EP3134905A1 - Datenkabel - Google Patents

Datenkabel

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Publication number
EP3134905A1
EP3134905A1 EP15723847.8A EP15723847A EP3134905A1 EP 3134905 A1 EP3134905 A1 EP 3134905A1 EP 15723847 A EP15723847 A EP 15723847A EP 3134905 A1 EP3134905 A1 EP 3134905A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pair
shielding
data cable
wires
film
Prior art date
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Granted
Application number
EP15723847.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3134905B1 (de
Inventor
Melanie Dettmer
Bernd Janssen
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.)
Leoni Kabel GmbH
Original Assignee
Leoni Kabel Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Kabel Holding GmbH filed Critical Leoni Kabel Holding GmbH
Publication of EP3134905A1 publication Critical patent/EP3134905A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3134905B1 publication Critical patent/EP3134905B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • H01B11/002—Pair constructions
    • 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
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/20—Cables having a multiplicity of coaxial lines
    • H01B11/203—Cables having a multiplicity of coaxial lines forming a flat arrangement

Definitions

  • the invention relates to a data cable for high-speed data transmission with the preamble of claim 1.
  • Such a data cable can be taken, for example, from EP 2,126,669 A2.
  • a respective core here consists of the actual conductor, such as a solid conductor wire or a stranded wire, which is surrounded in each case by an insulation.
  • the wire pair of a respective data line is surrounded by a (pair-) shielding.
  • the data cables typically have a plurality of such screened wire pairs, which form a line core and which are surrounded by a common outer screen and a common cable sheath.
  • Such data cables are used for high-speed data connections and are designed for data rates of greater than 5 Gbit / s, in particular> 14 GHz.
  • the outer shield is important for the EMC and the EMI properties, it does not carry any signals.
  • the respective pair shield determines the symmetry and the signal properties of a respective pair of wires.
  • Such data cables are typically so-called symmetrical data lines, in which the signal is transmitted via one wire and the inverted signal is transmitted via the other wire. The differential signal component between these two signals is evaluated so that external effects that affect both signals are eliminated.
  • Such data cables are often connected pre-assembled to plugs.
  • the connectors are often designed as so-called Small Form Pluggable connector, short SFP connector.
  • SFP Small Form Pluggable connector
  • SFP + SFP +
  • CXP-QSFP connectors CXP-QSFP connectors.
  • These plugs have special plug housings, as can be seen, for example, from WO 201 1 072 869 A1 or WO 201 1 089 003 A1.
  • Alternatively, a direct so-called "back plane" connection without a plug is possible.
  • Such connector In the interior, such connector housing on a printed circuit board or board partially with integrated electronics. On this board, the respective data cable must be connected to a connector back. Here, the individual wires of the data cable are soldered or welded to the board. At the opposite end of the board, this typically forms a tongue with connection contacts, which is plugged into a mating connector.
  • Such boards are also referred to as paddle cards.
  • the pair shielding of a respective pair of wires is - as can be seen for example from EP 2,112,669 A2 - designed as a longitudinally folded Folienschir- tion.
  • the shield is therefore folded in a longitudinal direction of the cable extending around the pair of wires, wherein the two ends overlap in a longitudinally extending overlap region.
  • the shielding foil used for the shielding is a multi-layered shield of at least one conductive (metal) layer and one insulating layer.
  • the conductive layer is usually an aluminum layer and the insulating layer is a PET film.
  • the PET film is as a carrier is formed, on which a metallic coating is applied to form the conductive layer.
  • common mode signal also referred to as a common-mode signal
  • a common-mode signal is no longer adequately attenuated in the case of longitudinally folded shields, as is the case with a braiding with a shielding foil.
  • the object of the invention is to enable improved data transmission with high signal frequencies of greater than 10 GHz in the case of such a high-speed data connection.
  • the object is achieved according to the invention to a device with the features of claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims.
  • the data cable designed for high-speed data transmissions comprises at least one and preferably a plurality of wire pairs of two wires extending in the longitudinal direction, wherein a respective wire pair is in each case surrounded by a film-like pair screen.
  • the pair shield has a first inner screen foil and a second outer screen foil, wherein the inner screen foil is wound around the pair of wires.
  • the two screen films are electrically contacted with each other.
  • This embodiment is based on the idea of combining the advantages of a helically wound pair shielding with those of a longitudinally folded pair shielding.
  • This refinement is based on the recognition that the resonance effects occurring in the case of a helically wound pair shielding are based on the fact that in the case of a conventional wound pair shield, which is usually multilayer, in the overlap region of the wound shield the two conductive layers are insulated from one another and thereby a capacitor is formed.
  • the helical coil a coil, so that a total of a resonant circuit is formed with a predetermined resonant frequency, which can no longer be moved to higher frequencies by design measures in the conventional structure.
  • the resonance frequency is the root of (1 / (L * C)). Since the inductance is thus at least significantly reduced, the resonance frequency can easily be set to greater than 15GHz. In contrast to this, this resonance or cut-off frequency in conventional wrapping with a metal foil is, depending on the geometry, up to about 15 GHz. borders. In this respect, the basic concept of a longitudinally folded pair shielding is adopted at least from the functional result.
  • the wires of each pair of wires run in particular parallel to each other, are therefore not twisted.
  • the inner screen foil is wrapped in an expedient embodiment with an overlap around the pair of wires.
  • the overlap advantageously achieves the desired attenuation of the common mode signal in an advantageous manner.
  • the overlap is preferably in the range of less than 20%, in particular less than 10% and especially less than 5% of the width of the inner screen foil. For example, it ranges between 1% and 5%.
  • the width of the screen films is typically in the range of 4 to 6 millimeters.
  • the width of the overlap region of the inner screen film is therefore in the range of 0 to a maximum of 0.6 millimeters, in particular, the overlap is at a maximum of about 10%. Preferably, it is below. Investigations have shown that such a small overlap is still sufficient for the desired properties. Compared to a larger overlap, this embodiment has a higher frequency range (> 20 GHz).
  • the common mode signal is also at least partially attenuated.
  • This variant shows the advantage of a particularly high flexibility of the data cable and a high degree of symmetry.
  • a comparatively large overlap is set in the range from 20% to 40% of the width.
  • the attenuation of the common mode signal component is improved, ie this unwanted signal component is better suppressed.
  • Investigations have also shown that the resonant frequency can be precisely adjusted with the aid of the second outer screen foil, so that a usable frequency band can be achieved, for example, exactly 20 GHz.
  • the inner screen foil is wrapped around the pair of wires without overlapping and, in particular, without a gap, ie, on impact.
  • capacitor effects are reliably avoided and excluded.
