CN118103930A - 以太网电缆 - Google Patents
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Abstract
一种以太网电缆，包括：一对纤芯，包括包裹导体的绝缘体；屏蔽层，包裹所述一对纤芯；垫层，填充所述屏蔽层和所述一对纤芯之间的空隙；以及外皮层，形成在所述屏蔽层的外部。
Description
技术领域
本发明涉及一种以太网电缆(Ethernet Cable)，更具体而言，涉及一种能够通过消除衰减量失真来有效地收发大量数据的以太网电缆。
背景技术
近来，随着自动驾驶和信息娱乐的发展，车辆用以太网市场逐渐变大，车辆用以太网电缆的需求也在增加。目前，以太网电缆主要应用于高端车型，但今后随着技术的普及，预计以太网电缆将扩展到大多数车型。
数据通信电缆大致可分为同轴电缆、光缆和以太网电缆。在这些电缆中，同轴电缆由于安全性高而被用于各种领域，但由于传输速度低和传输容量小而不适合高速数据通信。光缆由于极高的传输速度而用于高速数据通信，但具有耐久性差，系统构建成本高，受温度影响大的缺点。
以太网电缆大致分为UTP(Unshielded Twisted Pair，非屏蔽双绞线)和STP(Shielded Twisted Pair，屏蔽双绞线)，由于相较于UTP，STP通过屏蔽的噪声特性更优异，因此高性能以太网电缆的发展方向以STP结构进行。
在高性能以太网电缆的开发过程中，需要通过提高电缆的使用频率阈值来扩展设计频率带宽以实现大容量/高速数据传输。但是，随着频率阈值的提高，因意想不到的电气特性，将会出现各种失真，因此需要开发用于消除各种失真的技术，以满足电气特性。
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明的技术问题着眼于此而做出的，本发明的目的在于，提供一种能够通过消除衰减量失真来有效地收发大量数据的以太网电缆。
解决问题的技术方案
为了实现本发明的目的的一实施例的以太网电缆，包括：一对纤芯，包括包裹导体的绝缘体，所述一对纤芯彼此绞合；屏蔽层，包裹所述一对纤芯；垫层(bedding layer)，填充所述屏蔽层和所述一对纤芯之间的空隙；以及外皮层，形成在所述屏蔽层的外部。
在本发明一实施例中，所述导体可以在一条中心导线周围配置六条导体导线。
在本发明一实施例中，所述一对纤芯的绞线间距可以为7mm以上且10mm以下。
在本发明一实施例中，所述屏蔽层可以包括：第一屏蔽层，形成在所述垫层上；以及第二屏蔽层，形成在所述第一屏蔽层上。
在本发明一实施例中，所述第一屏蔽层可以包括铝带，所述第二屏蔽层可以包括金属编织体。
在本发明一实施例中，所述铝带可以包括铝箔(Al-mylar)带，所述金属编织体可以包括镀锡铜编织体。
在本发明一实施例中，所述绝缘体的平均直径和所述垫层的平均直径可以由下述数学式定义：
106·e(-16.12·a)+2.5≤b≤107·e(-16.65·a)+2.9
其中，a表示绝缘体的平均直径，b表示垫层的平均直径。
发明效果
根据本发明，能够在以太网电缆的绝缘体和屏蔽层之间形成垫层以移动衰减量失真，从而在需要使用以太网电缆的频率带宽内不会发生衰减量失真。由此，能够有效地执行大容量和高速数据传输。
此外，能够通过调节以太网电缆的绝缘体和垫层的直径，满足以太网电缆的合适性能的CIDM(Characteristic Impedance Differential Mode，特性阻抗差模)条件。
附图说明
图1是表示现有的以太网电缆的截面图。
图2是表示本发明一实施例的以太网电缆的截面图。
图3是表示本发明一实施例的以太网电缆的截面图。
图4是表示本发明一实施例的以太网电缆的一对纤芯的导体的立体图。
图5是表示本发明一实施例的以太网电缆和现有的以太网电缆的衰减量失真的曲线图。
具体实施方式
本发明可以进行各种变更且可以具有各种方式，因此将在下文中详细说明实施例。但是，这并不是将本发明限定在特定的公开方式，而是应当理解为包括本发明的思想和技术范围中包括的所有变更、等同物乃至替代物。在说明各个附图时，对于类似的构成要素采用类似的附图标记。第一、第二等术语可以用于说明各种构成要素，但所述构成要素不受所述术语的限制。
所述术语的目的在于仅用于区分一个构成要素与另一个构成要素。本申请中使用的术语只是说明特定实施例而非限制本发明。除非在上下文中表示明确不同，单数的表述包括复数的表述。
在本申请中，“包括”或“构成”等术语应当被理解为，表示存在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合，而并非预先排除一个或其以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
