HU225924B1

HU225924B1 - Data cable comprising at least one insulated twisted pair cable and method for preparing the same

Info

Publication number: HU225924B1
Application number: HU0201703A
Authority: HU
Inventors: Galen M Gareis; Gregory J Deitz
Original assignee: Belden Wire & Cable Co
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2008-01-28
Also published as: EP1208572A1; CN1371516A; KR100671184B1; JP2003505839A; CN1216384C; BR0012603A; NZ515979A; NO20020318L; CH695074A5; EP1208572A4; IL146993A0; BR0012603B1; MXPA01012583A; DK200200109A; CZ2002180A3; GB0128892D0; WO2001008167A1; CA2376973A1; AU770298B2; HK1046769B

Description

A találmány tárgya legalább egy szigetelt érpárt tartalmazó adatkábel, és eljárás annak gyártására.

A találmány elsősorban olyan nagy sebességű adatkábelre vonatkozik, amely kifejezetten jól hasznosítható adattovábbításra a 0,3-1200 MHz, különösen az 1-600 MHz és/vagy az 1-1000 MHz frekvenciatartományban.

Jelenleg a nagy sebességű adatkábelek általában nehéz, merev, 50 μιτι vastagságú alumíniumszalagot tartalmaznak árnyékolásként, aminek hátoldalán 25 pm vastagságú poliészter (Mylar)-réteg van. Az árnyékolás az egyes árnyékolatlan, csavart érpárú vezetékek köré van tekerve úgy, hogy a szalag menetemelkedése kisebb, mint magának a csavart érpárú vezetéknek a tipikusan kb. 10-15 cm menetemelkedése. Az árnyékolószalag szélessége körülbelül 1,27 cm. A szalag hajtási szöge igen csekély, tekintettel a csavart érpárú vezeték nagy - tipikusan kb. 12,7 cm-es - menetemelkedésére, így az árnyékolószalag hossztengelye majdnem párhuzamos a csavart érpárú vezeték hossztengelyével. Egy tipikus kábelben 4 pár csavart érpárú vezeték van, melyek mindegyikét 40-65% óntartalmú rézszövet veszi körül. A fémszövettel bevont vezetékek köré termoplasztköpenyt extrudálnak, és így állítják elő a kész kábelt. A fém árnyékolószalag kis hajtási szöge miatt az árnyékolószalag a kábelgyártás során gyakran szétnyílik, még mielőtt egy kötözőanyaggal vagy egy spirális testelővezetékkel a kábelt összefognák.

További probléma, hogy az árnyékolószalag gyakran nem illeszkedik az alatta futó vezetékek kontúrjához. Ily módon az árnyékolatlan csavart érpár magja körül olyan rések keletkeznek, amelyek nem biztosítanak kellően stabil földelési felületet az elektromos jellemzőkre vonatkozó ipari szabvány, például a CENELEC pr EN 50288-4-1 szabvány előírásainak megfelelően.

A fent említett, ismert kábelek szerkezete statikus állapotban nem tömör, és az elektromos jellemzők emiatt nem stabilak üzemi körülmények között, mivel a kábel egészéhez tartozó, egyetlen szövet nem képes megfelelően biztosítani azt, hogy az ámyékolószalag ne nyíljon szét, amikor a kábelt meghajlítják. Ez a szétnyílás ugyanis továbbterjed, és lerontja az impedancia/RL arányt, mivel a földelőfelület megbomlik. Mindehhez hozzáadódik még a csillapítási egyenetlenség is. Az impedanciaértékek is rosszabbak a kábel meghajlításakor, mivel a vezetékek középpontjai közötti távolság, valamint a földelőfelület helyzete megváltozik. Minél nagyobb sávszélességre van szükség, az említett hátrányok annál fokozottabban jelentkeznek.

Jelenleg nem ismerünk olyan kábelszerkezetet a nagy sebességű UL 910 plenum adatkábelek számára, amelyek nemfluorozott köpenyt tartalmaznak. A Beiden Wire & Cable Company a jelen találmány megalkotása előtt már több, mint egy évvel használt és forgalmazott olyan plenumkábelt, amelynek fluorozott köpenye és hőálló, gyulladásgátló elválasztószalagja van, ahol az elválasztószalag például a DuPont által gyártott Nomex® márkanevű hőálló, gyulladásgátló nejlonszalag. Az említett kábelekben alkalmazott Nomex® szalag az UL 910 kábel égési tesztjénél megakadályozta a köpeny csöpögését, és a füstértékben magas csúcsok kialakulását.

Az US 6,010,788 számú szabadalmi leírás olyan adatkábelt mutat be, amelyben az egyes érpárok nem csavart érpárok, vagyis az érpárok két vezetéke nincs egymás köré tekerve. Az egyes érpárok párhuzamos erei össze vannak fogva egy, azokat körbevevő szigetelőréteggel, amely az érpárban lévő erek egymáshoz történő pontos rögzítéséről gondoskodik. A párhuzamos ereket tartalmazó egy vagy több érpár egymás köré van tekerve dupla vagy többszörös spirált alkotva. A találmány szerinti adatkábel felépítése a fenti struktúrától alapvetően eltér, mivel a találmány szerinti adatkábelben maguk az érpárok is csavartak, és a szigeteléssel és kötözéssel ellátott csavart érpárok vannak egymással párhuzamosan összefogva. Az említett adatkábelnél - szemben a találmány szerinti adatkábellel - az érpárok nem rendelkeznek oldalsó árnyékolással, ehelyett standard spirális árnyékolást használnak, továbbá az árnyékolószalag átlapolódása nem éri el a legalább 10%-ot, és az ámyékolószalagot sem feszítik meg annak érdekében, hogy az adatkábel belsejéből kiszorítsák a bezárt levegőt. A találmány szerinti adatkábelben az újszerű szerkezetnek köszönhetően jelentős mértékben csökken a csavart érpárok között az áthallás. Az oldalámyékolás és a kötözés együttes hatása révén a csavart érpárok vezetékei szorosabban vannak egymáshoz rögzítve, ami javítja a csavart érpárok elektromos tulajdonságait, továbbá a többszörös árnyékolásnak köszönhetően csökken az adatkábel impedanciája és csillapítása is.

