EP0942440A1 - Low-crosstalk flexible cable - Google Patents
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- conductors
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- cords
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
Definitions
- the invention relates to a cable of electrical transmission conductors of information.
- each pair of conductors The most common solution for shielding each pair of conductors is to arrange a metallic or metallized ribbon in a helix around each of these pairs, the cable being formed by assembling the shielded pairs in the same sheath protection.
- the operation of individual shielding of the pairs is slow and delicate to put in action.
- the shields individual pairs must be removed to access the conductors, making delicate connection operation usually carried out on site.
- the invention provides a flexible cable having good insulation properties between conductors or between pairs and which, in addition, is of realization and use particularly simple.
- the invention relates, according to a first of its aspects, to a cable for transmission of information which is characterized in that it comprises a central element in the form of a flexible cord and in that the conductors or pairs of conductors at isolate from each other are separated by peripheral cords, also flexible, which are distributed around the central cord, the assembly being maintained thanks to the peripheral sheath.
- the cords are for example made of an insulating material such as polypropylene.
- the central cord and the peripheral cords delimit compartments separating the conductors or the pairs.
- the cords are deformable so as to constitute a cable jam.
- the cords that originally had a circular section deform to fill the gaps between the conductors or pairs. In this way, the space is minimized, that is to say the external diameter of the cable.
- the cords are for example made up of fibers.
- the assembly is preferably surrounded by an external shielding, such as a polyester tape covered with aluminum and possibly a metallic braid, example in tinned copper.
- This external shielding is covered by a sheath, by example in flame retardant polyolefin.
- the cords can also be metallized so as to improve the shielding and therefore increase the crosstalk loss.
- Such a cable can be manufactured with the machines normally used, without that it is necessary to modify these machines and without it being necessary to reduce the manufacturing speeds. Indeed, the installation of the cords is carried out in the same way as the assembly of conductors or pairs.
- the invention relates to a cable for the transmission of information which is characterized in that it comprises at least one cord flexible and deformable in such a way that when the peripheral sheath surrounds the conductors (or pairs of conductors), these conductors exert pressure cells in which the conductors or pairs are housed.
- the cord can also consist of fibers. It can also be metallized to form a shield, at the same time as the outer shield.
- the information transmission cable 10 comprises four pairs of conductors 12, 14, 16 and 18 respectively.
- Each pair for example that of reference 12, conventionally comprises two insulated conductors, 12 1 and 12 2 respectively and a sheath 12 3 enclosing the pair of conductors.
- the pairs of conductors are isolated from each other by compartments 13, 15, 17 and 19 respectively delimited, on the one hand, by a cord central 20 and, on the other hand, by four peripheral cords respectively 22, 24, 26 and 28 applied against the central cord.
- These central and peripheral cords are in a flexible insulating material, such as polypropylene.
- These cords are, in example, made of fibers and are deformable.
- the central bead 20 is, before deformation, of section circular with a diameter of about 2.5 mm, while the peripheral cords 22 to 28 are, also before deformation, of circular section with a diameter lower, of the order of 1.5 mm.
- the peripheral cords 22 to 28 are applied against the central cord 20. All cords and pairs are held by the sheath outer 30.
- the latter comprises, on the one hand, a ribbon 32 of polyester covered of aluminum, on the other hand, around the ribbon 32, a braid 34 of tinned copper and, on the other finally, an external coating 36 made of flame-retardant polyolefin.
- the conductors apply pressure against the central cord and the cords peripheral devices.
- the cords deform and partially fill the gaps or gaps between the pairs. In this way, the cords form a blockage which tends to spread in the volume inside the ribbon. Most of the volume is occupied by the pairs of conductors which are less deformable.
- the cable outside diameter is therefore not determined by the original diameters of the central and peripheral cords.
- each conductor has a core in 0.51mm diameter copper and 1.1mm polyethylene outer insulation diameter, with a central cord of 2.5 mm starting diameter and cords devices with a 1.5 mm initial diameter, we found that we could obtain excellent transmission qualities with a crosstalk of 50 dB at 200 Mhz.