  • a reliable closed Umleung is achieved by wrapping without gap. This is ensured by the second outer screen in this case, even with bends.
  • At least one and preferably both screen films are multi-layered with a conductive layer and with a non-conductive carrier layer.
  • the two screen films are formed in particular as so-called AI-PET films.
  • the outer film may also be formed as a metal foil or as an Al-PET-Al foil, ie with a carrier layer which is provided on both sides with a conductive layer.
  • the two screen films are arranged facing each other with their conductive layers or sides.
  • the outer screen foil is also wound and in particular in opposite directions to the inner screen foil.
  • the pair shield can therefore also be referred to as a double-wound helical pair shield.
  • the outer screen foil is preferably wound according to a first variant, at least on impact and in particular with overlap, so that a closed shield layer is formed.
  • the outer screen foil is wound on a gap, i. adjacent winding sections are spaced apart in the longitudinal direction.
  • the distance, ie the gap is preferably in the range of only a few percent, for example 1 to 10% of the width of the screen foil.
  • This embodiment is preferably used in combination with the large overlap (20-40% of the width) wound inner screen film. Due to the special choice of construction and winding of the second
  • At least one two-wire is preferably arranged, which is electrically conductively connected to at least one, preferably two Schirmfolien.
  • a two-wire serves, for example, for the safe electrical contacting of the pair shielding to a contact part, for example to a plug.
  • this two-wire is arranged between the two screen films and extends in particular parallel to the individual wires, for example in a gusset region.
  • the two-wire is contacted externally on the outer screen foil.
  • two Beidrumblete are generally arranged symmetrically to a plane of symmetry of the pair of wires. In the case of the outer Beidrähte these lie on the connecting axis of the two conductors of the pair.
  • a fixation foil is additionally wound around the pair shielding in an expedient further development for a respective pair of wires.
  • This is in particular an adhesive film, which is glued to the Paarplasticung.
  • the fixing foil is in particular an insulating foil, so that a respective pair shielding is electrically insulated towards the outside, in particular, for example, to form a common external shielding.
  • the data cable has a cable core or a cable core which comprises a plurality of electrical line components, wherein at least one and preferably several of the lines are formed by the pair of wires provided with the pair shield.
  • the cable core exclusively has such pairs of wires.
  • the cable core is still surrounded by a common outer shield.
  • This is designed in particular multi-layered. It has either selectively or in combination as components a braid or screen films, in particular metallized films, etc.
  • a cable outer jacket is usually arranged around the outer shield.
  • the data cable and in particular the pair shielding are also suitable for a particularly efficient contact connection of the pair shield to a printed circuit board of a typical connector (small form pluggable SFP +, SFP28, QSFP28 .7) for a high-speed data transmission (so-called Paddle card).
  • a particularly efficient contact connection is described in DE 10 2013 225 794.5, unpublished at the time of filing, entitled "Contact Connection of Shielded Data Lines on a Printed Circuit Board, and Method for Contacting a Number of Shielded Data Lines on a Board.” In a ready-made state, the data cable is thus attached Plug connected.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a pair of wires provided with a pair shield
  • FIG. 2 shows a side view of the pair of wires shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a fragmentary enlarged view of the pair shield in an overlap region
  • Figure 4 is a cross-sectional view of a data cable according to a first
  • Figure 5 is a cross-sectional view of a data cable according to a second
  • FIG. 6 shows a diagram in which the insertion loss I is shown with respect to the frequency in GHz for different pairs of shielding in the case of a symmetrical pair of wires.
  • a pair of wires 4 used for a high-speed data cable 2 (cf., FIGS. 4, 5), which is provided with a pair shield 6, is shown in FIG.
  • the wire pair 4 consists of two wires 8, which in turn are each formed by a central conductor 10, which is covered by an insulation 12.
  • the ladder 10 is usually a massive ladder. Alternatively, stranded conductors can also be used.
  • the two wires 8 preferably run parallel to one another, therefore are not twisted together.
  • the pair of wires 4 is surrounded by a multi-layer pair shield 6, which has an inner shielding foil 14 and an outer shielding foil 16.
  • the pair shielding 6 is in particular finally formed by these two screen films 14, 16.
  • the pair shield 6 is finally surrounded by a fixing film 18, in particular wrapped, which is in particular designed as an adhesive film.
  • the fixing film 18 consists of plastic and is not electrically conductive, so electrically insulating.
  • an optional connecting wire 20 is shown by way of example in FIG. 1, which is preferably placed in a gusset region of the two wires 8.
  • Beidraht 20 is further arranged in particular between the two screen films 14, 1 6.
  • two Beidrähte 20 externally contacted with the outer shielding foil 1 6, as shown for example in Fig. 5.
  • the two Beidrähte 20 lie on an imaginary plane of symmetry or connecting line of the two conductors 10. In an outer placement of the at least one Beidrahtes 20 this particular between the outer shielding film 1 6 and the fixing film 18 is held.
  • the pair of wires 4 together with the pair shield 6 and the fixing film 18 and optionally the Beidrumbleten 20 is hereinafter also referred to as a shielded pair 30.
  • the two screen films 14, 16 are preferably each metal-coated plastic films, in particular so-called AL-PET films. These each have a carrier layer 22 formed as an insulating layer, on which a conductive layer 24 is applied (see in particular FIG. 3). For external Beidrähten the outer side of the outer screen film 1 6 must also be formed as a conductive layer 24.
  • the outer screen film 16 is then, for example, a carrier layer 22 with conductive layers 24 applied on both sides or a metal foil which has conductive layers 24 on both sides.
  • the two screen films 14, 16 are oriented in such a way that their respective conductive layers 24 face each other and, in particular, touch each other so that the two conductive layers 24 are contacted in an electrically conductive manner.
  • the inner screen foil 14 is helically wound around the pair of wires 4.
  • the shielding film 14 is usually wound with a very small pitch, so very tight.
  • the slope is only a few mm, for example in the range of 2 up to 6 mm, ie per 360 ° wrapping propagates the screen foil by 2 to 6 mm in the longitudinal direction 28th
  • the inner screen film 14 is wound with an overlap 26, that is, each other in the longitudinal direction 28 adjoining winding sections overlap.
  • This overlap 26 is according to a preferred embodiment at about one third of the width B of the inner screen film 14th
  • the outer screen foil 1 6 is preferably also, but wound in opposite directions to the inner screen foil 14. It has, for example, the same pitch as the inner screen foil 14. Alternatively, the pitch deviates from this and is, for example, smaller or larger. Also, the outer shielding film 1 6 may have an overlap or be wound on impact.
  • the distance A is, for example, in the range of 1 to 5% of the width B of the outer screen foil 16.
