EP1215688A1 - Câble de télécommunication à haute fréquence à groupes de fils conducteur - Google Patents

Câble de télécommunication à haute fréquence à groupes de fils conducteur Download PDF

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EP1215688A1
EP1215688A1 EP01403046A EP01403046A EP1215688A1 EP 1215688 A1 EP1215688 A1 EP 1215688A1 EP 01403046 A EP01403046 A EP 01403046A EP 01403046 A EP01403046 A EP 01403046A EP 1215688 A1 EP1215688 A1 EP 1215688A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
groups
rod
cable
wires
section
Prior art date
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Granted
Application number
EP01403046A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1215688B1 (fr
Inventor
Martine Decorps
Thierry Linossier
Francis Poilleaux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silec Cable SAS
Original Assignee
Sagem SA
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Publication date
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Publication of EP1215688B1 publication Critical patent/EP1215688B1/fr
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a cable telecommunications for high frequency signals, especially telephone and / or data processing.
  • the invention relates to a cable of telecommunications comprising several groups of insulated conductors, for example four groups G1, G2, G3 and G4, as shown in Figure 1.
  • the groups are usually symmetrical pairs of conductive wires twisted with respective pitches different p1, p2, p3 and p4 and assembled in a helix with another predetermined step.
  • the pairs of wires G1 to G4 are held together by an external envelope E, while being free relative to each other in envelope E.
  • the pairs overlap each other so that their initial mutual positioning shown in figure 1 is not kept.
  • Figures 2A, 2B and 2C show three examples modification of the relative positioning of the four pairs of insulated conductors.
  • the axes of the pairs G1 to G4 are located at the vertices of a square in a section of the cable.
  • the distances adj and opp can be locally much smaller and can be close to the diameter d of an insulated conductor.
  • N (d) is the average level of near-end crosstalk expressed in dB between two pairs having different pitches and separated by an average distance d expressed in mm
  • N (d 0 ) is the average level of near-end crosstalk expressed in dB between two pairs having identical steps and separated by an average distance d 0 expressed in mm
  • a (d 0 ) is a positive constant depending on d 0 .
  • a cable with four pairs G1, G2, G3 and G4 includes a central rod JC with cross section in Greek cross, that is to say with four fins of identical length and two to two adjacent perpendicular, as shown in figure 3.
  • the radial fins separate the pairs G1 to G4 the each other.
  • the ring is for example made by extrusion of an insulating coating covering two metallic ribbons in a cross shape to form a shielding between pairs.
  • the assembly of the four pairs G1 to G4 is surrounded by an EC screen and a GP protective sheath that seals and cable protection.
  • the EC screen is a ribbon metallic, or a plastic tape covered with a metallic layer.
  • the EC screen is ribboned in a helix around the JC rush and the G1 to G4 pairs.
  • the JC central ring only preserves the spacing minimum between pairs of wires. Pairs in place are only maintained by the EC ribbon screen placed around the assembly of the pairs. The structure of this cable does not prevent geometric defects caused by poor positioning of the pairs when assembling the pairs or by mechanical stresses during handling cable, for example when cable installation.
  • the pair G3 is very eccentric by compared to its correct position against the central rod JC, and the pairs G1 and G2 are significantly offset to the top.
  • the EC peripheral screen matches substantially the square profile of the assembly of pairs and doesn't create a circular arch like shown schematically in Figure 5. The position of the screen in relation to the different pairs is then poorly controlled, which can similarly degrade transmission of high frequency signals in the cable.
  • the set of pairs G1 to G4 with the JC ring is surrounded by a thin retaining sheath GM which is extruded in the form of a cylindrical tube and which is surrounded by the EC screen which is based on the GM sheath, as shown in Figure 3. Maintaining pairs and the positioning of the screen is then provided by the GM extruded support sheath.
  • the GM retaining sheath requires a additional extrusion operation, which increases the cost of the cable.
  • the GM sheath also requires preparation specific cable for connecting ends of the cable pairs at the ends of at least another pair of cables by connectors.
  • the end of the GM retaining sheath must be opened and cleared, either by means of a tearing line, either by means of a tool edged. The connector assembly time is thus increased.
  • the present invention aims to provide a cable for telecommunications comprising four groups of wires insulated conductors, overcoming disadvantages cited above relating to crosstalk couplings between the groups of insulated wires and the retaining sheath internal, while maintaining a relative positioning ideal for groups, such as wire pairs insulated conductors in the cable.
  • a telecommunication cable to high frequency with four wire groups insulated conductors distributed in cross section around a central rod extending longitudinally is characterized in that the cable has a substantially cross section elliptical, and the central rod positions in section transverse four groups of wires substantially at vertices of a rhombus, and the two groups located at ends of the small diagonal of the rhombus have no twist smaller than those of the two groups located at the ends of the long diagonal of the diamond.
  • the two groups having the longest twist pitches are like this positioned at the ends of the long diagonal of the diamond so as to considerably reduce the crosstalk which is predominant in the cables according to the prior art, which increases cable performance.
