KR102478382B1 - 트위스티드 페어 케이블 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트위스티드 페어 케이블의 복수 개의 페어를 이격시키기 위한 세퍼레이터의 형상을 변경하여, 생산이 용이하고 구성이 간소하며 각각의 페어 간의 내부간섭을 최소화할 수 있는 트위스티드 페어 케이블에 관한 것이다.
Description
본 발명은 트위스티드 페어 케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 트위스티드 페어 케이블의 복수 개의 페어를 이격시키기 위한 세퍼레이터의 형상을 변경하여, 생산이 용이하고 구성이 간소하며 각각의 페어 간의 내부간섭을 최소화할 수 있는 트위스티드 페어 케이블에 관한 것이다.
UTP 통신 케이블(UTP 또는 LAN 케이블)은 언실드 트위스티드 페어(unshieled twisted pair) 케이블(이하, '트위스티드 페어 케이블'이라함)을 의미한다. 즉, 일반적으로 사용되는 트위스티드 페어 케이블은 비차폐(非遮蔽) 페어케이블, 비차폐연선이라고도 한다. 일반적인 트위스티드 페어 케이블은 랜카드에 사용되는 표준 신호선이다. 이러한 트위스티드 페어 케이블은 그 내부의 선은 복수 페어를 포함하여 구성되는 코어와 그 코어의 외부를 보호하도록 감싸는 외피로 구성될 수 있다. 그리고 트위스티드 페어 케이블은 통신 신호의 전송속도(Mbps)의 수준에 따라 카테고리(Category; 약자로 Cat.으로 표현) 등급으로 구분될 수 있으며, Cat. 3 내지 Cat.8 등으로 등급의 통신 케이블이 소개되고 있다. 구체적으로는 트위스티드 페어 케이블에 의하여 전송되는 전송속도(Mbps)가 높아 질수록 더 높은 등급(Category)에 해당된다.
일반적으로 Cat.5 등급 이상의 트위스티드 페어 케이블은 약 100Mbps 이상의 속도로 신호를 전송할 수 있다. 트위스티드 페어 케이블을 통해 전송되는 신호의 속도를 Cat.6 등급 이상에서와 같이 1Gbps 이상으로 높이기 위해서는 사용주파수를 약 250MHz 이상으로 올려야 한다. 그러나, 고속 통신을 위하여 사용주파수를 증가시킬 경우, 트위스티드 페어 케이블 내부의 각 페어유닛 사이에 내부간섭, 예를 들면, NEXT(Pair-to pair Near-End Crosstalk) 손실, PS NEXT(Power Sum Near-End Crosstalk) 손실 등이 증가될 수 있다.
이러한 트위스티드 페어 케이블 내부의 페어유닛 사이의 내부간섭을 방지하기 위하여 페어유닛 사이에 차폐막을 형성하거나(도 1 및 대한민국 특허공고 제 0330921호 참조), 이웃하는 페어유닛의 피치를 서로 다르게 조정하는 방법을 사용하였으나, 차폐막을 형성하거나 페어유닛의 피치가 서로 다르더라도, 페어유닛의 피치가 서로 근접할 경우 페어 간에 고주파 신호가 전송됨에 따라 내부간섭 현상을 제거하기 충분하지 않았다.
즉, 피치를 조정하는 방법은 내부간섭 손실을 완화하는데 가장 확실한 방법이나, 제한된 피치범위 내 마진을 확보하기가 쉽지 않다.
결국, 충분한 내부간섭 손실의 마진을 확보하기 위해서는 문제가 되는 페어 간의 거리를 증대시키는 방법을 고려할 수 있으나, 4페어의 트위스티드 페어 케이블의 경우 특정 페어에 대하여 대각선 방향으로 배치가능한 자리는 하나에 불과하므로 나머지 2개의 페어와 내부간섭이 발생되는 경우 이를 해결할 방법이 필요하다.
이러한 인접한 페어간의 내부간섭을 제거하기 위한 다른 방법으로 간섭현상이 특히 문제되는 각각의 페어를 분리하기 위한 세퍼레이터의 복수 개의 이격부의 두께를 다양화하는 방법 등이 소개된 바가 있으나, 생산 단계에서 특정 이격부의 두께만을 증가시키는 압출 공정이 쉽지 않아 제품에 적용이 쉽지 않았으며, 이격부의 두께 증가에 따른 유전율이 증가되고 증가된 유전율과 관련된 전기적 특성들이 모두 악화되는 문제가 있음을 확인하였다.
일반적으로 Cat.5 등급 이상의 트위스티드 페어 케이블은 약 100Mbps 이상의 속도로 신호를 전송할 수 있다. 트위스티드 페어 케이블을 통해 전송되는 신호의 속도를 Cat.6 등급 이상에서와 같이 1Gbps 이상으로 높이기 위해서는 사용주파수를 약 250MHz 이상으로 올려야 한다. 그러나, 고속 통신을 위하여 사용주파수를 증가시킬 경우, 트위스티드 페어 케이블 내부의 각 페어유닛 사이에 내부간섭, 예를 들면, NEXT(Pair-to pair Near-End Crosstalk) 손실, PS NEXT(Power Sum Near-End Crosstalk) 손실 등이 증가될 수 있다.
이러한 트위스티드 페어 케이블 내부의 페어유닛 사이의 내부간섭을 방지하기 위하여 페어유닛 사이에 차폐막을 형성하거나(도 1 및 대한민국 특허공고 제 0330921호 참조), 이웃하는 페어유닛의 피치를 서로 다르게 조정하는 방법을 사용하였으나, 차폐막을 형성하거나 페어유닛의 피치가 서로 다르더라도, 페어유닛의 피치가 서로 근접할 경우 페어 간에 고주파 신호가 전송됨에 따라 내부간섭 현상을 제거하기 충분하지 않았다.
