KR100348642B1 - 광섬유-전력선 통합 케이블 및 그 연결용 월 박스와 패치케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광섬유-전력선 통합 케이블은, 데이터 통신용 광섬유; 상기 광섬유를 둘러싸는 광섬유 보호용 피복; 상기 광섬유 보호용 피복을 둘러싸는 전력공급용 동선 피복; 상기 동선 피복을 둘러싸서 외부와 절연시키는 절연 피복; 상기 절연 피복을 둘러싸며 상기 동선 피복에서 발생하는 전자기장을 외부와 차단하기 위한 차폐 테이프; 및 상기 차폐 테이프를 둘러싸는 케이블 외피를 구비한다. 이러한 구성에 의해 전자기장에 의한 간섭에 기인한 통신 장애가 없고 부피를 크게 감소시킬 수 있으며 전력 송수신 및 데이터 통신의 표준 기술을 만족시킬 수 있는 광섬유-전력선 통합 케이블을 구현할 수 있다.

Description

광섬유-전력선 통합 케이블 및 그 연결용 월 박스와 패치 케이블{OPTICAL FIBER-POWER LINE INTEGRATED CABLE AND WALL-BOX AND PATCH CABLE FOR CONNECTING THE SAME}

본 발명은 데이터 통신용 광섬유와 전력공급용 동선을 일체화시킨 광섬유-전력선 통합 케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광케이블을 동선으로 피복하여 일체화시킴으로써 부피가 크게 감소된 광섬유-전력선 통합 케이블에 관한 것이다.

종래에 통신용 신호선으로서 동선을 사용하는 경우에는, 전력공급용 동선과통신용 동선을 일체화하여 사용하는 것이 불가능하였다. 만일 전력 공급용 동선과 통신용 동선을 일체화하여 사용하면, 전력공급용 동선에서 발생하는 전자기장이 통신용 동선에 영향을 주어 통신 간섭을 일으키게 되고, 또 전기와 통신의 특성에 따른 케이블 구성 및 송수신 방법이 상이하기 때문에, 다른 용도로 사용되면서도 동일한 물리적 특성을 지닌 동선을 일체화하여 사용한다는 것이 불가능하였다.

데이터 전달 매체로서 광섬유의 사용이 점차 확대되어 감에 따라, 전력공급용 동선과 데이터 통신용 광섬유의 물리적 특성이 상이하다는 점을 인식하게 된 이 분야의 기술자들은 데이터 통신용 광섬유와 전력공급용 동선을 일체화하여 부피를 감소시키고 배선을 단순화하기 위한 케이블의 개발에 주목하고 있다.

데이터 통신용 광섬유와 전력공급용 동선을 일체화시킨 복합 케이블의 예가 대한민국 공개특허공보 제1998-66875호에 개시되어 있으며, 도 1 에 도시하였다. 도 1 에 도시된 복합 케이블은, 광섬유 케이블과 전원공급용 동선이 별개로 구성된 옥외 인입선과 옥내 배선의 연결을 단순화시킬 수 있도록 하는 옥내 배선용 복합 케이블(30)로서, 동일 피복재(32) 내에 다심의 동선(34)과 단심 이상의 광섬유 케이블(36)을 함께 배열하고 그 중심에 보강선(38)을 더 배열한 구성으로 되어 있다. 외력으로 인한 광섬유의 정보 손실을 방지하기 위하여 통합 케이블(30)의 중심에 보강선(38)을 배치하고 있다. 즉, 상기 공보에 개시된 복합 케이블은 동일 피복재 (32) 내에 동선(34), 광섬유 케이블(36) 및 보강선(38)을 분리하여 배열한 구성을 갖고 있다.

