EP1028435A2 - Data cable - Google Patents

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EP1028435A2
EP1028435A2 EP00102841A EP00102841A EP1028435A2 EP 1028435 A2 EP1028435 A2 EP 1028435A2 EP 00102841 A EP00102841 A EP 00102841A EP 00102841 A EP00102841 A EP 00102841A EP 1028435 A2 EP1028435 A2 EP 1028435A2
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EP
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data cable
shield
cable
cable according
common
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EP00102841A
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Jörg Bör
Thomas Delzepich
Stephan Gorgeis
Karl Lesten
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Kerpenwerk & Co GmbH
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Kerpenwerk & Co GmbH
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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
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources

Definitions

  • the transmission channels over which this data is transported have to meet certain minimum requirements in order to achieve the to support the respective transmission process and thus a trouble-free To enable data transmission.
  • symmetrical data cable with twisted pair or four stranded wires consist of polymer-insulated copper wires.
  • the cables are permanently installed in a building and therefore not easily interchangeable. That means that today already laid cables to meet the requirements of the next generation of active components and transmission methods are sufficient have to.
  • the characteristic impedance is initially a system parameter.
  • In such an ideally adapted transmission system would be a data transmission that is not subject to losses due to reflection possible.
  • the reflection loss is defined as a measure of the freedom from reflection. This quantity indicates the ratio of transmitted signal power reflected signal power and thus describes the uniformity a transmission channel with respect to the wave resistance determining sizes.
  • the attenuation describes the ratio of received Signal power to signal power sent in the transmission link losses incurred. For a given wave resistance the attenuation essentially from the cross section of the copper conductor dependent and can only be slightly through further design measures to be changed.
  • the crosstalk describes data cables that have multiple transmission channels involve the electromagnetic interaction between the individual transmission channels. This interaction means that the signal transmitted in a channel is a disturbance in another channel is received. To this electromagnetic Reducing interaction is a high electrical and geometric Symmetry of the individual stranding elements required. On large distance between the individual stranding elements also contributes to a good crosstalk.
  • Symmetrical data cables consist of pairs or pairs Four stranded veins. Each wire is one with an extruded one Copper wire surrounded by polymer material.
  • Electromagnetic decoupling causes the twist lengths of the individual elements can be chosen differently. By a appropriate matching of the ratios of the twist lengths of the different This can be done by twisting elements of a data cable Decoupling and thus crosstalk can be optimized.
  • the preferred four-pair data cables are six Optimize pair combinations. That means the four Twist lengths determined taking into account the manufacturing accuracy must be that all six ratios are optimal.
  • a very effective measure to improve crosstalk is to electromagnetic the individual stranding elements against each other shield it by placing it with electrically conductive Surrounds materials (see Utility Model No. 295 18 525.2; Kerpen).
  • the shielding of the individual pairs is both from the use of materials and significantly more complex in terms of production costs.
  • Data cables with individually shielded stranding elements are considerable thicker and significantly more expensive than cables with only one joint Umbrella. In addition, such data cables exceed transmission requirements often so far that this Effort doesn't seem justified.
  • the invention is based on the object of a data cable To provide, which the existing Requirements are sufficient.
  • the invention proposes a data cable, which by two stranded cable elements are marked, each consist of a twisted pair of cables and the one common shield are surrounded.
  • the shield can comprise a metal-coated polymer film, be extruded from conductive material and / or an electrolytic have applied metal layer.
  • Cable elements Due to the shielding of the two stranded together Cable elements can easily shield several such Cable element pairs arranged under a common outer jacket become. This way you can easily connect with more data cables are provided as four cables that are relatively inexpensive meet modern requirements.
  • the common outer jacket preferably has a flame-retardant, halogen-free polymer blend on, making the cable most modern Requirements are sufficient.
  • cable element pairs shielded in this way can be connected in parallel be arranged to each other, so that such a data cable with relatively small bending radii can be laid.
  • This common cable shield can be a metal-coated polymer film or a braid made of metal wires, preferably tinned Copper wires.
  • a preferred embodiment which is shown in the figure, are two pairs of cable elements according to the invention next to each other a common screen 5, which in this embodiment a braid made of metal wires and which one common outer jacket 6 is encased.
  • the through the parallel Arrangement-related oval shape of the data cable offers advantages when laying, since the permissible bending radius is according to the flat Page is calculated and thus significantly lower than comparable, four-wire data cables in conventional round design.
  • each cable element pair consists from two stranded cable elements 3, through a single shield 4, which in the present embodiment consists of polyester film coated with aluminum are.
  • Each of the stranded cable elements 3 consists of two Individual cables, each in the present embodiment a bare copper cable 1, which is foamed from an insulation 2 Polyurethane is surrounded, are formed.