즉, 피치를 조정하는 방법은 내부간섭 손실을 완화하는데 가장 확실한 방법이나, 제한된 피치범위 내 마진을 확보하기가 쉽지 않다.
결국, 충분한 내부간섭 손실의 마진을 확보하기 위해서는 문제가 되는 페어 간의 거리를 증대시키는 방법을 고려할 수 있으나, 4페어의 트위스티드 페어 케이블의 경우 특정 페어에 대하여 대각선 방향으로 배치가능한 자리는 하나에 불과하므로 나머지 2개의 페어와 내부간섭이 발생되는 경우 이를 해결할 방법이 필요하다.
이러한 인접한 페어간의 내부간섭을 제거하기 위한 다른 방법으로 간섭현상이 특히 문제되는 각각의 페어를 분리하기 위한 세퍼레이터의 복수 개의 이격부의 두께를 다양화하는 방법 등이 소개된 바가 있으나, 생산 단계에서 특정 이격부의 두께만을 증가시키는 압출 공정이 쉽지 않아 제품에 적용이 쉽지 않았으며, 이격부의 두께 증가에 따른 유전율이 증가되고 증가된 유전율과 관련된 전기적 특성들이 모두 악화되는 문제가 있음을 확인하였다.
본 발명은 통신 케이블의 복수 개의 페어를 이격시키기 위한 세퍼레이터의 형상을 변경하여, 생산이 용이하고 구성이 간소하며 각각의 페어 간의 내부간섭을 최소화할 수 있는 통신 케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 각각 절연체가 피복된 도체로 구성되는 두 개의 와이어가 나선형으로 꼬여져 형성되는 복수 개의 페어; 복수 개의 상기 페어 사이에 배치되어, 각각의 페어를 이격시키기 위한 복수 개의 이격부가 방사형으로 형성된 세퍼레이터; 및, 복수 개의 상기 페어 및 상기 세퍼레이터 외측을 감싸는 외부자켓;을 포함하고, 상기 세퍼레이터를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다른 것을 특징으로 하는 트위스티드 페어 케이블을 제공할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터를 구성하는 적어도 하나의 이격부의 길이가 다른 이격부의 길이보다 짧을 수 있다.
이 경우, 상기 세퍼레이터를 구성하는 적어도 하나의 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 클 수 있다.
그리고, 상기 세퍼레이터를 구성하는 하나의 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크고 길이가 다른 이격부의 길이보다 작을 수 있다.
여기서, 두께가 크고 길이가 짧은 상기 이격부의 길이는 상기 페어를 구성하는 와이어의 직경보다 클 수 있다.
또한, 각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 가질 수 있다.
이 경우, 상기 미리 결정된 오차범위는 25%일 수 있다.
또한, 복수 개의 상기 페어들은 각기 구비되는 두 개의 와이어가 서로 다른 피치로 꼬여지고, 다른 이격부와 상이한 두께 또는 길이를 갖는 상기 적어도 하나의 이격부는 복수 개의 상기 페어들 중에서 피치의 편차가 최소인 한 쌍의 페어 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 트위스티드 페어 케이블의 페어를 이격시키기 위한 세퍼레이터에 있어서, 상기 트위스티드 페어 케이블은 4개의 페어를 구비하고, 상기 세퍼레이터는 십자형 단면을 구성하도록 4개의 이격부가 구비되고, 4개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부는 다른 이격부와 길이 또는 두께가 다르며, 각각의 이격부의 두께 방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 각각의 이격부의 면적은 25퍼센트 범위에서 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터를 구성하는 적어도 하나의 이격부의 길이가 다른 이격부의 길이보다 짧을 수 있다.
이 경우, 상기 세퍼레이터를 구성하는 적어도 하나의 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 클 수 있다.
그리고, 상기 세퍼레이터를 구성하는 하나의 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크고 길이가 다른 이격부의 길이보다 작을 수 있다.
여기서, 두께가 크고 길이가 짧은 상기 이격부의 길이는 상기 페어를 구성하는 와이어의 직경보다 클 수 있다.
또한, 각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 가질 수 있다.
이 경우, 상기 미리 결정된 오차범위는 25%일 수 있다.
또한, 복수 개의 상기 페어들은 각기 구비되는 두 개의 와이어가 서로 다른 피치로 꼬여지고, 다른 이격부와 상이한 두께 또는 길이를 갖는 상기 적어도 하나의 이격부는 복수 개의 상기 페어들 중에서 피치의 편차가 최소인 한 쌍의 페어 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 트위스티드 페어 케이블의 페어를 이격시키기 위한 세퍼레이터에 있어서, 상기 트위스티드 페어 케이블은 4개의 페어를 구비하고, 상기 세퍼레이터는 십자형 단면을 구성하도록 4개의 이격부가 구비되고, 4개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부는 다른 이격부와 길이 또는 두께가 다르며, 각각의 이격부의 두께 방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 각각의 이격부의 면적은 25퍼센트 범위에서 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블에 의하면, 세퍼레이터의 형상을 일부 변경하여 별도의 차폐층 등을 구비하지 않아도, 내부 간섭이 문제가 되는 페어 간의 거리를 늘려 내부 간섭 문제를 해결하고, 트위스티드 페어 케이블 전체적인 유효 유전율을 감소시켜 전파속도의 저하를 보상할 수 있으며, 각각의 이격부의 기준점으로부터의 면적을 일치시켜 압출 공정에서의 양호한 생산성도 담보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 외부자켓이 탈피된 상태의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시하며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 다른 실시예를 도시한다.
