JP2002510138A - 対撚りケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
された導体を有し、各々の絶縁導体はその導体を囲む第一の発泡絶縁層と、この
第一の層を囲む第二の絶縁層とを有する、高周波対撚りケーブルに関する。
とするような用途に用いられていた。電線技術およびハードウェア機器の最近の
進歩は、対撚りケーブルの適用の上限を毎秒約数百メガビットまで高めた。
国特許第3102160号、米国特許第4873393号はともに、同ケーブル
内の他の対導体の撚り目の長さの累積倍数とは異なる撚り目の長さで撚り合わせ
られた導体対を用いることの重要性を示している。そうするのは、導体対の間の
電気的結合を減少させるためである。
確保という、もうひとつの重要な問題に集中している。絶縁導体が撚り合わされ
た後で結合された他の複数の外層をもつ二元誘電体の使用により、対撚り物の周
りの空気間隙を除くことによって、インピーダンスがどれほど安定化されるかを
、この特許は示している。
ンピーダンスが異なる2またはもっと多くの導体対が結合されるときには、信号
の一部が連結点で反射されるであろう。インピーダンス不一致に基づく反射は、
結果的に信号損失やトラッキングエラー(ジッタ)という問題を招く。
る目的でなされてきた。ケーブル対の間の容量が一様なケーブルの使用が混話を
減らす利点があることは業界でよく知られている。米国特許第3102160号
は、二つの導体にわたって誘電体を同時に押出すことにより伝送線路に沿って等
しく均一な容量が、いかにして得られるかを説明している。
に伴う諸問題につき認識していない。ケーブル内で各対の容量が比較的一様であ
るとき、ケーブルのインピーダンスは余り重要でなかった。いろいろなケーブル
はその個々の対の間で、一様な容量をもつとしてもなお異なる平均インピーダン
スを有することに、問題がある。
述のケーブルの対を現代のLANシステムにおいてハードウェアの接続に用いる
ためには、隣接する絶縁導体同士は、その対の全長に沿って少なくとも2.5c
m(1インチ)離れるようになっていなければならない。上記の従来技術は二つ
の隣接する絶縁導体の隔離手段を具えていない。
導体をもち、各導体が少なくとも二つの誘電体層で囲まれ、これらの導体と対応
する誘電体層とはケーブルの事実上全長にわたり撚り合わされ、撚り合わされた
二導体間の中心間距離が、任意の1000フィートについて平均中心間距離の±
0.03倍で変動するような対撚りケーブルを提供することであり、ここでこの平
均中心間距離は、同一操業または連続する3回の操業による同じサイズの撚り合
わせケーブルから無作為に選ばれた3本の1000フィート長ケーブルから少な
くとも6.1m(20フィート)離れて行なった、少なくとも20回の距離測定の
平均である。
これらの導体と対応する誘電体層とがケーブルの事実上全長にわたり撚り合わさ
れ、任意の305メートル(1000フィート)にわたり、約10MHzから約
200MHzまでの周波数で測定して約90から100オームのインピーダンス
を有する対撚りケーブルを提供することであり、ここで、このインピーダンスは
平均インピーダンスの±5%のインピーダンス範囲内にあり、この平均インピー
ダンスは次のいずれかである。 イ 同じ操業からの、少なくとも20個の同じサイズの1000フィート対撚
りケーブルのそれぞれにつき少なくとも1回のインピーダンス測定の平均。 ロ 互いに24時間以上隔てて3回の連続した別操業で得られ、無作為に選択
された20個の同じサイズの305メートル(1000フィート)対撚りケーブ
ルのそれぞれについて少なくとも1回のインピーダンス測定の平均。 ハ 91.4mないし305m(300ないし1000フィート)の1本の対
撚りケーブルを選び、それについて10MHzと200MHzの間で0.5MH
zより小さい幅の上昇で少なくとも200回インピーダンス測定を行なう。
ケーブル10は、2本の中実、撚り、又は中空の導体ワイヤ12と13をもつ。
導体は中実の金属、複数の金属条、適当なファイバーガラス導体、層状の金属、
またはそれらの組み合わせである。
れている。導体12、13の各々は、対応する絶縁体14、15の中心に、従っ
てそれらと事実上同心に、位置する。必要なら導体12、13は、それぞれの絶
縁体の内壁に、導体と絶縁体の間の相対回転を防ぐため、接合、熱、または接着
剤のような適当な手段で、任意の程度に接着してもよい。図2に示すように、絶
縁体14は、導体12を囲む内側または第一の発泡誘電体層14aと、第一層1
