包覆材料层是由铝/聚酯带制成的屏蔽带。
13.如权利要求2所述的电缆，其中，所述第二层双绞线对具有十六个双绞线对，其中四个线对是屏蔽的。
14.如权利要求13所述的电缆，其中，在所述第二层双绞线对中的所述四个屏蔽双绞线对中的每一个通过在任一侧上的三个未屏蔽双绞线对分隔。
15.如权利要求1所述的电缆，其中，对于所述电缆来说，在所述第一和第二层中的所述未屏蔽双绞线对和屏蔽双绞线对的所述组合足以满足Cat6A标准。
16.如权利要求13所述的电缆，其中，所述电缆具有由FRPVC制成的护套。
17.如权利要求13所述的电缆，其中，所述电缆具有小于0.6”的外径。
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