ES2211356A1 - Cable de datos de alta velocidad provisto de pares trenzados blindados individualmente. - Google Patents
Cable de datos de alta velocidad provisto de pares trenzados blindados individualmente.Info
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Abstract
Cable de datos de alta velocidad provisto de pares trenzados blindados individualmente (15a, 15b, 15c, 15d), en el que cada blindaje está orientado alrededor de un par trenzado con un plegado lateral. Cada blindaje tiene un primer lado y un segundo lado que se extienden longitudinalmente. El primer lado y el segundo lado quedan unidos entre sí.
Description
Cable de datos de alta velocidad provisto de
pares trenzados blindados individualmente.
La presente invención se relaciona con un cable
de datos provisto de pares trenzados blindados individualmente.
Los cables electrónicos constituyen una autopista
a través de la cual se desplaza mucha de la información digital de
hoy día. Muchos de los cables que transmiten información digital
utilizan una pluralidad de pares trenzados. Estos cables de pares
trenzados, para satisfacer los requisitos digitales de alta
velocidad, han de transmitir información a altas frecuencias.
Desafortunadamente, las altas frecuencias, transmitidas en general a
voltajes extremadamente bajos, son susceptibles a la interferencia
electrónica. Por ejemplo, la paradiafonía entre pares trenzados
dentro del mismo cable, conocida en la industria como NEXT puede
interferir con la transmisión de señales a alta frecuencia. Para
controlar la NEXT, la industria utiliza cables de datos que tienen
pares trenzados blindados individualmente, ISTP's. Cada ISTP
consiste en un solo par trenzado con un blindaje de cinta metálica
envuelta alrededor del par trenzado individual. El blindaje de
cinta metálica suele envolverse con un plegado lateral o de tipo
``envuelta de cigarrillo''. Los términos ``plegado lateral'' y
``envuelta de cigarrillo'' se emplean aquí de manera
intercambiable. El plegado lateral se extiende longitudinalmente a
lo largo de la longitud del par trenzado individual. Aunque los
ISTP's mejoran el comportamiento NEXT del cable y la inmunidad a
otras interferencias electrónica, la configuración puede hacer que
otros atributos del cable se vean afectados de manera adversa.
Concretamente, la impedancia del cable y el comportamiento de la
atenuación de equilibrio del cable suelen degradarse por la
aplicación de un blindaje individual alrededor del par.
La impedancia del par trenzado sin blindar (UTP)
se determina por el tamaño de los conductores metálicos usados, por
la constante dieléctrica del material aislante y por la separación
entre centros de los dos conductores. La impedancia de un ISTP se
ve influenciada por estos mismos factores, pero también resulta
influenciada por la presencia del blindaje envuelto alrededor de su
circunferencia. Los blindajes de hoy día pueden experimentar
variaciones en su geometría. Variaciones muy pequeñas en la
geometría y separación del blindaje total, pueden afectar de manera
drástica a la impedancia del cable. El blindaje, normalmente hecho
de una cinta metálica fina, puede arrugarse, desplazarse e incluso
abrirse. El arrugado, desplazamiento y apertura indeseables puede
presentarse durante la fabricación, instalación y uso del cable. El
arrugado, el desplazamiento y la apertura pueden traducirse en un
incremento perjudicial de la variación de impedancia. El incremento
en la variación puede afectar a otros parámetros del cable, tales
como la atenuación de equilibrio (RL. Resultan claramente
indeseables las variaciones de impedancia y la degradación
consecuente del comportamiento del cable, causadas por los cables
ISTP convencionales.
