JP2002512420A

JP2002512420A - 高性能データケーブル

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Publication number: JP2002512420A
Application number: JP2000545157A
Authority: JP
Inventors: イー．グランディマーク; ディー．レインエドウィン; エム．ローセンバウムジャネット; ジェイ．ペルスタージェイムズ; トートランドルーン; エル．ザセカンドディックマンジム; ダブリュ．ホワイトマーク; ジェイ．ウィークホーストデイビッド; エヌ．ベレルスマンティモシー
Original assignee: プレストライトワイヤコーポレーション
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2002-04-23
Also published as: GB2353629A; CN1154117C; GB0026378D0; CN1299511A; US6150612A; AU3648099A; DE19983135T1; CA2269161A1; CA2269161C; GB2353629B; WO1999054889A1; AU747659B2

Abstract

(57)【要約】ネットワーク速度の将来の成長を許容する高性能データケーブルが提供される。高性能データケーブルはこの結果を達成し、一方で国立火災防護協会（ＮＦＰＡ）の火災時実用性能安全要求特性と同様に、ＥＩＡ／ＴＩＡ規格により設定される寸法的要求特性を満足する。この発明の高性能データケーブルは、上記の要求特性をインピーダンス性能と、近接端のクロストークと、減衰特性とに影響を及ぼすパラメータを制御することにより達成する。分離のための充填材料が全体の最大外径を０．２５０インチに維持したままで対間の距離を最大にするために使用される。電気的及び磁気的場の両者の強度が距離と誘電定数と逆の関係にある（５０ＭＨｚ以上の周波数で誘電結合が大きくなるにともない、クロストークが容量結合と誘電結合とにより形成される）ので、この構造は、クロストーク性能にとって有利である。材料と、充填材料、絶縁体、被覆物材料の物理的寸法とを選択することにより、インピーダンスと、近接端のクロストークと、減衰とに影響を及ぼすパラメータのバランスをとることで、この発明のデータケーブルの全体の性能が達成される。この発明の高性能データケーブルに対する規格もまた開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は、データケーブルに関する、さらに詳細には、１００ＭＨｚまでの
透過周波数に対するＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａ規格により公布された基準に合致
する或いは凌駕する、高い透過周波数で機能することができる高性能データケー
ブルの提供に関する。この発明によるデータケーブルは、高い透過周波数を達成
し、一方でデータの完全性を維持する。

【０００２】

【従来の技術】

パーソナルコンピュータの広範な使用と、それらを（一緒に）ネットワーク化
する必要性により、データトラフィック量を確保することは、コンピュータネッ
トワークを高速に動作させる必要性を強調する。これらの速度範囲は、１０Ｍｂ
ｐｓ（メガビット毎秒）から１０００Ｍｂｐｓである。データトラフィック量が
累進的に増加している事実に照らして、ネットワーク速度の要求特性は、すぐに
１０００Ｍｂｐｓを越える可能性がある。

【０００３】標準的な高周波数データケーブルの構成は、典型的には、撚られた４対からな
る構成中に非遮蔽の撚られた対（ＵＴＰ）の電線を利用している。これらのデー
タケーブルは、いくつかの性能パラメータを使用して評価される。この評価の中
で重要な３つのパラメータは、インピーダンスと、減衰と、クロストークである
。電気工業協会／電気通信産業協会（ＥＩＡ／ＴＩＡ）は、データケーブル性能
に対して達成された透過周波数に関連する上記のパラメータに関する標準仕様を
提供している。これらの仕様は、アメリカ合衆国全体でデータケーブル性能の規
格として採用されている。さらに、これらのケーブル規格の国内での成功を考え
て、いくつかの外国は、これらの或いは他の類似する規格を採用している。

【０００４】上述したように、データケーブル性能を評価する際に重要な３つのパラメータ
は、インピーダンスと、減衰と、クロストークである。ここで、インピーダンス
は、さらに特性或いは平均インピーダンスと出力インピーダンス（実際に測定さ
れる応答）として、さらに分類される。撚られた対のケーブルの特性或いは平均
インピーダンスは、原則的には、導体の周囲の材料の誘電定数と、絶縁された導
体の外径と導体自体の外径の影響を受ける。理論的には、特徴的なインピーダン
スは、導体の外径と誘電定数の平方根に比例し、直接的には導体の中心間の距離
に比例する。

