DE69828914T2

DE69828914T2 - Lokales Netz Kabelanordnung

Info

Publication number: DE69828914T2
Application number: DE69828914T
Authority: DE
Inventors: Harold Wayne Dunwoody Friesen; Stephen Taylor Gretna Zerbs; David R. Sugar Hill Hawkins
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: MX9801489A; KR100302533B1; CA2230405A1; AU742610B2; KR19980071871A; EP0862188A1; TW371823B; US20020056568A1; EP0862188B1; AU5633698A; DE69828914D1; JPH10308125A; CA2230405C; JP3908376B2; US6194663B1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine verbesserte Kabelanordnung für lokale Netze. Insbesondere betrifft sie eine spezielle Kabelausführung, welche aufgrund ihres einzigartigen Aufbaus, vor allem durch die Einbeziehung metallischer Leiter mit unterschiedlichen Durchmessern und Isolationsdicken innerhalb nur eines Kabels, erreichen kann, dass die Einfügungsdämpfung und der charakteristische Leitungswiderstandswert bzw. Wellenwiderstandswert für jedes einzelne der einzelnen Leiterpaare gut mit der Einfügungsdämpfung und den charakteristischen Leitungswiderstandswerten bzw. Wellenwiderstandswerten der anderen Paare in dem Kabel übereinstimmt.
Hintergrund der Erfindung
Zusammen mit dem stark zugenommenen Einsatz von Computern für Büros und für Fertigungseinrichtungen entwickelte sich auch ein Bedarf für ein Kabel, welches dazu verwendet werden kann, periphere Geräte mit Großrechnern oder Hauptcomputern (Mainframe) zu verbinden und zwei oder mehr Computer mit einem gemeinsamen Netz zu verbinden. Natürlich sollte bei dem stetig zunehmenden Bedarf nach Datenübertragung das gesuchte Kabel erwünschtermaßen nicht nur eine im Wesentlichen fehlerfreie Übertragung bei relativ hohen Bitraten oder Frequenzen bereitstellen, sondern auch zahlreichen anderen erhöhten Betriebsleistungskriterien genügen. Insbesondere arbeitet die spezielle Kabelausführung der vorliegenden Erfindung konsistent bei Betriebspegeln, welche die Übertragungsanforderungen für Kabel übersteigen, die sich als Kabel der Kategorie 5 gemäß TIA/EIA-568A qualifizieren. Die speziellen Betriebsverhaltensaspekte, die die Kabelausführung dieser Erfindung zuverlässig und konsistent gegenüber bestehenden Kabeln verbessern kann, umfassen den Grad, bis zu welchem die Einfügungsdämpfung und der Wellenwiderstandswert eines Leiterpaares an die Einfügungsdämpfung und die Wellenwiderstandswerte der anderen Leiterpaare innerhalb desselben Kabels angepasst ist.
Wie zu erwarten, sind für die Ausführung von Kabeln mit metallischen Leitern zur Verwendung in lokalen Netzen die Geschwindigkeit und die Strecken, über welche Datensignale übertragen werden müssen, von Bedeutung. In der Vergangenheit war dieser Bedarf einer für Verbindungen, welche bei Datengeschwindigkeiten bis zu 20 Kilobit pro Sekunde und über eine Strecke von weniger als etwa 45,72 m (150 feet) arbeiteten. Dieser Bedarf wurde mit Einmantelkabeln erfüllt, welche eine Vielzahl isolierter Leiter aufweisen können, welche beispielsweise direkt zwischen einem Computer und einer Empfangseinrichtung, wie z.B. einem Peripheriegerät geschaltet waren. Derzeit sind Geräte, welche in der gesamten Industrie als Produkte der Kategorie 3 bezeichnet werden, im Handel erhältlich, welche effektiv Datensignale mit bis zu 16 MHz übertragen können, und eine Reihe von Produkten, die als Produkte der Kategorie 5 bezeichnet werden, bieten die Möglichkeit, effektiv Datensignale bis zu 100 MHz zu übertragen.
Die Aufgaben, die von Kabelkunden, umfassend Anbieter lokaler Netze (LAN) und Anbieter verteilter Systeme, gestellt werden, werden zunehmend härter. Dieses trifft sowohl für die Bandbreite der geforderten Merkmalstypen sowie die technischen Kleinigkeiten zu, die zum Lösen der neuen Anforderungen der Kunden erforderlich sind. Diesbezüglich werden weitere Fortschritte in dem Betriebsverhalten von LAN-Kabeln zunehmend schwierig.
Das ungeschirmte verdrillte Paar wurde lange für Telefonübertragung in dem symmetrischen (Differential) Modus verwendet. In dieser Art verwendet hat das ungeschirmte verdrillte Paar eine ausgezeichnete Unanfälligkeit gegenüber Störungen, ob von außerhalb (EMI) oder vor Signalen auf anderen Paaren (Übersprechen). Ein weiterer Punkt von Bedeutung bei der Verwendung derartiger Kabel besteht darin, dass jedes Kabel so ausgelegt wird, dass es keine elektromagnetische Strahlung aus dem Kabel in die umgebende Umwelt abstrahlt. In den vergangenen mehreren Jahren realisierten tatsächlich einige LAN-Konstrukteure die latente Übertragungsfähigkeit eines ungeschirmten verdrillten Drahtpaares. Besonders bemerkenswert ist die Fähigkeit des verdrillten Paares, robuste quantisierte digitale Signale im Vergleich zu verfälschbaren analogen Signalen zu übertragen. In einem Versuch, das Betriebsverhalten von verdrillten Aderpaaren zu verbessern, haben Hersteller eine Vielfalt unterschiedlicher Verdrillschemata entwickelt. Was hierin als Verdrillschema bezeichnet wird, ist synonym mit dem was die Industrie manchmal als Paarverseilung (Twinning) oder Paarbildung (Pairing) bezeichnet. Im Allgemeinen bezieht sich Verdrillschema auf die exakte Länge und den Typ/Schlag der für jedes Leiterpaar gewählten Verdrillung. Insbesondere wird in einem derartigen Verdrillschema, das insbesondere in dem gemeinsam erteilten U.S. Patent 4,873,393, erteilt auf die Namen von Friesen and Nut, festgestellt, dass die Verdrillungslänge für jedes isolierte Leiterpaar nicht das Produkt von etwa Vierzig und dem Außendurchmesser der Isolation von einem der Leiter des Paares überschreiten sollte. Obwohl dieses lediglich ein Beispiel für einen bestehenden Lösungsansatz zum Definieren eines Verdrillschemas ist, welches zu einer verbesserten Kabelausführung führt, existieren viele weitere. In WO 98/06108 von Mohawk/CDT ist ein Verdrillschema dargestellt, welches die Verwendung unterschiedlicher Isolationstypen auf zwei verdrillten Paaren beinhaltet, um Kosten zu reduzieren. Da dieses zu einem Unterschied im charakteristischen Leitungswiderstand oder Wellenwiderstand führt, wird die Dicke der Isolation auf dem einen Leiterpaar unterschiedlich zu dem auf dem anderen Paar gemacht, um die charakteristischen Leitungswiderstände der zwei Paare auszugleichen.