La presente invención intenta proporcionar un
cable que tiene una pluralidad de pares trenzados blindados
individualmente que presentan una resistencia mejorada a la
deformación y, a su vez, una mayor estabilidad de impedancia con
respecto a los cables diseñados de manera convencional. Para que los
ISTP's tengan una resistencia mejorada a la deformación, la
invención proporciona un cable que tiene una pluralidad de pares
trenzados blindados individualmente. Cada par trenzado blindado
individualmente incluye un blindaje constituido por múltiples capas
con una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la
primera superficie. El blindaje tiene un primer lado que se extiende
longitudinalmente y un segundo lado también longitudinal. El
blindaje está orientado alrededor del par trenzado con un plegado
lateral o plegado del tipo de ``envuelta de cigarrillo''. Una parte
del blindaje envuelto lateralmente está unida así misma. Mediante
la unión así misma de una porción del blindaje, el blindaje forma
un tubo semi-rígido que encapsula al par trenzado.
Como resultado de llegar a ser más rígido y quedar envuelto de forma
segura, el blindaje conserva su forma y evita que el blindaje se
desplace o se abra durante el proceso de fabricación o durante el
uso del cable. La configuración de blindaje unido ofrece también
resistencia al arrugado y deformación del blindaje. El resultado de
una estabilidad mejorada del blindaje es una reducción total en la
variación de impedancia del cable.
De acuerdo con lo anterior, el cable de datos de
alta velocidad tiene una pluralidad de pares trenzados
individuales. Cada par trenzado individual tiene un primer
conductor aislado trenzado alrededor de un segundo conductor
aislado. El cable tiene además una pluralidad de blindajes. Cada
blindaje de la pluralidad está orientado alrededor de una
respectiva y diferente pluralidad de pares trenzados. Cada par
trenzado, dentro del blindaje, está radialmente orientado alrededor
del mismo y el par trenzado está orientado dentro del blindaje, con
exclusión de la otra pluralidad de pares trenzados. El cable
también puede tener un blindaje total, con frecuencia de
construcción trenzada, que rodea a la pluralidad de ISTP's. El
cable tiene una camisa que rodea al blindaje total y a la
pluralidad de blindajes orientados alrededor de cada par
trenzado.
Cada pluralidad de blindajes está orientada con
un plegado lateral. Cada blindaje tiene un primer lado que se
extiende longitudinalmente y un segundo lado que se extiende
también longitudinalmente. Una primera superficie forma una
superficie tanto del primero como del segundo lado que se extienden
longitudinalmente. Una segunda superficie forma también una
superficie tanto del primero como del segundo lado que se extienden
longitudinalmente. La primera superficie es opuesta a la segunda
superficie. Una parte del primer lado que se extiende
longitudinalmente está unida a una parte del segundo lado que se
extiende longitudinalmente.
En una modalidad, la parte unida incluye una
parte de la primera superficie que forma la superficie del primer
lado que se extiende longitudinalmente, y una parte de la segunda
superficie que forma una parte de la superficie del segundo lado
que se extiende longitudinalmente.
En otra modalidad, la parte unida incluye una
parte de la primera superficie que forma una superficie del primer
lado que se extiende longitudinalmente, y una parte de la primera
superficie que forma una parte del segundo lado que se extiende
longitudinalmente.
Estas y otras características de la invención
llegarán a ser evidentes para el experto en la materia al
considerar la presente descripción en combinación con los dibujos
adjuntos. Sin embargo, ha de entenderse de forma expresa que tanto
los dibujos como la descripción detallada solo se ofrecen con fines
ilustrativos y no deberán ser considerados como una definición de
los límites de la invención.
La Figura 1 muestra una vista en sección lateral
del cable de la presente invención; el cable tiene cuatro pares
trenzados blindados individualmente.
Las Figuras 2a - 2e muestran vistas laterales en
sección transversal de modalidades alternativas de un par trenzado
blindado individualmente de la presente invención.
La Figura 3a muestra una vista superior y
lateral, ampliada, de un blindaje parcialmente sin envolver,
seccionado a lo largo de su longitud lateral y longitudinal.
La Figura 3b muestra una vista en sección lateral
parcial de la modalidad alternativa de los pares trenzados
blindados individualmente mostrados en la Figura 2d.
La Figura 3c muestra una vista en sección lateral
parcial de una modalidad alternativa de un par trenzado
blindado.