  • the fixing film 18 is, in particular, a plastic carrier film provided with an adhesive layer. This is preferably also wound (not shown in Figure 2).
  • the inner shielding film 14 faces outward in its opposite edge regions, ie in the overlap region 26 with the conductive layer 24. In the edge regions, therefore, the inner screen film 14 is not turned over. In the overlap region 26, the inner screen film 14 therefore has an alternating layer sequence between the carrier layer 22 and the conductive layer 24. As a result, therefore, the edge regions of the conductive layer 24 of the inner screen film 14 in the overlap region 26 are separated from each other insulating, resulting in the resonant circuit described above with the unwanted resonant frequency, which in particular at higher Frequencies> 5 Ghz undesirable attenuation due to the resonance effects occur. By the additional measure of the outer shielding film 1 6 described here, these undesirable effects are at least reduced. At the same time, the unwanted common-mode signal is attenuated by the overlap 26 selected in the exemplary embodiment of FIG.
  • the two variants of the data cable 2 shown in FIGS. 4, 5 differ in particular with regard to the construction of the individual shielded pairs 30.
  • shielded pairs 30 are used, as described for FIG.
  • both variants are preferred - as shown in the embodiment - initially two shielded pairs 30 wrapped by a plastic sheet. This core region is then circumferentially surrounded by a plurality of further shielded pairs 6 in the exemplary embodiment 6.
  • the cable core 32 is preferably surrounded by a multilayer jacket structure.
  • the cable core 32 is generally surrounded by a common outer screen 34 in such data cables 2.
  • an inner layer of a plastic film is additionally wound around the cable core 32.
  • the outer screen 34 is designed in multiple layers with a combination of a film shield 36 and, for example, a cover. braided shield 38. Finally, this outer shield 34 is surrounded by a common cable sheath 40.
  • FIG. 6 shows the so-called insertion loss I of different shielded pairs of different types compared to the frequency of the transmitted data signal (in GHz).
  • the curves A and B show conventional embodiments.
  • the curve A represents a shielded pair, which is wrapped only by a single-layered screen foil.
  • the curve B in contrast, represents a shielded pair, which is surrounded by a longitudinally folded shielding foil.
  • the curve B also tends to give a course, as it results in the previously described winding variant with the wound with only slight overlap 26 inner film 14.
  • Curve C shows a variant shows a course, such as with the shortest slope of the winding of an AI-PET film, e.g. when using a 26 AWG wire (American Wire Gauge). Due to an extremely short winding, therefore, the cutoff frequency can be shifted to higher frequencies.
  • AWG wire American Wire Gauge
  • Curve D indicates the course of how it results in the second variant described above, in which the outer shielding film 1 6 preferably with a small distance A in the range of, for example, about 3% of the width of the shielding foil 1 6 is wound on the gap as described for FIG. At the same time, the inner screen foil 14 is preferably wrapped with a large overlap 26 of, for example, about 30% of the width.
  • the resonance effect (which forms a type of band-stop filter) is prevented or at least shifted to significantly higher frequencies.
  • an effective suppression of the common mode signal is achieved by the overlap 26.
  • the disadvantages of a longitudinally folded pair shielding are significantly reduced, at the same time the unwanted resonance effect in coiled shields is extended at least to a non-interfering frequency range greater than 10 GHz and preferably greater than 15 or 20 GHz.
  • a simplified production is achieved by the helical wrapping.
  • film forming requires a higher degree of wear.
  • the overlap site creates asymmetry and, overall, the pairs are less flexible due to the longitudinal film.
  • the longitudinal foil has disadvantages for production. So every single dimension requires its own form unit. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

Das Datenkabel (2) dient für eine High-Speed Datenübertragung mit Signalfrequenzen von > 10 Ghz und umfasst zumindest ein Adernpaar (4), welches von einer folienartigen Paarschirmung (6) umgeben ist, welche eine innere Schirmfolie (14) sowie eine äußere Schirmfolie (16) aufweist, die einander elektrisch kontaktieren, wobei die innere Schirmfolie (14) um das Adernpaar (4) gewickelt ist. Durch diese Maßnahme wird ein unerwünschter Resonanzeffekt vermieden, welcher bei bisher gewickelten Paarschirmungen die Verwendung für höhere Signalfrequenzen nicht erlaubt hat. Gleichzeitig wird hierdurch ein unerwünschtes Common-Mode Signal unterdrückt, welches bei einer längs gefalteten Schirmfolie auftreten würde.

Description

Beschreibung
Datenkabel
Die Erfindung betrifft ein Datenkabel für High-Speed Datenübertragungen mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Ein derartiges Datenkabel ist beispielsweise aus der EP 2 1 12 669 A2 zu entnehmen.
Im Bereich der Datenübertragung, beispielsweise in Computer-Netzwerken, werden zur Datenübertragung Datenkabel eingesetzt, bei denen typischerweise mehrere Datenleitungen in einem gemeinsamen Kabelmantel zusammengefasst sind. Bei High-Speed-Datenübertragungen werden als Datenleitungen jeweils geschirmte Adernpaare verwendet, wobei die beiden Adern insbesondere parallel zueinander verlaufen oder alternativ miteinander verdrillt sind. Eine jeweilige Ader besteht hierbei aus dem eigentlichen Leiter, beispielsweise ein massiver Leiterdraht oder auch ein Litzendraht, welcher jeweils von einer Isolierung umgeben ist. Das Adernpaar einer jeweiligen Datenleitung ist von einer (Paar-)Abschirmung umgeben. Die Datenkabel weisen typischerweise eine Vielzahl derartig geschirmte Adernpaare auf, die eine Leitungsseele bilden und die von einem gemeinsamen Außenschirm sowie einem gemeinsamen Kabelmantel umgeben sind. Derartige Datenkabel werden für High Speed-Datenverbindungen eingesetzt und sind für Datenraten von größer 5 Gbit/s, insbesondere >14Ghz ausgebildet. Der Außenschirm ist dabei für die EMV sowie die EMI-Eigenschaften wichtig, er transportiert keine Signale. Der jeweilige Paarschirm bestimmt demgegenüber die Symmetrie und die Signal-Eigenschaften eines jeweiligen Adernpaares. Bei derartigen Datenkabeln handelt es sich typischerweise um so genannte symmetrische Datenleitungen, bei denen über die eine Ader das Signal und über die andere Ader das invertierte Signal übermittelt wird. Ausgewertet wird der differen- tielle Signalanteil zwischen diesen beiden Signalen, so dass äußere Effekte, die sich auf beide Signale auswirken, eliminiert sind.
