CN103208335A - 一种高速数据电缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及一种高速数据电缆，它包含有四组绝缘线对、包覆住所有绝缘线对的护套层；其特征在于每组绝缘线对中包含有两根相互绞合的绝缘线芯及将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定的包覆层；每根绝缘线芯由位于内层的导体、包覆在导体之外的屏蔽带、包覆在屏蔽带之外的绝缘层构成；屏蔽带由依次粘合在一起的贴结内层、屏蔽层、贴结外层组成，贴结内层的厚度大于贴结外层的厚度；贴结内层是与导体相接触的，贴结内层与贴结外层是相同的材料；绝缘层的材料与贴结外层的材料是相同的。本发明具有以下主要有益效果：结构简单、制作方便、成品合格率高；电缆结构稳定、串音低、适合高频高速传输。

Description

一种高速数据电缆

技术领域

 本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及一种高速传输高频数据的电缆。

背景技术

电线电缆行业是国内仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国在电线电缆方面，已成为世界最大生产及消费国。

随着数字化技术的迅猛发展，计算机不仅被大量地应用于各种工业设施中，而且也在各类办公室甚至居民住宅中得到更为广泛的普及。计算机网络的不断扩大、延伸，以及传输信息量的急剧增加，一方面使布网用数据电缆用量以较大的幅度递增;另一方面又要求数据电缆具有更高的传输速度、更宽的传输带宽，以实现信息的快速、准确传递。其传输速度范围也已从lOMbps向10000Mbps发展，而且可以预见由于通信量的日益增多，不久的将来网络速度将会大大超过1000Mbps，这就迫切要求人们能提供一种电气性能更优的数据电缆。

影响高频数据高速传输性能的参数主要有以下三个：阻抗、衰减和串音。通常导体自身的外径稳定性、导体周围材料的介电常数、导体本身的特性、单位长度线对中绝缘线的绞合数量及扭距等都会影响阻抗。衰减取决于包围导体绝缘材料的介电常数、导体的阻抗和直径、线对结构、导体的相互位置间距等。串音表示信号能量损耗或对线组之间耦合造成的耗散，串音将随着频率的增加而成为一个严重的问题。串音为影响信号高速传输的关键因素。就本质而言，串音的实质是电磁耦合所形成相互干扰，电磁耦合可以分为两大类，第一类称为随机性电磁耦合，形成这类耦合的主要原因是由于电缆构成元件(如导线、绝缘层)的不均匀性、构造的不对称性以及工艺中的缺陷等种种偶然因素引起，这类耦合可以通过调控原材料及结构元件容许偏差来减少。另一类电磁耦合则称为系统性耦合，因为是由于导体间、对线组间的物理距离等因素引起的交互干扰，它在很大程度上决定于导体回路间的相互位置，如对线组间距的恒定、对线组位置的稳定状态等等。目前的数据电缆一般包括有若干对对线组，而标准的高速数据电缆大都是利用四个对线组结构的非屏蔽绞线电缆，它是将八根绝缘芯线，两两均匀地绞合成四对对线组，再将这四对对线组组合成缆，最后挤上外护套而制成成品电缆。这种电缆中的对线组之间的相对位置仅靠电缆外护套加以固定，但在电缆敷设牵拉、弯曲时，电缆结构自身产生了牵伸挤压作用，其对线组的相对位置会发生位移和变化，甚至在电缆成圈过程中，其结构参数也会发生改变。加之，电缆外护套的固定紧缩作用，会造成对线组的相互嵌套，使一对线组中的一根绝缘芯线侵入另一对线组的外接圆空间内，而对线组的移位或嵌套，又会造成对线组空间间隙变小或得不到合理的保证。总之，电缆结构的不稳定，必然会导致诸如输入阻抗、近端串音、远端串音以及衰减等性能指标的劣化，严重制约着数据电缆工作频率及数据传输速度的提高。

