JP2003077345A - Time skewless multicore unshielded twisted pair cable - Google Patents

Time skewless multicore unshielded twisted pair cable

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JP2003077345A
JP2003077345A JP2001261301A JP2001261301A JP2003077345A JP 2003077345 A JP2003077345 A JP 2003077345A JP 2001261301 A JP2001261301 A JP 2001261301A JP 2001261301 A JP2001261301 A JP 2001261301A JP 2003077345 A JP2003077345 A JP 2003077345A
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Japan
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twisted pair
pitch
twp
time
line
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Takao Fukushima
孝雄 福島
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LAND COMPUTER KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multicore unshielded twisted pair cable of which, respective twisted pair cables have unified signal propagation properties (signal transmission rate, as well as wave form) between themselves, time skew is made to become very small, and wave form correction is enabled to perform with an identical circuit. SOLUTION: The number of pitch n (turns/m) is made to smoothly change, and the number of pitch n (turns/m) in average at respective twisted pair cables are made to become identical with each other, and respective cables are made to be adjacent with each other with different pitch.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は多芯ツイスティドペ
アケーブル(以下多芯TWPと呼ぶ)において、各ペア
間の信号伝搬時間の差をなくす方法についての考案であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a device for eliminating a difference in signal propagation time between pairs in a multi-core twisted pair cable (hereinafter referred to as multi-core TWP).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高速のデジタル信号を経済的に送
信する技術として、廉価なTWPを利用した通信回線が
活発に応用されて来た。例えばイーサネット(登録商
標)では、ノンシールドの4対のTWPを一体化したケ
ーブルを使用している。
2. Description of the Related Art In recent years, a communication line using an inexpensive TWP has been actively applied as a technique for economically transmitting a high-speed digital signal. For example, Ethernet (registered trademark) uses a cable in which four pairs of non-shielded TWPs are integrated.

【0003】一方、コンピュータ画面のデジタル信号の
規格であるDVI規格においては、代表的な1280X
1024ドットの画面をリフレッシュレート60Hzで
送信すると、1ドット分のRGB信号は約10nSecの時
間間隔で送られる。1ドット分の信号は10ビットで表
現されているから、デジタルデータの1ビットの復元ク
ロックは1nSec(1GHz)で動作しており、その時間許容誤
差は±0.5nSecとなる。このため、DVI規格では各
々がシールドされたTWPを用いて、クロック信号と3
種の映像データを送信している。この場合、すべてのT
WPは同じピッチの撚り線を使っているので、信号伝搬
時間差(以下タイムスキューと呼ぶ)がない。しかしな
がら、各TWPをシールドする必要があり、コストアッ
プとなる。現在市販されているイーサネット(登録商
標)用のシールドなしTWPのタイムスキューは、以下
の通りである。 ケーブル長50mで15nSec〜20nSec(100MBP
Sイーサネット(登録商標)用) ケーブル長50mで10nSec〜13nSec( 1 GBP
Sイーサネット(登録商標)用) これらの線を使ってDVI信号の長距離送信を試みて
も、データ間の遅延時間差のため、3m〜5mの距離し
か送信が難しい。
On the other hand, in the DVI standard, which is a standard for digital signals on a computer screen, a typical 1280X
When a 1024-dot screen is transmitted at a refresh rate of 60 Hz, RGB signals for one dot are transmitted at time intervals of about 10 nSec. Since the signal for 1 dot is expressed by 10 bits, the 1-bit restoration clock of the digital data operates at 1 nSec (1 GHz), and the time tolerance is ± 0.5 nSec. For this reason, the DVI standard uses a shielded TWP to provide a clock signal and
Seed video data is being sent. In this case all T
Since WP uses twisted wires of the same pitch, there is no signal propagation time difference (hereinafter referred to as time skew). However, it is necessary to shield each TWP, which increases the cost. The time skew of an unshielded TWP for Ethernet (registered trademark) currently on the market is as follows. 15nSec to 20nSec (100MBP for 50m cable)
S Ethernet (registered trademark) 10nSec to 13nSec (1GBP with a cable length of 50m
S Ethernet (registered trademark)) Even if an attempt is made to transmit a DVI signal over a long distance using these lines, it is difficult to transmit only a distance of 3 m to 5 m due to a delay time difference between data.

