KR100917284B1 - 유티피 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유티피 케이블(UTP Cable)에 관한 것으로서, 케이블의 인장력을 향상시키기 위한 인장재와, 절연 피복된 둘 이상의 도선이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 내부 페어유닛부와, 상기 내부 페어유닛부의 외부를 감싸되 절연 피복된 둘 이상의 도선이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 외부 페어유닛부와, 상기 외부 페어유닛부를 감싸는 시스를 포함한 유티피 케이블(UTP Cable)로서, 상기 내부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 외부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치보다 작게 형성되며, 상기 내부 페어유닛부의 집합피치는 상기 외부 페어유닛부의 집합피치보다 작게 형성된다.

이에 따라 유티피 케이블 내부에 발생하는 크로스토크의 발생을 억제하여 통신장애를 최소화하고 신호의 전송률을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.

광케이블, 시스, 외피, 폴리우레탄, 탄산칼슘, 폴리에틸렌

Description

유티피 케이블{UNSHIELDED TWISTED PAIR CABLE}

본 발명은 유티피 케이블(UTP Cable)에 관한 것으로서, 특히 전송특성의 향상을 위해 페어유닛(Pair Unit) 간의 크로스 토크를 방지할 수 있는 구조를 갖는 유티피 케이블에 관한 것이다.

일반적으로 통신용 케이블로서 이용되는 유티피 케이블(UTP Cable)은, 도 2에 도시된 것처럼 구리 등의 도체를 절연체로 피복하여 구성된 도선(1)들을 나선형으로 꼬아 페어유닛(Pair Unit)(2)을 만들고, 이러한 개개의 페어유닛(2)들을 복수 개 모아 다시 피복한 형태로 구성된다.

유티피 케이블은 예컨대, LAN과 같은 통신 네트워크의 구축을 위해 널리 사용되는 비차폐 연선 케이블로서, 도 2에 도시된 바와 같이 절연피복된 두 개의 도선(1)이 서로 나선형으로 꼬인 도선의 페어유닛이 내부에 구비된다.

이러한 UTP 케이블은 최근 ATM 및 Ethernet 등 정보통신 기술의 발달에 따라 그 정보 전송능력 증대가 중요한 문제로 부각되고 있으며, 이러한 전송능력 증대를 구현하는 방향으로 개발 보완되어 왔다.

한편, 세계적인 규약에 의해 상기 UTP 케이블은 신호전송능력에 따라 카테고 리(Category 또는 Cat.)라는 식별기호와 숫자에 의해 구분되며, 본 숫자가 커질수록 높은 전송특성을 가진다.

예를 들면, Cat.3의 경우 16MHz, Cat.4는 20MHz, Cat.5는 100MHz의 신호 전송이 가능한데, 높은 변조 주파수를 사용할수록 단위시간당 보다 많은 양의 정보를 보낼 수 있음은 물론이다.

그러나, 높은 변조주파수를 이용할수록 케이블 간의 간섭과 도선 내부의 임피던스(Impedance) 변화에 의한 노이즈(Noise) 현상이 증가하여 신호 수신부(Receiver)에서의 신호 분리가 어려워지는 문제점이 있었다.

이와 같은 이유로, 그동안 UTP 케이블의 신호 전송한계는 155Mbps(Megabit per sec) 정도로 여겨져 왔다.

그러나, 최근 정보전송장비 기술의 발달에 따라 DSP(Digital Signal Processing) 장비 등에 의한 보상(Compensation) 방법을 이용하여 케이블 내 간섭에 의한 신호 열화(劣化)를 보상할 수 있게 됨으로써, Cat.5e 케이블을 이용하여 1000Mbps(1Gbps) 전송이 가능하게 되었으며, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 미국 전기ㆍ전자 기술자협회) 표준 위원회에서는 1999년에 이르러 1000 Base-T 를 이더넷(Ethernet) 표준으로 공식 규격화 하였다.

