KR20020036781A - 낮은 지연의 스큐 멀티-페어 케이블 및 그 제조 방법 - Google Patents

낮은 지연의 스큐 멀티-페어 케이블 및 그 제조 방법 Download PDF

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토드 엠. 뒤센
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads

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  • Communication Cables (AREA)

Abstract

본 발명은 외측 자켓과, 그 외측 자켓 내에 배치되고 상이한 레이 길이를 가지는 트위스트 와이어 케이블 페어를 2 개 이상 포함한다. 각각의 트위스트 와이어 페어의 와이어는 절연 물질로 둘러싸인 전도부를 포함하며, 각각의 트위스트 와이어 페어의 전도부는 서로 상이한 스트랜드 트위스트 길이를 갖는다. 트위스트 와이어 페어의 레이(lay) 길이는 각각의 트위스트 와이어 페어의 전도부의 스트랜드 트위스트 길이와 상호 관련되어, 케이블의 트위스트 와이어 페어들의 위상 지연이 데이터 전송을 위한 수용 가능한 범위 내로 매칭된다. 역으로, 트위스트 와이어 페어의 레이 길이가 특정되면, 각각의 트위스트 와이어 페어의 각각의 전도부의 스트랜드 트위스트 길이가 트위스트 와이어 페어의 레이 길이와 상호 연관되어, 케이블의 트위스트 와이어 페어들의 위상 지연이 원하는 용도에서 수용될 수 있는 범위 내에 있게 된다.

Description

낮은 지연의 스큐 멀티-페어 케이블 및 그 제조 방법{LOW DELAY SKEW MULTI-PAIR CABLE AND METHOD OF MANUFACTURE}
본 발명은 트위스트 와이어 페어(twisted wire pairs)로 제조된 케이블에 관한 것으로서, 특히 고속 데이터 통신 용도에 사용하기에 적합한 트위스트 와이어 페어로 만들어진 케이블에 관한 것이다.
데이터 및 다른 신호들을 전송하는 하나의 방법은 트위스트 와이어 페어 케이블을 이용하는 것이다. 트위스트 와이어 페어 케이블은 서로 트위스트되어 2개의 전도부 페어를 형성하는 하나 이상의 절연 전도부 페어를 포함한다. 특히, 대부분의 네트워크 용도에서 중실(solid) 또는 스트랜드(stranded) 전도부를 구비한 케이블을 이용한다. 당업계에 공지된 수많은 방법들은 트위스트 와이어 페어를 여러 가지 고성능 전송 케이블 조립체내로 배열 및 배치하는 것을 채용할 것이다. 트위스트 페어가 원하는 "코어(core)"로 형성된 후에, 통상적으로 플라스틱 자켓이 그들 위로 인발되어 그들의 형상을 유지하고 또 보호층으로서 작용한다. 하나 이상의 트위스트 페어 그룹이 함께 묶여질 때, 그 조합을 멀티-페어(multi-pair) 케이블이라 칭한다.
트위스트 와이어 페어의 와이어들 내의 전도부가 스트랜드 형태인 케이블 조립체에서, 2개의 서로 다른 그리고 상호 작용하는 트위스트부 세트(set)가 케이블 구성에 존재할 수도 있다. 먼저, 트위스트 와이어 페어를 형성하는 와이어 트위스트부가 존재한다. 2번째로, 트위스트 와이어 페어의 각각의 독립적인 와이어내에서, 전도부를 형성하는 와이어 스트랜드 트위스트부가 존재한다. 이들을 조합하여, 양 트위스트부 세트는 트위스트 와이어 페어를 통해 전송되는 데이터 신호에 상호 관련된 영향을 미친다.
멀티-페어 케이블에서, 이상적으로는, 케이블의 일단부에서 발생된 신호가 서로 다른 트위스트 페어 와이어들을 따라 전달되더라도 그 신호가 타단부에 동시에 도달하여야 한다. 나노초(nanosecond) 단위로 측정할 때, 발생 신호에 응답한케이블 내의 트위스트 와이어 페어들 사이의 신호 전송 시간차를 일반적으로 "지연 스큐(delay skew)" 라 칭한다. 하나의 트위스트 와이어 페어 및 다른 트위스트 와이어 페어에 의해 전송되는 신호의 지연 스큐가 너무 클 때 문제가 발생하며, 신호를 받는 장치는 적절하게 그 신호를 다시 조합할 수 없을 것이다. 그러한 지연 스큐는 전송 에러 또는 데이터 손실의 결과를 낳는다.