Derartige Datenkabel werden häufig vorkonfektioniert an Steckern angeschlossen. Bei Anwendungen für Hochgeschwindigkeitsübertragungen sind die Stecker dabei häufig als sogenannte Small Form Pluggable-Stecker, kurz SFP-Stecker ausgebildet. Hierbei gibt es unterschiedliche Ausführungsvarianten beispielsweise sogenannte SFP-, SFP+, oder CXP- QSFP-Stecker. Diese Stecker weisen spezielle Steckergehäuse auf, wie sie beispielsweise aus der WO 201 1 072 869 A1 oder der WO 201 1 089 003 A1 zu entnehmen sind. Alternativ ist auch ein direkter sogenannter„back plane" Anschluss ohne Stecker möglich.
Im Inneren weisen derartige Steckergehäuse eine Leiterplatte oder Platine teilweise mit integrierter Elektronik auf. An dieser Platine ist das jeweilige Datenkabel an einer Steckerrückseite anzuschließen. Hierbei werden die einzelnen Adern des Datenkabels an die Platine angelötet oder angeschweißt. Am gegenüberliegenden Ende der Platine bildet diese typischerweise eine Steckzunge mit Anschlusskontakten aus, welche in einen Gegenstecker eingesteckt wird. Derartige Platinen werden auch als paddle cards bezeichnet.
Die Paarschirmung eines jeweiligen Adernpaares ist dabei - wie beispielsweise aus der EP 2 1 12 669 A2 zu entnehmen - als eine längs gefaltete Folienschir- mung ausgebildet. Die Abschirmung ist daher in einer Längsrichtung des Kabels verlaufend um das Adernpaar gefaltet, wobei die beiden Enden in einem sich in Längsrichtung verlaufenden Überlappbereich überlappen. Bei der für die Abschirmung verwendeten Schirmfolie handelt es sich um eine mehrschichtige Abschirmung aus zumindest einer leitfähigen (Metall)-Schicht und einer isolierenden Schicht. Als leitfähige Schicht wird üblicherweise eine Aluminiumschicht und als isolierende Schicht eine PET-Folie verwendet. Die PET-Folie ist als ein Träger ausgebildet ist, auf dem zur Ausbildung der leitfähigen Schicht eine metallische Beschichtung aufgebracht ist.
Neben der längs gefalteten Schirmung bei parallel geführten Paaren gibt es grundsätzlich auch die Möglichkeit, eine derartige Schirmfolie helixförmig um das Adernpaar zu wickeln. Allerdings ist bei höheren Signalfrequenzen ab etwa 15 GHz eine solche Umspinnung des Adernpaars mit einer Schirmfolie aufgrund von Resonanzeffekten bauartbedingt nicht ohne Weiteres möglich. Für diese hohen Frequenzen wird daher die Schirmfolie als längs gefaltete Folie angebracht.
Mit einer derartigen längs aufgebrachten Folie geht jedoch ein unerwünschter, negativer Nebeneffekt einher. Das so genannte Common Mode-Signal, auch als Gleichtaktsignal bezeichnet, wird bei längs gefalteten Abschirmungen nicht mehr in ausreichendem Maße gedämpft, wie dies bei einer Umspinnung mit einer Schirmfolie der Fall ist.
Die Entstehung des Common Mode-Signals oder auch Gleichtaktsignals bei derartigen symmetrischen Leitungen mit parallelen Paaren ist grundsätzlich bekannt. Eine Dämpfung dieses unerwünschten Common Mode-Signals wird zudem dadurch erschwert, dass dieser Common Mode-Signalanteil in der Regel schneller propagiert wie der eigentlich interessierende differentielle Signalanteil. Die im Vergleich zu umsponnenen Aderpaaren fehlende oder stark verringerte Dämpfung dieses Common Mode-Signals führt daher zu einer Verschlechterung des so genannten Skew bzw. der so genannten Mode Conversion Performance.
Bei derartigen High Speed-Datenverbindungen wird generell eine Steigerung der Übertragungsleistung angestrebt. Die Übertragungsraten und damit der Frequenzbereich solcher Datenkabel steigen daher immer mehr an und damit auch die Probleme im Zusammenhang mit den Common-Mode-Signalanteilen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer derartigen High Speed-Datenverbindung eine verbesserte Datenübertragung mit hohen Signalfrequenzen von größer 10 GHz zu ermöglichen. Die Aufgabe wird gemäß Erfindung gelöst auf eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Das für High Speed-Datenübertragungen ausgebildete Datenkabel umfasst zumindest ein und vorzugsweise mehrere Adernpaare aus zwei sich in Längsrichtung erstreckenden Adern, wobei ein jeweiliges Adernpaar jeweils von einer folienartigen Paarschirmung umgeben ist. Die Paarschirmung weist eine erste innere Schirmfolie sowie eine zweite äußere Schirmfolie auf, wobei die innere Schirmfolie um das Adernpaar gewickelt ist. Die beiden Schirmfolien sind elektrisch miteinander kontaktiert.
Diese Ausgestaltung beruht auf der Überlegung, die Vorteile einer helixförmig gewickelten Paarschirmung mit denen einer längs gefalteten Paarschirmung zu kombinieren. Diese Ausgestaltung setzt an der Erkenntnis an, dass die bei einer helixförmig gewickelten Paarschirmung auftretenden Resonanzeffekte bei hohen Signalfrequenzen darauf beruhen, dass bei einer herkömmlichen gewickelten Paarschirmung, die üblicherweise mehrschichtig ist, im Überlappbereich der gewickelten Schirmung die beiden Leitschichten zueinander isoliert sind und dadurch ein Kondensator gebildet ist. Gleichzeitig ergibt sich durch die helixförmige Wicklung eine Spule, so dass insgesamt ein Schwingkreis mit vorgegebener Resonanzfrequenz ausgebildet ist, welche sich durch konstruktive Maßnahmen beim herkömmlichen Aufbau nicht mehr zu höhere Frequenzen verschieben lässt.
