JP2003502815A - 高性能データケーブル - Google Patents
高性能データケーブルInfo
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Abstract
Description
る高性能データケーブルに関する。特に、50乃至200オームの平均値である
平均インピーダンス(mean or avarage impedance)に対して3.5以下の標準
インピーダンス偏差を有するらせんシールド対撚線ケーブルを提供する。又、複
数の上記らせんシールド対撚線ケーブルを有すると共に、平均標準インピーダン
ス偏差が3.5以下で且つ上記ケーブルの何れも単独の標準偏差が4.5以下の
大きさである高性能データケーブルを提供する。
(マイラー)の裏張り(backing)を有する重くて堅い2ミルのアルミニウムテー
プを利用している。シールドは未シールドの対撚線小群(twisted pair subgr
oup)の周りに、ケーブル全体のケーブル撚り目の長さ(the length of cable
s overall cable lay)に等しい適用撚り長(application lay length)、代
表的には4.0乃至6.0インチの撚り長さの範囲内で巻回される。テープ幅は
約0.5インチである。ケーブル全体の長い撚り目(5インチ)に基ずくので巻
きつけの適用角度が浅く、テープが対撚り線(twisted pair)の横軸と殆ど平
行になる。代表的なケーブルは4対の対撚線ケーブルを有するもので、上記4対
の上に施される40乃至65%錫をめっきした銅の編組と、上記編組の施された
対上に押出されてケーブルを仕上げる最終の熱可塑性防食層とを有する。金属シ
ールドテープの適用角度が浅いため、ケーブル撚り合わせ作業中バインダーとし
てらせん状に施されるドレンワイヤ(drain wire)がテープを捕縛する以前にテ
ープが開く(open up)という問題が生じる。
いで、未シールドの対撚線心線(unshielded twisted pair core)の周囲にテ
ープの隙間(gap)が生じ、CENELEC pr EN 50288-4-1等の電気的条件の業界基
準に合致する十分に安定な基平面(ground plane)を得ることができない。
曲げられた際にたった一つの全体的な編組でテープの重なり合った部分が “花
”開きしないことを十分に確実にすることはできないので、設置状態で電気的に
不安定である(electricals are unstable)。この“開花”はNEXTを増加させ、
更に基平面がひっくり返されるとインピーダンス/RL性能を失わせる。これが
減衰量の不均斉(attenuation non-uniformity)を増加させる。曲げ状態では基
平面並びに導体の中心から中心の間隔が変化するのでインピーダンスの数量(im
pedance numbers)はより一層悪い。帯域幅の条件が高くなればなるほどこれら
の問題はますます悪化する。
mity)および容量不平衡(capacitance unbalance)に合致するらせん巻きシール
ドテープを使用する。
air)の殆どを除去する。この除去はシールドを25−65%、好ましくは45−
55%の重なり(overlap)を有してらせん状に(helically or spirally)巻回す
ることによって為される。シールドは0.33乃至2.0ミル、好ましくはほぼ
1ミルすなわち0,75乃至1.25ミルの金属層を有する。これと上記重なり
を有するらせん状の巻きつけ方が一緒になってインピーダンス制御の向上した良
好な遮蔽を供給する。ケーブルの全長に実現される不変の基平面により適切な容
量不平衡が得られる。
hort lay)シールドテープは、テープを45乃至55%の好適なテープ重なりを
有してケ―ブルの縦軸に対し30乃至45°の45°を超えない巻回角度で使用
することにより、曲げ状態でのテープの隙間(gap)および開花を除去する。これ
により不利な使用条件の下でも非常に安定した水準の物理的および電気的性能が
確立される。第3図に(d)と表示した本発明の対撚線ケーブルの中心から中心
