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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Datenkabel mit elektrischen
Adern, die zu mehreren Aderpaaren zusammengefaßt sind und von einem Kabelmantel
umgeben sind.
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Moderne
elektrische Datenkabel mit elektrischen Adern, wie sie weltweit
zur strukturierten Gebäudeinstallation
verwendet werden, sind im allgemeinen bezüglich ihres Aufbaus und der
Anforderungen zielgerichtet konstruiert. Insbesondere für Kupfer-Datenkabel
sind die Anforderungsprofile in Kabelkategorien und Anwendungsklassen
unterteilt, deren Normen und Inhalte teilweise noch weiter entwickelt werden.
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Im
besonderen sind sogenannte Category 6 Kabel für Betriebsfrequenzen von 250
MHz und höher
bekannt, die in verschiedenen Bauformen ausgeführt sind. Derartige Bauformen
sind beispielsweise sogenannte UTP-Kabel (Unshielded Twisted Pair), FTP-Kabel
mit Folienschirmung und S-FTP-Kabel mit Folien- und Geflechtschirm.
Solche Bauformen von Category 6 Kabel sind speziell zur Unterstützung von Hochgeschwindigkeitsprotokollen
beim Betrieb von Nachrichtenübertragungsnetzen
mit einer Übertragungsleistung
von mehr als 1 Gbit/s konstruiert.
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Beispielsweise
ist eine UTP-Kabelkonstruktion SYSTIMAXTM aus
einem Datenblatt der Firma Lucent bekannt, bei der mehrere elektrische
Adern zu mehreren Aderpaaren zusammengefaßt und von einem Kabelmantel
umgeben sind. Die elektrischen Adern jeweils eines Aderpaares sind
in Längsrichtung
des Kabels miteinander verseilt. Derartige Kabel weisen vergleichsweise
kurze Paarsteigungen auf. Diese Paarsteigungen beziehungswei se Schlaglängen sind
nach einem bestimmten Schema abgestuft und betragen mit der kürzesten
Schlaglänge
weniger als 10 mm. Mit diesen kurzen Schlaglängen verhalten sich die Aderpaare
bei der Weiterverseilung zur Kabelseele ähnlich Einzeladern, das bedeutet
die Aderpaare verhakeln oder verschachteln sich nicht. Die Verseilung
der Aderpaare muß mit
sehr hoher Genauigkeit durchgeführt
werden. Erfahrungsgemäß verursachen
Schwankungen in der Schlaglänge deutliche
Spitzen im Nahnebensprechen (sogenanntes NEXT).
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Weiterhin
sind Category 6 Kabel LANmarkTM aus einem
Datenblatt der Firma ALCATEL in den Bauformen UTP, FTP und S-FTP
bekannt. Ein derartiges Kabel weist ein Zentralelement in Form eines kreuzförmigen Kunststoffprofils
auf, in dessen Kammern jeweils ein Aderpaar eingelegt und längs geführt wird.
Die Kammer-Zwischenwände
halten die Aderpaare auf Abstand zueinander und verringern die elektrischen
Beeinflussungsmöglichkeiten
untereinander. Zusätzlich
sind die Aderpaare mittels eines Drallprogramms untereinander entkoppelt,
um die relativ hohen Anforderungen eines Category 6 Kabels zu erfüllen. Beim
FTP-Kabeltyp wird über
dem Verseilverband aus Zentralelement und Aderpaaren eine Schirmfolie
mit Erdleiter längseinlaufend
oder quer aufgebracht. Bei der S-FTP-Konstruktion wird die Schirmfolie
auf der Metallseite zusätzlich
beflochten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Datenkabel
anzugeben, das als sogenanntes Category 6 Kabel geeignet ist und
mit vergleichsweise geringem Herstellungs- und Materialaufwand produziert
werden kann.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein elektrisches Datenkabel mit elektrischen Adern, die zu mehreren
Aderpaaren zusammengefaßt
sind und von einem Kabelmantel umgeben sind, bei dem die e lektrischen
Adern jeweils eines Aderpaares in Längsrichtung des Kabels miteinander
verseilt sind, und bei dem die Aderpaare in Längsrichtung des Kabels miteinander
verseilt sind und jeweils von einer Kunststoffolie umschlossen sind.
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Durch
den erfindungsgemäßen Kabelaufbau wird
die Spannungsfestigkeit zwischen den Aderpaaren verbessert. Durch
das Vorsehen der Kunststoffolie um jedes der Aderpaare lassen sich
definierte Abstände
zwischen den Aderpaaren genau einstellen und damit die elektrischen
Eigenschaften des gesamten elektrischen Datenkabels beeinflussen.
Zudem wird die Zuordnungsfähigkeit
der Adern und der Aderpaare beim Installieren des Kabels gefördert. Die
mechanischen Eigenschaften und Abmessungen des Kabels bleiben durch
den erfindungsgemäßen Kabelaufbau
so gut wie unberührt.