【0004】本発明ではこのタイムスキューは、ツイス
トペア間のツイストピッチの差によって生じていると認
識し、各ツイストペアの平均ツイストピッチを同一化す
ることにより、このタイムスキューを取り除き、なおか
つ各ツイストペア間のクロストークを最小にするもので
ある。これにより、シールド不要で、タイムスキューの
少ないケーブルを廉価に生産できるようになる。図1に
現存するシールドなしTWPケーブルの構造を示す。そ
の特徴とするところは、以下の通りである。 (1)差動信号線を撚り線にする構造により、他者への
輻射ノイズ及び他者よりの輻射ノイズの信号分を打ち消
して小さくするものである。 (2)複数のTWPを一つのケーブルに収容するため
に、各TWPのピッチを変更して、TWP間の干渉を小
さくしている。 (3)構造が簡易なため、大巾なコストダウンが可能と
なり、現在量産されている。
In the present invention, it is recognized that this time skew is caused by the difference in twist pitch between twisted pairs, and by equalizing the average twist pitch of each twisted pair, this time skew is removed, and the twisted pair is twisted. It minimizes crosstalk. This makes it possible to inexpensively produce a cable that does not require a shield and has a small time skew. Figure 1 shows the structure of an existing unshielded TWP cable. The features are as follows. (1) With the structure in which the differential signal lines are stranded, the signal components of the radiation noise to other parties and the radiation noise from other parties are canceled and reduced. (2) In order to accommodate a plurality of TWPs in one cable, the pitch of each TWP is changed to reduce interference between TWPs. (3) Since the structure is simple, the cost can be greatly reduced and it is currently mass-produced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(2)の構造のため、各TWPの間に信号伝搬の時間差
が生ずる。その実測値は以下の通りである。 50mの伝搬で 15nSec〜20nSec 30MHzパルス
(100MBPSイーサネット(登録商標)用) 50mの伝搬で 10nSec〜13nSec 30MHzパルス
( 1 GBPSイーサネット(登録商標)用) 伝搬時間の差が出る原因としては、撚りピッチが細かい
ほど実線長が長くなることが考えられる。市販されてい
る100MHz用イーサネット(登録商標)用のTWP
の撚り線のピッチの例は以下の通りである。 1撚り当たりの長さ(λ) 1m当たりの撚り回数(n) 第1線 21mm/回 47.6回/m 第2線 19mm/回 52.6回/m 第3線 16mm/回 62.5回/m 第4線 14mm/回 71.4回/m
However, due to the structure of the above (2), there is a time difference in signal propagation between the TWPs. The measured values are as follows. Propagation of 50 m 15 nSec to 20 nSec 30 MHz pulse (for 100 MBPS Ethernet (registered trademark)) Propagation of 50 m 10 nSec to 13 nSec 30 MHz pulse (for 1 GBPS Ethernet (registered trademark)) The twist pitch is a cause of the difference in propagation time. It is conceivable that the finer the line length, the longer it becomes. Commercially available TWP for 100 MHz Ethernet (registered trademark)
An example of the pitch of the stranded wire is as follows. Length per twist (λ) Number of twists per 1 m (n) First wire 21 mm / time 47.6 times / m Second wire 19 mm / time 52.6 times / m Third wire 16 mm / time 62.5 Times / m 4th line 14mm / times 71.4 times / m

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】ピッチの差による遅延時
間差をなくする一つの考案として、途中でピッチを交代
させる方法が有効である。
As a method of eliminating the delay time difference due to the pitch difference, a method of changing the pitch on the way is effective.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】例えば第1線を数m毎に第4線と
入れ替えたり、(nとnを平均化)したり、第1線
を(n→n→n→n)とサイクリックに入れ替
えて平均化することにより、タイムスキュー差を極めて
小さく(1ns以下)する事ができる。図2にサイクリ
ックに入れ替えた場合を示す。この方法は、ピッチを
急に変えて作る生産上の問題、ピッチ変更点での反射
やクロストークの心配、が残るので本案ではこのピッチ
(n)を空間的に滑らかに変化させることにより、タイ
ムスキューを極小にし、かつツイストペア間のクロスト
ークをケーブル上の同一位置(ケーブル上の同一断面)
では異なる撚り回数(n)で各TWPが隣接するように、
各nを空間変調させる。これは同じTWPを、空間的に
ずらして一つに纏め、一体ケーブル化したことと同等で
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION For example, the first line is replaced with a fourth line every several meters, (n 1 and n 4 are averaged), or the first line is (n 1 → n 2 → n 3 → The time skew difference can be made extremely small (1 ns or less) by cyclically replacing with n 4 ) and averaging. FIG. 2 shows the case of cyclic replacement. With this method, there are still problems in production when the pitch is suddenly changed, and there is a concern about reflection and crosstalk at the pitch change point. Therefore, in the present proposal, by changing this pitch (n) spatially smoothly, Minimize the cue and set the crosstalk between twisted pairs at the same position on the cable (same cross section on the cable)
So that each TWP is adjacent with a different number of twists (n),
Each n is spatially modulated. This is equivalent to the same TWP being spatially displaced and integrated into a single cable.