  • the rod central has a substantially I-shaped cross section whose wings separate the groups of wires.
  • Wire groups such as wire pairs insulated conductors, can be more precisely held at the tops of the rhombus in four cells formed in the rod in cross section and substantially centered at the vertices of the rhombus.
  • These sockets each contain a group of isolated wires and each have an opening leading to outside and having a width less than diameter of the section of the groups of isolated wires.
  • the central rod according to the invention makes as a means of separating and spreading wire groups but also means for keep groups together without requiring additional extrusion of a holding sheath.
  • the width of the cell openings may be even smaller and less than diameter of the insulated wires, which increases the protection and maintenance of groups of wires.
  • the material of the rod is then preferably flexible, allowing some flexibility in terms of openings.
  • the opening of less one cell is between wings hoses of two peripheral segments of the rod.
  • the opening of minus one cell is between the end of a peripheral flexible lever hinged at the end of a substantially radial branch of the rod forming a side of the socket and the end of another branch of the rod forming another side of the cell.
  • a cable high frequency telecommunications Ca has a structure with axial symmetry and includes four groups of wires electric insulated individually 1, 2, 3 and 4.
  • Each insulated electrical conductor consists conventionally by a solid conductor or a strand of fine metal wires 5 and an insulating sheath individual 6 surrounding conductor 5, and has a diameter d.
  • each group includes only two insulated conductors and thus constitutes a symmetrical pair of electrical conductors isolated which are twisted together with a pitch of respective twist.
  • each group can include more than two insulated conductors, for example three or four wires to make up a third or fourth.
  • the Ca cable has a central rod 7a in which are arranged in cross section four circular cells 81a, 82a, 83a and 84a in the form of C, constituting longitudinal grooves for contain groups of wires 1, 2, 3 respectively and 4 and almost wrap them.
  • the diameter of alveoli is substantially equal to the diameter 2d of the group section.
  • the alveoli are arranged in the rod so as to center the four groups of wires 1, 2, 3 and 4 substantially at the vertices S1a, S2a, S3a and S4a of a rhombus.
  • the cable has an axial symmetry passing through the center of the diamond. So groups 1 and 3 are arranged at the ends of the small diagonal of the rhombus and therefore symmetrical with respect to the center of the diamond, and groups 2 and 4 are substantially arranged at the ends of the long diagonal of the rhombus and therefore symmetrical with respect to the center of the diamond.
  • the Ca cable then has a cross section substantially elliptical.
  • groups 1 and 3 contained in the cells 81a and 83a located at the ends S1a and S3a of the small diagonal of the rhombus and thus the closest have short twisting steps p1 and p3 different from each other and smaller than the long twisting steps p2 and p4 different from each other of the two groups 2 and 4 contained in the cells 92a and 94a situated at the ends S2a and S4a of the long diagonal of the rhombus and thus the most distant.
  • the rhombus preferably guarantees the inequalities D C ⁇ D 13 ⁇ D 24 of the distance between two adjacent groups with respect to the length D C of one side of the rhombus, that is to say the distance D 13 between the two close opposite groups 1 and 3 on the small diagonal is shorter than the distance D 24 of the two distant opposite groups 2 and 4 on the large diagonal. This ensures a much weaker crosstalk coupling between the groups of wires 2 and 4 having the longest twisting steps, while maintaining a relatively large distance D C between adjacent groups.
  • each cell 81a to 84a has a radial opening 91a to 94a located at the periphery of the rod 7a and opening outwards.
  • the width l of the opening is less than diameter 2d of the section of a group of wires for that the group contained in the cell cannot escape from the socket.
  • the opening width l is greater than the diameter d of an insulated wire 5-6 in order to ability to easily pull end or part a group thread contained in the cell, by example when preparing a connection for this wire with a wire from another cable.
  • the small axis of the rod 7a is thus greater than 4d.
  • Wire groups 1 to 4 are perfectly held at the bottom of the cells 81a to 84a.
  • the elliptical periphery of the rod 7a allows a screen (See figure 7) metallic, or plastic coated with a metallic layer, to rest on the without altering the relative positioning of the groups of sons who are not in contact with the screen thanks to the small width of the openings 91a at 94a.
  • the groups of wires are thus stabilized at fixed positions in the cable only by the very slightly open cells, and so by the section transverse of the central rod 7a substantially crosswise recirculated, which improves the performance of cable transmission, especially when mechanical handling of the cable.
  • the cable Cb has a rod 7b which has a cross section with four straight branches substantially identical radial 71b to 74b, forming cell sides and terminated by segments elliptical devices 75b to 78b forming double gallows.
  • the rod 7b thus has substantially a cross-section in potent cross.
  • the alveoli 81b to 84b of the rod 7b are equally distributed to the vertices of a central rhombus but have a section appreciably lozenge whose side is substantially greater than the diameter 2d of the group section.
  • each cell 81b to 84b located at the end of the diagonal substantially radial of it, an opening 91b is made to 94b between the ends of two segments elliptical neighbors of the rod 7b.