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Abstract

The data cable has two cable elements that are twisted together and enclosed by a common screen as a twisted cable pair (3). The common screen (4) contains a metal-coated polymer foil, can be at least partly extruded from a conductive material and can contain an electrolytically applied metal coating.

Description

Die Entwicklung der kommunikationstechnischen Infrastruktur in den letzten Jahren führt zu einem wachsenden Bandbreitenbedarf an Datenkabeln. Gerade die Übermittlung sich verändernder graphischer Darstellungen (z.B. CATV) erfordert die Übertragung größter Datenmengen in sehr kurzer Zeit mit einem hohen Anspruch an Störsicherheit.The development of the communication technology infrastructure in the In recent years there has been a growing need for bandwidth in data cables. Especially the transmission of changing graphic Representations (e.g. CATV) require the transfer of large amounts of data in a very short time with a high level of interference immunity.

Die Übertragungskanäle, über welche diese Daten transportiert werden, müssen gewissen Minimalanforderungen genügen, um die jeweiligen Übertragungsverfahren zu unterstützen und damit eine störungsfreie Datenübertragung zu ermöglichen.The transmission channels over which this data is transported have to meet certain minimum requirements in order to achieve the to support the respective transmission process and thus a trouble-free To enable data transmission.

Für die oben beschriebenen Anwendungen werden vorzugsweise symmetrische Datenkabel mit paar- oder viererverseilten Adern, die aus polymerisolierten Kupferdrähten bestehen, verwendet. Im Gegensatz zu den kurzlebigen aktiven Komponenten und den ebenfalls einer sehr schnellen Entwicklung unterliegenden Übertragungsverfahren wird für derartige Kabel eine hohe Lebensdauer von 15 bis 20 Jahren erwartet. Die Kabel sind in einem Gebäude fest installiert und somit nicht ohne weiteres austauschbar. Das bedeutet, dass heute verlegte Kabel bereits den Anforderungen der übernächsten Generation von aktiven Komponenten und Übertragungsverfahren genügen müssen. For the applications described above are preferred symmetrical data cable with twisted pair or four stranded wires consist of polymer-insulated copper wires. In contrast to the short-lived active components and also a transmission process that is subject to very rapid development will have a long lifespan of 15 to Expected 20 years. The cables are permanently installed in a building and therefore not easily interchangeable. That means that today already laid cables to meet the requirements of the next generation of active components and transmission methods are sufficient have to.

Aus diesem Grund wurden an die Kabelentwicklung in den letzten Jahren schon sehr hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere sind dabei die Parameter Wellenwiderstand, Dämpfung und Nebensprechen zu beachten.For this reason, cable development has been in the past Very high demands for years. In particular are the parameters wave resistance, attenuation and crosstalk to consider.

Der Wellenwiderstand ist zunächst eine Systemkenngröße. Haben alle Komponenten in einer elektrischen Übertragungsstrecke exakt denselben Wellenwiderstand, kann eine reflexionsfreie Übertragung erfolgen. In einem solchen ideal angepassten Übertragungssystem wäre eine nicht mit Verlusten durch Reflexion behaftete Datenübertragung möglich. Da aber diese Forderung in der Praxis nicht realisierbar ist, ist die Reflexionsdämpfung als Maß für die Reflexionsfreiheit definiert. Diese Größe gibt das Verhältnis von übertragener Signalleistung zu reflektierter Signalleistung an und beschreibt somit die Gleichmäßigkeit eines Übertragungskanals hinsichtlich der den Wellenwiderstand bestimmenden Größen.The characteristic impedance is initially a system parameter. Everyone has Components in an electrical transmission link exactly same wave resistance, can be a reflection-free transmission respectively. In such an ideally adapted transmission system would be a data transmission that is not subject to losses due to reflection possible. But since this requirement cannot be met in practice, the reflection loss is defined as a measure of the freedom from reflection. This quantity indicates the ratio of transmitted signal power reflected signal power and thus describes the uniformity a transmission channel with respect to the wave resistance determining sizes.

Um in einem Datenkabel eine hohe Reflexionsdämpfung zu erreichen, dürfen sich die elektrischen und geometrischen Eigenschaften über die gesamte Kabellänge möglichst wenig ändern. Dazu ist eine sehr gleichmäßige Fertigung und eine große Stabilität des Verseilverbandes erforderlich. Hierbei hat sich die Fixierung der Verseilelemente als nützlich erwiesen.To achieve high reflection loss in a data cable, may the electrical and geometric properties over the Change the entire cable length as little as possible. This is a very Uniform production and great stability of the stranding association required. Here, the fixation of the stranding elements has proven useful.