또한, 고속 데이터 통신 용도에서 데이터 처리량이 증가함에 따라, 지연 스큐 문제가 점차로 중대해지고 있다. 신호 스큐가 신호 처리 효율에 중대하고도 부정적으로 영향을 미치기 때문에, 전송된 신호를 적절하게 재조합 할 때에도 지연이 문제가 되고 있다. 따라서, 보다 큰 데이터 전송 속도를 요구하는 보다 복잡한 시스템이 네트워크에 배치됨에 따라, 개량된 데이터 전송에 대한 필요성이 요구되고 있다. 그러한, 복잡한 고속 시스템은 신호가 강력하고 및 지연 스큐가 최소화된 멀티-페어 케이블을 필요로 한다.
데이터 전송 케이블 내에서 각각이 상이한 레이(lay) 길이를 가지는 서로 다른 트위스트 와이어 페어를 따른 신호 전송 또는 스큐에서의 시간차에는 수많은 인자들이 기여할 것이다. 그러한 인자들은: 각 케이블의 트위스트 정도나 그 양 또는 "레이 길이"; 트위스트 와이어 페어 및 케이블의 기하학적 배치; 사용된 물질의 화학적 및 물리적 특성; 트위스트 와이어 페어의 각각의 전도부를 형성하는 와이어 스트랜드의 트위스트 정도나 그 양 또는 "레이 길이"; 를 포함한다. 트위스트 와이어 페어의 "레이 길이"를 전도부의 와이어 스트랜드의 레이길이와 구별하기 위하여, 이하에서는 와이어 스트랜드의 레이 길이를 "스트랜드 트위스트 길이" 라 칭한다.
트위스트 와이어 페어 케이블이 고속 데이터 통신 용도와 관련하여 사용될 때, 신호 전파에 영향을 미치는 여러 가지 인자들을 제어하는 것이 점점 더 중요해 진다. 따라서, 트위스트 와이어 페어 케이블에 대하여, 종래 기술의 한계를 해결하여 멀티-페어 케이블에서 효과적으로 통제하고 지연 스큐를 최소화할 것이 요구된다.
본 출원은 1999년 5월 28일자로 출원되어 계류중인 "낮은 지연의 스큐 멀티-페어 케이블(Low Delay Skew Multi-Pair Cable)및 그 제조 방법" 이라는 명칭의 미합중국 가출원 60/136,674호를 우선권주장의 기초로 한다. 본 출원은 또한 1999년 5월 28일자로 출원되어 계류중인 "LAN 케이블 성능의 최적화" 라는 명칭의 미합중국 출원 09/322,857 호; 1999년 5월 28일자로 출원되어 계류중인 "패치 케이블(Tuned Patch Cable)" 이라는 명칭의 미합중국 가출원 60/137,132 호; 및 2000년 5월 25일자로 출원되어 계류중인 "패치 케이블(Tuned Patch Cable)" 이라는 명칭의 미합중국 출원 09/ 호; 와 관련된 것으로서, 상기 출원들은 모두 본 명세서에서 참조한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따라 4 개의 트위스트 와이어 페어를 구비하는 멀티-페어 케이블 일부의 사시도.
도 2 는 트위스트 절연 와이어 페어의 일부의 사시도.
