CN210667844U - 一种万兆网络用光电混合缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及线缆技术领域，具体涉及一种万兆网络用光电混合缆，包括弹性星形架、光单元和电单元；所述弹性星形架设有沿圆周均匀分布的n个齿角，n≥3；所述光单元纵向设置于所述弹性星形架的中心；所述电单元包括n个绞合线对，所述n个绞合线对分别固定在所述弹性星形架的每两个相邻齿角之间，且每个绞合线对由纵向设置的两根绝缘单线绞合而成；其中，所述光单元与所述弹性星形架形成母体星形架，所述母体星形架与所述n个绞合线对同向绞合形成缆芯。本光电混合缆的整个结构紧凑合理、柔韧性好，布线方便快捷、密度高，解缓了机柜入口处线缆拥堵问题，且光传输和电缆传输性能优良，满足万兆网络传输需求。

Description

一种万兆网络用光电混合缆

【技术领域】

本实用新型涉及线缆技术领域，具体涉及一种万兆网络用光电混合缆。

【背景技术】

无论是智能建筑还是弱电机房，随着网络传输的发展和需要，以及布线、监控、消防、计算机、楼宇自控等功能的增多，电信间、设备间(弱电间)、竖井、弱电专用房屋等各区域的光缆与电缆布线的密集程度越来越高。尤其是大中型数据中心机房，无论是建筑群布线还是建筑物布线，也无论是主配线区还是水平配线区，随着功能的增强，包括但不限于数据、UPS、监控、研发、通信、消防与安防、办公等，光缆与电缆的布线密度更是令人叹为观止，也常常因为布线密度太大而降低了线缆的传输性能。

通常，密集的布线集中表现在机柜的线缆出入口，在线缆出入口出现线缆拥堵是司空见惯的现象。这对于线缆前期的接入、后期的维护都增加了困难，而且越是大型数据中心，这种情况越明显。目前，为减少布线拥堵现象，设计者最常用的方法就是增加机柜、增加布线模块，但这种方法会使成本显著提高。因此，如何确保在高速率、高带宽万兆以太网的大中型数据中心，在不增加机柜的前提下合理设计线缆、减少布线拥堵现象，是本实用新型所要解决的主要问题。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型需要解决的技术问题是：

目前在万兆以太网中，光缆与电缆布线的密集程度越来越高，容易造成线缆拥堵、降低线缆传输性能，而增加机柜又会使成本提高；因此，如何确保在高速率、高带宽万兆以太网的大中型数据中心，不增加机柜的前提下合理设计线缆、减少布线拥堵现象，是要解决的主要问题。

本实用新型通过如下技术方案达到上述目的：

本实用新型提供了一种万兆网络用光电混合缆，包括弹性星形架1、光单元2和电单元3；

所述弹性星形架1设有沿圆周均匀分布的n个齿角10，n≥3；

所述光单元2纵向设置于所述弹性星形架1的中心；

所述电单元3包括n个绞合线对30，所述n个绞合线对30分别固定在所述弹性星形架1的每两个相邻齿角10之间，且每个绞合线对30由纵向设置的两根绝缘单线绞合而成；

其中，所述光单元2与所述弹性星形架1形成母体星形架，所述母体星形架与所述n个绞合线对30同向绞合形成缆芯。

优选的，所述光单元2由至少两根光纤21和设置在所述至少两根光纤21外部的光纤保护层22构成；其中，所述光纤21采用全色谱光纤或紧套光纤。

优选的，在所述电单元3中，每根绝缘单线均由实芯铜导体31和包裹挤制在所述实芯铜导体31外部的绝缘层构成；其中，所述绝缘层为实芯绝缘层32或皮-泡-皮绝缘层33。

优选的，在所述电单元3中，所述n个绞合线对30的对绞节距各不相同；

对于对绞节距最小的绞合线对30，所述绝缘单线中的绝缘层采用皮-泡-皮绝缘层33；对于其余n-1个绞合线对30，所述绝缘单线中的绝缘层采用实芯绝缘层32。

优选的，在所述电单元3中，所述n个绞合线对30的对绞节距各不相同，对应的绝缘外径也各不相同，但同一绞合线对30中绝缘单线的外径相同。

优选的，在所述电单元3中，对于每个绞合线对30中的两根绝缘单线，其中一绝缘单线采用全色谱的方式识别，另一绝缘线采用白色+色条的方式识别。

优选的，在所述弹性星形架1中，每个齿角10的顶端均设置为T字型，以便将所述绞合线对30固定在两个相邻齿角10之间。

优选的，所述缆芯外部设置有护套4，用于对所述缆芯形成保护。

优选的，所述缆芯与所述护套4之间纵向设置有撕裂绳。

优选的，所述光单元2与所述弹性星形架1之间纵向设置有撕裂绳。

与传统技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的光电混合缆中，将光单元放置在弹性星形架的中心，电单元中的多个绞合线对围绕弹性星形架设置，并与弹性星形架绞合形成缆芯，整个结构紧凑合理、外径明显较小，柔韧性好，布线方便快捷、密度高，解缓了机柜入口处线缆拥堵问题，且光传输和电缆传输性能优良，满足万兆网络传输需求，可广泛用于万兆以太网机房布线，同时兼容万兆以太网以下所有的数据中心网络。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种万兆网络用光电混合缆的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种弹性星形架的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种光单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种采用皮泡皮绝缘层的绞合线对的结构示意图；