Zusätzlich zu kontrollierten Paarverdrillschemata besteht eine weitere Behandlung gegen Übersprechen darin, eine Abschirmung über jedem verdrillten Paar hinzuzufügen, um dessen elektrischen und magnetischen Felder einzuschließen. Jedoch ändern sich, wenn die elektrischen und magnetischen Felder eingeschlossen werden, Widerstand, Kapazität und Induktivität alle in einer solchen Weise, dass sie die Übertragungsdämpfung vergrößern. Beispielsweise ist es nicht ungewöhnlich, Ausführungen geschirmter Paare zu finden, deren Dämpfung das Dreifache von dem ähnlicher ungeschirmter Paare beträgt. Selbst im Lichte dieser Positionen bezüglich abgeschirmter Kabel dürfte es sich für den Leser verstehen, dass ein Kabel aus den Lehren dieses Dokumentes Nutzen unabhängig davon ziehen kann, ob das Ummantelungssystem des Kabels ein Schirmungselement eines bestimmten Typs enthält oder nicht.
Trotz der vorstehend erwähnten Probleme und Lösungen scheint immer noch ein Bedarf für ein Kabel vorhanden zu sein, das die vorstehend diskutierten Kriterien erfüllt, und sich auch mit dem Bedarf nach Kommunikationskabeln, insbesondere LAN-Kabeln befasst, um eine gleichmäßigere Einfügungsdämpfung und Wellenwiderstandswerte zwischen verschiedenen Leiterpaaren innerhalb eines einzelnen Kabels bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorstehenden Probleme wurden durch eine Kabelanordnung dieser Erfindung gemäß Anspruch 1 überwunden, welche für eine schnelle Übertragung von Datenströmen bei einem relativ niedrigen Übersprechpegel ausgebildet ist, jedoch auch eine deutliche Verbesserung in dem Gleichwicht von Einfügungsdämpfung und Wellenwiderstand von einem Leiterpaar zum anderen Leiterpaar ermöglicht.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein lokales Netz gemäß Anspruch 8.
Die nachstehende Beschreibung beschreibt, wie die Auswahl und der Einbau metallischer Leiter mit unterschiedlichen Durchmessern innerhalb nur eines Kommunikationskabels signifikant das Betriebsverhalten des Kabels verbessern kann. Insbesondere wählt bei einem vorgegebenen ersten Leiterpaar mit einem bestimmten Leiterdurchmesser und einer bestimmten Verdrillungslänge und wenigstens einem weiteren Leiterpaar mit einer unterschiedlichen Verdrillungslänge die vorliegende Erfindung absichtlich metallische Leiter für dieses wenigstens eine andere Leiterpaar mit einem anderen Durchmesser als dem des ersten Leiterpaares, um so sicherzustellen, dass das zusätzliche Leiterpaar im Wesentlichen die gleiche Einfügungsdämpfung wie das erste Leiterpaar aufweist. Die unterschiedlichen Leiterdurchmesser. ermöglichen eine Kompensation der Abweichung in der Einfügungsdämpfung von einem Leiterpaar zu dem nächsten aufgrund von Änderungen in der für die mehreren Leiterpaare verwendeten Verdrillungslänge.
In einer etwas unterschiedlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hierin beschrieben, dass die Isolationsdicke der Leiter von Leiterpaar zu Leiterpaar verändert werden kann, um sicherzustellen, dass der für das zusätzliche Leiterpaar gemessene charakteristische Leitungswiderstand oder Wellenwiderstand im Wesentlichen gleich dem charakteristischen Leitungswiderstand ist, welcher für das erste Leiterpaar gemessen wird. Als eine Folge der speziellen Auswahl von Leitern mit unterschiedlichen Metalldurchmessern und/oder Isolationsdicken für wenigstens zwei von den Leiterpaaren kann das Betriebsverhalten des sich ergebenden Kabels verbessert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden einfacher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von deren spezifischen Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
1a und 1b perspektivische Ansichten von zwei Ausführungsformen, einer geschirmten und einer ungeschirmten, eines Kabels dieser Erfindung zum Bereitstellen einer im Wesentlichen fehlerfreien Datenübertragung über relativ lange Strecken sind;
2 eine Aufrissansicht eines Gebäudes ist, um einen Hauptcomputer, Personalcomputer und Peripheriegeräte darzustellen, welche durch das Kabel dieser Erfindung verbunden sind;
3 eine schematische Ansicht eines Paares isolierter Leiter in einer Anordnung für eine symmetrische Übertragung ist;
4 eine Ansicht eines Datenübertragungssystems ist, welche das Kabel dieser Erfindung enthält; und
5 eine Querschnittsansicht von zwei Paaren isolierter Leiter ist, wie sie in einem Kabel dieser Erfindung auftreten.
Detaillierte Beschreibung
In den 1a und 1b sind zwei Ausführungsformen eines Datenübertragungskabels dargestellt, welches insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Insbesondere stellt 1a eine ungeschirmte Ausführungsform dar und 1b stellt eine geschirmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Obwohl der Unterschied zwischen diesen zwei Ausführungsformen in dem Ummantelungssystem liegt, dürfte es sich verstehen, dass der Fokus der vorliegenden Erfindung die spezielle Auswahl und Anordnung der Leitungsmittel darin ist, welche gleichermaßen auf beide Ausführungsformen anwendbar ist.
Typischerweise wird das Kabel 20 zum Vernetzen eines oder mehrerer Hauptcomputer 22–22, vieler Personalcomputer 23–23 und/oder Peripheriegeräten 24 auf demselben oder unterschiedlichen Geschossen eines Gebäudes 26 (siehe 2) verwendet. Die Peripheriegeräte 24 können beispielsweise einen schnellen Drucker zusätzlich zu irgendwelchen anderen und gleichermaßen geeigneten Geräten umfassen. Erwünschtermaßen minimiert das Verbindungssystem die Interferenz in dem System, um eine im Wesentlichen fehlerfreie Übertragung bereitzustellen.