の間隔及び導体から接地の間隔は従前のケーブルのそれより遥かに安定したもの
となる。
して使用するのが有益である。特に本発明のらせん状にシールドした600MHz
まで使用されるケーブルがこれに当てはまる。本発明により製造される場合の代
表的な高性能データケーブルは、各々が2本の発泡又は非発泡絶縁(フルオロ共
重合体又はポリオレフィン)の単線からなる四(4)対の対撚線ケーブルを有す
る。各らせんシールド対撚線ケーブルは、その周りに本発明独自の強固ならせん
金属シールドテープを有しており、これはテープを巻回し、その側部の完全に合
致した25乃至65%、好ましくは45乃至55%の重なりを有する短かい襞の
継ぎ目(short fold seam)を適所に確りと保持したものである。らせんシール
ド対撚線はSZより又は遊星集合されて(are S-Z’d or planetary together)
集合すなわち結束された構成になる。結束した対を全体的に編組又は糸−金属又
は織物(overall braid or thread−metal or fabric)を用いて結束しても
よい。結束された対撚線ケーブルの上に最終的な熱可塑性防食層(フルオロ共重
合体又はポリオレフィン、すなわちポリ塩化ビニル)が押し出される。
プ(これはプラスチック支持フィルムの片面に金属箔又は金属被覆を施したシー
ルドである)、又はDUOFOILテープ(これはプラスチック支持フィルムの両面に
金属箔又は金属被覆を施したシールドである)又は自由縁のBELDFOILテープ等の
複合テープである。金属全部の厚さは0.33乃至2.0ミルのアルミニウム層
の厚さであり、好適には約1.0ミルである。アルミニウムを例にしたが、銅、
銅合金、銀、ニッケル等のように斯様な金属テープおよび複合金属テープに普通
に使用される適切な金属であればどれでも使用することができる。各対撚線には
金属を外向きにして巻回される−45乃至55%の重なりの巻きつけが最も好ま
しいが。前述したように、実際問題としては重なりが25から65%まで変化す
る。最良の減衰特性およびインピーダンス特性が得られる好適なシールドは、接
合して短絡効果(shorting effect)の得られる類のテープである。しかしなが
ら、好適な重なりを用いれば短い襞(fold)は除去できる。
るが、要望により更に多対にできる。らせん状に巻回されるシールドの張力は、
巻回されるシールドが閉塞される空気の殆どを除去し、らせんシールド対撚線ケ
ーブルの場合は標準インピーダンス偏差、複数のらせん状にシールドされた対撚
線を有する高性能データケーブルの場合は平均標準インピーダンス偏差を与える
ような張力である。シールドテープおよびバインダに賦課される張力は、ケーブ
ルの端から端の如何なる箇所から選んでも、らせんシールド対撚線の断面的区域
全体の僅かに25%以下、好ましくは18%以下のボイド空間が存在するような
張力である。
ールド、および要望により同時又はその後らせんシールドの周りに巻回されて更
にシールドを束ねる織布あるいは金属の編組又は糸(fabric or metal braid
or thread)を有する高性能対撚線データケーブルを提供する。シールドおよ
びバインダー(編組又は糸)の巻きつけは、単独で使用することのできる個々の
対撚線に対して、各らせんシールド対撚線ケーブルの定格が600MHzまでの場
合に、個々の対が3.5以下の公称すなわち標準インピーダンス偏差である特定
されない(unfitted)インピーダンスを有するような張力で巻回される。複数のら
せんシールド対撚り線ケーブルを有する定格600MHzまでの高性能データケー
ブルは、複数のらせんシールド対撚線の全部の平均標準インピーダンス偏差が3
.5以下であり、且つどの一対の標準インピーダンス偏差も4.5以下の大きさ
である。標準インピーダンス偏差は50乃至200オーム、好ましくは90乃至
110オームの平均値の平均インピーダンス近くで、328ft以上の長さのケ
ーブルを用いて350の周波数測定を行って計算される。
ろう。
2および13は各々その上に発泡又は非発泡フルオロ共重合体又は適切なポリオ
レフィンの絶縁14および15を押出してある。