【０００５】撚られた対のケーブル中での１フィート当たりの撚り数は、インピーダンス特
性に影響を及ぼす。その影響を絶縁された導体の外径を増加させることにより補
わない限り、固く撚るにしたがい（或いは１フィート当たりの撚り数が増加する
にしたがい）、インピーダンス特性は低下する。対の撚りに起因する特徴的なイ
ンピーダンスへの影響は、一対の導体の間の容量的及び誘電的な結合（カップリ
ング）に影響する、増加された撚りピッチ（間隔）により惹起されると信じられ
ている。

【０００６】入力或いは実際に測定されたケーブルのインピーダンスは、導体の楕円性と絶
縁された導体の楕円性と同様に、その絶縁物の中心にある導体により大きく影響
を受ける。入力インピーダンス性能に影響する二次的なパラメータは、絶縁物の
純度と、対（ペア）間の関係と、対撚り長さ（連続する撚り間の距離）と、全体
のケーブル撚り長さと被覆物（ジャケット）の堅さである。

【０００７】導体中心度は測定され、最小絶縁体壁厚さを最大壁厚さで割ることにより百分
率として表現される。この中心度（センタリング）の表現は、銅線と絶縁線の完
全な楕円性を仮定している。導体に使用される銅の楕円形状は、厳密な要求特性
とルーティン絶縁チップと、型の検査／メンテナンススケジュールとを確立する
ことにより制御される。

【０００８】入力インピーダンスを制御するための他の手法は、一つのプロセスで対となる
２つの絶縁された導体を同時に押し出し、結合することである。このアプローチ
は、米国特許５６０６１５１号公報で例示され、仕上げられた電線全体に渡って
一定でかつ一貫した導体間の間隔を確保することを目的としている。

【０００９】このような手法を使用する欠点は、結合された対は、さらなる加工中に注意し
て取り扱われなければならないということである。さらに、結合された対は、対
にする際の全体の製造速度と同様に利用可能な対の撚り堅さを制限する。全く望
ましくない結合された対の他の観点は、構内ケーブルシステムにおいて、この製
品を設置し、結線させるために含まれる作業が増加することである。データグレ
ード接続しているハードウェアに結合された対を設置し、結線するために、電線
は、始めに分離されなければならない。このステップは、設置に余分な労力を加
え、仮に電線が分離されていなければ、人為的な誤りから性能を劣化させる蓋然
性をもたらす。

【００１０】また別の入力インピーダンスを制御する手法は、遊星歯車式のケーブル或いは
反対に撚られた中和物を利用する逆撚り対装置を使用することを含む。このアプ
ローチは、実際には、対に撚られた長さに等しい長さの周期的な不一致を生成す
る。データ分類（ＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａのカテゴリ５）の多くの撚り長さは
、１インチより短いので、インピーダンス性能に関する周期的な不一致の影響は
、２ＧＨｚ以下の周波数では、現れないことになる。

【００１１】そのようなアプローチの欠点は、遊星歯車式ケーブル装置は、約７０ＲＰＭ（
回転数毎分）の速度でのみ動作可能であり、大きく収率を低下させる。例えば、
１インチ以下のカテゴリ５の対の撚りを用いて、約７０ＲＰＭの速度で運転され
る遊星歯車式ケーブル装置を使用すると、毎分６フィート以下しか製造されない
。さらに、逆撚り中和器を具備する逆撚り装置を使用すると、銅線に加工硬化が
誘起される。銅線の加工硬化は長い期間での効果としては、望ましくない。撚ら
れた対のケーブルは、ケーブルが製造された際の銅線のコイル化と撚りに起因す
るスプリングバック効果を示す。逆撚り中和器の使用は、さらに銅を加工硬化さ
せ、完成ケーブルの設置者により観測される全体のスプリングバックを増加させ
る。

【００１２】ネットワーク速度の増加は、ネットワーク設計者をして、２対の半デュプレッ
クスケーブル（各方向で一対のケーブル）から、完全デュプレックス（両方向に
全ての対のケーブル）で作動する４つの対（のケーブル）を使用するように駆り
立てている。このことは、信号反射（リターンロス）を最小限にするために、さ
らに入力インピーダンスを制御し、仕様を決める追加的な必要性を生ぜしめる。

【００１３】データケーブル性能を評価する際に重要な２番目のパラメータは、減衰である
。減衰は、電気的信号が電線を伝播する際の信号損失或いは散逸を表現する。減
衰は、導体周囲の絶縁材料の誘電定数と散逸ファクタ（損失正接）と、電線の特
性インピーダンスと銅導体の径とに依存する。

【００１４】ＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａ規格によれば、導体寸法は、規格に基づいて接続し
ているハードウェアと動作するためには、２２ＡＷＧ（米国電線寸法）から２４
ＡＷＧの範囲になけれなならず、一方でそれぞれの導体の外径は０．０４８イン
チ以下に、全体のケーブルの外径は０．２５インチ以下に維持されなければなら
ない。