- the origin of this performance comes, on the one hand, from the separation into compartments, and, on the other part, improvement of the longitudinal regularity of the impedance.
- the cable according to the invention is easy to connect because it is not necessary to remove a tape on each pair or on each conductor. Above all, it presents a great flexibility because the separation elements, formed by cords, are flexible.
- the relative distances between pairs are determined, on the one hand, by the dimensions of the central cord, and on the other hand, by the dimensions of the cords peripheral devices.
- the impedance is regular over the length of the cable.
- the number of peripheral cords is at least equal to the number of pairs. he can also be greater than 4.
- each compartment not a pair, but a single conductor.
- the cable can be used for any type of application and, in particular, in the when you need a flexible cable, such as between a wall outlet and a device to be connected such as a computer.
- FIG. 2 The embodiment of the invention which is shown in Figure 2 is distinguishes from that shown in FIG. 1 by the fact that only one bead is provided deformable and flexible 50.
- the peripheral sheath 52 When the peripheral sheath 52 is installed around the assembly of the cord 50 - which, originally, was of circular section - and pairs of conductors 54 and 56 the pressure exerted by the sheath 52 on the pairs 54 and 56 is transmitted to the deformable cord 50 and causes the formation of cells 60 and 62 in which are kept these pairs 54 and 56.
- the pairs 54 and 56 are isolated relative to each other and are held in place, which provides the same advantages as in the embodiment of FIG. 1, namely a minimization of crosstalk, low dispersions of impedances during fabrication and regularity of the impedance in the longitudinal direction for the same cable.
- the cord 50 can be made of fiber insulating and can be metallized.
- the cord (s) can (can) also be made with textile fibers, for example dried cotton fibers. Drying limits the value of the dissipation factor. In general, we will use a material not polar.
Landscapes
- Communication Cables (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Description
L'invention est relative à un câble de conducteurs électriques de transmission d'informations.The invention relates to a cable of electrical transmission conductors of information.
La transmission d'informations par câble électrique s'effectue aujourd'hui avec un grand nombre de conducteurs et à des fréquences très élevées. L'augmentation des fréquences et l'augmentation du nombre d'informations à transmettre en parallèle sur des conducteurs distincts entraíne la nécessité de prévoir des mesures efficaces d'isolation entre les divers conducteurs électriques rassemblés dans un même câble. En effet, le risque de diaphonie augmente avec le nombre de conducteurs et la fréquence. La diaphonie s'exerce par rayonnement des informations transmises sur un conducteur vers un autre conducteur.The transmission of information by electric cable is carried out today with a large number of conductors and at very high frequencies. The increase in frequencies and the increase in the number of information to be transmitted in parallel on separate drivers leads to the need for effective measures insulation between the various electrical conductors gathered in the same cable. In the risk of crosstalk increases with the number of conductors and the frequency. Crosstalk is exerted by radiation of information transmitted on a driver to another driver.
Le plus souvent, les informations sont transmises par paires de conducteurs et, pour éviter la diaphonie, ou paradiaphonie, on isole les paires entre elles. On peut également blinder les paires.Most often, information is transmitted in pairs of conductors and, to avoid crosstalk, or crosstalk, the pairs are isolated from each other. We can also shield the pairs.
La solution la plus courante pour blinder chaque paire de conducteurs est de disposer un ruban métallique ou métallisé en une hélice autour de chacune de ces paires, le câble étant formé par l'assemblage des paires blindées dans une même gaine de protection. L'opération de blindage individuel des paires est lente et délicate à mettre en oeuvre. En outre, pour le raccordement du câble ainsi constitué, les blindages individuels des paires doivent être enlevés pour accéder aux conducteurs, ce qui rend délicate l'opération de raccordement habituellement réalisée sur site.The most common solution for shielding each pair of conductors is to arrange a metallic or metallized ribbon in a helix around each of these pairs, the cable being formed by assembling the shielded pairs in the same sheath protection. The operation of individual shielding of the pairs is slow and delicate to put in action. In addition, for the connection of the cable thus formed, the shields individual pairs must be removed to access the conductors, making delicate connection operation usually carried out on site.
Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé dans le document FR-2 738 947 un câble pour la transmission d'informations dans lequel les blindages électriques des divers conducteurs, notamment les paires, sont constitués par un jonc central à ailettes radiales séparant les paires les unes des autres et assurant un blindage partiel de chacune d'elle, et par un écran périphérique entourant le jonc et l'ensemble des paires, cet écran périphérique complétant ainsi le blindage de chacune des paires. Mais, on a constaté que les ailettes du jonc formant des nervures de renforcement, un câble ainsi réalisé ne convient pas pour de nombreuses applications dans lesquelles on a besoin que le câble soit suffisamment souple.To overcome these drawbacks, it has already been proposed in the document FR-2 738 947 a cable for the transmission of information in which the shields electrical of the various conductors, in particular the pairs, are constituted by a rod central with radial fins separating the pairs from each other and ensuring shielding partial of each of them, and by a peripheral screen surrounding the rod and the whole pairs, this peripheral screen thus completing the shielding of each of the pairs. However, it has been found that the fins of the rod forming reinforcing ribs, a cable thus produced is not suitable for many applications in which needs the cable to be flexible enough.
L'invention fournit un câble souple ayant des bonnes propriétés d'isolement entre conducteurs ou entre paires et qui, en plus, est d'une réalisation et d'une utilisation particulièrement simples. The invention provides a flexible cable having good insulation properties between conductors or between pairs and which, in addition, is of realization and use particularly simple.
L'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un câble pour la transmission d'informations qui est caractérisé en ce qu'il comporte un élément central sous forme de cordon souple et en ce que les conducteurs ou paires de conducteurs à isoler les uns par rapport aux autres sont séparés par des cordons périphériques, également souples, qui sont répartis autour du cordon central, l'ensemble étant maintenu grâce à la gaine périphérique.The invention relates, according to a first of its aspects, to a cable for transmission of information which is characterized in that it comprises a central element in the form of a flexible cord and in that the conductors or pairs of conductors at isolate from each other are separated by peripheral cords, also flexible, which are distributed around the central cord, the assembly being maintained thanks to the peripheral sheath.
Les cordons sont par exemple en un matériau isolant tel que le polypropylène.The cords are for example made of an insulating material such as polypropylene.
Le cordon central et les cordons périphériques délimitent des compartiments séparant les conducteurs ou les paires.The central cord and the peripheral cords delimit compartments separating the conductors or the pairs.
Dans le mode de réalisation préféré, les cordons sont déformables de façon à constituer un bourrage du câble. Dans ce cas, les cordons qui ont, à l'origine, une section circulaire, se déforment pour remplir les intervalles séparant les conducteurs ou paires. De cette manière, on minimise l'encombrement, c'est-à-dire le diamètre externe du câble.In the preferred embodiment, the cords are deformable so as to constitute a cable jam. In this case, the cords that originally had a circular section, deform to fill the gaps between the conductors or pairs. In this way, the space is minimized, that is to say the external diameter of the cable.
Les cordons sont par exemple constitués par des fibres.The cords are for example made up of fibers.
L'ensemble est, de préférence, entouré par un blindage extérieur, tel qu'un ruban de polyester recouvert d'aluminium et, éventuellement, une tresse métallique, par exemple en cuivre étamé. Ce blindage extérieur est recouvert par une gaine, par exemple en polyoléfine ignifugée.The assembly is preferably surrounded by an external shielding, such as a polyester tape covered with aluminum and possibly a metallic braid, example in tinned copper. This external shielding is covered by a sheath, by example in flame retardant polyolefin.
On peut également métalliser les cordons de façon à améliorer le blindage et donc augmenter l'affaiblissement diaphonique.The cords can also be metallized so as to improve the shielding and therefore increase the crosstalk loss.
Un tel câble peut être fabriqué avec les machines utilisées habituellement, sans qu'il soit nécessaire de modifier ces machines et sans qu'il soit nécessaire de diminuer les vitesses de fabrication. En effet, l'installation des cordons s'effectue de la même manière que l'assemblage des conducteurs ou paires.Such a cable can be manufactured with the machines normally used, without that it is necessary to modify these machines and without it being necessary to reduce the manufacturing speeds. Indeed, the installation of the cords is carried out in the same way as the assembly of conductors or pairs.