도 3 은 스트랜드 전도부의 일부의 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 케이블12 : 외측 자켓
14 : 와이어16 : 트위스트 와이어 페어
18 : 전도부20 : 절연 물질
본 발명은, 멀티-페어 케이블의 서로 다른 트위스트 와이어 페어들을 따른 신호 전파시의 편차에, 수많은 인자들이 기여한다는 것을 인식한 것이다. 예를 들어, 다른 인자들이 동일하다고 할 때, 짧은 트위스트 길이 또는 레이 길이를 가지는 트위스트 페어로부터의 신호는, 긴 트위스트 길이 또는 레이 길이를 가지는 트위스트 페어를 통해 전달되는 신호 보다 상당히 늦게 도착할 가능성이 있다. 이는 주로, 짧은 레이 길이를 제공하기 위해서는 보다 긴 길이의 와이어가 필요하다는 사실 또는 다시 말해서, 케이블의 주어진 길이에 걸쳐서 짧은 또는 "타이트 한(tighter)" 트위스트 길이를 제공하기 위해서는 보다 많은 와이어가 필요하다는 사실에 기인한다. 유사하게, 스트랜드로 이루어진 전도부를 형성하는 트위스트 와이어 스트랜드에 대하여도 마찬가지 원리로 적용된다.
상업적으로 이용 가능한 기구를 이용한 표준 테스트 방법으로 트위스트 와이어 페어의 신호 전파 특성을 측정할 수 있다. 그러한 기구의 일 예로는, 트위스트와이어 페어들의 신호들 간의 위상차를 측정할 수 있는 네트워크 분석기가 있다. 위상 지연은, 단순한 사인파형 신호가 트위스트 와이어 페어의 길이를 통해 전파될 때 지연되는 시간의 양의 측정치이다. 지연 스큐 또는 "스큐"는 두개의 트위스트 와이어 페어의 위상 지연 값의 차이이다. 2개 이상의 트위스트 와이어 페어를 구비하는 멀티-페어 케이블에서, 스큐 값은 임의의 2개의 트위스트 와이어 페어 간의 최대 위상차로 표시된다.
지연 스큐 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 트위스트 페어들을 통한 전송에 영향을 미치는 몇 가지 중요한 인자들을 연관시켜, 지연 스큐를 효과적으로 최소화하고 케이블의 페어들 간의 타이밍을 개선하였다. 특히, 본 발명은 트위스트 와이어 페어가 상이한 레이 길이 및/또는 스트랜드 트위스트 길이를 가지는 낮은 스큐 멀티-페어 케이블을 디자인하고 구성하는데 초점을 맞췄다.
본 발명의 교시에 따라, 멀티-페어 케이블내의 신호 전파에 영향을 미치는 트위스트 와이어 페어의 물리적 특성들을 고려하였으며, 고속 데이터 전송에 적합한 멀티-페어 케이블을 제공하였으며, 그 고속 데이터 전송에 적합한 멀티-페어 케이블에서는 트위스트 와이어 페어의 레이 길이 및 그 트위스트 와이어 페어내의 와이어 전도부의 스트랜드 트위스트 길이를 연관시키고 적절하게 매칭시켜 관련된 지연 스큐 정도를 감소시켰다. 따라서, 본 발명의 특징을 가지는 멀티-페어 케이블은 외측 자켓과, 그 외측 자켓내에 담기는 상이한 레이 길이의 트위스트 와이어 케이블 페어를 2 개 이상 포함한다. 각각의 트위스트 와이어 페어의 와이어들은 절연 물질로 둘러싸인 전도부를 구비하고, 각각의 트위스트 와이어 페어의 전도부는 서로 상이한 스트랜드 트위스트 길이를 갖는다. 트위스트 와이어 페어의 레이 길이는, 케이블의 트위스트 와이어 페어의 위상 지연이 데이터 전송에 대해 수용될 수 있는 범위 내로 매칭되도록, 각각의 트위스트 와이어 페어의 전도부의 스트랜드 트위스트 길이와 상호 관련된다. 역으로, 케이블의 트위스트 와이어 페어의 위상 지연이 의도하는 용도에 대해 수용될 수 있는 범위 안에 오도록, 트위스트 와이어 페어의 레이 길이가 미리 정해진 경우, 각각의 트위스트 와이어 페어의 각각의 전도부의 스트랜드 트위스트 길이가 트위스트 와이어 페어의 레이 길이와 상호 관련될 수 있다.