除非另有定义，包括技术或科学术语的在此使用的所有术语的意思与本发明所属技术领域的技术人员通常所理解的意思相同。通常使用的与词典中定义的术语相同的术语具有与相关技术的上下文中的意思相同的含义，除非有明确的定义，在本申请中不具有理想的或过度形式化的含义。
以下，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1是表示现有的以太网电缆的截面图。
参照图1，现有的以太网电缆可以包括：纤芯10、屏蔽层20以及外皮层30。
所述纤芯10可以形成为包括包裹导体11的绝缘体12的一对。所述屏蔽层20可以形成为包裹所述一对纤芯10的形状。
所述屏蔽层20可以包括第一屏蔽层21和第二屏蔽层22。所述第一屏蔽层21可以包括铝带，所述第二屏蔽层22可以包括金属编织体。
所述屏蔽层20可以发挥反射或吸收从所述一对纤芯10发射到外部的电磁波和想从外部渗透到本发明的一实施例的以太网电缆内部的电磁波，从而将其阻断的功能。
所述外皮层30可以发挥整体包裹所述一对纤芯10，以从外部的压力或冲击中保护所述纤芯10的功能。
现有的以太网电缆，仅在所述一对纤芯10和所述外皮层30之间形成所述屏蔽层20。由此，在以太网电缆被弯曲的情况下，难以保持所述一对纤芯10的间距，从而存在不能稳定地保持以太网电缆的结构的问题。
图2是表示本发明一实施例的以太网电缆的截面图。
参照图2，本发明一实施例的以太网电缆可以包括：纤芯100、垫层200、屏蔽层300以及外皮层400。
所述纤芯100可以形成为包括包裹导体110的绝缘体120的一对。
所述导体110可以形成为在一条中心导线周围配置六条导体导线的形状。所述导体110可以由铜、铝、银等金属材料或这些的合金构成。
所述绝缘体120可以通过将具有电绝缘特性的高分子树脂作为基础树脂包含的绝缘组合物的挤压等形成。所述高分子树脂只要能够实现电绝缘特性，则没有特别的限制，但可以包括例如聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、乙烯乙酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯等聚烯烃系树脂。
所述垫层200可以配置为填充所述屏蔽层和所述一对纤芯之间的空隙。所述垫层200可以填充所述一对纤芯100和所述屏蔽层300之间的空隙，以提高所述以太网电缆的圆度和结构稳定性。此外，所述垫层200可以发挥提高通信特性的功能，例如保持所述一对纤芯100和所述屏蔽层300之间的间隔，从而保持阻抗恒定。
所述垫层200可以由聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(X LPE)、聚丙烯(PP)、氟化乙丙烯(FEP)等树脂中的一种以上树脂构成。使用这些树脂的所述垫层200可以起到提高纤芯100外部的介电常数，增加纤芯与屏蔽之间的物理距离的作用，以可以改变整体有效介电常数和电容值，从而将发生衰减量失真的点移动到比现有的以太网电缆高的频段，避免在所需的频率带宽内发生衰减量失真。
所述屏蔽层300可以发挥包裹所述一对纤芯100，反射或吸收从所述一对纤芯100发射到外部的电磁波和想从外部渗透到本发明一实施例的以太网电缆内部的电磁波，从而将其阻断的功能。
所述屏蔽层300可以包括：第一屏蔽层310和第二屏蔽层320。
所述第一屏蔽层310可以形成在所述垫层200上。所述第一屏蔽层310可以包括铝带。例如，所述第一屏蔽层310可以是在聚酯膜上附着铝箔的铝箔(Al-mylar)带等铝带。
所述第二屏蔽层320可以形成在所述第一屏蔽层310上。所述第二屏蔽层320可以包括金属编织体。例如，第二屏蔽层320可以是镀锡铜编织体等金属编织体。
所述外皮层400可以形成在所述屏蔽层300的外部。所述外皮层400发挥整体包裹所述一对纤芯100，以从外部压力或冲击中保护所述纤芯100的功能。例如，所述外皮层400可以通过将聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、氟树脂等，优选为将柔韧性好的聚氯乙烯树脂作为基础树脂包括的外皮组合物的挤压等形成。
图3是表示本发明一实施例的以太网电缆的截面图。
参照图2和图3，本发明一实施例的以太网电缆可以包括：纤芯100、垫层200、屏蔽层300以及外皮层400。所述纤芯100可以包括包裹导体110的绝缘体120。
在本实施例中，所述绝缘体120可以以第一直径a形成，所述垫层200可以以第二直径b形成。所述绝缘体120的直径和所述垫层200的直径可能会影响CIDM(CharacteristicImpedance Differential Mode)。
本发明一实施例的绝缘体120的平均直径a和垫层200的平均直径b可以由下述数学式1确定：
数学式1