4aを囲む外側または第二の発泡誘電体層14bを有する。絶縁体15は、導体
13を囲む内側または第一の発泡誘電体層15aと、第一層15aを囲む外側ま
たは第二の発泡誘電体層15bを有する。
し、絶縁体14aと15a、絶縁体14bと15bは互いに一体であり、なにか
適宜の手段でそれらの全長にわたり一緒に連結されている。図示のように連結手
段は、各絶縁体の直径方向の軸から伸びる一体ウェブ18である。ウェブの幅1
9は約6.35×104cm(0.00025インチ)から約0.381cm(
0.150インチ)までの範囲にある。ウェブの厚さ21も約6.35×104 cm(0.00025インチ)から約0.150インチまでの範囲にある。ウェ
ブの厚さは両誘電体層の厚さ22より薄いのが好ましい。ウェブの幅は誘電体層
の厚さ22より小さいのが好ましい。
約40AWGの間が好ましい。
、鉄、合金、またそれらの組み合わせの、塊または条のような、適当な金属材料
で構成されてよい。誘電体は、発泡または非発泡の、ポリ塩化ビニル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、あるいはフルオロ共重合体(デュポン社商標によるテフ
ロン等)、フルオロ重合体(オーシモン社商標によるハラー等)、架橋ポリエチ
レン、ゴム等の、ケーブルの絶縁に用いられる適当な材料であればよい。絶縁体
の多くは、防炎剤を含んでもよい。
と同じ材料であることが好ましく、部分発泡材あるいは非発泡材でもよい。
25インチ)から約0.381cm(0.150インチ)までの範囲にある。
ーブルを形成する。隣接する導体の中心の間の距離(以下、中心間距離という)
の、対撚りケーブルの長さ方向での変動は極めて小さい。対撚りケーブルの長さ
方向で任意の点での中心間距離は、撚り合わせ平行ケーブルに沿って計った中心
間距離の平均の±0.03倍より大きくは変動しない。この平均は、同じ操業又
は別の3日間の連続する3操業において得た、同じサイズの長さ305m(10
00フィート)の対撚りケーブル3本を不作為に選び、各ケーブル上で少なくと
も6.1m(20フィート)離して20回の測定を行ない、全測定の平均を計算
して、求められる。
15bにより形成される中実一体ウェブ18aである。寸法は前述の範囲にある
ので、同じ符号を用いている。
有する。絶縁体は発泡体で、対撚りケーブルは事実上全長にわたって適当な接着
剤で接合または接着され、あるいは、発泡誘電体が高温のうちに材料を接触させ
てから冷やして、隣接する誘電(絶縁)体層を接合し、接着剤なしの複合ケーブ
ルを構成する。この無接着接合は二つの導体に対し一体共通の誘電体層を提供す
る。導体は、約18ないし約40のAWGサイズを有する。誘電絶縁体の厚さは
約6.35×104cm(0.00025インチ)から約0.381(0.15 0インチ)までの範囲にある。2つの接合された発泡絶縁体の間の接触は、接触
部の厚さが誘電体層の一方の厚さより小さいのが好ましい。これら誘電体層は、
誘電体層14a及び15aと同じ材料の発泡誘電体層である。
い力で隔離され、無傷に保たれるものである。我々は誘電体層の間に0.1ない
し5ポンドの接着力、好ましくは0.11ないし1.13kg重(0.25ない
し2.5ポンド)の間の力を与える。
導体をお互いから隔離することが必要になる。その広がりは1インチかそれ以上
になる。双リード型技法によれば、二つの導体は一様に切り放すことはできない
ーーーそれは本発明に比べて本質的な短所である。一般に用いられるRJ−45
ジャックのような多くのコネクタは個別の絶縁導体が一様に丸いことを要求する
点に留意すべきである。本発明によれば、単体が離されるや、互いに無関係にそ
の丸みを保つはずである。
ャケット付またはジャケットなしのケーブルに組み込むことができる。あるいは
各撚り合わせ対又は対撚りの群にわたって適用してもよい。
の範囲で余りエラーのない伝送を行なう。このケーブルのインピーダンスは二つ
の主要因、すなわち導体間隔と導体間の誘電体に支配される。導体間隔と誘電体
が均一であるほど、インピーダンスは均一になる。
接する導体の中心間で測定された中心間距離dに、dの平均値の±0.03倍の 変動があり、それは305メートル(1000フィート)の対撚りケーブルの任
意の点で決してこれを超えないことである。
ルの305メートル(1000フィート)のサンプルを少なくとも3本、好まし
くは20本、同一の操業または別の日あるいは24時間区分で行なわれる継続し
た操業の少なくとも3つの連続した別操業から不作為に選ぶ。平均値dの計算に
は、305メートル(1000フィート)ケーブルの各々につき、各測定が6.
