BRPI1009791B1

BRPI1009791B1 - Método para fabricação de um cabo de comunicação

Info

Publication number: BRPI1009791B1
Application number: BRPI1009791-0A
Authority: BR
Inventors: Royal O. Jenner; Timothy J. Houghton; Masud Bolouri-Saransar; Ronald A. Nordin
Original assignee: Panduit Corp.
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2019-05-07
Also published as: KR20110123776A; MX2011009129A; JP2014078516A; CA2753384A1; CA2753384C; EP2404300B1; JP5722240B2; US11756707B2; CN102341867B; JP5748883B2; US20160155541A1; EP2404300A1; US9269479B2; TWI497531B; US10650941B2; US20230005643A1; WO2010101912A1; CN102341867A; BRPI1009791A2; EP3376509B1

Abstract

cabo de comunicação uma fita de folha de cabo possuindo padrões randômicos ou pseudo-randômicos ou comprimentos de padrão longo de formas metálicas descontínuas e um método de fabricação destas fitas de folhas padronizadas são providos. em alguns modos de realização, um sistema de ablação a laser é utilizado para remover seletivamente regiões ou caminhos de uma camada metálica da fita de folha para produzir distribuições randômicas ou formas randômicas ou pseudo-padrões ou comprimentos de padrão longo de forma descontínua na camada de metal. em alguns modos de realização, a fita de folha tem dupla-face, possuindo uma camada metálica em cada lado da fita de folha e o sistema de ablação é capaz de cortar os caminhos não condutivos em camadas metálicas em ambos os lados da fita de folha.

Description

“MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM CABO DE COMUNICAÇÃO” CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção é direcionada a cabos de comunicação em geral e, mais especificamente, é direcionada a uma fita de mosaico que possui comprimentos de padronagem fixa, aleatória e/ou pseudoaleatória, para o uso em cabos de comunicação, assim como a métodos de fabricação para produzir fitas de mosaico.

INCORPORAÇÃO POR REFERÊNCIA [0002] O presente pedido incorpora por referência em suas totalidades os seguintes Pedidos de Patente Provisórios dos Estados Unidos da América: [0003] 1. N° de Série 61/034.312, depositado em 6 de março de 2008, e com o título: “Cabo de Comunicação com Atenuação de Diafonia Melhorada”. [0004] 2. N° de Série 61/054.330, depositado em 19 de maio de 2008, e com o título: “Cabo de Comunicação com Atenuação de Diafonia Melhorada”.

[0005] 3. N° de Série 61/112.794, depositado em 10 de novembro de

2008, e portando o título: “Cabo de Comunicação com Atenuação de Diafonia Melhorada”.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0006] No desenvolvimento de cabos de rede (por exemplo, o cabo da

Categoria 6A) de 10 Gigabits/segundo (Gbps), os parâmetros de especificação de diafonia externa (conforme definidos na especificação ANSI/TIA/EIA568-C.3) têm sido parâmetros de especificação desafiadores de serem satisfeitos. Por meio da utilização de uma fita de mosaico (isto é, uma fita de plástico que possui formas metálicas descontínuas em um ou em ambos os lados da fita de plástico), a diafonia externa pode ser reduzida de forma que os parâmetros de especificação da diafonia externa possam ser atendidos. Entretanto, devido às limitações do conjunto de ferramentas dos atuais processos de fabricação das fitas de mosaico, tal como a máquina de corte,

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 5/30 / 19 somente padronagens metálicas com forma fixa, ou padronagens metálicas variáveis, poderão ser fabricadas, padronagens estas que possuem comprimentos de período relativamente curtos. Ademais, quando fabricadas utilizando processos convencionais, folgas entre as formas metálicas da fita de mosaico são mais largas que o geralmente desejável para reduzir, de forma adequada, a diafonia externa. Adicionalmente, os custos associados com uma fabricação convencional de uma fita de mosaico tendem a ser relativamente elevados.

[0007] Há necessidade na técnica de um método e de um aparelho para melhorar a redução na diafonia externa e melhorar a resposta em frequência de cabos possuindo um ou mais pares de fios entrelaçados de transmissão de sinal.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0008] De acordo com certos modos de realização, a presente invenção propicia redução melhorada da diafonia externa pela formação de padronagens metálicas fixas em conformidade com um modelo ou padrão de formas ou tiras metálicas (principalmente com relação ao comprimento longitudinal do padrão) de forma que não sejam gerados acoplamentos eletromagnéticos indesejáveis entre a fita de mosaico e os pares de fios entrelaçados, ao redor dos quais a fita de mosaico é enrolada. Um acoplamento indesejável é ilustrado no gráfico 101 da Fig. 1A. Fig. 1A mostra um pico de acoplamento 106 na soma de potências externas, perto do espectro de desempenho da diafonia final (PSANEXT) 107, de uma ligação de comunicação, que é causado pela interação entre uma fita de mosaico da técnica anterior e os pares de fios entrelaçados. Tal ligação testada falha em satisfazer o limite superior da especificação 105 para diafonia externa (a especificação PSANEXT para a Categoria 6a da ANSI/TIA/EIA-568-C.3 Cabeamento Padrão). Fitas de mosaico que apresentam formas metálicas com comprimentos de padronagem periódica, de acordo com a presente invenção,

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 6/30 / 19 são projetadas de forma que os comprimentos de extensão do par de cada um dos pares de fios sejam levados em consideração para impedir a ocorrência de tais acoplamentos indesejados no espectro de desempenho da diafonia externa. Estas limitações podem servir para restringir a seleção de comprimentos padrão mosaico, assim como restringir as tolerâncias da fita de mosaico e/ou limitar a faixa e tolerância dos comprimentos de extensão do par daqueles pares de fios entrelaçados dentro do cabo.

