CN102231299A - 双对双轴平行高速传输电缆及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双对双轴平行高速传输电缆及其制造方法。它包括两个各自包覆有第一屏蔽层的缆芯、包覆在所述两个缆芯外的聚酯包带层、包覆在该聚酯包带层外的第二屏蔽层、包覆在该第二屏蔽层外的镀锡铜编织层、包覆在该镀锡铜编织层外的护套层；所述缆芯由两根紧凑平行排列的绝缘芯线和设置在这两根绝缘芯线之间的排流线构成；所述绝缘芯线由实心金属线和包覆在所述实心金属线外表的发泡聚烯烃绝缘层构成。本发明具有以下技术效果：①实现双链路高速传输②提高信号传输的同步性③提高抗电磁干扰性能。

Description

双对双轴平行高速传输电缆及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种信号传输线，尤其涉及一种双对双轴平行高速传输电缆，主要用于超大容量的音频、视频、图像等数据信号的高速传输与交换，如高速数据通信网络、数据中心汇聚与集群系统，超大容量数据储存库及数据硬盘，云计算终端系统等。

背景技术

现有数据信号传输最常见的是对称双绞线技术。双绞线采用了把两根绝缘的铜导线按一定节距互相绞合在一起，可以降低各个回路间因电磁耦合对信号的干扰程度。其优点是结构简单、成本低、传输距离适中、有一定的抗串扰能力，是目前各种网络数字信号传输应用最广泛的产品。但对称双绞线技术的应用带宽一般在1GHz以下，传输高频或超高频信号时干扰比较严重。 

双绞对称电缆根据不同的最高工作频率，分为从三类到七类，目前应用最广的主要为超五类和六类，在每类产品中又分屏蔽型和非屏蔽型。产品结构中，导体一般为实心铜线，导体外包裹绝缘层形成绝缘芯线，两根绝缘芯线经过对绞后构成线对，多线对集合后外面采用聚酯薄膜材料包扎，六类及以上电缆的缆芯中间加设绝缘型十字骨架隔离，屏蔽型电缆结构则在线对或者缆芯外表包覆铝箔或金属丝编织，电缆最外层主要根据不同应用选择不同护套材料挤塑成型。

随着数据网络的不断发展，信息沟通越来越频繁，信息交换容量也越来越大。数据传输电缆是实现数据信号传输与交换的重要载体。电缆产品的研发将面临着新的技术变革与创新，一方面要提高传输速率，满足大容量信息的传输与交换，另一方面要提高传输稳定性，提高信息传输的质量。

在高速数据通信网络、数据中心汇聚与集群系统，超大容量数据储存库及数据硬盘，云计算终端系统中，对称双绞线技术因受产品本身结构和传输技术的限制，在传输带宽、传输速率、传输同步性和稳定性等方面难以满足数据高速传输和信息交换的技术要求。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种双对双轴平行高速传输电缆。该电缆是基于对双绞对称电缆技术的突破创新，针对高速传输的应用要求而研发的，可用于航天、军事、大型数据库、云计算终端系统等领域。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

双对双轴平行高速传输电缆，它包括两个各自包覆有第一屏蔽层的缆芯、包覆在所述两个缆芯外的聚酯包带层、包覆在该聚酯包带层外的第二屏蔽层、包覆在该第二屏蔽层外的镀锡铜编织层、包覆在该镀锡铜编织层外的护套层；所述缆芯由两根紧凑平行排列的绝缘芯线和设置在这两根绝缘芯线之间的排流线构成；所述绝缘芯线由实心金属线和包覆在所述实心金属线外表的发泡聚烯烃绝缘层构成。

作为上述技术方案的优选，所述第一屏蔽层和第二屏蔽层为金属箔或复合金属箔。

作为上述技术方案的优选，所述实心金属线为实心镀锡铜线或镀银铜线。

作为上述技术方案的优选，所述排流线是实心镀锡铜线。

作为上述技术方案的优选，所述护套层为聚氯乙烯塑料或聚乙烯塑料。

对绞结构是数据电缆最常见的结构，对绞结构在信号传输时的衰减、时延差方面性能差，难以满足高频信号同步传输要求。为保持两根导线传输信号的高度同步性，本电缆设计成平行双轴，双轴不对绞，使衰减和时延差性能得到改善。同时，考虑到不对绞结构，存在磁场耦合的互相干扰和衰减问题，因此，对导线的绝缘层结构和屏蔽方式进行改进，采用发泡绝缘层和绕包烧结屏蔽，提高导线的绝缘性能和衰减特性。