为了改善现有数据电缆的传输性能，中国专利申请(申请号99805867. X)公开了一种具有十字骨架的数据传输电缆，该十字骨架拥有四个向外伸出且为实心的凸起隔板，四个实心凸起隔板将外护套内空间隔成四个容纳对线组的空间区域，每一区域中置有一对线组，从而使得缆芯中的对线组彼此保持固定位置，同时也有效地防止了对线组的相互嵌套，并对对线组周围空间间隙具有一定的稳定作用。然而，实际使用中的高速数据电缆不仅要求对线组具有固定的位置和稳定的空间间隙，以使串音减至最小或加以消除；还要求数据电缆应当是坚固的、柔韧和易安装的。而具有十字骨架的对线组数据电缆，由于骨架横截面上外伸有十字型凸起隔板，使骨架在截面的任何方面上均具有较高的抗弯曲能力。这一附加的、也是人们并不想需要的抗弯特性，恰恰使数据电缆变得僵硬和很难弯曲，特别是在小转角半径情况下尤为如此，给电缆的安装敷设带来了极大的困难。这对于需要适应各种布设走向的数据电缆来说，实际上是一个十分致命的缺陷。    又由于十字骨架外径与电缆外套内径之间存在尺寸差距，造成十字骨架的定位性能不足，容易使骨架在外护套内发生径向的位移和窜动，导致各对线组所占空间大小不一或随机变化，引起对线组附加的挤压和牵伸。这些引起很小几何位置或形状变化的因素，都将造成高速数据电缆性能的急剧下降。还由于十字骨架采用实心结构，这种实心骨架具有较高的介电常数，不利于对线组间电容值的降低，也制约着对线组阻抗、衰减等电气性能的进一步提高。

中国专利 (申请号200420054577.2)公开了高速数据电缆，采用隔肋将上下两对线组分开，但同样存在着线缆在弯曲后相邻线对的侵入问题，且上面两对之间及下面两对之间实际上也极易容易造成位置移动，因此，极大地影响了高速信号的传输。

中国专利（专利号为201120319957.4）公开了万兆位高速数据电缆结构，它是采用铝塑复合层包覆在铜导线对和排流线外来实现的，其目的是为了提高高缓冲能力及提高绝缘性能。铝塑复合层内层为聚酯薄膜、外层为铝薄层膜，第二绝缘层包覆在铝薄层膜外，第二绝缘层与铝薄层膜通过热熔胶粘接，这种方式，生产速度慢、且外形尺寸不易控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种结构更简单、更易生产且更适合于高频、高速传输的数据电缆，它是采用以下技术方案来实现的。

一种高速数据电缆，它包含有四组绝缘线对、包覆住所有绝缘线对的护套层5；其特征在于每组绝缘线对中包含有两根相互绞合的绝缘线芯及将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定的包覆层13；每根绝缘线芯由位于内层的导体10、包覆在导体之外的屏蔽带11、包覆在屏蔽带之外的绝缘层12构成；屏蔽带由依次粘合在一起的贴结内层110、屏蔽层111、贴结外层112组成，贴结内层的厚度大于贴结外层的厚度；贴结内层是与导体相接触的，贴结内层与贴结外层是相同的材料；绝缘层的材料与贴结外层的材料是相同的。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于所述屏蔽层的材料为铝或铜。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于所述绝缘层的材料为聚氯乙烯或聚丙烯或聚四氟乙烯或低烟无卤聚乙烯或低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于所述屏蔽带是以螺旋的方式包覆在导体之外的且任意相邻的屏蔽带之间是有重叠的；或者屏蔽带是以纵向包覆的方式包覆在导体之外的且包覆在导体之外的屏蔽带是具有重叠搭接部分的。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于包覆层为与绝缘层相异的材料；所述包覆层为聚酯带或阻水带或无纺布或者是塑料。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于所述护套层的材料为聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。

上述所述的高速数据电缆，在任一横截面上，每组绝缘线对中的两导体的圆心连线构成绝缘线对的轴线，其特征在于任意相邻的两对绝缘线对的轴线是相互平行的或相互垂直的。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于与所述绝缘线对的轴线相垂直方向上，包覆层边缘具有位置指示槽。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于在任一横截面上，所述包覆层为圆形或缺角矩形。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于在任一横截面上，所述护套层外缘为圆形或矩形或椭圆形。

上述所述的高速数据电缆，其特征在于所述绝缘线对是平行放置的。

本发明中，由于在每组绝缘线对中包覆层将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定，因此，在使用过处程中不会由于扭转、反复弯曲等原因而造成性能的不稳定，不会使绝缘线对中的绝缘线芯被挤入另一组每组绝缘线的间隙中；包覆层的存在，使线对之间隔离度更好，直接改善了组间串音问题。

