JP2004529468A - 撚れたフィラーおよび共通シースを備えたケーブル - Google Patents
撚れたフィラーおよび共通シースを備えたケーブル Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004529468A JP2004529468A JP2002581533A JP2002581533A JP2004529468A JP 2004529468 A JP2004529468 A JP 2004529468A JP 2002581533 A JP2002581533 A JP 2002581533A JP 2002581533 A JP2002581533 A JP 2002581533A JP 2004529468 A JP2004529468 A JP 2004529468A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cable
- foil
- shield
- unit
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
- H01B7/1895—Internal space filling-up means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
- H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
- H01B11/08—Screens specially adapted for reducing cross-talk
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
- H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
- H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
- H01B11/1016—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a longitudinal lapped tape-conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
- H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
- H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
- H01B11/1025—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a helicoidally wound tape-conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
- H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
- H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
- H01B11/1091—Screens specially adapted for reducing interference from external sources with screen grounding means, e.g. drain wires
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Communication Cables (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
ケーブルは予め選択した数のバインダーユニットを含む。各バインダーユニットは、カッドに均等に分割された偶数の導線ペアと、導線ペアのカッドが付加的な導線ペアとフィラー要素とを包囲するように平行に延びるフィラー要素と対とされかつその縦方向を取り巻く付加的なツイストペア導線と、をそれぞれ含む。各バインダーユニットと端部に箔のないテープとを包囲するバインダーユニットラップは、箔が内側を向けて設けられ、ドレイン線は箔とユニットラップとの間に引かれる。全体芯ラップは各バインダーユニットを包囲し、シールドは、改善された終端方法のためにシールド表面が内側を向くように、全体芯ラップを越えて設けられる。全体ドレイン線は、全体芯ラップと全体シールドとの間に配置される。ケーブル全体は、ジャケットまたはシースで包囲されていてもよい。ケーブルを形成する方法についても開示されている。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は、ツイストペア線から構成されるケーブルに関し、さらに特に、高速データ通信用途での仕様に適したツイストペア線から構成されるケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ペア線は、放射またはペア間の容量性結合により引き起こされる、ペア間相互の信号の干渉を最少化するよう、ツイストされて(撚られて)いる。ツイストペア上に信号が存在する、「アクティブ」として知られる状態では、ツイストペアは自然にその周囲に電磁場を発生する。このように発生した電磁場は、その電磁場内に位置する他のツイストペア中に信号を誘起させる。さらに、1つのアクティブなツイストペアにより発生された電磁場は、そのツイストペアに近接して位置する他のアクティブなツイストペアの動作に干渉しうる。結果として、1つのツイストペア中を電送される信号は、隣接するツイストペア内に「ノイズ」を発生し、これにより、隣接するツイストペア中の信号を劣化または減衰させる場合がある。この結合は、「クロストーク」として知られ、データ転送周波数およびデータ転送長が増大するにつれ、悪化する。
【0003】
種々の遠距離通信システムが、奇数の導線ペアから構成される通信ケーブルを必要としている。このような目的のために一般的に用いられるケーブルは、25ペアの、カテゴリー5ケーブルである。このケーブルは、他のケーブルのように、関連するTIA/EIA条件を満たさなければならない。TIA/EIAの25ペアカテゴリー5ケーブルの規格に関する、電力和近端クロストーク(NEXT)に合格するため、種々のケーブル構築技術がケーブル製造者により試されてきた。
【0004】
プレナム製品に関し、星形形状を有するフィラーを使用した場合には、製品はUL910燃焼試験に通過することはできない。これは、当該技術材料の現在知られた状態に基づいて銅ヒートシンクと比較した場合に、星形のフィラーが燃焼性のプラスチックの割合を非常に高めるためである。
【0005】
TIA/EIAの電力和NEXTの電気規格に合格するケーブルにおいては、ケーブルを構成する導線ペアのレイアウトが重要である。比較的成功した試みの1つでは、被覆され、フィラーを包囲する、2以上の異なるペアの配置スキームを用いる6つのカッド(quad、4つの導線ペアを含む集合体)と、1以上の異なるカッドの配置長さ(L)を有する中心フィラーとして用いられる25番目のペアと、を有するケーブル構造を利用していた。しかし、フィラー内部の25番目のペアは、取り付け時間を増加させ、ダメージの可能性を増大させる。例えば、このようなケーブルレイアウトを利用するケーブルでは、25番目のペアは、取り付け中のやや厚いフィラージャケットの末端の剥離の際にダメージを受けやすい。
【0006】
いくつかの異なるケーブル構造が、2つのカッド間にまっすぐに引っ張られた25番目のペアを有するもの、管フィラーに沿って中央に配置された25番目のペアを有するもの、および、ケーブル芯の外側に25番目のペアを配置したものを含め、これまで試されている。しかし、これらのケーブルは、25番目のペアに関してTIA/EIAの電力和NEXT条件を満たさない。さらに、これらのケーブルは、25番目のペア中の不安定性のため、信号反射損失(signal reflection loss;SRL)、インピーダンスおよび減衰条件も満たさない。
【0007】
25番目のペアがそれに最も近いカッド中のペアで干渉とすることもわかった。25番目のペアの絶縁に対するダメージが、カッド間に挟まれ、または、カッドとフィラーとの間に挟まれ、または、芯とジャケットとの間に挟まれる25番目のペアにより引き起こされた。
【0008】
25ペアケーブルを得るための12および13の導線ペアをともにジャケットで覆うことを含むケーブル構築も試みられてきたが、その成功例は限られたものであった。例えば、ケーブルの得られる形状は丸型でなく、それゆえ、取り付け、特に、導管の充填に関してより困難である。
【0009】
遠距離通信用のツイストペア線は、大きなケーブル内に一体に束ねられている。典型的には、50以上のペア線が、終端点付近の典型的なケーブル形状内に含まれている。しかし、中心の遠距離通信用位置から出たケーブルは、一体に束ねられた数百あるいは数千のペアを有する場合がある。動作時には、ケーブル内の各ツイストペアは、データ転送に用いられるとともに、遠隔設備への直流電流(DC)電力供給に用いられている。信号の多重化とともに、単一のツイストペア線は、多数のデータ信号および多数のエンドユーザへのサービスに供し、所望のレベルのサービスの提供に必要とされる個々のペア数を低減させ、アクセスポイントと最終的な加入者との間の距離を低減させる。
【0010】
最近、遠距離通信システムについての要求は、非常に増大している。インターネットの爆発的成長とともに、消費者および遠距離通信会社等は、高速データ転送のための新たな方法を模索している。特に、遠距離通信会社等は、これまで存在していたよりも増大した速度および/または距離でのデジタル通信回路をサポートするための方法を開発している。例えば、高速および/または長距離でのデジタル通信回路をサポートする新たな方法としては、DS1/1C/2、ADSL(Asynchronous Digital Subscriber Loop)、SDSL(Synchronous Digital Subscriber Loop)、HDSL(High speed Digital Subscriber Loop)、VDSL(Very high speed Digital Subscriber Loop)などが挙げられる。加えて、遠距離通信会社等は、既存の電話線インフラを介した使用を目的とするこれらの新たな方法を開発しており、電話線は、通常、比較的長距離にわたって配設されたケーブルとして束ねられたツイストペア線から構成される。
【0011】
様々な高速デジタル転送システムおよびサービスの新たな展開とともに、現在の新興のツイストペア線通信ケーブルの短所が、急に明らかとなっている。上記したデジタル通信回路をサポートする新たな方法は、長距離の、より高いデータ転送周波数の使用に依存している。例えば、電話線を介して転送される通常の音声転送は、0〜4kHzを超えた範囲の周波数で発生し、一方、DSL用途では、約3.7km〜約5.5km(12,000〜18,000フィート)の距離を典型的には0〜約100kHzの範囲の周波数で転送する。理解されるように、新興のデジタル通信方法は、ケーブル内のペア間および隣接ケーブル間のクロストーク、および外部からの干渉、特に、入ってくる信号がモデム等の転送設備と接続する点での干渉により、エラーが非常に発生しやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
典型的には、既存のツイストペアケーブルでは、ケーブル内に共通のシールドを用い、そして、終端点でシールドをグランド(接地)することにより、外部の干渉およびクロストークを遮断している。また、多数のシールドを用いる場合には、既存のケーブルでは、ケーブル内の様々なシールドを絶縁することはできず、ケーブル内の多数のシールドは、特に、長期間の使用後、互いに電気的に導通している。詳細には、長距離通信用ケーブルがユニットシールドを包囲する全体シールドを備える場合には、全体シールドはユニットシールドと電気的に導通するか、そうでなければ、いずれかの絶縁部分におけるピンホールのためのシールドのショートにより、電気的相互作用が発生しうる。さらに、現在用いられている典型的な長距離通信用ケーブルでは、ドレイン線を引き出し、単にグランドにクランプすることにより、全体シールドを終端させている。不幸なことに、ドレイン線をグランドすることは、通常、これを外部源からケーブル内への干渉を誘起するアンテナとして機能させてしまう。
【0013】
本発明は、デジタル通信回路ならびに増大した速度および/または距離をサポートするためのケーブルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明にかかるケーブルは、多数のシールドで保護され、または、箔で被覆されたバインダユニットから構成され、各バインダーユニットは、偶数のツイストペア線とともに、ペアとされた付加的なツイストペア線をそれぞれ含み、その縦方向に沿ってフィラー要素を取り巻いている。したがって、導線ペアの全体数は奇数である。偶数のツイストペア線は、それぞれが少なくとも4つのツイストペア線を有するカッドまたはサブユニットに均等に分けられている。シールドまたは箔被覆は、ツイストペア線のカッドと、付加的なツイストペア線と、フィラー要素と、を取り巻き、予め選択した数のツイストペア線を有する被覆されたバインダーユニットを形成する。好ましくは、被覆されたバインダーユニットは、それぞれ、25以下のツイストペア線を有する。全体芯ラップは、予め選択された数の被覆されたバインダーユニットを取り巻き、ユニットシールドは全体芯ラップの頂点の上に設けられる。ドレイン線は、ユニットシールドと、1以上の被覆されたバインダーユニットの芯ラップと、の間を引っ張られていてもよい。シールド表面は、グランドへの終端を良好にするために内側に向けられている。最後に、全体のケーブルは、ジャケットまたはシースにより取り巻かれていてもよい。
【0015】
本発明の1つの実施の形態では、フィラー要素は付加的なツイストペア線よりも大きな径を有し、フィラー要素は付加的なツイストペア線と対をなし、これにより、フィラー要素はエアーギャップをもたらし、フィラー要素と接触していない付加的なツイストペア線のいかなる部分をも包囲する。本発明の別の実施の形態では、フィラー要素は別のツイストペア線をフィラー要素に形成された縦方向の溝内に固定する。
【0016】