도 5는 도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블을 구성하는 세퍼레이터의 이격부의 기준점을 중심으로 하는 면적 분할을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시하며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 다른 실시예를 도시한다.
도 5는 도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블을 구성하는 세퍼레이터의 이격부의 기준점을 중심으로 하는 면적 분할을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 외부자켓(40)이 탈피된 상태의 사시도를 도시한다.
본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)은 각각 절연체(13)가 피복된 도체(11)로 구성되는 두 개의 와이어(15)가 나선형으로 꼬여져 형성되는 복수 개의 페어(10); 복수 개의 상기 페어(10) 사이에 배치되어, 각각의 페어(10)를 이격시키기 위한 이격부가 방사형으로 형성된 세퍼레이터(20); 및, 복수 개의 상기 페어(10) 및 상기 세퍼레이터(20) 외측을 감싸는 외부자켓(40);을 포함하고, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성될 수 있다.
트위스티드 페어 케이블은 통신 기능을 수행하기 위한 복수 개의 페어(10)를 포함할 수 있다. 각각의 페어(10)는 한 쌍의 와이어(15)를 꼬아 형성할 수 있다.
각각의 페어(10)는 한 쌍의 와이어(15)가 미리 결정된 서로 다른 대연 피치를 갖도록 꼬아 구성될 수 있고, 각각의 와이어(15)는 도체(11)를 절연체(13)로 피복하여 구성할 수 있다.
상기 와이어(15)를 구성하는 도체(11)는 알루미늄(aluminum), 구리(copper) 또는 연동선(annealed copper wire) 재질일 수 있고, 일반적으로 도체(11)직경은 24 AWG가 사용되며, 도체(11) 직경이 줄어들면 C(캐피시턴트)값 감소되고 도체(11)저항이 높아지므로 감쇄폭이 커지는 특성을 갖는다.
상기 도체(11)를 피복하여 와이어(15)를 구성하는 절연체(13)는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene), 중밀도(MDPE, Medium Density Polyethylene) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, High Density Polyethylene) 등이 사용될 수 있으며, 각각의 와이어(15)의 색상을 달리 구성하기 위하여 서로 다른 색상의 절연체(13)를 사용할 수도 있다.
그리고, 트위스티드 페어 케이블은 일반적으로 4 페어로 구성되나 그 개수는 증감이 가능할 수있다. 예를 들면 25 페어로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 페어(10) 사이에 세퍼레이터(20)가 구비될 수 있다.
상기 세퍼레이터(20)는 4개의 이격부(21, 23)를 구비하여 각각의 페어(10)를 이격시키고, 각각의 페어(10)의 수용공간을 제공하는 물리적인 역할을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 상기 세퍼레이터(20)는 4개의 이격부(21, 23)를 구비하여 십자형태의 단면 형상을 갖도록 구성될 수 있고, 십자 형태의 이격부에 의하여 구획되는 영역에 각각의 도체(11)선 페어(10)가 안착될 수 있다.
일반적으로 트위스티드 페어 케이블은 전기적 특성의 관점에서, 도체선 페어별 또는 페어간 특성 임피던스(Characteristics Impedance), 전달지연(Propagation delay), 지연왜곡(Delay skew), 감쇄량(Attenuation), 근단누화 (NEXT, Pair-to pair Near-End Crosstalk) 손실, PS NEXT(Power Sum Near-End Crosstalk) 손실, ELFEXT(Pair-to pair Equal-level Far-End Crosstalk) 손실, 반사손실(Return Loss) 등이 고려되어야 한다.
특히, 코어를 구성하는 각각의 페어 간의 내부간섭으로 근단누화 (NEXT, Pair-to pair Near-End Crosstalk) 손실을 해결하기 위해서는 각각의 페어 간의 이격거리를 충분히 확보하나, 페어별 차폐층을 구비하는 방법이 사용될 수 있다.
근단누화(NEXT) 손실이란 트위스티드 페어 케이블의 인접한 페어 간에 발생하는 불필요한 신호의 결합을 알아보는 척도로서 신호의 결합이 적을수록 좋은 성능을 나타낸다.
페어(10) 간의 거리가 감소되는 경우 심화될 수 있는 NEXT(근단누화) 손실은 통신 속도 등에 따른 등급이 상향될수록 심해진다.
근단누화(NEXT) 손실을 해결하기 위하여 페어별로 차폐층을 구비하는 후자의 방법은 케이블의 비용 및 직경 증가와 직결되므로, 본 발명은 상기 세퍼레이터의 구조를 간단하게 변경하여 근단누화 손실을 최소화하는 방법을 제안한다.
따라서, 페어(10)별 차폐수단을 사용하지 않는 경우, 근단누화를 완화하기 위하여 각각의 페어(10)간의 거리를 증가시킬 필요가 있고, 상기 세퍼레이터(20)는 이와 같이 페어(10)를 분리 및 이격시켜 페어(10)간 거리를 증대시켜 내부간섭에 의한 손실, 즉 근단누화 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)을 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 이하를 참조하여 설명한다.
일반적으로 케이블 등급 상향될수록 세퍼레이터(20)를 구성하는 이격부의 길이와 두께도 증가되어야 페어(10)간 거리가 증가하여 NEXT(근단누화) 등의 내부간섭이 줄어들 수 있으나, 유전율 및 케이블 직경이 증가되므로 적절한 선에서 제어되는 것이 바람직하다.