本发明中，内含屏蔽层的屏蔽带直接包覆在导体之外，极大地提高了屏蔽性能；贴结内层的厚度确保了绝缘线芯的耐电压程度；贴结内层、贴结外层、绝缘层的材料相同确保了贴结内层与贴结外层之间粘结的牢固性及贴结外层与绝缘层粘结的牢固性，本发明中不需要热熔胶，在制造中，采用热风枪的方式即可使贴结内层与贴结外层相牢固粘结，利用绝缘层挤制中的热量，使贴结外层与绝缘层实现粘结，因此，即使在强烈的反复弯曲和扭转情况下，绝缘线芯也很难产生松动，因此，确保了绝缘线芯的结构稳定性及电气性能的稳定性。屏蔽层的存在，直接改善了线对间的串音问题及外部的信号干扰问题；而且制作简单、成品合格率高。

因此，与现有技术相比，本发明具有以下主要有益效果：结构简单、制作方便、成品合格率高；电缆结构稳定、串音低、适合高频高速传输。

附图说明

图1为本发明实施实例1的横截面结构示意图。

图2为本发明中采用的屏蔽带的横截面结构示意图。

图3为本发明实施实例2的横截面结构示意图。

图4为本发明实施实例3的横截面结构示意图。

图5为本发明实施实例4的横截面结构示意图。

图6为本发明实施实例5的横截面结构示意图。

图7为本发明实施实例6的横截面结构示意图。

具体实施方式

实施实例1

请见图1和图2，一种高速数据电缆，它包含有四组绝缘线对(第一绝缘线对1、第二绝缘线对2、第三绝缘线对3、第三绝缘线对4)、包覆住所有绝缘线对的护套层5；其特征在于每组绝缘线对中包含有两根相互绞合的绝缘线芯及将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定的包覆层13；每根绝缘线芯由位于内层的导体10、包覆在导体之外的屏蔽带11、包覆在屏蔽带之外的绝缘层12构成；屏蔽带由依次粘合在一起的贴结内层110、屏蔽层111、贴结外层112组成，贴结内层的厚度大于贴结外层的厚度；贴结内层是与导体相接触的，贴结内层与贴结外层是相同的材料；绝缘层的材料与贴结外层的材料是相同的；屏蔽层的材料为铝；绝缘层的材料为聚氯乙烯；屏蔽带是以螺旋的方式包覆在导体之外的且任意相邻的屏蔽带之间是有重叠的；包覆层为与绝缘层相异的材料；包覆层为聚酯带；护套层的材料为聚氯乙烯；在任一横截面上，每组绝缘线对中的两导体的圆心连线构成绝缘线对的轴线，任意相邻的两对绝缘线对的轴线是相相互垂直的，包覆层为圆形，护套层外缘为圆形；绝缘线对是平行放置的；绝缘线芯与包覆层之间是有间隙的。

实施实例2

请见图3并参考图1和图2，一种高速数据电缆，基本同实施实例1，不同之处在于所述包覆层是塑料。

实施实例3

请见图4并参考图3，一种高速数据电缆，基本同实施实例2，不同之处在于所述绝缘线对的轴线相垂直方向上，包覆层边缘具有位置指示槽。位置指示槽一方面可以在生产时提供参考，确保生产时绝缘线对的布放位置的准确性；另一方面可以更好地开剥，使绝缘层的取出更方便。

实施实例4

请见图5并参考图2，一种高速数据电缆，基本同实施实例1，不同之处在于任意相邻的两对绝缘线对的轴线是相互平行的。

实施实例5

请见图6并参考图2，一种高速数据电缆，基本同实施实例4，不同之处在于所述包覆层是塑料,是实心包覆住绝缘线芯的。

实施实例6

请见图7并参考图2，一种高速数据电缆，基本同实施实例5，不同之处在于在任一横截面上，所述包覆层为缺角矩形；护套层外缘为矩形。

当然，上述任一实施实例中所述的一种高速数据电缆，它都包含有四组绝缘线对、包覆住所有绝缘线对的护套层5；其特征在于每组绝缘线对中包含有两根相互绞合的绝缘线芯及将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定的包覆层13；每根绝缘线芯由位于内层的导体10、包覆在导体之外的屏蔽带11、包覆在屏蔽带之外的绝缘层12构成；屏蔽带由依次粘合在一起的贴结内层110、屏蔽层111、贴结外层112组成，贴结内层的厚度大于贴结外层的厚度；贴结内层是与导体相接触的，贴结内层与贴结外层是相同的材料；绝缘层的材料与贴结外层的材料是相同的。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于所述屏蔽层的材料还可为铜。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于所述绝缘层的材料还可为聚丙烯或聚四氟乙烯或低烟无卤聚乙烯。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于所屏蔽带还可以是以纵向包覆的方式包覆在导体之外的且包覆在导体之外的屏蔽带是具有重叠搭接部分的。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于包覆层为与绝缘层相异的材料；所述包覆层都可为聚酯带或阻水带或无纺布或者是塑料。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于所述护套层的材料都可为聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，在任一横截面上，每组绝缘线对中的两导体的圆心连线构成绝缘线对的轴线，其特征在于任意相邻的两对绝缘线对的轴线都可以是相互平行的或相互垂直的。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于与所述绝缘线对的轴线相垂直方向上，包覆层边缘都可以具有位置指示槽。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于在任一横截面上，所述包覆层都可以是圆形或缺角矩形。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于在任一横截面上，所述护套层外缘都可为圆形或矩形或椭圆形。