本発明の好ましい実施の形態では、フィラー要素は、空気の比誘電率よりも高い比誘電率を有する。より詳細には、フィラー要素は、ポリフルオロアルコキシ、TFE/パーフルオロメチル−ビニルエーテル、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、フッ化パーフルオロエチレンポリプロピレンおよび難燃性ポリプロピレンの少なくとも一種から選択される。
【0017】
また、本発明の好ましい実施の形態では、ジャケット要素は誘電体層を含む。誘電体層は、低発煙ノンハロゲン化合物、ポリビニルクロライド、難燃性ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリビニリデンフッ化物、エチレンクロロトリフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレン、熱可塑性エラストマーおよびポリウレタンの少なくとも一種からそれぞれ構成される、単一または多数の誘電体層であってもよい。
【0018】
各導線は、むき出しの銅線が可能であり、それぞれは約2.5以下比誘電率を有する絶縁材料で絶縁されているべきである。通常、それぞれのむき出しの銅線は、22AWGから24AWGの間である。絶縁材料は、好ましくは、難燃性ポリエチレン、難燃性ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフルオロアルコキシ、固体または発泡TFE/パーフルオロメチルビニルエーテル、固体または発泡フッ化エチレン−プロピレン、および発泡エチレンクロロトリフルオロエチレンの少なくともいずれか1種を含む。
【0019】
本発明のケーブルでは、全体シールドはユニットシールドから絶縁され、各シールドは互いに独立にグランドに終端されていてもよい。このようにして、内部のバインダーユニットは外部の干渉、例えば、他の隣接ケーブルから絶縁される。シールドは、また、全体芯ラップにより、互いに接触しないように、または、個々の線またはペア線が接触しないように絶縁され、これにより、ツイストペア絶縁中のピンホールを介したショートまたは信号損失は防止される。
【0020】
さらに、全体シールドおよびユニットシールドの双方は、内側に向けられた箔の側で設けられる。この配置によれば、箔はケーブルおよびバインダーユニットのそれぞれの裏まで曲げられ、現在行われているようにドレイン線をグランドすることなく、簡単なグランド用クランプを用いて終端される。ドレイン線の代わりにシールドをクランプすることにより、ドレイン線はアンテナとして機能できず、ケーブル内に干渉を引き起こすことができないため、シールド(保護)効果は強められる。
【0021】
ツイストペア線を扱いやすいサイズのバインダーユニットに分けることにより、使用の利便性と効率とが向上される。例えば、個別のデジタルサービスが、動作周波数スペクトルに基づいてそれぞれのバインダーユニットを介して提供されうる。また、1つのバインダーユニットを「送信」ユニットとして用い、一方で、隣接するバインダーユニットを「受信」ユニットとして指定することができる。単純に単一のユニット内のツイストペア間ではなく、バインダーユニット間で「送信」と「受信」との機能を分けることにより、局所的クロストークは最少化され、転送距離の増大がもたらされる。
【0022】
本発明は、また、上記ケーブルの製造方法を提供することを目的とする。まず、導線ペアを互いにペアとして偶数のツイストペア線とする。次いで、付加的な導線ペアをペアとし、ツイストペア線の全体数を奇数とする。偶数のツイストペア線は、その後、少なくとも2つのツイストペア線から構成されるカッドまたはサブユニットに均等に分けられる。付加的なツイストペア線はフィラー要素と一体化され、その縦方向に沿って周囲を取り巻く。次いで、ツイストペア線のカッドと、フィラー要素と一体化された付加的なツイストペア線と、を並行に延伸させ、導線ペアのカッドが付加的なツイストペア線およびフィラー要素を包囲するようにケーブルを形成する。その後、ツイストペア線のカッドと、フィラー要素と一体化された付加的なツイストペア線と、は、通常25以下の銅線ペアで、シールドまたは箔被覆により取り巻かれ、被覆されたバインダーユニットが形成される。次に、被覆されたバインダーユニットは撚りあわされてケーブルを形成する。最後に、ジャケット要素がケーブルを包囲する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる転送用ケーブル(共通して10で示される)が示されている。ケーブル10は、予め選択された数のバインダーユニット12を含む。本発明の第1の実施の形態では、単一のバインダーユニット12は、少なくとも2つのペア線16aからそれぞれ構成される1または複数のカッド14と、フィラー18の周囲に巻回された付加的なペア線16bと、を備える。好ましくは、バインダーユニット12は、それぞれが4つのペア線16aを有して全体として24のペア線16aを有する6つのカッド14と、フィラー18の周囲に巻回された25番目の付加的なペア線16bと、から構成される。しかし、ツイストペア線16a、16bの数は、バインダーユニット12の製造者によって決定されることは理解されるであろうが、しかし、実際、25のツイストペア線16a、16bおよびフィラー18は容易に単一のバインダーユニット12に組み込み可能であることがわかっている。
【0024】
ここで図5を参照して、各ツイストペア線16a、16bは、#22AWGと#24AWGの間の、むき出しの銅導線50を備える。各導線50は、約2.5以下の比誘電率を有し、難燃性ポリエチレン(FRPE)、難燃性ポリプロピレン(FRPP)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、固体または発泡のMFA、PFAまたはFEP、および発泡ECTFEを含む材料52で絶縁されている。導線50は、図5に示されようにツイストペア線16a、16bを形成するよう対とされ、そして図3に示されるように組み立てられている。図3中の点線は、ペア線16a、16bと、モール状(braided)導線からなるペア線16a、16bから構成されるカッド14と、のグループを示すのに用いられるが、これは材料を指定するものではない。しかし、1つの材料が各カッド14を包囲しうることは理解されるであろう。一例としては、アルミニウム/ポリエステル材料、アルミニウム/ポリプロピレン材料および/またはスズまたはアルミニウムモール(braid)から構成されるグループシールドが各カッド14を包囲していてもよい。
【0025】
本発明の別の態様では、製造工程で、または、フィラー18および25番目のペア線16bと他の6つのカッド14とを接続する前に、各バインダーユニット12の付加的なペア線16bはフィラー18の周囲に巻回される。フィラー18は、比誘電率の異なる層間の信号反射による信号反射損失(SRL)を避けるため、比誘電率3.2未満の高難燃性材料から構成される。線を下方に伝わる電磁場が可能な限り最もわずかな程度に減衰され、同時に、ペア間の結合場が可能な限り最も高い程度まで減衰されるよう、フィラー18の材料の選択には注意が必要とされる。使用可能な材料としては、例えば、ポリフルオロアルコキシ(PFA)、TFE/パーフルオロメチルビニルエーテル(MFA)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、ポリビニルクロライド(PVC)、フッ化パーフルオロエチレンポリプロピレン(FEP)および難燃性ポリプロピレン(FRPP)が挙げられる。また、各カッド14は、TIA/EIAミニマム条件に従い、データ転送に関して100mHz、35dbのグループ内で、最悪の近端クロストークを示す。さらに、カッド14間の近端クロストーク絶縁は、TIA/EIA最低条件に従い、データ転送に関して100mHz、38dbで最悪のケース結果を示す。
【0026】
本発明の第2の実施形態では、ケーブル10’は、図1の第1の実施の形態に示されるようにフィラー18の周囲に巻回される25番目のペア線16bを有するのではなく、図2に示されるように25番目のペア線16bと対を形成するのに十分な柔軟性を有するフィラー18’を含む。25番目のペア線16bがフィラー18’と撚り合わされると、フィラー18’は変化する中心軸を示し、結果、波形形状となる。波形形状は、図2および3に示すように、25番目のペア線16bがカッド14とフィラー18との間で挟まれないよう保護する。これは、フィラー18’が25番目のペア線16bの幅よりも大きい径を有する場合に、特にあてはまる。
【0027】
さらに、図2に示されるように、変化する中心軸は、ケーブル芯の中心に沿ってエアポケット19を形成する。エアポケット19は、25番目のペア線16bの周りの比誘電率を増大させ、かつ絶縁を最大化させ、構造中の6つの他のカッド14に対して誘電的に強化された境界を提供する。
【0028】
その他の6つのカッド14との接続の前またはその間に、25番目のペア線16bとフィラー18、18’とを対とする重要な効果の1つは、25番目のペア線16bの位置が6つの他のカッド14と比較して変化し、これにより、25番目のペア線16bのみが、フィラー18、18’と対とされた25番目のペア線16bの配置長さ(L)のすべての繰り返しにおいて単一のカッド140に近づくようになることである。ペア10間の電磁場結合は、上記構造中の25番目のペア線16bに関して均一に分配される。結果として、クロストークは得られるケーブル中で最少化される。
【0029】
さらに、25番目のペア線16bを、中心に位置するフィラー18、18bと、フィラー18、18’および25番目のペア線16bを包囲するカッド14と、25番目のペア16bと、を対とすることにより、ケーブル構築を同じ取り付け工程に残すことができ、結果、実質的に丸いケーブルが得られるようにすることを確実にする。これは、ケーブル取り付けの間に特に重要である。ケーブルを導管、ケーブルトレイおよびJフック上に取り付ける際、例えば、ケーブルは角のあたりに力がかかり、様々な歪みが加わる。ケーブルの丸型は取り付けを容易とし、25番目のペア線16bをフィラー18、18’と対とすることにより、ケーブル10、10’が取り付けの際に屈曲部の周囲に力がかかったときにも、適切な位置に残ることを確実とする。
【0030】
6つのすべてのカッド14およびフィラー18、18’を25番目のペア線16bと接続する前またはその製造工程で、最初に24のペア線を4つのカッド14のケーブルとすることにより、芯の外部に関するカッド14中の個々のペア10の位置を、カッド配置長さ(L)の周波数で変えられるようにすることができる。このような構造は、例えば、ケーブルトレイ中の、第1のケーブルの隣の、または、その周囲に取り付けられた隣接ケーブル中の、同じ配置長さ(L)を有するペアを有する第1のケーブル中のペア間の容量性結合を最少化する。
【0031】
図4は、本発明の第3の実施の形態にかかるケーブル10’’の断面図を示す。第3の実施の形態にかかるケーブル10’’では、25番目のペア線16bの物理的保護および誘電効果は、25番目のペア線16bが乗るのに十分な深さと広さを有する縦方向の溝23をフィラー18’’に作製することにより、さらに強められている。
【0032】
上述したケーブル10’’の構造は、得られるケーブルの減衰特性をある程度弱めるが、これはまた、ケーブルのNEXT特性を強める。ケーブル10’’の構成では、25番目のペア線16bはフィラー18’’を構成する材料により部分的に包囲されているので、ケーブル10’’(図4に示される)はケーブル10’(図3に示される)の減衰と比較した減衰の増大を示す。フィラー18’’の材料は空気(ケーブル10’の25番目のペア線16bを基本的に包囲する)よりもはるかに大きい比誘電率を有する。したがって、ケーブル10’はフィラー18’’の材料により部分的に包囲されているので、ケーブル10’と比較して最少のクロストークを有する。
【0033】
ここで図1〜4を参照して、各バインダーユニット12のツイストペア線16a、16bおよびフィラー18、18’、18’’はともに束ねられ、標準的なユニットラップ20により覆われ、結束芯22を形成している。ユニットラップ20は、例えば、ポリエステルフィルム、または当該技術分野で知られた他の材料から構成されている。好ましくは、ユニットラップ20は、当該技術分野でよく知られた種類の2ミル厚膜(2-mill thick)ポリエステルフィルムから構成されている。さらに、端部に箔のないテープ24が、ユニットラップ20の周囲に配置され、ユニットシールド24を形成する。端部に箔のないテープ24は、アルミニウム/ポリエステル材料、アルミニウム/ポリプロピレン材料および/またはスズまたはアルミニウムモールを、単独でまたは他の材料と組み合わせたものを含んで製造されていてもよい。
【0034】
図6および7に示すように、端部に箔のないテープまたはユニットシールド24は、外面26と内面28とを備える。テープ24の外面26は、当該技術分野でよく知られた適当なポリマーまたはプラスチック材料などの、露出した非導電性材料である。テープ24の内面28は、導電性箔表面30を備える。箔表面30は、テープ24の縦方向の全長に延伸し、所定の厚さを有するが、好ましくは、テープ24の全幅よりも短く延伸し、テープ24の縦方向の端部を「箔のない」ものとする。1つの実施の形態では、非導電性材料の一部は、箔表面30に隣接するテープ24の内面28上に露出したままである。好ましくは、露出した非導電性材料には、当該技術分野で知られた種類の接着剤が塗布されている。
【0035】
図6に最もよく示されるように、テープ24の内面28の箔表面30は、最も好ましくは、箔表面30の露出部分40、42がテープ24の縦方向のそれぞれの側部36、38の間に残るように、テープ24の縦方向の側部32、34の間の中央に配置されている。距離D1およびD2は、テープ24の箔のない端部の広がりを定義している。最も好ましい実施形態では、テープ24の縦方向の側部32、34の間、および箔表面30の縦方向の側部36、38をそれぞれ測定した距離D1およびD2は同一であるが、そうである必要はない。先の実施の形態に示すように、露出部分40、42には、露出部分40、42とテープ24の外面26との間のそれぞれの結合を形成しうる接着剤44が塗布されている。
【0036】