En outre, les conducteurs ayant pratiquement toujours la même position relative, les dispersions de caractéristiques électriques des câbles fabriqués sont limitées. La position des paires les unes par rapport aux autres reste stable du fait de l'amortissement obtenu avec le bourrage constitué par les cordons. De plus, en raison de la souplesse des cordons et de la simplicité de la structure, les câbles sont particulièrement robustes.In addition, conductors having almost always the same position relative, the dispersions of electrical characteristics of the cables manufactured are limited. The position of the pairs relative to each other remains stable due to the damping obtained with the stuffing formed by the cords. In addition, due the flexibility of the cords and the simplicity of the structure, the cables are particularly robust.
On a constaté que, malgré sa simplicité, une telle structure permettait d'obtenir une excellente isolation diaphonique entre les conducteurs ou paires de conducteurs, pouvant atteindre 50 dB à 200 MHz et cela, même en l'absence de blindage entourant entièrement chaque paire. It has been found that, despite its simplicity, such a structure makes it possible to obtain excellent crosstalk insulation between conductors or pairs of conductors, up to 50 dB at 200 MHz and this, even in the absence of surrounding shielding fully each pair.
L'invention concerne, selon un autre de ses aspects, un câble pour la transmission d'informations qui est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un cordon souple et déformable de façon telle que, lorsque la gaine périphérique entoure les conducteurs (ou paires de conducteurs), ces conducteurs exercent une pression réalisant des alvéoles dans lesquelles se logent les conducteurs ou paires.According to another of its aspects, the invention relates to a cable for the transmission of information which is characterized in that it comprises at least one cord flexible and deformable in such a way that when the peripheral sheath surrounds the conductors (or pairs of conductors), these conductors exert pressure cells in which the conductors or pairs are housed.
Le cordon peut aussi être constitué par des fibres. ll peut aussi être métallisé pour constituer un blindage, en même temps que le blindage extérieur.The cord can also consist of fibers. It can also be metallized to form a shield, at the same time as the outer shield.
ll est à noter que, quel que soit le mode de réalisation, par rapport aux câbles classiques la régularité longitudinale de l'impédance électrique est améliorée, ce qui permet de réaliser des pas torsadés des paires qui sont plus grands qu'avec ces câbles classiques. On sait en effet que le but du torsadage est de régulariser l'impédance en direction longitudinale. Ainsi, avec l'invention, on peut réaliser un pas moyen de torsade de 30 mm, si le pas moyen de torsade, toutes choses restant égales par ailleurs, est de 20 mm avec un câble classique. De cette manière, la fabrication peut s'effectuer de façon plus rapide et le câble est plus aisément raccordable.It should be noted that, whatever the embodiment, with respect to the cables the longitudinal regularity of the electrical impedance is improved, which allows for twisted steps of the pairs which are larger than with these cables classics. We know indeed that the purpose of twisting is to regularize the impedance in longitudinal direction. Thus, with the invention, it is possible to achieve a medium pitch of twisting 30 mm, if the average twisting pitch, all other things being equal, is 20 mm with a conventional cable. In this way, the manufacturing can be carried out faster and the cable is more easily connectable.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente, en coupe transversale, un câble pour la transmission d'informations conforme à l'invention, et
- la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 mais pour une variante.