상기 공보에 개시된 바와 같이, 광섬유와 전력선을 결합하여 단일의 복합 케이블을 구성함에 있어서 광섬유와 동선을 분리하여 배열하는 경우는, 케이블 자체의 단면적을 감소시키는데 한계가 있다. 보강선은 케이블 부피의 증가 원인이 된다. 또, 이러한 구성을 갖는 복합 케이블은 단지 서로 다른 종류의 케이블을 함께 묶은 상태에 불과할 뿐이므로, 멀티미디어화가 급속히 진행되고 있는 현재의 각종 산업용/가정용 기기들에 필요한 네트워크를 구성함에 있어서 전력공급용 및 통신용의 각 연결 부품이 여전히 필요하게 되며 전력선 및 광케이블을 동일 배관 내에 배선한 종래의 구성과 별다른 차이가 없게 된다. 또한, 케이블에 접지선이 설치되어 있지 않은 경우에는 접지선 누락 등과 같은 결함있는 시공이 이루어질 수도 있다.

데이터 통신용 광케이블 연결 방식은 그 광학적 특성으로 인하여 특정 장치를 통하지 않고는 분기할 수 없는 직접 연결 방식이고, 이와는 달리 전력선의 연결방식은 그 전기적 특성으로 인하여 병렬 분기 방식을 사용하기 때문에, 종래의 복합 케이블의 구성으로는 이미 사용중인 전력선 및 광케이블과의 연결에 한계가 있다는 문제점이 있다.

또한, 광케이블과 전력선을 결합하여 복합 케이블을 형성하는 주된 이유중의 하나인 부피의 감소에는 피복의 구성이 가장 많은 영향을 미치는 바, 허용 전력이 커지거나 배열된 내선의 숫자가 많을수록 케이블의 부피는 커질 수 밖에 없으므로, 종래의 복합 케이블의 구성으로는 만족할만한 부피의 축소를 달성할 수 없었다.

복합 케이블을 시공하거나 다른 기기에 연결하는 경우 이를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 그 주변 부품의 개발에 대한 요구가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하고 본 발명이 속한 분야의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 전자기장에 의한 간섭에 기인한 통신 장애가 없고 부피를 크게 감소시킬 수 있는 광섬유-전력선 통합 케이블을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고유한 전기적 특성과 광학적 특성을 유지함으로써 전력 송수신 및 데이터 통신의 표준 기술을 만족시킬 수 있는 광섬유-전력선 통합 케이블을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 광섬유-전력선 통합 케이블의 시공 및 접속을 용이하게 하여 다양한 멀티미디어 제품에 폭넓게 적용할 수 있는 월 박스 (wall-box) 및 패치 케이블(patch cable)을 제공하는 것이다.

도 1 은 종래 기술의 광섬유-전력선 복합 케이블의 일례를 설명하기 위한 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 단심형 광섬유를 내장한 단상 3선식 통합 케이블의 단면도.

도 3 은 본 발명에 따른 2심형 광섬유를 내장한 단상 3선식 통합 케이블의 단면도.

도 4 는 본 발명에 따른 단심형 광섬유를 내장한 3상 5선식 통합 케이블의 단면도.

도 5 는 본 발명에 따른 2심형 광섬유를 내장한 3상 5선식 통합 케이블의 단면도.

도 6 은 본 발명에 따른 통합 케이블용 월 박스(wall-box)의 아웃렛(outlet)의 사시도.

도 7 은 본 발명에 따른 통합 케이블과 월 박스의 연결관계를 설명하기 위한 사시도.

도 8 은 본 발명에 따른 통합 케이블용 패치 케이블(patch cable)의 사시도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 광섬유 2: 1차 피복

3: 2차 피복 4: 전력공급용 동선 피복

5: 절연 피복 6: 차폐 테이프

7: 케이블 외피 10: 커플러

11: 전원 콘센트 12: 접지 단자(G)

13: 중성 단자(N) 14: 전원 단자(H)

15: 고정부재 16: 아웃렛(outlet)

30: 복합 케이블 32: 피복재

34: 전력공급용 동선 36: 광섬유 케이블

36a: 케블라(Kevlar) 36b: 피복재

36c: 광섬유 38: 보강선

상기한 목적은 본 발명에 따른 광섬유-전력선 통합 케이블에 의해 달성될 수 있는데, 이 통합 케이블은, 데이터 통신용 광섬유; 상기 광섬유를 둘러싸는 광섬유 보호용 피복; 상기 광섬유 보호용 피복을 둘러싸는 전력공급용 동선 피복; 상기 동선 피복을 둘러싸서 외부와 절연시키는 절연 피복; 상기 절연 피복을 둘러싸며 상기 동선 피복에서 발생하는 전자기장을 외부와 차단하기 위한 차폐 테이프; 및 상기 차폐 테이프를 둘러싸는 케이블 외피를 구비한다.