端部に箔のないテープ24は、ユニットラップ20およびユニットドレイン線56の周りにらせん状に巻回され、端部に箔のないテープ24のらせんの間隔は、図6に示されるように、箔表面30の第1の縦方向側部36が、連続した巻き(wind)で、箔表面30の第2の縦方向側部38と実質的に隣接して巻回するようになっている。箔表面は、ユニットラップ20の周囲にわずかに重なっていてもよい。しかし、接着剤44を含む露出したテープ部分40の先端は、ユニットラップ20の外部表面21と接触し、一方、接着剤44を含む露出したテープ部分42の尾部は、先行する巻きのテープ24の外面26と接触している。このようにして、テープ24は、ユニットラップ20とテープ24の隣接する巻きとの両方に固定され、これにより、バインダーユニット12の屈曲または移動の際の、テープ24または連続する巻き間の隙間の移動を防止する。さらに、テープ部分40、42は箔を含まないため、箔表面30のどの部分もテープ24の外面26に露出しない。
【0037】
別の実施の形態では、図7に示すように、テープ24’は、ユニットラップ20の外部表面21の外周Cよりもわずかに大きい幅Wを有するポリマー性材料の単一の長い片から構成されていてもよい。テープ24’の箔表面30’は、ユニットラップ20の外部表面21の外周Cと実質的に等しく、一方で、ユニットドレイン線56の挿入を可能とする幅W1を有する。テープ24の内面28’の残りの幅(W−W1)は、接着剤44’を含む露出部分40’を定義する。ユニットラップ20およびユニットドレイン線56の外面にらせん状に巻回される代わりに、テープ24’の幅Wは、第1および第2の縦方向表面32’、34’がバインダーユニット12の軸方向長さに沿って合うように、バインダーユニット12およびユニットドレイン線56の外周に巻回されている。この実施の形態では、テープ24’がバインダーユニット12の外周に巻回されている場合には、ユニットラップ20’は、ツイストペアの縦方向に沿って外周に巻回されるポリエステルフィルムの細長片から構成される。
【0038】
接着剤44’を含む露出部分40’は、それゆえ、テープの外面26’の一部と重なり、これにより、ユニットラップ20をテープ24’内に封止する。所望の場合には、図7に示されるように、テープ24’の内面28’は、テープ24’の縦方向の一端がユニットラップ20の外部表面21に貼り付けされうるように接着剤を含む、対向する露出部分42’、44’を含んでもよい。このようにして、箔表面30はバインダーユニット12の外面には全く露出しない。
【0039】
ここで図1〜4を参照して、全体ジャケット46は、予め選択された数のバインダーユニット12の端部に箔のないテープ24の周囲に配置されている。全体ジャケット46は、以下の材料、すなわち、低発煙ノンハロゲン化合物(LSOH)、ポリビニルクロライド(PVC)、難燃性ポリエチレン(FRPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリビニリデンフッ化物(PVDF)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、フッ化エチレン−プロピレン(FEP)、熱可塑性エラストマー(TPE)またはポリウレタンのいずれかから構成される、単一または多数の誘電体層から構成される。アルミニウム/ポリエステル材料、アルミニウム/ポリプロピレン材料および/またはスズモールまたはアルミニウムモールを単独で、または他の材料と組み合わせて含んでもよいすべてのペア導線の周囲に、外部シールドが設けられていてもよい。
【0040】
材料の正確な組み合わせは、得られるケーブルが所定の取り付けのために要求される、環境的特性(室内、室外、化学プラント、高湿度、過剰温度等)および全体の難燃性特性(非プレナム汎用水平ケーブル接続(nonplenum general horizontal cabling)、ライザー(riser)、プレナム、なし、等)に基づいて選択される。
【0041】
例えば、本発明の別の実施の形態にかかる50ペアケーブル50を、図8に示す。好ましくは、50ペアケーブル50は、全体ジャケット46内に4つのバインダーユニット12、12’を含む。各バインダーユニット12は、各カッド14に4つのツイストペア線16aと、付加的なツイストペア線16bと、フィラー18と、備え、全体として13のツイストペア線16a、16bを有する3つのカッド14を有する。各バインダーユニット12’は、各カッド14に4つのツイストペア線16aを備え、全体として12のツイストペア線16a、16bを各カッド14に備える3つのカッド14を有する。したがって、ケーブル50は、全体として50のツイストペア線16a、16bを有する。他の実施の形態では、上述した50ペアケーブル50は、図1に示すようなバインダーユニットのペアを2つ備えるように構築されていてもよい。
【0042】
図9に最もよく示されるように、各バインダーユニット12、12’は、上記のように構築され、組み合わされた結束芯48とバインダーユニット12、12’の全体を取り巻く全体シールド52を有するケーブル50内に配置されている。全体シールド52と各バインダーユニット12、12’のテープ24との間に電気的相互作用が確実に発生しないようにするため、外側芯ラップ54が組み合わされた結束芯48の外面の周囲に形成されている。外側芯ラップ54は、一般的な材料、例えば、ユニットラップ20と同様のポリエステルフィルムあるいは他の材料から形成可能である。ケーブル50は、長期間屈曲にさらされることとなり、このため、各バインダーユニット12、12’のテープの隙間が開くおそれがある。外側芯ラップ54が無ければ、ケーブル50が屈曲した状態で長期間、テープの隙間は全体シールド52と各バインダーユニット12、12’のシールド22との間の接触を引き起こす可能性がある。したがって、外側芯ラップ54は、各バインダーユニット12、12’の絶縁を強めるためのさらなる用心である。
【0043】
全体シールドドレイン線56は、外側芯ラップ54と全体シールド52との間に配置されている。例示した実施の形態は、各バインダーユニット12、12’について1つのユニットドレイン線25を示しているが、ケーブル50は1本の全体シールドドレイン線56だけを含んでいてもよく、これにより、各バインダーユニット12、12’についてのユニットドレイン線25の必要性は排除されることは理解されるであろう。ある実施の形態では、全体シールド52は一般的に入手可能な箔シールドである。別の実施の形態では、全体シールド52は、一般的に知られた種類のモール状シールドである。しかし、好ましい実施の形態では、全体シールド52は、最大のシールド効果が得られるよう、箔とモールとの組み合わせから構成されている。最後に、全体ジャケットまたはシース46は、ケーブル50の全長にわたって設けられている。
【0044】
全体シールド52はユニットシールド24から絶縁されているため、全体シールド52は、個々のユニットシールド24から独立してグランドに終端されてもよく、これにより、内部のバインダーユニット12を外部の干渉、例えば、他の隣接するケーブルから保護するようにしてもよい。さらに、全体シールド52は好ましくは、外側芯ラップ54の外部表面と当接した状態で箔側に設けられている。この配置により、箔はジャケット46の後ろまで曲げられ、ドレイン線を現在行われているようにグランドすることなく、簡単なグランドクランプを用いて終端可能となる。ドレイン線56の代わりに全体シールド52をクランプすることにより、ドレイン線56はアンテナとして機能することができず、ケーブル50内への干渉を誘起することはできないため、シールド効果は向上される。同様に、各バインダーユニット12に設けられた端部に箔のないテープ24の箔表面30は、ユニットラップ20によりツイストペア10から分離される。ユニットラップ20は、ツイストペア導線を箔表面30から分離する効果をもたらし、これにより、ツイストペアの絶縁中のピンホールを介した短絡または信号損失は防止される。
【0045】
全体シールド52のように、各バインダーユニットシールド22は、独立にグランドに終端されてもよく、これにより、ケーブル50内のバインダーユニットのクロストークへのバインダーユニットに対する保護が提供される。実際、端部に箔のないテープの配置のため、最少量のシールド22が終端のために除去される必要がある。現実には、取り付け者またはユーザがケーブル50をグランドを含む種々の接続点に取り付ける場合には、取り付け者は任意に、各バインダーユニット12の外周に、既知の収縮ラップ材料の、適当なサイズに分離された管を設けてもよい。しかし、バインダーユニット12の約5〜7cm(2〜3インチ)程度の短い部分が、各バインダーユニット12の末端で取り付け者により露出された状態で残される。端部に箔のないテープ24は、その後、管の端部まで剥がされ、グランドクランプを用いて、または、シールドごしにコネクタ、例えば、50ピンコネクタグランドをクランプすることにより終端される。収縮ラップ管は、端部に箔のないテープ24のさらなる弛みを防ぎ、本発明のケーブルがその意図された立体形状を保持することを確実にする。ユニット内のツイストペアは、その後、通常通りに、パンチダウンブロックのような終端点または50ピンコネクタに接続されてもよい。いずれの場合にも、各ツイストペアの最少量のみがシールドの外側に露出する。ツイストペアはユニットラップ20により包囲されているため、シールド22はツイストペア10から絶縁され、各ツイストペア10の最少限露出した末端部分と、ツイストペアの露出していない部分と、の間のインピーダンスのミスマッチは最少化される。最後に、シールド22を越える最外周の収縮ラップを設けることにより、バインダーユニット12は安定化し、屈曲またはねじり力の下でのバインダーユニット12の歪みは防止される。
【0046】
また、端部に箔のないテープ24は、上述のように内側に面する代わりに、外側に面していてもよい。この実施の形態では、上述のように各バインダーユニット12について1つのドレイン線56を用いる代わりに、1本のドレイン線56が多数のバインダーユニット12に対して必要とされる。しかし、各バインダーユニット12間の絶縁は、各バインダーユニット12間の電気伝導性の増大のため、失われうる。
【0047】
本実施の形態にしたがって製造されたケーブル50を用い、個別のデジタルサービスが、動作範囲内の周波数スペクトルに基づいて各バインダーユニット12を介して提供されうる。また、あるバインダーユニット12は「送信」ユニットとして用いられ、一方で、隣接するバインダーユニット12は「受信」ユニットとして指定されうる。単一のユニット内のツイストペア線ではなく、バインダーユニット12間で「送信」機能と「受信」機能とを分けることにより、局所的なクロストークは最少化され、電送距離の増大がもたらされる。
【0048】
ここで図10および11を参照して、本発明のさらに別の実施の形態にかかる100ペアケーブル60を示す。好ましくは、100ペアケーブル60は、図1に示すバインダーユニット12と同様に、4つのバインダーユニット12を有する。
【0049】
図11に最もよく示されるように、各バインダーユニット12は、上述のように構築され、組み合わされた結束芯54とすべてのバインダーユニット12とを包囲する全体シールド52を有するケーブル60内に配置されている。全体シールド52と各バインダーユニット12のシールド24との間の電気的相互作用を確実に発生させないようにするため、外側芯ラップ54が、一般的に入手可能な方法および材料、例えば、ユニットラップ20と同様のポリエステルフィルムあるいは他の材料を用いて、組み合わされた結束芯48の外周に形成されている。ケーブル10および50と同様に、ケーブル60は長期間の屈曲にさらされることとなり、このため、各バインダーユニット12のテープ24の隙間は広がるおそれがある。外側芯ラップ54が無ければ、テープの隙間は、ケーブル60の長期間の屈曲につれ、全体シールド52と各バインダーユニット12のシールド22との間の接触を引き起こすおそれがある。したがって、外側芯ラップ54は、各バインダーユニット12の絶縁を強化するためのさらなる用心である。
【0050】
ケーブル50と同様に、全体シールドドレイン線56が、外側芯ラップ54と全体シールド52との間に配置されている。例示の実施形態は、各バインダーユニット12について1つのユニットドレイン線25を示すが、ケーブル60は、全体シールドドレイン線56のみを含んでもよく、これにより、各バインダーユニット12について1つのユニットドレイン線25を設ける必要性は排除されることは理解されるであろう。ある実施の形態では、全体シールド52は一般的に入手可能な箔シールドである。別の実施の形態では、全体シールド52は一般的な知られた種類のモール状シールドである。しかし、好ましい実施の形態では、全体シールド52は、最大のシールド効果は得られるよう、箔とモールとの組み合わせから構成される。最後に、全体ジャケットまたはシース46は、ケーブル60の全長にわたって設けられている。
【0051】
上述したように、撚れたフィラーおよび共通シースを備えるケーブルは、1以上のバインダーユニットを有して形成され、各バインダーユニットは少なくとも4つのツイストペア線を有する。さらに、1以上のバインダーユニットは、フィラーを取り巻く付加的なツイストペア線を有してもよい。各ユニットは、ユニットラップおよび端部なし箔テープ(edge free foil tape)によって結合される。ユニットドレイン線は、ユニットラップと端部なし箔テープとの間に配置されてもよい。外側ジャケットまたはシースは、1以上のバインダーユニットを包囲する。
【0052】
例示した本発明の実施の形態では、全体で25、50および100のツイストペア線を有するケーブルに関して説明したが、本発明は、ケーブルを形成するツイストペア線の数によって限定されず、本発明は、空間的制約および利便性によってのみ限定される、ツイストペア線のいかなる所望の数でも実現されうることは理解されるであろう。同様に、本発明は、各バインダーユニットのツイストペア線の数により限定されないこと、そして、本発明は各バインダーユニット中のいかなる所望の数のツイストペア線でも実施可能であることは理解されるであろう。例えば、バインダーユニットは、例示した実施の形態における4つのツイストペア線ではなく、2つのツイストペア線を含むのみであってもよい。
【0053】
本発明は、そのある特定の実施の形態と関連して詳細に記載されたが、これは例示であって限定ではないことは理解されるべきであり、そして、添付した特許請求の範囲は従来技術が許す限り広く理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるケーブルの透視図であり、図中、奇数の導線ペアが柔軟性の低いフィラー要素の周囲に巻回されている。