Az US 5,574,250 számú szabadalmi leírásban bemutatott adatkábel tartalmaz járulékos elválasztószalagot is. Ennek az elválasztószalagnak a feladata pusztán a csavart érpárok elektromos tulajdonságainak javítása. A találmány szerinti adatkábelnél a nemfluorozott köpeny és az oldalárnyékolású érpárok között elhelyezett elválasztószalag a köpennyel együtt alkalmazva ugyanakkor jelentős mértékben javítja az adatkábel füstmentes égési tulajdonságait.

A jelen találmány értelmében minden egyes csavart érpárra olyan oldalsó árnyékolószalag van rátekerve, amely textil vagy fém kötözőanyaggal van összefogva annak érdekében, hogy megfeleljen az impedancia/RL értékre, a csillapítás egyenletességére és a kapacitás kiegyensúlyozatlanságára vonatkozó előírásoknak.

A találmány szerinti adatkábelből kiszorítjuk a csavart érpárú vezeték belsejéből az abban szokásosan benn maradó levegő nagy részét. Ezt úgy érjük el, hogy az egyes érpárok köré olyan oldalsó árnyékolást hajtunk, amely célszerűen legalább 10%-ban átlapolódik, és amely 8-50 pm, célszerűen kb. 25 pm vastagságban tartalmaz fémet. Az oldalsó, rátekert árnyékolást megfelelő kötözőanyaggal rögzítjük a vezetékhez. A kötözőanyag célszerűen textília, fémháló vagy spirálisan feltekert textilcérna. Ezzel a rögzítési móddal az impedancia értéke sokkal jobban kézben tartható, ugyanakkor jó árnyékolás érhető el. Szükség esetén egy keskeny visszahajtás alkalmazható az árnyékolás

HU 225 924 Β1 oldalsó széle mentén az EMI/Rfi szigetelés javítása céljából. A kábel teljes hossza mentén biztosított konzisztens földelőfelület jobb kapacitás-kiegyensúlyozatlanságot tesz lehetővé, továbbá növeli a csillapítás egyenletességét az RL-reflexiók csökkentése és a kapacitás kiegyensúlyozatlansága révén.

A találmány szerinti adatkábel még meghajlított állapotban is jelentős geometriai stabilitással rendelkezik. A legalább 10%-ban átlapolt, szoros, oldalsó árnyékolás, továbbá a textil vagy fém kötözőanyag alkalmazása révén kiküszöbölhető az árnyékolószalag szétcsúszása, és ezáltal a vezeték kitüremkedése a kábel meghajlításakor. Ez még kedvezőtlen felhasználási körülmények között is rendkívül stabil fizikai és elektromos tulajdonságokat biztosít a találmány szerinti adatkábelnek. A találmány szerinti csavart érpárú adatkábelben az egyes vezetékek középpontjai közötti - 3. ábrán látható - d távolság, valamint a vezetékek és a földelés közötti távolság sokkal stabilabb, mint az ismert kábeleknél.

A találmány szerinti adatkábelek különösen alkalmasak 7-es kategóriájú vagy nagyobb teljesítményű kábelként történő felhasználásra. Ez különösen azokra a kábelekre igaz, amelyek oldalárnyékolással és kötözéssel vannak ellátva, és amelyeket legalább 600 vagy 1000 MHz-ig terjedő frekvenciatartományban használnak. Egy tipikus nagy sebességű adatkábel - amely a találmány szerinti eljárással készül - négy csavart érpárt tartalmaz, amelyek mindegyike két olyan érből áll, amelyek külön-külön habosított vagy nemhabosított anyagból - célszerűen fluorkopolimerből vagy poliolefinből - készült szigeteléssel vannak ellátva. Mindegyik csavart érpárnak azonos szoros, oldalsó, fém árnyékolószalagja van, ahol az árnyékolószalag és annak oldalsó, visszahajtott széle szorosan rögzítve van egy szoros kötözőanyaggal, például textilszövettel, fémszövettel vagy spirálisan feltekert cérnával. Kötözőanyagként célszerűen 40-95%-os fémszövetet használunk. Cérna alkalmazása esetén célszerű azt spirálisan feltekerni. Az oldalsó ámyékolású érpárokat ezután egymás köré tekerjük, így kötegelt elrendezést hozunk létre. A kötegelt párokat egy összességében 40-95%-os szövettel vagy cérnával fogjuk össze. Végül fluorkopolimer-, poliolefin- vagy poli(vinil-klorid)-anyagú termoplasztikus köpenyt extrudálunk a kötegelt csavart érpárok köré.