상기 광섬유는 단심 또는 2심의 광섬유일 수 있다.

상기 광섬유 보호용 피복은, 상기 광섬유에 강도, 장력 및 완충력을 부여하기 위한 1차 피복과, 상기 광섬유를 상기 동선 피복에서 발생한 열로부터 차단하기위한 2차 피복으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 2심의 광섬유는 상기 1차 피복에 의하여 분리되어 있는 것이 더 바람직하다.

상기한 목적은 또한, 상기 광섬유-전력선 통합 케이블; 상기 광섬유-전력선 통합 케이블로부터 광케이블 및 전력선을 분기하는 실드케이스(shield case); 상기 광케이블의 단부에 형성된 광통신 단자; 및 상기 전력선의 단부에 형성된 전원 플러그를 구비하는 패치 케이블(patch cable)에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기한 목적은, 상기 패치 케이블의 상기 전원 플러그 및 광통신 단자를 수용할 수 있는 전력 콘센트 및 커플러를 각각 구비한 월 박스(wall-box)에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 상기한 목적과 다른 목적 및 효과는 도면을 참조하여 상세히 설명되는 이하의 기재로부터 더욱 명확해질 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2 내지 도 5 는 본 발명에 따른 광섬유-전력선 통합 케이블의 실례를 나타내는 단면도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유-전력선 통합 케이블은, 통신용 광섬유(1), 광섬유를 보호하는 1차 피복(2), 열차단 효과를 갖는 2차 피복(3), 전력공급용의 동선 피복(4), 상기 동선을 외부로부터 절연시키는 절연 피복(5), 동선 피복에서 발생된 전자기장을 차단하기 위한 차폐 테이프(6) 및 케이블 외피(7)로 구성된다. 이러한 구성에 의해서 전기적인 특성 및 광학적인 특성을 유지하고 광섬유 케이블에 요구되는 장력, 완충력을 유지하면서 케이블의 부피를 크게 감소시킬 수 있게 된다.

도 2 에 도시된 통합 케이블은 본 발명에 따른 통합 케이블의 가장 간단한 구성인 단상 3선식 케이블이다. 도 2 에 도시된 3가닥의 광섬유 중에서 2가닥의 광섬유(1)는 통신용의 1회선으로 사용되고 나머지 한 가닥의 광섬유는 예비용으로 활용될 수 있다. 마찬가지로, 도 4 에는 3상 5선식 케이블이 도시되어 있으며, 5가닥의 광섬유 중에서 4가닥의 광섬유는 통신용 2회선으로 사용되고 나머지 한 가닥은 예비용으로 활용된다.

도 3 에 도시된 단상 3선식 케이블은 2심의 광섬유를 내장하고 있으므로, 3쌍의 광섬유 중에서 2쌍은 통신용 2회선으로 사용되고 나머지 한 쌍은 예비용 1회선으로 사용되거나, 또는 3쌍의 광섬유 모두 통신용 3회선으로 사용될 수 있다. 도 5 에 도시된 2심의 광섬유를 내장한 3상 5선식 케이블의 광섬유는 통신용 4회선과 예비용 1회선이나, 또는 통신용 5회선으로 사용될 수 있다.

도 2 내지 도 5 의 광섬유(1)는 코어(core), 클래드(clad), 박막 코팅(thin film coating)으로 구성되어 있다. 특히, 코어는 실질적인 데이터 송수신이 이루어 지는 부분으로, 광통신의 전송 속도 및 전송 거리에 따라 멀티모드 타입(multimode type)이나 싱글모드 타입(single mode type)이 사용된다.

광섬유(1)를 피복하는 1차 피복(2)은 광섬유의 광학적, 물리적 특성을 유지하고 보호하기에 충분한 강도, 장력 및 완충력을 갖는 재료로 이루어져야 한다. 1차 피복을 더 피복하는 2차 피복(3)은 열 차단 효과를 갖는 PVC계의 완충재로 이루어질 수 있다.