[0009] Uma técnica para reduzir a magnitude do acoplamento potencial entre a fita de mosaico e os pares entrelaçados é a de fabricar um comprimento não fixo e/ou uma padronagem de forma não fixa dentro da fita de mosaico, tal como uma padronagem aleatória, ou uma padronagem pseudoaleatória, a qual parece ser randômica, e/ou não acoplamento nas frequências de interesse. As frequências de interesse incluem, porém não estão limitadas as frequências das aplicações de cabeamento, como Cat 5e (até 100 MHz); Cat 6 (até 250 MHz); Cat 6a (até 500 MHz); cabos usados em 40G Base-CR4 (até 10 GHz); e cabos usados em 100G Base-CR10 (até 10 GHz). Tais frequências têm comprimentos de ondas, λ, na faixa de poucos centímetros até muitos metros. A fim de evitar acoplamentos devido a uma padronagem repetida curta (onde tal padronagem repetida ou porções da dita padronagem são de um comprimento que gera um acoplamento), se padronagem de mosaico tiver que ser repetida, a padronagem repetida deve ser a mais longa quanto possível. Por exemplo, em um modo de realização, a padronagem deve ser mais longa que o comprimento de onda das frequências de acoplamento. Em alguns modos de realização dessa invenção, comprimentos de padronagem repetidos maiores que aproximadamente cinco metros (5m) são utilizados. Contudo, se os elementos de mosaico forem muito longos, eles podem criar problemas de compatibilidade eletromagnética; onde o pior caso é de um elemento condutor que é tão longo quanto o seu respectivo cabo, caso em que o mesmo atua como sendo uma blindagem não

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 7/30 / 19 terminada. A presente invenção satisfaz uma necessidade da técnica anterior de um método e aparelho para uma melhor redução da diafonia externa e com capacidades de frequências mais altas, ao fabricar fita de mosaico com espaçamento de folga estreita entre partes metálicas e com padronagens aleatórias ou pseudoaleatórias que apresentam um comprimento de repetição longo, ou mesmo sem repetição da padronagem para o comprimento do cabo. A folga estreita entre as formas metálicas é vantajosa por diversas razões. O uso das folgas estreitas permite a utilização de uma fita de mosaico de lado único, o que diminui o custo da fita e faz com que a espessura da fita seja muito mais fina, resultando em um menor diâmetro total de cabo. Folgas mais estreitas entre as formas metálicas também melhoram o desempenho da diafonia externa. Um sistema de ablação a laser, como será descrito abaixo, pode ser usado num método pelo qual padronagens aleatórias ou pseudoaleatórias das formas metálicas são fabricadas. O método provê uma alta flexibilidade para formas de padronagem e para comprimentos de repetição.

[00010] Em alguns modos de realização, a presente invenção provê um cabo que possui diafonia externa reduzida e um aparelho, método e sistema de fabricação do cabo com diafonia externa reduzida. O cabo com diafonia externa reduzida poderá incluir uma pluralidade de pares entrelaçados de condutores isolados, uma película laminada possuindo uma camada metálica padronizada de comprimento fixo, aleatório, e/ou pseudoaleatório, enrolada ao redor de tal pluralidade de pares entrelaçados, e um invólucro de cabo isolante que possui um eixo longitudinal central que encerra os pares entrelaçados de condutores isolados, em que a camada metálica na fita de mosaico fornece uma atenuação elétrica e magnética entre os pares de fios dentro do cabo e pares de fios dentro de um segundo cabo, reduzindo assim a diafonia externa. Ademais, colocação e larguras melhoradas das folgas dentro da camada metálica podem reduzir os acoplamentos entre os pares de fios

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 8/30 / 19 entrelaçados e a película laminada.

[00011] A presente invenção provê cabos de interconexão em escritório, escola, hospital, agência do governo, veículo de transporte e edifício residencial ou fábricas, com uma planta de cabeamento instalada de alta velocidade (por exemplo, de até 10 Gbps ou mais), nas quais a planta de cabeamento é ou pode ser parte de uma rede integrada de computadores servidores e clientes. Exemplo de um cabo de interconexão deste tipo é visto na Fig. 1B com sinal de referência 150.

[00012] Em determinados modos de realização, um aparelho de acordo com a presente invenção compreende um mecanismo para desenrolamento de película (descrito mais adiante) configurado para desenrolar uma película, pelo menos um laser configurado para emitir a luz laser que incide sobre a película e realiza ablação de uma porção da película para gerar folgas em uma camada metálica da película, e um mecanismo de enrolamento de película configurado para enrolar a película, depois de a película ter passado pela etapa de ablação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00013] Fig. 1A é um gráfico que mostra um espectro de desempenho da diafonia externa, que apresenta um pico de acoplamento provocado pela interação de uma fita metálica de mosaico da técnica anterior com um ou mais pares de fios entrelaçados.