金属シールドは金属テープ、あるいはポリエステル(すなわちMYLAR)等の非金
属ベースの片面又は両面にケーブルを遮蔽する際に普通に使用されている金属を
有する複合テープ等適宜なシールドでよい。テープおよび複合テープの金属はア
ルミニウム、銅、銅合金、ニッケル、銀等である。金属全部の厚さは0.33乃
至2.0ミル、好ましくは0.75乃至1.25ミルで略1.0ミルである。シ
ールドは襞(fold)の短いBELDFOILタイプのテープ、又は両面に金属を有するDU
OFOILタイプのテープとしてよい。
示すらせんシールド対撚線ケーブル内の断面的区域全体の25%未満の小さなボ
イド空間17を与えるように十分な圧力をもってらせん状に巻回されている。こ
の断面的区域はケーブルの端から端までのどの箇所でも選択し得る。ボイド空間
は断面的区域の18%未満が好ましい。隙間無く巻回されたテープ16は対撚線
10の外形と同形になってらせんシールド対撚線ケーブル10Aを供給する。テ
ープ16は好適な45−55%の重なりを有して35°乃至45°の角度で巻回
されている。テープ上の金属全体の好適な厚さが1.0ミルの場合、この重なり
がテープに2ミルの金属厚さを有効に有さしめ、更にはシールドされた対撚線を
非常に柔軟なものにする。テープの幅は0.5乃至1.5インチ、好ましくはほ
ぼ0.75インチである。この緊密な巻きつけにより上述の標準インピーダンス
偏差および平均標準インピーダンス偏差が得られる。
20インチの発泡フルオロ共重合体が好適である。個々の導体12および13は
通常20乃至30AWGであり、好ましくは22乃至24AWGである。
0の全部の撚り目の長さが同一でも異なっていてもよく、Z撚りおよび/あるい
はS撚りでよい。撚り目(の長さ)は0.3−2.0インチが好適である。ケー
ブル全体の撚り目(の長さ)は一般にケーブルの平均心線径の10乃至20倍で
ある。
り結束され堅固に保持されて編組ケーブル10Bを供給している。編組18は金
属で、40乃至90%、好ましくは45−65%の金属の織り編組(a 45̵
1;65 metal or fabric braid)である。金属編組は錫めっきした銅の編組で
よいが、銅、銅合金、ブロンズ(合金元素がニッケル又は亜鉛以外の銅合金すな
わち銅―カドミウム合金)、銀等のカテゴリー7の高性能データケーブルに対し
て適切と思われる如何なる種類の金属の編組にもすることができる。
ーブル20を完成させる押出しによる防食層19を有している。防食層19はカ
テゴリー7のケーブルに適切と思われるどのような防食層材料−難燃性ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性ポリオレフィンあるいはフッ素化エチレンプ
ロピレン等のフッ素化重合体を使用できる。
周り、編組18の代用(used instead of the braid)、防食層と編組18と
の間等適切などんな位置にも置くことができる。
用できる。これは各らせんシールド対撚線ケーブル10Aの周りにバインダーを
要望される場合についても同じである。
らせんシールド対撚線ケーブルを有している。“例”の試験はCENELECで要求さ
れるインピーダンス試験に基ずいて、328ftの長さのケーブルを用いて実施
した。らせんシールドは1ミルの厚さのアルミニウムを有するBELDFOILテープを
用いた。テープはほぼ50%の重なりを有して約45°の角度でらせん状に巻き
つけた。インピーダンス測定は0.3MHzで開始し、約1.0から600MHzま
での少なくとも三百五十(350)のインピーダン測定を行った。ケーブル導体
12および13は22AWGの銅の単線であり、絶縁14および15は発泡FEPであ
った。らせんシールド対撚線ケーブルは全部18%未満のボイド17を有する。
ル10Bを有する上記高性能データケーブル20を23.0°Cで試験した。4対
のらせんシールド対撚線ケーブルの各々のインピーダンスを0.3から600MH
zまで隈なく測定した。1.0MHzから600MHzの間で少なくとも350の測
定を行った。
近くで標準インピーダンス偏差が3.2294であった。
標準インピーダンス偏差が2.7208であった。