한편, 최근 동화상 전송기술 등 관련 기술의 발전 추세로 볼 때 멀지 않은 미래에 보다 높은 수준의 정보 전송을 가능하게 할 수 있는 케이블을 필요로 할 가능성이 크며, 주요 케이블 및 시스템 관련 업체에서는 이에 대비한 연구개발을 경쟁적으로 진행하고 있고, 또한 IEEE 내에도 고속 정보전송 케이블에 관한 규격 제 정을 위한 전문위원회가 설치되고 있는 실정이다.

그런데, 전송용량을 증가시키기 위해서는 일반적으로 고주파를 이용하게 되고, 이러한 고주파를 이용하는 경우 UTP 케이블 내부에 내부간섭(Power Sum Near and Cross Talk; PSNEXT)이 발생하게 되며, 다수 개의 페어유닛으로 이루어지는 UTP 케이블의 경우, 간섭을 최소화하는 것이 신호 전송률을 향상시키는 데에 중요한 영향을 미치게 된다.

이러한 UTP 케이블의 간섭 특성은 페어유닛을 이루는 도선의 절연체 외경, 피치 등에 따라 달라지므로, 신호를 가장 잘 전달할 수 있는 범위 내에서 이러한 요인들을 적절히 튜닝(Tunning)하는 것이 매우 중요하다.

예컨대 시스 내에 두 개의 페어유닛이 구비될 경우 이를 통상의 FEM(Finite Element Method; 유한요소법) 알고리즘을 이용하여 수치해석해 보면, 일측 및 타측 페어유닛을 이루는 도선들의 절연체의 외경 및 피치가 상이할 경우 최적의 특성을 가지게 된다.

특히 다수 개의 페어유닛으로 구성되는 UTP 케이블의 경우, 케이블 내에서 인접한 페어유닛과의 피치가 서로 상이하도록 구성되더라도, 상기 페어유닛들이 둘 이상의 단위로 꼬이는 형태로 집합되면 집합된 페어유닛부들 간에 크로스토크 현상이 일어나게 되어 통신장애를 일으키는 등 신호 전송률이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 상호 인접한 유티피 케이블의 내부 페어유닛 간에 크로스토크가 발생하는 것을 방지하는 구조를 갖는 유티피 케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 크로스토크의 발생을 억제할 수 있는 페어유닛의 대연피치 및 집합피치조건을 구비한 유티피 케이블을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 페어유닛이 내층에 결집된 내부 페어유닛부 및 외층에 결집된 외부 페어유닛부의 집합피치를 일정 길이 이상 다르게 형성시킴으로써, 내부 및 외부의 대연피치 및 집합피치의 차로 인해 UTP 케이블 내부에 발생하는 크로스토크의 발생을 억제하여 통신장애를 최소화하고 신호의 전송율을 향상시키는 유티피 케이블을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유티피 케이블은, 케이블의 인장력을 향상시키기 위한 인장재와, 절연 피복된 둘 이상의 도선이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 내부 페어유닛부와, 상기 내부 페어유닛부의 외부를 감싸되 절연 피복된 둘 이상의 도선이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 외부 페어유닛부와, 상기 외부 페어유닛부를 감싸는 시스를 포함한 유티피 케이블(UTP Cable)로서, 상기 내부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치 는 외부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치보다 작게 형성되며, 상기 내부 페어유닛부의 집합피치는 상기 외부 페어유닛부의 집합피치보다 작게 형성된다.

여기서, 상기 내부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 8mm 이상 12mm 이하로 설정되며, 상기 외부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 15mm 이상 20mm이하로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내부 페어유닛부 및 외부 페어유닛부의 집합피치는 80mm 이상 500mm 이하이며, 내부 페어유닛부의 집합피치와 외부 페어유닛부의 집합피치 간의 차이는 20㎜ 이상으로 설정된다.

한편, 외부 페어유닛부와 시스의 사이에는 고정테이프가 추가적으로 개재된다.

또한, 상기 고정테이프는 폴리에스테르(Polyester)의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 내부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 외부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치보다 작게 형성되며, 상기 내부 페어유닛부의 집합피치는 상기 외부 페어유닛부의 집합피치보다 작게 형성되어, 결과적으로 내부 및 외부 간의 꼬임의 차이가 커짐으로써 UTP 케이블 내부에 발생하는 크로스토크의 발생을 억제하여 통신장애를 최소화하고 신호의 전송률을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 특히 에이리언 크로스토크의 방지가 요구되는 구리를 이용한 통신케이블의 신호전송 체계로서의 10기가비트급 전송 시에도 매우 유용하게 사용 가능한 효과를 발휘할 수 있다.