  • the two branches and the wings of two segments framing a cell are substantially tangent to the elliptical section enveloping group of sons contained in the cell.
  • the width l of the openings 91b to 94b is still less than 2d, and may be less than diameter d of insulated wires 5-6.
  • the wings peripheral segments 75b to 78b are flexible and have their connections with the respective branches 71b to 74b substantially thinned to form flexible hinges.
  • the wings of two segments neighbors limiting an alveolus bend toward the exterior thanks to the flexible hinges to release one end or part of a group wire contained in the socket.
  • a metallic screen or in part metallic ECb which surrounds the rod 7b and rests on the elliptical peripheral segments 75b to 78b of the rod 7b, as well as a cylindrical protective sheath extruded GPb.
  • the screen and protective sheath assembly can also be provided for others cable embodiments of the invention illustrated in Figures 6 to 9.
  • the opening 91c to 94c of a cell 81c to 84c in the rod 7c of the cable Cc is provided between the free end of a flexible lever device in respective elliptical segment 75c to 78c articulated by flexible hinge at the end of a respective branch 71c to 74c of the rod 7c forming a side of the socket, and the hinged end of the respective next adjacent branch 72c, 73c, 74c, 71c forming the other side of the cell.
  • the levers 75c to 78c being longer than the wings of segments 75b to 78b, the travel of levers around the flexible hinged ends of the branches 71c to 74c is larger and therefore the width of the openings 91c to 94c can be much smaller than that of openings 91b to 94b, and significantly smaller than the diameter d of the wires isolated 5-6. This further improves protection and maintenance of groups of wires in the rod.
  • the rod 7d has still a substantially I-shaped cross section able to position the four groups of wires 1, 2, 3 and 4 at vertices S1d, S2d, S3d and S4d of diamond.
  • the branches 71d to 74d of the rod 7d to ends of the I separate the groups of wires.
  • the branches 72d-73d, 74d-71d of the I-section of the rod 5d form ves to support respectively the two groups of wires 2 and 4 with long pitch positioned at the ends S2d and S4d of the long diagonal of the diamond.
  • the other two groups of wires 1 and 3 with steps short positioned at the ends S1d and S3d of the small diagonal of the rhombus are located between the branches, against the core of the I-shaped section of the rod 7d.
  • the pairs of branches 72d-73d and 74d-71d of the 5d rod substantially constitute symmetrical ves and open to the outside with respect to the cable axis Cd, the sides of the vee being able to be appreciably circular or elliptical.
  • the soul of the 5d rod enters the vee can be rectangular hollow or full.
  • the cells 91d and 93d containing the groups of wires 1 and 3 with short steps are substantially hexagonal and have openings 91d and 93d parallel to the core of the 5d rod and located at the ends of the small axis of the elliptical section of the rod.
  • the two others cells 82d and 84d containing the groups of wires 2 and 4 with long steps are substantially pentagonal and have openings 92d and 94d located in front the ends of the core of the 5d rod and at the ends of the major axis of the elliptical section of the rod.
  • the openings 91d to 94d are thus each included between ends of substantially bent segments or ellipticals 75d to 78d with flexible wings, of analogous to cable Cb ( Figure 7).
  • the rod 7a, 7b, 7c, 7d is helical around its longitudinal axis.
  • the alveoli are thus cross sections of grooves extending parallel and helically around the axis of the rod.
  • the helical shape of the rod can come directly from its manufacture, for example by extrusion.
  • the shape helical grooves result from a twist of the rod around its axis during an operation helix assembly of groups.
  • the material of the rod is then preferably flexible enough to withstand a twist when assembling with wire groups and deformable enough to flex the segment wings 75b to 78b, 75d to 78d or levers 75c to 78c peripherals of the rod to insert or remove insulated wires 5-6.
  • the central rod 7a, 7b, 7c, 7d is preferably made of flexible dielectric material, for example manufactured by extrusion, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, or elastomer. According to one another variant, the rod is made of a material flexible semiconductor polymer.
  • the rod 7a, 7b, 7c, 7d is made of a flexible dielectric material covered with a conductive surface layer electrically, such as a layer of varnish, graphite or metal.
  • the central rod 7a, 7b, 7c, 7d has a frame of metallic material covered with an electrically insulating layer forming a surface coating of the reinforcement.

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Abstract

Le câble est du type comprenant des groupes de fils conducteurs isolés (1 à 4) répartis en section transversale autour d'un jonc central (7a) s'étendant longitudinalement. Afin de maintenir les groupes de fils, tels que paires, à des positions relatives fixes et éviter le recours à une gaine de maintien interne extrudée, le jonc comporte des alvéoles (81a-84a) contenant chacune un groupe de fils isolés et débouchant vers l'extérieur, et chaque alvéole a une ouverture (91a-94a) avec une largeur inférieure au diamètre de la section des groupes de fils isolés. L'ouverture de chaque alvéole permet le passage d'un fil isolé tout en empêchant l'échappement du groupe que l'alvéole contient. En outre, les couplages diaphoniques entre groupes de fils sont diminués grâce à une répartition transversale des groupes aux sommets d'un losange, les deux groupes ayant des pas de torsage les plus longs étant positionnés aux extrémités de la grande diagonale du losange. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un câble de télécommunication pour signaux à haute fréquence, notamment téléphonique et/ou téléinformatique.