【図2】本発明の第2の実施の形態にかかるケーブルの縦方向断面図であり、図中、奇数の導線ペアが柔軟性のフィラー要素と対とされている。
【図3】本発明の第1および第2の実施の形態にかかるケーブル断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態にかかるケーブルの断面図であり、フィラー要素は縦方向の溝を含む。
【図5】本発明の実施の形態にかかる銅線ペアの拡大断面図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかるテープの透視図である。
【図7】本発明の実施の形態にかかる他のテープの透視図である。
【図8】本発明の第5の実施の形態にかかる50ペアケーブルの透視図である。
【図9】本発明の第5の実施の形態にかかる50ペアケーブルの断面図である。
【図10】本発明の第6の実施の形態にかかる100ペアケーブルの断面図である。
【図11】本発明の第6の実施の形態にかかる100ペアケーブルの断面図である。
【0001】
本発明は、ツイストペア線から構成されるケーブルに関し、さらに特に、高速データ通信用途での仕様に適したツイストペア線から構成されるケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ペア線は、放射またはペア間の容量性結合により引き起こされる、ペア間相互の信号の干渉を最少化するよう、ツイストされて(撚られて)いる。ツイストペア上に信号が存在する、「アクティブ」として知られる状態では、ツイストペアは自然にその周囲に電磁場を発生する。このように発生した電磁場は、その電磁場内に位置する他のツイストペア中に信号を誘起させる。さらに、1つのアクティブなツイストペアにより発生された電磁場は、そのツイストペアに近接して位置する他のアクティブなツイストペアの動作に干渉しうる。結果として、1つのツイストペア中を電送される信号は、隣接するツイストペア内に「ノイズ」を発生し、これにより、隣接するツイストペア中の信号を劣化または減衰させる場合がある。この結合は、「クロストーク」として知られ、データ転送周波数およびデータ転送長が増大するにつれ、悪化する。
【0003】
種々の遠距離通信システムが、奇数の導線ペアから構成される通信ケーブルを必要としている。このような目的のために一般的に用いられるケーブルは、25ペアの、カテゴリー5ケーブルである。このケーブルは、他のケーブルのように、関連するTIA/EIA条件を満たさなければならない。TIA/EIAの25ペアカテゴリー5ケーブルの規格に関する、電力和近端クロストーク(NEXT)に合格するため、種々のケーブル構築技術がケーブル製造者により試されてきた。
【0004】
プレナム製品に関し、星形形状を有するフィラーを使用した場合には、製品はUL910燃焼試験に通過することはできない。これは、当該技術材料の現在知られた状態に基づいて銅ヒートシンクと比較した場合に、星形のフィラーが燃焼性のプラスチックの割合を非常に高めるためである。
【0005】
TIA/EIAの電力和NEXTの電気規格に合格するケーブルにおいては、ケーブルを構成する導線ペアのレイアウトが重要である。比較的成功した試みの1つでは、被覆され、フィラーを包囲する、2以上の異なるペアの配置スキームを用いる6つのカッド(quad、4つの導線ペアを含む集合体)と、1以上の異なるカッドの配置長さ(L)を有する中心フィラーとして用いられる25番目のペアと、を有するケーブル構造を利用していた。しかし、フィラー内部の25番目のペアは、取り付け時間を増加させ、ダメージの可能性を増大させる。例えば、このようなケーブルレイアウトを利用するケーブルでは、25番目のペアは、取り付け中のやや厚いフィラージャケットの末端の剥離の際にダメージを受けやすい。
【0006】
いくつかの異なるケーブル構造が、2つのカッド間にまっすぐに引っ張られた25番目のペアを有するもの、管フィラーに沿って中央に配置された25番目のペアを有するもの、および、ケーブル芯の外側に25番目のペアを配置したものを含め、これまで試されている。しかし、これらのケーブルは、25番目のペアに関してTIA/EIAの電力和NEXT条件を満たさない。さらに、これらのケーブルは、25番目のペア中の不安定性のため、信号反射損失(signal reflection loss;SRL)、インピーダンスおよび減衰条件も満たさない。
【0007】
25番目のペアがそれに最も近いカッド中のペアで干渉とすることもわかった。25番目のペアの絶縁に対するダメージが、カッド間に挟まれ、または、カッドとフィラーとの間に挟まれ、または、芯とジャケットとの間に挟まれる25番目のペアにより引き起こされた。
【0008】
25ペアケーブルを得るための12および13の導線ペアをともにジャケットで覆うことを含むケーブル構築も試みられてきたが、その成功例は限られたものであった。例えば、ケーブルの得られる形状は丸型でなく、それゆえ、取り付け、特に、導管の充填に関してより困難である。
【0009】
遠距離通信用のツイストペア線は、大きなケーブル内に一体に束ねられている。典型的には、50以上のペア線が、終端点付近の典型的なケーブル形状内に含まれている。しかし、中心の遠距離通信用位置から出たケーブルは、一体に束ねられた数百あるいは数千のペアを有する場合がある。動作時には、ケーブル内の各ツイストペアは、データ転送に用いられるとともに、遠隔設備への直流電流(DC)電力供給に用いられている。信号の多重化とともに、単一のツイストペア線は、多数のデータ信号および多数のエンドユーザへのサービスに供し、所望のレベルのサービスの提供に必要とされる個々のペア数を低減させ、アクセスポイントと最終的な加入者との間の距離を低減させる。
【0010】
最近、遠距離通信システムについての要求は、非常に増大している。インターネットの爆発的成長とともに、消費者および遠距離通信会社等は、高速データ転送のための新たな方法を模索している。特に、遠距離通信会社等は、これまで存在していたよりも増大した速度および/または距離でのデジタル通信回路をサポートするための方法を開発している。例えば、高速および/または長距離でのデジタル通信回路をサポートする新たな方法としては、DS1/1C/2、ADSL(Asynchronous Digital Subscriber Loop)、SDSL(Synchronous Digital Subscriber Loop)、HDSL(High speed Digital Subscriber Loop)、VDSL(Very high speed Digital Subscriber Loop)などが挙げられる。加えて、遠距離通信会社等は、既存の電話線インフラを介した使用を目的とするこれらの新たな方法を開発しており、電話線は、通常、比較的長距離にわたって配設されたケーブルとして束ねられたツイストペア線から構成される。
【0011】
様々な高速デジタル転送システムおよびサービスの新たな展開とともに、現在の新興のツイストペア線通信ケーブルの短所が、急に明らかとなっている。上記したデジタル通信回路をサポートする新たな方法は、長距離の、より高いデータ転送周波数の使用に依存している。例えば、電話線を介して転送される通常の音声転送は、0〜4kHzを超えた範囲の周波数で発生し、一方、DSL用途では、約3.7km〜約5.5km(12,000〜18,000フィート)の距離を典型的には0〜約100kHzの範囲の周波数で転送する。理解されるように、新興のデジタル通信方法は、ケーブル内のペア間および隣接ケーブル間のクロストーク、および外部からの干渉、特に、入ってくる信号がモデム等の転送設備と接続する点での干渉により、エラーが非常に発生しやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
典型的には、既存のツイストペアケーブルでは、ケーブル内に共通のシールドを用い、そして、終端点でシールドをグランド(接地)することにより、外部の干渉およびクロストークを遮断している。また、多数のシールドを用いる場合には、既存のケーブルでは、ケーブル内の様々なシールドを絶縁することはできず、ケーブル内の多数のシールドは、特に、長期間の使用後、互いに電気的に導通している。詳細には、長距離通信用ケーブルがユニットシールドを包囲する全体シールドを備える場合には、全体シールドはユニットシールドと電気的に導通するか、そうでなければ、いずれかの絶縁部分におけるピンホールのためのシールドのショートにより、電気的相互作用が発生しうる。さらに、現在用いられている典型的な長距離通信用ケーブルでは、ドレイン線を引き出し、単にグランドにクランプすることにより、全体シールドを終端させている。不幸なことに、ドレイン線をグランドすることは、通常、これを外部源からケーブル内への干渉を誘起するアンテナとして機能させてしまう。
【0013】
本発明は、デジタル通信回路ならびに増大した速度および/または距離をサポートするためのケーブルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明にかかるケーブルは、多数のシールドで保護され、または、箔で被覆されたバインダユニットから構成され、各バインダーユニットは、偶数のツイストペア線とともに、ペアとされた付加的なツイストペア線をそれぞれ含み、その縦方向に沿ってフィラー要素を取り巻いている。したがって、導線ペアの全体数は奇数である。偶数のツイストペア線は、それぞれが少なくとも4つのツイストペア線を有するカッドまたはサブユニットに均等に分けられている。シールドまたは箔被覆は、ツイストペア線のカッドと、付加的なツイストペア線と、フィラー要素と、を取り巻き、予め選択した数のツイストペア線を有する被覆されたバインダーユニットを形成する。好ましくは、被覆されたバインダーユニットは、それぞれ、25以下のツイストペア線を有する。全体芯ラップは、予め選択された数の被覆されたバインダーユニットを取り巻き、ユニットシールドは全体芯ラップの頂点の上に設けられる。ドレイン線は、ユニットシールドと、1以上の被覆されたバインダーユニットの芯ラップと、の間を引っ張られていてもよい。シールド表面は、グランドへの終端を良好にするために内側に向けられている。最後に、全体のケーブルは、ジャケットまたはシースにより取り巻かれていてもよい。
【0015】
本発明の1つの実施の形態では、フィラー要素は付加的なツイストペア線よりも大きな径を有し、フィラー要素は付加的なツイストペア線と対をなし、これにより、フィラー要素はエアーギャップをもたらし、フィラー要素と接触していない付加的なツイストペア線のいかなる部分をも包囲する。本発明の別の実施の形態では、フィラー要素は別のツイストペア線をフィラー要素に形成された縦方向の溝内に固定する。
【0016】
本発明の好ましい実施の形態では、フィラー要素は、空気の比誘電率よりも高い比誘電率を有する。より詳細には、フィラー要素は、ポリフルオロアルコキシ、TFE/パーフルオロメチル−ビニルエーテル、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、フッ化パーフルオロエチレンポリプロピレンおよび難燃性ポリプロピレンの少なくとも一種から選択される。
【0017】
また、本発明の好ましい実施の形態では、ジャケット要素は誘電体層を含む。誘電体層は、低発煙ノンハロゲン化合物、ポリビニルクロライド、難燃性ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリビニリデンフッ化物、エチレンクロロトリフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレン、熱可塑性エラストマーおよびポリウレタンの少なくとも一種からそれぞれ構成される、単一または多数の誘電体層であってもよい。
【0018】
各導線は、むき出しの銅線が可能であり、それぞれは約2.5以下比誘電率を有する絶縁材料で絶縁されているべきである。通常、それぞれのむき出しの銅線は、22AWGから24AWGの間である。絶縁材料は、好ましくは、難燃性ポリエチレン、難燃性ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフルオロアルコキシ、固体または発泡TFE/パーフルオロメチルビニルエーテル、固体または発泡フッ化エチレン−プロピレン、および発泡エチレンクロロトリフルオロエチレンの少なくともいずれか1種を含む。
【0019】
本発明のケーブルでは、全体シールドはユニットシールドから絶縁され、各シールドは互いに独立にグランドに終端されていてもよい。このようにして、内部のバインダーユニットは外部の干渉、例えば、他の隣接ケーブルから絶縁される。シールドは、また、全体芯ラップにより、互いに接触しないように、または、個々の線またはペア線が接触しないように絶縁され、これにより、ツイストペア絶縁中のピンホールを介したショートまたは信号損失は防止される。
【0020】
さらに、全体シールドおよびユニットシールドの双方は、内側に向けられた箔の側で設けられる。この配置によれば、箔はケーブルおよびバインダーユニットのそれぞれの裏まで曲げられ、現在行われているようにドレイン線をグランドすることなく、簡単なグランド用クランプを用いて終端される。ドレイン線の代わりにシールドをクランプすることにより、ドレイン線はアンテナとして機能できず、ケーブル内に干渉を引き起こすことができないため、シールド(保護)効果は強められる。
【0021】
ツイストペア線を扱いやすいサイズのバインダーユニットに分けることにより、使用の利便性と効率とが向上される。例えば、個別のデジタルサービスが、動作周波数スペクトルに基づいてそれぞれのバインダーユニットを介して提供されうる。また、1つのバインダーユニットを「送信」ユニットとして用い、一方で、隣接するバインダーユニットを「受信」ユニットとして指定することができる。単純に単一のユニット内のツイストペア間ではなく、バインダーユニット間で「送信」と「受信」との機能を分けることにより、局所的クロストークは最少化され、転送距離の増大がもたらされる。
【0022】