【0008】nを前述の1m当たりの撚り回数、Λをn
の変調波長、qを空間位相差、Δnをnの変動巾、xを
多芯TWPケーブル上の位置(単位m、原点の取り方は
任意)として、 (1)各TWPの撚りピッチnを以下のように空間変調
する。 n=no+Δn・cos(2πx/Λ) (2)各TWP間に空間の位相差qを設けることによ
り、同一x点では各TWP間で互いに撚りピッチnが異
なるようにする。 ni=no+Δn・cos(2π(x−q)/Λ) 例えば4対の標準的なケーブルにおいて、q=(1/4)Λ
(90゜に相当)ずつずらした場合、他のパラメータを Δn=(71−47)/2=12回/m (一市販品の
ピッチ数の偏差) no=(71+47)/2=59回/m (一市販品の
平均ピッチ数) とすると、 1本目=no+Δn・cos(2πx/Λ) 2本目=no+Δn・cos(2π(x−(1/4)Λ)/Λ) 3本目=no+Δn・cos(2π(x−(2/4)Λ)/Λ) 4本目=no+Δn・cos(2π(x−(3/4)Λ)/Λ) これにより一本目のTWPと他の3本のTWP間の干渉
は、変調していない場合の平均となり、クロストーク特
性は従来の単純撚り線の場合と基本的には変わらないと
予測される。しかも各TWPは同じ特性インピーダンス
で、各TWP間のタイムスキューはピッチの変調波長
(Λ)に対する端数長部分のタイムスキューのみとな
り、実用上零(0.5 nSec以下)のタイムスキューの
TWPの集合ケーブルが実現できる。
N is the number of twists per 1 m, and Λ is n
(1) The twist pitch n of each TWP is as follows: Spatial modulation like. n = no + Δn · cos (2πx / Λ) (2) By providing a spatial phase difference q between the TWPs, the twist pitches n are different between the TWPs at the same x point. ni = no + Δn · cos (2π (x−q) / Λ) For example, in four pairs of standard cables, q = (1/4) Λ
When shifted by (corresponding to 90 °), Δn = (71-47) / 2 = 12 times / m (deviation of pitch number of one commercially available product) no = (71 + 47) / 2 = 59 times / Assuming that m (the average number of pitches of one commercially available product), the first line = no + Δn · cos (2πx / Λ) the second line = no + Δn · cos (2π (x− (1/4) Λ) / Λ) the third line = no + Δn · cos (2π (x− (2/4) Λ) / Λ) 4th = no + Δn · cos (2π (x− (3/4) Λ) / Λ) As a result, the first TWP and the other three TWPs The interference between them becomes an average when there is no modulation, and it is expected that the crosstalk characteristics are basically the same as in the case of the conventional simple twisted wire. Moreover, each TWP has the same characteristic impedance, and the time skew between the TWPs is only the time skew of the fractional length portion with respect to the pitch modulation wavelength (Λ), and a set of TWPs with a time skew of practically zero (0.5 nSec or less) is set. Cable can be realized.

【0009】[0009]

【実施例】λ=20mm、q=250mm、Λ=1m、
端数長部分1m以下となる。この場合のタイムスキュー
は50mのタイムスキュー×(1/50)程度であり、こ
れは(10〜20nSec)×(1/50)程度、即ち(1/
2)nSec程度以下に抑えられる。図3に実施例の模式図
を示す。
EXAMPLE λ = 20 mm, q = 250 mm, Λ = 1 m,
The fractional length is 1 m or less. The time skew in this case is about 50 m time skew × (1/50), which is about (10 to 20 nSec) × (1/50), that is, (1 /
2) It can be kept below nSec. FIG. 3 shows a schematic diagram of the embodiment.