예를 들어, 다른 모든 인자들이 대략적으로 동일한 경우, 따른 트위스트 페어의 스트랜드 트위스트 길이에 비해 상대적으로 짧은 스트랜드 트위스트 길이를 가지는 와이어 스트랜드로 이루어진 전도부를 가지는 와이어는 상대적으로 긴 레이 길이를 가지는 트위스트 페어내에 포함될 것이다. 역으로, 상대적으로 긴 스트랜드 트위스트 길이를 가지는 스트랜드 전도부를 구비하는 와이어는 상대적으로 짧은 레이 길이를 가지는 트위스트 페어내에 포함될 것이다. 긴 스트랜드 트위스트 길이를 타이트하게 트위스트 페어와 함께 이용하고 짧게 트위스트 스트랜드 트위스트 길이를 긴 트위스트 페어와 함께 이용함으로써, 지연 스큐의 양이 상당히 감소되며, 이는 "임피던스" (또는 그 대신에 "커패시턴스") 로서 측정된 신호 이동 경로 길이가 페어들 간에 거의 같기 때문이다. 이러한 방법을 적용함으로써, 케이블의 일단부에서 발생된 신호들이, 비록 서로 상이한 트위스트 와이어 페어를 통해 이동하더라도, 반대쪽 단부에 동시에 이상적으로 도달한다.
또한, 본 발명에 따라 구성된 멀티-페어 케이블은 카테고리 5 케이블과 같은 고속 데이터 전송의 엄격한 명세에 맞출 수 있게, 그리고 특정 용도에서 요구되는 엄격한 내화 및 내연(耐煙) 조건에 맞출 수 있게 처리할 수 있다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
본 발명의 여러 가지 특징 및 이점들은 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 도면으로부터 보다 분명히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 외측 자켓(12)내에 배치된 4 개의 트위스트 와이어(14) 페어를 포함하는 데이터 전송 케이블(10)의 일부를 도시한다. 트위스트 와이어 페어(16)의 각각의 와이어(14)는 절연 물질(20)에 의해 둘러싸인 전도부(18)로 각각 이루어져 있다. 전도부(18)를 형성하는데 이용될 수 있는 일부 적용 가능한 전도성 물질의 예를 들면, 구리, 알루미늄, 구리-도포 철 및 판형 구리가 포함된다. 구리가 가장 바람직한 전도성 물질이라는 것이 알려져 있다.
각각의 트위스트 와이어 페어(16)은 또한 추가적인 보호를 위해 개별적으로 또는 집합적으로 호일 차폐부(shield)나 통상적인 다른 타입의 차폐부에 의해 둘러싸여질 수도 있으며, 도 1에는 그러한 차폐부가 없는 케이블(10)을 도시하였다. 통상적으로, 4 개의 트위스트 와이어 페어(16) 세트가 근거리 통신망(LAN)에 사용된다. 그러나, 케이블(10)은 임의의 복수개의 트위스트 와이어 페어를 포함할 수 있다.
임의의 통상적인 공정에 의해, 외측 자켓(12)이 트위스트 와이어 페어(16) 및 선택적인 호일 차폐부(도시 안됨) 상에 형성된다. 외측 자켓(12)을 형성하는데 사용될 수 있는 보다 일반적인 공정의 예로서, 사출 성형 및 인발 성형이 포함된다. 바람직하게, 외측 자켓(12)은 케이블 통신 용도에 적합한 플루오로폴리머 (fluoropolymers), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride ; PVC), 또는 PVC 등가물과 같은 플라스틱 물질로 이루어진다.
절연 물질(20)은 전도부(18) 및 그 내부에서 전송되는 신호 모두를 보호한다. 선택된 절연 물질(20)의 유전 상수가 전도부(18)를 통해 전파되는 신호의 전파 속도에 영향을 미치기 때문에, 절연 물질(20)의 조성이 중요하다. 절연 물질(20)은 인발된 중실형(solid) 또는 폼(foam) 형태로 형성될 수 있는 폴리머 층일 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 또는 불소화(fluorinated) 폴리머와 같이 와이어 및 케이블 제조에 사용되는 어떠한 통상적인 폴리머도 채용될 수 있다. 사용될 수 있는 일부 폴리올레핀들은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함한다. 그러나, 케이블이 양호한 내화성 및 적은 연기 발생 특성이 요구되는 사용 환경에 배치되어야 할 때, 하나 또는 그 이상의 전도부(18)에 대하여 절연 물질(20)로서 불소화 폴리머를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 절연 물질이 포움 형태로 형성되어야 하는 경우에, 통상적인 블로잉제(blowing agent)가 공정중에 첨가된다.