- FIG. 1 represents, in cross section, a cable for the transmission of information according to the invention, and
- Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 but for a variant.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le câble de transmission
d'informations 10 comprend quatre paires de conducteurs respectivement 12, 14, 16 et
18. Chaque paire, par exemple celle de référence 12, comporte de façon classique
deux conducteurs isolés, respectivement 121 et 122 ainsi qu'une gaine 123 enserrant la
paire de conducteurs.In the example shown in FIG. 1, the
Les paires de conducteurs sont isolées les unes par rapport aux autres grâce à
des compartiments respectivement 13, 15, 17 et 19 délimités, d'une part, par un cordon
central 20 et, d'autre part, par quatre cordons périphériques respectivement 22, 24, 26
et 28 appliqués contre le cordon central. Ces cordons central et périphériques sont en
une matière souple isolante, telle que le polypropylène. Ces cordons sont, dans
l'exemple, constitués de fibres et sont déformables.The pairs of conductors are isolated from each other by
Dans cet exemple, le cordon central 20 est, avant déformation, de section
circulaire d'un diamètre de l'ordre de 2,5 mm, tandis que les cordons périphériques 22
à 28 sont, également avant déformation, de section circulaire avec un diamètre
inférieur, de l'ordre de 1,5 mm.In this example, the
A l'installation les cordons périphériques 22 à 28 sont appliqués contre le
cordon central 20. L'ensemble des cordons et des paires est maintenu par la gaine
extérieure 30. Cette dernière comporte, d'une part, un ruban 32 en polyester couvert
d'aluminium, d'autre part, autour du ruban 32, une tresse 34 en cuivre étamé et, d'autre
part enfin, un enrobage externe 36 en polyoléfine ignifugée. Avant assemblage les
cordons ont une section circulaire. Quand le ruban 32 de la gaine périphérique est mis
en place, les conducteurs exercent une pression contre le cordon central et les cordons
périphériques. Ainsi, les cordons se déforment et remplissent partiellement les intervalles
ou interstices entre les paires. De cette manière, les cordons constituent un bourrage qui
a tendance à se répartir dans le volume à l'intérieur du ruban. La plus grande partie du
volume est occupée par les paires de conducteurs qui sont moins déformables. Le
diamètre extérieur du câble n'est donc pas déterminé par les diamètres d'origine des
cordons central et périphériques.During installation, the
La séparation réalisée entre les paires de conducteurs permet de minimiser la diaphonie car les couplages entre paires diminuent quand la distance entre ces paires augmente. Dans un exemple, pour lequel chaque conducteur comporte une âme en cuivre de 0,51 mm de diamètre et un isolant externe en polyéthylène de 1,1 mm de diamètre, avec un cordon central de 2,5 mm de diamètre de départ et des cordons périphériques de 1,5 mm de diamètre de départ, on a constaté qu'on pouvait obtenir d'excellentes qualités de transmission avec une diaphonie de 50 dB à 200 Mhz. L'origine de ces performances provient, d'une part, de la séparation en compartiments, et, d'autre part, de l'amélioration de la régularité longitudinale de l'impédance.The separation between the pairs of conductors minimizes the crosstalk because the couplings between pairs decrease when the distance between these pairs increases. In one example, for which each conductor has a core in 0.51mm diameter copper and 1.1mm polyethylene outer insulation diameter, with a central cord of 2.5 mm starting diameter and cords devices with a 1.5 mm initial diameter, we found that we could obtain excellent transmission qualities with a crosstalk of 50 dB at 200 Mhz. The origin of this performance comes, on the one hand, from the separation into compartments, and, on the other part, improvement of the longitudinal regularity of the impedance.
Le câble conforme à l'invention est aisé à raccorder car il n'est pas nécessaire d'enlever un ruban sur chaque paire ou sur chaque conducteur. Surtout, il présente une grande souplesse car les éléments de séparation, constitués par des cordons, sont souples.The cable according to the invention is easy to connect because it is not necessary to remove a tape on each pair or on each conductor. Above all, it presents a great flexibility because the separation elements, formed by cords, are flexible.
La fabrication d'un tel câble s'effectue avec les mêmes machines que celles utilisées habituellement, car la pose d'un cordon souple n'est pas différente de la pose d'un conducteur isolé ou d'une paire.The manufacture of such a cable is carried out with the same machines as those usually used, because the installation of a flexible cord is no different from the installation a single conductor or a pair.