当然，上述任一实施实例中所述的高速数据电缆，其特征在于所述绝缘线对都是平行放置的；平行放置减少了绞合对于导体的变形影响及退扭造成的变形影响，使导体的直径参数更能保持原始值，更适合于高频、高速传输。

本发明中，由于在每组绝缘线对中包覆层将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定，因此，在使用过处程中不会由于扭转、反复弯曲等原因而造成性能的不稳定，不会使绝缘线对中的绝缘线芯被挤入另一组每组绝缘线的间隙中；包覆层的存在，使线对之间隔离度更好，直接改善了组间串音问题。

本发明中，内含屏蔽层的屏蔽带直接包覆在导体之外，极大地提高了屏蔽性能；贴结内层的厚度确保了绝缘线芯的耐电压程度；贴结内层、贴结外层、绝缘层的材料相同确保了贴结内层与贴结外层之间粘结的牢固性及贴结外层与绝缘层粘结的牢固性，本发明中不需要热熔胶，在制造中，采用热风枪的方式即可使贴结内层与贴结外层相牢固粘结，利用绝缘层挤制中的热量，使贴结外层与绝缘层实现粘结，因此，即使在强烈的反复弯曲和扭转情况下，绝缘线芯也很难产生松动，因此，确保了绝缘线芯的结构稳定性及电气性能的稳定性。屏蔽层的存在，直接改善了线对间的串音问题及外部的信号干扰问题；而且制作简单、成品合格率高。

因此，与现有技术相比，本发明具有以下主要有益效果：结构简单、制作方便、成品合格率高；电缆结构稳定、串音低、适合高频高速传输。

本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高速数据电缆，它包含有四组绝缘线对、包覆住所有绝缘线对的护套层；其特征在于每组绝缘线对中包含有两根相互绞合的绝缘线芯及将两根绝缘线芯一起包覆住且使其两根绝缘线芯位置固定的包覆层；每根绝缘线芯由位于内层的导体、包覆在导体之外的屏蔽带、包覆在屏蔽带之外的绝缘层构成；屏蔽带由依次粘合在一起的贴结内层、屏蔽层、贴结外层组成，贴结内层的厚度大于贴结外层的厚度；贴结内层是与导体相接触的，贴结内层与贴结外层是相同的材料；绝缘层的材料与贴结外层的材料是相同的。

2.根据权利要求1所述的高速数据电缆，其特征在于所述屏蔽层的材料为铝或铜。

3.根据权利要求2所述的高速数据电缆，其特征在于所述绝缘层的材料为聚氯乙烯或聚丙烯或聚四氟乙烯或低烟无卤聚乙烯。

4.根据权利要求4所述的高速数据电缆，其特征在于所述屏蔽带是以螺旋的方式包覆在导体之外的且任意相邻的屏蔽带之间是有重叠的；或者屏蔽带是以纵向包覆的方式包覆在导体之外的且包覆在导体之外的屏蔽带是具有重叠搭接部分的。

5.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种高速数据电缆，其特征在于包覆层为与绝缘层相异的材料；所述包覆层为聚酯带或阻水带或无纺布或者是塑料。

6.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种高速数据电缆，其特征在于所述护套层的材料为聚氯乙烯或低烟无卤聚乙烯。

7.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种高速数据电缆，在任一横截面上，每组绝缘线对中的两导体的圆心连线构成绝缘线对的轴线，其特征在于任意相邻的两对绝缘线对的轴线是相互平行的或相互垂直的。

8.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种高速数据电缆，其特征在于与所述绝缘线对的轴线相垂直方向上，包覆层边缘具有位置指示槽。

9.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种高速数据电缆，其特征在于在任一横截面上，所述包覆层为圆形或缺角矩形；所述护套层外缘为圆形或矩形或椭圆形。

10.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种高速数据电缆，其特征在于所述绝缘线对是平行放置的。

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