4近くで標準インピーダンス偏差が2.8652であった。
64近くで標準インピーダンス偏差が2.6130であった。
.2298+2.7208+2.8652+2.6130)/4)であった。下
記にそのデータを示す。
に記述した実施態様に狭義に限定されるものではない。当業者が添付の請求範囲
に規定される本発明の範囲又は精神にもとることなく種々の変更および修正を実
施し得ることは認識されるであろう
回してなる本発明による編組ケーブルの断面図。
Claims (17)
- 【請求項1】らせんシールド対撚線データケーブルであって、 絶縁された対撚線ケーブルと、 金属テープ、非金属ベースおよび前記ベースの片面に金属の層を有する第一の複
合テープ、非金属ベースおよび前記ベースの両面に金属の層を有する第二の複合
テープからなる部類から選択されるシールドテープを具備し、 前記シールドテープは前記対撚線ケーブルの周りに重なりを有してらせん状に巻
回されており、 前記シールドテープは0.33乃至2.00ミルの金属厚さを有し、 前記シールドテープは前記対撚線の周りに、シールドされる対撚線ケーブルの空
気のほぼ全量を除去し且つその断面的区域の25%未満の断面的ボイド区域を残
存させる張力で巻回されて、前記らせんシールド対撚線データケーブルを供給し
ており、 前記らせんシールド対撚線データケーブルは、ほぼ50乃至200オームの平均
値である平均インピーダンス近くで標準偏差を計算した時、20°Cに調整した
値で3.5以下の標準インピーダンス偏差を有する ことを特徴とするらせんシールド対撚線データケーブル。 - 【請求項2】前記ケーブルは少なくとも600MHzまでの定格を有しており、 前記標準インピーダンス偏差は328ft以上の長さのケーブルについて1.0
から600MHzまでの周波数から選ばれた少なくとも350の周波数測定で測定
されており、前記標準インピーダンス偏差が3.5以下であり且つほぼ90乃至
110オームの平均値である平均インピーダンス近くで計算されている ことを特徴とする請求項1のケーブル。 - 【請求項3】 前記断面的ボイド区域は18%未満であり、 前記シールドテープは0.75乃至1.25ミルの金属厚さを有する ことを特徴とする請求項2のケーブル。
- 【請求項4】前記シールドテープは0.5乃至1.5インチの幅を有しており、
且つ25−65%の重なりを有して前記対撚線ケーブルの縦軸に対し30−45
°の角度でらせん状に巻回されていることを特徴とする請求項2のケーブル。 - 【請求項5】前記シールドテープは0.5乃至1.5インチの幅を有し、且つ2
5−65%の重なりを有して対撚線ケーブルの縦軸に対して30−45°の角度
でらせん状に巻回されていることを特徴とする請求項3のケーブル。 - 【請求項6】少なくとも4対の前記らせんシールド対撚線ケーブルと、 前記少なくとも4対の結束されたらせんシールド対撚線ケーブルを取巻いて高性
能データケーブルを供給する防食層とを更に具備し、 前記高性能データケーブルは定格が少なくとも600MHzまでであり、 前記高性能データケーブルは328ft以上の長さの高性能データケーブルの場
合に20°Cに調整した値で平均標準インピーダンス偏差が3.5以下であり、
前記平均標準インピーダンス偏差は、前記少なくとも4対のらせんシールド対撚
線ケーブルの各々について1.0から600MHzまでの少なくとも350の周波
数測定を行って測定され且つ90乃至110オームの平均値である平均インピー
ダンス近くで計算される標準インピーダンス偏差の全部の平均であり、且つ個々
の標準インピーダンス偏差の大きさは何れも前記平均値である平均インピーダン
スから4.5以下である ことを特徴とする請求項1のケーブル。 - 【請求項7】 前記シールドテープは0.5乃至1.5インチの幅を有しており
、且つ45−55%の重なりを有して対撚線ケーブルの縦軸に対して30−45
°の角度でらせん状に巻回されていることを特徴とする請求項6のケーブル。 - 【請求項8】前記断面的区域は18%未満であり、 前記シールドテープは0.75乃至1.25インチの幅を有しており、且つ45
−55%の重なりを有して対撚線ケーブルの縦軸に対し30−45°の角度でら