A fémárnyékolás általában egy alumíniumból vagy kompozit anyagból készült szalag. Az ámyékolószalag lehet például egy keskeny visszahajtást alkalmazó ’BELDFOIL’ szalag, ami olyan árnyékolás, amelyben fémfólia vagy fémbevonat van egy műanyag tartófólia egyik oldalán. A fémtartalmú árnyékolószalag lehet továbbá egy ’DUOFOIL’ szalag is, ami olyan árnyékolás, amelyben a műanyag tartófólia mindkét oldalán van fémfólia vagy fémbevonat. Az árnyékolószalag lehet továbbá szabadon hagyott szélű ’BELDFOIL’ szalag is. A fémtartalmú szalag összességében 8-50 pm, célszerűen kb. 25 pm vastagságban tartalmaz alumíniumréteget. Bár az árnyékolószalagban felhasznált fém célszerűen alumínium, más megfelelő fém is használható erre a célra, így például réz, rézötvözet, ezüst, nikkel stb. Mindegyik csavart érpár úgy van körbetekerve az említett árnyékolószalaggal, hogy a fémréteg kifelé nézzen. Bár az árnyékolószalag célszerűen körülbelül 25% átlapolódással van feltekerve, az átlapolódás mértéke gyakorlatilag 10% és 50% között változhat. A legjobb csillapítást és impedanciajellemzőket elérő árnyékolás elsősorban azokkal a szalagokkal érhető el, amelyek rövidzárat biztosítva vannak összeillesztve. Megfelelő átlapolással azonban a keskeny visszahajtás elhagyható.

Az árnyékolt csavart érpárok száma egy nagy sebességű adatkábelben általában 4-8, de ennél több is lehet szükség esetén. Az oldalárnyékolás és a kötözőanyag akkora feszítőerővel van feltekerve, hogy a levegő nagy része kiszorul belülről, ezáltal meghatározott standard impedanciaszórást biztosítunk az egyes oldalárnyékolású csavart érpárok számára, továbbá meghatározott átlagos standard impedanciaszórást biztosítunk az oldalárnyékolású csavart érpárokat tartalmazó nagy sebességű adatkábel számára. Az árnyékolószalag és a kötözőanyag feszessége akkora, hogy a kábel hossza mentén bármely ponton az oldalámyékolású csavart érpár teljes keresztmetszeti nézetében a kitöltetlen területek aránya csak legfeljebb 25%, célszerűen legfeljebb 18%.

A találmány révén olyan nagy sebességű csavart érpárú adatkábelt valósítunk meg, amelyben egy árnyékolatlan csavart érpár köré oldalárnyékolást hajtunk, majd ezzel egyidejűleg vagy ezt követően az árnyékolás rögzítése céljából az oldalárnyékolás köré textilből vagy fémből készült szövetet vagy cérnát tekerünk. Az árnyékolás és a kötözőanyag - pl. szövet vagy cérna - feltekerését olyan feszítőerővel végezzük, hogy az egyébként önmagukban is használható csavart érpárok illesztetlen impedanciájának névleges vagy standard impedanciaszórása a legalább 600 MHz-ig használható, kötegelt, oldalárnyékolású csavart érpárok esetén az 1-600 MHz tartományban legfeljebb 3,5, ahol az egyes erek impedanciaszórása legfeljebb 6; míg a legalább 1000 MHz-ig használható érpárok standard impedanciaszórása az 1-1000 MHz tartományban legfeljebb 4,5, ahol az egyes erek impedanciaszórása legfeljebb 6. A több kötegelt, oldalárnyékolású csavart érpárt tartalmazó, legalább 600 MHz sávszélességű, nagy sebességű adatkábel átlagos standard impedanciaszórása az 1-600 MHz tartományban az összes kötegelt, árnyékolt csavart érpárra vonatkozóan legfeljebb 3,5, ahol az egyes érpárok standard impedanciaszórása legfeljebb 6. A több kötegelt, oldalárnyékolású csavart érpárú vezetéket tartalmazó, legalább 1000 MHz sávszélességű, nagy sebességű adatkábelnél az összes oldalárnyékolású csavart érpárra vonatkozó átlagos standard impedanciaszórás legfeljebb 4,5 az 1-1000 MHz tartományban, ahol az egyes érpárok standard impedanciaszórása legfeljebb 6. A standard impedanciaszórást 350 frekvenciamérés alapján, egy 100 m hosszúságú kábel 50-200 ohm átlagos impedanciája körüli szórásként számítottuk ki.

Szintén a találmány tárgyát képezi olyan nagy sebességű adatkábel, amely alkalmas UL 910 nagy se3

HU 225 924 Β1 bességű plenum adatkábelként történő felhasználásra.

Ennek a kábelnek célszerűen nemfluorozott köpenye, valamint hőálló és gyulladásgátló árnyékolószalagja van a közvetlenül köpeny alatt.

A találmányt és annak előnyeit a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesen. A rajzon:

az 1. ábra a találmány szerinti adatkábelben használt csavart érpárú vezeték perspektivikus nézete;

a 2. ábra a találmány szerinti adatkábelben használt, oldalárnyékolású csavart érpárú vezeték perspektivikus nézete;

a 3. ábra a 2. ábrán látható érpárú vezeték 3-3 sík mentén vett kinagyított keresztmetszete; a 4A. ábra a találmány szerinti adatkábelben használt, szövettel körbetekert, oldalárnyékolású csavart érpárú vezeték kinagyított keresztmetszete;

a 4B. ábra a találmány szerinti adatkábelben használt, cérnával körbetekert, oldalárnyékolású csavart érpárú vezeték kinagyított keresztmetszete;

az 5. ábra a találmány szerinti adatkábel keresztmetszete, ahol az adatkábel a 4A. ábrán látható vezetékből négyet tartalmaz;

a 6. ábra az 5. ábrán látható adatkábel perspektivikus nézete;

a 7. ábra egy, a 4B. ábrán látható vezetékből négyet tartalmazó adatkábel perspektivikus nézete; és a 8. ábra a találmány szerinti UL 910 nagy sebességű plenum adatkábel egyik lehetséges kiviteli alakjának perspektivikus nézete.