Durch den Aufbau der Paarschirmung durch zwei Lagen, die elektrisch miteinander verbunden sind, ist die Entstehung eines solchen Schwingkreises zuverlässig unterbunden, da durch die elektrische Verbindung keine spulenartige Umwicklung vorliegt, die Spule wird daher quasi kurzgeschlossen. Die Resonanzfrequenz ist die Wurzel aus (1 /(L*C)). Da die Induktivität also zumindest deutlich reduziert ist, kann die Resonanzfrequenz leicht auf größer 15GHz eingestellt werden. Im Unterschied hierzu ist diese Resonanz-oder Grenzfrequenz bei herkömmlichen Umspinnungen mit einer Metallfolie je nach Geometrie nach oben auf etwa 15GHz be- grenzt. Insofern wird das Grundkonzept einer längsgefalteten Paarschirmung zumindest von dem funktionellen Ergebnis her übernommen. Gleichzeitig wird durch die Umwicklung- vorzugsweise mit Überlappung - der Nachteil einer längsgefalteten Paarschirmung, nämlich das hohe Common-Mode Signal, zuverlässig unterdrückt. Insgesamt ist daher durch die hier beschriebene Paarschirmung mit dem Aufbau aus den beiden Schirmfolien eine effiziente Schirmung ohne störende Nebeneffekte erreicht. Resonanzeffekte mit entsprechend hoher Dämpfung des Signals sowie - insbesondere bei einer Überlappung der inneren Schirmfolie - eine nur ungenügende Dämpfung des Common-Mode Signals sind wirksam vermieden. Im Vergleich zu einer längsgefalteten Folie zeichnet sich dieser Aufbau zudem durch eine einfachere Herstellung, bessere Symmetrie sowie eine erhöhte (Biege-) Flexibilität aus.
Die Adern eines jeweiligen Adernpaares verlaufen dabei insbesondere parallel zueinander, sind daher nicht verdrillt.
Die innere Schirmfolie ist in zweckdienlicher Ausgestaltung mit einer Überlappung um das Adernpaar gewickelt. Durch die Überlappung wird in vorteilhafter Weise zuverlässig die gewünschte Dämpfung des Common Mode Signals erreicht.
Gemäß einer ersten Variante wird dabei eine lediglich geringe Überlappung eingestellt. Die Überlappung liegt vorzugsweise im Bereich kleiner 20%, insbesondere kleiner 10% und speziell kleiner 5% der Breite der inneren Schirmfolie. Beispielsweise liegt sie im Bereich zwischen 1 % und 5%. Die Breite der Schirmfolien liegt typischerweise im Bereich von 4 bis 6 Millimeter. Die Breite des Überlappungsbereiches der inneren Schirmfolie liegt daher im Bereich von 0 bis maximal 0,6 Millimeter, insbesondere liegt also die Überlappung bei maximal etwa 10%. Vorzugsweise liegt sie darunter. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine derartig geringe Überlappung für die angestrebten Eigenschaften noch ausreichend ist. Im Vergleich zu einer größeren Überlappung weist diese Ausgestaltung einen höheren Frequenzbereich (>20GHz) auf. Das Common Mode Signal wird ebenfalls zumindest teilweise gedämpft. Diese Variante zeigt den Vorteil einer besonders hohen Flexibilität des Datenkabels sowie eine hohe Symmetrie. Gemäß einer zweiten Variante wird demgegenüber ein vergleichsweise großer Überlapp im Bereich von 20% bis 40% der Breite eingestellt. Mit dieser Variante wird zwar im Vergleich zu der Variante mit dem geringen Überlapp eine geringere Grenzfrequenz erreicht. Gleichzeitig wird jedoch die Dämpfung des Common Mode Signalanteils verbessert, d.h. dieser unerwünschte Signalanteil wird besser Unterdrückt. Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass sich die Resonanzfrequenz, mit Hilfe der zweiten äußeren Schirmfolie präzise einstellen lässt, so dass ein nutzbares Frequenzband bis z.B. genau 20GHz erreicht werden kann.
Alternativ zu einer Wicklung mit Überlappung ist die innere Schirmfolie ohne Überlappung und insbesondere ohne Lücke, also auf Stoß, um das Adernpaar gewickelt. Dadurch werden Kondensator-Effekte sicher vermieden und ausgeschlossen. Gleichzeitig wird durch die Umwicklung ohne Lücke eine zuverlässig geschlossene Umschirmung erzielt. Diese ist durch die zweite äußere Schirmfolie in diesem Fall auch bei Biegungen gewährleistet.
Zweckdienlicherweise ist zumindest eine und sind vorzugsweise beide Schirmfolien mehrschichtig ausgebildet mit einer leitfähigen Schicht sowie mit einer nicht leitenden Trägerschicht. Die beiden Schirmfolien sind dabei insbesondere als sogenannte AI-PET-Folien ausgebildet. Die äußere Folie kann prinzipiell auch als Metallfolie ausgebildet sein oder auch als AI-PET - AI-Folie, also mit einer Trägerschicht, die beidseitig mit einer leitfähigen Schicht versehen ist. Im Hinblick auf eine effektive elektrische Kontaktierung sind die beiden Schirmfolien dabei mit ihren leitfähigen Schichten bzw. Seiten einander zugewandt angeordnet.
Weiterhin ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass die äußere Schirmfolie ebenfalls gewickelt ist und insbesondere gegenläufig zu der inneren Schirmfolie. Dadurch wird eine gute elektrische Kontaktierung und Überbrückung der Stoßstellen der inneren Schirmfolie zuverlässig erreicht. Die Paarschirmung kann daher auch als doppelt gewickelte Helix-Paarschirmung bezeichnet werden. Die äußere Schirmfolie ist dabei gemäß einer ersten Variante vorzugsweise zumindest auf Stoß und insbesondere mit Überlappung gewickelt, so dass eine geschlossene Schirmlage gebildet ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die äußere Schirmfolie auf Lücke gewickelt, d.h. benachbarte Wicklungsabschnitte sind in Längsrichtung zueinander beabstandet. Der Abstand, also die Lücke liegt dabei vorzugsweise im Bereich von lediglich wenigen Prozent, beispielsweise 1 bis 10% der Breite der Schirmfolie. Diese Ausführungsvariante wird vorzugsweise in Kombination mit der mit großem Überlapp (20-40% der Breite) gewickelten inneren Schirmfolie eingesetzt. Durch die spezielle Wahl des Aufbaus und der Wicklung der zweiten
Schirmfolie lässt sich die Resonanzfrequenz genau einstellbar. Zudem bleibt der Vorteil der besonders guten Common Mode Dämpfung.
Weiterhin ist vorzugsweise zumindest ein Beidraht angeordnet, welcher mit zumindest einer, vorzugsweise beiden Schirmfolien elektrisch leitend verbunden ist. Ein derartiger Beidraht dient beispielsweise zur sicheren elektrischen Kontaktie- rung der Paarschirmung an einem Kontaktteil, beispielsweise an einen Stecker. Gemäß einer ersten Variante ist dieser Beidraht zwischen den beiden Schirmfolien angeordnet und verläuft insbesondere parallel zu den einzelnen Adern, beispielsweise in einem Zwickelbereich. Gemäß einer zweiten Variante ist der Beidraht außen an der äußeren Schirmfolie kontaktiert. Bevorzugt sind allgemein zwei Beidrähte symmetrisch zu einer Symmetrieebene des Adernpaares angeordnet. Im Falle der äußeren Beidrähte liegen diese auf der Verbindungsachse der beiden Leiter des Adernpaares.