도 3 및 도 5 에 도시된 2심의 광섬유를 내장한 통합 케이블에 있어서, 2심의 광섬유는 2차 피복(3) 내에서 각각 1차 피복(2)에 의해 서로 분리되도록 구성되어 있다.

전력공급용 동선 피복(4)은 2차 피복(3)을 둘러싸도록 형성된다. 동선 피복 (4)은 파이프형, 연선형, 테이프형 등으로 구성될 수 있다. 동선의 전기적 특성 및 생산/시공 상의 유연성 등을 고려할 때, 연선형이나 테이프형의 동선을 2차 피복(3) 주위에 나선형 또는 직조형으로 감아서 동선 피복을 형성하는 것이 바람직하다.

전력공급용 동선 피복(4)은 또한 광섬유를 보호하고 광섬유에 강도를 제공하는 3차 피복으로서 기능한다. 따라서, 종래 기술에서와 같은 보강선이 필요없게 된다.

동선 피복(4)을 외부로부터 절연시키는 절연 피복(5)은 주로 PVC계의 재료로 이루어진다. 단상의 경우에는 동선(4)을 3선(H, N, G)으로 구분하고, 3상의 경우에는 동선(4)을 5선(R, S, T, N, G)으로 구분하도록, 절연 피복(5)을 구성한다. 또한, 각 동선(4)의 절연 피복(5)은 전기관련 안전기준에 따라 색상이 구분되어 있다.

전력공급용 동선 피복(4)에서 발생하는 전자기장을 외부와 차단하기 위한 차폐 테이프(6)는 주로 알루미늄계의 재료로 이루어진다.

통합 케이블의 외피(7)는 열팽창, 충격 등의 외압으로 인한 물리적 스트레스와 인장력, 휨 등으로 인한 광학적 특성의 변화에 민감하지 않아야 하며, 따라서 폴리에틸렌계의 재료가 적합하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유-전력선 통합 케이블용 월 박스(wall-box) 및 패치 케이블(patch cable)에 대하여 도 6 내지 도 8 을 참조하여 설명한다.

도 6 은 본 발명에 따른 통합 케이블용 월 박스(wall-box)의 아웃렛(outlet)사시도이고, 도 7 은 본 발명에 따른 통합 케이블과 월 박스내 아울렛 접속단자와의 연결관계를 설명하기 위한 사시도이며, 도 8 은 본 발명에 따른 통합 케이블용 패치 케이블(patch cable)의 사시도이다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 케이블용 패치 케이블 (patch cable)은, 전술한 바와 같은 광섬유-전력선 통합 케이블(7), 광섬유-전력선 통합 케이블로부터 광케이블 및 전력선을 분기하는 실드케이스(shield case)(20), 광케이블의 단부에 형성된 광통신 단자(17), 및 전력선의 단부에 형성된 전원 플러그(18)를 구비한다. 광케이블 및 전력선을 분기 또는 통합하는 실드케이스(20)는 통합 케이블의 장력을 유지시키는 작용을 한다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 케이블용 월 박스(wall-box)의 아웃렛(outlet)은 패치 케이블의 상기 전원 플러그 및 광통신 단자를 각각 수용할 수 있는 전원 콘센트(11) 및 통신용 커플러(10)를 구비한다. 이는 종래에 분리되어 있던 전원 콘센트와 통신 단자를 일체형으로 하여 통합 케이블의 연결 및 단말 처리를 용이하게 한 것이다.

커플러(10)는 패치 케이블의 광통신 단자(17)를 수용하며, 전력 콘센트(11)는 패치 케이블의 전원 플러그(18)를 수용한다. 특히, 전력 콘센트(11)는 인접 커넥터와의 동시 사용시에 있어서 편의를 높이기 위하여 좌측 또는 우측으로 30°~ 40°경사지게 하는 것이 바람직하다.

도 8 에 도시된 패치 케이블과 도 6 에 도시된 월 박스와의 결합 관계가 도 7 에 도시되어 있다.