本発明は、また、上記ケーブルの製造方法を提供することを目的とする。まず、導線ペアを互いにペアとして偶数のツイストペア線とする。次いで、付加的な導線ペアをペアとし、ツイストペア線の全体数を奇数とする。偶数のツイストペア線は、その後、少なくとも2つのツイストペア線から構成されるカッドまたはサブユニットに均等に分けられる。付加的なツイストペア線はフィラー要素と一体化され、その縦方向に沿って周囲を取り巻く。次いで、ツイストペア線のカッドと、フィラー要素と一体化された付加的なツイストペア線と、を並行に延伸させ、導線ペアのカッドが付加的なツイストペア線およびフィラー要素を包囲するようにケーブルを形成する。その後、ツイストペア線のカッドと、フィラー要素と一体化された付加的なツイストペア線と、は、通常25以下の銅線ペアで、シールドまたは箔被覆により取り巻かれ、被覆されたバインダーユニットが形成される。次に、被覆されたバインダーユニットは撚りあわされてケーブルを形成する。最後に、ジャケット要素がケーブルを包囲する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる転送用ケーブル(共通して10で示される)が示されている。ケーブル10は、予め選択された数のバインダーユニット12を含む。本発明の第1の実施の形態では、単一のバインダーユニット12は、少なくとも2つのペア線16aからそれぞれ構成される1または複数のカッド14と、フィラー18の周囲に巻回された付加的なペア線16bと、を備える。好ましくは、バインダーユニット12は、それぞれが4つのペア線16aを有して全体として24のペア線16aを有する6つのカッド14と、フィラー18の周囲に巻回された25番目の付加的なペア線16bと、から構成される。しかし、ツイストペア線16a、16bの数は、バインダーユニット12の製造者によって決定されることは理解されるであろうが、しかし、実際、25のツイストペア線16a、16bおよびフィラー18は容易に単一のバインダーユニット12に組み込み可能であることがわかっている。
【0024】
ここで図5を参照して、各ツイストペア線16a、16bは、#22AWGと#24AWGの間の、むき出しの銅導線50を備える。各導線50は、約2.5以下の比誘電率を有し、難燃性ポリエチレン(FRPE)、難燃性ポリプロピレン(FRPP)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、固体または発泡のMFA、PFAまたはFEP、および発泡ECTFEを含む材料52で絶縁されている。導線50は、図5に示されようにツイストペア線16a、16bを形成するよう対とされ、そして図3に示されるように組み立てられている。図3中の点線は、ペア線16a、16bと、モール状(braided)導線からなるペア線16a、16bから構成されるカッド14と、のグループを示すのに用いられるが、これは材料を指定するものではない。しかし、1つの材料が各カッド14を包囲しうることは理解されるであろう。一例としては、アルミニウム/ポリエステル材料、アルミニウム/ポリプロピレン材料および/またはスズまたはアルミニウムモール(braid)から構成されるグループシールドが各カッド14を包囲していてもよい。
【0025】
本発明の別の態様では、製造工程で、または、フィラー18および25番目のペア線16bと他の6つのカッド14とを接続する前に、各バインダーユニット12の付加的なペア線16bはフィラー18の周囲に巻回される。フィラー18は、比誘電率の異なる層間の信号反射による信号反射損失(SRL)を避けるため、比誘電率3.2未満の高難燃性材料から構成される。線を下方に伝わる電磁場が可能な限り最もわずかな程度に減衰され、同時に、ペア間の結合場が可能な限り最も高い程度まで減衰されるよう、フィラー18の材料の選択には注意が必要とされる。使用可能な材料としては、例えば、ポリフルオロアルコキシ(PFA)、TFE/パーフルオロメチルビニルエーテル(MFA)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、ポリビニルクロライド(PVC)、フッ化パーフルオロエチレンポリプロピレン(FEP)および難燃性ポリプロピレン(FRPP)が挙げられる。また、各カッド14は、TIA/EIAミニマム条件に従い、データ転送に関して100mHz、35dbのグループ内で、最悪の近端クロストークを示す。さらに、カッド14間の近端クロストーク絶縁は、TIA/EIA最低条件に従い、データ転送に関して100mHz、38dbで最悪のケース結果を示す。
【0026】
本発明の第2の実施形態では、ケーブル10’は、図1の第1の実施の形態に示されるようにフィラー18の周囲に巻回される25番目のペア線16bを有するのではなく、図2に示されるように25番目のペア線16bと対を形成するのに十分な柔軟性を有するフィラー18’を含む。25番目のペア線16bがフィラー18’と撚り合わされると、フィラー18’は変化する中心軸を示し、結果、波形形状となる。波形形状は、図2および3に示すように、25番目のペア線16bがカッド14とフィラー18との間で挟まれないよう保護する。これは、フィラー18’が25番目のペア線16bの幅よりも大きい径を有する場合に、特にあてはまる。
【0027】
さらに、図2に示されるように、変化する中心軸は、ケーブル芯の中心に沿ってエアポケット19を形成する。エアポケット19は、25番目のペア線16bの周りの比誘電率を増大させ、かつ絶縁を最大化させ、構造中の6つの他のカッド14に対して誘電的に強化された境界を提供する。
【0028】
その他の6つのカッド14との接続の前またはその間に、25番目のペア線16bとフィラー18、18’とを対とする重要な効果の1つは、25番目のペア線16bの位置が6つの他のカッド14と比較して変化し、これにより、25番目のペア線16bのみが、フィラー18、18’と対とされた25番目のペア線16bの配置長さ(L)のすべての繰り返しにおいて単一のカッド140に近づくようになることである。ペア10間の電磁場結合は、上記構造中の25番目のペア線16bに関して均一に分配される。結果として、クロストークは得られるケーブル中で最少化される。
【0029】
さらに、25番目のペア線16bを、中心に位置するフィラー18、18bと、フィラー18、18’および25番目のペア線16bを包囲するカッド14と、25番目のペア16bと、を対とすることにより、ケーブル構築を同じ取り付け工程に残すことができ、結果、実質的に丸いケーブルが得られるようにすることを確実にする。これは、ケーブル取り付けの間に特に重要である。ケーブルを導管、ケーブルトレイおよびJフック上に取り付ける際、例えば、ケーブルは角のあたりに力がかかり、様々な歪みが加わる。ケーブルの丸型は取り付けを容易とし、25番目のペア線16bをフィラー18、18’と対とすることにより、ケーブル10、10’が取り付けの際に屈曲部の周囲に力がかかったときにも、適切な位置に残ることを確実とする。
【0030】
6つのすべてのカッド14およびフィラー18、18’を25番目のペア線16bと接続する前またはその製造工程で、最初に24のペア線を4つのカッド14のケーブルとすることにより、芯の外部に関するカッド14中の個々のペア10の位置を、カッド配置長さ(L)の周波数で変えられるようにすることができる。このような構造は、例えば、ケーブルトレイ中の、第1のケーブルの隣の、または、その周囲に取り付けられた隣接ケーブル中の、同じ配置長さ(L)を有するペアを有する第1のケーブル中のペア間の容量性結合を最少化する。
【0031】
図4は、本発明の第3の実施の形態にかかるケーブル10’’の断面図を示す。第3の実施の形態にかかるケーブル10’’では、25番目のペア線16bの物理的保護および誘電効果は、25番目のペア線16bが乗るのに十分な深さと広さを有する縦方向の溝23をフィラー18’’に作製することにより、さらに強められている。
【0032】
上述したケーブル10’’の構造は、得られるケーブルの減衰特性をある程度弱めるが、これはまた、ケーブルのNEXT特性を強める。ケーブル10’’の構成では、25番目のペア線16bはフィラー18’’を構成する材料により部分的に包囲されているので、ケーブル10’’(図4に示される)はケーブル10’(図3に示される)の減衰と比較した減衰の増大を示す。フィラー18’’の材料は空気(ケーブル10’の25番目のペア線16bを基本的に包囲する)よりもはるかに大きい比誘電率を有する。したがって、ケーブル10’はフィラー18’’の材料により部分的に包囲されているので、ケーブル10’と比較して最少のクロストークを有する。
【0033】
ここで図1〜4を参照して、各バインダーユニット12のツイストペア線16a、16bおよびフィラー18、18’、18’’はともに束ねられ、標準的なユニットラップ20により覆われ、結束芯22を形成している。ユニットラップ20は、例えば、ポリエステルフィルム、または当該技術分野で知られた他の材料から構成されている。好ましくは、ユニットラップ20は、当該技術分野でよく知られた種類の2ミル厚膜(2-mill thick)ポリエステルフィルムから構成されている。さらに、端部に箔のないテープ24が、ユニットラップ20の周囲に配置され、ユニットシールド24を形成する。端部に箔のないテープ24は、アルミニウム/ポリエステル材料、アルミニウム/ポリプロピレン材料および/またはスズまたはアルミニウムモールを、単独でまたは他の材料と組み合わせたものを含んで製造されていてもよい。
【0034】
図6および7に示すように、端部に箔のないテープまたはユニットシールド24は、外面26と内面28とを備える。テープ24の外面26は、当該技術分野でよく知られた適当なポリマーまたはプラスチック材料などの、露出した非導電性材料である。テープ24の内面28は、導電性箔表面30を備える。箔表面30は、テープ24の縦方向の全長に延伸し、所定の厚さを有するが、好ましくは、テープ24の全幅よりも短く延伸し、テープ24の縦方向の端部を「箔のない」ものとする。1つの実施の形態では、非導電性材料の一部は、箔表面30に隣接するテープ24の内面28上に露出したままである。好ましくは、露出した非導電性材料には、当該技術分野で知られた種類の接着剤が塗布されている。
【0035】
図6に最もよく示されるように、テープ24の内面28の箔表面30は、最も好ましくは、箔表面30の露出部分40、42がテープ24の縦方向のそれぞれの側部36、38の間に残るように、テープ24の縦方向の側部32、34の間の中央に配置されている。距離D1およびD2は、テープ24の箔のない端部の広がりを定義している。最も好ましい実施形態では、テープ24の縦方向の側部32、34の間、および箔表面30の縦方向の側部36、38をそれぞれ測定した距離D1およびD2は同一であるが、そうである必要はない。先の実施の形態に示すように、露出部分40、42には、露出部分40、42とテープ24の外面26との間のそれぞれの結合を形成しうる接着剤44が塗布されている。
【0036】
端部に箔のないテープ24は、ユニットラップ20およびユニットドレイン線56の周りにらせん状に巻回され、端部に箔のないテープ24のらせんの間隔は、図6に示されるように、箔表面30の第1の縦方向側部36が、連続した巻き(wind)で、箔表面30の第2の縦方向側部38と実質的に隣接して巻回するようになっている。箔表面は、ユニットラップ20の周囲にわずかに重なっていてもよい。しかし、接着剤44を含む露出したテープ部分40の先端は、ユニットラップ20の外部表面21と接触し、一方、接着剤44を含む露出したテープ部分42の尾部は、先行する巻きのテープ24の外面26と接触している。このようにして、テープ24は、ユニットラップ20とテープ24の隣接する巻きとの両方に固定され、これにより、バインダーユニット12の屈曲または移動の際の、テープ24または連続する巻き間の隙間の移動を防止する。さらに、テープ部分40、42は箔を含まないため、箔表面30のどの部分もテープ24の外面26に露出しない。
【0037】
別の実施の形態では、図7に示すように、テープ24’は、ユニットラップ20の外部表面21の外周Cよりもわずかに大きい幅Wを有するポリマー性材料の単一の長い片から構成されていてもよい。テープ24’の箔表面30’は、ユニットラップ20の外部表面21の外周Cと実質的に等しく、一方で、ユニットドレイン線56の挿入を可能とする幅W1を有する。テープ24の内面28’の残りの幅(W−W1)は、接着剤44’を含む露出部分40’を定義する。ユニットラップ20およびユニットドレイン線56の外面にらせん状に巻回される代わりに、テープ24’の幅Wは、第1および第2の縦方向表面32’、34’がバインダーユニット12の軸方向長さに沿って合うように、バインダーユニット12およびユニットドレイン線56の外周に巻回されている。この実施の形態では、テープ24’がバインダーユニット12の外周に巻回されている場合には、ユニットラップ20’は、ツイストペアの縦方向に沿って外周に巻回されるポリエステルフィルムの細長片から構成される。
【0038】
接着剤44’を含む露出部分40’は、それゆえ、テープの外面26’の一部と重なり、これにより、ユニットラップ20をテープ24’内に封止する。所望の場合には、図7に示されるように、テープ24’の内面28’は、テープ24’の縦方向の一端がユニットラップ20の外部表面21に貼り付けされうるように接着剤を含む、対向する露出部分42’、44’を含んでもよい。このようにして、箔表面30はバインダーユニット12の外面には全く露出しない。
【0039】
ここで図1〜4を参照して、全体ジャケット46は、予め選択された数のバインダーユニット12の端部に箔のないテープ24の周囲に配置されている。全体ジャケット46は、以下の材料、すなわち、低発煙ノンハロゲン化合物(LSOH)、ポリビニルクロライド(PVC)、難燃性ポリエチレン(FRPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリビニリデンフッ化物(PVDF)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、フッ化エチレン−プロピレン(FEP)、熱可塑性エラストマー(TPE)またはポリウレタンのいずれかから構成される、単一または多数の誘電体層から構成される。アルミニウム/ポリエステル材料、アルミニウム/ポリプロピレン材料および/またはスズモールまたはアルミニウムモールを単独で、または他の材料と組み合わせて含んでもよいすべてのペア導線の周囲に、外部シールドが設けられていてもよい。
【0040】
材料の正確な組み合わせは、得られるケーブルが所定の取り付けのために要求される、環境的特性(室内、室外、化学プラント、高湿度、過剰温度等)および全体の難燃性特性(非プレナム汎用水平ケーブル接続(nonplenum general horizontal cabling)、ライザー(riser)、プレナム、なし、等)に基づいて選択される。