本发明的另一个目的是提供上述双对双轴平行高速传输电缆的制造方法。

一种双对双轴平行高速传输电缆的制造方法，包括以下步骤：

①发泡绝缘挤出：使用高物理发泡串联三层共挤生产装置，使聚烯烃塑料粒子在挤塑机螺膛内受热融化，在压力作用下，塑料熔融液与充入的氮气共同挤出；或者使用化学发泡生产线，通过使用化学发泡聚烯烃材料在挤塑机螺膛内受热受压发泡挤出成型，连续包覆在经过挤出机机头的中心导体外表，再经过水槽冷却，实现发泡绝缘芯线的成型，发泡度控制在45%以上，绝缘同心度达到95%以上；

②成缆绕包：利用绕包设备，将2根绝缘芯线平行并列，与加设芯线之间的排流线同步放线，放线过程中，绕包装置上的热粘性聚酯薄膜和屏蔽材质铝箔按设定的角度、速度和张力，将芯线和排流线全包覆，再将2个成对的平行线对呈双轴平行排列成缆，经聚酯薄膜和总金属箔包扎后构成缆芯；

③高速编织：利用编织设备，在缆芯外交叉编织金属丝，形成网状的金属丝编织屏蔽层，编织密度应≥60%；

④护套挤出：护套塑料粒子在挤出机螺膛内受热融化，在一定螺杆旋转的压力下，塑料熔融液在机头部位挤出并包覆缆芯，经水冷却后成型。

本发明具有以下技术效果：

①实现双链路高速传输 

在高速传输网络中，双链路传输的应用最广泛，本发明根据双链路高速传输的要求，将电缆导体设计为双对双轴，最高传输频率达到10GHz，能满足双链路信息数据高速传输交换的要求；

②提高信号传输的同步性

    时延差越大，就容易在网络传输中产生数据丢包、图像失真、交换信息滞后等现象，大大影响网络应用的实际效果，现有应用双绞线技术的网络数据电缆国际标准规定，CAT6、CAT7电缆线对间的时延差分别要求≤450ps/m、≤25Ops/m，而本发明的对间时延差为≤40 ps/m，对内时延差为≤10 ps/m，为高频传输状态下的高速传输质量提供了保证；

③提高抗电磁干扰性能

双对双轴电缆抗电磁干扰能力更强，本发明通过复合屏蔽结构的设计，大大提高了抗电磁干扰的能力。

附图说明

图1是现有的对称双绞线截面结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

图中，2-聚酯包带层，3-第二屏蔽层，4-镀锡铜编织层，5-护套层，12-排流线，111-实心金属线，112-发泡聚烯烃绝缘层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一

如图2所示，双对双轴平行高速传输电缆，它包括两个各自包覆有第一屏蔽层的缆芯、包覆在所述两个缆芯外的聚酯包带层2、包覆在该聚酯包带层外的第二屏蔽层3、包覆在该第二屏蔽层3外的镀锡铜编织层4、包覆在该镀锡铜编织层外的护套层5；所述缆芯由两根紧凑平行排列的绝缘芯线和设置在这两根绝缘芯线之间的排流线12构成；所述绝缘芯线由实心金属线111和包覆在所述实心金属线111外表的发泡聚烯烃绝缘层112构成。所述第一屏蔽层和第二屏蔽层3为金属箔。所述实心金属线111为实心镀锡铜。所述排流线12是实心镀锡铜线。所述护套层5为聚氯乙烯。

实施例二

如图2所示，双对双轴平行高速传输电缆，它包括两个各自包覆有第一屏蔽层的缆芯、包覆在所述两个缆芯外的聚酯包带层2、包覆在该聚酯包带层外的第二屏蔽层3、包覆在该第二屏蔽层3外的镀锡铜编织层4、包覆在该镀锡铜编织层外的护套层5；所述缆芯由两根紧凑平行排列的绝缘芯线和设置在这两根绝缘芯线之间的排流线12构成；所述绝缘芯线由实心金属线111和包覆在所述实心金属线111外表的发泡聚烯烃绝缘层112构成。所述第一和第二屏蔽层为复合金属箔。所述实心金属线111为实心镀银铜线。所述排流线12是实心镀锡铜线。所述护套层5为聚乙烯材料塑料。