【００１５】導体の周囲の絶縁材料の誘電定数と散逸ファクタは、用途に応じて選択された
材料には依存しない。撚り対の導体の場合には、有効な誘電定数を考慮すること
が重要である。これは、導体材料の被膜厚さが周波数の増加に伴い減少するため
電磁場がより広い周辺領域に及ぶ高周波数（５０ＭＨｚ以上）で特に正当である
。

【００１６】減衰は、また入力インピーダンスに影響される。特性インピーダンス値に関す
る入力インピーダンスの変動は、信号反射（リターンロス）を表している。透過
されたエネルギーに対する反射されたエネルギーの割合（百分率）は、周波数の
上昇にともない増加する。特に１００ＭＨｚを越える周波数で、減衰損失曲線に
スパイクが見られるのは、この反射されたエネルギーの増加に起因する。これら
のスパイクは、反射による信号損失を表している。反射は、入力インピーダンス
が目標とする特性値からばらつかせる撚り対の構造の変化により起こる。

【００１７】散逸ファクタ或いは損失正接は、０．１を越えない限り、通常は信号損失の重
要でない寄与部とみなされる。コンダクタンスが信号損失を評価する際に重要に
なるのは、この値（低損失誘電性から損失のある誘電性に遷移する点）である。
この効果は、ケーブルが作動される周波数範囲と温度範囲との全体に渡って安定
して低い損失正接を確保するために一つの材料毎に評価されなければならない。
損失正接の影響を決定するためのこれらの値は、単なるガイドラインであり、特
に１００ｍ以上の長さで（減衰は２０ｄＢ以上）１００ＭＨｚを越えて作動する
ＵＴＰ製品を使用する場合には、解釈を必要とする。誘電材料の散逸ファクタ特
性に起因して付加される損失は、損失正接がまだ０．１よりも若干低くとも、全
体の損失を計算する際に、重要になってくる可能性がある。

【００１８】データケーブル性能を評価する際に、重要な３番目のパラメータは、クロスト
ークである。クロストークは、対（ペア）間のカップリングによる信号エネルギ
ー損失或いは散逸を表わす。減衰とクロストークとの間の相互作用、即ち減衰−
クロストーク比（ＡＣＲ）は、ケーブル性能の尺度を提供する。ＡＣＲが大きく
なると、ケーブルのヘッドルーム或いはデータ容量が大きくなる。一方、近傍端
のクロストーク（ＮＥＸＴ）は、ケーブルの入力端で測定される対（ペア）間の
信号カップリングの尺度であり、遠方端のクロストークは、ケーブルの出力端で
測定される対（ペア）間の信号カップリングの尺度である。

【００１９】理論的には、クロストークは、エネルギー化された対の導体中心の距離の２乗
に比例し、エネルギー化された対と受信側対の中心点の距離の２乗に反比例する
。対（ペア）間のクロストーク結合は、また、２つの対に分離する材料の誘電定
数に反比例する。大きなペア対ペアの分離が生じ、相対的に損失のある材料（損
失正接＞０．１）が使用されると仮定すると、散逸ファクタは、ペア間で結合さ
れたエネルギー量に影響することができる。しかし、損失のある材料は、一般的
に低下した減衰性能を有することになり、その結果導電性の対に関する材料の位
置が考慮されなければならない。

【００２０】しかし、ＥＩＡ／ＴＩＡ規格は、ただ上述したパラメータ、即ち１００ＭＨｚ
までの透過周波数に関するインピーダンスと、減衰と、クロストークに対する仕
様を提供するに過ぎない。特に、ＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａカテゴリ５のケーブ
ルは、透過周波数１００ＭＨｚまでのデータケーブル性能を規定している。イン
ピーダンスと、減衰とクロストークに加えて、ＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａ規格は
、導体の寸法は２２から２４ＡＷＧの範囲内であり、最大の絶縁体外径は０．０
４８インチであり、最大のケーブル外径（被覆材を含む）は０．２５０インチと
規定している。

【００２１】高い透過周波数を達成することができるデータケーブルを提供する必要性を実
現するために、いくつかの製造者は、その称するところでは、１００ＭＨｚを越
える透過周波数を達成できるケーブルを製造しようと試みている。しかし、その
ようなケーブルは、１００ＭＨｚまでの透過周波数に対するＥＩＡ／ＴＩＡ５６
８−Ａカテゴリ５の規格により定められたケーブルではなく、もはやガイドライ
ンに従っていない。