복수 개의 상기 페어(10)와 상기 세퍼레이터(20)로 구성되는 트위스티드 페어 케이블의 코어는 외부자켓에 의하여 피복될 수 있다. 상기 외부자켓은 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 또는 무할로겐 저연재(LSZH, Low smoke zero halogen or low smoke free of halogen) 등으로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 하나의 실시예의 단면도를 도시하며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 다른 실시예를 도시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 세퍼레이터(20)를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블의 세퍼레이터(20)는 4개의 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부(23)를 구비한다. 각각의 이격부에 의하여 구획된 공간에 각각 제1 페어(10a) 내지 제4 페어(10d)가 수용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 이격부 중 제1 이격부(21)의 두께(t1)가 제2 내지 제4 이격부(23)의 두께(t)보다 크고, 제1 이격부(21)의 길이(l1)가 제2 내지 제4 이격부(23)의 길이(l)보다 짧게 구성될 수 있다.
한 쌍의 페어(10) 간의 내부간섭 손실이 문제되는 경우, 예를 들면 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 사이의 NEXT(근단누화) 손실이 미리 결정된 크기 이상인 경우에 상기 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b)는 그 거리를 증가시킬 필요가 있다.
각각의 페어는 서로 다른 피치를 갖도록 꼬여 구성되며, NEXT(근단누화) 손실이 문제되는 경우는 복수 개의 페어 중 피치의 크기가 비슷한 페어 간에 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블에 구비되는 세퍼레이터(20)의 이격부 중 두께 또는 길이가 상이한, 적어도 하나의 이격부는 복수 개의 상기 페어들 중에서 피치의 편차가 최소인 한 쌍의 페어 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b)의 대연피치의 편차는 4개의 페어 중 대연피치의 편차가 가장 작은 한 쌍의 페어일 수 있으며, 그로 인해 발생될 수 있는 NEXT(근단누화) 손실 등을 최소화하기 위하여, 상기 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 사이에 배치되는 이격부(21)의 두께를 키워 양 페어의 이격거리를 확대하고, 더 나아가 이격부(21) 길이를 짧게 하여 유효 유전율을 낮춰 그에 따른 여러 가지 전기적 특성들을 개선할 수 있다.
도 3에 도시된 트위스티드 페어 케이블 역시 도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블과 다른 조건은 동일하지만 제1 이격부(21)의 두께(t2)가 제2 내지 제4 이격부(23)의 두께(t)보다 크게 구성되는 예이다.
이와 같이 제1 이격부(21)의 두께(t2)만 증대하는 경우, 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 사이의 간격은 증가하여 양 페어(10) 간의 NEXT(근단누화) 손실은 감소될 수 있으나 이격부의 증가된 두께만큼 트위스티드 페어 케이블 내부 공간이 줄어들게 된다. 내부 공간이 줄어든다는 의미는 유효 유전율이 높아짐을 의미한다.
도 2 및 도 3에 도시된 트위스티드 페어 케이블의 다른 조건들은 동일하다는 가정하에 각각의 케이블의 유효 유전율(εe)을 비교하면 다음과 같다.
공기의 유전율을 εa, 세퍼레이터(20)의 유전율을 εd, 트위스티드 페어 케이블의 전체 단면적 A, 세퍼레이터(20)의 단면적 B로 하는 경우,
도 3에 도시된 트위스티드 페어 케이블의 유효 유전율(εe)은 아래의 제1식과 같고,
제1식 εe
= 
도 2의 케이블의 경우, 제1 이격부(21)의 두께는 동일하나 길이만 짧아지며, 그에 따른 세퍼레이터(20)의 단면적이 ΔB(B>ΔB)만큼 줄어드는 것으로 가정하면, 도 2의 케이블의 유효 유전율(εe)은 아래의 제2식과 같다.
제2식 εe
결국 다른 조건이 동일한 경우, 제1 이격부(21)의 길이만 짧아지는 경우에는 전체 세퍼레이터(20)의 단면적이 ΔB만큼 줄어들고 그에 따라 케이블 전체의 유효 유전율도
만큼 낮아지게 된다.
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 트위스티드 페어 케이블은 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 간의 근단누화 등의 내부간섭의 손실을 방지하는 효과는 동일하지만 케이블 전체적으로 유효 유전율의 차이
가 발생될 수 있다.
유효 유전율(εe)이 감소되면 이는 트위스티드 페어 케이블의 전파속도를 보상 가능하게 하는 효과가 있다.
즉, 트위스티드 페어 케이블 내에서 내부간섭이 문제가 되는 한 쌍의 페어(10)의 거리를 증대시켜 근단누화 등의 문제를 해결하면서도 유효 유전율도 감소시키기 위해서는 내부간섭이 문제되는 한 쌍의 페어(10) 사이에 위치한 이격부의 두께를 두껍게 하되 그 길이는 줄이는 방법이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)은 내부간섭 손실 또는 유효 유전율 감소 등의 목적을 달성하기 위하여, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예는 세퍼레이터(20)를 구성하는 4개의 이격부의 두께는 동일하지만 제1 이격부(21)의 길이만 줄어든 실시예이다.
인접한 페어(10) 간의 내부간섭이 특히 문제되는 경우라면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하며 문제가 되는 페어(10) 간에 배치되는 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크게 구성할 수 있고, 전파속도의 보상을 위하여 유효 유전율을 낮춰야 한다면, 도 4에 도시된 바와 같이 세퍼레이터(20)를 구성하는 이격부의 두께 변화 없이 적어도 하나의 이격부의 길이를 짧게 구성하는 방법이 적용될 수도 있다.
이 경우에도 세퍼레이터(20)의 줄어든 면적만큼 케이블의 유효 유전율이 낮아지는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 4에 도시된 실시예에서, 유효 유전율을 낮추기 위하여, 세퍼레이터(20)를 구성하는 특정 이격부의 길이를 짧게 구성하는 경우에도 길이가 짧은 제1 이격부(21)의 길이(l1, l2)는 페어(10) 등의 분리 효과를 보장하기 위하여, 각각의 페어(10)를 구성하는 단위 와이어(15)의 직경보다는 크게 구성되는 것이 바람직하다. 제1 이격부(21)의 길이가 단위 와이어(15)의 직경보다 크게 구성되면, 페어(10)간 분리 상태가 유지될 수 있음을 확인하였다.