Az 1. ábrán olyan 10 csavart érpár látható, amely két, egymás köré tekert 12, 13 eret tartalmaz. A 12, 13 erek célszerűen tiszta rézből készült huzalok, azonban bármilyen más anyagból is lehetnek, amely alkalmas nagy sebességű 20 adatkábelben történő felhasználásra. Mindkét 12, 13 ér köré 14, illetve 15 szigetelés van extrudálva, amelynek anyaga lehet habosított vagy nemhabosított fluor-kopolimer vagy megfelelő poliolefin.

A 2. ábra olyan 10A vezetéket mutat, amelyben a 10 csavart érpár köré szorosan egy fémtartalmú 16 árnyékolószalag van tekerve. A fémtartalmú 16 árnyékolószalag bármilyen megfelelő anyagból készült szalag lehet, így például lehet fémszalag vagy nemfémalapú kompozit szalag - például poliészter, nevezetesen MYLAR szalag -, ahol a nemfém hordozó egyik vagy mindkét oldalán a kábelek árnyékolásához széles körben használt fém található. A fémszalaghoz és a kompozit szalaghoz használt fém lehet például alumínium, réz, rézötvözet, nikkel, ezüst stb. A fémréteg teljes vastagsága 8-50 pm, célszerűen 25 pm. Ha a 16 árnyékolószalag anyaga fém, akkor a szalag lehet például a keskeny visszahajtással rendelkező ’BELDFOIL’ szalag vagy a 'DUOFOIL' szalag, amelynél a hordozó mindkét oldalán van fémréteg.

Amint a 3. ábrán látható, a 16 árnyékolószalag olyan feszességgel van a 10 csavart érpár köré tekerve, hogy ne nyomja össze a 14 és 15 szigetelést, ugyanakkor csak kevés 17 kitöltetlen területet hagyjon a 12, 13 erek között. A 17 kitöltetlen területnek a 10A vezeték teljes keresztmetszetéhez viszonyított aránya a 3. ábrán látható 10A vezetéknél kevesebb, mint 25%. A 3. ábrán látható keresztmetszetben a 17 kitöltetlen terület aránya célszerűen kisebb, mint 18%. A szorosan körbetekert árnyékolószalag illeszkedik a 10A vezeték külső alakjához. A 10 csavart érpár és az azt körülvevő 16 árnyékolószalag így együttesen oldalárnyékolású 10A vezetéket alkot. A 16 ámyékolószalag kismértékű átlagolással van feltekerve, és szükség esetén keskeny visszahajtást is tartalmaz. Mint korábban már említettük, az alumíniumból vagy más fémből készült 16 árnyékolószalag vastagsága célszerűen 25 pm. A 16 árnyékolószalag elegendően széles ahhoz, hogy legalább 10%-os átlapolódással lehessen feltekerni.

Amint a 4A. és 4B. ábrán látható, az oldalárnyékolású, csavart érpárú vezetéket szorosan összetartja egy 18, illetve 18’ kötözőanyag, ezáltal kötözött, oldalárnyékolású 10B és 10C vezetékek jönnek létre. A 16 árnyékolószalag és a 18, 18’ kötözőanyag elegendően feszes ahhoz, hogy illeszkedjenek az árnyékolatlan 10 csavart érpár kontúrjához, és ezáltal együttesen egy, lényegében ovális keresztmetszetű 10B, 10C vezetéket alkossanak, ugyanakkor annyira mégsem szorosak, hogy eldeformálják a 14,15 szigetelést. Az oldalsó árnyékolást és a kötözést akkora feszítőerővel végezzük, hogy a kötözött, árnyékolt 10B, 10C vezetékek belsejéből a levegő nagy részét kiszorítjuk. Ily módon a 10B, 10C vezeték annak bármely pontján kitöltetlen területet tartalmazó, szűk és ovális keresztmetszettel rendelkezik. A feszes feltekerés következtében a standard impedanciaszórás és az átlagos standard impedanciaszórás értéke a fent említett tartományba esik.

A 14, 15 szigetelés anyaga célszerűen habosított fluorkopolimer, vastagsága pedig 0,254-1,524 mm, célszerűen 0,381-0,51 mm. Az érpárok egyes 12, 13 erei általában 0,05-0,50 mm², célszerűen 0,20-033 mm² értékűek.

A 12, 13 erek lehetnek tömör szálak vagy sodort szálak, célszerűen tömör szálak. A 10 csavart érpár menetemelkedése a négy 10B, 10C vezeték esetén egyaránt lehet azonos és különböző, továbbá a csavarodás iránya lehet jobb- vagy balsodrású. A menetemelkedés célszerűen 7,62-50,8 mm. A 10B, 10C vezetékek menetemelkedése általában 10-20-szorosa a 10B, 10C vezetékek átlagos magátmérőjének.