Las Figuras 4a - 4b describen, según un formato
de diagrama de bloques, métodos alternativos para la fabricación de
los pares trenzados blindados individualmente de la presente
invención.
Con referencia a la Figura 1, en la misma se
aprecia una vista en sección transversal de un cable de datos que
tiene una pluralidad de pares trenzados blindados individualmente
15a, 15b, 15c, 15d que constituyen el objeto de la presente
invención. El cable incluye una camisa 17. La camisa puede ser de
PVC, de un fluorpolímero o de otro tipo de material. La camisa, en
la construcción mostrada, tiene un espesor de alrededor de 0,508
mm. Dispuesto radialmente hacia el interior de la camisa, se
encuentra un blindaje metálico total trenzado 19. El blindaje
trenzado ofrece una cobertura comprendida entre 40% y 65%.
Dispuestos radialmente hacia el interior de la trenza, se encuentran
los cuatro pares trenzados blindados individualmente de la presente
invención.
En el cable mostrado, los cuatro pares trenzados
blindados individualmente son todos ellos iguales. La Figura 2a
describe una ampliación de uno de los pares trenzados blindados
individualmente 15a mostrados en la Figura 1. El par trenzado
blindado individualmente 15a tiene un solo par trenzado 20 y un solo
blindaje 22 plegado lateralmente. El par trenzado tiene un primer
conductor 23 rodeado por un primer aislante 23a. El par trenzado
tiene un segundo conductor 24 rodeado por un segundo aislante 24a.
El primer conductor aislado 23, 23a y el segundo conductor aislado
24, 24a están trenzados entre sí a lo largo de cada longitud
longitudinal de los conductores. El primer aislante y el segundo
aislante pueden unirse en el punto en donde el primer aislante y el
segundo aislante llegan a entrar en contacto entre sí. La unión
puede ser por medio de un adhesivo. La unión puede ser por medio de
una banda común sin costura (no mostrada). En general, el primer
aislante y el segundo aislante son iguales. Los aislantes pueden
ser de un fluorpolímero o de una poliolefina, tal como
etileno-propileno fluorado, polietileno o
polipropileno. El primer conductor y el segundo conductor del par
trenzado son también iguales. Los conductores descritos se
encuentran entre 28-22AWG. Los conductores pueden
ser trenzados o sólidos.
El blindaje individual 22 rodea al par trenzado
individual 20. El blindaje, como se muestra en la Figura 2a, tiene
al menos tres capas distintas. La primera capa 27, que forma una
primera superficie, está hecha de aluminio. La capa es en general
de 0,0076-0,076 mm. La segunda capa 29, que forma
una segunda superficie, está constituida por copolímero de
etileno-ácido acrílico, EAA. El EAA tiene un espesor comprendido
entre 0,0076 y 0,0254 mm. El EAA se emplea como capa adhesiva. Una
tercera capa 31 de poliéster se encuentra entre la primera capa y
la segunda capa. La tercera capa 31 es de
0,0076-0,0254 mm de espesor. La tercera capa 31 es
la capa de resistencia para el blindaje o cinta. Aunque se ha
mostrado una cinta de blindaje específica, que tiene un adhesivo
específico, podrían utilizarse también otras cintas con otros
adhesivos. Por ejemplo, la primera capa podría ser de cobre, plata
o de otro metal conductor; la segunda capa, la capa adhesiva,
podría ser de cualquier copolímero o poliolefina tales como EBA,
EVA, EVS, EVSBA o incluso LDPE. La tercera capa podría ser un
fluorpolímero o poliolefina tal como poliéster, polipropileno o
polietileno.