도 5는 도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블을 구성하는 세퍼레이터(20)의 이격부의 기준점을 중심으로 하는 면적 분할을 도시한다.
전술한 바와 같이, 인접한 페어(10) 간의 내부간섭이 특히 문제되는 경우라면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하며 문제가 되는 페어(10) 간에 배치되는 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크게 구성할 수 있고, 통신등급이 올라감에 따라 짧아지는 대연피치에 의한 전파속도의 보상을 위하여 유효 유전율을 낮춰야 한다면, 도 4에 도시된 바와 같이 세퍼레이터(20)를 구성하는 이격부의 두께 변화 없이 적어도 하나의 이격부의 길이를 짧게 구성하는 방법이 적용될 수도 있다.
그러나, 세퍼레이터(20)는 압출 공정에 의하여 제조되므로, 도 3과 같이 특정 이격부의 두께만을 증가시키기 위하여 압출금형의 압출구 형태를 도 3의 세퍼레이터(20)와 같이 구성하는 경우, 압출금형 중 제1 이격부(21)의 대응영역은 면적이 넓어지므로 압출저항이 낮으므로 압출재가 해당 영역으로 집중되어 제2 내지 제4 이격부(23)의 대응 영역으로는 압출재가 균일하게 공급되지 못하여 세퍼레이터(20) 전체 형상이 온전하게 형성되기 어렵다.
그리고 특정 이격부의 길이만 짧게 구성하는 경우에는 역으로 압출금형의 해당 영역에서의 압출저항이 높아지는 것이므로 제1 이격부(21)의 형상이 온전하게 형성되지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 도 2 및 도 5에 도시된 실시예와 마찬가지로 각각의 상기 이격부(21, 23)의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
압출금형의 압출구에서 압출재의 압력은 상기 교차점에서 가장 크고, 교차점을 중심으로 4방향으로 분산될 것이다.
따라서, 압출재의 유동의 측면에서 유동 저항을 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부(23)에서 균일하게 하기 위해서는 압출금형의 압출구의 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부(23) 대응 영역의 면적을 비슷하게 구성하는 방법이 고려될 수 있다.
즉, 압출금형의 압출구의 형상을 각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖는 형상으로 구성하는 경우, 각각의 이격부의 대응영역의 유동저항을 동일하게 되도록 한다는 것을 의미라며, 이를 통해 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부가 도 5에 도시된 온전한 형상을 갖도록 압출될 수 있음을 의미한다.
따라서, 도 5에 도시된 제2 이격부 내지 제4 이격부(23) 및 제1 이격부(21)의 면적인 A1, A2, A3 및 B의 면적이 동일하게 세퍼레이터(20)를 설계하고, 그에 대응하는 형상을 갖는 압출금형을 통해 압출하면 각각의 이격부가 온전한 형상을 가지며 제조될 수 있음을 확인하였다.
그리고, 실험적으로 압출금형의 압출구의 형상과 압출된 세퍼레이터(20)의 형상은 압출재와 금형의 마찰 등에 따라 최대 25퍼센트 정도의 오차가 발생될 수 있으므로, 세퍼레이터(20)를 구성하는 각각의 이격부의 상기 교차점(C) 기준 면적은 25퍼센트 범위를 갖는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2 및 도 5에 도시된 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)은 이격부의 두께방향 중심선의 교차점(C)을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 가지되, 제1 이격부(21)만 두께를 늘리고 길이는 줄이는 방법을 사용하였다.
그러나 하나의 트위스티드 페어 케이블을 구성하는 4개의 페어(10) 중 내부간섭이 문제되는 페어(10)가 다수 존재하는 경우에는 각각의 이격부의 두께와 길이는 다양하게 구성될 수도 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 이격부(22), 제2 이격부(24), 제3 이격부(26) 및 제4 이격부(28)로 갈수록 두께는 작아지고 길이(인접한 이격부에 대한 최소 길이)는 증가된다. 그러나, 도 6에 도시된 트위스티드 페어 케이블 역시 각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖는 형상으로 구성하여, 인접한 페어(10)간 내부간섭의 정도에 따라 페어(10)간 이격거리를 조절하거나 케이블 전체적인 유효 유전율을 제어함과 동시에 교차점을 기준으로 하는 이격부의 면적은 동일하게 제어하여 생산성도 담보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 외부자켓(40)이 탈피된 상태의 사시도를 도시한다.
본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)은 각각 절연체(13)가 피복된 도체(11)로 구성되는 두 개의 와이어(15)가 나선형으로 꼬여져 형성되는 복수 개의 페어(10); 복수 개의 상기 페어(10) 사이에 배치되어, 각각의 페어(10)를 이격시키기 위한 이격부가 방사형으로 형성된 세퍼레이터(20); 및, 복수 개의 상기 페어(10) 및 상기 세퍼레이터(20) 외측을 감싸는 외부자켓(40);을 포함하고, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성될 수 있다.
트위스티드 페어 케이블은 통신 기능을 수행하기 위한 복수 개의 페어(10)를 포함할 수 있다. 각각의 페어(10)는 한 쌍의 와이어(15)를 꼬아 형성할 수 있다.
각각의 페어(10)는 한 쌍의 와이어(15)가 미리 결정된 서로 다른 대연 피치를 갖도록 꼬아 구성될 수 있고, 각각의 와이어(15)는 도체(11)를 절연체(13)로 피복하여 구성할 수 있다.