Plus précisément, l'invention concerne un câble de télécommunication comprenant plusieurs groupes de fils conducteurs isolés, par exemple quatre groupes G1, G2, G3 et G4, comme montré à la figure 1. Les groupes sont généralement des paires symétriques de fils conducteurs torsadées avec des pas respectifs différents p1, p2, p3 et p4 et assemblées en hélice avec un autre pas prédéterminé. Dans un tel cas, les paires de fils G1 à G4 sont maintenues ensemble par une enveloppe externe E, tout en étant libres les unes par rapport aux autres dans l'enveloppe E. Du fait de la géométrie non cylindrique des paires et en outre sous l'influence de contraintes mécaniques exercées sur le câble, par exemple lors de l'opération d'assemblage des paires ou lors de manipulations ultérieures du câble, les paires s'imbriquent les unes dans les autres si bien que leur positionnement mutuel initial montré à la figure 1 n'est pas conservé.
Les figures 2A, 2B et 2C montrent trois exemples de modification du positionnement relatif des quatre paires de fils conducteurs isolés.
Ainsi, dans la configuration "idéale" représentée à la figure 1, les axes des paires G1 à G4 sont situés aux sommets d'un carré dans une section du câble. La distance moyenne entre deux paires adjacentes, telles que les paires G1 et G2, est dadj = 2 d, et la distance moyenne entre deux paires opposées, telles que les paires G2 et G4, est dopp = 2 2 d, d dénotant le diamètre d'un conducteur isolé. Selon les figures 2A, 2B, 2C, les distances dadj et dopp peuvent être localement beaucoup plus petites et peuvent avoisiner le diamètre d d'un conducteur isolé.
Le couplage diaphonique entre deux paires est très dépendant de la distance dadj, dopp entre deux paires : plus les paires sont distantes plus le couplage diaphonique est faible. La formule empirique suivante traduit cette dépendance du couplage diaphonique par rapport à la distance entre deux paires :
Figure 00020001
où
N(d) est le niveau moyen d'affaiblissement paradiaphonique exprimé en dB entre deux paires ayant des pas différents et séparées par une distance moyenne d exprimée en mm,
N(d0) est le niveau moyen d'affaiblissement paradiaphonique exprimé en dB entre deux paires ayant des pas identiques et séparées par une distance moyenne d0 exprimée en mm, et
A(d0) est une constante positive dépendant de d0.
De manière à atténuer l'influence de la diaphonie et ainsi augmenter les performances des câbles à haute fréquence à paires torsadées, on a proposé de maintenir les positions des paires G1 à G4 tout le long du câble conformément à la figure 1, tout en augmentant la distance moyenne entre les paires. Ainsi, selon la demande de brevet européen EP 0 763 831, un câble à quatre paires G1, G2, G3 et G4 comprend un jonc central JC à section transversale en croix grecque, c'est-à-dire avec quatre ailettes de longueur identique et deux à deux adjacentes perpendiculaires, comme montré à la figure 3. Les ailettes radiales séparent les paires G1 à G4 les unes des autres. Le jonc est par exemple réalisé par extrusion d'un enrobage isolant recouvrant deux rubans métalliques en croix de manière à former un blindage entre les paires.
Pour un agencement connu de quatre paires G1, G2, G3 et G4 représenté à la figure 1 ou 4, on a toujours dadj < dopp = d13 = d24.
Dans le câble montré à la figure 3, l'ensemble des quatre paires G1 à G4 est entouré par un écran EC et une gaine de protection GP qui assure l'étanchéité et une protection du câble. L'écran EC est un ruban métallique, ou un ruban en plastique recouvert d'une couche métallique. L'écran EC est rubanné en hélice autour du jonc JC et des paires G1 à G4.
Le jonc central JC ne préserve que l'écartement minimum entre les paires de fils. Les paires en place ne sont maintenues que par l'écran rubanné EC placé autour de l'assemblage des paires. La structure de ce câble n'empêche pas des défauts géométriques provoqués par un mauvais positionnement des paires lors de l'assemblage des paires ou par des contraintes mécaniques lors de manipulations ultérieures du câble, par exemple lors de l'installation du câble.
Comme montré schématiquement à titre d'exemple à la figure 4, la paire G3 est très excentrée par rapport à sa position correcte contre le jonc central JC, et les paires G1 et G2 sont sensiblement décalées vers le haut. Ces défauts géométriques dans le positionnement relatif des paires dégradent les propriétés de transmission du câble, en provoquant des dissymétries et des pics d'affaiblissement de réflexion.