도 2에는 통상적인 트위스트 와이어 페어(16)의 일부가 도시되어 있다. 트위스트 와이어 페어(16)의 각 와이어(14)는 트위스트 길이 또는 레이 길이라 칭하는 소정 길이에 걸쳐서 공통 축을 중심으로 360도 회전됨으로써 "레이 트위스트(lay twisted)" 된다. 참조부호 LL 로 표시된 크기는 도시된 트위스트 와이어 페어(16)의 하나의 트위스트 길이 또는 레이 길이를 나타낸다. 본 발명의 실시와 관련하여, 여러 가지 통상적인 방법을 이용하여, 소위 당업자가 특정된 레이 길이들을 얻을 수 있다는 것을 분명히 주지하여야 한다.
도 3에 명확히 도시한 바와 같이, 트위스트 와이어 페어의 와이어(14)의 전도부(18)는 다수의 와이어 스트랜드(22)로 이루어진다. 비록 4개의 스트랜드(22)만을 도시하였지만, 이론적으로 스트랜드 전도부는 어떠한 임의 개수의 스트랜드로도 형성될 수 있다. 그러나, 일반적으로 7개 또는 19개의 스트랜드(22)로 이루어진다. 와이어 스트랜드가 대체적으로 원형인 단면을 가지는 것으로 도시하였지만, 일반적으로 스트랜드(22) 및 전도부(18)는 특정 단면 형상으로 한정되지 않으며,따라서 여러 가지 기하학적 단면 형상을 가질 수 있다. 전도부(18)를 형성하는 와이어 스트랜드(22)는 여러 가지 상이한 직경을 가질 수가 있고, 금속 또는 비금속 피복체로 선택적으로 피복될 수도 있다. 트위스트 와이어 페어(16)과 같이, 스트랜드 전도부(18)는 이하에서 "스트랜드 트위스트 길이" 로 칭하는 소정 길이에 걸쳐 공통 축을 중심으로 360 도 회전되어 트위스트다. 당업자에 의해 특정 길이로 형성될 수 있는 그 전도부(18)의 스트랜드 트위스트 길이는 도 3에 도시하였으며, STL로 표시하였다.
다시 한번 도 1에 대해 설명하면, 도시된 케이블(10)의 트위스트 와이어 페어(16)들의 일부의 레이 길이는 서로 상이하다. 당업자는, 트위스트 와이어 페어(16)의 레이 길이 차이는 주어진 길이의 케이블에서 각 와이어 페어를 따라 신호들이 이동하여야 하는 거리에 차이를 발생시키고, 산업계에 "지연 스큐"로 알려진 페어 간의 타이밍 위상 지연 차이를 유발한다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 일 태양에 따라, 트위스트 와이어 페어의 레이 길이를 조절하여 각 페어의 전도부의 스트랜드 트위스트 길이와 상호 연관시킴으로써, 지연 스큐를 매칭시킬 수 있다. 그 대신에, 본 발명의 다른 태양에 따라, 전도부의 스트랜드 트위스트 길이를 트위스트 와이어 페어의 레이 길이와 상호 연관시키고 적절하게 "짝을 이룸(pairing)" 으로서 지연 스큐를 매칭시킬 수도 있다. 본 명세서에서, "매칭"이라는 용어는 위상 지연 또는 지연 스큐의 편차를 케이블 길이 100미터 당 25나노초 이하가 되도록 한정하는 것을 의미한다.