【0041】
例えば、本発明の別の実施の形態にかかる50ペアケーブル50を、図8に示す。好ましくは、50ペアケーブル50は、全体ジャケット46内に4つのバインダーユニット12、12’を含む。各バインダーユニット12は、各カッド14に4つのツイストペア線16aと、付加的なツイストペア線16bと、フィラー18と、備え、全体として13のツイストペア線16a、16bを有する3つのカッド14を有する。各バインダーユニット12’は、各カッド14に4つのツイストペア線16aを備え、全体として12のツイストペア線16a、16bを各カッド14に備える3つのカッド14を有する。したがって、ケーブル50は、全体として50のツイストペア線16a、16bを有する。他の実施の形態では、上述した50ペアケーブル50は、図1に示すようなバインダーユニットのペアを2つ備えるように構築されていてもよい。
【0042】
図9に最もよく示されるように、各バインダーユニット12、12’は、上記のように構築され、組み合わされた結束芯48とバインダーユニット12、12’の全体を取り巻く全体シールド52を有するケーブル50内に配置されている。全体シールド52と各バインダーユニット12、12’のテープ24との間に電気的相互作用が確実に発生しないようにするため、外側芯ラップ54が組み合わされた結束芯48の外面の周囲に形成されている。外側芯ラップ54は、一般的な材料、例えば、ユニットラップ20と同様のポリエステルフィルムあるいは他の材料から形成可能である。ケーブル50は、長期間屈曲にさらされることとなり、このため、各バインダーユニット12、12’のテープの隙間が開くおそれがある。外側芯ラップ54が無ければ、ケーブル50が屈曲した状態で長期間、テープの隙間は全体シールド52と各バインダーユニット12、12’のシールド22との間の接触を引き起こす可能性がある。したがって、外側芯ラップ54は、各バインダーユニット12、12’の絶縁を強めるためのさらなる用心である。
【0043】
全体シールドドレイン線56は、外側芯ラップ54と全体シールド52との間に配置されている。例示した実施の形態は、各バインダーユニット12、12’について1つのユニットドレイン線25を示しているが、ケーブル50は1本の全体シールドドレイン線56だけを含んでいてもよく、これにより、各バインダーユニット12、12’についてのユニットドレイン線25の必要性は排除されることは理解されるであろう。ある実施の形態では、全体シールド52は一般的に入手可能な箔シールドである。別の実施の形態では、全体シールド52は、一般的に知られた種類のモール状シールドである。しかし、好ましい実施の形態では、全体シールド52は、最大のシールド効果が得られるよう、箔とモールとの組み合わせから構成されている。最後に、全体ジャケットまたはシース46は、ケーブル50の全長にわたって設けられている。
【0044】
全体シールド52はユニットシールド24から絶縁されているため、全体シールド52は、個々のユニットシールド24から独立してグランドに終端されてもよく、これにより、内部のバインダーユニット12を外部の干渉、例えば、他の隣接するケーブルから保護するようにしてもよい。さらに、全体シールド52は好ましくは、外側芯ラップ54の外部表面と当接した状態で箔側に設けられている。この配置により、箔はジャケット46の後ろまで曲げられ、ドレイン線を現在行われているようにグランドすることなく、簡単なグランドクランプを用いて終端可能となる。ドレイン線56の代わりに全体シールド52をクランプすることにより、ドレイン線56はアンテナとして機能することができず、ケーブル50内への干渉を誘起することはできないため、シールド効果は向上される。同様に、各バインダーユニット12に設けられた端部に箔のないテープ24の箔表面30は、ユニットラップ20によりツイストペア10から分離される。ユニットラップ20は、ツイストペア導線を箔表面30から分離する効果をもたらし、これにより、ツイストペアの絶縁中のピンホールを介した短絡または信号損失は防止される。
【0045】
全体シールド52のように、各バインダーユニットシールド22は、独立にグランドに終端されてもよく、これにより、ケーブル50内のバインダーユニットのクロストークへのバインダーユニットに対する保護が提供される。実際、端部に箔のないテープの配置のため、最少量のシールド22が終端のために除去される必要がある。現実には、取り付け者またはユーザがケーブル50をグランドを含む種々の接続点に取り付ける場合には、取り付け者は任意に、各バインダーユニット12の外周に、既知の収縮ラップ材料の、適当なサイズに分離された管を設けてもよい。しかし、バインダーユニット12の約5〜7cm(2〜3インチ)程度の短い部分が、各バインダーユニット12の末端で取り付け者により露出された状態で残される。端部に箔のないテープ24は、その後、管の端部まで剥がされ、グランドクランプを用いて、または、シールドごしにコネクタ、例えば、50ピンコネクタグランドをクランプすることにより終端される。収縮ラップ管は、端部に箔のないテープ24のさらなる弛みを防ぎ、本発明のケーブルがその意図された立体形状を保持することを確実にする。ユニット内のツイストペアは、その後、通常通りに、パンチダウンブロックのような終端点または50ピンコネクタに接続されてもよい。いずれの場合にも、各ツイストペアの最少量のみがシールドの外側に露出する。ツイストペアはユニットラップ20により包囲されているため、シールド22はツイストペア10から絶縁され、各ツイストペア10の最少限露出した末端部分と、ツイストペアの露出していない部分と、の間のインピーダンスのミスマッチは最少化される。最後に、シールド22を越える最外周の収縮ラップを設けることにより、バインダーユニット12は安定化し、屈曲またはねじり力の下でのバインダーユニット12の歪みは防止される。
【0046】
また、端部に箔のないテープ24は、上述のように内側に面する代わりに、外側に面していてもよい。この実施の形態では、上述のように各バインダーユニット12について1つのドレイン線56を用いる代わりに、1本のドレイン線56が多数のバインダーユニット12に対して必要とされる。しかし、各バインダーユニット12間の絶縁は、各バインダーユニット12間の電気伝導性の増大のため、失われうる。
【0047】
本実施の形態にしたがって製造されたケーブル50を用い、個別のデジタルサービスが、動作範囲内の周波数スペクトルに基づいて各バインダーユニット12を介して提供されうる。また、あるバインダーユニット12は「送信」ユニットとして用いられ、一方で、隣接するバインダーユニット12は「受信」ユニットとして指定されうる。単一のユニット内のツイストペア線ではなく、バインダーユニット12間で「送信」機能と「受信」機能とを分けることにより、局所的なクロストークは最少化され、電送距離の増大がもたらされる。
【0048】
ここで図10および11を参照して、本発明のさらに別の実施の形態にかかる100ペアケーブル60を示す。好ましくは、100ペアケーブル60は、図1に示すバインダーユニット12と同様に、4つのバインダーユニット12を有する。
【0049】
図11に最もよく示されるように、各バインダーユニット12は、上述のように構築され、組み合わされた結束芯54とすべてのバインダーユニット12とを包囲する全体シールド52を有するケーブル60内に配置されている。全体シールド52と各バインダーユニット12のシールド24との間の電気的相互作用を確実に発生させないようにするため、外側芯ラップ54が、一般的に入手可能な方法および材料、例えば、ユニットラップ20と同様のポリエステルフィルムあるいは他の材料を用いて、組み合わされた結束芯48の外周に形成されている。ケーブル10および50と同様に、ケーブル60は長期間の屈曲にさらされることとなり、このため、各バインダーユニット12のテープ24の隙間は広がるおそれがある。外側芯ラップ54が無ければ、テープの隙間は、ケーブル60の長期間の屈曲につれ、全体シールド52と各バインダーユニット12のシールド22との間の接触を引き起こすおそれがある。したがって、外側芯ラップ54は、各バインダーユニット12の絶縁を強化するためのさらなる用心である。
【0050】
ケーブル50と同様に、全体シールドドレイン線56が、外側芯ラップ54と全体シールド52との間に配置されている。例示の実施形態は、各バインダーユニット12について1つのユニットドレイン線25を示すが、ケーブル60は、全体シールドドレイン線56のみを含んでもよく、これにより、各バインダーユニット12について1つのユニットドレイン線25を設ける必要性は排除されることは理解されるであろう。ある実施の形態では、全体シールド52は一般的に入手可能な箔シールドである。別の実施の形態では、全体シールド52は一般的な知られた種類のモール状シールドである。しかし、好ましい実施の形態では、全体シールド52は、最大のシールド効果は得られるよう、箔とモールとの組み合わせから構成される。最後に、全体ジャケットまたはシース46は、ケーブル60の全長にわたって設けられている。
【0051】
上述したように、撚れたフィラーおよび共通シースを備えるケーブルは、1以上のバインダーユニットを有して形成され、各バインダーユニットは少なくとも4つのツイストペア線を有する。さらに、1以上のバインダーユニットは、フィラーを取り巻く付加的なツイストペア線を有してもよい。各ユニットは、ユニットラップおよび端部なし箔テープ(edge free foil tape)によって結合される。ユニットドレイン線は、ユニットラップと端部なし箔テープとの間に配置されてもよい。外側ジャケットまたはシースは、1以上のバインダーユニットを包囲する。
【0052】
例示した本発明の実施の形態では、全体で25、50および100のツイストペア線を有するケーブルに関して説明したが、本発明は、ケーブルを形成するツイストペア線の数によって限定されず、本発明は、空間的制約および利便性によってのみ限定される、ツイストペア線のいかなる所望の数でも実現されうることは理解されるであろう。同様に、本発明は、各バインダーユニットのツイストペア線の数により限定されないこと、そして、本発明は各バインダーユニット中のいかなる所望の数のツイストペア線でも実施可能であることは理解されるであろう。例えば、バインダーユニットは、例示した実施の形態における4つのツイストペア線ではなく、2つのツイストペア線を含むのみであってもよい。
【0053】
本発明は、そのある特定の実施の形態と関連して詳細に記載されたが、これは例示であって限定ではないことは理解されるべきであり、そして、添付した特許請求の範囲は従来技術が許す限り広く理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるケーブルの透視図であり、図中、奇数の導線ペアが柔軟性の低いフィラー要素の周囲に巻回されている。
【図2】本発明の第2の実施の形態にかかるケーブルの縦方向断面図であり、図中、奇数の導線ペアが柔軟性のフィラー要素と対とされている。
【図3】本発明の第1および第2の実施の形態にかかるケーブル断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態にかかるケーブルの断面図であり、フィラー要素は縦方向の溝を含む。
【図5】本発明の実施の形態にかかる銅線ペアの拡大断面図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかるテープの透視図である。
【図7】本発明の実施の形態にかかる他のテープの透視図である。
【図8】本発明の第5の実施の形態にかかる50ペアケーブルの透視図である。
【図9】本発明の第5の実施の形態にかかる50ペアケーブルの断面図である。
【図10】本発明の第6の実施の形態にかかる100ペアケーブルの断面図である。
【図11】本発明の第6の実施の形態にかかる100ペアケーブルの断面図である。
Claims (20)
- フィラー要素の縦方向を取り巻く単一の導線ペアを包囲する複数の導線ペアと、前記複数の導線ペアと前記単一の導線ペアと前記フィラー要素とを包囲するユニットラップと、前記ユニットラップを取り巻くシールドと、をそれぞれ備える、予め選択した数のバインダーユニットと、
前記予め選択した数のバインダーユニットの周囲に配置されたジャケットと、
を備える、ことを特徴とするケーブル。 - 前記シールドは、端部に箔のないテープから構成される、ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル。
- 前記端部に箔のないテープは、導電性箔から構成される第1の層と、非導電性材料から構成される第2の層と、を、前記第1の層の幅が前記第2の層の幅よりも小さいように備える、ことを特徴とする請求項2に記載のケーブル。
- 前記端部に箔のないテープは、前記第1の層を内側に向けて設けられている、ことを特徴とする請求項3に記載のケーブル。
- それぞれの前記バインダーユニットは、前記ユニットラップと前記端部に箔のないテープとの間に挟まれたユニットドレイン線をさらに備える、ことを特徴とする請求項4に記載のケーブル。
- 前記複数の導線ペアは6つのカッドから構成される、ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル。
- 前記芯シールドは、非導電性の裏打ちを有する箔から構成される、ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル。
- 前記芯シールドは、内側に向けられた前記箔とともに配置されている、ことを特徴とする請求項7に記載のケーブル。
- フィラー要素の縦方向を取り巻く単一の導線ペアを包囲する所定の複数のツイストペア線からそれぞれ構成される予め選択した数のバインダーユニットであって、前記複数のツイストペア線はユニットラップにより取り巻かれ、前記ユニットラップはさらに端部に箔のないテープで取り巻かれた前記バインダーユニットを備え、
それぞれの前記バインダーユニットは、芯ラップおよび芯シールドにより取り巻かれた芯を形成し、芯ドレイン線が前記芯ラップと前記シールドとの間に挟まれるよう配置され、前記シールドは導電性表面と非導電性表面とを有する箔から構成される、ことを特徴とする遠距離通信ケーブル。 - 前記シールドの前記導線性表面は、内側に向けられている、ことを特徴とする請求項9に記載の遠距離通信ケーブル。