106·e(-16.12·a)+2.5≤b≤107·e(-16.65·a)+2.9
其中，a表示绝缘体的平均直径，b表示垫层的平均直径。
可以由所述数学式1确定绝缘体120的平均直径a和垫层200的平均直径b，由此，CIDM(Characteristic Impedance Differential Mode)可以满足以太网电缆所需的100Ω±3％。
图4是表示本发明一实施例的以太网电缆的一对纤芯的导体的立体图。图5是表示本发明一实施例的以太网电缆和现有的以太网电缆的衰减量失真的曲线图。
参照图4，本发明一实施例的以太网电缆的纤芯包括导体110。
所述导体110可以在一条中心导线周围配置六条导体导线。此时，一对纤芯100彼此绞合的绞线间距P1可以为7mm以上且10mm以下。绞线间距越短，发生衰减量失真的点越移动到频率高的一侧。例如，在图5所示的现有技术的情况下，在1.7GHz的点发生衰减量失真，但包括垫层200并较短形成绞线间距的情况下，发生衰减量失真的点可以移动到大于1.7GHz的值。
但是，本发明一实施例的以太网电缆的绞线间距越短，则垫层200填充于一对纤芯100彼此绞合的谷的能力可能会越低。因此，优选的是，所述绞线间距可以为7mm以上且10mm以下。
参照图5，可以确认本发明一实施例的以太网电缆和现有技术的电缆发生衰减量失真的状态。
现有技术的电缆是没有形成垫层且绞线间距形成为10mm的以太网电缆，而本发明一实施例的以太网电缆是形成垫层200且绞线间距形成为10mm的电缆。可以确认，现有技术的电缆，在1700MHz点发生衰减量失真，但在本发明一实施例的以太网电缆，由于形成垫层200，从而发生衰减量失真的点移动到大于1700MHz的值，从而在目标频率内没有失真。
[实施例]
使用如下表1所示构成的以太网电缆进行实验获得CIDM值。
将一对纤芯100彼此绞合的绞线间距P1固定为8.5mm，绝缘体的平均直径a固定为0.9mm之后，通过改变垫层的平均直径来确认CIDM值是否满足所需的100Ω±3％。分别对0.5m和1.5m的以太网电缆进行实验，并确认这两种电缆是否满足所需的CIDM。
在确定本发明一实施例的绝缘体120的平均直径a和垫层200的平均直径b的下述数学式1中，在绝缘体120的平均直径a为0.9mm的情况下，垫层的平均直径b为3.000329mm≤b≤6.005254mm。
数学式1
106·e(-16.12·a)+2.5≤b≤107·e(-16.65·a)+2.9
其中，a表示绝缘体的平均直径，b表示垫层的平均直径。
如上表1所述，本发明实施例1至3的以太网电缆显示CIDM所需的100Ω±3％内的值而令人满意。另一方面，比较例1和比较例2的垫层的平均直径小于作为数学式1的下限基准的小于3.000329mm，因此存在小于CID M所需的100Ω±3％的问题，而比较例3和比较例4的垫层的平均直径大于作为数学式1的上限基准的6.005254mm，因此存在大于CIDM所需的100Ω±3％的问题。
以上参考实施例进行了说明，但可以理解的是，本技术领域的普通技术人员可以在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的思想和领域的范围内对本发明进行各种修改和变更。
Claims (8)
1.一种以太网电缆，其中，包括：
一对纤芯，包括包裹导体的绝缘体，所述一对纤芯彼此绞合；
屏蔽层，包裹所述一对纤芯；
垫层，填充所述屏蔽层和所述一对纤芯之间的空隙；以及
外皮层，形成在所述屏蔽层的外部。
2.根据权利要求1所述的以太网电缆，其特征在于，
所述导体在一条中心导线周围配置六条导体导线。
3.根据权利要求1所述的以太网电缆，其特征在于，
所述一对纤芯的绞线间距为7mm以上且10mm以下。
4.根据权利要求1所述的以太网电缆，其特征在于，
所述屏蔽层包括：
第一屏蔽层，形成在所述垫层上；以及
第二屏蔽层，形成在所述第一屏蔽层上。
5.根据权利要求4所述的以太网电缆，其特征在于，
所述第一屏蔽层包括铝带，所述第二屏蔽层包括金属编织体。
6.根据权利要求5所述的以太网电缆，其特征在于，
所述铝带包括铝箔带，所述金属编织体包括镀锡铜编织体。
7.根据权利要求1所述的以太网电缆，其特征在于，
所述绝缘体的平均直径和所述垫层的平均直径由下述数学式定义：
106·e(-16.12·a)+2.5≤b≤107·e(-16.65·a)+2.9
其中，a表示绝缘体的平均直径，b表示垫层的平均直径。
8.根据权利要求1所述的以太网电缆，其特征在于，
所述垫层包括聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、交联聚乙烯XLPE、聚丙烯PP以及氟化乙丙烯FEP中的一种以上树脂。
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