[00014] Fig. 1B é um exemplo de um cabo de interconexão, de acordo com um determinado modo de realização da presente invenção.

[00015] Fig. 2A é um diagrama em seção transversal da fita de cabo, de acordo com certos modos de realização da presente invenção, tomada ao longo da linha de corte 2A-2A na Fig. 4A.

[00016] Fig. 2B é um diagrama em seção transversal da fita do cabo, de acordo com certos modos de realização da presente invenção.

[00017] Fig. 2C é um diagrama em seção transversal da fita do cabo,

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 9/30 / 19 de acordo com certos modos de realização da presente invenção.

[00018] Fig. 2D é um diagrama em seção transversal da fita do cabo, de acordo com certos modos de realização da presente invenção.

[00019] Fig. 3A é um diagrama esquemático de um sistema de ablação a laser, de acordo com certos modos de realização da presente invenção.

[00020] Fig. 3B é um diagrama esquemático de um sistema de ablação a laser, de acordo com certos modos de realização da presente invenção.

[00021] Fig. 3C é um diagrama em perspectiva de um sistema de ablação a laser, de acordo com determinados modos de realização da presente invenção.

[00022] Fig. 3D é um diagrama em perspectiva de um sistema de ablação a laser, de acordo com determinados modos de realização da presente invenção.

[00023] Fig. 4A é uma vista superior de uma padronagem de mosaico fixa, de acordo com determinados modos de realização da presente invenção.

[00024] Fig. 4B é uma vista superior de uma fita de mosaico aleatória ou pseudoaleatória, em conformidade com determinados modos de realização da presente invenção.

[00025] Fig. 4C é uma vista superior de outra fita de mosaico aleatória ou pseudoaleatória, em conformidade com determinados modos de realização da presente invenção.

[00026] Fig. 4D é uma vista superior de outra fita de mosaico aleatória ou pseudoaleatória, em conformidade com determinados modos de realização da presente invenção.

[00027] Fig. 5 é um gráfico que ilustra áreas de “mantenha-se afastado” de comprimentos de extensão de pares eficazes para impedir um acoplamento eletromagnético quando uma fita de mosaico for usada com um comprimento fixo (L) das formas metálicas, de acordo com alguns modos de realização da presente invenção.

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 10/30 / 19 [00028] Fig. 6 é uma vista fragmentária, parcialmente explodida, de um modo de realização de um cabo dotado de uma fita de mosaico, de acordo com a presente invenção.

[00029] Os exemplos aqui mostrados ilustram modos preferenciais de realização da presente invenção, e tais exemplos não devem ser entendidos de maneira alguma como limitativos do escopo da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS MODOS DE REALIZAÇÃO EXIBIDOS [00030] Na descrição detalhada em seguida dos modos preferenciais de realização, referência é feita aos desenhos que acompanham e que formam uma parte dos mesmos, e nos quais são mostrados, a título de ilustração, modos de realização específicos, segundo os quais a invenção pode ser posta em prática. Outros modos de realização podem ser utilizados sem que se afaste do escopo da presente invenção.

[00031] Adicionalmente, deve-se entender que os desenhos não ilustram necessariamente, em escala, folgas nas camadas metálicas das fitas, de acordo com a presente invenção. Para fins de ilustração, folgas entre partes metálicas da camada metálica têm sido ilustradas em uma escala mais ampla do que as ilustrações em escala indicariam.

[00032] A Fig. 2A é um diagrama em seção transversal de uma película 201, ao longo do segmento de linha 2A-2A mostrado na Fig. 4A, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. Película 201 inclui um substrato 261, uma camada de aderência 262 e uma camada metálica 263, em que a camada de aderência 262 é usada para conectar a camada metálica 263 ao substrato 261. Substrato 261 é um polímero de material flexível, com baixa constante dielétrica (por exemplo, copolímero de etileno), com uma espessura de cerca de 25 micrômetros. Em certos modos de realização, a espessura de tal substrato 261 está entre 5 micrômetros e 500 micrômetros, ou varia dentro da referida faixa. Camada metálica 263 é de um metal altamente condutor (por exemplo, alumínio, ouro, prata, cobre ou

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 11/30 / 19 similares) e possui uma espessura de cerca de 10 micrômetros. Em determinados modos de realização, a espessura da camada metálica 263 está entre 0,1 micrômetro e 100 micrômetros, ou varia dentro dessa faixa. Camada de aderência 262 pode ser feita de um adesivo não condutor, e ainda, a camada de aderência 262 pode ser feita de um adesivo não condutor com um pigmento de cor adicionado ao adesivo, para absorver mais fácil e prontamente um comprimento de onda específico de luz laser. Quando o feixe de luz laser incidir sobre a camada metálica 263 da película 201, seção metálica iluminada 422 absorve a energia incidente e faz ablação do material metálico. Desse modo, formas metálicas isoladas 421 são produzidas. Durante tal processo, um material iluminado 270 na camada de aderência 262 também pode sofrer uma ablação.