En outre, l'écran périphérique EC épouse sensiblement le profil carré de l'assemblage des paires et ne crée pas une voûte circulaire, comme montré schématiquement à la figure 5. La position de l'écran par rapport aux différentes paires est alors mal maítrisée, ce qui peut de la même façon dégrader la transmission de signaux à haute fréquence dans le câble.
Pour pallier à ces défauts de positionnement relatif des paires et tendre vers la structure idéale comportant un écran parfaitement cylindrique autour des quatre paires, l'ensemble des paires G1 à G4 avec le jonc JC est entouré d'une gaine de maintien mince GM qui est extrudée sous forme d'un tube cylindrique et qui est entourée par l'écran EC qui s'appuie sur la gaine GM, comme montré à la figure 3. Le maintien des paires et le positionnement de l'écran est alors assuré par la gaine de maintien extrudée GM.
Cependant, la gaine de maintien GM nécessite une opération d'extrusion supplémentaire, ce qui augmente le coût du câble.
La gaine GM impose en outre une préparation spécifique du câble pour le raccordement des extrémités des paires du câble aux extrémités de paires au moins d'un autre câble par des connecteurs. Pour accéder aux paires à raccorder par les connecteurs, l'extrémité de la gaine de maintien GM doit être ouverte et dégagée, soit au moyen d'un filin de déchirement, soit au moyen d'un outil tranchant. Le temps de montage des connecteurs est ainsi augmenté.
La présente invention vise à fournir un câble de télécommunication comprenant quatre groupes de fils conducteurs isolés, remédiant aux inconvénients précités relatifs aux couplages diaphoniques entre les groupes de fils isolés et à la gaine de maintien interne, tout en conservant un positionnement relatif idéal des groupes, tels que paires de fils conducteurs isolés, dans le câble.
A cette fin, un câble de télécommunication à haute fréquence comprenant quatre groupes de fils conducteurs isolés répartis en section transversale autour d'un jonc central s'étendant longitudinalement, est caractérisé en ce que le câble présente une section transversale sensiblement elliptique, et le jonc central positionne en section transversale quatre groupes de fils sensiblement aux sommets d'un losange, et les deux groupes situés aux extrémités de la petite diagonale du losange ont des pas de torsade plus petits que ceux des deux groupes situés aux extrémités de la grande diagonale du losange.
Dans le câble de l'invention, les deux groupes ayant les pas de torsade les plus longs sont ainsi positionnés aux extrémités de la grande diagonale du losange de manière à diminuer considérablement le couplage diaphonique qui est prépondérant dans les câbles selon la technique antérieure, ce qui augmente les performances du câble. En pratique, le jonc central a une section transversale sensiblement en I dont les ailes séparent les groupes de fils.
Les groupes de fils tels que paires de fils conducteurs isolés, peuvent être plus précisément maintenus aux sommets du losange dans quatre alvéoles formées dans le jonc en section transversale et sensiblement centrées aux sommets du losange. Ces alvéoles contiennent chacune un groupe de fils isolés et ont chacune une ouverture débouchant vers l'extérieur et ayant une largeur inférieure au diamètre de la section des groupes de fils isolés.
Grâce à la largeur des ouvertures des alvéoles inférieure au diamètre de la section des groupes, chaque groupe ne peut s'échapper naturellement de son alvéole, tout en offrant la possibilité de passer une partie d'un seul fil du groupe à la fois à travers l'ouverture. Le jonc central selon l'invention fait ainsi office de moyen pour séparer et écarter les groupes de fil, mais également de moyen pour maintenir les groupes ensemble sans nécessiter l'extrusion supplémentaire d'une gaine de maintien.
En variante, la largeur des ouvertures d'alvéole peut être encore plus petite et être inférieure au diamètre des fils isolés, ce qui augmente la protection et le maintien des groupes de fils. La matière du jonc est alors de préférence souple, autorisant une certaine flexibilité au niveau des ouvertures.
Selon une première variante, l'ouverture d'au moins une alvéole est comprise entre des ailes flexibles de deux segments périphériques du jonc.
Selon une deuxième variante, l'ouverture d'au moins une alvéole est comprise entre l'extrémité d'un levier flexible périphérique articulé à l'extrémité d'une branche sensiblement radiale du jonc formant un côté de l'alvéole et l'extrémité d'une autre branche du jonc formant un autre côté de l'alvéole.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels :
  • la figure 1 déjà commentée est une section d'un câble de télécommunication à quatre paires de fils conducteurs isolés selon une configuration idéale de la technique antérieure traditionnelle ;
  • les figures 2A, 2B et 2C déjà commentées montrent respectivement en section transversale des modifications du positionnement relatif des quatre paires du câble de la figure 1 ;
  • la figure 3 déjà commentée montre schématiquement une section d'un câble à quatre paires positionnées aux sommets d'un carré grâce à un jonc en croix à quatre ailettes identiques selon la demande de brevet EP 0 763 831 ;
  • les figures 4 et 5 montrent un défaut de positionnement de paires dans des sections de câble avec jonc en croix, respectivement sans et avec un écran métallique ; et
  • les figures 6 à 9 sont des sections transversales de câbles avec quatre groupes disposés aux sommets d'un losange selon plusieurs réalisations de l'invention.