Das Kabel 20 dieser Erfindung ist darauf ausgelegt, eine im Wesentlichen fehlerfreie Datenübertragung in einem symmetrischen Modus bereitzustellen. Insbesondere hebt die spezielle Kabelausführung der vorliegenden Erfindung gleichzeitig eine Reihe von Betriebsverhaltenskriterien auf Werte an, welche konsistent derzeitige Industriestandards für Hochleistungsmetallleiterkabel übersteigen. Ein symmetrisches Übertragungssystem, welches eine Vielzahl von Paaren einzeln isolierter Leiter 27–27 enthält, ist allgemein in 3 dargestellt. Jedes Paar der isolierten Leiter 27–27 ist von einer digitalen Signalquelle 29 aus über eine primäre Wicklung 30 eines Transformators 31 mit einer sekundären Wicklung 32 verbunden, deren Mittelabgriff geerdet ist. Die Leiter sind mit einer Wicklung 33 eines Transformators 34 an dem Empfangsende verbunden, welche ebenfalls am Mittelabgriff geerdet ist. Eine Wicklung 35 des Transformators 34 ist mit einem Empfänger 36 verbunden. Bezüglich einer Außeninterferenz, sei es durch eine Netzinduktion oder andere abgestrahlte Felder, heben sich die elektrischen Ströme an dem Ausgangsende gegenseitig auf. Wenn beispielsweise das System eine elektromagnetische Störspitze empfangen sollte, werden beide Leiter in gleicher Weise betroffen, was zu einer Aufhebung, ohne Veränderung in dem empfangenen Signal führt. Ferner gibt es eine allgemein akzeptierte Anforderung, dass der Außendurchmesser des Kabels 20 einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet, und dass die Flexibilität des Kabels so ist, dass es leicht installiert werden kann. Das Kabel 20 besitzt einen relativ geringen Außendurchmesser, d.h. in dem Bereich von etwa 2,54 mm (0,1 inches) bis 12,7 mm (0,5 inches), und ist sowohl robust als auch flexibel, um dadurch die vielen Probleme zu überwinden, die anzutreffen sind, wenn ein Kabel mit einzeln geschirmten Paaren verwendet wird. Die sich ergebende Abmessung des Kabels hängt von einer Vielzahl von Faktoren einschließlich der Anzahl der verwendeten Leiterpaare sowie dem Typ des gewählten Ummantelungssystems ab. Das spezielle Kabel der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt den Einschluss von vier Leiterpaaren innerhalb der Kabelausführung an. Jedoch sei, obwohl das Kabel 20 der vorliegenden Erfindung tatsächlich jede Anzahl von Leitern enthalten kann, angemerkt, dass derzeit die Industrie zwischen zwei und fünfundzwanzig Paare isolierter Leiter innerhalb eines einzelnen Kabels verlangt. Obwohl der allgemeine Kabelaufbau und die vorstehend beschriebene vorgesehene Anwendung sich auf eine beliebige Anzahl von Hochleistungskommunikations-Kabelausführungen bezieht, sind die speziellen Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik den neuen Lehren der vorliegenden Erfindung zuzuschreiben, dass absichtliches Auswählen und Einbauen metallischer Leiter mit unterschiedlichen Durchmessern in nur ein Kommunikationskabel signifikant das Betriebsverhalten des Kabels verbessert. Insbesondere wählt, bei einem vorgegebenen ersten Leiterpaar mit einem bestimmten Leiterdurchmesser und einer bestimmten Verdrillungslänge und wenigstens einem weiteren Leiterpaar mit einer unterschiedlichen Verdrillungslänge, die vorliegende Erfindung absichtlich metallische Leiter für dieses wenigstens eine weitere Leiterpaar mit einem anderen Durchmesser als dem des ersten Leiterpaares. Wie es später detaillierter diskutiert wird, stellt eine derartige Ausführung sicher, dass die von dem zusätzlichen Leiterpaar gezeigte Einfügungsdämpfung im Wesentlichen gleich der von dem ersten Leiterpaar gezeigten Einfügungsdämpfung ist. Im Allgemeinen ermöglichen die unterschiedlichen Leiterdurchmesser eine Kompensation der Abweichung in der Einfügungsdämpfung von einem Leiterpaar zu dem nächsten aufgrund von Änderungen in den für die Vielzahl von Leiterpaaren verwendeten Verdrillungslängen.
Zusätzlich wird hierin beschrieben, dass die Isolationsdicke der Leiter von Leiterpaar zu Leiterpaar verändert werden kann, um sicherzustellen, dass der für das zusätzliche Leiterpaar gemessene charakteristische Leitungswiderstand im Wesentlichen gleich dem für das erste Leiterpaar gemessenen charakteristischen Leitungswiderstand ist. Als eine Folge der speziellen Auswahl von Leitern mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Isolationsdicken für wenigstens zwei von den Leiterpaaren wird das Betriebsverhalten des sich ergebenden Kabels verbessert.
Zur Unterstützung der unmittelbar vorstehend beschriebenen Ausführungskriterien sei angemerkt, dass der charakteristische Leitungswiderstand oder Wellenwiderstand (Z₀) eines Kabels als eine Folge von Veränderungen in einem oder allen der nachstehenden Punkte variiert:
Kupferleiterabmessung, Drahtgesamtdurchmesser (d.h. Leiterdurchmesser plus Isolationsdicke), Wahl des Isolationsmaterials oder irgendeiner Kombination dieser drei. Ferner dürfte man erkennen, dass, obwohl es nicht ohne weiteres offensichtlich ist, sich Z₀ auch mit der Verdrillungslänge ändert.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden sowohl der Durchmesser des metallischen Leiters als auch die Isolationsdicke verschiedener Leiterpaare innerhalb des Aufbaus des nur einen Kabels verändert. Jedoch sollte, obwohl es optimal ist, sowohl die Abmessung des metallischen Leiters als auch die Isolationsdicke verschiedener Leiterpaare zu verändern, der Leser erkennen, dass Vorteile realisiert werden können, indem nur einer dieser Parameter verändert wird. Diesbezüglich ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung darauf ausgerichtet, jedes dieser Merkmale unabhängig zu verändern, selbst wenn die beste Art, wie nachstehend dargestellt, ein zusammenwirkendes Verändern sowohl der Abmessung des metallischen Leiters als auch der Isolationsdicke verschiedener Leiterpaare innerhalb nur eines einzigen Kabels beschreibt.