其中，附图标记如下：

弹性星形架1、光单元2、电单元3、护套4、撕裂绳5；齿角10、T字型顶端11、光纤21、光纤保护层22、绞合线对30、实芯铜导体31、实芯绝缘层32、皮-泡-皮绝缘层33。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种万兆网络用光电混合缆，由精密工艺设计的数据电缆和微结构的全干式光缆组合而成，具备光信号传输和电信号数据传输双重功能。

如图1所示，本实用新型实施例提供的所述光电混合缆包括弹性星形架1、光单元2和电单元3。所述弹性星形架1位于整个光电混合缆的中心，设有沿圆周方向均匀分布的n个齿角10；其中，n≥3。所述光单元2用于传输光信号，由内部的光纤和外部的光纤保护层构成，整体纵向设置于所述弹性星形架1的中心，并被所述弹性星形架1完全包容。所述电单元3用于传输电信号数据，包括沿圆周方向均匀分布的n个绞合线对30，所述n个绞合线对30分别固定设置在所述弹性星形架1的每两个相邻齿角10之间，如图1所示；且每个绞合线对30由纵向设置的两根绝缘单线均匀绞合而成，每根绝缘单线由内部的导体和导体外挤制的绝缘层构成。

实际制作过程中，先将所述光单元2设置在所述弹性星形架1的中心，进而与所述弹性星形架1形成一个整体，简称为母体星形架；再将所述母体星形架与所述电单元3中的n个绞合线对30以适宜的节距同向绞合，形成所述光电混合缆的缆芯；为对所述缆芯形成保护，最后通常还在所述缆芯外挤制一层阻燃环保材质的护套4作为保护层，如图1所示。如此制作而成的光电混合缆同时具备了光信号、电信号传输的功能，并且较常规的光电混合缆来说，总体直径减小了2.5－3.0mm，这对于大中型数据中心的机柜，缓解线缆出入口的布线拥堵有着重要意义。

其中，所述缆芯是由含所述光单元2的弹性星形架1与n个绞合线对30以适宜的节距同向(S向或Z向)绞合而成，其目的是为了提高高端数据电缆的传输性能与电气特性，如串音、阻抗、回波损耗、衰减等。另外，所述护套4具体可采用低烟无卤(Low smoke zerohalogen，简写为LSZH)材料制作，但并不唯一限定。

本实用新型实施例提供的上述光电混合缆中，将光单元放置在弹性星形架的中心，电单元中的多个绞合线对围绕弹性星形架设置，并与弹性星形架绞合形成缆芯，整个结构紧凑合理、柔韧性好，布线方便快捷、密度高，解缓了机柜入口处线缆拥堵问题，且光传输和电缆传输性能优良，满足万兆网络传输需求，可广泛用于万兆以太网机房布线，同时兼容万兆以太网以下所有的数据中心网络。

下面结合附图，对所述光电混合缆的各部分结构进行具体介绍：

结合图1和图2，对所述弹性星形架1的具体结构进行说明。所述弹性星形架1设有沿圆周方向均匀分布的n个齿角10，在本实施例对应的附图中，以所述弹性星形架1设置4个齿角为例(即n＝4)，则所述弹性星形架1为四角星形架，整体看是四角均匀的四角星，且四角对称分布。进一步地，每个齿角10的顶端可设置为特殊的T字型顶端11，而非常规的尖形，其主要目的在于将所述绞合线对30紧密固定在两个相邻齿角10之间，避免布线过程中导致的线对位置移动及线对结构变化，进而影响电气特性或传输性能，这对线缆的阻抗、回波损耗不出现反射峰值起到很好的保证作用；另一方面，基于T字型顶端11，所述弹性星形架1还可有效隔离开每个绞合线对30，增大彼此的间距，为降低电磁兼容、提高串音余量起到很好的作用。

所述弹性星形架1作为整个光电混合缆的保护架，一方面可对其中心的所述光单元2起到很好的保护作用；另一方面还可对设置在每两个星齿10内的绞合线对30起到固定保护作用，即对所述电单元3起到固定保护作用。也就是说，所述弹性星形架1在整个光电混合缆的设计中起着至关重要的作用，不仅要保护电单元的传输性能与电气特性，还要保证光单元的传输性能与机械性能。因此，所述弹性星形架1的选材、模具设计、加工工艺等均至关重要。在一个具体的实施例中，所述弹性星形架1优选使用耐高温、收缩性小、可塑性好、柔韧的聚氨酯弹性体材料，通过特别的工艺与模具设计，实现上述要求。