せん状に巻回されていることを特徴とする請求項7のケーブル。 - 【請求項9】ケーブルは防食層が施される前に結束されていることを特徴とする
請求項8のケーブル。 - 【請求項10】絶縁された対撚線ケーブルを供給し、 前記対撚線ケーブルを金属シールドテープでらせん状に巻回して前記シールドテ
ープの重なりを有するらせんシールド対撚線ケーブルを供給し、この場合の前記
シールドテープは0.33乃至2.00ミルの金属厚さを有しており、且つ前記
シールドテープは金属テープ、非金属ベースおよび前記ベースの片面に金属層を
有する第一の複合テープ、非金属ベースおよび前記ベースの両面に金属層を有す
る第二の複合テープからなる部類から選択されており、 標準インピーダンス偏差が328ft以上の長さのケーブルで少なくとも350
の周波数測定を行って測定され、標準インピーダンスが50乃至200オームの
平均値の平均インピーダンス近くで計算される時、前記らせんシールド対撚線ケ
ーブルに20°Cに調整した値で3.5以下の標準インピーダンス偏差を与える
張力で金属シールドをらせん状に巻回する ことを特徴とするらせん対撚線データケーブルの製作(preparing)方法。 - 【請求項11】前記シールドテープは0,75乃至1.25ミルの金属厚さを有
しており、 対撚線ケーブルを前記断面的ボイド区域が25%未満であるように巻回して結束
し、前記ケーブルは600MHzまでの定格を有しており、 前記少なくとも350の周波数測定は1.0から600MHzまでで行われ、 前記標準インピーダンス偏差は3.5以下であって90乃至110オームの平均
値である平均インピーダンス近くで計算される ことを特長とする請求項10の方法。 - 【請求項12】少なくとも4対の前記らせんシールド対撚線ケーブルを結束し、
少なくとも4対の結束されたらせんシールド対撚線ケーブル上に防食層を押出し
て高性能データケーブルを供給することを特長とする請求項10の方法。 - 【請求項13】前記金属シールドテープを25−65%の重なりを有して対撚線
ケーブルの縦軸に対し30−45°の角度でらせん状に巻回し、 前記シールドは短絡させた(shorted)金属シールドテープであり、 前記断面的ボイド区域は25%未満であり、 前記シールドテープは0.75乃至1.25ミルの金属厚さおよび0.5乃至1
.5インチの幅を有する ことを特長とする請求項11の方法。 - 【請求項14】前記金属シールドテープを45−55%の重なりを有して対撚線
ケーブルの縦軸に対し35−45°の角度でらせん状に巻回し、 前記シールドは短絡させた(shorted)金属シールドテープであり、 前記断面的ボイド区域は18%未満であり、 前記シールドテープは0.75乃至1.25ミルの金属厚さおよび0.5乃至1
.5インチの幅を有する ことを特徴とする請求項13の方法。 - 【請求項15】少なくとも4対の前記らせんシールド対撚線ケーブルを結束し、
少なくとも4対の結束されたらせんシールド対撚線ケーブル上に防食層を押出し
て高性能データケーブルを供給する ことを特長とする請求項13の方法。 - 【請求項16】少なくとも4対の前記らせんシールド対撚線ケーブルを結束し、
その少なくとも4対の結束されたらせんシールド対撚線ケーブル上に防食層を押
出して高性能データケーブルを供給する請求項14の方法。 - 【請求項17】前記高性能データケーブルは定格が少なくとも600MHzまでで
あって、328ft以上の長さの高性能データケーブルの場合で3.5以下の平
均標準インピーダンス偏差を有し、 前記平均標準インピーダンス偏差は前記少なくとも4対のらせんシールド対撚線
ケーブルの各々に関して1.0から600MHzまでの少なくとも350の周波数
測定を行って測定され且つ90乃至110オームの平均値である平均インピーダ
ンス近くで計算される標準インピーダンス偏差の全部の平均であって、個々の標
準インピーダンス偏差の大きさが何れも前記平均値である平均の平均インピーダ
ンスから4.5以下である ことを特徴とする請求項16の方法。
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