Für die Zwecke der Darstellung von wenigstens zwei bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wird das als die Isolation verwendete spezielle Material verändert. Insbesondere werden hierin Beispiele für beide Kabelausführungen beschrieben, die ein sehr flammhemmendes Material, wie z.B. Fluorethylenpropylen (FEP) als Isolation für Kabelschachtanwendungen, sowie weniger flammhemmende Materialien, wie z.B. hochdichtes Polyethylen (HDPE) für Kabelanwendungen zur Verwendung in Nicht-Kabelschacht- und/oder Nicht-Halogenanwendungen aufweisen. Es dürfte sich verstehen, dass viele andere bekannte Materialien, welche als Fluorpolymere und Polyolefine klassifiziert sind, auch als geeignete Isolationsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Wie man aus den nachstehenden Tabellen ersehen kann, ändert die Wahl unterschiedlicher Isolationsmaterialien die optimalen Werte für die Isolationsdicke für eine gegebene Metallleiterabmessung. Daher wird unabhängig von dem Typ des gewählten Isolationsmaterials die Implementierung der hierin beschriebenen Lehren, nämlich das Variieren der Abmessung des Metallleiters und/oder der Isolationsdicke verschiedener Leiterpaare innerhalb nur eines Kabels als innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet. Die speziellen Beispiele einer nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform verwenden das besondere Verdrillschema, das in der gemeinsam zugeteilten Patentanmeldung, eingereicht in dem Namen von Friesen, Hawkins und Zerbs am 31. Januar 1997, das in dem vorstehenden Hintergrund der Erfindung erwähnt wurde. Insbesondere sind die vorgeschlagenen Verdrillungslängen für vier Leiterpaare 11,176, 10,414, 15,14 und 17,02 mm (0,440, 0,410, 0,596 und 0,607 inches), wenn die Größe der verwendeten Leiter das Drahtmaß 24 (24 gage) hat. Jedoch sind weder die speziellen Verdrillungslängen noch die spezifischen Leiterabmessungen der Kern der vorliegenden Erfindung, sondern werden nur beispielhaft angegeben. Diesbezüglich liegt die Verwendung unterschiedlicher Abmessungen für Durchmesser metallischer Leiter und/oder die Isolationsdicken als eine Folge unterschiedlicher Verdrillungslängen unabhängig von dem verwendeten Verdrillschema innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung gemäß Definition durch die Ansprüche. Ebenso liegt die Verwendung der veränderten Leitergröße und/oder Isolationsdicke für andere Drahtmaße als 24 wie z.B. 22, 26 usw. innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert.
Zur Unterstützung bei der Beschreibung der Kabelanordnung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedes von den vier Leiterpaaren hierin als Leiterpaar 1, 2, 3 oder 4 bezeichnet. Insbesondere sind in einer Anordnung von Leiterpaaren, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden können, die zwei verdrillten Paare mit den kürzesten Verdrillungslängen, hierin nachstehend die Nummer 1 und 2, in Bezug zueinander diagonal positioniert, während die zwei verdrillten Paare mit den längsten Verdrillungslängen, hierin nachstehend die Nummer 3 und 4 in gleicher Weise in Bezug zueinander diagonal angeordnet sind.
In einer derartigen diagonalen Anordnung von Leiterpaaren können die zwei Leiterpaare, welche eine diagonale Kombination bilden, Verdrillungslängen aufweisen, die einander etwas ähnlich sind, wie auch die anderen zwei Leiterpaare, welche die andere diagonale Anordnung bilden. Die Konfiguration mit relativ nahe beieinander liegenden Verdrillungslängen der zwei Sätze diagonal angeordneter Paare kann eine Fertigung ermöglichen, bei der die Anzahl unterschiedlicher Leiter begrenzt wird, die verwendet werden muss, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu nutzen, ohne in das Problem zu laufen, metallische Leiter unterschiedlicher Abmessung für jedes gegebene Leiterpaar innerhalb eines gegebenen Kabels zu verwenden. Um dieses Beispiel abzuschließen, kann eine Fertigung eine Leiterabmessung für die Paare verwenden, welche eine Diagonale bilden und eine weitere Leiterabmessung für die Paare, welche die weitere Diagonale bilden. Mit anderen Worten, die Abmessungen der a- und b-Leiter („tip"- und „ring"-Leiter) in Paar 1 sind im Wesentlichen identisch in der Größe zu denen in Paar 2 und die Abmessungen der a- und b-Leiter des Paares 3 stimmen im Wesentlichen mit denen des Paares 4 überein.
Tatsächlich sind die für die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung gewählten speziellen Verdrillungslängen zufällig so, dass die Verwendung von nur zwei unterschiedlichen Leiterabmessungen und Isolationsdicken erforderlich ist, um die größten Vorteile dieser Erfindung zu nutzen. Insbesondere können, da die Verdrillungslängen der Leiterpaare 1 und 2 relativ nahe beieinander liegen und die Verdrillungslängen der Leiterpaare 3 und 4 relativ nahe beieinander liegen, diese zwei Sätze von Leiterpaaren als nur zwei Einheiten für die Zwecke der Implementierung dieser Erfindung im Gegensatz zu vier getrennten Einheiten behandelt werden. Trotz dem Vorstehenden liegt die Veränderung der Leiterabmessung und/oder Isolationsdicke für mehr als zwei der Leiterpaare innerhalb eines einzelnen Kabels innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung gemäß Definition in den Ansprüchen. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung lehrt die Veränderung des Leiterdurchmessers und/oder der Isolationsdicke für eine beliebige Anzahl von Leiterpaaren innerhalb eines einzelnen Kabels, einschließlich aller, wenn dies so gewünscht ist.
BEISPIEL 1
Für eine Kabelausführung unter Verwendung des unmittelbar vorstehend beschriebenen Verdrillschemas und von einem hochdichten Polyethylen als das zum Isolieren der metallischen Leiter verwendete Material haben die Leiterpaare 1 und 2 einen Durchmesser von etwa 0,55 mm (21,5 mils), während die Leiterpaare 3 und 4 einen Durchmesser von 0,53 mm (20,9 mils) besitzen. Ferner beträgt die Isolationsdicke für die Leiterpaare 1 und 2 etwa 0,215 mm (8,45 mils), was zu einem gesamten isolierten Leiterdurchmesser von etwa 0,975 mm (38,4 mils) führt, während die Isolationsdicke für die Leiterpaare 3 und 4 etwa 0,20 mm (7,9 mils) ist, was zu einem gesamten isolierten Leiterdurchmesser von etwa 0,93 mm (36,7 mils) führt. Die Herstellungstoleranzen für die Dicken der HDPE-Isolation liegen derzeit bei etwa 7,62 μm (0,30 mils). Die nachstehenden Tabellen stellen einige von den Ausführungskriterien dar, nämlich die Verdrillungslänge für jedes Leiterpaar, den Durchmesser des in jedem Paar verwendeten metallischen Leiters und den Durchmesser des Leiters nach der Aufbringung des Isolationsmaterials in Kombination mit bestimmten sich ergebenden Betriebswerten, nämlich dem Wellenwiderstand und der Einfügungsdämpfung, die für jedes Leiterpaar gemessen wurden. Die erste Tabelle unmittelbar nachstehend beschreibt Werte für ein Kabel unter Verwendung eines hochdichten Polyethylens als das ausgewählte Isolationsmaterial.