A 10B vezetéknél használt 18 kötözőanyag lehet textilszövet (például Aramid) vagy fémszövet, célszerűen 40-95%-os szövet. A fémszövet anyaga célszerűen 45-65%-os ónozott réz, azonban bármilyen más típusú fémszövet is használható, amely alkalmas nagy sebességű adatkábelben, például 7-es kategóriájú adatkábelben történő felhasználásra. A fémszövet anyaga így többek között lehet réz, rézötvözet, bronz (vagyis nikkeltől és cinktől különböző ötvözőelemet tartalmazó rézötvözet), ezüst stb.

A 10C vezetéknél használt 18’ kötözőanyag olyan textilcérna (például Aramid cérna), amely spirálisan

HU 225 924 Β1 van feltekerve, és így 40-95%-os kötözést biztosít.

A 18' kötözőanyag célszerűen 760 denier finomságú

Aramid cérna, melyet 6,35 mm menetemelkedéssel, spirálisan tekerünk fel.

Amint az 5. ábrán látható, a kötözött, árnyékolt 10B vezetékek köré 19 köpeny van extrudálva. A 10B vezetékek és a 19 köpeny együttesen alkotja a találmány szerinti nagy sebességű 20 adatkábelt. A 19 köpeny anyaga tetszőleges, olyan anyag, amely megfelel a 7-es kategóriájú adatkábelek számára, így például lehet termoplasztikus anyag, azon belül például gyulladásgátló polietilén, poli(vinil-klorid), fluorkopolimer stb.

A 6. ábrán olyan 20 adatkábel látható, amely négy, cérnával kötözött, árnyékolt 10C vezetéket tartalmaz. A 10C vezetékek között szükség esetén egy 21 földelővezeték is elhelyezhető. A 21 földelővezeték a 20 adatkábelen belül természetesen tetszőleges helyen elhelyezhető, így például elhelyezhető a 19 köpeny alatt és/vagy kívülről körbeveheti és összefoghatja a négy, cérnával kötözött, árnyékolt 10C vezetéket.

A 7. ábrán olyan 25 adatkábel látható, amelyben négy, szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezeték van. A négy 10B vezetékből álló köteg kívülről körbe van tekerve egy fémből vagy textíliából készült 22 zsinórral. A 22 zsinór általában azonos típusú anyagból van, mint a korábban említett 18 kötözőanyag. A 10C vezetékek között igény szerint 21 földelővezeték is elhelyezhető. Amint az előző példánál már említettük, a 21 földelővezeték a 25 adatkábelen belül tetszőleges helyen elhelyezkedhet, így például elhelyezkedhet a 19 köpeny alatt és/vagy körülvehet! és összefoghatja a négy, szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezetéket.

A 8. ábrán olyan 26 köpennyel ellátott 30 adatkábel látható, melynek 26 köpenye alatt 27 elválasztószalag van a 10B vezetékek köré spirálisan feltekerve vagy azok köré oldalról ráhajtva. A 27 elválasztószalag körbeveszi mind a négy 10B vezetéket, valamint az azokat összefogó 22 zsinórt. A 26 köpeny nemfluorozott anyagból, például poli(vinil-klorid)-ból készül. A 27 elválasztószalag célszerűen hőálló és gyulladásgátló szalag, például Nomex® szalag. A 8. ábrán látható 30 adatkábel hasonló a 7. ábrán látható 25 adatkábelhez, az eltérés mindössze annyi, hogy a 30 adatkábel tartalmaz egy 27 elválasztószalagot is, és nemfluorozott 26 köpenye van. Szükség esetén az ilyen nemfém szövettel vagy cérnával árnyékolt 10B, 10C vezetékek szintén körbetekerhetők és összefoghatok a 21 földelővezetékkel. Ezt követően a kötözött, csavart érpárú vezetékek köré tekerhető a 27 elválasztószalag, majd az így kapott kábel köré extrudálható a 26 köpeny.

Amint az alábbi 1-7. példákból kitűnik, a nagy sebességű, szövettel kötözött, oldalárnyékolású csavart érpárú vezetékeknek illesztetlen impedanciája van, melynek standard impedanciaszórása a legalább 600 MHz sávszélességű vezetékek esetén legfeljebb 3,5, amennyiben legalább 350 mérést végzünk az 1-600 MHz tartományban, illetve a legalább 1000 MHz sávszélességű vezetékek esetén legfeljebb 4,5, amennyiben legalább 350 mérést végzünk az 1-1000 MHz tartományban. A szövettel összefogott, oldalárnyékolású csavart érpárú vezetékeket tartalmazó nagy sebességű 20, 25 adatkábelek átlagos standard impedanciaszórása az összes 10 csavart érpárra vonatkozóan legfeljebb 3,5 az 1-600 MHz tartományban és legfeljebb 4,5 az 1-1000 MHz tartományban, továbbá az egyes vezetékek standard impedanciaszórása minden esetben legfeljebb 6,0.