[00033] A Fig. 2B é um diagrama em seção transversal de uma película

202, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. Película

202 é similar à película 201, conforme descrita acima, exceto pelo fato de que a película 202 inclui uma camada absorvente 264 em cima da camada metálica 263 que é utilizada para mais fácil e prontamente absorver um comprimento de onda específico de luz laser ou para reduzir a reflexão de luz laser incidente sobre a camada metálica 263.

[00034] A Fig. 2C é um diagrama em seção transversal de uma película

203, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. Película

203 é similar à película 201, conforme descrita acima, exceto pelo fato de que a película 203 inclui uma segunda camada de metal 265 e uma segunda camada de aderência 266, na qual a segunda camada de aderência 266 é utilizada para conectar a camada metálica 265 com o substrato 261. Camada metálica 265 é de um metal altamente condutor (por exemplo, alumínio, ouro, prata, cobre ou similares) e possui uma espessura de cerca de 10 micrômetros. Em determinados modos de realização, a espessura daquela camada metálica 265 está entre 0,1 micrômetro e 100 micrômetros, ou varia dentro dessa faixa.

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Em alguns modos de realização, tal camada de aderência 266 é de um adesivo não condutor. Em alguns outros modos de realização, camada de aderência 266 é de um adesivo não condutor com um pigmento de cor acrescentado ao adesivo, para absorver mais fácil e prontamente um comprimento de onda específico de luz laser. Em certos modos de realização, camada metálica 263 e camada metálica 265 são formadas a partir do mesmo metal e possuem a mesma espessura. Em alguns outros modos de realização, camada metálica 263 e camada metálica 265 são formadas a partir de metais diferentes e podem possuir espessuras diferentes.

[00035] A Fig. 2D é um diagrama em seção transversal de uma película 204, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. Película 204 é similar à película 203, conforme descrita acima, exceto pelo fato de que a película 204 inclui uma camada absorvente 264 em cima da camada metálica 263 e uma segunda camada absorvente 267 em cima da camada metálica 265.

[00036] Fig. 3A é um diagrama esquemático de um sistema de ablação a laser 301 para fabricar padronagens fixas, aleatórias, e/ou pseudoaleatórias, sobre uma fita metálica do cabo, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. Sistema de ablação a laser 301 inclui um mecanismo para desenrolamento de película para desenrolar uma película 313, onde a película 313 está contida numa bobina cilíndrica de desenrolamento 310 (ou similar), roletes de acionamento e codificadores 314 para mover a película 313, um ou mais lasers 311 utilizados para padronizar a película 313, e um mecanismo de enrolamento de película para enrolar a película 313 numa bobina cilíndrica de enrolamento 312, após a película 313 ter sido padronizada. O dito um ou mais lasers 311 podem estar contidos dentro de um invólucro 315 para impedir que operadores sejam feridos pela luz laser, e a película 313 atravessa o invólucro 315 onde a película 313 é padronizada pelo referido um ou mais lasers 311. A película 313 entra no invólucro 315 num primeiro lado e deixa o invólucro

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315 num segundo lado oposto. Assim, todos os componentes podem estar contidos dentro do invólucro 315. Ou seja, o mecanismo de desenrolamento de película 310, película 313 contida numa bobina cilíndrica de desenrolamento, os roletes de acionamento e codificadores 314, dito um ou mais lasers 311 utilizados para padronizar a película 313 e o mecanismo de enrolamento de película 312 usado para enrolar a película 313 em uma bobina cilíndrica de enrolamento, após tal película 313 ter passado por um processo de ablação, podem estar todos, sem exceção, contidos dentro do invólucro 315.

[00037] O dito um ou mais lasers 311 podem ser lasers semicondutores (diodo) ou, de outro modo, lasers de fibra, lasers de fibra pulsada, lasers a gás, lasers em estado sólido, lasers líquidos, lasers químicos ou similares, e emitir luz laser que possua um comprimento de onda de, preferencialmente, cerca de 1064 nm. Em certos modos de realização, o comprimento de onda da luz laser emitida pelo dito um ou mais lasers 311 está na faixa de 100 nm até 1800 nm. [00038] O dito um ou mais lasers 311 são utilizados para fazer ablação de uma camada condutora (por exemplo, de alumínio, ouro, prata, cobre ou de metais similares e suas ligas) de um substrato (por exemplo, polímero). O dito um ou mais lasers podem exigir o uso de tecnologia de guia ou distribuição de feixe, como, por exemplo, lentes, espelhos, divisores de feixe, motores, tubos de luz, fibras ópticas ou similares (nenhum dos quais é ilustrado na Fig. 3A). O dito um ou mais lasers 311 possuem, de preferência, um comprimento de onda que é selecionado de tal forma que a luz laser penetre através do substrato de polímero, deixando o substrato polimérico ileso. A luz laser produzida por um ou mais lasers 311 pode ser absorvida por uma camada de aderência (por exemplo, uma camada adesiva não reflexiva utilizada para conectar o substrato polimérico e a camada metálica, ou uma camada adesiva que apresenta um pigmento de cor adicionado para absorver mais fácil e prontamente um comprimento de onda específico de luz laser, sendo utilizada

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 14/30 / 19 para conectar o substrato polimérico e a camada metálica) para aquecer a camada metálica. O calor vaporiza de forma seletiva a camada metálica e, possivelmente, a camada de aderência, com isso criando um trajeto não condutor pela camada metálica. Isso forma um arranjo de formas metálicas separadas entre si por folgas não condutoras num arranjo do tipo mosaico, e a fita resultante pode ser denominada “fita de mosaico”.