Weiterhin ist in zweckdienlicher Weiterbildung für ein jeweiliges Adernpaar um die Paarschirmung ergänzend eine Fixierfolie gewickelt. Bei dieser handelt es sich insbesondere um eine Klebefolie, die auf die Paarschirmung aufgeklebt ist. Hierdurch wird der Schirmaufbau der Paarschirmung fixiert. Bei der Fixierfolie handelt es sich insbesondere um eine isolierende Folie, so dass eine jeweilige Paarschirmung nach außen hin elektrisch isoliert ist, insbesondere z.B. zu einer gemeinsamen Außenschirmung. Allgemein weist das Datenkabel in bevorzugter Ausgestaltung eine Kabelseele oder einen Kabelkern auf, welcher mehrere elektrische Leitungskomponenten um- fasst, wobei zumindest eine und vorzugsweise mehrere der Leitungen durch das mit der Paarschirmung versehene Adernpaar gebildet sind.
Zweckdienlicherweise weist der Kabelkern ausschließlich derartige Adernpaare auf. Der Kabelkern ist weiterhin von einer gemeinsamen Außenschirmung umgeben. Diese ist insbesondere mehrschichtig ausgebildet. Sie weist wahlweise oder auch in Kombination als Bestandteile ein Geflecht oder Schirmfolien, insbesondere metallisierte Folien etc. auf. Um die Außenschirmung ist wiederum üblicherweise ein Kabelaußenmantel angeordnet.
Durch den hier beschriebenen Aufbau sind das Datenkabel und insbesondere die Paarschirmung auch geeignet zu einer besonders effizienten Kontaktanbindung der Paarschirmung an einer Leiterplatte eines typischen Steckers (small form pluggable SFP+, SFP28, QSFP28....) für eine Hochgeschwindigkeits-Daten- übertragung (sogenannte Paddle card). In der zum Anmeldezeitpunkt unveröffentlichten DE 10 2013 225 794.5 mit dem Titel„Kontaktanbindung von geschirmten Datenleitungen an einer Platine sowie Verfahren zur Kontaktierung mehrerer geschirmter Datenleitungen an einer Platine" ist eine solche bevorzugte Kontaktanbindung beschrieben. In einem konfektionierten Zustand ist daher das Datenkabel an einem solchen Stecker angeschlossen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Die Figuren zeigen dabei jeweils in vereinfachten Darstellungen:
Figur 1 eine Querschnittdarstellung eines mit einer Paarschirmung versehenen Adernpaares,
Figur 2 eine Seitenansicht des in Figur 1 gezeigten Adernpaares, Figur 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung der Paarschirmung in einem Überlappbereich,
Figur 4 eine Querschnittsdarstellung eines Datenkabels gemäß einer ersten
Ausführugsvariante
Figur 5 eine Querschnittsdarstellung eines Datenkabels gemäß einer zweiten
Ausführugsvariante sowie
Figur 6 ein Diagramm, bei dem die Einfügedämpfung I gegenüber der Frequenz in GHz für unterschiedliche Paarschirmung bei einem symmetrischen Adernpaar dargestellt ist.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein für ein High-Speed Datenkabel 2 (vgl. hierzu Figuren 4,5) verwendetes Adernpaar 4, welches mit einer Paarschirmung 6 versehen ist, ist in Figur 1 dargestellt. Das Adernpaar 4 besteht dabei aus zwei Adern 8, die jeweils wiederum gebildet sind durch einen zentralen Leiter 10, welcher von einer Isolierung 12 ummantelt ist. Bei dem Leiter 10 handelt es sich üblicherweise um einen massiven Vollleiter. Alternativ können auch Litzenleiter eingesetzt werden.
Die beiden Adern 8 verlaufen vorzugsweise parallel zueinander, sind daher nicht miteinander verdrillt.
Das Adernpaar 4 ist insgesamt von einer mehrlagigen Paarschirmung 6 umgeben, welche eine innere Schirmfolie 14 sowie eine äußere Schirmfolie 1 6 aufweist. Die Paarschirmung 6 ist dabei insbesondere abschließend durch diese beiden Schirmfolien 14, 1 6 gebildet. Die Paarschirmung 6 ist schließlich noch von einer Fixierfolie 18 umgeben, insbesondere umwickelt, welche insbesondere als Klebefolie ausgebildet ist. Die Fixierfolie 18 besteht dabei aus Kunststoff und ist elektrisch nicht leitend, also elektrisch isolierend.
Ergänzend ist in Figur 1 beispielhaft ein fakultativer Beidraht 20 dargestellt, welcher vorzugsweise in einem Zwickelbereich der beiden Adern 8 platziert ist. Der Beidraht 20 ist weiterhin insbesondere zwischen den beiden Schirmfolien 14, 1 6 angeordnet. Alternativ sind vorzugsweise zwei Beidrähte 20 außen mit der äußeren Schirmfolie 1 6 kontaktiert, wie dies z.B. in Fig. 5 dargestellt ist. Die beiden Beidrähte 20 liegen dabei auf einer gedachten Symmetrieebene bzw. Verbindungslinie der beiden Leiter 10. Bei einer äußeren Platzierung des zumindest einen Beidrahtes 20 ist dieser insbesondere zwischen der äußeren Schirmfolie 1 6 und der Fixierfolie 18 gehalten.
Das Adernpaar 4 zusammen mit der Paarschirmung 6 und der Fixierfolie 18 sowie ggf. den Beidrähten 20 wird nachfolgend auch als geschirmtes Paar 30 bezeichnet.
Bei den beiden Schirmfolien 14, 1 6 handelt es sich vorzugsweise jeweils um metallbeschichtete Kunststofffolien, insbesondere sogenannte AL-PET-Folien. Diese weisen jeweils eine als Isolierschicht ausgebildete Trägerschicht 22 auf, auf der eine leitfähige Schicht 24 aufgebracht ist (vgl. hierzu insbesondere Figur 3). Bei außenliegenden Beidrähten muss die äußere Seite der äußeren Schirmfolie 1 6 ebenfalls als eine leitfähige Schicht 24 ausgebildet sein. Die äußere Schirmfolie 1 6 ist dann beispielsweise eine Trägerschicht 22 mit beidseitig aufgebrachten leitfähigen Schichten 24 oder eine Metallfolie, die beidseitig grundsätzlich leitfähige Schichten 24 hat.