【００２２】１００ＭＨｚを越える周波数で発揮するいかなる高性能データケーブルも、Ｅ
ＩＡ／ＴＩＡ規格により１００ＭＨｚまでの透過周波数に対して定められた最小
限のインピーダンス、減衰、クロストークのパラメータに合致するか凌駕しなけ
ればならない。電気的要求特性から離れて、ＥＩＡ／ＴＩＡ規格は、またケーブ
ルに対して物理的な要求特性、例えば導体寸法、最大絶縁体外径、最大ケーブル
外径を設定している。しかし、前に述べたように、ＥＩＡ／ＴＩＡ規格は、１０
０ＭＨｚを越える透過周波数での要求特性に言及していない。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】

それ故、本発明の目的は、１００ＭＨｚまでの透過周波数に対するＥＩＡ／Ｔ
ＩＡ５６８−Ａ規格により規定された最小限のインピーダンス、減衰、クロスト
ークのパラメータに合致する或いは凌駕し、将来のネットワークの成長に適応す
る高性能データケーブルを提供することである。本発明の他の目的は、ＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａ規格の寸法の要求特性を満足
し、将来のネットワークの成長に適応する高性能データケーブルを提供すること
である。また本発明の他の目的は、４００ＭＨｚの最高試験周波数を有する高性能デー
タケーブルに対する規格を提供することである。さらに本発明の他の目的は、インピーダンスと、減衰と、近接端のクロストー
クを制御することにより、将来のネットワーク速度の増大に適応する高性能デー
タケーブルを提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明に係る高性能データケーブルは、複数の撚られた対の導体を備え、前記撚られた対の導体の各々は、前記撚られ
た対の導体の一つを形成するために共に撚られた、一対の独立した絶縁された金
属導体を有し、コアの周囲に角張って配置された複数の外側に突き出た突起物を有するセパレ
ータを備え、前記複数の外側に突き出た突起物は、前記コアから放射状に突き出
し、前記複数の撚られた対の導体の一つが含まれる隣接する前記複数の外側に突
き出た突起物の間の領域を定め、前記セパレータの前記複数の外側に突き出た突起物により分離される前記複数
の撚られた対の導体を囲む通信ケーブル被覆物を備え、前記通信ケーブルは、４００ＭＨｚの高試験周波数を有し、９０ｍの長さに対
して、最悪対ＮＥＸＴ試験により、２００ＭＨｚの周波数で測定される少なくと
も１０ｄＢのＡＣＲ（減衰対クロストーク比）と３００ＭＨｚの周波数で測定さ
れる少なくとも０ｄＢのＡＣＲにより特性付けられ、かつ１００ｍ長さに対する
前記通信ケーブルは、パワーサムＮＥＸＴ試験により、１６０ＭＨｚの周波数で
測定される少なくとも１０ｄＢのＡＣＲ（減衰対クロストーク比）と２５０ＭＨ
ｚの周波数で測定される少なくとも０ｄＢのＡＣＲにより特性付けられる、ことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】

本発明の実施の形態にかかる高性能データケーブルについて、以下図面を参照
して説明する。

【００２６】本発明の目的は、ネットワーク速度の将来の増大を許容する高性能データケー
ブルを提供することにより達成される。そのような高性能データケーブルは、高
透過周波数に適応し、その一方で、国立火災防護協会（ＮＦＰＡ）の火災実用性
能安全要求特性と同様に、１００ＭＨｚまでの透過周波数に対するＥＩＡ／ＴＩ
Ａ５６８−Ａ規格により規定された寸法と電気的性能との要求特性を満足する。

【００２７】この発明による高性能データケーブルは、インピーダンス特性と、近接端のク
ロストーク特性と、減衰とに影響するパラメータを制御するとにより上述した要
求特性を達成する。分離のための充填材料が、最大外径０．２５０インチを確保
したままでペア対ペアの距離を最大にするために使用される。電気的及び磁気的
場の両者は、距離と誘電定数とは逆の関係にある（クロストークは、５０ＭＨｚ
以上で重要になる誘電結合とともに、容量的及び誘電的結合から構成される）。
この構造は、これらの材料により観測される全体の有効な誘電定数を改善するこ
とにより、減衰とインピーダンスとを改良する。