[00039] Alternativamente, a luz laser produzida pelo um ou mais lasers 311 incide diretamente sobre a camada metálica, sem primeiro viajar ao longo do substrato ou da camada de aderência e realiza a ablação seletiva da camada metálica para baixo na camada de aderência ou no substrato, com isso criando um trajeto não condutor na camada metálica. A dita camada metálica pode ser revestida com uma camada absorvente utilizada para intensificar a absorção da luz laser que incide na camada metálica para melhorar a eficiência da ablação. [00040] O sistema de ablação a laser 301 pode ser instalado em diversos locais numa linha de produção (por exemplo, como sistema autônomo, conforme mostrado na Fig. 3A ou 3B, como parte de um sistema de fendimento da rede, em linha num dispositivo de cabeamento (máquina retorcedora, de trefilagem, e/ou extrusão/revestimento), ou como parte de outros processos de fabricação de cabos).

[00041] Algumas vantagens de utilizar o sistema de ablação a laser 301 para a fabricação de fita de mosaico são as seguintes:

1. O uso da ablação a laser propicia uma folga muito pequena entre as formas metálicas (isto aumenta o desempenho), o que não é possível com sistemas mecânicos, tais como máquina de corte. De acordo com alguns modos de realização da presente invenção, folgas de aproximadamente 0,5 mil (0,0127 mm) até aproximadamente 8 mil (0,2032 mm) de largura são criadas entre as formas condutoras, em combinação com os comprimentos das formas condutoras de 0,75 polegada (1,905 cm) até 2,5 polegadas (6,350 cm);

2. Propicia padronagem facilmente cambiável ou comprimento

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 15/30 / 19 de randomização para as formas metálicas (as quais poderão ser flexivelmente modificadas para serem curtas, longas ou infinitas); e

3. Propicia a capacidade de implementar uma ampla variedade de formas geométricas para as formas metálicas, isto é, de polígonos regulares e irregulares a formas curvas simples e complexas e combinações das mesmas (para melhorar o desempenho).

[00042] Fig. 3B é um diagrama de um sistema de ablação a laser 302, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. O sistema de ablação a laser 302 é similar ao sistema de ablação a laser 301, como descrito acima, exceto pelo fato de que tal um ou mais lasers 311 ou feixes do sistema de ablação a laser 302 podem estar situados em cada um dos lados da película 313, dessa maneira permitindo que a luz laser incida em ambas as superfícies da película 313.

[00043] Em determinados modos de realização, aquela película 313 é, de preferência, similar à película 201 ou película 202, conforme ilustradas nas Figs. 2A e 2B, respectivamente, acima descritas. Nesses modos de realização, uma luz laser de um ou mais lasers localizados acima da superfície superior da película 313 e de um ou mais lasers localizados abaixo da superfície inferior da película 313 ilumina ambas as superfícies da película 313 individualmente ou de forma substancialmente simultânea. Se, por exemplo, a película 313 estiver orientada de tal maneira que a camada metálica seja a superfície superior e o substrato seja a superfície inferior, a luz laser do feixe ou dos feixes localizados acima da superfície superior incide diretamente na camada metálica (ou ainda, na camada absorvente, como descrita na Fig. 2B) para fazer seletivamente a ablação do metal. A luz laser daqueles lasers localizados abaixo da superfície inferior tem um comprimento de onda, tal que a luz laser atravesse o substrato e seja absorvida pela camada de aderência para aquecer e vaporizar de forma seletiva a camada metálica. O comprimento de onda da luz produzida pelo dito um ou mais lasers localizados acima da superfície superior da película 313 e o

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 16/30 / 19 comprimento de onda da luz produzida pelo dito um ou mais lasers localizados abaixo da superfície inferior da película 313 poderão ser diferentes. Tanto o comprimento de onda da luz produzida pelo um ou mais lasers localizados acima da superfície superior da película 313 como o comprimento de onda da luz produzida pelo um ou mais lasers localizados abaixo da superfície inferior da película 313 poderão ser substancialmente os mesmos.

[00044] Em alguns outros modos de realização, a dita película 313 é, de preferência, similar à película 203 ou película 204, conforme mostradas nas Figs. 2C e 2D, respectivamente, acima descritas. Nesses modos de realização, a luz laser de um ou mais lasers localizados acima da superfície superior da película 313 incide diretamente sobre a superfície superior da camada metálica para fazer seletivamente a ablação da superfície superior da camada metálica e a luz laser do um ou mais lasers localizados abaixo da superfície inferior da película 313 incide diretamente sobre a superfície inferior da camada metálica para fazer seletivamente a ablação da superfície inferior da camada metálica.