Az alábbiakban bemutatásra kerülő összes vizsgálat a CENELEC előírásai alapján végzett impedanciavizsgálat volt, amit a 4A. ábrán látható, kötözött, oldalámyékolású 10B vezetékeken végeztünk. A 10B vezetékek hossza 100 m volt. Oldalámyékolásként BELDFOIL szalagot használtunk, amely 25,4 μηπ vastag alumíniumréteget tartalmazott. A 16 árnyékolószalagot kismértékben átlapolódva tekertük fel. A 16 árnyékolószalagot fémszövettel rögzítettük. A méréseket 0,3 MHz-en kezdtük és legalább 350 mérést végeztünk az 1-600 MHz tartományban az 1. és a 8. példa esetén, illetve az 1-1000 MHz tartományban a 2-7. példák esetén. A 12 és 13 erek 0,33 mm² keresztmetszetű tiszta rézből és FEP 14, 15 szigetelésből álltak. A méréseket különböző hőmérsékleteken végeztük, de a mérési eredményeket 20 °C-ra vonatkoztattuk. Az összes 10B vezeték esetén a 17 kitöltetlen terület aránya a 10B vezeték keresztmetszeti nézetében 18%-nál kevesebb volt, és a vizsgálatok során az átlagos impedancia kb. 100 ohm volt.

1. példa

Először egy 100 m hosszúságú, szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezetéket vizsgáltunk 23,3 °C-on. A 10B vezeték impedanciáját a 0,3-600 MHz tartományban mértük, és legalább 350 mérést végeztünk az 1-600 MHz tartományban. A 10B vezeték standard impedanciaszórása 1,7714 volt 95,2619 átlagos impedancia mellett.

2. példa

Egy 100 m hosszúságú szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezetéket vizsgáltunk 23,3 °C-on. A 10B vezeték impedanciáját 0,3-1000 MHz tartományban mértük, és legalább 350 mérést végeztünk az 1-1000 MHz tartományban. A 10B vezeték standard impedanciaszórása 2,8565 volt 94,3178 átlagos impedancia mellett.

3. példa

Egy 100 m hosszúságú, nagy sebességű 20 adatkábelt vizsgáltunk 23,9 °C-on, amely négy, szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezetékből állt. A négy 10B vezeték mindegyikének impedanciáját a 0,3-1000 MHz tartományban mértük. Legalább 350 mérést végeztünk az 1-1000 MHz tartományban. A mért értékeket 20 °C-ra vonatkoztattuk.

Az első 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,2744 volt 100,5321 átlagos impedancia mellett.

A második 10B vezeték standard impedanciaszórása 5,1630 volt 101,4416 átlagos impedancia mellett.

A harmadik 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,0469 volt 101,4583 átlagos impedancia mellett.

HU 225 924 Β1

A negyedik 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,3360 volt 100,7506 átlagos impedancia mellett.

A nagy sebességű 20 adatkábel átlagos standard impedanciaszórása ennél a vizsgálatnál (4,2744+5,1630+4,0469+4,3360)/4=4,4551 volt.

4. példa

Az első 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,0430 volt 101,1783 átlagos impedancia mellett.

A második 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,0027 volt 101,3086 átlagos impedancia mellett.

A harmadik 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,6038 volt 101,7716 átlagos impedancia mellett.

A negyedik 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,0092 volt 101,3598 átlagos impedancia mellett.

A nagy sebességű 20 adatkábel átlagos standard impedanciaszórása ennél a vizsgálatnál (4,0430+4,0027+3,6038+4,0092)/4=3,9147 volt.

5. példa

Az első 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,2469 volt 199,2035 átlagos impedancia mellett.

A második 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,2070 volt 100,9596 átlagos impedancia mellett.

A harmadik 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,4690 volt 102,8214 átlagos impedancia mellett.

A negyedik 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,8990 volt 101,2338 átlagos impedancia mellett.

A nagy sebességű 20 adatkábel átlagos standard impedanciaszórása ennél a vizsgálatnál (3,2469+4,2070+3,4690+3,8990)/4=3,7055 volt.

6. példa

Egy 100 m hosszúságú, nagy sebességű 20 adatkábelt vizsgáltunk 24,2 °C-on, amely négy, szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezetékből állt. A négy 10B vezeték mindegyikének impedanciáját a 0,3-1000 MHz tartományban mértük. Legalább 350 mérést végeztünk az 1-1000 MHz tartományban. A mért értékeket 20 °C-ra vonatkoztattuk.

Az első 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,0488 volt 101,4423 átlagos impedancia mellett.

A második 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,2081 volt 100,9498 átlagos impedancia mellett.

A harmadik 10B vezeték standard impedanciaszórása 4,5567 volt 102,0121 átlagos impedancia mellett.

A negyedik 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,6408 volt 102,9531 átlagos impedancia mellett.

A nagy sebességű 20 adatkábel átlagos standard impedanciaszórása ennél a vizsgálatnál (4,0488+4,2081+4,5567+3,6408)/4=4,1136 volt.

7. példa

Az első 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,6939 volt 102,0776 átlagos impedancia mellett.

A második 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,8658 volt 100,4614 átlagos impedancia mellett.

A harmadik 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,5208 volt 99,7808 átlagos impedancia mellett.

A negyedik 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,9835 volt 100,0594 átlagos impedancia mellett.

A nagy sebességű 20 adatkábel átlagos standard impedanciaszórása ennél a vizsgálatnál (3,6939+3,8658+3,5208+3,9835)/4=3,7660 volt.

8. példa

Egy 100 m hosszúságú, nagy sebességű 20 adatkábelt vizsgáltunk 24,4 °C-on, amely négy, szövettel kötözött, árnyékolt 10B vezetékből állt. A négy 10B vezeték mindegyikének impedanciáját a 0,3-600 MHz tartományban mértük. Legalább 350 mérést végeztünk az 1-600 MHz tartományban. A mért értékeket 20 °C-ra vonatkoztattuk.