Die Dämpfung beschreibt als Verhältnis von empfangener Signalleistung zu gesendeter Signalleistung die in der Übertragungsstrecke entstehenden Verluste. Bei vorgegebenem Wellenwiderstand ist die Dämpfung im wesentlichen vom Querschnitt des Kupferleiters abhängig und kann durch weitere konstruktive Maßnahmen nur geringfügig verändert werden.The attenuation describes the ratio of received Signal power to signal power sent in the transmission link losses incurred. For a given wave resistance the attenuation essentially from the cross section of the copper conductor dependent and can only be slightly through further design measures to be changed.

Das Nebensprechen beschreibt bei Datenkabeln, die mehrere Übertragungskanäle beinhalten, die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen den einzelnen Übertragungskanälen. Diese Wechselwirkung bedeutet, dass das in einem Kanal übertragene Signal als Störung in einem anderen Kanal empfangen wird. Um diese elektromagnetische Wechselwirkung zu reduzieren, ist eine hohe elektrische und geometrische Symmetrie der einzelnen Verseilelemente erforderlich. Ein großer Abstand zwischen den einzelnen Verseilelementen trägt ebenfalls zu einem guten Nebensprechen bei.The crosstalk describes data cables that have multiple transmission channels involve the electromagnetic interaction between the individual transmission channels. This interaction means that the signal transmitted in a channel is a disturbance in another channel is received. To this electromagnetic Reducing interaction is a high electrical and geometric Symmetry of the individual stranding elements required. On large distance between the individual stranding elements also contributes to a good crosstalk.

Symmetrische Datenkabel bestehen aus miteinander zu Paaren oder Vierern verseilten Adern. Jede Ader ist ein mit einem extrudierten Polymermaterial umgebener Kupferdraht.Symmetrical data cables consist of pairs or pairs Four stranded veins. Each wire is one with an extruded one Copper wire surrounded by polymer material.

Bei der Verseilung der Adern zu Paaren oder Vierern wird eine elektromagnetische Entkopplung dadurch bewirkt, dass die Drallängen der einzelnen Elemente unterschiedlich gewählt werden. Durch eine geeignete Abstimmung der Verhältnisse der Drallängen der verschiedenen Verseilelemente eines Datenkabels untereinander kann diese Entkopplung und damit das Nebensprechen optimiert werden.When the wires are twisted into pairs or fours, one becomes Electromagnetic decoupling causes the twist lengths of the individual elements can be chosen differently. By a appropriate matching of the ratios of the twist lengths of the different This can be done by twisting elements of a data cable Decoupling and thus crosstalk can be optimized.

Allerdings sind bei den bevorzugten vierpaarigen Datenkabeln sechs Paarkombinationen zu optimieren. Das bedeutet, dass die vier Drallängen unter Berücksichtigung der Fertigungsgenauigkeit so festgelegt werden müssen, dass alle sechs Verhältnisse optimal werden. However, the preferred four-pair data cables are six Optimize pair combinations. That means the four Twist lengths determined taking into account the manufacturing accuracy must be that all six ratios are optimal.

Dabei kristallisiert sieh immer ein Drallängen-Verhältnis als das schwächste heraus. Darüber hinaus führt es zu Problemen, wenn die Drallängen der verschiedenen Paare zu weit auseinander liegen. Dadurch ergeben sich in diesen Paaren sehr unterschiedliche Signallaufzeiten, was bei einigen Übertragungsverfahren erhebliche Störungen der Datenübertragung verursacht.Always see a swirl length ratio crystallized as that weakest out. It also creates problems when the Twist lengths of the different pairs are too far apart. This results in very different signal propagation times in these pairs, which is significant interference with some transmission methods the data transmission caused.