上述双对双轴平行高速传输电缆是通过以下方法制造的：

①发泡绝缘挤出：使用专用的高物理发泡串联三层共挤生产装置，使聚烯烃塑料粒子在挤塑机螺膛内受热融化，在压力作用下，塑料熔融液与充入的氮气共同挤出，或者使用专用的化学发泡生产线，通过使用化学发泡聚烯烃材料在挤塑机螺膛内受热受压发泡挤出成型，连续包覆在经过挤出机机头的中心导体外表，在经过水槽冷却，实现发泡绝缘芯线的成型，发泡度控制在45%以上，绝缘同心度达到95%以上；

②成缆绕包：利用专用的高速绕包设备，将2根绝缘芯线平行并列，与加设芯线之间的排流线同步放线，放线过程中，绕包装置上的热粘性聚酯薄膜（绕包烧结）和屏蔽材质铝箔按设定的角度、速度和张力，将芯线和排流线100%包覆。再将2个成对的平行线对呈双轴平行排列成缆（为考虑产品的圆整性，有时在总成缆前也置入填充材料与平行线对同步放入），经聚酯薄膜和总金属箔包扎后构成缆芯；

③高速编织：利用高速编织设备，在缆芯外交叉编织金属丝，形成网状的金属丝编织屏蔽层，编织密度应≥60%；

④护套挤出：护套塑料粒子在挤出机螺膛内受热融化，在一定螺杆旋转的压力下，塑料熔融液在机头部位挤出并包覆缆芯，经水冷却后成型。

Claims (6)

1.双对双轴平行高速传输电缆，其特征在于：它包括两个各自包覆有第一屏蔽层的缆芯、包覆在所述两个缆芯外的聚酯包带层、包覆在该聚酯包带层外的第二屏蔽层、包覆在该第二屏蔽层外的镀锡铜编织层、包覆在该镀锡铜编织层外的护套层；所述缆芯由两根紧凑平行排列的绝缘芯线和设置在这两根绝缘芯线之间的排流线构成；所述绝缘芯线由实心金属线和包覆在所述实心金属线外表的发泡聚烯烃绝缘层构成。

2.根据权利要求1所述的一种双对双轴平行高速传输电缆，其特征在于：所述第一屏蔽层和第二屏蔽层为金属箔或复合金属箔。

3.根据权利要求1所述的一种双对双轴平行高速传输电缆，其特征在于：所述实心金属线为实心镀锡铜线或镀银铜线。

4.根据权利要求1所述的一种双对双轴平行高速传输电缆，其特征在于：所述排流线是实心镀锡铜线。

5.根据权利要求1所述的一种双对双轴平行高速传输电缆，其特征在于：所述护套层为聚氯乙烯塑料或聚乙烯塑料。

6.一种双对双轴平行高速传输电缆的制造方法，包括以下步骤：

①发泡绝缘挤出：使用高物理发泡串联三层共挤生产装置，使聚烯烃塑料粒子在挤塑机螺膛内受热融化，在压力作用下，塑料熔融液与充入的氮气共同挤出；或者使用化学发泡生产线，通过使用化学发泡聚烯烃材料在挤塑机螺膛内受热受压发泡挤出成型，连续包覆在经过挤出机机头的中心导体外表，再经过水槽冷却，实现发泡绝缘芯线的成型，发泡度控制在45%以上，绝缘同心度达到95%以上；

②成缆绕包：利用绕包设备，将2根绝缘芯线平行并列，与加设芯线之间的排流线同步放线，放线过程中，绕包装置上的热粘性聚酯薄膜和屏蔽材质铝箔按设定的角度、速度和张力，将芯线和排流线全包覆，再将2个成对的平行线对呈双轴平行排列成缆，经聚酯薄膜和总金属箔包扎后构成缆芯；

③高速编织：利用编织设备，在缆芯外交叉编织金属丝，形成网状的金属丝编织屏蔽层，编织密度应≥60%；

④护套挤出：护套塑料粒子在挤出机螺膛内受热融化，在一定螺杆旋转的压力下，塑料熔融液在机头部位挤出并包覆缆芯，经水冷却后成型。

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