【００２８】充填材料は、撚られた導体対の周囲の空間を最大にする一方で、相対関係を維
持したまま対をコアの中で相対的に固定された位置に保持する断面プロファイル
を有する。この構成は、対のまわりの空気の誘電性を最大にし、安定したインピ
ーダンス特性を供することにより、減衰性能を高める。充填材料は、対の重なり
を抑制するためにデータケーブルで使用される従来の堅い対の撚り（＜１．０イ
ンチ）の増加を許容する対の重なりを抑制する物理的分離体として作用する。こ
れらの撚り長さが増加するので、次の加工中での電線の取扱と引張りとから歪み
と変形とが起こらないように注意を払わなければならない。さらに、充填材料は
、電線を伝播する電磁場が可能な限り最も軽度に減衰させられ、同時にペア対ペ
アの結合場が可能な限り最も高度に減衰させられるように選択される。

【００２９】さらに、被覆材料は、ケーブルが完全に国立火災防護協会の要求特性に従い、
その一方で、この発明の高性能データケーブルに対して確立された電気的要求特
性に従うことを維持するように選択される。製品の減衰特性は、低煙、非ハロゲ
ン、ポリエチレンベース材料或いは低損失フッ素系高分子（フルオロポリマー、
例えばＥＣＴＦＥ，ＦＥＰ）を用いることによりさらに最適化され得る。

【００３０】この発明は、最高４００ＭＨｚの試験周波数で受け入れ可能なケーブル性能に
対する規格を提供する。該規格は、撚り対の導体で使用される２４ＡＷＧの銅線
に対する減衰と同様に、減衰対クロストーク比（ＡＣＲ）を考慮している。

【００３１】さらに、本発明の特徴は、その性質と種々の利点は、付属する図面と引き続く
図解的な具体例の詳細な説明とから一層明確になるであろう。

【００３２】本発明に係る、高透過周波数を提供するための高性能データケーブル１００で
あって、その一方でＥＩＡ／ＴＩＡ５６８−Ａ規格とＮＦＰＡ規格に規定された
規格に合致する或いは凌駕する、図解的な具体例が図１に示される。高性能デー
タケーブル１００は、４つの撚り導体対、それぞれ１０、２０、３０、４０を具
備する。それぞれの撚り対の導体は、金属、例えば、銅から構成され、コア１２
は絶縁体１４で包まれている。図１に示される図解的な具体例において、銅コア
１２は、約０．２２０インチの径を有し、絶縁体１４は、約０．００８５インチ
の厚さを有する。各撚り対は、星形セパレータ５０により他の対から分離されて
いる。

【００３３】星形セパレータ５０（図２に詳細が示される）は、コア５２を具備し、コア５
２から外側に延びる縦の突起物５４，５６、５８、６０である周囲を伴っている
。領域５５は、導体２０の筐体であり、突起物５４と５６の間に配置される。同
様に、領域５７は、導体３０の筐体であり、領域５９は、導体４０の筐体であり
、領域６１は、導体１０の筐体であり、これらは、隣接して配置される縦の突起
物の間に配置されている。

【００３４】星形セパレータ５０を使用して互いに４つの導体対を分離することにより、対
間の距離は最大化され、一方でＥＩＡ／ＴＩＡ規格により認められた最大外径、
即ち０．２５０インチを維持する。導体対の間の対間隔を増加させる利点の一つ
は、クロストーク性能の改良である。以前に述べたように、クロストーク性能の
改良は、電気的及び磁気的強度の両者が対間の距離と逆の関係にあることにより
実現される。

【００３５】さらに、星形セパレータ５０の断面プロファイルは、導体の周囲の空間が最大
にされることを許容する。しかしながら、前述のことは達成され、一方で、ケー
ブル中の他の対と関係して、コア内で相対的に固定された位置にそれぞれの対を
保持する。それぞれの対の相対的に固定された配置に役立ち、ケーブルの取扱性
を改善するために、星形セパレータ５０は、柔軟に作られている。この空間的方
向は、対に関する空気誘電性を最大にし、安定したインピーダンス性能を供する
ことにより減衰性能を高める。

【００３６】さらに、星形セパレータ５０は物理的には高性能ケーブル１００の全ての対を
分離するので、対の間で重なる（絡まる）危険性は排除される。このことは、今
度は、従来の堅い対の撚り中の大きい自由度と解釈される。このため、増加され
た堅い対の撚り（例えば＜１．０インチ）は、高性能データケーブル１００で使
用可能である。

【００３７】増加した撚り長さは、増加したインピーダンス性能と解釈される。これは、特
性インピーダンス性能が１フィート当たりの撚り数に反比例するからである。し
かし、撚り長さが増加するので、さらなる加工中に電線の取り扱いと引張操作か
ら歪みや変形が起こらないことを確実にするために注意を払わなければならない
。