1メートル(20フィート)以上離れてなされるようにして20回以上の測定を
行ない、全測定値を加え、測定回数の総数で加算した測定値を割り算する。d測
定値の全ては、平均値dの±0.03倍の許容範囲の中に納まる。もしそうでなけ
れば、これらの操業に由来する対撚りケーブルは廃棄される。
、本発明の中心間距離の要求を満たさないものとの例を挙げる。これらケーブル
は、平均の導体中心間距離dが0.089cm(0.0353インチ)である。
インチ単位のこの平均値dは、別々の3日間の連続した3操業から取り出され、
無作為に選択した3本の305メートル(1000フィート)長ケーブルについ
て、各ケーブル上の20フィート以上の間隔で行なった20回の測定により得た
ものである。結果を以下の表に示すが、全ての測定値はインチを単位とする。
342ないし0.0364インチ)、すなわち0.0897cm(0.0353
インチ)(平均値)±0.0279(0.0011インチ)(0.03×0.0
897(0.0353インチ)である。上記例でケーブルのどれにもこの限界を
外れた測定値があるので、これらの各操業からの対撚りケーブルは全て廃棄され
ることになる。
)に沿って信号を送り、試験装置に反射されて来るエネルギーの量を測定するこ
とである。時として、反射されて来る電気エネルギーは、特定の周波数にピーク
(ケーブル業界ではしばしば「スパイク}と呼ばれる)を示す。これは、ケーブ
ルに沿って伝播する周期的波(つまり周波数)に対応する、構造の円柱状変動の
結果である。反射されるエネルギーが多いほど、ケーブルの他端で得られるエネ
ルギーは小さい。
きる。もしケーブルに沿って100オームのインピーダンス信号が送られると、
正確に100オームでない部分のケーブルはいずれも反射を起こす。
合的特徴は、各対撚りケーブルが、約10MHzないし約200MHzの高い周
波数で測定されたとき、90ないし110オームのインピーダンスを最大限±5
%の許容範囲内で有することである。この許容範囲は平均インピーダンスを±0
.05倍すれば求められる。平均インピーダンスは、同じサイズの305メート
ル(1000フィート)長対撚りケーブルを無作為に選択し、同じ操業から得た
少なくとも20本の305メートル(1000フィート)長ケーブル無作為試料
の各々について少なくとも1回づつ、約10MHzないし約200MHzでイン
ピーダンスを測定することにより計算される。
た別の3操業から取り出され、無作為に選択された少なくとも20本の同サイズ
の305メートル(1000フィート)長対撚りケーブルについて、少なくとも
1回のインピーダンス測定により得られる。この305メートル(1000フィ
ート)の長さの対撚りは、10MHzと200MHzの間の周波数で測定して約
90ないし110オームのインピーダンスで規制される。すでに指摘した通り、
この許容される305メートル(1000フィート)対撚りは、10MHzと2
00MHzの間のいずれの周波数においても、インピーダンスが平均インピーダ
ンスの±0.05倍より大きくは変動しないものである。例えば、平均インピー
ダンスが96.2なら、10MHzないし200MHzでのインピーダンス測定
値が101.0オーム(96.2+4.8[96.2×0.05])より大きく
ても、91.4オーム(96.2−4.8[96.2×0.05])より小さく
てもいけない。
(300ないし1000フィート)の1本の対撚り導体について、0.5MHz
より小さい幅で周波数を上げて少なくとも200回インピーダンス測定を行なう
ことにより計算される。もし10MHzと200MHzの間でのインピーダンス
測定値がその1本のケーブルで平均インピーダンスの0.05倍より大きい方に
又は小さい方に変動するなら、その操業のケーブルは不合格である。
を合計し、合計をインピーダンス測定の数で割り算することにより計算する。
び27、28は、分離した部分にわたり実質的に無傷に保たれ、撚り合わせには
影響を及ぼさない。ケーブル10、10aおよび23はそれぞれ、撚り合わせが
ほどけたり、分離することなしに、分離されることができる。
定できる。ケーブル10、10aおよび23に対し好ましい0.25と2.5ポ