Az első 10B vezeték standard impedanciaszórása 3,5621 volt 102,2971 átlagos impedancia mellett.

A második 10B vezeték standard ímpedanciaszórása 3,9185 volt 103,9484 átlagos impedancia mellett.

A harmadik 10B vezeték standard impedanciaszórása 2,6943 volt 103,2519 átlagos impedancia mellett.

A negyedik 10B vezeték standard impedanciaszórása 2,5206 volt 102,9625 átlagos impedancia mellett.

A nagy sebességű 20 adatkábel átlagos standard impedanciaszórása ennél a vizsgálatnál (3,5621+3,9185+2,6943+2,5206)/4=3,1739 volt.

9. példa

Két, a 8. ábrán látható 30 adatkábelen UL 910 tesztet végeztünk. Mindkét 30 adatkábelnél olyan 16 árnyékolószalagot használtunk, amely 50,8 pm vastagságú alumíniumréteget és 12,7 pm vastagságú poliészterréteget tartalmazott. A 16 árnyékolószalag szélessége 15,88 mm volt. Az egyes 10B vezetékeket a 16 árnyékolószalag külső oldalán Aramid 760 cérnával tekertük körül. A négy 10B vezetékből álló kábelt 40%-os ónozott rézből készült 22 zsinórral tekertük körbe. A 22 zsinórral összefogott négy 10B vezetéket bevontuk egy 50,8 pm vastagságú Nomex 27 elválasztószalaggal, melynek szélessége 31,75 mm volt. A 27 elválasztószalag köré poli(vinil-klorid)- 26 köpenyt extrudáltunk.

HU 225 924 Β1

Mindkét 30 adatkábel esetében sikeres volt az UL 910 plenumteszt. A teszt során az első 30 adatkábelnél 45,72 cm-es lángot, 0,32 csúcsértéket és 0,09 átlagos P/F értéket regisztráltunk, míg a második 30 adatkábel esetén 45,72 cm-es lángot, 0,29 csúcsértéket és 0,09 átlagos P/F értéket regisztráltunk. Mindkét 30 adatkábel alkalmas 7-es kategóriájú kábelként történő felhasználásra az 1000 MHz-ig terjedő tartományban.

Bár a korábban említett vizsgálatok során a találmány szerinti, legalább 5-ös kategóriájú, nagy sebességű UL 910 plenum adatkábelre vonatkozóan az UL 910 tesztet a 8. ábrán látható 7-es kategóriájú kábelen végeztük el, nyilvánvaló, hogy a találmány nem korlátozódik csak az ilyen felépítésű 30 adatkábelekre, és tetszőleges 5-ös kategóriájú vagy annál magasabb kategóriájú kábel is a találmány részét képezi, amelynek nemfluorozott - például poli(vinil-klorid)-ból készült 26 köpenye van, és a 26 köpeny, valamint a kábelmag között hőálló, gyulladásgátló 27 elválasztószalag van. így a találmány részét képezi például olyan, legalább 600 MHz sávszélességű UL 910 plenum nagy sebességű adatkábel is, amelynek szerkezetét egy másik, párhuzamos bejelentésben ismertetjük, és amely spirálszerűen, szorosan feltekert 16 árnyékolószalaggal ellátott csavart érpárú vezetékeket; nemfluorozott, például poli(vinil-klorid)-ból készült 26 köpenyt; valamit a köpeny és a kábelmag között hőálló, gyulladásgátló elválasztószalagot tartalmaz. A találmány szerinti, nagy sebességű, legalább 5-ös kategóriájú UL 910 plenum adatkábel nem korlátozódik a fent említett 30 adatkábelekre, vagyis a találmány részét képezi minden olyan nagy sebességű, legalább 5-ös kategóriájú, UL 910 plenum adatkábel, amelyeknek nemfluorozott 26 köpenye és a 26 köpeny, valamint a kábelmag között hőálló, gyulladásgátló 27 elválasztószalag van.

Nyilvánvaló, hogy a jelen leírásban bemutatott kiviteli alakok csak illusztrációként szolgálnak, és a találmány nem korlátozódik ezekre a konkrét kiviteli alakokra. A szakmában jártas szakemberek számára nyilvánvaló, hogy a találmány tetszőlegesen módosítható az igénypontok által meghatározott oltalmi körön belül.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Adatkábel (20), amely legalább egy csavart érpárt (10) tartalmaz, amely csavart érpár (10) köré átlapoltan egy árnyékolószalag (16) van tekerve, továbbá amely adatkábel (20) olyan szövetből vagy fémből készült kötözőanyagot (18,18’) tartalmaz, amely kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezetékeket (10B, 10C) alkotó módon az árnyékolószalag (16) köré van tekerve, azzal jellemezve, hogy az árnyékolószalag (16) átlapolódásának mértéke legalább 10%, továbbá az árnyékolószalag (16) és a kötözőanyag (18, 18’) akkora feszítőerővel van a csavart érpár (10) köré tekerve, hogy az így kapott kötözött, árnyékolt csavart érpáras vezeték (10B, 10C) belsejéből a levegő jelentős része ki van szorítva, és a kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezeték (10B, 10C) keresztmetszetében kitöltetlen terület (17) aránya kevesebb, mint 25%, és az adatkábel (20) 20 °C-ra vonatkoztatott standard impedanciaszórása legfeljebb 4,5, ahol a standard impedanciaszórás 50 ohm és 200 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként van kiszámítva.
2. Az 1. igénypont szerinti adatkábel, azzal jellemezve, hogy a kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezetékek (10B, 10C) keresztmetszetében a kitöltetlen terület (17) aránya kevesebb, mint 18%.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti adatkábel, azzal jellemezve, hogy további, legalább három csavart érpárt (10) tartalmaz, melyek az első csavart érpárral (10) azonos módon vannak az árnyékolószalaggal (16) és a kötözőanyaggal (18, 18') körbetekerve; továbbá olyan köpenyt (19) tartalmaz, amely nagy sebességű adatkábelt (20) alkotó módon körülveszi a legalább négy kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezetéket (10B, 10C);