En référence à la figure 6, un câble de télécommunication à haute fréquence Ca selon l'invention présente une structure à symétrie axiale et comprend quatre groupes de fils conducteurs électriques isolés individuellement 1, 2, 3 et 4. Chaque fil conducteur électrique isolé est constitué classiquement par un conducteur massif ou un toron de fils métalliques fins 5 et une gaine isolante individuelle 6 entourant le conducteur 5, et a un diamètre d.
Dans la figure 6 comme dans les figures suivantes 7, 8 et 9, chaque groupe ne comprend que deux fils conducteurs isolés et constitue ainsi une paire symétrique de fils conducteurs électriques isolés qui sont torsadés ensemble avec un pas de torsade respectif. Toutefois, chaque groupe peut comprendre plus de deux fils conducteurs isolés, par exemple trois ou quatre fils pour constituer une tierce ou une quarte.
Le câble Ca comporte un jonc central 7a dans lequel sont ménagées en section transversale quatre alvéoles circulaires 81a, 82a, 83a et 84a en forme de C, constituant des rainures longitudinales pour contenir respectivement les groupes de fils 1, 2, 3 et 4 et quasiment les envelopper. Le diamètre des alvéoles est sensiblement égal au diamètre 2d de la section des groupes. Les alvéoles sont ménagées dans le jonc de manière à centrer les quatre groupes de fils 1, 2, 3 et 4 sensiblement aux sommets S1a, S2a, S3a et S4a d'un losange.
Le câble a une symétrie axiale passant par le centre du losange. Ainsi les groupes 1 et 3 sont disposés aux extrémités de la petite diagonale du losange et donc symétriques par rapport au centre du losange, et les groupes 2 et 4 sont sensiblement disposés aux extrémités de la grande diagonale du losange et donc symétriques par rapport au centre du losange. Le câble Ca a alors une section transversale sensiblement elliptique.
Pour limiter davantage la diaphonie entre les groupes de fils disposés symétriquement, les groupes 1 et 3 contenus dans les alvéoles 81a et 83a situées aux extrémités S1a et S3a de la petite diagonale du losange et ainsi les plus proches ont des pas de torsade courts p1 et p3 différents entre eux et plus petits que les pas de torsade longs p2 et p4 différents entre eux des deux groupes 2 et 4 contenus dans les alvéoles 92a et 94a situées aux extrémités S2a et S4a de la grande diagonale du losange et ainsi les plus éloignées. L'un des ensembles suivants d'inégalités relatifs aux pas de torsade pi à p4 des groupes 1 à 4 est satisfait :
   p1 < p3 < p2 < p4, ou
   p1 < p3 < p4 < p2, ou
   p3 < p1 < p2 < p4, ou
   p3 < p1 < p4 < p2.
Le losange garantit de préférence les inégalités DC < D13 < D24 de la distance entre deux groupes adjacents par rapport à la longueur DC d'un côté du losange, c'est-à-dire la distance D13 entre les deux groupes opposés proches 1 et 3 sur la petite diagonale est plus courte que la distance D24 des deux groupes opposés éloignés 2 et 4 sur la grande diagonale. Ceci assure un couplage diaphonique beaucoup plus faible entre les groupes de fils 2 et 4 présentant les pas de torsade les plus longs, tout en conservant une distance DC relativement grande entre des groupes adjacents.
Selon l'invention, chaque alvéole 81a à 84a présente une ouverture radiale 91a à 94a située à la périphérie du jonc 7a et débouchant vers l'extérieur. La largeur ℓ de l'ouverture est inférieure au diamètre 2d de la section d'un groupe de fils pour que le groupe contenu dans l'alvéole ne puisse s'échapper de l'alvéole. En outre, selon cette première réalisation, la largeur d'ouverture ℓ est supérieure au diamètre d d'un fil isolé 5-6 afin de pouvoir tirer facilement l'extrémité ou une partie d'un fil du groupe contenu dans l'alvéole, par exemple lors de la préparation d'un raccordement de ce fil avec un fil d'un autre câble.
Le petit axe du jonc 7a est ainsi supérieur à 4d.
Les groupes de fils 1 à 4 sont parfaitement maintenus au fond des alvéoles 81a à 84a. La périphérie elliptique du jonc 7a permet à un écran (Cf. figure 7) métallique, ou en matière plastique revêtu d'une couche métallique, de s'appuyer sur le jonc, sans altérer le positionnement relatif des groupes de fils qui ne sont pas en contact avec l'écran grâce à la faible largeur des ouvertures 91a à 94a.
Les groupes de fils sont ainsi stabilisés à des positions fixes dans le câble uniquement par les alvéoles très peu ouvertes, et ainsi par la section transversale du jonc central 7a sensiblement en croix recerclée, ce qui améliore les performances de transmission du câble, en particulier lors de manipulation mécanique du câble.
