CN207458618U - 超高频数字通信电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高频数字通信电缆，该电缆的缆芯包括三对非屏蔽对绞线组和一对屏蔽对绞线组以及十字分隔架，该十字分隔架表面置有金属箔层；非屏蔽对绞线组的对线绞合节距分别为线缆绞合节距值域的两端值和中间值，屏蔽对绞线组的对线绞合节距值取至线缆绞合节距值域内；在所述屏蔽对绞线组上包裹有线对屏蔽层，该线对屏蔽层带有屏蔽开口，该屏蔽开口朝向总屏蔽层的内壁面。本实用新型能有效提高线对间绞合节距差，保证高频线缆的四线组间串音衰减水平，适用于超高频率数字信号传输。

Description

超高频数字通信电缆

技术领域

本实用新型涉及数字通信电缆，尤其涉及一种用于40G以太网的超高频数字通信的通信电缆。

背景技术

随着数字通信网络不断地向大容量、高频率、高速率纵深方向发展，多业务传输平台技术也逐步成熟，并在城域网中得到推广；我国的“三网合一”通信网络的建设正如火如荼。结构化综合布线系统的快速发展，使千兆以太网已不能满足用户宽带要求，万兆以太网将成为主流技术，相应的数字通信电缆需从七类向八类以及超高传输频率的通信电缆产品发展。

决定数字通信电缆传输质量的参数主要包括特性阻抗、串音、结构回波损耗和衰减等，随着传输频率的提高，为了保证传输质量，只有不断优化电缆结构，提升电缆性能，才能满足高速数据通信需求，以保证通信网络的可靠性。串音是数字通信电缆传输性能中一项重要的参数，根据理论分析，影响串音的主要因素为线对间的节距差，以及线对中心之间的距离。为了减少线对之间的串音，要求线对和线对间的节距差越大越好，但由于节距差的变化还影响到电缆的其它传输性能，如时延差、衰减和直流电阻，还会影响到电缆结构的稳定性、电缆柔软性和用料等物理性能，综合考虑这些因素，对于一确定规格型号数字信号电缆，四对对纹线组的节距值总是被控制在一定的值域范围内，只能通过合理分配该节距值域来减少线对之间的串音。

然而有限的节距值域范围和大节距差需求，不管在理论上还是在实践中都是难以实现大节距差，故在一定的节距值域范围内仅通过节距值的调节和分配并不能有效减少线对间的串音，因而对于高频、特高频以及超高频数字信号电缆，总是在每对对绞线单元外单独使用金属屏蔽，但线对金属屏蔽层的使用不仅增大了线对工作电容值，而且金属屏蔽层在线对上的绕包也会对线对绝缘层形成机械作用，同样也会改变线对的电容值，而电容值的提高又增大线对信号传输的衰减，使线对抗衰减性能降低。如何在有限的电缆节距值域范围内，最大限度地增大线对间的节距差是提高串音衰减水平的有效手段之一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能在有限的电缆线对节距值域范围内，最大限度地提高线对间绞合节距差的超高频数字信号电缆。

为了解决上述技术问题，本实用新型的超高频数字通信电缆，包括缆芯，以及填充于缆芯中的十字分隔架，在缆芯上包覆有总屏蔽层，所述缆芯包括三对非屏蔽对绞线组和一对屏蔽对绞线组，该三对非屏蔽对绞线组和一对屏蔽对绞线组分别位于十字分隔架的四个分隔区域内，该十字分隔架的骨架表面置有金属箔层；所述非屏蔽对绞线组和屏蔽对绞线组均由二根绝缘单线绞合而成，绝缘单线包括有导体以及从里向外依次包覆的绝缘内皮层、中间发泡层和绝缘外皮层；三对非屏蔽对绞线组的对线绞合节距分别为线缆绞合节距值域的两端值和中间值，屏蔽对绞线组的对线绞合节距值取至线缆绞合节距值域内且不同于非屏蔽对绞线组的对线绞合节距；在所述屏蔽对绞线组上包裹有线对屏蔽层，该线对屏蔽层带有屏蔽开口，该屏蔽开口朝向总屏蔽层的内壁面。

本实用新型的优选实施方式，所述线对屏蔽层的屏蔽开口沿电缆长度方向设置，该屏蔽开口的开口圆心角α=80°—100°。

本实用新型的进一步实施方式，所述屏蔽开口的开口两侧边处均设置有屏蔽折边，该屏蔽折边沿线对屏蔽层的半径方向设置。

本实用新型的优选实施方式，所述线缆绞合节距值域范围为T_max~T_min，三对非屏蔽对绞线组（1）的对线绞合节距分别为T_max、（T_max+T_min）/2和_Tmin。