El blindaje 22, como se muestra en la Figura 3a,
tiene un primer lado 33 que se extiende longitudinalmente y un
segundo lado 35 que se extiende longitudinalmente. El primer lado y
el segundo lado se extienden por toda la longitud del eje
longitudinal 41 del blindaje. El primer lado y el segundo lado que
se extienden longitudinalmente son adyacentes y están divididos por
el eje longitudinal 41 del blindaje. La segunda superficie 29 forma
una superficie tanto del primer lado como del segundo lado que se
extienden longitudinalmente. La primera superficie 27 también forma
una superficie tanto del primer lado como del segundo lado que se
extienden longitudinalmente. Volviendo a la Figura 2a, el blindaje
22 está orientado alrededor del par trenzado 20 con un plegado
lateral o de ``envuelta de cigarrillo''. Las frases ``plegado
lateral'' y ``envuelta de cigarrillo'' se utilizan aquí de manera
intercambiable. Las frases incluyen, sin limitación, un blindaje que
está formado plegando principalmente el blindaje a lo largo del
ancho lateral del blindaje, en lugar de hacerlo a lo largo de la
longitud longitudinal 41 del blindaje. La geometría de la cinta
cuando se pliega a lo largo de su ancho lateral alrededor del par
trenzado, forma una porción solapada 43 que transcurre a lo largo
de la longitud longitudinal del par trenzado. Esta porción solapada
43 transcurre paralela con el eje longitudinal del par trenzado y no
en espiral a lo largo del eje longitudinal del par en el caso de
que el cable consistente en una pluralidad de ISTP's sea cableado
(agrupado) conjuntamente mediante una acción planetaria. La acción
planetaria significa que la pluralidad de ISTP's no experimenta
fuerzas de par de torsión a medida que los mismos son trenzados
entre sí. La porción solapada 43 transcurrirá de forma paralela con
el eje longitudinal del par trenzado y también en espiral alrededor
del eje longitudinal del par trenzado en el caso de que el cable
consistente en la pluralidad de ISTP's sea cableado conjuntamente
empleando una acción convencional de simple o doble torsión. La
acción de cableado por simple o doble torsión significa que se
induce par de torsión en los ISTP's individuales durante el proceso
de trenzado de la pluralidad de ISTP's entre sí. Ambos métodos se
emplean normalmente en la industria de fabricación de cables y se
pueden emplear en el proceso de fabricación de la presente
invención.
En la zona de la porción solapante 43 del
blindaje, la segunda superficie 29 queda encarada con la primera
superficie 27. Un primer borde 44 que se extiende longitudinalmente
queda orientado en una dirección a derechas; un segundo borde
longitudinal 44a queda orientado en una dirección a izquierdas. En
la zona de la porción solapante 43, la parte de la segunda
superficie 29 que forma una superficie del segundo lado que se
extiende longitudinalmente, se une a la parte de la primera
superficie 27 que forma una superficie del primer lado que se
extiende longitudinalmente. La longitud arqueada de la porción
solapante 43 puede variar.
La Figura 2b muestra una porción solapante con
una longitud arqueada más grande que la porción solapante 43
mostrada en la Figura 2a.
Ha de indicarse que aunque la Figura 2a describe
un blindaje en donde la capa radialmente hacia el exterior es una
capa de aluminio, el blindaje podría tener otras muchas
construcciones diferentes. Por ejemplo, la capa de aluminio podría
estar entre el EAA y la capa de poliéster. En esta construcción, la
capa de EAA sería la capa situada más radialmente hacia el
exterior. Alternativamente, la capa de poliéster podría ser la capa
situada más radialmente hacia el exterior, quedando la capa de EAA
situada radialmente hacia el interior y con la capa de aluminio
entre las mismas. La porción solapante puede tener situado el
segundo lado radialmente hacia el exterior del primer lado como se
muestra en la Figura 2a o el segundo lado situado radialmente hacia
el interior del primer lado. Podrían utilizarse todavía otras
orientaciones, alguna de las cuales se exponen más adelante.
La Figura 2c muestra una modalidad alternativa de
un par trenzado blindado individualmente. El par trenzado blindado
individualmente utiliza un par trenzado y un blindaje que son los
mismos que el par trenzado y el blindaje mostrados en la Figura 2a.