【００３８】星形セパレータ５０が高性能データケーブル１００のクロストーク性能を改良
するのに加えて、星形セパレータ５０は、またケーブルの特性インピーダンスを
改良する。高性能データケーブル１００の特性インピーダンスの改良は、好まし
くは、ケーブルの減衰特性に影響する。しかしながら、導体対のそれぞれの分離
、それ自体は、この発明のケーブルの高透過周波数実用性能をもたらさない。

【００３９】対の周囲の空気誘電率を最大にすることにより、星形セパレータ５０によって
それぞれ撚られた導体対の分離が減衰特性を高める一方で、導体の周囲の絶縁物
質１４と同様に星形セパレータ５０の材料を選択する際にも、注意を払わなけれ
ばならない。絶縁物質１４は、例えば、フッ素化パーフルオロエチレンポリプロ
ピレン（ＦＥＰ）そして高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と類似の特性を有する
材料から構成されても良い。減衰特性は、対の周囲の空気誘電性を最大にするこ
とにより高められる一方で、星形セパレータ５０の材料は、減衰、即ち高信号損
失に起因する損失を最小限にする或いは回避するために選択されなければならな
い。

【００４０】上述したように、電線の長さ方向に沿って電気信号が伝播するときの、失われ
る或いは散逸される信号の量を減衰が表している。上記の事実に照らして、星形
セパレータ５０のための材料は、導体を伝播する電磁気場が可能な限り軽度に減
衰され、同時にその一方で、対間の結合場が可能な限り高度に減衰されるように
選択される。

【００４１】以前に述べたように、対に区画して互いに独立（分離）させるために星形セパ
レータ５０を使用することは、特にクロストーク性能に有利である。しかし、適
当な材料を選択することが、高性能データケーブル１００の全体設計を左右する
。不適当な材料を選択すれば、以前に述べた一以上のパラメータが不十分となる
ことになる。これ故、データケーブル１００の性能を最適化するためには、電気
的、電磁気的、そして物理的特性の間の均衡を達成しなければならない。

【００４２】図２（縮尺されてはいない）に示された図解的な具体例では、星形セパレータ
５０は、誘電定数２．５と損失ファクタ０．００１とを有する耐炎性ポリエチレ
ン（ＦＲＰＥ）から構成されている。周波数領域１ＭＨｚから４００ＭＨｚで、
星形セパレータ５０が３．５以上の誘電定数を有することは、望ましくない。高
性能データケーブル１００の導体対を互いに分離する縦方向の突起物５４，５６
，５８、６０は０．０１２５インチの壁厚さ”ａ”を有する。星形セパレータ５
０の外径”ｃ”は、０．１７５インチである。星形セパレータ５０は、また、上
述した材料、例えば、ポリフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリ塩化ビニル（Ｐ
ＶＣ）、フッ素化パーフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）そして耐炎性ポリ
プロピレン（ＦＲＰＰ）と類似の特性を有する材料から構成されてもよいことは
理解されるべきである。

【００４３】図３（縮尺ではない）に示された図解的な具体例のように、星形セパレータ２
００は、内部のケーブルシールドの接地を許容する。星形セパレータ２００は、
は、低誘電定数と低損失とを有する外側の材料２２０により覆われた２価の鉄の
導電性金属シールド２１０を具備する。低誘電定数を有する外側の材料２２０は
、内部の２価の鉄の導電性金属シールド２１０が減衰に大きく影響することなく
クロストークを低減する際に、減衰の増加を抑制する。減衰効果は距離とともに
減少することが知られているので、内部の２価の鉄の導電性金属シールド２１０
は導体の減衰には大きく影響しない。星形セパレータ２００の壁厚さは、次式を
用いて算出される。

【数１】壁厚さ（ａ）＝絶縁体壁厚さ＋１．５×導体外径

【００４４】他の具体例では、ケーブルのシールド接地を許容せず、星形セパレータは二の
誘電材料から構成される。外側の材料は、低誘電定数（＜３．５）と低損失（＜
０．１）とを有し、また数式１を用いて計算される壁厚さを有する。中央の材料
は、高誘電性（＞３．５）で損失があり（＞０．１）、ケーブル全体の外径を０
．２５０インチ以下に維持したままで、望ましい近接端のクロストーク性能を達
成するために十分な厚さを有する。

【００４５】図４（縮尺ではない）に示された図解的な具体例では、星形セパレータ３００
は、外側の殆どの表面に関して低散逸ファクタを有する低誘電定数から、内部の
殆どの層上の高伝導性材料まで変化する傾斜誘電性／伝導性材料から構成される
。上述したことは、例えば、材料が望ましい電気特性を達成するように材料をド
ーピングすることにより達成可能である。