- 前記端部に箔のないテープは、導電性の箔から構成される第1の層と、非導電性材料から構成される第2の層と、から構成され、前記第1の層の幅は前記第2の層の幅よりも小さい、特徴とする請求項9に記載の遠距離通信ケーブル。
- 前記端部に箔のないテープは、前記第1の層を内側に向けて設けられている、ことを特徴とする請求項11に記載の遠距離通信ケーブル。
- 前記複数のツイストペア線は、25のツイストペア線から構成される、ことを特徴とする請求項9に記載の遠距離通信ケーブル。
- 前記芯シールドは、非導電性の裏打ちを有する箔から構成される、ことを特徴とする請求項9に記載の遠距離通信ケーブル。
- 前記芯シールドは、内側に向けられた前記箔とともに配置されている、ことを特徴とする請求項14に記載の遠距離通信ケーブル。
- 偶数のツイストペア導線と、フィラー要素を取り巻き、ツイストペア導線の全体数を奇数とする付加的なツイストペア導線と、をそれぞれ備えるバインダーユニットとして束ねるようツイストペア導線の数を予め選択する工程と、
前記バインダーユニットをバインダー芯ラップ内に取り巻く工程と、
保護された芯ラップを形成するよう、前記バインダー芯ラップをシールドで取り巻く工程と、
全体芯ラップで取り巻くバインダーユニットの数を予め選択する工程と、
前記全体芯ラップを全体シールドで覆う工程と、
を備える、ことを特徴とするケーブルの製造方法。 - 前記ケーブルをジャケット材料で包囲する工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項16に記載のケーブルの製造方法。
- 前記偶数のツイストペア導線は、6つのカッドから構成される、ことを特徴とする請求項16に記載のケーブルの製造方法。
- 前記シールドは、導電性箔から構成される第1の層と、非導電性材料から構成される第2の層と、を、前記第1の層の幅が前記第2の層の幅よりも小さいように有する端部に箔のないテープから構成される、ことを特徴とする請求項16に記載のケーブルの製造方法。
- 前記バインダー芯ラップを、前記端部に箔のないテープの内側に向けられた前記第1の層で取り巻くように、前記端部に箔のないテープを設ける工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項19に記載のケーブルの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/835,708 US6462268B1 (en) | 1998-08-06 | 2001-04-16 | Cable with twisting filler and shared sheath |
PCT/US2002/011838 WO2002084675A1 (en) | 2001-04-16 | 2002-04-16 | Cable with twisting filler and shared sheath |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004529468A true JP2004529468A (ja) | 2004-09-24 |
Family
ID=25270261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002581533A Pending JP2004529468A (ja) | 2001-04-16 | 2002-04-16 | 撚れたフィラーおよび共通シースを備えたケーブル |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6462268B1 (ja) |
EP (1) | EP1386330A1 (ja) |
JP (1) | JP2004529468A (ja) |
KR (1) | KR20030097822A (ja) |
BR (1) | BR0208925A (ja) |
CA (1) | CA2444014A1 (ja) |
IL (1) | IL158318A0 (ja) |
WO (1) | WO2002084675A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006127858A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 耐放射線ケーブル |
KR101243083B1 (ko) * | 2011-12-15 | 2013-03-15 | 연합정밀주식회사 | 고주파 안테나용 복합케이블 |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6633001B2 (en) * | 1996-10-31 | 2003-10-14 | Mag Holdings, Inc. | Lightning retardant cable and conduit systems |
US6074503A (en) | 1997-04-22 | 2000-06-13 | Cable Design Technologies, Inc. | Making enhanced data cable with cross-twist cabled core profile |
US7154043B2 (en) | 1997-04-22 | 2006-12-26 | Belden Technologies, Inc. | Data cable with cross-twist cabled core profile |
US6812408B2 (en) * | 1999-02-25 | 2004-11-02 | Cable Design Technologies, Inc. | Multi-pair data cable with configurable core filling and pair separation |
US6248954B1 (en) * | 1999-02-25 | 2001-06-19 | Cable Design Technologies, Inc. | Multi-pair data cable with configurable core filling and pair separation |
GB9930509D0 (en) * | 1999-12-24 | 2000-02-16 | Plastic Insulated Cables Ltd | Communications cable |
WO2003094178A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-13 | Belden Technologies, Inc. | Surfaced cable filler |
TWI246810B (en) * | 2002-11-15 | 2006-01-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Cable connector assembly and method of assembling cable connector assembly |
US7015397B2 (en) * | 2003-02-05 | 2006-03-21 | Belden Cdt Networking, Inc. | Multi-pair communication cable using different twist lay lengths and pair proximity control |
US7221714B2 (en) * | 2003-05-12 | 2007-05-22 | Broadcom Corporation | Non-systematic and non-linear PC-TCM (Parallel Concatenate Trellis Coded Modulation) |
EP1649610B1 (en) * | 2003-07-11 | 2014-02-19 | Panduit Corp. | Alien crosstalk suppression with enhanced patch cord |
US7053310B2 (en) * | 2004-02-06 | 2006-05-30 | Belden Technologies, Inc. | Bundled cable using varying twist schemes between sub-cables |
CN2705975Y (zh) * | 2004-05-24 | 2005-06-22 | 天瀚科技股份有限公司 | 具有至少二轴转向功能的电子装置 |
US7790981B2 (en) * | 2004-09-10 | 2010-09-07 | Amphenol Corporation | Shielded parallel cable |
JP5264175B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2013-08-14 | ベルデン・シーディーティー・(カナダ)・インコーポレーテッド | 高性能通信ケーブル、通信ケーブルに用いられるスプライン、及び通信システムにおける隣接するケーブル間のクロストークを抑制する方法 |
DE102005046009A1 (de) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Atmel Duisburg Gmbh | Integrierte Transmissionsleitung |
US7432446B2 (en) * | 2005-09-28 | 2008-10-07 | Symbol Technologies, Inc. | Coiled electronic article surveillance (EAS) cable |
US7145080B1 (en) | 2005-11-08 | 2006-12-05 | Hitachi Cable Manchester, Inc. | Off-set communications cable |
GB2432963B (en) * | 2005-12-01 | 2010-04-07 | Brand Rex Ltd | High Frequency Ethernet Cable |
CA2538637A1 (en) | 2006-03-06 | 2007-09-06 | Belden Technologies, Inc. | Web for separating conductors in a communication cable |
DE102006036065A1 (de) * | 2006-08-02 | 2008-02-14 | Adc Gmbh | Symmetrisches Datenkabel für die Kommunikations- und Datentechnik |
US7550674B2 (en) * | 2007-02-22 | 2009-06-23 | Nexans | UTP cable |
US7827678B2 (en) * | 2008-06-12 | 2010-11-09 | General Cable Technologies Corp. | Longitudinal shield tape wrap applicator with edge folder to enclose drain wire |
US8366318B2 (en) * | 2009-07-17 | 2013-02-05 | Dental Imaging Technologies Corporation | Intraoral X-ray sensor with embedded standard computer interface |
US9492129B2 (en) * | 2008-10-27 | 2016-11-15 | Dental Imaging Technologies Corporation | Triggering of intraoral X-ray sensor using pixel array sub-sampling |
US8119990B2 (en) * | 2008-10-27 | 2012-02-21 | Imaging Sciences International Llc | System and method of X-ray detection with a sensor |
US8143522B2 (en) * | 2009-03-17 | 2012-03-27 | Nexans | LAN cable and method for making the same |
JP5601566B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2014-10-08 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5687531B2 (ja) * | 2011-03-09 | 2015-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | ノイズ低減装置およびバスバーモジュール |
US9355759B2 (en) * | 2013-03-01 | 2016-05-31 | James F. Rivernider | Category 8 cable |
JP5958426B2 (ja) * | 2013-06-26 | 2016-08-02 | 日立金属株式会社 | 多対差動信号伝送用ケーブル |
CN103525076B (zh) * | 2013-10-12 | 2016-03-02 | 绿宝电缆(集团)有限公司 | 一种无卤低烟阻燃tpe电缆料 |
JP6338967B2 (ja) * | 2014-08-12 | 2018-06-06 | タツタ電線株式会社 | シールド電線 |
WO2016149349A1 (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Hitachi Cable America, Inc. | Extended frequency range balanced twisted pair transmission line or communication cable |