Sin embargo, el blindaje plegado lateralmente 22 de la Figura 2c
tiene una orientación diferente respecto del blindaje plegado
lateralmente de la Figura 2a. En la Figura 2c, el primer borde 44
que se extiende longitudinalmente no solapa al segundo borde 44a
que se extiende longitudinalmente. En su lugar, el blindaje 22 es
plegado lateralmente a lo largo de su longitud longitudinal para
orientar el primer borde que se extiende longitudinalmente 44 de
forma lateral cerca del segundo borde que se extiende
longitudinalmente 44a. El blindaje es plegado lateralmente para
entrar en contacto con la segunda superficie 29 del primer lado que
se extiende longitudinalmente 33 con la segunda superficie 29 del
segundo lado que se extiende longitudinalmente 35. Las superficies
en contacto se unen entre sí. La porción unida 43a es entonces
plegada lateralmente sobre una porción adyacente 45 del
blindaje.
La Figura 2d muestra otra modalidad más de un par
trenzado blindado individualmente. La modalidad de la Figura 2d es
la misma que la de la Figura 2a excepto en lo que se refiere a la
construcción del blindaje y orientación del blindaje envuelto. Como
se muestra en la Figura 3b, el blindaje 22a tiene una primera capa
47a que es de EAA, una segunda capa 47b que es de aluminio y una
tercera capa 47c que es de poliéster. Volviendo a la Figura 2d en
esta configuración, los bordes que se extienden longitudinalmente
no quedan solapados. El blindaje es plegado lateralmente para poner
en contacto la primera capa 47a del primer lado que se extiende
longitudinalmente 33 con la primera capa 47a del segundo lado que
se extiende longitudinalmente 35. Las capas en contacto son unidas
entonces. La porción unida 43b es plegada luego radialmente hacia
el interior de una porción adyacente del blindaje.
La Figura 3c muestra una alternativa a la
construcción del blindaje mostrada en las Figuras 3a y 3b. El
blindaje tiene una primera capa de aluminio 49a, una segunda capa
de poliéster 49b, una tercera capa de aluminio 49c y una cuarta
capa de EAA 49d.
La Figura 2e muestra otra modalidad de la
construcción del blindaje. La capa de EAA 29a no forma una
superficie que cubre al primer lado 33 y al segundo lado 35 que se
extienden longitudinalmente. En su lugar, solo cubre una parte 43e
del segundo lado que se extiende longitudinalmente. Únicamente
cubre la porción 43e del segundo lado 35 unido al primer lado 33. La
capa de aluminio, en la parte 43e, se encuentra entre la capa de
EAA 29a y la capa de poliéster 31a. El primer lado y el segundo
lado que se extienden longitudinalmente incluyen tanto la capa de
aluminio como la capa de poliéster.
Con referencia a la Figura 4a, en la misma se
puede apreciar un diagrama de bloques que describe un aparato para
fabricar los pares trenzados blindados individualmente de la
presente invención. El par trenzado individual 20 se pasa,
simultáneamente con el blindaje, a través de un bloque 51 para
conformar/calentar el metal. El bloque conformador del metal
envuelve lateralmente el blindaje alrededor del par trenzado y une
el blindaje para formar el ISTP 15a. El bloque
conformador/calentador del metal se calienta a una temperatura
entre 104 y 204°C para realizar la unión. Conectado con el bloque
conformador de metal se encuentra un sensor de temperatura 53 y un
calentador 55. Un control 57 está interconectado con el calentador
y con el sensor de temperatura. El par trenzado y el blindaje se
hacen pasar a través del bloque conformador caliente mediante la
tensión de arrastre generada por una pieza adicional de la
instalación de fabricación del cable, tal como el cabrestante de
una línea de extrusión o cableador.
Según otro método alternativo, como el ilustrado
en la Figura 4b, se pueden trenzar entre sí una pluralidad de
ISTP's para formar un cable completo simultáneamente con una
pluralidad de bloques conformadores/calentadores de metal 51.