【００４６】高性能データケーブル１００をＥＩＡ／ＴＩＡ規格の要求特性に合致させ、Ｎ
ＰＦＡ要求特性に完全にしたがうようにするために、高性能データケーブル１０
０の被覆物８０（図１）を具備する材料は、また注意して選択されなければなら
ない。被覆物８０を作るための適当な材料を選択する際に、考慮される要因は、
ＮＦＰＡの要求する充満した空間で垂直部に対する火炎及び発煙評価と、高透過
周波数の光の中での絶縁性能と、ケーブルが対象とされる高速データ速度と、可
撓性と耐久性と、１４０°Ｆから零以下まで極端に変化する温度中での実用性能
とを含む。

【００４７】被覆材８０に関して３．５以下の低誘電定数を有する低損失（損失正接＜０．
１）材料は、高性能データケーブル１００の電気的仕様を満足する。高性能デー
タケーブル１００の減衰性能は、さらに要求される電気特性に合致する或いは凌
駕する一方で、火炎及び発煙評価を満たす材料を被覆材に使用することにより最
適化される。適しているとわかっている材料のいくつかは、塩化ビニル（ＰＶＣ
）、エチレンクロロトリフルオロエタン（ＥＣＴＦＥ）そしてフッ素化パーフル
オロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）である。

【００４８】他の具体例では、星形セパレータの全厚さは、折衷する誘電定数と散逸定数フ
ァクタを有する単一の誘電性材料から成る星形セパレータを使用することにより
低減される。この具体例における星形セパレータの壁厚さは、次式により算出さ
れる。

【数２】壁厚さ（ａ）＝１．５×導体外径

【００４９】さらに他の具体例では、マルチペア送信を利用したシステムに対して特に適し
た具体例であり、そのため、近接端のクロストークの関係するマルチ妨害物（通
常は、パワーサムとして特性化される）から被害を被り、最小の壁厚さは、次式
により決定される。

【数３】充填材壁厚さ（ａ）＝２×（絶縁体壁厚さ＋１．５×導体外径）

【００５０】４００ＭＨｚ程度の透過周波数に対して試験される高性能データケーブルの規
格もまた開示される。特に、この規格は、ＡＣＲパワーサムＮＥＸＴ試験と同様
にＡＣＲ最悪対ＮＥＸＴ試験を使用して、種々の電気的バンド幅とケーブル長さ
での減衰（ＡＴＴＮ）とクロストークとスキュー特性とに焦点を当てている。９
０ｍと１００ｍの距離に対すて必要な仕様は、以下のそれぞれの表題で表にまと
められている。

【００５１】

【表１】ＡＣＲ最悪対ＮＥＸＴ（９０ｍ長さ）

【００５２】

【表２】ＡＣＲパワーサムＮＥＸＴ（１００ｍ長さ）

【００５３】

【発明の効果】

この発明の高性能データケーブルは、最小で４００ＭＨｚの高試験周波数を有
し、９０ｍの長さに対して、最悪対ＮＥＸＴ試験により２００ＭＨｚの周波数に
おける少なくとも１０ｄＢのＡＣＲと３００ＭＨｚの周波数で測定される少なく
とも０ｄＢのＡＣＲとにより特性付けられる。この発明の高性能データケーブル
は、１００ｍの長さに対しては、パワーサムＮＥＸＴ試験により１６０ＭＨｚの
周波数における少なくとも１０ｄＢのＡＣＲと２５０ＭＨｚの周波数で測定され
る少なくとも０ｄＢのＡＣＲとにより特性付けられる。

【００５４】前述したことは、この発明の原理を図解的に示しているに過ぎず、またこの発
明の範囲と意図から逸脱することなく当業者により種々の応用が可能であること
は理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高性能データケーブルの図解的な具体例の断面図である。