상기 와이어(15)를 구성하는 도체(11)는 알루미늄(aluminum), 구리(copper) 또는 연동선(annealed copper wire) 재질일 수 있고, 일반적으로 도체(11)직경은 24 AWG가 사용되며, 도체(11) 직경이 줄어들면 C(캐피시턴트)값 감소되고 도체(11)저항이 높아지므로 감쇄폭이 커지는 특성을 갖는다.
상기 도체(11)를 피복하여 와이어(15)를 구성하는 절연체(13)는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene), 중밀도(MDPE, Medium Density Polyethylene) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, High Density Polyethylene) 등이 사용될 수 있으며, 각각의 와이어(15)의 색상을 달리 구성하기 위하여 서로 다른 색상의 절연체(13)를 사용할 수도 있다.
그리고, 트위스티드 페어 케이블은 일반적으로 4 페어로 구성되나 그 개수는 증감이 가능할 수있다. 예를 들면 25 페어로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 페어(10) 사이에 세퍼레이터(20)가 구비될 수 있다.
상기 세퍼레이터(20)는 4개의 이격부(21, 23)를 구비하여 각각의 페어(10)를 이격시키고, 각각의 페어(10)의 수용공간을 제공하는 물리적인 역할을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 상기 세퍼레이터(20)는 4개의 이격부(21, 23)를 구비하여 십자형태의 단면 형상을 갖도록 구성될 수 있고, 십자 형태의 이격부에 의하여 구획되는 영역에 각각의 도체(11)선 페어(10)가 안착될 수 있다.
일반적으로 트위스티드 페어 케이블은 전기적 특성의 관점에서, 도체선 페어별 또는 페어간 특성 임피던스(Characteristics Impedance), 전달지연(Propagation delay), 지연왜곡(Delay skew), 감쇄량(Attenuation), 근단누화 (NEXT, Pair-to pair Near-End Crosstalk) 손실, PS NEXT(Power Sum Near-End Crosstalk) 손실, ELFEXT(Pair-to pair Equal-level Far-End Crosstalk) 손실, 반사손실(Return Loss) 등이 고려되어야 한다.
특히, 코어를 구성하는 각각의 페어 간의 내부간섭으로 근단누화 (NEXT, Pair-to pair Near-End Crosstalk) 손실을 해결하기 위해서는 각각의 페어 간의 이격거리를 충분히 확보하나, 페어별 차폐층을 구비하는 방법이 사용될 수 있다.
근단누화(NEXT) 손실이란 트위스티드 페어 케이블의 인접한 페어 간에 발생하는 불필요한 신호의 결합을 알아보는 척도로서 신호의 결합이 적을수록 좋은 성능을 나타낸다.
페어(10) 간의 거리가 감소되는 경우 심화될 수 있는 NEXT(근단누화) 손실은 통신 속도 등에 따른 등급이 상향될수록 심해진다.
근단누화(NEXT) 손실을 해결하기 위하여 페어별로 차폐층을 구비하는 후자의 방법은 케이블의 비용 및 직경 증가와 직결되므로, 본 발명은 상기 세퍼레이터의 구조를 간단하게 변경하여 근단누화 손실을 최소화하는 방법을 제안한다.
따라서, 페어(10)별 차폐수단을 사용하지 않는 경우, 근단누화를 완화하기 위하여 각각의 페어(10)간의 거리를 증가시킬 필요가 있고, 상기 세퍼레이터(20)는 이와 같이 페어(10)를 분리 및 이격시켜 페어(10)간 거리를 증대시켜 내부간섭에 의한 손실, 즉 근단누화 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)을 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 이하를 참조하여 설명한다.
일반적으로 케이블 등급 상향될수록 세퍼레이터(20)를 구성하는 이격부의 길이와 두께도 증가되어야 페어(10)간 거리가 증가하여 NEXT(근단누화) 등의 내부간섭이 줄어들 수 있으나, 유전율 및 케이블 직경이 증가되므로 적절한 선에서 제어되는 것이 바람직하다.
복수 개의 상기 페어(10)와 상기 세퍼레이터(20)로 구성되는 트위스티드 페어 케이블의 코어는 외부자켓에 의하여 피복될 수 있다. 상기 외부자켓은 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 또는 무할로겐 저연재(LSZH, Low smoke zero halogen or low smoke free of halogen) 등으로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 하나의 실시예의 단면도를 도시하며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 다른 실시예를 도시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 세퍼레이터(20)를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블의 세퍼레이터(20)는 4개의 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부(23)를 구비한다. 각각의 이격부에 의하여 구획된 공간에 각각 제1 페어(10a) 내지 제4 페어(10d)가 수용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 이격부 중 제1 이격부(21)의 두께(t1)가 제2 내지 제4 이격부(23)의 두께(t)보다 크고, 제1 이격부(21)의 길이(l1)가 제2 내지 제4 이격부(23)의 길이(l)보다 짧게 구성될 수 있다.
한 쌍의 페어(10) 간의 내부간섭 손실이 문제되는 경우, 예를 들면 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 사이의 NEXT(근단누화) 손실이 미리 결정된 크기 이상인 경우에 상기 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b)는 그 거리를 증가시킬 필요가 있다.
각각의 페어는 서로 다른 피치를 갖도록 꼬여 구성되며, NEXT(근단누화) 손실이 문제되는 경우는 복수 개의 페어 중 피치의 크기가 비슷한 페어 간에 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블에 구비되는 세퍼레이터(20)의 이격부 중 두께 또는 길이가 상이한, 적어도 하나의 이격부는 복수 개의 상기 페어들 중에서 피치의 편차가 최소인 한 쌍의 페어 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b)의 대연피치의 편차는 4개의 페어 중 대연피치의 편차가 가장 작은 한 쌍의 페어일 수 있으며, 그로 인해 발생될 수 있는 NEXT(근단누화) 손실 등을 최소화하기 위하여, 상기 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 사이에 배치되는 이격부(21)의 두께를 키워 양 페어의 이격거리를 확대하고, 더 나아가 이격부(21) 길이를 짧게 하여 유효 유전율을 낮춰 그에 따른 여러 가지 전기적 특성들을 개선할 수 있다.