ンドの間の接着強度は絶縁体14、15及び27、28を実質的に無傷に保つ。
押し出してから、2本の絶縁導体を接合、帯締めまたは他の適当な手段で接着す
ることにより製造される。隣接する絶縁導体は、対(つい)ワイヤケーブルの長
さ当たり望ましい撚り数になるように、撚り合わせられる。
造される。すなわち先ず発泡誘電体で被覆し、発泡誘電体が適当なサイズに、つ
まり望ましい直径になったら、このサイズの決まった発泡誘電体を第二の誘電体
で覆い、それからワイヤを巻き取る前に2本の絶縁導体を合わせ、場合によって
は2本の被覆ワイヤを接着剤を用いて結合し、2本のワイヤを結合した後、結合
された絶縁ワイヤを望ましい撚りまで撚り合わせて、製造される。
ことを意図したものではない。保護の範囲は以下の各請求項により規定され、そ
れは発明の寄与が及ぶ限りの広さで解釈されるべきである。
Claims (20)
- 【請求項1】 2本の導体と、 各導体を囲む第一および第二の誘電体層とから成り、 前記第一の誘電体層は発泡誘電体であり、前記第二の誘電体層は前記第一の誘
電体層の回りを囲み、 前記導体および対応する誘電体層は、実質的に前記ケーブルの長さにわたり撚
り合わされて、対撚りケーブルを形成し、前記対撚りケーブルは、撚り合わされ
た二導体間の中心間距離が、任意の1000フィートの長さにわたり平均中心間
距離の±0.03倍で変動し、ここで前記平均中心間距離は、同一操業またはそれ
ぞれが別の日になされた連続する少なくとも3回の別操業より得られた三つの無
作為に選択された1000フィートの同じサイズの撚り合わせケーブルから、少
なくとも6.1m(20フィート)離れて行なった、少なくとも20回の距離測定
の平均である、対撚りケーブル。 - 【請求項2】 前記第一および第二の誘電体層が同じ誘電体組成で形成され、
前記第一の誘電体層は発泡誘電体であり、前記第二の誘電体層は非発泡誘電体で
ある、請求項1のケーブル。 - 【請求項3】 各導体が約18ないし約40AWGの直径を有し、各導体の第
一及び第二の誘電体層が約6.35×104cm(0.00025インチ)から約
O.381cm(0.150インチ)までの範囲の合計厚さを有し、各導体の第二
の誘電体層は前記第二の誘電体層の長さに沿って互いに結合されている、請求項
2のケーブル。 - 【請求項4】 各導体の誘電体層が、実質的に前記各導体の長さに沿って延び
る帯ひもにより互いに結合されている、請求項3のケーブル。 - 【請求項5】 前記帯ひもが前記誘電体層(複数)の直径方向から延びている
、請求項4のケーブル。 - 【請求項6】 前記帯ひもが前記第一及び第二の誘電体層の厚さより小さい厚
さおよび幅を有する、請求項4のケーブル。 - 【請求項7】 前記導体の各々が前記第一の誘電体層の中に固定され、前記導
体の前記各々は前記第一の誘電体層の中で回転できない、請求項6のケーブル。 - 【請求項8】 2本の導体と、各導体を囲む第一および第二の誘電体層から成
り、 前記第一の誘電体層は発泡誘電体であり、前記第二の誘電体層は前記第一の誘
電体層の回りを囲み、 前記導体および対応する誘電体層は、前記ケーブルの事実上全長にわたり撚り
合わされて対撚りケーブルを形成し、前記対撚りケーブルは任意の305メート
ル(1000フィート)にわたり、約10MHzから約200MHzまでの周波
数で測定して約90から110オームのインピーダンスを有し、ここで前記イン
ピーダンスは平均インピーダンスの±5%のインピーダンス範囲内にあり、前記
平均インピーダンスは次のいずれかである、対撚りケーブル。 イ 同じ操業から得た、少なくとも20個の同じサイズの1000フィート対
撚り導体の、それぞれにつき少なくとも1回のインピーダンス測定の平均値。 ロ それぞれが互いに少なくとも24時間隔てた3回の連続した別操業で得ら
れた、無作為に選ばれた20個の、同じサイズの305m(1000フィート)
対撚りケーブルのそれぞれについて、少なくとも1回のインピーダンス測定の平
均値。 ハ 91.4mないし305m(300ないし1000フィート)の1本の対
撚り導体を選び、前記1本の対撚り導体について、10MHzから200MHz
までの範囲で0.5MHzより小さい上昇幅で少なくとも200回のインピーダ