Selon une deuxième réalisation montrée à la figure 7, le câble Cb possède un jonc 7b qui a une section en croix avec quatre branches rectilignes sensiblement radiales identiques 71b à 74b, formant des côtés d'alvéole et terminées par des segments périphériques elliptiques 75b à 78b formant des doubles potences. Le jonc 7b a ainsi sensiblement une section transversale en croix potencée. Les alvéoles 81b à 84b du jonc 7b sont également équiréparties aux sommets d'un losange central, mais ont une section sensiblement losangique dont le côté est sensiblement supérieur au diamètre 2d de la section des groupes. Au sommet de la section de chaque alvéole 81b à 84b, situé à l'extrémité de la diagonale sensiblement radiale de celle-ci, est pratiquée une ouverture 91b à 94b comprise entre les extrémités de deux segments elliptiques voisins du jonc 7b. Les deux branches et les ailes de deux segments encadrant une alvéole sont sensiblement tangents à la section elliptique enveloppante du groupe de fils contenu dans l'alvéole.
La largeur ℓ des ouvertures 91b à 94b est encore inférieure à 2d, et peut être inférieure au diamètre d des fils isolés 5-6. En effet, les ailes des segments périphériques 75b à 78b sont flexibles et ont leurs liaisons avec les branches respectives 71b à 74b sensiblement amincies afin de former des charnières souples. Les ailes de deux segments voisins limitant une alvéole fléchissent vers l'extérieur grâce aux charnières souples pour dégager une extrémité ou une partie d'un fil du groupe contenu dans l'alvéole.
Dans le câble Cb montré à la figure 7 sont représentés un écran métallique ou en partie métallique ECb qui entoure le jonc 7b et s'appuie sur les segments périphériques elliptiques 75b à 78b du jonc 7b, ainsi qu'une gaine de protection cylindrique extrudée GPb. L'ensemble écran et gaine de protection peut être également prévu pour les autres réalisations de câble de l'invention illustrées aux figures 6 à 9.
Selon la troisième réalisation de câble Cc montrée à la figure 8, au lieu de ménager des ouvertures d'alvéole 91b à 94b centrées entre deux branches du jonc 7b, l'ouverture 91c à 94c d'une alvéole 81c à 84c dans le jonc 7c du câble Cc est prévue entre l'extrémité libre d'un levier flexible périphérique en segment elliptique respectif 75c à 78c articulé par charnière souple à l'extrémité d'une branche respective 71c à 74c du jonc 7c formant un côté de l'alvéole, et l'extrémité à charnière de la branche adjacente suivante respective 72c, 73c, 74c, 71c formant l'autre côté de l'alvéole. La première branche respective précitée 71c à 74c, la deuxième branche respective précitée 72c, 73c, 74c, 71c et le levier 75c à 78c sensiblement tangents à la section elliptique enveloppante du groupe de fils respectifs 1 à 4 forment sensiblement les côtés et l'arc elliptique d'un secteur à 90° constituant la section transversale d'une alvéole respective 81c à 84c du jonc 7c.
Les leviers 75c à 78c étant plus longs que les ailes des segments 75b à 78b, le débattement des leviers autour des extrémités à charnière souple des branches 71c à 74c est plus grand et par conséquent la largeur des ouvertures 91c à 94c peut être beaucoup plus petite que celle des ouvertures 91b à 94b, et nettement inférieure au diamètre d des fils isolés 5-6. Ceci améliore encore la protection et le maintien des groupes de fils dans le jonc.
Dans le câble Cd selon une quatrième réalisation, montré à la figure 9, le jonc 7d a encore une section transversale sensiblement en I potencé pour positionner les quatre groupes de fils 1, 2, 3 et 4 aux sommets S1d, S2d, S3d et S4d du losange. Les branches 71d à 74d du jonc 7d aux extrémités du I séparent les groupes de fils. Les branches 72d-73d, 74d-71d de la section en I du jonc 5d forment des vés pour supporter respectivement les deux groupes de fils 2 et 4 à pas longs positionnés aux extrémités S2d et S4d de la grande diagonale du losange. Les deux autres groupes de fils 1 et 3 à pas courts positionnés aux extrémités S1d et S3d de la petite diagonale du losange sont situés entre les branches, contre l'âme de la section en I du jonc 7d. Les paires de branches 72d-73d et 74d-71d du jonc 5d constituent sensiblement des vés symétriques et ouverts vers l'extérieur par rapport à l'axe du câble Cd, les côtés des vés pouvant être sensiblement circulaires ou elliptiques. L'âme du jonc 5d entre les vés peut être rectangulaire creuse ou pleine.