Les distances relatives entre paires sont déterminées, d'une part, par les dimensions du cordon central, et d'autre part, par les dimensions des cordons périphériques. Ainsi, il n'y a pas de dispersion des caractéristiques électriques des câbles du fait qu'elles dépendent des dimensions qui peuvent être contrôlées. En outre, comme mentionné ci-dessus, l'impédance est régulière sur la longueur du câble.The relative distances between pairs are determined, on the one hand, by the dimensions of the central cord, and on the other hand, by the dimensions of the cords peripheral devices. Thus, there is no dispersion of the electrical characteristics of the cables because they depend on the dimensions that can be controlled. Furthermore, as mentioned above, the impedance is regular over the length of the cable.
Le nombre de cordons périphériques est au moins égal au nombre de paires. ll peut aussi être supérieur à 4.The number of peripheral cords is at least equal to the number of pairs. he can also be greater than 4.
Par ailleurs, on peut prévoir dans chaque compartiment non pas une paire, mais un conducteur unique. On peut également prévoir dans chaque compartiment un nombre supérieur de conducteurs, par exemple une quarte (quatre conducteurs).Furthermore, it is possible to provide in each compartment not a pair, but a single conductor. One can also provide in each compartment a higher number of conductors, for example a fourth (four conductors).
Le câble peut être utilisé pour tout type d'application et, notamment, dans le cas où l'on a besoin d'un câble souple, comme par exemple entre une prise murale et un appareil à raccorder tel qu'un ordinateur.The cable can be used for any type of application and, in particular, in the when you need a flexible cable, such as between a wall outlet and a device to be connected such as a computer.
Le mode de réalisation le l'invention qui est représenté sur la figure 2 se
distingue de celui représenté sur la figure 1 par le fait qu'on ne prévoit qu'un seul cordon
déformable et souple 50. Quand la gaine périphérique 52 est installée autour de
l'assemblage du cordon 50 - qui, à l'origine, est de section circulaire - et des paires de
conducteurs 54 et 56 la pression exercée par la gaine 52 sur les paires 54 et 56 est
transmise au cordon déformable 50 et entraíne la formation d'alvéoles 60 et 62 dans
lesquelles sont maintenues ces paires 54 et 56. Ainsi, les paires 54 et 56 sont isolées
l'une par rapport à l'autre et sont maintenues en place, ce qui permet d'obtenir les
mêmes avantages que dans le mode de réalisation de la figure 1, à savoir une
minimisation de la diaphonie, des faibles dispersions d'impédances lors de la
fabrication et une régularité de l'impédance en direction longitudinale pour un même
câble.The embodiment of the invention which is shown in Figure 2 is
distinguishes from that shown in FIG. 1 by the fact that only one bead is provided
deformable and flexible 50. When the
Comme dans l'exemple de la figure 1, le cordon 50 peut être réalisé en fibre
isolante et peut être métallisé.As in the example in FIG. 1, the
Pour ces deux modes de réalisation le (ou les) cordon(s) peut (peuvent) aussi être réalisé(s) avec des fibres textiles, par exemple des fibres de coton séché. Le séchage limite la valeur du facteur de dissipation. De façon générale, on utilisera un matériau non polaire.For these two embodiments the cord (s) can (can) also be made with textile fibers, for example dried cotton fibers. Drying limits the value of the dissipation factor. In general, we will use a material not polar.
A la place de cordon(s) en fibres, on peut aussi utiliser un bourrage extrudé en élastomère, notamment en élastomère de silicone.Instead of fiber cord (s), it is also possible to use an extruded filling elastomer, in particular silicone elastomer.
Claims (16)
caractérisé en ce qu'il comporte un cordon central (20) souple et en ce que les conducteurs, ou paires ou quartes de conducteurs, sont séparés par des cordons périphériques (22 à 28), également souples, répartis autour du cordon central, l'ensemble étant entouré par une gaine (30).Information transmission cable comprising a set of conductors, or pairs (12 to 18) or quarter conductors, insulated from each other so as to limit crosstalk between the conductors,
characterized in that it comprises a flexible central cord (20) and in that the conductors, or pairs or quarter of conductors, are separated by peripheral cords (22 to 28), also flexible, distributed around the central cord, l 'whole being surrounded by a sheath (30).
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