[00045] Fig. 3C é um diagrama de um sistema de ablação a laser 303, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. O sistema de ablação a laser 303 é similar ao sistema de ablação a laser 301, como descrito acima, exceto pelo fato de o sistema de ablação a laser 303 incluir múltiplas bobinas cilíndricas de desenrolamento 310 e múltiplas bobinas cilíndricas de enrolamento 312, a fim de carregar múltiplos carretéis de película, permitindo desta forma que o processo de ablação seja aplicado a múltiplas películas 313, simultaneamente. Um laser único 311 emite luz laser 316 para fazer a ablação das múltiplas películas 313, e pode estar situado numa plataforma móvel que permite ao laser único 311 se mover em múltiplas direções, permitindo assim que a luz laser 316 do laser único 311 faça a ablação seletiva daquela camada metálica das múltiplas películas 313. Um espelho controlado mecânica e/ou eletricamente pode também ser utilizado para refletir a luz laser daquele laser único 311 para fazer seletivamente a ablação da camada metálica das múltiplas

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 17/30 / 19 películas 313. Múltiplos lasers 311 podem ser utilizados de maneira similar. [00046] Fig. 3D é um diagrama de um sistema de ablação a laser 304, de acordo com certos modos de realização da presente invenção. O sistema de ablação a laser 304 é similar ao sistema de ablação a laser 301, como descrito acima, exceto pelo fato de o sistema de ablação a laser 304 incluir uma bobina cilíndrica de desenrolamento 310, capaz de aceitar carretéis de películas tendo uma largura que é maior que pelo menos duas vezes a largura de uma película única em cabo enrolado para desenrolar a película única 313. Mecanismos de corte (que podem incluir ferramentas de corte a laser) são utilizados para dividir a película única 313 em múltiplas películas 317, cada película 317 possuindo uma largura apropriada para uso como um cabo enrolado, e múltiplas bobinas cilíndricas de enrolamento para enrolar as múltiplas películas 317, após ditas películas 317 terem sido padronizadas. O laser único 311 emite a luz laser 316 para fazer a ablação das múltiplas películas 313, e pode estar localizado numa plataforma móvel que permite que o laser único 311 se desloque em múltiplas direções, permitindo com isso que a luz laser 316 do dito laser único 311 faça, seletivamente, a ablação da camada metálica das múltiplas películas 313. Um espelho controlado mecânica ou eletricamente pode também ser utilizado para refletir a luz laser do laser único 311 para fazer a ablação seletiva da camada metálica das múltiplas películas 313.

[00047] Os sistemas de ablação a base de laser 301, 302, 303 e 304 são usados para produzir uma padronagem fixa, uma coleção aleatória de formas, e/ou uma padronagem pseudoaleatória de fita de mosaico capaz de ser usada como uma fita do cabo. Os comprimentos de padronagem aleatória ou pseudoaleatória daquelas formas metálicas descontínuas reduzem ou substancialmente eliminam a interação entre a fita de mosaico e os pares entrelaçados internos. Os comprimentos de padronagem fixa, aleatória e/ou pseudoaleatória de formas metálicas descontínuas poderão ser fabricados, alternativamente, com o uso de um sistema de ablação mecânica (por exemplo, fresagem controlada seletiva),

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 18/30 / 19 ou de um sistema de ablação baseado em elétrica (por exemplo, arco voltaico controlado seletivo) para produzir um efeito aleatório, ou um comprimento de padronagem de período longo de fita de mosaico.

[00048] O uso das padronagens fixas, aleatórias e/ou pseudoaleatórias das formas metálicas descontínuas reduz substancialmente o acoplamento de um campo magnético e elétrico entre cabos vizinhos, e, mais especificamente, impede um acoplamento indesejado entre os pares entrelaçados dentro do cabo e a fita de mosaico o que resultaria num alto acoplamento entre cabos vizinhos. Em alguns modos de realização, uma padronagem pseudoaleatória poderia ter um período de cerca de 5,0 m ou numa faixa entre 0,1 m e 100 m.

[00049] Figs. 4A, 4B, 4C e 4D são diagramas mostrando padronagens possíveis de mosaico diferentes 401, 402, 403 e 404, respectivamente, que um sistema de ablação a laser pode produzir, de acordo com determinados modos de realização da presente invenção. Na Fig. 4A, uma padronagem fixa 401 é mostrada na qual as formas metálicas 421 são mostradas em escala cinza e as regiões brancas ou folgas 422 representam áreas nas quais a camada metálica tem sido submetida à ablação. Nas Figs. 4B e 4C, padronagens aleatórias, 402 e 403, são mostradas. Na Fig. 4D, nota-se uma distribuição aleatória de formas randomizadas 404 tendo regiões ou trajetos submetidos à ablação não lineares (a saber, curvos). A padronagem submetida à ablação na camada metálica da película ou fita é preferencialmente escolhida para reduzir a diafonia externa. Tal película ou fita pode então ser enrolada ao redor dos pares entrelaçados de fios dentro de um cabo de tal modo que a película ou fita possa cobrir os pares internos uma vez ou múltiplas vezes para melhorar a atenuação de acoplagem, com isso reduzindo a diafonia externa que resultaria das interações com cabos mais próximos.