이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유티피 케이블(UTP Cable)의 횡단면도이고, 도 2는 유티피 케이블의 페어유닛(2)을 나타낸 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유티피 케이블(100)은, 케이블의 인장력을 향상시키기 위한 인장재(30)와, 절연 피복된 둘 이상의 도선(1)이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛(2)이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 내부 페어유닛부(10)와, 상기 내부 페어유닛부(10)의 외부를 감싸되 절연 피복된 둘 이상의 도선(1)이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어 유닛(2)이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 외부 페어유닛부(20)와, 상기 외부 페어유닛부(20)를 감싸는 시스(40)를 포함한 유티피 케이블(UTP Cable)로서, 상기 내부 페어유닛부(10)의 페어유닛(2)들의 대연피치는 외부 페어유닛부(20)의 페어유닛(2)들의 대연피치보다 작게 형성되며, 상기 내부 페어유닛부(10)의 집합피치는 상기 외부 페어유닛부(20)의 집합피치보다 작게 형성된다.

이하 각 구성요소를 상세히 설명한다.

우선, 유티피 케이블의 인장력을 향상시키기 위하여, 중심에는 인장재(30)가 마련되며, 상기 인장재(30)는 아라미드 얀, 그라스 얀, 강선, 또는 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 내부 페어유닛부(10) 및 외부 페어유닛부(20)의 페어유닛(2)은 각각 도체에 절연체가 피복되어 전기적 신호로 변환된 데이터의 전송이 가능하도록 구비된 도선(1)이 적어도 두 개 이상 꼬아지며 형성된다.

또한, 케이블 내의 페어유닛들 사이에 발생하는 내부간섭을 최소화하기 위하여, 도 1에 도시된 것처럼 페어유닛이 두 겹 이상으로 개재되는 경우, 인접하는 페어유닛(2)과의 대연피치는 서로 다르게 조절되되, 내부 페어유닛부(10)의 대연피치는 외부 페어유닛부(20)의 대연피치보다 적어도 3mm 이상 크게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 페어유닛부(10)의 페어유닛(2)의 피치가 8mm 이하일 경우에는 도선(1)의 길이가 증가하여 데이터 손실이 급증하고, 20mm 이상일 경우에는 구조가 안정적이지 못하여 형체를 유지하기 어렵다.

따라서 상기 내부 페어유닛부(10)의 페어유닛(2)의 대연피치는 8~12mm로 설정되고, 외부 페어유닛부(20)의 페어유닛(2)의 대연피치는 15~20mm로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 외부 페어유닛부(20)는 내부 페어유닛부(10)의 외부를 감싸도록 마련되며, 도체에 절연체가 피복되어 전기적 신호로 변환된 데이터의 전송이 가능하도록 구비된 도선(1)이 적어도 두 개 이상 꼬아져 형성된다.

여기서, 본 실시예에서는 내부 및 외부 페어유닛부(10,20)의 페어유닛(2)의 수가 총 25개로 마련되었으나 상기 페어유닛(2)의 수는 이러한 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 본 발명의 내부 페어유닛부(10) 및 외부 페어유닛부(20)의 페어유닛(2)은 각각 서로 결집되어 일정한 집합피치로 꼬여진 상태로 집합될 수 있다.

즉, 내부 페어유닛부(10)를 이루는 복수 개의 페어유닛(2)이 나선형을 이루며 일정한 집합피치로 꼬여 있으며, 상기 일정한 집합피치로 꼬여진 내부 페어유닛부(10)를 외부 페어유닛부(20)의 페어유닛(2)들이 감싸는 동시에 일정한 집합피치로 꼬여 있게 된다.