Die Beweglichkeit beziehungsweise Biegbarkeit des Kabels bleiben
unverändert.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind die bewickelten Aderpaare als Verbund (Kabelseele)
von wenigstens einer weiteren Kunststoffolie umschlossen, die zwischen
den Aderpaaren und dem Kabelmantel angeordnet ist. Durch diese weitere
Kunststoffolie kann insbesondere beim UTP Kabel der Abstand zwischen
den Aderpaaren (Kabelseele) und dem Kabelmantel bestimmt werden,
so daß sich
die gewünschten
elektrischen Eigenschaften des Kabels ergeben. Diese weitere Kunststoffolie
wirkt demnach als Bandage für
die Aderpaare beziehungsweise Kabelseele. Je nach zu bestimmendem
Abstand sind die Aderpaare in einer weiteren Ausführungsform
jeweils von mehreren Lagen einer Kunststoffolie umschlossen.
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Die
jeweilige Kunststoffolie, die eines der Aderpaare umschließt, weist
vorteilhaft eine Dicke zwischen 20 μm und 200 μm auf. Sie ist bevorzugt aus
Polyester oder Polypropylen entweder in massiver Ausführung oder
in verzellter Ausführung
gefertigt. Die Kunststoffolie kann längs- beziehungsweise schrägeinlaufend
oder quer aufgesponnen werden.
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In
einer Ausführung
als FTP-Variante sind die Aderpaare des erfindungsgemäßen elektrischen Datenkabels
als Verbund beziehungsweise Kabelseele von wenigstens einer metallbeschichteten Kunststoffolie
umschlossen, die zwischen den Aderpaaren und dem Kabelmantel angeordnet
ist. Die metallbeschichtete Kunststoffolie wirkt damit als elektrischer
Schirm. Die metallbeschichtete Kunststoffolie kann je nach Anforderungen
in den Schichtdicken vom Kunststoff oder vom Metall variieren oder
auch mehrlagig vorgesehen werden.
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In
einer Ausführung
als S-FTP-Kabel ist zwischen dem Kabelmantel und der weiteren metallbeschichteten
Kunststoffolie ein Metallgeflecht angeordnet, das die Metallseite
der Kunststoffolie kontaktiert. Die metallbeschichtete Kunststoffolie
ist hinsichtlich der Metallschichtdicke und Folienbreite derart
bemessen, daß die
Anforderungen an den Kopplungswiderstand bei vorgeschriebenen Meßfrequenzen
eingehalten werden.
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Damit
ist der erfindungsgemäße Kabelaufbau
der mit Kunststoffolie versehenen Paare gleich und für alle Category
6 Kabeltypen UTP, FTP und S-FTP geeignet. Es ist für alle Kabeltypen
ein gleiches Aufbauschema verwendbar, welches zu einer Erleichterung
bei der Lagerhaltung der Materialien, Vereinfachung in der Fertigung
und zu einem durchgängigen
Konzept für
die Montage der Kabel führt.
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Insbesondere
zur weiteren Verminderung von Nahnebensprechen sind die Aderpaare
in Längsrichtung
des Kabels mit variabler Schlaglänge miteinander
verseilt. Die Aderpaare sind desweiteren in Längsrichtung des Kabels vorteilhaft
mit einer Schlaglänge
größer als
10 mm miteinander verseilt. Durch Vermeidung von sehr kurzen Schlaglängen wird
eine höhere
Abzugsgeschwindigkeit bei der Herstellung erreicht. Damit erzielt
man eine bessere Maschinennutzung und somit eine weitere Kostenreduzierung.
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Weitere
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Figuren, die Ausführungsbeispiele
der Erfindung darstellen, näher
erläutert.
Es zeigen
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1 eine
Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen
Datenkabels,
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2 eine
Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen
Datenkabels,
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3 eine
schematische Darstellung der Verseilung zweier elektrischer Adern
eines Aderpaares.
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1 zeigt
eine schematische Querschnittsdarstellung eines elektrischen Category
6 Datenkabels DC1 in UTP-Kabelkonstruktion, das acht elektrische
Adern AD11 bis AD42 aufweist, die jeweils zu vier Aderpaaren P1
bis P4 zusammengefaßt
sind. Die elektrischen Andern AD11 bis AD42 jeweils eines Aderpaares
P1 bis P4 sind in Längsrichtung
des Kabels DC1 miteinander verseilt. Beispielhaft ist die Ader AD11
mit der Ader AD12 in Längsrichtung
des Kabels verseilt und zum Aderpaar P1 zusammengefaßt. Die
Aderpaare P1 bis P4 sind ihrerseits in Längsrichtung des Kabels DC1
miteinander verseilt. Jedes der Aderpaare P1 bis P4 ist von einer
Kunststoffolie KF1 bis KF4 umschlossen. Außerdem sind die Aderpaare P1
bis P4 als Verbund von einer oder mehreren Lagen einer weiteren
Kunststoffolie KFO umschlossen, die zwischen den Aderpaaren AD11 bis
AD42 und dem Kabelmantel KM angeordnet ist.