[00050] Para padronagens metálicas com comprimentos fixos da fita de mosaico, a extensão efetiva do par entrelaçado de fios (1/[{1/extensão de par} + {1/extensão de fio simples}]) deve ser projetada de modo tal a não criar um

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 19/30 / 19 acoplamento eletromagnético indesejado entre a fita de mosaico e pares de fios. O acoplamento eletromagnético indesejável ocorre em um maior grau quando números inteiros ou metades de números inteiros de períodos de pares de fios entrelaçados estão diretamente abaixo de uma forma metálica. Se tal condição acontecer por um número de formas metálicas sucessivas, um sinal periódico é transmitido para as formas metálicas sucessivas que se acoplam eficientemente a cabos vizinhos (em particular, a cabos de construção similar). A frequência dessa interação entre a fita e o par de fios está associada com quão próximo o período efetivo do par entrelaçado de fios está em relação ao comprimento de mosaico relacionado com o número inteiro ou a metade do número inteiro. Por exemplo, se o período do par entrelaçado de fios for exatamente igual àquele comprimento da forma metálica, a frequência é baixa. À medida que o período do dito par entrelaçado de fios fica ligeiramente maior ou menor do que aquele comprimento da forma de mosaico, a frequência aumenta. As frequências mais sensíveis são as que residem na faixa de frequência que a aplicação exige (por exemplo, 10G Base-T exige uma faixa de frequência entre 1 MHz e 500 MHz). Desta forma, é preferível que não haja acoplamentos indesejáveis na faixa de frequência de interesse. Logo, uma região de comprimentos perto de múltiplos números inteiros ou metades de números inteiros do comprimento de mosaico correlato define a faixa de frequência que deve ser evitada para uma aplicação específica (por exemplo, 10G Ethernet). Tais regiões de comprimentos definem zonas de “mantenha-se afastado” para o período efetivo do par entrelaçado de fios. Assim sendo, padronagens de mosaico com comprimentos fixos poderão ser projetadas desse modo para evitar que ocorra acoplamento eletromagnético indesejável na faixa de frequência de interesse. Uma distribuição das formas completamente aleatórias e/ou uma padronagem pseudoaleatória poderá ser empregada, a qual elimina substancialmente a ocorrência dos acoplamentos indesejados.

[00051] Fig. 5 por sua vez exibe um gráfico 501 de áreas de “mantenha

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 20/30 / 19 se afastado” (para obter comprimentos efetivos de extensão de par) quando uma fita de mosaico é utilizada com formas metálicas que possuem um período de comprimento fixo L, onde L é o comprimento da forma metálica mais a largura da folga entre as formas metálicas adjacentes. Note-se que para Fig. 5, L = 1,0 polegada (2,54 cm), mas o gráfico pode ser escalado para outros valores de L. Evitar as áreas de “mantenha-se afastado” impede ou reduz uma ocorrência de acoplamentos eletromagnéticos indesejados na frequência da diafonia externa do espectro de interesse. Especificamente, a Fig. 5 mostra um gráfico 501 que demonstra um exemplo da relação entre o comprimento de padronagem fixa L das formas metálicas na fita de mosaico e o comprimento efetivo da extensão do par (o qual é igual ao comprimento da extensão do par combinado com o comprimento da extensão do fio simples) no interior de um cabo. A relação é mostrada ou descrita, como zonas de “mantenha-se afastado” (isto é, as caixas em escala cinza no gráfico) onde o comprimento efetivo da extensão do par de cada um dos pares de fios no cabo não deve residir, ou onde o comprimento L das formas metálicas de comprimento fixo deve ser alterado para acomodar o conjunto de comprimento efetivo da extensão do par. Por exemplo, referindose à Fig. 5, se o comprimento fixo das formas metálicas for L, então a zona de “mantenha-se afastado” 584 ordena que o comprimento efetivo da extensão do par não deva ficar em torno de 1,000 polegada (2,54 cm) (isto é, deve estar fora do comprimento atribuído pela caixa 584 em cinza). Uma maneira alternativa de usar a Fig. 5 é a seguinte: para um comprimento efetivo da extensão do par de 0,500 polegada (1,27 cm), uma zona de “mantenha-se afastado” 585 ordena que o comprimento fixo das formas metálicas não deva ser L. O comprimento L das formas metálicas, combinado com as folgas, deve ser ou aumentado ou reduzido para deslocar a caixa 585 para a direita ou esquerda do comprimento da extensão do par de 0,5 polegada (1,27 cm). Note-se que os termos de ordem mais elevada dos componentes dos números inteiros 582 (por exemplo, L/N, onde N é grande) ou componentes das metades dos números inteiros 581 (por

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 21/30 / 19 exemplo, NL/2, onde N é grande e ímpar) não resultam em uma forte interação entre o par entrelaçado de fios e a padronagem metálica de mosaico, devido ao número de períodos do par entrelaçado de fios que interagem com uma forma metálica. Esses termos de ordem mais elevada resultam em uma contribuição muito menor na diafonia externa.