【図２】本発明に係る、導体対を互いに分離するために使用される図１で示された充填
材料の断面図である。

【図３】本発明に係る、導体対を互いに分離するために使用される図１で示された充填
材料の他の具体例の断面図である。

【図４】本発明に係る、導体対を互いに分離するために使用される図１で示された充填
材料の他の具体例の断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ジャネットエム．ローセンバウムアメリカ合衆国、ネブラスカ州 69162、シドニー、パロミノプレイス 1365番 (72)発明者ジェイムズジェイ．ペルスターアメリカ合衆国、ネブラスカ州 69162− 3305、シドニー、ロード 109 2222番 (72)発明者ルーントートランドアメリカ合衆国、ネブラスカ州 69161、シドニー、ルシールレイン 571番 (72)発明者ジムエル．ザセカンドディックマンアメリカ合衆国、ネブラスカ州 69162、シドニー、12スアヴェニュー 2035番 (72)発明者マークダブリュ．ホワイトアメリカ合衆国、ネブラスカ州 69162、シドニー、リンデン 2240番 (72)発明者デイビッドジェイ．ウィークホーストアメリカ合衆国、ネブラスカ州 69156− 8404、ポター、ロード 83 3480番 (72)発明者ティモシーエヌ．ベレルスマンアメリカ合衆国、オハイオ州 45833、デルフォス、ローズアンナストリート 1301番Ｆターム(参考） 5G319 DA01 DB01 DC05 【要約の続き】される。この発明の高性能データケーブルに対する規格もまた開示されている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の撚られた導体の対を備え、前記撚られた対の導体の一つを形成するため
に共に撚られた一対の個々に絶縁された金属導体を有する該撚られた導体対の各
々と、コアの周囲に角方向に間隔を置いて配置された複数の外側に突き出た突起物を
有するセパレータを備え、前記コアから放射状に突き出し、隣接する前記複数の
外側に突き出た突起物の間の、前記複数の撚られた導体対の一つが配置される領
域を定める前記複数の外側に突き出た突起物と、前記セパレータの前記複数の外側に突き出た突起物により分離される前記複数
の撚られた対の導体を囲む通信ケーブル被覆物と、を備え、前記通信ケーブルは、４００ＭＨｚの高試験周波数を有し、９０ｍの長さに対
して、最悪対ＮＥＸＴ試験により、２００ＭＨｚの周波数で測定される少なくと
も１０ｄＢのＡＣＲ（減衰対クロストーク比）と３００ＭＨｚの周波数で測定さ
れる少なくとも０ｄＢのＡＣＲにより特性付けられ、かつ１００ｍの長さに対し
て、パワーサムＮＥＸＴ試験により、１６０ＭＨｚの周波数で測定される少なく
とも１０ｄＢのＡＣＲ（減衰対クロストーク比）と２５０ＭＨｚの周波数で測定
される少なくとも０ｄＢのＡＣＲにより特性付けられる、ことを特徴とする通信ケーブル。
【請求項２】前記金属導体が約０．２２０インチの直径を有する銅の導体から構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項３】前記金属導体に対する絶縁体がフッ素化パーフルオロエチレンポリプロピレン
（ＦＥＰ）から構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項４】前記絶縁体が約０．００８５インチの厚さを有する、ことを特徴とする請求項３に記載の通信ケーブル。
【請求項５】前記金属導体に対する絶縁体が高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から構成され
る、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項６】前記セパレータが可撓性を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル
【請求項７】前記セパレータが１ＭＨｚから４００ＭＨｚまでの周波数領域において最大で
３．５の誘電率を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項８】前記セパレータの前記外側に突き出た突起物が約０．０１２５インチの幅を有
する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項９】前記セパレータが約０．１７５インチの直径を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１０】前記セパレータが塩化ビニル（ＰＶＣ）から構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１１】前記セパレータがフッ素化パーフルオロエチレンポリプロピレン（ＦＥＰ）か
ら構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１２】前記セパレータがエチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）から構
成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１３】前記セパレータがポリフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）から構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１４】前記セパレータがＴＦＥ／パーフルオロメチルビニルエーテル（ＭＦＡ）から
構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１５】前記セパレータが耐炎性ポリプロピレン（ＦＲＰＰ）から構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１６】前記セパレータは高圧認定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１７】前記セパレータは垂直認定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１８】前記ケーブル被覆物は高圧認定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項１９】前記ケーブル被覆物は垂直認定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項２０】前記ケーブル被覆物は１４０°Ｆから零°Ｆ以下の間の温度に耐えることがで
きる、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項２１】前記セパレータが内部材料と外部材料とから構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項２２】前記外部材料が１ＭＨｚから４００ＭＨｚまでの周波数領域において最大で３
．５の誘電率を有する、ことを特徴とする請求項２１に記載の通信ケーブル。
【請求項２３】前記内部材料が前記外部材料より高い誘電率を有する、ことを特徴とする請求項２１に記載の通信ケーブル。
【請求項２４】前記内部材料が前記外部材料より高い拡散ファクタを有する、ことを特徴とする請求項２１に記載の通信ケーブル。
【請求項２５】前記セパレータが傾斜材料から構成され、前記傾斜材料は内側よりも外側の方
が低い誘電率と低い拡散ファクタを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。