Die beiden Schirmfolien 14, 1 6 sind dabei derart orientiert, dass ihre jeweils leitfähigen Schichten 24 einander zugewandt sind und sich insbesondere wechselseitig berühren, sodass also die beiden leitfähigen Schichten 24 elektrisch leitend kontaktiert sind.
Wie aus Figur 2 hervorgeht ist die innere Schirmfolie 14 helixförmig um das Adernpaar 4 gewickelt. Die Schirmfolie 14 ist dabei üblicherweise mit einer sehr geringen Steigung, also sehr eng gewickelt. Je geringer die Steigung, desto mehr verschiebt sich der unerwünschte Resonanzeffekt zu höheren Frequenzen. Typischerweise beträgt die Steigung nur wenige mm, beispielsweise im Bereich von 2 bis 6 mm, d.h. pro 360° Umwicklung propagiert die Schirmfolie um 2 bis 6 mm in Längsrichtung 28.
Die innere Schirmfolie 14 ist mit einem Überlapp 26 gewickelt, das heißt einander in Längsrichtung 28 aneinander anschließende Wicklungsabschnitte überdecken sich. Dieser Überlapp 26 liegt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bei etwa einem Drittel der Breite B der inneren Schirmfolie 14.
Die äußere Schirmfolie 1 6 ist vorzugsweise ebenfalls, jedoch gegensinnig zur inneren Schirmfolie 14 gewickelt. Sie weist beispielsweise die gleiche Steigung auf wie die innere Schirmfolie 14. Alternativ weicht die Steigung hiervon ab und ist beispielsweise geringer oder auch größer. Auch die äußere Schirmfolie 1 6 kann einen Überlapp aufweisen oder auf Stoß gewickelt sein.
In bevorzugter Ausgestaltung ist sie jedoch auf Lücke gewickelt, so dass ein Abstand A zwischen zwei benachbarten Wicklungsabschnitten ausgebildet ist. Der Abstand A liegt beispielsweise im Bereich von 1 bis 5% der Breite B der äußeren Schirmfolie 1 6.
Bei der Fixierfolie 18 handelt es sich insbesondere um eine mit einer Klebeschicht versehene Kunststoff-Trägerfolie. Diese ist vorzugsweise auch gewickelt (in Figur 2 nicht dargestellt).
Anhand der vergrößerten, ausschnittsweisen Darstellung gemäß Figur 3 der Paar- schirmung 6 in einem Überlappbereich ist zu erkennen, dass die innere Schirmfolie 14 in ihren gegenüberliegenden Randbereichen, also im Überlappbereich 26 mit der leitfähigen Schicht 24 nach außen zeigt. In den Randbereichen ist daher die innere Schirmfolie 14 nicht umgeschlagen. Im Überlappbereich 26 weist die innere Schirmfolie 14 daher eine alternierende Schichtfolge zwischen Trägerschicht 22 und leitfähiger Schicht 24 auf. Hierdurch sind daher die Randbereiche der leitfähigen Schicht 24 der inneren Schirmfolie 14 im Überlappbereich 26 zueinander isolierend getrennt, was zu dem eingangs beschriebenen Schwingkreis mit der unerwünschten Resonanzfrequenz führt, wodurch insbesondere bei höheren Frequenzen > 5 Ghz unerwünschte Dämpfungen in Folge der Resonanzeffekte auftreten. Durch die hier beschriebene zusätzliche Maßnahme der äußeren Schirmfolie 1 6 werden diese unerwünschten Effekte zumindest verringert. Gleichzeitig wird durch die im Ausführungsbeispiel der Figur 3 gewählte Überlappung 26 das unerwünschte Common-Mode Signal gedämpft.
Üblicherweise sind in einem Datenkabel 2 mehrere Leitungen 30 in einem Kabelkern 32 zusammengefasst, wie dies in den Figuren 4, 5 dargestellt ist. Bei den beiden Varianten handelt es sich bei den Leitungen jeweils um geschirmte Paare 30. Daneben können jedoch auch andere Leitungstypen integriert sein.
Die beiden in den Figuren 4, 5 dargestellten Varianten des Datenkabels 2 unterscheiden sich insbesondere im Hinblick auf den Aufbau der einzelnen geschirmten Paare 30. Bei der Variante gemäß Figur 4 werden geschirmte Paare 30 verwendet, wie sie zu der Fig. 1 beschrieben wurden.
Bei der Variante gemäß der Figur 5 wird eine alternative Ausgestaltung verwendet. Bei dieser sind zwei Beidrähte 20 außen zwischen der äußeren Schirmfolie 1 6 und der Fixierfolie 18 angeordnet.
In beiden Varianten sind bevorzugt - wie im Ausführungsbeispiel dargestellt - zunächst zwei geschirmte Paare 30 von einer Plastikfolie umwickelt. Dieser Kernbereich ist anschließend umfangsseitig von mehreren weiteren, im Ausführungsbeispiel 6 geschirmten Paaren 30 umgeben.
Diese und damit der Kabelkern 32 ist vorzugsweise von einem mehrlagigen Mantelaufbau umgeben. Der Kabelkern 32 ist bei derartigen Datenkabeln 2 generell von einem gemeinsamen Außenschirm 34 umgeben. Im Ausführungsbeispiel ist zusätzlich noch eine innere Lage aus einer Plastikfolie um den Kabelkern 32 gewickelt.
Der Außenschirm 34 ist im Ausführungsbeispiel mehrlagig ausgebildet mit einer Kombination aus einer Folienschirmung 36 und beispielsweise einem Ge- flechtschirm 38. Schließlich ist dieser Außenschirm 34 von einem gemeinsamen Kabelmantel 40 umgeben.
In Figur 6 ist die sogenannte Einfügedämpfung I von verschiedenen geschirmten Paaren unterschiedlichen Typs gegenüber der Frequenz des übertragenen Datensignals (in GHz) gegenübergestellt. Die Kurven A und B zeigen hierbei herkömmliche Ausführungsvarianten. Die Kurve A repräsentiert ein geschirmtes Paar, welches lediglich von einer einlagigen Schirmfolie umwickelt ist. Die Kurve B repräsentiert demgegenüber ein geschirmtes Paar, welches mit einer längs gefalteten Schirmfolie umgeben ist.
Die Kurve B gibt darüber hinaus tendenziell auch einen Verlauf an, wie er sich bei der zuvor beschriebenen Wicklungsvariante mit der mit nur geringem Überlapp 26 gewickelten inneren Folie 14 ergibt.
Kurve C zeigt eine Variante zeigt einen Verlauf, wie er beispielsweise mit der kürzesten Steigung der Wicklung einer AI-PET Folie z.B. bei der Verwendung eines 26AWG-Drahtes (American Wire Gauge). Durch eine extrem kurze Wicklung lässt sich daher die Grenzfrequenz zu höheren Frequenzen verschieben.