amely nagy sebességű adatkábel (20) egy legalább 100 m hosszúságú szakaszának 20 °C-ra vonatkoztatott átlagos standard impedanciaszórása legfeljebb 4,5;

ahol az átlagos standard impedanciaszórás a legalább négy kötözött, oldalárnyékolású, csavart érpáras vezeték (10B, 10C) mindegyikén mért standard impedanciaszórások átlaga, és a standard impedanciaszórás a legalább négy kötözött, oldalárnyékolású, csavart érpáras vezeték (10B, 10C) mindegyikén végrehajtott, összesen legalább 350 frekvenciamérés alapján számított szórás, amely 50 ohm és 200 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként van kiszámítva.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti adatkábel, azzal jellemezve, hogy a legalább négy kötözött, oldalárnyékolású, csavart érpáras vezeték (10B, 10C) körül olyan hőálló, gyulladásgátló elválasztószalag (27) van, amely egy köpeny (26) és a négy kötözött, oldalárnyékolású, csavart érpáras vezeték (10B, 10C) között helyezkedik el, és a köpeny (26) anyaga nemfluorozott poliolefin.
5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti adatkábel, azzal jellemezve, hogy az adatkábel (20) sávszélessége legalább 1000 MHz; és a standard impedanciaszőrás az összes kötözött, oldalárnyékolású, csavart érpáras vezetéken (10B, 10C) az 1-1000 MHz tartományban végzett összesen legalább 350 frekvenciamérés alapján, 90 ohm és 110 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként van kiszámítva, ahol az egyes vezetékek (10B, 10C) standard impedanciaszórása az átlagos impedancia körül legfeljebb 6.
6. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti adatkábel, azzal jellemezve, hogy az adatkábel (20) sávszélessége legalább 600 MHz;

HU 225 924 Β1 a nagy sebességű adatkábel (20) egy legalább 100 m hosszúságú szakaszának 20 °C-ra vonatkoztatott átlagos standard impedanciaszórása legfeljebb 3,5; és a standard impedanciaszórás az összes vezetéken (10B, 10C) az 1-600 MHz tartományban végzett összesen legalább 350 frekvenciamérés alapján, 90 ohm és 110 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként van kiszámítva, ahol az egyes vezetékek (10B, 10C) standard impedanciaszórása az átlagos impedancia körül legfeljebb 6.
7. Eljárás az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti szigetelt adatkábel előállítására, azzal jellemezve, hogy egy csavart érpárt (10) legalább 10%-ban átlapolva fém árnyékolószalaggal (16) tekerjük körbe, ahol az oldalsó fém árnyékolószalagot (16) és a kötözőanyagot (18, 18') olyan feszítőerővel tekerjük a csavart érpár (10) köré, hogy az így kapott kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezeték (10B, 10C) 20 °C-ra vonatkoztatott standard impedanciaszórása legfeljebb 4,5 legyen, ahol a standard impedanciaszórást a vezeték (10B, 10C) egy legalább 100 m hosszúságú szakaszán végzett legalább 350 frekvenciamérés alapján, 50 ohm és 200 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként számítjuk ki.
8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csavart érpárok (10) árnyékolását és kötözését úgy végezzük, hogy a kötözött, oldalárnyékolású vezetékek (10B, 10C) keresztmetszetében a kitöltetlen területek (17) aránya 18%-nál kisebb, a vezetékek (10B, 10C) sávszélessége pedig legalább 600 MHz legyen; a legalább 350 frekvenciamérést az 1-600 MHz tartományban végezzük; és a legfeljebb 3,5 értékű standard impedanciaszórást

90 ohm és 110 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként számítjuk ki, ahol bármely vezeték (10B, 10C) átlagos impedancia körüli szórása legfeljebb 6.
9. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csavart érpárok (10) árnyékolását és kötözését úgy végezzük, hogy a kötözött, oldalárnyékolású vezetékek (10B, 10C) keresztmetszetében a kitöltetlen területek (17) aránya 18%-nál kisebb, a vezetékek (10B, 10C) sávszélessége pedig legalább 1000 MHz legyen; a legalább 350 frekvenciamérést az 1-1000 MHz tartományban végezzük; és a legfeljebb 4,5 értékű standard impedanciaszórást

90 ohm és 110 ohm közötti átlagos impedancia körüli szórásként számítjuk ki, ahol bármely vezeték (10B, 10C) átlagos impedancia körüli szórása legfeljebb 6.
10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a köpeny (26) extrudálását megelőzően a legalább négy kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezeték (10B, 10C) köré hőálló, gyulladásgátló elválasztószalagot (27) tekerünk úgy, hogy a hőálló, gyulladásgátló elválasztószalag (27) a köpeny (26) és a legalább négy kötözött, oldalárnyékolású csavart érpáras vezeték (10B, 10C) között helyezkedjen el.