도 3에 도시된 트위스티드 페어 케이블 역시 도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블과 다른 조건은 동일하지만 제1 이격부(21)의 두께(t2)가 제2 내지 제4 이격부(23)의 두께(t)보다 크게 구성되는 예이다.
이와 같이 제1 이격부(21)의 두께(t2)만 증대하는 경우, 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 사이의 간격은 증가하여 양 페어(10) 간의 NEXT(근단누화) 손실은 감소될 수 있으나 이격부의 증가된 두께만큼 트위스티드 페어 케이블 내부 공간이 줄어들게 된다. 내부 공간이 줄어든다는 의미는 유효 유전율이 높아짐을 의미한다.
도 2 및 도 3에 도시된 트위스티드 페어 케이블의 다른 조건들은 동일하다는 가정하에 각각의 케이블의 유효 유전율(εe)을 비교하면 다음과 같다.
공기의 유전율을 εa, 세퍼레이터(20)의 유전율을 εd, 트위스티드 페어 케이블의 전체 단면적 A, 세퍼레이터(20)의 단면적 B로 하는 경우,
도 3에 도시된 트위스티드 페어 케이블의 유효 유전율(εe)은 아래의 제1식과 같고,
제1식 εe
도 2의 케이블의 경우, 제1 이격부(21)의 두께는 동일하나 길이만 짧아지며, 그에 따른 세퍼레이터(20)의 단면적이 ΔB(B>ΔB)만큼 줄어드는 것으로 가정하면, 도 2의 케이블의 유효 유전율(εe)은 아래의 제2식과 같다.
제2식 εe
결국 다른 조건이 동일한 경우, 제1 이격부(21)의 길이만 짧아지는 경우에는 전체 세퍼레이터(20)의 단면적이 ΔB만큼 줄어들고 그에 따라 케이블 전체의 유효 유전율도
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 트위스티드 페어 케이블은 제1 페어(10a)와 제2 페어(10b) 간의 근단누화 등의 내부간섭의 손실을 방지하는 효과는 동일하지만 케이블 전체적으로 유효 유전율의 차이
유효 유전율(εe)이 감소되면 이는 트위스티드 페어 케이블의 전파속도를 보상 가능하게 하는 효과가 있다.
즉, 트위스티드 페어 케이블 내에서 내부간섭이 문제가 되는 한 쌍의 페어(10)의 거리를 증대시켜 근단누화 등의 문제를 해결하면서도 유효 유전율도 감소시키기 위해서는 내부간섭이 문제되는 한 쌍의 페어(10) 사이에 위치한 이격부의 두께를 두껍게 하되 그 길이는 줄이는 방법이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)은 내부간섭 손실 또는 유효 유전율 감소 등의 목적을 달성하기 위하여, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하는 복수 개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부의 두께 또는 길이가 다른 이격부와 다르게 구성할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예는 세퍼레이터(20)를 구성하는 4개의 이격부의 두께는 동일하지만 제1 이격부(21)의 길이만 줄어든 실시예이다.
인접한 페어(10) 간의 내부간섭이 특히 문제되는 경우라면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하며 문제가 되는 페어(10) 간에 배치되는 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크게 구성할 수 있고, 전파속도의 보상을 위하여 유효 유전율을 낮춰야 한다면, 도 4에 도시된 바와 같이 세퍼레이터(20)를 구성하는 이격부의 두께 변화 없이 적어도 하나의 이격부의 길이를 짧게 구성하는 방법이 적용될 수도 있다.
이 경우에도 세퍼레이터(20)의 줄어든 면적만큼 케이블의 유효 유전율이 낮아지는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 4에 도시된 실시예에서, 유효 유전율을 낮추기 위하여, 세퍼레이터(20)를 구성하는 특정 이격부의 길이를 짧게 구성하는 경우에도 길이가 짧은 제1 이격부(21)의 길이(l1, l2)는 페어(10) 등의 분리 효과를 보장하기 위하여, 각각의 페어(10)를 구성하는 단위 와이어(15)의 직경보다는 크게 구성되는 것이 바람직하다. 제1 이격부(21)의 길이가 단위 와이어(15)의 직경보다 크게 구성되면, 페어(10)간 분리 상태가 유지될 수 있음을 확인하였다.
도 5는 도 2에 도시된 트위스티드 페어 케이블을 구성하는 세퍼레이터(20)의 이격부의 기준점을 중심으로 하는 면적 분할을 도시한다.
전술한 바와 같이, 인접한 페어(10) 간의 내부간섭이 특히 문제되는 경우라면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세퍼레이터(20)를 구성하며 문제가 되는 페어(10) 간에 배치되는 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크게 구성할 수 있고, 통신등급이 올라감에 따라 짧아지는 대연피치에 의한 전파속도의 보상을 위하여 유효 유전율을 낮춰야 한다면, 도 4에 도시된 바와 같이 세퍼레이터(20)를 구성하는 이격부의 두께 변화 없이 적어도 하나의 이격부의 길이를 짧게 구성하는 방법이 적용될 수도 있다.