结合图1和图3，对所述光单元2的具体结构进行说明。所述光单元2由至少两根光纤21和设置在所述至少两根光纤21外部的光纤保护层22构成。其中，所述光纤21可采用全色谱光纤或紧套光纤。当采用全色谱光纤时，所述光纤21可根据需要设计为2-12芯，具体可选用2芯、4芯、6芯或8芯，最多可放置12芯；光纤型号可选用抗弯曲的光纤G657A2或G657B3，涂覆层直径可选用180um、200um或250um，且选用180um或200um更容易实现微束单元。所述全色谱光纤的色谱具体为：兰、桔、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉、青，可根据光纤芯数依次截取。

所述光纤保护层22需具有显著的特殊性：一方面需具有较好的柔韧性，使所述光单元2的弯曲半径更小，可在施工布线中随着所述弹性星形架1形状的改变而改变，起到对内部光纤的保护作用；另一方面，需采用易撕材料，使得在布线结束、端接光纤时，只需捏住所述光纤保护层22轻轻一撕，所述光纤保护层22就会扯断，露出内部光纤，且不伤到光纤，避免了刀具等的复杂操作。在一个具体的实施例中，所述光纤保护层22采用耐高温、超柔易撕、阻燃环保的Hytrel材料，这种材料可实现超薄的光单元保护层，并可轻易撕开光单元，漏出光纤，符合上述要求；同时，这款材料还具有较好的可触变性，可充分保护光纤性能优良，不受损伤。

在本方案中，最终得到的光电混合缆的外径明显减小，比传统光缆直径小2.5－3.0mm，其中一部分原因在于光单元与电单元并非传统的排列摆放方式，而是将光缆做成微束结构，成为微束光单元(12芯微整的外径最大1.2mm)，再将光单元放在所述弹性星形架1中心。所述弹性星形架1是为了保证超六类数据缆在高达500MHz高频带宽下各项数据性能而设计的构件，将所述光单元2纵向设置于所述弹性星形架1的中心，不仅使得所述光单元2不额外占用所述电单元3的有效空间，又能使所述光单元2得到所述弹性星形架1的保护。

结合图1、图4和图5，对所述电单元3的具体结构进行说明。所述电单元3包括n个绞合线对30，每个绞合线对30由纵向设置的两根绝缘单线绞合而成，每根绝缘单线均由实芯铜导体31和包裹挤制在所述实芯铜导体31外部的绝缘层构成；其中，所述绝缘层为实芯绝缘层32或皮-泡-皮绝缘层33。在本实施例对应的附图中，以所述弹性星形架1设置4个齿角为例(即n＝4)，则相应地，所述电单元3包括4个绞合线对30，分别固定设置在所述弹性星形架1的每两个相邻齿角10之间。

在所述电单元3中，需对n个绞合线对30的绝缘直径和对绞节距进行精确设计，具体如下：所述n个绞合线对30的内部导体均采用实芯铜导体31，且直径一致；所述n个绞合线对30的绝缘外径和对绞节距，则需要为了满足并超过超六类数据缆的性能要求而设计。其中，为了保证电单元的阻抗、衰减等电气特性，所述n个绞合线对30的绝缘外径各不相同(即每对绝缘单线的直径不同)，但同一绞合线对30中绝缘单线的外径相同(即每个线对中的两根绝缘单线直径相同)。为了减小串音、降低EMC、减小电磁干扰、提高串音性能，实现最佳的近端串音余量、远端串音余量，所述n个绞合线对30的对绞节距各不相同。

另外，所述绝缘层具体采用实芯绝缘层32还是皮-泡-皮绝缘层33，需根据各绞合线对30的对绞节距来设计：对绞节距最小的绞合线对30，是衰减余量值最小的线对，所述绝缘单线中的绝缘层可设计为物理发泡工艺挤制，即采用皮-泡-皮绝缘层33，如图4和图5，以减小传输过程中的衰减值；对于其余n-1个绞合线对30，所述绝缘单线中的绝缘层采用实芯绝缘层32。以图4为例，对绞节距最小的绞合线对30(图中右上角)采用了皮-泡-皮绝缘层33，其余三个绞合线对30均采用了实芯绝缘层32。如此一来，两种绝缘层挤制工艺可完美结合，从而最大限度提高了衰减值的余量，为保证电单元的各项性能提供前提条件。