BEISPIEL 2
Für eine Kabelausführung mit demselben Satz der vorstehend beschriebenen Verdrillungslängen, jedoch mit einem Fluorethylenpropylen (FEP) als zum Isolieren der metallischen Leiter verwendetes Material haben die Leiterpaare 1 und 2 wieder einen Durchmesser von etwa 0,55 mm (21,5 mils), während die Leiterpaare 3 und 4 wieder einen Durchmesser von etwa 0,53 mm (20,9 mils) haben. Jedoch ist die Isolationsdicke für die Leiterpaare 1 und 2 etwa 0,20 mm (7,9 mils), was zu einem gesamten isolierten Leiterdurchmesser von etwa 0,95 mm (37,3 mils) führt, während die Isolationsdicke für die Leiterpaare 3 und 4 etwa 0,18 mm (7,2 mils) ist, was zu einem gesamten isolierten Leiterdurchmesser von etwa 0,90 mm (35,3 mils) führt. Die Fertigungstoleranzen für die Dicke der FEP-Isolation liegen derzeit bei etwa 8,38 μm (0,33 mils).
Die vorstehend sowohl für das Beispiel 1 als auch Beispiel 2 bereitgestellten Einfügungsdämpfungs- und Wellenwiderstands-Daten stellen die Mittelwerte dar, welche von drei Kabelproben gemessen wurden, welche gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden. Zusätzlich wird der Vollständigkeit halber angegeben, dass die vorstehend gegebenen Wellenwiderstandswerte bei einer Frequenz von 100 MHz ermittelt wurden. Einer von den zu erkennenden wichtigen Punkten aus jeder der vorstehenden Tabellen besteht darin, dass die Impedanzwerte sowie die Einfügungsdämpfungen alle sehr gut zwischen den vier Paaren ausgeglichen sind. Zusätzlich zu den spezifischen Daten der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es nützlich sein, einige von den technischen Aspekten bezüglich dieser Erfindung allgemein anzusprechen. Da die Industrie mehr und mehr zu Leiterpaaren mit immer engeren Verdrillungen übergeht, d.h., zu Verdrillungslängen, welche ein kürzeres Maß aufweisen, nimmt der Widerstand der Leiter für eine gegebene Kabellänge aufgrund der längeren elektrischen Pfadlänge in Bezug auf die Gesamtlänge des Kabels zu. Leider, jedoch nicht überraschend, bewirkt dieses, dass die Einfügungsdämpfung dieser Paare mit den kürzeren Verdrillungen höher als die der zugeordneten Leiterpaare mit etwas längeren Verdrillungslängen ist.
Wichtiger ist jedoch die Auswirkung der Paargeometrie auf die wechselseitige Kapazität und den Wellenwiderstand von jedem der Leiterpaare. Wenn die Verdrillungen der Paare progressiv enger werden, steigt die wechselseitige Kapazität in diesem Paar deutlich aufgrund der engeren verwendeten Spiralgeometrie an, während der Wellenwiderstand dagegen bei einer niedrigeren Rate abnimmt. Mit anderen Worten, bei den derzeit verwendeten relativ hohen Frequenzen, ist allgemein gesprochen der Nettoeffekt einer zunehmenden wechselseitigen Kapazität ein abnehmender Wellenwiderstand (Z₀). Diese Position basiert auf der in der Industrie akzeptierten Näherung für Z₀ bei hohen Frequenzen, welche feststellt, dass Z₀ proportional zu der Quadratwurzel der wechselseitigen Induktivität dividiert durch die wechselseitige Kapazität ist.
Um weiter die aus einem gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kabel gewonnenen Vorteile zu identifizieren, und um den Grund hervorzuheben, warum die im Wesentlichen gleichförmigen Wellenwiderstände und Einfügungsdämpfungen über alle vier Leiterpaare erzielt werden, wird die nachstehende mathematische Unterstützung bereitgestellt. Im Allgemeinen ist die in Dezibel (dB) gemessene Reflexionsdämpfung (RL) für ein vorgegebenes Leiterpaar gegeben durch die nachstehende Gleichung:
wobei ρ (Rho) durch die nachstehende Gleichung gegeben ist:
Der Term ρ (Rho) bezeichnet den Reflexionskoeffizienten, dessen Größe ein Maß für die Teilspannungsreflexion bei einer Impedanzfehlanpassung ist. Der Term Z₀ ist der Wellenwiderstand der Übertragungsleitung und Z_t ist die Impedanz des Abschlusses. Wenn die zwei Terme voneinander als Folge fehlangepasster Abschlüsse abweichen, ist die Einfügungsdämpfung in den Durchlaufpfaden als eine Folge, dass ein Teil der Signalenergie durch den Pfad zurück reflektiert, höher. In typischen LAN-Konfigurationen, welche derzeit in der Industrie eingesetzt werden, ist das Ziel für Z₀ 100 Ohm, da das Endgerät mit einer Symmetrieschaltung (Balun) eine Impedanz von nahezu genau 100 Ohm besitzt. Dieses bedenkend gibt es einige Stellen in dem Kanal zwischen dem Server und dem Endgerät, wo man Impedanzfehlanpassungen finden kann. Die Erste tritt zwischen den Symmetrieschaltungen mit einem zugeordneten Gerät und den Kabelpaaren auf. Ein weiterer potentieller Punkt einer Impedanzfehlanpassung tritt zwischen Paaren an verschiedenen Querverbindungen und/oder Auslässen/Steckern auf. Letztlich können die unterschiedlichen Impedanzen zwischen Paaren in unterschiedlichen Kabeln ebenfalls zu einer Impedanzfehlanpassung führen.
Reflexionsverlustmessungen im Labor oder im Feld verwenden 100 Ohm als Bezugsimpedanz für jede Messung des Reflexionsverlustes. Um den Anteil des in einem Kanal gemessenen Verlustes zu minimieren, sollten die Paare in bei mittels verschiedener Verbinder zusammengebrachten Kabeln denselben Wellenwiderstand aufweisen, und diese Impedanz sollte 100 Ohm betragen.