[00052] Para um comprimento de forma metálica de L = 1,0 polegada (2,54 cm), uma extensão de fio simples de 4,0 polegadas (10,16 cm), e quatro pares entrelaçados tendo extensões de pares de 0,5 polegada (1,27 cm) (par 1, extensão efetiva do par de 0,444 polegada (1,12776 cm)), de 0,65 polegada (1,651 cm) (par 2, extensão efetiva do par de 0,559 polegada (1,41986 cm)), de 0,74 polegada (1,8796 cm) (par 3, extensão efetiva do par de 0,6245 polegada (1,58623 cm)), e de 0,86 polegada (2,1844 cm) (par 4, extensão efetiva do par de 0,708 polegada (1,79832 cm)), pode-se ver da Fig. 5 que todas as extensões efetivas do par evitam as zonas de “mantenha-se afastado”. Como as zonas de “mantenha-se afastado” de ordem baixa 583-586 estão ausentes, a combinação fita de mosaico/extensão de fio simples/extensões de par serve adequadamente. [00053] Após a fabricação da fita de mosaico de acordo com a presente invenção, fita de mosaico 696 pode ser integrada a uma construção de cabo de comunicação 601, como mostra a Fig. 6. Na Fig. 6, uma fita de barreira 693 é enrolada ao redor de pares entrelaçados 695 e de um separador de pares de fios 694. A fita de mosaico 696 é enrolada por toda esta montagem e um invólucro 692 circunda a fita de mosaico 696.

[00054] Uma das vantagens da presente invenção é que um método para ablação a laser, a fim de produzir a fita de mosaico, pode criar folgas ou vazios relativamente finos entre elementos condutores, quando comparado a métodos mecânicos de corte por moldagem. Uma folga fina é preferível, devido ao fato dela exibir características de blindagem de campo elétrico e campo magnético melhoradas. Por conseguinte, as fitas de mosaico fabricadas segundo a presente invenção podem ter elementos condutores num único lado da fita e tal estrutura

Petição 870190017953, de 21/02/2019, pág. 22/30 / 19 apresenta o mesmo desempenho, ou praticamente o mesmo desempenho, que o de fitas de mosaico fabricadas por um método de corte por moldagem com elementos condutores em ambos os lados da fita. Adicionalmente, aquela fita de mosaico de acordo com a presente invenção pode ser fabricada a um custo substancialmente inferior se comparada a outras fitas.

[00055] Outra técnica para reduzir tais acoplamentos indesejáveis é a de randomizar períodos de torção de pares de fios entrelaçados dentro de um cabo. A relação aleatória resultante entre uma padronagem fixa (ou aleatória) na fita de mosaico reduz acoplagens e remove a dependência do período de torção dos pares de fios entrelaçados para periodicidade das formas metálicas do mosaico. [00056] Alternativa ou adicionalmente, uma fita de mosaico que possui uma periodicidade fixa de formas metálicas pode ser enrolada ao redor de um núcleo de cabo dotado de uma extensão de fio simples randomizada (às vezes, chamada de extensão de cabo). Dessa maneira, tais pares de fios entrelaçados interagem com aquelas formas metálicas tendo um comprimento de interação randomizado, o que reduz os acoplamentos indesejados.

[00057] Embora tenham sido ilustrados e descritos modos de realização e aplicações particulares da presente invenção, deve-se entender que a invenção não está limitada à construção precisa e às composições aqui divulgadas e que várias modificações, mudanças, e variações podem se tornar aparentes a partir das descrições precedentes sem que se afaste do espírito e escopo da invenção conforme definido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para fabricação de um cabo de comunicação, o método caracterizado por compreender:

prover uma pluralidade de pares entrelaçados de condutores isolados; e prover uma película laminada que possui pelo menos uma camada de formas metálicas e um substrato isolante, envolver a película ao redor da pluralidade de pares entrelaçados, e formar as formas metálicas a partir de uma camada de metal da dita película laminada por ablação a laser da dita camada de metal;

em que tais formas metálicas são separadas umas das outras por folgas com uma largura variando de cerca de 0,0127 mm a cerca de 0,2032 mm.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tais forma metálicas são formadas em um arranjo aleatório sobre a dita película laminada.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tais formas metálicas são formadas em um arranjo pseudoaleatório sobre a dita película laminada.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ditas formas metálicas serem formadas em uma padronagem sobre a película laminada que se repete longitudinalmente ao longo da mesma.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tal película laminada compreende uma camada de aderência entre o dito substrato isolante e a dita camada de metal.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a camada de aderência compreender um pigmento de cor configurado para absorver luz laser durante uma ablação a laser.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por

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2 / 2 compreender ainda uma segunda camada de metal no lado oposto do substrato isolante da camada de metal, a segunda camada de metal tendo um segundo conjunto de formas metálicas formadas por ablação a laser.
8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que aquela padronagem apresenta um comprimento padrão selecionado a partir da faixa que varia entre 0,1 m e 100 m.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que tais formas metálicas têm comprimentos fixos que são selecionados para não criar acoplamento eletromagnético indesejado entre as formas metálicas e os pares entrelaçados de condutores isolados.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as formas metálicas têm comprimentos que são selecionados para evitar números inteiros ou múltiplas metades dos números inteiros de comprimentos efetivos da extensão do par dos pares entrelaçados de condutores isolados.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas formas metálicas são formadas em uma pluralidade de fileiras.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as ditas formas metálicas são formadas em pelo menos três fileiras.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as formas metálicas apresentam uma espessura na faixa que vai de aproximadamente 0,1 micrômetro até aproximadamente 100 micrômetros.