그러나, 세퍼레이터(20)는 압출 공정에 의하여 제조되므로, 도 3과 같이 특정 이격부의 두께만을 증가시키기 위하여 압출금형의 압출구 형태를 도 3의 세퍼레이터(20)와 같이 구성하는 경우, 압출금형 중 제1 이격부(21)의 대응영역은 면적이 넓어지므로 압출저항이 낮으므로 압출재가 해당 영역으로 집중되어 제2 내지 제4 이격부(23)의 대응 영역으로는 압출재가 균일하게 공급되지 못하여 세퍼레이터(20) 전체 형상이 온전하게 형성되기 어렵다.
그리고 특정 이격부의 길이만 짧게 구성하는 경우에는 역으로 압출금형의 해당 영역에서의 압출저항이 높아지는 것이므로 제1 이격부(21)의 형상이 온전하게 형성되지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 도 2 및 도 5에 도시된 실시예와 마찬가지로 각각의 상기 이격부(21, 23)의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
압출금형의 압출구에서 압출재의 압력은 상기 교차점에서 가장 크고, 교차점을 중심으로 4방향으로 분산될 것이다.
따라서, 압출재의 유동의 측면에서 유동 저항을 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부(23)에서 균일하게 하기 위해서는 압출금형의 압출구의 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부(23) 대응 영역의 면적을 비슷하게 구성하는 방법이 고려될 수 있다.
즉, 압출금형의 압출구의 형상을 각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖는 형상으로 구성하는 경우, 각각의 이격부의 대응영역의 유동저항을 동일하게 되도록 한다는 것을 의미라며, 이를 통해 제1 이격부(21) 내지 제4 이격부가 도 5에 도시된 온전한 형상을 갖도록 압출될 수 있음을 의미한다.
따라서, 도 5에 도시된 제2 이격부 내지 제4 이격부(23) 및 제1 이격부(21)의 면적인 A1, A2, A3 및 B의 면적이 동일하게 세퍼레이터(20)를 설계하고, 그에 대응하는 형상을 갖는 압출금형을 통해 압출하면 각각의 이격부가 온전한 형상을 가지며 제조될 수 있음을 확인하였다.
그리고, 실험적으로 압출금형의 압출구의 형상과 압출된 세퍼레이터(20)의 형상은 압출재와 금형의 마찰 등에 따라 최대 25퍼센트 정도의 오차가 발생될 수 있으므로, 세퍼레이터(20)를 구성하는 각각의 이격부의 상기 교차점(C) 기준 면적은 25퍼센트 범위를 갖는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2 및 도 5에 도시된 본 발명에 따른 트위스티드 페어 케이블(100)은 이격부의 두께방향 중심선의 교차점(C)을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 가지되, 제1 이격부(21)만 두께를 늘리고 길이는 줄이는 방법을 사용하였다.
그러나 하나의 트위스티드 페어 케이블을 구성하는 4개의 페어(10) 중 내부간섭이 문제되는 페어(10)가 다수 존재하는 경우에는 각각의 이격부의 두께와 길이는 다양하게 구성될 수도 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 이격부(22), 제2 이격부(24), 제3 이격부(26) 및 제4 이격부(28)로 갈수록 두께는 작아지고 길이(인접한 이격부에 대한 최소 길이)는 증가된다. 그러나, 도 6에 도시된 트위스티드 페어 케이블 역시 각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖는 형상으로 구성하여, 인접한 페어(10)간 내부간섭의 정도에 따라 페어(10)간 이격거리를 조절하거나 케이블 전체적인 유효 유전율을 제어함과 동시에 교차점을 기준으로 하는 이격부의 면적은 동일하게 제어하여 생산성도 담보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 트위스티드 페어 케이블
10 : 페어
20 : 세퍼레이터
40 : 외부자켓
10 : 페어
20 : 세퍼레이터
40 : 외부자켓
Claims (9)
- 각각 절연체가 피복된 도체로 구성되는 두 개의 와이어가 나선형으로 꼬여져 형성되는 복수 개의 페어;
복수 개의 상기 페어 사이에 배치되어, 각각의 페어를 이격시키기 위한 복수 개의 이격부가 방사형으로 형성된 세퍼레이터; 및,
복수 개의 상기 페어 및 상기 세퍼레이터 외측을 감싸는 외부자켓;을 포함하고,
상기 세퍼레이터를 구성하는 적어도 하나의 이격부의 두께가 다른 이격부의 두께보다 크고 길이가 다른 이격부의 길이보다 작고,
각각의 상기 이격부의 두께방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 4개의 이격부의 면적은 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 트위스티드 페어 케이블. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
두께가 크고 길이가 짧은 상기 이격부의 길이는 상기 페어를 구성하는 와이어의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 트위스티드 페어 케이블. - 제1항에 있어서,
상기 4개의 이격부의 면적은 미리 결정된 오차 범위 내에서 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 트위스티드 페어 케이블. - 제6항에 있어서,
상기 미리 결정된 오차범위는 25%인 것을 특징으로 하는 트위스티드 페어 케이블. - 제1항에 있어서,
복수 개의 상기 페어들은 각기 구비되는 두 개의 와이어가 서로 다른 피치로 꼬여지고, 다른 이격부와 상이한 두께 또는 길이를 갖는 상기 적어도 하나의 이격부는 복수 개의 상기 페어들 중에서 피치의 편차가 최소인 한 쌍의 페어 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 트위스티드 페어 케이블. - 트위스티드 페어 케이블의 페어를 이격시키기 위한 세퍼레이터에 있어서,
상기 트위스티드 페어 케이블은 4개의 페어를 구비하고, 상기 세퍼레이터는 십자형 단면을 구성하도록 4개의 이격부가 구비되고, 4개의 이격부 중 적어도 하나의 이격부는 두께가 다른 이격부의 두께보다 크고 길이가 다른 이격부의 길이보다 작으며,
각각의 이격부의 두께 방향 중심선의 교차점을 기준으로 하는 각각의 이격부의 면적은 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터.
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