Eine sehr wirkungsvolle Maßnahme zur Verbesserung des Nebensprechens ist es, die einzelnen Verseilelemente gegeneinander elektromagnetisch abzuschirmen, indem man sie mit elektrisch leitfähigen Materialien umgibt (vgl. Gebrauchsmuster Nr. 295 18 525.2; Kerpen). Die Abschirmung der einzelnen Paare ist jedoch sowohl vom Materialeinsatz als auch vom Fertigungsaufwand her bedeutend aufwendiger. Datenkabel mit einzeln abgeschirmten Verseilelementen sind erheblich dicker und deutlich teurer als Kabel mit nur einem gemeinsamen Schirm. Darüber hinaus übertreffen derartige Datenkabel die übertragungstechnischen Anforderungen oftmals soweit, dass dieser Aufwand nicht gerechtfertigt erscheint.A very effective measure to improve crosstalk is to electromagnetic the individual stranding elements against each other shield it by placing it with electrically conductive Surrounds materials (see Utility Model No. 295 18 525.2; Kerpen). The shielding of the individual pairs is both from the use of materials and significantly more complex in terms of production costs. Data cables with individually shielded stranding elements are considerable thicker and significantly more expensive than cables with only one joint Umbrella. In addition, such data cables exceed transmission requirements often so far that this Effort doesn't seem justified.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Datenkabel bereitzustellen, welches in kostengünstiger Weise den bestehenden Anforderungen genügt.The invention is based on the object of a data cable To provide, which the existing Requirements are sufficient.

Als Lösung schlägt die Erfindung ein Datenkabel vor, welches durch zwei miteinander verseilte Kabelelemente gekennzeichnet ist, die jeweils aus einem in sich verseilten Kabelpaar bestehen und die von einer gemeinsamen Abschirmung umgeben sind. As a solution, the invention proposes a data cable, which by two stranded cable elements are marked, each consist of a twisted pair of cables and the one common shield are surrounded.

Hierdurch wird ein Kompromiss zwischen einer aufwendigen Paarschirmung und einer anspruchsvollen Abstimmung von Drallängen-Verhältnissen erreicht, da jeweils nur die beiden miteinander verseilten Kabelelemente in der Verseilung ihrer Einzelkabel abgestimmt werden müssen. Hierdurch kann das Drallängen-Verhältnis ohne weiteres optimiert werden.This is a compromise between complex pair shielding and a sophisticated coordination of swirl length ratios reached, since only the two stranded together Cable elements in the stranding of their individual cables can be coordinated have to. As a result, the swirl length ratio can be easily be optimized.

Die Abschirmung kann eine metallbeschichtete Polymerfolie umfassen, aus leitfähigem Material extrudiert sein und/oder eine elektrolytisch aufgebrachte Metallschicht aufweisen.The shield can comprise a metal-coated polymer film, be extruded from conductive material and / or an electrolytic have applied metal layer.

Bedingt durch die Abschirmung der jeweils zwei miteinander verseilten Kabelelemente können ohne weiteres mehrere derartig abgeschirmte Kabelelementpaare unter einem gemeinsamen Außenmantel angeordnet werden. Auf diese Weise können ohne weiteres Datenkabel mit mehr als vier Kabel bereitgestellt werden, die verhältnismäßig kostengünstig modernen Anforderungen genügen.Due to the shielding of the two stranded together Cable elements can easily shield several such Cable element pairs arranged under a common outer jacket become. This way you can easily connect with more data cables are provided as four cables that are relatively inexpensive meet modern requirements.

Vorzugsweise weist der gemeinsame Außenmantel eine flammwidrige, halogenfreie Polymermischung auf, so dass das Kabel modernsten Anforderungen genügt.The common outer jacket preferably has a flame-retardant, halogen-free polymer blend on, making the cable most modern Requirements are sufficient.

Insbesondere können derartig abgeschirmte Kabelelementpaare parallel zueinander angeordnet sein, so dass ein derartiges Datenkabel auch mit verhältnismäßig kleinen Biegeradien verlegt werden kann.In particular, cable element pairs shielded in this way can be connected in parallel be arranged to each other, so that such a data cable with relatively small bending radii can be laid.

In vorstehendem Zusammenhang besteht somit ein abgeschirmtes Kabelelementpaar aus jeweils zwei erfindungsgemäßen Kabelelementen, die jeweils ein in sich verseiltes Kabelpaar umfassen, und weist somit insgesamt vier Kabel auf.In the above context, there is a shielded one Cable element pair, each consisting of two cable elements according to the invention, each comprising a twisted pair of cables, and has thus a total of four cables.

Vorzugsweise ist unter dem gemeinsamen Außenmantel noch ein gemeinsamer Kabelschirm, der einem zusätzlichen §screening" (Abschirmung nach außen) dient, angeordnet.There is preferably still one under the common outer jacket common cable shield that provides additional §screening " (Shielding to the outside) is used.

Dieser gemeinsame Kabelschirm kann eine metallbeschichtete Polymerfolie bzw. ein Geflecht aus Metalldrähten, vorzugsweise aus verzinnten Kupferdrähten, umfassen.This common cable shield can be a metal-coated polymer film or a braid made of metal wires, preferably tinned Copper wires.