Dans la réalisation illustrée à la figure 9, les alvéoles 91d et 93d contenant les groupes de fils 1 et 3 à pas courts sont sensiblement hexagonales et présentent des ouvertures 91d et 93d parallèles à l'âme du jonc 5d et situées aux extrémités du petit axe de la section elliptique du jonc. Les deux autres alvéoles 82d et 84d contenant les groupes de fils 2 et 4 à pas longs sont sensiblement pentagonales et présentent des ouvertures 92d et 94d situées devant les extrémités de l'âme du jonc 5d et aux extrémités du grand axe de la section elliptique du jonc. Les ouvertures 91d à 94d sont ainsi comprises chacune entre des extrémités de segments sensiblement coudés ou elliptiques 75d à 78d à ailes flexibles, de manière analogue au câble Cb (figure 7).
Afin d'améliorer le maintien de l'ensemble des quatre groupes de fils 1 à 4, le jonc 7a, 7b, 7c, 7d est hélicoïdal autour de son axe longitudinal. Les alvéoles sont ainsi des sections transversales de rainures s'étendant parallèlement et hélicoidalement autour de l'axe du jonc.
La forme hélicoïdale du jonc peut venir directement de sa fabrication, par exemple par extrusion.
Selon une autre réalisation, la forme hélicoïdale des rainures résulte d'une torsion du jonc autour de son axe lors d'une opération d'assemblage en hélice des groupes. La matière du jonc est alors de préférence suffisamment souple pour supporter une torsion lors de l'assemblage avec les groupes de fils et suffisamment déformable pour fléchir si nécessaire les ailes de segments 75b à 78b, 75d à 78d ou leviers 75c à 78c périphériques du jonc pour insérer ou retirer des fils isolés 5-6.
Le jonc central 7a, 7b, 7c, 7d est de préférence en matière diélectrique souple, par exemple fabriqué par extrusion, telle que polyéthylène, polypropylène, polychlorure de vinyle, ou élastomère. Selon une autre variante, le jonc est en une matière polymérique semi-conductrice souple.
Pour diminuer encore les couplages diaphoniques entre les groupes de fils conducteurs, le jonc 7a, 7b, 7c, 7d est en une matière diélectrique souple recouverte d'une couche superficielle conductrice électriquement, telle qu'une couche de verni, graphite ou métal.
Selon une autre réalisation, le jonc central 7a, 7b, 7c, 7d a une armature en une matière métallique recouverte d'une couche isolante électriquement formant un enrobage superficiel de l'armature.

Claims (11)

  1. Câble de télécommunication à haute fréquence comprenant quatre groupes de fils conducteurs isolés (1 à 4) répartis en section transversale autour d'un jonc central (7a) s'étendant longitudinalement, caractérisé en ce que le câble présente une section transversale sensiblement elliptique, et le jonc central (7a) positionne en section transversale les quatre groupes de fils sensiblement aux sommets (S1a-S4a) d'un losange, et les deux groupes (1, 3) situés aux extrémités (S1a, S3a) de la petite diagonale du losange ont des pas de torsade plus petits que ceux des deux groupes (2, 4) situés aux extrémités (S2a, S4a) de la grande diagonale du losange.
  2. Câble conforme à la revendication 1, dans lequel le jonc central (7a) comporte en section transversale quatre alvéoles (81a-84a) centrées sensiblement aux sommets (S1a-S4a) du losange, contiennent chacune un groupe de fils isolés et ont chacune une ouverture (91a-94a) débouchant vers l'extérieur et ayant une largeur inférieure au diamètre de la section des groupes de fils isolés.
  3. Câble conforme à la revendication 2, dans lequel la largeur des ouvertures d'alvéole (91c-94c) est inférieure au diamètre des fils isolés (5-6).
  4. Câble conforme à la revendication 2 ou 3, dans lequel l'ouverture d'au moins une alvéole (91b-94b ; 91d-94d) est comprise entre des ailes flexibles de deux segments périphériques (75b-78b ; 75d-78d) du jonc (7b ; 7d).
  5. Câble conforme à la revendication 2 ou 3, dans lequel l'ouverture (91c-94c) d'au moins une alvéole (81c-84c) est comprise entre l'extrémité d'un levier flexible périphérique (75c-75c) articulé à l'extrémité d'une branche sensiblement radiale (71c-74c) du jonc (7c) formant un côté de l'alvéole et l'extrémité d'une autre branche du jonc formant un autre côté de l'alvéole.
  6. Câble conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel les alvéoles (81a-84a) sont des sections transversales de rainures s'étendant hélicoïdalement
  7. Câble conforme à la revendication 6, dans lequel la forme hélicoïdale des rainures résulte d'une torsion du jonc (7a) lors d'une opération d'assemblage en hélice des groupes de fils (1-4).
  8. Câble conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le jonc (7d) a une section transversale sensiblement en I dont les paires de branches (72d-73d, 74d-71d) forment des vés pour supporter respectivement les deux groupes de fils (2, 4) à pas de torsade longs positionnés aux extrémités de la grande diagonale du losange.
  9. Câble conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le jonc est en matière diélectrique souple.
  10. Câble conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le jonc est en matière semi-conductrice souple.
  11. Câble conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le jonc est en matière diélectrique souple recouverte d'une couche conductrice électriquement.
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