Kurve D gibt den Verlauf der an, wie er sich bei der zuvor beschriebenen zweiten Variante ergibt, bei der die die äußere Schirmfolie 1 6 vorzugsweise mit einem kleinen Abstand A im Bereich von beispielsweise etwa 3% der Breite der Schirmfolie 1 6 auf Lücke gewickelt ist, wie dies zu Figur 2 beschrieben wurde. Gleichzeitig ist die innere Schirmfolie 14 vorzugsweise mit großem Überlapp 26 von beispielsweise etwa 30% der Breite gewickelt.
Wie gut zu erkennen ist, nimmt die Einfügedämpfung für ein herkömmliches mit einer gewickelten Paarschirmung versehenes Adernpaar (Kurve A) ab einer Signalfrequenz von etwa 5 GHz stark zu. Ein derartiges Datenkabel eignet sich daher für höhere Signalfrequenzen daher nur noch bedingt. Dem gegenüberliegend zeigt ein mit einer längs gefalteten Schirmfolie versehenes Adernpaar 4 (Kurve B) auch bei höheren Frequenzen > 5 Ghz eine deutlich geringere Zunahme der Dämpfung auch bis in hohe Frequenzbereiche von weit über 25 GHz. Wie eingangs jedoch ausgeführt wurde, wird dies mit einer unerwünschten Zunahme des sogenannten Common-Mode Signals erkauft.
Durch die hier beschriebene spezielle Paarschirmung 6 nähert sich der Verlauf der Einfügedämpfung demjenigen Verlauf an, wie er bei längs gefalteten Paarschir- mungen (Kurve B) erzielt wird. Eine derartige aus den beiden Schirmfolien 14, 1 6 gebildete Paarschirmung 1 6 zeigt daher auch bei höheren Frequenzen oberhalb von 10 Ghz weiterhin noch eine vertretbare Dämpfung, sodass sich ein derartiges Datenkabel 2 auch für die Übertragung von hochfrequenten Datensignalen eignet.
In Summe ergeben sich durch den hier beschriebenen speziellen Aufbau der Paarschirmung 6 folgende Vorteile: Der Resonanzeffekt (welcher eine Art Bandsperre bildet) ist verhindert oder zumindest zu deutlich höheren Frequenzen verschoben. Gleichzeitig wird eine wirksame Unterdrückung des Common Mode Signals durch die Überlappung 26 erreicht. Es werden insgesamt die Nachteile einer längsgefalteten Paarschirmung deutlich reduziert, gleichzeitig wird der unerwünschte Resonanzeffekt bei gewendelten Schirmungen zumindest auf einen nicht störenden Frequenzbereich größer 10 GHz und bevorzugt größer 15 oder 20 GHz ausgeweitet. Auch wird durch die helixförmige Umwicklung eine vereinfachte Herstellung erreicht. Bei längsgefalteten Paarschirmungen erfordert die Folienformung nämlich einen höheren Verschleiß. Auch erzeugt die Überlappungsstelle eine Asymmetrie und insgesamt sind die Paare durch die Längsfolie weniger flexibel. Weiterhin weist für die Fertigung die längslaufende Folie Nachteile auf. So erfordert jede einzelnen Abmessungen eine eigene Formeinheit. Bezugszeichenliste
2 Datenkabel
4 Adernpaar
6 Paarschirmung
8 Ader
10 Leiter
12 Isolierung
14 innere Schirmfolie
16 äußere Schirmfolie
18 Fixierfolie
20 Beidraht
22 Trägerschicht
24 leitfähige Schicht
26 Überlapp
28 Längsrichtung
30 Leitung
32 Kabelkern
34 Außenschirm
36 Folienschirmung
38 Geflechtschirm
40 Kabelmantel
B Breite
A Abstand

Claims

Ansprüche
1 . Datenkabel (2) für High-Speed Datenübertragungen mit zumindest einem Adernpaar (4), das aus zwei Adern (8) besteht, die von einer folienartigen Paarschirmung (6) umgeben sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Paarschirmung (6) eine innere Schirmfolie (14) sowie eine äußere Schirmfolie (1 6) aufweist, wobei die beiden Schirmfolien (14,1 6) einander elektrisch kontaktieren und die innere Schirmfolie (14) um das Adernpaar (4) gewickelt ist.
2. Datenkabel (2) nach dem der vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mehrere Adernpaare (4) aufweist, und jedes der Adernpaare (4) mit der Paarschirmung (6) aus den beiden Schirmfolien (14,16) umgeben ist.
3. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Adern (8) parallel zueinander verlaufen.
Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schirmfolie (14) mit Überlappung (26) um das Adernpaar (4) gewickelt ist.
Datenkabel (2) nach dem der vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überlappung (26) der inneren Schirmfolie (14) im Bereich zwischen größer 0% und 40 % der Breite (B) der inneren Schirmfolie (14) liegt und insbesondere wahlweise zwischen 1 % und 20% oder zwischen 20% und 40% der Breite (B) liegt.
6. Datenkabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schirmfolie (14) ohne Überlappung (26) und insbesondere ohne Lücke um das Adernpaar (4) gewickelt ist.
7. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest die innere Schirmfolie (14) mehrschichtig ausgebildet ist mit einer leitfähigen Schicht (24) und mit einer Trägerschicht (22).
8. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Schirmfolien (14,1 6) mit leitfähigen Schichten (24) einander zugewandt sind.
9. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Schirmfolie (1 6) um die innere Schirmfolie (14) gewickelt ist.
10. Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Schirmfolie (1 6) gegenläufig zu der inneren Schirmfolie (14) gewickelt ist.
1 1 . Datenkabel (2) nach dem einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Schirmfolie (1 6) mit Lücke um die innere Schirmfolie (14) gewickelt ist.
12. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein mit zumindest einer der Schirmfolien (14,1 6) kontaktierter Beidraht (20) angeordnet ist, der wahlweise zwischen den Schirmfolien (14,1 6) oder außerhalb der äußeren Schirmfolie (1 6) angeordnet ist.
13. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass für ein jeweiliges Adernpaar (4) um die Paarschirmung (6) ergänzend eine Fixierfolie (18) gewickelt ist.
14. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass es einen Kabelkern (32) mit mehreren Leitungen (30) aufweist, wobei zumindest eine, vorzugweise mehrere der Leitungen (30) durch ein jeweiliges mit der Paarschirmung (6) versehenes Adernpaar (4) gebildet ist und dass der Leitungskern (32) von einem Außenschirm (34) umgeben ist.
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