Es dürfte sich jedoch für den Leser verstehen, dass der für ein Paar abgeleitete Wellenwiderstand nicht mit dem Eingangswellenwiderstand für dieses Paar verwechselt werden sollte. Typischerweise wird der Paareingangswellenwiderstand aus den Reflexionsmessdaten erhalten, beispielsweise unter Anwendung des offenen und kurzgeschlossenen Schaltkreises. Die Eingangswellenwiderstandkurve über der Frequenz, die sich ergibt, ist üblicherweise bei niedrigen Frequenzen konsistent oder glatt, kann jedoch bei hohen Frequenzen eine erhebliche Struktur oder Schwankungen annehmen. Um den Wellenwiderstand des Paares korrekt zu bewerten, ist es nützlich, eine Funktionsanpassung durch die Eingangswellenwiderstanddaten über der Frequenz durchzuführen. Die sich ergebende Funktionsanpassung ist die Wellenwiderstandkurve. Obwohl das vorstehend erwähnte Verfahren allgemein in den USA und Kanada akzeptiert wird, hat es außerhalb, insbesondere in Europa, noch keine universelle Akzeptanz gefunden. In Europa wird der Wellenwiderstand im Allgemeinen als der Eingangswellenwiderstand angenommen. Ein gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren (ASTM D-4566) gemessenes und die Anforderungen an den Wellenwiderstand in bestimmten U.S. Standards wie z.B. TIA-568A und ICEA S-80-576 erfüllendes Paar erfüllt aus diesem Grund einige überseeische Anforderungen wie beispielsweise ISO/IEC 11801 und En50173 nicht, wenn sie gemäß bestehenden europäischen Verfahren gemäß Beschreibung in IEC 1156 gemessen werden. Die Anforderungen sind dieselben bei den unterschiedlichen vorstehend angegebenen Standards, insbesondere 100 ± 15 Ohm; jedoch bringen die Interpretationen, wie sie durch die zwei unterschiedlichen Testverfahren ermöglicht werden, deutlich unterschiedliche Ergebnisse. Aus diesem Grunde sollten alle vier Paare in einem Kabel soweit wie möglich um etwa 100 Ohm zentriert sein, so dass die Eingangswellenwiderstand jedes Paares nicht aufgrund einer strukturellen Rauhigkeit oder Änderungen in der für jedes Paar gemessenen Impedanz unter 85 Ohm fällt oder über 115 Ohm steigt. Dieses bedenkend dürfte man aus den vorstehenden Tabellen erkennen, dass die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Toleranz für den durchschnittlichen Wellenwiderstand im Wesentlichen von ± 15 Ohm auf ± 1 Ohm zu reduzieren.
Zusätzlich zu der vorstehend angegebenen technischen Diskussion gibt es wichtige weitere Gründe, dass eine Veränderung der Leiterabmessung von nur einem Leiterpaar bezüglich der anderen Leiterpaare innerhalb eines Kabels eine bedeutende Abweichung von existierenden Kabelausführungen für lokale Netze (LAN) ist. Typischerweise unternehmen LAN-Kabelhersteller spezifische Aktionen, um sicherzustellen, dass sie gleichförmige Leiter in ihren Kabelausführungen. verwenden. Der Grund dafür besteht darin, dass, da die meisten Kabelhersteller aus einer Vielzahl von Gründen die Leiter, die sie verwenden, nicht selbst ziehen und wärmebehandeln, sie sich an eine Außenquelle wenden und die Leiter bestellen müssen. Die meisten Kupferdrahthersteller liefern Trommeln mit Metalldraht, welcher als ein vorgegebenes Drahtmaß auf der Basis des Durchmessers des Metalls definiert und klassifiziert ist. Bei der von der Industrie akzeptierten Bezeichnung des American Wire Gauge (AWG) müssen die Durchmesser eines speziellen Drahtmaßes innerhalb vorgeschriebener nomineller Spezifikationen für das betreffende Drahtmaß liegen. Derzeit erlauben existierende Standards für LAN-Anordnungen AWG-Werte von 24, 23 und 22 in einem LAN-Kommunikationssystem. Genauer gesagt sind die nominellen Durchmesser dieser metallischen Leiterelemente etwa 0,52, 0,57 bzw. 0,64 mm (20,6, 22,6 bzw. 25,3 mils). Im Lichte der vorstehend erwähnten Industrienorm haben sich die LAN-Kabelendanwender daran gewöhnt, diese Abmessungen für die Leiter in den in ihren LAN-Anordnungen verwendeten Kabeln zu erwarten.
Ungeachtet des Vorstehenden werde nun angenommen, dass ein Kabelhersteller speziell bestellte atypische oder Nicht-Standard-Kupferleiter mit 24 AWG, 23 AWG oder 22 AWG innerhalb der zulässigen Grenzwerte für jedes Drahtmaß bestellt hat, oder die Anlagen besitzt, seine eigene Drahtgröße in beliebiger Größe innerhalb gewisser Grenzen zu ziehen. Dieser Hersteller wird höchst wahrscheinlich einen übereinstimmenden Satz von acht Leitern in allen vier Paaren des Kabels verwenden, da ein anderes Handeln einen größeren Lagerbestand des Herstellers bewirken würde. Beispielsweise werden vier Leiter mit den Isolationsfarben blau, orange, grün und braun jeweils mit einem ganz weißen Leiter vereint, um vier unterschiedliche und unterscheidbare Leiterpaare zur Verwendung in einem Kabel zu erzeugen. Wie allgemein in der gesamten Industrie akzeptiert, wird dieser Leiter mit der weißen Isolation als der a-Leiter (ring conductor) jedes Paares bezeichnet, während der Leiter mit der gefärbten Isolation als der b-Leiter (tip conductor) jedes Paares bezeichnet wird.
Wenn sich jedoch der Hersteller entscheidet, ein Kupferelement mit anderer Abmessung und/oder Isolation für ein oder mehrere Paare gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwenden, erzeugt er unmittelbar einen neuen Bestandseintrag für den Draht mit dem atypischen oder nicht standardmäßigen Durchmesser. Diesbezüglich muss nicht nur der a-Leiter des zu verändernden Leiterpaares die neuen Abmessungen annehmen, sondern auch der b- oder weiße Leiter in Verbindung mit diesem a-Leiter muss zum Vervollständigen eines gegebenen Paares dieses auch tun, da ansonsten das Paar signifikant unsymmetrisch bezüglich seiner elektrischen Übertragungseigenschaften ist. Andere Kabelhersteller halten die Leiter gleichförmig, um die Lagerbestandsführung leichter zu machen, und das Auftreten von ungewollten Missgeschicken bezüglich einer Paaranordnung während des Kabelaufbaus zu vermeiden, d.h., wenn ein Leiterpaar erzeugt wird, in welchem die Abmessung oder der Durchmesser des a-Leiters sich von der Abmessung oder dem Durchmesser des b-Leiters unterscheidet. Auf die Gefahr hin, etwas Offensichtliches festzustellen, werden derartige Paaranordnungsmissgeschicke deutlich schwieriger zu vermeiden, wenn die Anzahl von Komponententeileoptionen, wie z.B. die Leiterabmessung, zunimmt.
Noch ein weiterer wichtiger, jedoch nicht technischer Grund, warum die Implementierung der vorliegenden Erfindung erwünscht ist, betrifft die Kosten. Insbesondere stellt die Ausführung dieser Erfindung erhebliche Einsparungen in den Kosten sowohl des metallischen Leitermaterials, wie z.B. Kupfer, als auch bei den Materialien bereit, die um jeden der metallischen Leiter herum als Isolationsmaterialien verwendet werden.