여기서, 상기 내부 페어유닛부(10)의 집합피치가 80mm 미만으로 너무 작으면, 도선의 길이가 증가하여 데이터 손실이 증가하게 되며, 500mm 초과로 너무 크게 설정되면, 구조가 안정적이지 못하게 된다.

따라서, 상기 내부 페어유닛부(10) 및 외부 페어유닛부(20)의 집합피치는 각 각 80㎜ 이상 500㎜이하로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 크로스토크의 방지를 위하여, 내부 페어유닛부(10)와 외부 페어유닛부(20)의 집합피치는 서로 다른 범위로 설정되며, 바람직하게는 내부 페어유닛부(10)의 집합피치는 외부 페어유닛부(20)의 집합피치보다 20mm 이상 작게 설정된다.

즉, 내부 페어유닛부(10)의 대연피치가 외부 페어유닛부(20)의 대연피치보다 작게 형성되고, 이어서 내부 페어유닛부(10)의 집합피치가 외부 페어유닛부(20)의 집합피치보다 작게 형성되어, 이를 통해 내부 페어유닛부(10)와 외부 페어유닛부(20)의 꼬임의 차이는 더욱 커지게 됨으로써, 크로스토크를 효과적으로 방지하고, 보다 안정적인 신호 전송이 가능한 효과를 갖게 된다.

한편, 상기 외부 페어유닛부(20)의 외부를 감싸는 시스(40)는 폴리에틸렌, PVC, 또는 올레핀(Olefin)계 고분자 물질 등으로 이루어지며, 외부 페어유닛부(20)를 감싸는 형태를 갖는다.

여기서, 시스(40)의 두께는 0.3~1.5mm 범위를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 대연피치 및 집합피치를 가지는 내부 및 외부 페어유닛부(10,20)의 페어유닛(2)의 꼬임을 보다 안정적으로 유지 및 고정시키기 위하여, 외부 페어유닛부(20)와 시스(40)의 사이에는 고정테이프가 추가적으로 개재될 수 있다.

여기서, 상기 고정테이프는 고분자 수지로 이루어지며, 바람직하게는 폴리에스테르(Polyester)로 이루어진다.

이상으로 본 발명의 구성요소를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 본 발명이 속한 기술분야에서 공지되어 있는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 응용이 가능함은 물론이다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

첨부의 하기 도면들은, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 본 발명에 따른 유티피 케이블의 횡단면도.

도 2는 본 발명에 따른 유티피 케이블의 페어유닛을 나타낸 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 유티피 케이블

1: 도선 2: 페어유닛

10: 내부 페어유닛부 20: 외부 페어유닛부

30: 인장재 40: 시스

Claims (6)

1. 케이블의 인장력을 향상시키기 위한 인장재와, 절연 피복된 둘 이상의 도선이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 내부 페어유닛부와, 상기 내부 페어유닛부의 외부를 감싸되 절연 피복된 둘 이상의 도선이 일정한 대연피치로 서로 나선형으로 꼬인 복수의 페어유닛이 일정한 집합피치로 서로 꼬여진 외부 페어유닛부와, 상기 외부 페어유닛부를 감싸는 시스를 포함한 유티피 케이블(UTP Cable)로서,

   상기 내부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 외부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치보다 작게 형성되며, 상기 내부 페어유닛부의 집합피치는 상기 외부 페어유닛부의 집합피치보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 유티피 케이블.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 8mm 이상 12mm이하인 것을 특징으로 하는 유티피 케이블.
3. 제1항에 있어서,

   상기 외부 페어유닛부의 페어유닛들의 대연피치는 15mm 이상 20mm이하인 것을 특징으로 하는 유티피 케이블.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 내부 페어유닛부 및 외부 페어유닛부의 집합피치는 80mm 이상 500mm 이하이며, 내부 페어유닛부의 집합피치와 외부 페어유닛부의 집합피치 간의 차이는 20㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 유티피 케이블.
5. 제1항에 있어서,

   상기 외부 페어유닛부와 시스의 사이에는 고정테이프가 추가적으로 개재된 것을 특징으로 하는 유티피 케이블.
6. 제5항에 있어서,

   상기 고정테이프는 폴리에스테르(Polyester)의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유티피 케이블.

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