【0010】[0010]

【発明の効果】信号のタイムスキューが極めて小さい多
芯ケーブルを廉価なノンシールドツイステッドケーブル
(複数)で構成できる。また、各TWPが同じ構造にな
るため、波形歪み等の全特性が均一化されるため、波形
補正の回路等の設計が容易になる。
EFFECT OF THE INVENTION A multi-core cable in which the signal time skew is extremely small can be constructed by inexpensive non-shielded twisted cables. In addition, since each TWP has the same structure, all characteristics such as waveform distortion are made uniform, which facilitates the design of a circuit for waveform correction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のTWPケーブル。イーサネット(登録商
標)等で多用されているノンツイステッドペアケーブル
の構造を示す。
FIG. 1 is a conventional TWP cable. The structure of a non-twisted pair cable that is frequently used in Ethernet (registered trademark) or the like is shown.

【図2】交代法による遅延時間の平均化。信号遅延時間
の小さいTWP(nが少ない)と信号遅延時間の大きい
TWPを途中で交代させることにより、遅延時間の均一
化を図る方法。
FIG. 2 shows averaging of delay times by the alternating method. A method of equalizing the delay times by alternating TWP with a small signal delay time (small n) and TWP with a large signal delay time on the way.

【図3】滑らかな交代法による遅延時間の平均化。本考
案の滑らかにピッチを変化させたTWPを、空間位相を
ずらして一体化して遅延時間の均一化を図る方法の例を
示す。
FIG. 3 shows averaging of delay times by a smooth alternation method. An example of a method of integrating the TWPs of which the pitch is smoothly changed according to the present invention by shifting the spatial phase to make the delay times uniform will be described.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1TWP線 n=71回/m 2 第2TWP線 n=62回/m 3 第3TWP線 n=52回/m 4 第4TWP線 n=47回/m 5 第5TWP線 ピッチ交代により平均化 6 第6TWP線 ピッチ交代により平均化 7 第7TWP線 ピッチ交代により平均化 8 第8TWP線 ピッチ交代により平均化 9 第9TWP線 第5TWP線のピッチを滑らかに
変化させたもの 10 第10TWP線 第6TWP線のピッチを滑らか
に変化させたもの 11 第11TWP線 第7TWP線のピッチを滑らか
に変化させたもの 12 第12TWP線 第8TWP線のピッチを滑らか
に変化させたもの
1 1st TWP line n = 71 times / m 2 2nd TWP line n = 62 times / m 3 3rd TWP line n = 52 times / m 4 4th TWP line n = 47 times / m 5 5th TWP line Average by pitch change 6 6th TWP line Averaging by changing pitch 7th TWP line Averaging by changing pitch 8th TWP line Averaging by changing pitch 9th TWP line 5th TWP line Smoothly changed pitch 10 10th TWP line 6th TWP line Smoothly changed pitch 11 11th TWP line Smoothly changed pitch of 7th TWP line 12 12th TWP line Smoothly changed pitch of 8th TWP line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各ツイスティッドペアケーブルのピッチを
滑らかに変化させ、各ツイスティッドペアケーブル間の
信号の遅延時間を平均化し、かつ同一化せしめた、多芯
ノンシールドツイスティッドペアケーブル。
1. A multi-core non-shielded twisted pair cable in which the pitch of each twisted pair cable is changed smoothly to average and equalize the signal delay times between the twisted pair cables.
【請求項2】各ツイスティッドペアケーブルを、相互に
空間的にずらしながら一体化し、任意の断面の近傍で
は、各構成要素のツイスティッドペアケーブルのピッチ
が互いに異なるように配置して、ツイスティッドペアケ
ーブル間のクロストークを最小ならしめた、多芯ノンシ
ールドツイスティッドペアケーブル。
2. The twisted pair cables are integrated while being spatially displaced from each other, and in the vicinity of an arbitrary cross section, the twisted pair cables of the constituent elements are arranged so that the pitches thereof are different from each other, and the twisted pair cables are arranged. Multi-core non-shielded twisted pair cable that minimizes crosstalk between paired cables.
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