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Um
für diese
Kabelkonstruktion die angestrebten elektrischen Eigenschaften zu
erreichen, werden die Kunststoffolien KF1 bis KF4 und die Kunststoffolie
KF0 nach Breite, Dicke und Beschaffenheit gezielt ausgewählt. Für eine solche
Auswahl muß außerdem das
Aufbaukonzept der elektrischen Adern mit dem Leiterdurchmesser,
der Aderwanddicke und der Dicke der Isolierung sowie der Verseilungsgrad
mit berücksichtigt
werden. Insbesondere sind die Dicke und Ausführung der jeweiligen Kunststoffolie
(massiv oder verzellt) und der jeweiligen Aderisolierung für jede der
Adern, beispielhaft dargestellt an einer sogenannten Foam-Skin-Isolierung
CT der Ader AD11, derart bemessen beziehungsweise aufeinander abgestimmt,
daß das
Kabel einen Wellenwiderstand zum Beispiel von 100 ± 15 Ohm
aufweist. Ferner muß die
Wellendämpfung
für ein
Category 6 Kabel gut eingehalten werden.
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Die
jeweilige Kunststoffolie KF1 bis KF4 beziehungsweise die Kunststoffolie
KF0 weist eine Dicke zwischen 20 μm
und 200 μm
auf. Sie können
aus Werkstoffen wie Polyester (z.B. PETP) und Polypropylen gefertigt
werden, dabei entweder in massiver oder verzellter Ausführung. Über die
Folienauswahl kann die Anpassung an die jeweiligen elektrischen Anforderungen
des Kabels erfolgen.
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Zur
Herstellung des Kabels DC1 werden die vier Paare P1 bis P4 jeweils
separat mit einer der Kunststoffolien KF1 bis KF4 bewickelt. Dies
geschieht bevor die Paare zur Kabelseele zusammengefaßt werden.
In einem Herstellungsprozeß,
bei dem die Aderpaare beispielsweise an einer Verseilmaschine oder
in einen Extruder längs
einlaufen, laufen die vier Folien KF1 bis KF4 schräg zur Laufrichtung
der Aderpaare ein. Zur Folienformung der Kunststoffolien werden
in einem Formwerkzeug vergleichsweise lange Formnippel verwendet,
um mit großer
Gleichmäßigkeit
und konstanter Überlappung die
Folien aufzubringen. Dabei sind die Einlaufwinkel der Folien so
zu wählen,
daß über die
gesamte Lauflänge
des Datenkabels die Schließstellen
beziehungsweise die Überlappungskante örtlich konstant am
gleichen Punkt zusammenlaufen. Da sich die Kabelseele bei der Verseilung
der Aderpaare dreht, entsteht so eine helixförmige Überlappungskante am Kabel.
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Zur
Verseilung werden vier sogenannte Twinner (kleine Paarverseilmaschinen)
verwendet, die die acht Adern zu vier Paaren und weiter im gleichen
Arbeitsgang mit einer Einschlagmaschine zur Kabelseele verseilen.
Die Aderpaare werden in Längsrichtung
mit variabler Schlaglänge
verseilt, wobei die jeweilige Schlaglänge mit einem sogenannten Drallprogramm
berechnet wird. Die kürzeste
Schlaglänge
beträgt
mehr als 10 mm. Werden beispielsweise vier unterschiedliche Schlaglängen vorgesehen, so
werden die Aderpaare jeweils so verseilt beziehungsweise angeordnet,
daß sich
die Paare mit den beiden kürzeren
Schlaglängen
und die beiden Paare mit den längeren
Schlaglängen
jeweils gegenüberliegen.
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Diesbezüglich ist
in 3 beispielhaft das Aderpaar P1 mit den Adern AD11
und AD12 schematisch gezeigt. Die Adern AD11 und AD12 sind in Längsrichtung
des Kabels mit variabler Schlaglänge miteinander
verseilt. In dem Beispiel gemäß 3 ist das
Aderpaar P1 mit vier unterschiedlichen Schlaglängen S1 bis S4 verseilt. Dabei
beträgt
die kleinste Schlaglänge
S1 ≥ 10 mm.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Datenkabels
DC2 dargestellt, bei dem die Aderpaare P1 bis P4 von einer metallbeschichteten
Kunststoffolie SM umschlossen sind, die zwischen den Aderpaaren
P1 bis P4 und dem Kabelmantel KM angeordnet ist. Zwischen Kabelmantel
KM und der metallbeschichteten Kunststoffolie SM ist ein Metallgeflecht
GF angeordnet, das die Metallseite der Kunststoffolie SM kontaktiert.
Damit ist ein Kabel vom Typ S-FTP geschaffen. Zur Herstellung dieses
Kabels kann die Kunststoffolie SM, die als elektrischer Schirm wirkt,
am Flechter unter dem Metallgeflecht mit einlaufen. Die metallbeschichtete
Kunststoffolie SM ist hinsichtlich der Metallschichtdicke und der
Folienbreite sowie der Flechtdrähte
so bemessen, daß die
Anforderungen an den Kopplungswiderstand bei den vorgeschriebenen
Meßfrequenzen
eingehalten werden. Der Durchmesser des Kabels DC2, wie auch der
Durchmesser des Kabels DC1 aus 1, beträgt zum Beispiel
ca. 7 mm.