进一步地，在所述电单元3中，所述绞合线对30的线对色谱可采用全色谱+色条识别的方法。也就是说，对于每个绞合线对30中的两根绝缘单线，其中一绝缘单线采用全色谱的方式识别，另一绝缘线则采用白色+色条的方式识别。例如，当n＝4时，4个绞合线对30的线对色谱可分别为：兰色/白(兰色条)、桔色/白(桔色条)、绿色/白(绿色条)、棕色/白(棕色条)。如此的色谱设置，可对模块打线、模块端接、跳接端接水晶头达到快速识别的作用。

继续参考图1，所述光单元2与所述弹性星形架1之间可纵向设置两根撕裂绳5，所述撕裂绳5的材质可选用芳纶纱，增强了所述光单元2的抗拉力，对所述光单元2起到保护作用；同时，所述撕裂绳5位于所述弹性星形架1的相邻两个齿角10的相交点内部，并与所述光单元2的光纤保护层22相贴，如此一来，在开剥光电混合缆时，撕开所述弹性星形架1即可露出所述光单元2，以便所述光单元2在进入机柜后作为独立个体进行端接。另外，所述缆芯与所述护套4之间也可纵向设置一根撕裂绳5，如图1所示，使得布线时可方便地打开所述电单元3，即撕开所述护套4即可露出所述电单元3。

进一步地，由于数据中心机房布线，安全与环保是必须考虑的要素，因此，在本实用新型实施例中，所述光电混合缆的各元件所用材料均需满足ROHS要求。

综上所述，本实用新型提供的光电混合缆主要具有以下优势：

具备光信号传输和电信号数据传输双重功能，且光传输和电缆传输性能优良，光单元与电单元匀可满足万兆以太网高速率网络传输需求；

光单元放置在星形架的中心，电单元的多个绞合线对与星形架绞合形成缆芯，光单元不额外占有电单元的有效空间，结构紧凑合理、线缆外径明显减小，布线方便快捷、密度高，解缓了机柜入口处线缆拥堵问题；

电单元中的多个绞合线对精确设计成不同的绝缘直径、不同的线对节距和不同的绝缘层挤制方式，保证电单元优良的电气特性和电缆传输特性；

弹性星形架的设置，不仅对其中心的光单元起到很好的保护作用，保证光单元的传输性能与机械性能，还可对电单元起到固定保护作用，保护电单元的传输性能与电气特性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种万兆网络用光电混合缆，其特征在于，包括弹性星形架(1)、光单元(2)和电单元(3)；

所述弹性星形架(1)设有沿圆周均匀分布的n个齿角(10)，n≥3；

所述光单元(2)纵向设置于所述弹性星形架(1)的中心；

所述电单元(3)包括n个绞合线对(30)，所述n个绞合线对(30)分别固定在所述弹性星形架(1)的每两个相邻齿角(10)之间，且每个绞合线对(30)由纵向设置的两根绝缘单线绞合而成；

其中，所述光单元(2)与所述弹性星形架(1)形成母体星形架，所述母体星形架与所述n个绞合线对(30)同向绞合形成缆芯。

2.根据权利要求1所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，所述光单元(2)由至少两根光纤(21)和设置在所述至少两根光纤(21)外部的光纤保护层(22)构成；其中，所述光纤(21)采用全色谱光纤或紧套光纤。

3.根据权利要求1所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，在所述电单元(3)中，每根绝缘单线均由实芯铜导体(31)和包裹挤制在所述实芯铜导体(31)外部的绝缘层构成；其中，所述绝缘层为实芯绝缘层(32)或皮-泡-皮绝缘层(33)。

4.根据权利要求3所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，在所述电单元(3)中，所述n个绞合线对(30)的对绞节距各不相同；

对于对绞节距最小的绞合线对(30)，所述绝缘单线中的绝缘层采用皮-泡-皮绝缘层(33)；对于其余n-1个绞合线对(30)，所述绝缘单线中的绝缘层采用实芯绝缘层(32)。

5.根据权利要求1所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，在所述电单元(3)中，所述n个绞合线对(30)的对绞节距各不相同，对应的绝缘外径也各不相同，但同一绞合线对(30)中绝缘单线的外径相同。

6.根据权利要求1所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，在所述电单元(3)中，对于每个绞合线对(30)中的两根绝缘单线，其中一绝缘单线采用全色谱的方式识别，另一绝缘线采用白色+色条的方式识别。

7.根据权利要求1所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，在所述弹性星形架(1)中，每个齿角(10)的顶端均设置为T字型，以便将所述绞合线对(30)固定在两个相邻齿角(10)之间。

8.根据权利要求1-7任一所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，所述缆芯外部设置有护套(4)，用于对所述缆芯形成保护。

9.根据权利要求8所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，所述缆芯与所述护套(4)之间纵向设置有撕裂绳。

10.根据权利要求1-7任一所述的万兆网络用光电混合缆，其特征在于，所述光单元(2)与所述弹性星形架(1)之间纵向设置有撕裂绳。

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