En la Figura 4c se muestra un método alternativo
para formar los pares trenzados blindados individualmente. En el
método alternativo, se emplea una caja de pellets calientes 63 para
unir el blindaje a sí mismo. El aparato alternativo tiene una
primera sección 63a que pliega lateralmente el blindaje alrededor
del par trenzado. El blindaje, en la segunda porción 63b del
aparato, se une a si mismo con los pellets calientes. Los pellets
son calentados con un calentador de aire caliente 63c.
En lugar de utilizar aire caliente o un elemento
de calentamiento eléctrico, cada uno de los aparatos descritos
podría utilizar un calentador de infrarrojos 65(Figura
4d).
Otras modalidades de la presente invención, así
como equivalente mecánicos, serán evidentes para los expertos en la
materia y la intención de la descripción no es la de limitar el
alcance de la invención, sino más bien proporcionar un ejemplo de
una modalidad de la invención.
Claims (10)
1. Un cable de datos de alta velocidad,
caracterizado porque comprende:
una pluralidad de pares trenzados
individualmente, incluyendo cada par trenzado individualmente un
primer conductor aislado trenzado alrededor de un segundo conductor
aislado;
una camisa que rodea a dicha pluralidad de pares
trenzados individualmente;
estando al menos dos de dichos pares trenzados
envueltos lateralmente con un blindaje de material compuesto
metálico que tiene una capa de polímero y una capa de metal,
teniendo dicha capa de metal un espesor de 0,0076 a 0,0254 mm;
cada uno de dichos blindajes tiene una superficie
interior y una superficie exterior opuesta a la superficie interior
y con dicha superficie exterior encarada a dicha camisa;
cada blindaje tiene un primer lado longitudinal
solapante y un segundo lado longitudinal solapante; y
dichos primero y segundo lados solapantes están
unidos entre sí mediante un agente de unión.
2. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho segundo lado
longitudinal está plegado de manera que la superficie exterior
contacta con ella misma para proporcionar un plegado del segundo
lado longitudinal, y
porque la superficie interior de dicho primer
lado longitudinal está unida a dicho plegado del segundo lado
longitudinal.
3. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer lado
longitudinal está plegado de manera que la superficie interior
contacta con ella misma para proporcionar un plegado del primer
lado longitudinal, y
porque la superficie exterior de dicho segundo
lado longitudinal está unida a dicho plegado del primer lado
longitudinal.
4. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de dichos
blindajes metálicos comprende:
una primera capa de aluminio que tiene un espesor
de 0,0076 a 0,0254 mm,
una segunda capa de aluminio que tiene un espesor
de 0,0076 a 0,0254 mm y una capa de polímero entre dichas capas,
primera y segunda, de aluminio.
5. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 2, caracterizado porque cada uno de dichos
blindajes metálicos comprende:
una primera capa de aluminio que tiene un espesor
de 0,0076 a 0,0254 mm, una segunda capa de aluminio que tiene un
espesor de 0,0076 a 0,0254 mm y una capa de polímero entre dichas
capas, primera y segunda, de aluminio.
6. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 3, caracterizado porque cada uno de dichos
blindajes metálicos comprende:
una primera capa de aluminio que tiene un espesor
de 0,0076 a 0,0254 mm, una segunda capa de aluminio que tiene un
espesor de 0,0076 a 0,0254 mm y una capa de polímero entre dichas
capas, primera y segunda, de aluminio.
7. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 1, caracterizado porque solo uno de los lados
longitudinales solapantes tiene un agente de unión sobre el
mismo.
8. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 4, caracterizado porque solo uno de los lados
longitudinales solapantes tiene un agente de unión sobre el
mismo.
9. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 5, caracterizado porque solo uno de los lados
longitudinales solapantes tiene un agente de unión sobre el
mismo.
10. Un cable de datos de alta velocidad según la
reivindicación 62, caracterizado porque solo uno de los
lados longitudinales solapantes tiene un agente de unión sobre el
mismo.
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