本实用新型的优选实施方式，所述T_max=16毫米—17毫米，T_min=8.5毫米—9.5毫米。

本实用新型的进一步实施方式，所述总屏蔽层为单面铝箔屏蔽层，在总屏蔽层外包裹有外护层。

本实用新型的进一步实施方式，所述总屏蔽层和外护层之间设有金属排流线，该金属排流线为沿电缆长度方向设置的镀锡铜线。

在本实用新型中，由于在线缆的四对对绞线组中仅有一对对绞线组采用屏蔽结构，而其余的三对对绞线组采用了非屏蔽结构，当综合考虑线缆的电性能指标和优化的结构形式等电缆参数因素而确定对绞线组的对线绞合节距数值范围后，即线缆绞合节距值域，三对对绞线组的节距就可以在该优化确定的节距值域范围内进行分配，只要在该值域范围内选择三个数值差距较大的节距值分别作为三对非屏蔽对绞线组的节距，就可使该三对对绞线组的节距差实现最大化，而对绞线组与对绞线组之间的节距差增大有效减少线对之间的串音，从而保证高频线缆的四线组间串音衰减水平，实现了在有限的节距值域范围内节距差值的最大化。又由于本实用新型的屏蔽对绞线组的屏蔽层并不是采用传统的全周绕包或纵包方法，而是在该线对屏蔽层上带有屏蔽开口，该屏蔽开口又朝向总屏蔽层的内壁面，一方面带有开口的线对屏蔽层与总屏蔽层之间仍然构成了严密的环绕线对全周的屏蔽层，同样能有效阻止电磁干扰信号侵入到该对绞线单元中，也避免了对绞线单元内部电磁信号辐射外泄，具有严密可靠的屏蔽效果；更重要的一方面，具有开口的线对屏蔽层无包缠压力地包裹于对绞线组上，不会因屏蔽带绕包张力不一而对线组的绝缘层形成挤压和折弯等机械作用，而这种机械作用所引起的绝缘层变形或屏蔽层施压所引起的线组导体径向位置的变化，均会造成绝缘层介电常数的变化和对绞线组工作电容增大，从而使线缆传输衰减常数增大，本实用新型中带开口的屏蔽层巧妙地解决了上述不足。还由于三对非屏蔽线组和一对屏蔽对绞线组分别位于十字隔架的四个分隔区内，且十字分隔架的骨架表面置有金属箔层，十字分隔架使得对线组的相互排列位置在有限的空间尽量保持了较大的间隔距离，间隔距离的增大提高了高频四线组的串音衰减水平，十字分隔架也减少线组间的相互挤压，大大减轻了绝缘单线之间的接触应力，减少了绝缘单线接触线处的挤压变形，更好地保证缆芯结构和电缆阻抗均匀稳定；十字分隔架上的金属箔层对线组又产生了屏蔽作用，使高频电缆具有极高的抗内、外部电磁干扰的综合屏蔽效果。在本实用新型中导体外的绝缘层采用绝缘内皮层、中间泡沫层和绝缘外皮层的三层绝缘结构，使绝缘单线间的工作电容大幅下降，从而使传输衰减常数降低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型超高频数字通信电缆作进一步说明。

图1是本实用新型超高频数字通信电缆一种具体实施方式的横截面结构示意图；

图2是图1 所示结构中线对屏蔽层的横截面放大结构示意图。

图中，1—非屏蔽对绞线组、2—绝缘单线、21—导体、22—绝缘内皮层、23—中间泡沫层、24—绝缘外皮层、3—十字分隔架、4—缆芯、5—屏蔽对绞线组、6—线对屏蔽层、7—屏蔽开口、8—总屏蔽层、9—外护层、10—金属排流线、11—屏蔽折边。

具体实施方式

如图1所示的超高频数字通信电缆，该数字通信电缆的缆芯4外包覆总屏蔽层8，总屏蔽层8采用厚度为0.06mm的单面铝箔进行纵包，其纵包重叠率为15%。在总屏蔽层8上挤包有低烟无卤电缆护套料构成的外护层9，该外护层9的壁厚控制在0.60±0.10mm，包覆外护层后的电缆外径不大于7.60mm。在总屏蔽层8与外护层9之间沿电缆长度纵向放置一根金属排流线10，金属排流线10为0.5mm的镀锡铜线构成。电缆的缆芯4包括三对非屏蔽对绞线组1和一对屏蔽对绞线组5。三对非屏蔽对绞线组1和一对屏蔽对绞线组5中间位置填充有十字分隔架3，十字分隔架3的骨架采用聚乙烯材料，十字分隔架3的四个叶片骨架表面上均匀涂有一层金属箔层，该金属箔层可以是铝箔层或铜箔层；三对非屏蔽对绞线组和一对屏蔽对绞线组分别位于十字分隔架的四个分隔区域内。