ンス測定を行なう。 - 【請求項9】 2本の導体と、各導体を囲む第一および第二の誘電体層から成
り、 前記第一の誘電体層は発泡誘電体であり、前記第二の誘電体層は前記第一の誘
電体層の回りを囲み、 前記導体および対応する誘電体層は、前記ケーブルの事実上全長にわたり撚り
合わされて対撚りケーブルを形成し、前記対撚りケーブルは任意の305メート
ル(1000フィート)にわたり、約10MHzから約200MHzまでの周波
数で測定して約90から110オームのインピーダンスを有し、ここで前記イン
ピーダンスは平均インピーダンスの±5%のインピーダンス範囲内にあり、前記
平均インピーダンスは、連続した20本の305m(1000フィート)の対撚
り導体から1本の対撚り導体を選んで、前記1本の対撚り導体について、10M
Hzから200MHzまでの範囲で0.5MHzより小さい上昇幅で少なくとも
200回のインピーダンス測定を行なって得たものである、対撚りケーブル。 - 【請求項10】 各導体が約18ないし約40AWGの直径を有し、各導体の
第一及び第二の誘電体層の合計厚さが約6.35×104 cmないし約0.38 1cm(0.00025インチないし約0.150インチ)までの範囲にある、請
求項8のケーブル。 - 【請求項11】 各導体の誘電体層が、前記誘電体層のそれぞれの実質的に全
長に沿って延びる帯ひもにより互いに結合されている、請求項10のケーブル。 - 【請求項12】 前記帯ひもが前記誘電体層(複数)の直径方向から延びてい
る、請求項11のケーブル。 - 【請求項13】 前記帯ひもが前記誘電体層の厚さより小さい厚さおよび幅を
有する、請求項12のケーブル。 - 【請求項14】 前記導体の各々が前記第一の誘電体層(複数)の中に固定さ
れ、前記導体の前記各々は前記第一の誘電体層の中で回転できない、請求項13
のケーブル。 - 【請求項15】 前記対撚りケーブルは、その対撚りケーブルに沿った任意の
点での中心間距離が平均中心間距離の±0.03倍よりも大きい変動をすることは
なく、ここで前記平均中心間距離は、少なくとも3本の無作為に選択された10
00フィートの同じサイズの対撚りケーブルの各々について行なった、少なくと
も20回の中心間距離測定の平均であり、各測定は少なくとも20フィート離れ
て行なわれ、かつ同一操業または連続した3日になされた連続する少なくとも3
回の別操業より得られたものである、請求項9のケーブル。 - 【請求項16】 前記対撚りケーブルは約10MHzから約200MHzまで
の周波数で測定して約90ないし110オームのインピーダンスを有し、ここで
前記インピーダンスは平均インピーダンスの±5%のインピーダンス範囲内にあ
り、前記平均インピーダンスは次のいずれかである、請求項2のケーブル。 イ 同じ操業から得た20個の同じサイズの1000フィート対撚り導体の、
それぞれにつき少なくとも1回のインピーダンス測定の平均値。 ロ 互いに少なくとも24時間隔てた3回の連続した別操業で得られ、無作為
に選ばれた、20本の同じサイズの305m(1000フィート)対撚り導体の
それぞれについて、少なくとも1回のインピーダンス測定の平均値。 ハ 91.4mないし305m(300ないし1000フィート)の1本の対
撚り導体を選び、前記1本の対撚り導体について、10MHzと200MHzの
間で0.5MHzより小さい上昇幅で少なくとも200回のインピーダンス測定
を行なう。 - 【請求項17】 各導体の前記第二の誘電体層が、前記第二の誘電体層の全長
に沿って互いに結合されている、請求項16のケーブル。 - 【請求項18】 各導体の前記第二の誘電体層が、前記第二の誘電体層の全長
に沿って互いに結合されている、請求項2のケーブル。 - 【請求項19】 前記第一及び第二の誘電体層が同じ誘電体組成で形成され、
第一の誘電体層は発泡誘電体であり、第二の誘電体層は非発泡誘電体である、請
求項9のケーブル。 - 【請求項20】 各導体の前記第二の誘電体層が、前記第二の誘電体層の長さ
に沿って互いに結合されている、請求項9のケーブル。
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