In 4 ist nun ein Beispielsystem 40 dargestellt, in welchem das Kabel 20 dieser Erfindung nützlich ist. In 4 ist ein sendendes Gerät 37 bei einer Station entlang einem Leiterpaar 42–42 eines Kabels mit einer Verbindungszentrale 39 und dann über ein anderes Kabel zurück mit einer Empfangsvorrichtung 41 bei einer anderen Station verbunden. Mehrere Stationen, welche sendende Vorrichtungen 37–37 und empfangende Vorrichtungen 41–41 aufweisen, sind mit der Verbindungszentrale 39 und dann entlang einem anderen Kabel mit einer empfangenden Vorrichtung 41 bei einer anderen Station verbunden. Mehrere von den sendende Vorrichtungen 37–37 und empfangende Vorrichtungen 41–41 aufweisenden Stationen können mit der Verbindungszentrale in einer Form verbunden sein, welche als ein Ringnetz bezeichnet wird. Wie man in diesem Beispiel sehen kann, werden die Leiter von der sendenden Vorrichtung an dem einen Endgerät zu der Zentrale 39 und aus dieser an das empfangende Gerät bei einem weiteren Endgerät geführt, und dadurch die Übertragungsstrecke verdoppelt.
Insbesondere enthält das Kabel 20 dieser Erfindung einen Kern 45, welcher eine Vielzahl verdrillter Paare 43–43 individuell isolierter Leiter 42–42 (siehe 1a, 1b und 5) aufweist, welche zur Datenübertragung verwendet werden. Jeder von den isolierten Leitern 42–42 enthält einen metallischen Anteil 44 (siehe 5) und eine Isolationsabdeckung 96. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Isolationsabdeckung 46 aus einem beliebigen Fluorpolymermaterial, wie z.B. Teflon, oder einem Polyolefinmaterial wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen bestehen. Ferner kann der Außenmantel 58 aus einem Kunststoffmaterial wie beispielsweise Polyvinylchlorid bestehen.
Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung in der Ausführung entweder eines geschirmten oder eines ungeschirmten Kabels verwendet werden kann. Insbesondere stellt 1a eine ungeschirmte Kabelausführung dar, während 1b eine geschirmte Kabelausführung darstellt. Der Unterschied zwischen den zwei Ausführungen beruht nur in dem Ummantelungssystem, das für eine gegebene Anwendung ausgewählt wird und nicht als der Kern der vorliegenden Erfindung betrachtet wird. Jedoch werden der Vollständigkeit halber sowohl die geschirmten als auch die ungeschirmten Ausführungsformen hierin beschrieben.
In einer geschirmten Ausführungsform ist der Kern 45 in einem Ummantelungssystem 50 (siehe 1b) eingeschlossen. Das Ummantelungssystem kann eine Kernumhüllung 51 und einen Innenmantel 52 enthalten, welcher ein Material mit einer relativ niedrigen dielektrischen Konstante aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material ein Polyvinylchlorid-(PVC)-Material.
In der abgeschirmten Version ist der Innenmantel 52 in ein Laminat 53 (siehe 1b) eingeschlossen, welches eine metallische Abschirmung 54 und einen Kunststofffilm 55 aufweist und einen sich in Längsrichtung erstreckenden überlappenden Saum 56 besitzt. Das Laminat ist so angeordnet, dass der Kunststofffilm außen liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke der metallischen Abschirmung 54, welche typischerweise aus Aluminium besteht, 0,0254 mm (0,001 inches), während die Dicke des Films 0,0508 mm (0,002 inches) beträgt. Ein Beilaufdraht 59, welcher eine Litze oder fester Draht sein kann, ist zwischen der Abschirmung 54 und dem Innenmantel 52 angeordnet. Die metallische Abschirmung 54 ist in einem Außenmantel 58 eingeschlossen, welcher ein Kunststoffmaterial, wie z.B. Polyvinylchlorid aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke des Außenmantels 58 etwa 0,508 mm (0,020 inches).
Das Fehlen einer individuellen Paarschirmung beseitigt einen weiteren Einwand gegen herkömmliche Kabel. Der Außendurchmesser der Isolationsabdeckung 46 um jeden Metallleiter ist ausreichend klein, so dass der isolierte Leiter mit einer Standardverbinderhardware angeschlossen werden kann.
Die zwei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, geschirmt und ungeschirmt, werden für die üblichste Form von Verkabelungsmitteln für den Einsatz der vorliegenden Erfindung gehalten. Jedoch können weitere Formen der Kommunikationsübertragung innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung gemäß Definition in den Ansprüchen liegen. Beispielsweise können die Vielzahl von Paaren nebeneinander in einem Kabelkanal und nicht in einem Kunststoffmantel oder irgendeinem anderen Typ von gemeinsamen Umhüllungssystemen angeordnet noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sein. Obwohl die hierin dargestellten speziellen Ausführungsformen eine runde Ausführung besitzen, sei angemerkt, dass die Attribute der vorliegenden Erfindung auch mittels anderer Kabelausführungen unabhängig von deren Form realisiert werden können. Zusätzlich zu dem speziellen Typ des gemäß den neuen Aspekten bezüglich isolierter Leiter der vorliegenden Erfindung verwendeten Umhüllungssystems können die Materialien für die Leiterisolation und/oder die Ummantelungen) so sein, dass sie das Kabel flammhemmend und rauchunterdrückend machen. Beispielsweise können diese Materialien Fluorpolymere sein. Die Underwriters Laboratories haben einen Prüfstandard zur Klassifizierung von Kommunikationskabeln auf der Basis ihrer Fähigkeit Hitze, wie z.B. von einem Gebäudebrand, zu widerstehen, implementiert. Genauer gesagt können Kabel entweder für Steigleitungen oder Kabelschächte spezifiziert sein. Derzeit ist der UL 910 Flame Test der Standard, dem Kabel unterworfen werden, bevor sie eine Kabelschachtzulassung erhalten. Es ist vorgesehen, dass die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Materialien für die Ummantelungs- und/oder Leiterisolationen verwendet, so dass sich das Kabel für eine Kabelschachtszulassung qualifiziert. Um eine derartige Kabelschachtzulassung zu erhalten, kann eine beliebige Anzahl bekannter Technologien in ein Kabel einbezogen werden, welches die anderen hierin gelehrten und beanspruchten spezifischen Attribute zeigt. Selbst bei der vorstehend erwähnten vorgegebenen Präferenz dürfte es sich verstehen, dass ein gemäß der vorliegenden Erfindung hergestelltes Kabel keine derartige Beachtung erfordert oder Vorteile aus den ausgewählten Ummantelungs- und Isolationsmaterialien zieht. In der Tat können weitere spezielle Teststandards angewendet und genutzt werden, um Kabel zu qualifizieren, welche die Attribute der vorliegenden Erfindung enthalten, in Abhängigkeit von der spezifischen Umgebung, in welcher das Kabel eingesetzt werden soll.