三对非屏蔽对绞线组1和一对屏蔽对绞线组5均由二根绝缘单线绞合而成，非屏蔽对绞线组1的外侧不包覆绝缘层，屏蔽对绞线组5的外侧包裹有线对绝缘层。绝缘单线2包括有导体21以及从里向外依次包覆的绝缘内皮层22、中间发泡层23和绝缘外皮层24；导体21采用实心软铜线拉制而成，绝缘外皮层24采用高密度聚乙烯材料；中间发泡层23采用高、低密度聚乙烯与成核剂混合经氮气处理而成；绝缘内皮层22采用低密度聚乙烯材料。三对非屏蔽对绞线组1和一对屏蔽对绞线组5的绞合方向相同，本实施例中对绞线组的绞合方向均为S向，其绞合节距各不相同。

综合考虑线缆的传输性能和优化的结构形式等电缆参数因素，如时延差、衰减和直流电阻，以及电缆结构的稳定性、电缆柔软性等，并运用六西格玛设计方法结合平衡节点原理优选确定出线缆四对对绞线组的绞合节距选择范围，即优选确定线缆绞合节距值域范围为T_max~T_min，优选地：T_max=16毫米—17毫米，T_min=8.5毫米—9.5毫米。则三对非屏蔽对绞线组1的对线绞合节距分别为T_max、（T_max+T_min）/2和T_min，即分别为线缆绞合节距值域的两端值和中间值。本实施例中，T_max=16.5毫米，T_min=9.1毫米，则三对非屏蔽对绞线组1的对线绞合节距分别为16.5毫米、12.8毫米、9.1毫米。屏蔽对绞线组5的对线绞合节距值则在线缆绞合节距值域范围T_max~T_min内进行选择，且不同于非屏蔽对绞线组的对线绞合节距，本实施例的屏蔽对绞线组5的对线绞合节距为10.3毫米。本实用新型的结构满足了组内串扰的要求，实际系统可满足2000MHz串扰指标要求。

如图2所示，包裹于屏蔽对绞线组5上的线对屏蔽层6带有屏蔽开口7，该屏蔽开口7朝向总屏蔽层8的内壁面，屏蔽开口7的开口两侧边处均设置有屏蔽折边11，该屏蔽折边11沿线对屏蔽层6的半径方向设置，线对屏蔽层6通过其上的屏蔽折边11搭接于总屏蔽层8的内壁面上。线对屏蔽层6的屏蔽开口7沿电缆长度方向设置，该屏蔽开口7的开口圆心角α=90°；优选地α=80°—100°。

Claims (7)

1.一种超高频数字通信电缆，包括缆芯（4），以及填充于缆芯（4）中的十字分隔架（3），在缆芯（4）上包覆有总屏蔽层（8），其特征在于：所述缆芯（4）包括三对非屏蔽对绞线组（1）和一对屏蔽对绞线组（5），该三对非屏蔽对绞线组（1）和一对屏蔽对绞线组（5）分别位于十字分隔架（3）的四个分隔区域内，该十字分隔架（3）的骨架表面置有金属箔层；所述非屏蔽对绞线组（1）和屏蔽对绞线组（5）均由二根绝缘单线（2）绞合而成，绝缘单线（2）包括有导体（21）以及从里向外依次包覆的绝缘内皮层（22）、中间发泡层（23）和绝缘外皮层（24）；三对非屏蔽对绞线组（1）的对线绞合节距分别为线缆绞合节距值域的两端值和中间值，屏蔽对绞线组（5）的对线绞合节距值取至线缆绞合节距值域内且不同于非屏蔽对绞线组（1）的对线绞合节距；在所述屏蔽对绞线组（5）上包裹有线对屏蔽层（6），该线对屏蔽层（6）带有屏蔽开口（7），该屏蔽开口（7）朝向总屏蔽层（8）的内壁面。

2.根据权利要求1所述的超高频数字通信电缆，其特征在于：所述线对屏蔽层（6）的屏蔽开口（7）沿电缆长度方向设置，该屏蔽开口（7）的开口圆心角α=80°—100°。

3.根据权利要求2所述的超高频数字通信电缆，其特征在于：所述屏蔽开口（7）的开口两侧边处均设置有屏蔽折边（11），该屏蔽折边（11）沿线对屏蔽层（6）的半径方向设置。

4.根据权利要求1所述的超高频数字通信电缆，其特征在于：所述线缆绞合节距值域范围为T_max~T_min，三对非屏蔽对绞线组（1）的对线绞合节距分别为T_max、（T_max+T_min）/2和_Tmin。

5.根据权利要求4所述的超高频数字通信电缆，其特征在于：所述T_max=16毫米—17毫米，T_min=8.5毫米—9.5毫米。

6.根据权利要求1所述的超高频数字通信电缆，其特征在于：所述总屏蔽层（8）为单面铝箔屏蔽层，在总屏蔽层（8）外包裹有外护层（9）。

7.根据权利要求1所述的超高频数字通信电缆，其特征在于：所述总屏蔽层（8）和外护层（9）之间设有金属排流线（10），该金属排流线（10）为沿电缆长度方向设置的镀锡铜线。