In einer bevorzugten Ausführungsform, die in der Figur dargestellt ist, liegen zwei erfindungsgemäße Kabelelementpaare nebeneinander unter einem gemeinsamen Schirm 5, welcher bei dieser Ausführungsform aus einem Geflecht aus Metalldrähten besteht und welcher von einem gemeinsamen Außenmantel 6 umhüllt wird. Die durch die parallele Anordnung bedingte ovale Außenform des Datenkabels bietet Vorteile bei der Verlegung, da der zulässige Biegeradius sich nach der flachen Seite berechnet und somit deutlich geringer ist als bei vergleichbaren, vieradrigen Datenkabeln in konventioneller runder Ausführung.In a preferred embodiment, which is shown in the figure, are two pairs of cable elements according to the invention next to each other a common screen 5, which in this embodiment a braid made of metal wires and which one common outer jacket 6 is encased. The through the parallel Arrangement-related oval shape of the data cable offers advantages when laying, since the permissible bending radius is according to the flat Page is calculated and thus significantly lower than comparable, four-wire data cables in conventional round design.

Wie unmittelbar aus der Zeichnung ersichtlich, besteht jedes Kabelelementpaar aus zwei miteinander verseilten Kabelelementen 3, die durch eine Einzelabschirmung 4, welche in vorliegendem Ausführungsbeispiel aus mit Aluminium bedampfter Polyesterfolie besteht, umgeben sind. Jedes der verseilten Kabelelemente 3 besteht aus zwei Einzelkabeln, die in vorliegendem Ausführungsbeispiel jeweils durch ein blankes Kupferkabel 1, welches von einer Isolierung 2 aus geschäumten Polyurethan umgeben ist, gebildet sind.As can be seen directly from the drawing, each cable element pair consists from two stranded cable elements 3, through a single shield 4, which in the present embodiment consists of polyester film coated with aluminum are. Each of the stranded cable elements 3 consists of two Individual cables, each in the present embodiment a bare copper cable 1, which is foamed from an insulation 2 Polyurethane is surrounded, are formed.

Claims (10)

Datenkabel, gekennzeichnet durch zwei miteinander verseilte Kabelelemente, die jeweils aus einem in sich verseilten Kabelpaar (3) bestehen und die von einer gemeinsamen Abschirmung (4) umgeben sind.Data cable, characterized by two cable elements twisted together, each consisting of a twisted pair of cables (3) and surrounded by a common shield (4). Datenkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Abschirmung (4) eine metallbeschichtete Polymerfolie umfasst.Data cable according to claim 1, characterized in that the shield (4) comprises a metal-coated polymer film. Datenkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Abschirmung (4), wenigstens teilweise, aus leitfähigem Material extrudiert ist.Data cable according to claim 1 or 2, characterized in that the shield (4) is at least partially extruded from conductive material. Datenkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (4) eine elektrolytisch aufgebrachte Metallschicht umfasst.Data cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shield (4) comprises an electrolytically applied metal layer. Datenkabel nach einem Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens zwei abgeschirmte Kabelelementpaare, die unter einem gemeinsamen Außenmantel (6) angeordnet sind.Data cable according to one of claims 1 to 4, characterized by at least two shielded cable element pairs, which are arranged under a common outer jacket (6). Datenkabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Außenmantel (6) eine flammwidrige, halogenfreie Polymermischung aufweist. Data cable according to claim 5, characterized in that the common outer jacket (6) has a flame-retardant, halogen-free polymer mixture. Datenkabel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Kabelelementpaare parallel zueinander angeordnet sind.Data cable according to claim 5 or 6, characterized in that the cable element pairs are arranged parallel to each other. Datenkabel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem gemeinsamen Außenmantel (6) ein gemeinsamer Kabelschirm (5) vorgesehen ist.Data cable according to one of claims 5 to 7, characterized in that a common cable shield (5) is provided under the common outer jacket (6). Datenkabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Kabelschirm (5) eine metallbeschichtete Polymerfolie umfasst.Data cable according to claim 8, characterized in that the common cable shield (5) comprises a metal-coated polymer film. Datenkabel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass der gemeinsame Kabelschirm (5) ein Geflecht aus Metalldrähten, vorzugsweise aus verzinnten Kupferdrähten, umfasst.Data cable according to claim 8 or 9, characterized in that the common cable shield (5) comprises a braid made of metal wires, preferably of tinned copper wires.
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