도 6 내지 도 8 에서, 12는 전원의 접지 단자(G), 13은 중성 단자(N), 그리고 14는 전원 단자(H)이다. 15는 월 박스에 아웃렛을 고정하기 위한 고정부재이고, 16은 월 박스에 부착되는 아웃렛(outlet)이다.

본 발명에 따른 월 박스의 아웃렛은 도 6 에 도시된 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명에 따른 광섬유-전력선 통합 케이블은 광섬유 케이블과 전력공급용 동선이 동심을 형성하고 있기 때문에, 케이블을 직접 수용할 수 있도록 통신용 커플러와 전원 콘센트를 동심원 형태로 구성할 수도 있다.

앞에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 이러한 실시예는 단지 예시적일 뿐이며 본 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 다양한 변경, 수정 및 치환이 가해질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 보호 범위는 첨부한 특허청구범위와 그 등가물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

전술한 본 발명에 따르면, 전자기장에 의한 간섭에 기인한 통신 장애가 없고부피를 크게 감소시킬 수 있는 광섬유-전력선 통합 케이블이 제공되므로, 제작 및 설치 비용과 시간을 절약할 수 있다.

본 발명의 광섬유-전력선 통합 케이블은 전력선 고유의 전기적 특성과 광섬유 고유의 광학적 특성을 그대로 유지함으로써 전력 송수신 및 데이터 통신의 표준기술을 만족시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 네트워크 구현에 있어서 1포인트 1종 접지가 기본적으로 제공되므로, 종래에 통신장비나 통신기기들이 상이한 전원 콘센트 및 전원 공급 루트를 가짐에 의해 야기되었던, 접지 전위차에 의한 역전류, 과전류 등의 불안정한 전류가 공급되어 장비에 대한 손상 및 통신 데이터의 손실 우려의 문제를 말끔히 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기한 광섬유-전력선 통합 케이블의 시공 및 접속을 용이하게 하여 다양한 멀티미디어 제품에 폭넓게 적용할 수 있는 월 박스(wall-box) 및 패치 케이블(patch cable)이 제공된다.

따라서, 데이터 네트워크 인프라를 전력선과 함께 통합하여 구현할 수 있게 되어, 공장자동화, 사무자동화 및 인터넷 환경의 초고속화를 실현할 수 있게 되고, 각종 멀티미디어 기기에 소프트웨어 기술을 용이하게 접목할 수 있는 기반을 조성할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 전력공급용 동선에 의해 피복된 광섬유를 내장한 광섬유-전력선 통합 케이블로서,

   데이터 통신용 광섬유;

   상기 광섬유를 둘러싸는 광섬유 보호용 피복;

   상기 광섬유 보호용 피복을 둘러싸는 전력공급용 동선 피복;

   상기 동선 피복을 둘러싸서 외부와 절연시키는 절연 피복;

   상기 절연 피복을 둘러싸며 상기 동선 피복에서 발생하는 전자기장을 외부와 차단하기 위한 차폐 테이프; 및

   상기 차폐 테이프를 둘러싸는 케이블 외피를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유-전력선 통합 케이블.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광섬유는 단심 또는 2심의 광섬유인 것을 특징으로 하는 광섬유-전력선 통합 케이블.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광섬유 보호용 피복은, 상기 광섬유에 강도, 장력 및 완충력을 부여하기 위한 1차 피복과, 상기 광섬유를 상기 동선 피복에서 발생한 열로부터 차단하기 위한 2차 피복으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유-전력선 통합 케이블.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 2심의 광섬유는 상기 1차 피복에 의하여 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유-전력선 통합 케이블.
5. 제 1 항에 기재된 광섬유-전력선 통합 케이블;

   상기 광섬유-전력선 통합 케이블로부터 광케이블 및 전력선을 분기하는 실드케이스(shield case);

   상기 광케이블의 단부에 형성된 광통신 단자; 및

   상기 전력선의 단부에 형성된 전원 플러그를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유-전력선 통합 케이블용 패치 케이블(patch cable).
6. 제 5 항에 기재된 패치 케이블의 상기 전원 플러그 및 광통신 단자를 각각 수용할 수 있는 전력 콘센트 및 커플러가 형성된 아웃렛(outlet)을 포함하는 것을 특징으로 하는 월 박스(wall-box).