Die Paare isolierter Leiter 42–42 liegen beispielsweise in einem Kabel oder in einem Kabelkanal nebeneinander. Darin befinden sich die Paare in enger Nähe zueinander und es muss ein Schutz gegen Übersprechen vorgesehen werden. Die Charakterisierung der Verdrillung der Leiter jedes Paares ist für das Kabel dieser Erfindung wichtig, um eine im Wesentlichen fehlerfreie Übertragung bei relativ hohen Bitraten bereitzustellen. Jedoch werden die speziellen Einzelheiten der verschiedenen Verdrillschemata, die derzeit angewendet werden, um das Verhalten eines LAN-Kabels zu verbessern, hierin nicht speziell angesprochen. Statt dessen wird die Aufmerksamkeit des Lesers auf den vorstehend angegebenen Stand der Technik gelenkt. Unabhängig davon welche, wenn überhaupt, Aspekte dieser vorstehend beschriebenen Verdrillschemata angewendet werden, verbessert die Einbeziehung der Lehren der vorliegenden Erfindung signifikant das Betriebsverhalten des sich ergebenden Kabels. Zusätzlich zu den vorstehend diskutierten Ausführungsfaktoren muss eine Anzahl weiterer Faktoren berücksichtigt werden, um zu einer Kabelausführung zu gelangen, welche für derartige Anwendungen ohne weiteres. vermarktbar ist. Die Ummantelung des sich ergebenden Kabels sollte eine niedrige Reibung aufweisen, um das Einziehen des Kabels in Kanäle oder über Träger zu verbessern. Ferner sollte das Kabel stark, flexibel und quetschbeständig sein, und es sollte geeignet verpackt und nicht übermäßig schwer sein. Da das Kabel auch in bewohnten Gebäuderäumen eingesetzt werden kann, ist die Flammhemmung ebenfalls wichtig.
Das Datenübertragungskabel sollte auch preiswert sein. Es muss wirtschaftlich installierbar sein und hinsichtlich des benötigten Platzes effizient. Es ist nicht unüblich, dass Installationskosten von Kabeln in Gebäuden, welche für Zwischenverbindungen verwendet werden, die Kabelmaterialkosten überwiegen. Gebäudekabel sollten einen relativ kleinen Querschnitt insofern besitzen, als kleine Kabel nicht nur die Installation verbessern, sondern leichter unter Putz zu verlegen sind, weniger Platz in Kanälen und Kabelwannen und Kabelzentralen beanspruchen, und die Abmessung zugehöriger Verbinderhardware verringern. Die Kabelanschließbarkeit ist sehr wichtig und wird leichter mit verdrillten isolierten Leiterpaaren als mit irgendeinem anderen Medium erreicht. Ein weit verbreitet genutzter Verbinder für isolierte Leiter ist einer, welcher als ein Split-Beam-Verbinder bezeichnet wird. Erwünschtermaßen ist der Außendurchmesser isolierter Leiter des gesuchten Kabels ausreichend klein, so dass die Leiter mit derartigen existierenden Verbindersystemen abgeschlossen werden können. Ferner sollte jede Anordnung, die als eine Lösung für das Problem vorgeschlagen wird, eine sein, welche keinen übermäßigen Raumanteil belegt, und eine, welche eine möglichst einfache Verbindungsanordnung ermöglicht. Es besteht eine Notwendigkeit Kabel bereitzustellen, die Datenraten bis zu Gigabits pro Sekunde, fehlerfrei von Stationen zu Zentralen oder zwischen Computerschränken, welche über vergleichbare Strecken von Haupträumen getrennt sind, übertragen können, welche leicht installiert, und leicht in Gebäudearchitekturen einsetzbar, und sicher und beständig sind.
Es dürfte sich verstehen, dass die vorstehend beschriebenen Anordnungen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung dienen.

Claims

Leitungsmittel (20), umfassend: ein erstes Leiterpaar (42–42) mit zwei metallischen Leitern (44), wovon jeder eine gegebene Menge an Metall pro Länge des Leiters enthält, und wobei die zwei Leiter (44) mit einer vorgegebenen Umdrehungsrate pro Länge des Leiterpaares miteinander verdrillt sind; wenigstens ein zusätzliches Leiterpaar (42–42), ebenfalls mit zwei metallischen Leitern (44), wovon jeder eine vorgegebene Menge an Metall pro Länge des Leiters enthält, und wobei die zwei Leiter (44) mit einer vorgegebenen Umdrehungsrate pro Länge des Leiterpaares miteinander verdrillt sind, welche sich von der Verdrillungslänge des ersten Leiterpaares (42–42) unterscheidet; dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter (44) mit einer Leiterisolation (46) beschichtet ist, und wobei die Menge des pro Länge des Leiters in dem zusätzlichen Leiterpaar (42–42) verwendeten Metalls sich von der Menge des Metalls pro Länge des Leiters des ersten Leiterpaares (42-42) in einer Weise unterscheidet, die sicherstellt, daß das zusätzliche Leiterpaar (42–42) im wesentlichen die gleiche Einfügungsdämpfung aufweist wie das erste Leiterpaar (42–42).
Leitungsmittel nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Dicke der Isolation (46) auf jedem Leiter (44) des zusätzlichen Leiterpaares (42–42) sich von der vorgegebenen Dicke der Isolation (46) auf jedem Leiter (44) des ersten Leiterpaares (42–42) unterscheidet.
Leitungsmittel nach Anspruch 1, wobei vier Paare metallischer Leiter (24) vorhanden sind.
Leitungsmittel nach Anspruch 3, wobei die zwei verdrillten Paare (42–42) mit den kürzesten Verdrillungslängen diagonal zueinander angeordnet sind.
Leitungsmittel nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Ummantelung (58), welche aus einem Material mit flammhemmenden und rauchunterdrückenden Eigenschaften hergestellt ist.
Leitungsmittel nach Anspruch 1, wobei die Isolation (46) der metallischen Leiter (44) aus einem Material mit flammhemmenden und rauchunterdrückenden Eigenschaften hergestellt ist.
Leitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die vorgegebene Dicke der Isolation (46) auf jedem Leiter (44) der zusätzlichen Leiterpaare (42–42) sich von der vorgegebenen Dicke der Isolation (46) auf jedem Leiter (44) des ersten Leiterpaares (42–42) in einer Weise unterscheidet, die sicherstellt, daß der für das zusätzliche Leiterpaar (42–42) gemessene charakteristische Leitungswiderstand im wesentlichen gleich dem für das erste Leiterpaar (42–42) gemessenen charakteristischen Leitungswiderstand ist.
Lokales Netzwerk (LAN), umfassend: Leitungsmittel gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wenigstens erste und zweite Kommunikationsvorrichtungen (22, 23), die miteinander so verbunden sind, daß Kommunikationssignale zwischen diesen Vorrichtungen mittels der Leitungsmittel transportierbar sind.