WO2017132327A1 (en) | 2016-01-27 | 2017-08-03 | Hitachi Cable America, Inc. | Extended frequency range balanced twisted pair transmission line or communication cable |
JP6703326B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2020-06-03 | 日立金属株式会社 | ケーブル及びワイヤハーネス |
EP3695425A4 (en) * | 2017-10-11 | 2021-06-23 | CFM Cables For Music Limited | CABLE SHIELD KIT |
JP2019220303A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 日立金属株式会社 | ケーブル及びワイヤハーネス |
US11823817B2 (en) * | 2020-02-04 | 2023-11-21 | Structured Home Wiring Direct, LLC | Composite hybrid cables and methods of manufacturing and installing the same |
CN113921190A (zh) * | 2020-07-07 | 2022-01-11 | 李政 | 电缆及其制造方法 |
US20220013251A1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | James Cheng Lee | Cable and manufacturing method thereof |
EP3996389A1 (en) * | 2020-11-05 | 2022-05-11 | Sonova AG | Cable |
CN116844768B (zh) * | 2023-05-12 | 2024-06-07 | 新疆中超新能源电力科技有限公司 | 一种高强度轻型架空绝缘电缆 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2584027A (en) | 1949-10-25 | 1952-01-29 | John F Kendrick | Drilling cable with insulated conductor |
US3622683A (en) * | 1968-11-22 | 1971-11-23 | Superior Continental Corp | Telephone cable with improved crosstalk properties |
BE756568A (fr) | 1969-10-09 | 1971-03-01 | Kabel Metallwerke Ghh | Cables electriques et procede pour leur fabrication |
US3843829A (en) | 1973-03-02 | 1974-10-22 | Bendix Corp | Center strength member cable |
NO141732C (no) | 1977-01-12 | 1984-09-04 | Norsk Kabelfabrik As | Flammebestandig kabelkonstruksjon |
US4510346A (en) | 1983-09-30 | 1985-04-09 | At&T Bell Laboratories | Shielded cable |
GB8333176D0 (en) * | 1983-12-13 | 1984-01-18 | Connor L O | Packaged tape for electrical conductors |
GB8431784D0 (en) | 1984-12-17 | 1985-01-30 | Connor L O | Tape for wrapping electrical conductors |
US4746767A (en) | 1987-02-27 | 1988-05-24 | Neptco Incorporated | Shielded electrical cable construction |
US5008490A (en) | 1990-01-19 | 1991-04-16 | Thomas & Betts Corporation | Strippable electrically shielded cable |
GB2249212B (en) | 1990-08-21 | 1994-06-01 | Yoshida Kogyo Kk | Metal-shielded cable suitable for electronic devices |
US5110999A (en) | 1990-12-04 | 1992-05-05 | Todd Barbera | Audiophile cable transferring power substantially free from phase delays |
US5595801A (en) | 1991-07-30 | 1997-01-21 | International Paper Company | Laminated shielding material and method for shielding an enclosure therewith |
US5387113A (en) | 1992-09-24 | 1995-02-07 | Woven Electronics Corp. | Composite shield jacket for electrical transmission cable |
US5473117A (en) | 1994-02-17 | 1995-12-05 | Alcatel Network Systems, Inc. | Flexible cable grounding scheme |
US5956445A (en) | 1994-05-20 | 1999-09-21 | Belden Wire & Cable Company | Plenum rated cables and shielding tape |
FR2728114A1 (fr) | 1994-12-13 | 1996-06-14 | Eurocopter France | Procede pour la realisation d'une gaine de blindage sur un faisceau de conducteurs electriques et faisceau ainsi obtenu |
US5530203A (en) | 1995-02-28 | 1996-06-25 | Rotor Tool Company | Composite electrical conductor cable having internal magnetic flux shield |
US5883334A (en) | 1995-06-13 | 1999-03-16 | Alcatel Na Cable Systems, Inc. | High speed telecommunication cable |
FR2738947B1 (fr) | 1995-09-15 | 1997-10-17 | Filotex Sa | Cable multipaires, blinde par paire et aise a raccorder |
US5767442A (en) | 1995-12-22 | 1998-06-16 | Amphenol Corporation | Non-skew cable assembly and method of making the same |
FR2745117B1 (fr) | 1996-02-21 | 2000-10-13 | Whitaker Corp | Cable flexible et souple a helices espacees |
US5789711A (en) | 1996-04-09 | 1998-08-04 | Belden Wire & Cable Company | High-performance data cable |
GB9707300D0 (en) * | 1997-04-10 | 1997-05-28 | Plastic Insulated Cables Ltd | Communications cable |
US6010788A (en) * | 1997-12-16 | 2000-01-04 | Tensolite Company | High speed data transmission cable and method of forming same |
MXPA01001364A (es) * | 1998-08-06 | 2002-04-24 | Prestolite Wire Corp | Cable con rellenador de torsion. |
-
2001
- 2001-04-16 US US09/835,708 patent/US6462268B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-04-16 JP JP2002581533A patent/JP2004529468A/ja active Pending
- 2002-04-16 IL IL15831802A patent/IL158318A0/xx unknown
- 2002-04-16 BR BR0208925-4A patent/BR0208925A/pt not_active Application Discontinuation
- 2002-04-16 KR KR10-2003-7013147A patent/KR20030097822A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-04-16 CA CA002444014A patent/CA2444014A1/en not_active Abandoned
- 2002-04-16 EP EP02762113A patent/EP1386330A1/en not_active Withdrawn
- 2002-04-16 WO PCT/US2002/011838 patent/WO2002084675A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006127858A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 耐放射線ケーブル |
KR101243083B1 (ko) * | 2011-12-15 | 2013-03-15 | 연합정밀주식회사 | 고주파 안테나용 복합케이블 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6462268B1 (en) | 2002-10-08 |
EP1386330A1 (en) | 2004-02-04 |
KR20030097822A (ko) | 2003-12-31 |
WO2002084675A1 (en) | 2002-10-24 |
BR0208925A (pt) | 2004-04-27 |
IL158318A0 (en) | 2004-05-12 |
CA2444014A1 (en) | 2002-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6462268B1 (en) | Cable with twisting filler and shared sheath | |
US6259031B1 (en) | Cable with twisting filler | |
JP4159731B2 (ja) | 電気ケーブル装置とその製造方法 | |
US6998537B2 (en) | Multi-pair data cable with configurable core filling and pair separation | |
CA2230405C (en) | Local area network cabling arrangement | |
US7358436B2 (en) | Dual-insulated, fixed together pair of conductors | |
US6812408B2 (en) | Multi-pair data cable with configurable core filling and pair separation | |
CA2228328C (en) | Local area network cabling arrangement | |
TWI492247B (zh) | 通訊電纜、使用於通訊電纜中之基材膠帶的製造方法、及通訊電纜的製造方法 | |
US7262366B2 (en) | Bundled cable using varying twist schemes between sub-cables | |
US20060054334A1 (en) | Shielded parallel cable | |
US6566606B1 (en) | Shared sheath digital transport termination cable | |
JPH07134917A (ja) | 難燃性通信ケーブル | |
US6608255B1 (en) | Local area network cabling arrangement having improved capacitance unbalance and structural return loss | |
EP1150305A2 (en) | Electrical cable apparatus having reduced attenuation and method for making | |
EP3459085B1 (en) | Cable for data transmission having high fire resistance | |
AU2002307326A1 (en) | Cable with twisting filler and shared sheath | |
US20230290543A1 (en) | Telecommunication cable with tape |