(실시예 1)
제 1실시예로서, 통상적으로 32 AWG 와이어의 7개 스트랜드로 이루어진 스트랜드 전도부가 트위스트되어 제 1중앙 전도부를 형성한다. 제 1중앙 전도부의 레이 길이(스트랜드 트위스트 길이)는 0.5∼1.5인치 이다. 그 후에, 절연부를 제 1중앙 전도부에 도포하여 절연 전도부를 형성한다. 그리고 나서, 2개의 절연 전도부가 서로 페어를 이루고 트위스트되어 제 1트위스트 페어를 형성한다. 바람직하게, 트위스트 중앙 전도부는 트위스트 페어의 레이 길이의 0.5∼1.5배의 스트랜드 트위스트 길이를 갖는다. 추가적인 트위스트 페어들을 부가하여 케이블을 형성하며, 그러한 각각의 부가적인 트위스트 페어들은 제 1트위스트 페어와 다른 레이 길이를 가질 것이다. 그러한 상황에서, 제 2트위스트 페어의 레이 길이가 제 1트위스트 페어 레이 길이 보다 긴 경우, 제 2트위스트 페어는 제 1중앙 전도부의 선택된 스트랜드 트위스트 길이 보다 짧은 스트랜드 트위스트 길이를 기자는 중앙 전도부를 포함할 것이다.
(실시예 2)
표 1에 기재한 특성을 가지는, 4개의 트위스트 페어(1 내지 4)으로 구성되는 케이블이 구성된다.
실시예 2의 케이블 특성
페어번호 중앙 전도부 스트랜드트위스트 길이(인치) 트위스트 페어 레이길이(인치)
1 .33 .87
2 .36 .74
3 .40 .58
4 .50 .49
중앙 전도부 외경 : 0.24"
절연 전도부 외경 :0.40"
트위스트 페어 외경 :0.80"
전체 케이블 외경 :0.250"
실시예 2에 기재한 바와 같이 구성하였을 때, 본 발명의 케이블은 12.5±0.5 pF/ft 의 커패시턴스와 100±3 오옴의 관련 임피던스를 가질 것이며, 그에 따라 지연 스큐 및 관련 데이터 손실을 줄이고 상당부분 제거할 것이다. 표 1은 또한, 중앙 전도부 스트랜드 트위스트 길이와 절연 전도부 트위스트 페어 레이 길이 사이의 반비례 관례를 나타내며, 여기서 보다 긴 길이의 스트랜드 트위스트 길이가 짧은 레이 길이와 함께 이용되어 트위스트 페어들 간의 커패시턴스를 동일하게 한다. 0.24"의 중앙 전도부 외경은 스트랜드들 사이의 갭 및 간극 공간을 제거하기 위하여 그 스트랜드들을 압축한 후에 측정한 것이라는 것을 주지하여야 한다. 그러나, 원하는 전송 특성을 얻는데 압축이 필수적인 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 2 개의 트위스트 와이어 페어의 위상 지연은 트위스트 와이어 페어와 스트랜드 전도부의 물리적 형상을 적절하게 제어함으로써 보다 양호하게 매칭될 수 있다. 예를 들어, 하나의 트위스트 와이어 페어의 레이 길이에 대한 2 개의 트위스트 와이어 페어의 스트랜드 트위스트 길이의 차이에 기인한 위상 스큐 또는 지연 스큐의 양은 실험적으로 또는 계산에 의해 측정될 수 있으며, 다른 트위스트 와이어 페어(16)에 대해 적절하게 관련된 레이 길이를 선택함으로써 보상될 수 있다. 결과적으로, 주어진 용도의 트위스트 와이어 페어(16)의 레이 길이가 미리 결정되었다면, 특정 케이블 형상에 기인한 지연 스큐의 양을 보다 잘 제어하기 위하여, 적절한 스트랜드 트위스트 길이를 가지는 전도부를 구비한 와이어를 선택할 수 있다.
2 이상의 트위스트 와이어 페어를 구비한 멀티-페어 케이블에서, 스큐 값은 임의의 2 개의 트위스트 와이어 페어들 간의 최대 위상 지연 차이로 표시된다. 그러한 경우에, 위상의 최대차는, 지연 스큐의 양이 케이블 길이 100미터 당 25나노초의 수용 가능한 범위에 도달할 때까지, 트위스트 와이어 페어의 스트랜드 트위스트 길이 및/또는 레이 길이를 변경함으로써, 조절될 수 있다.
멀티-페어 케이블의 디자인과 관련한 지연 스큐의 양을 추가적으로 개선 또는 감소시키기 위해, 신호 전파에 영향을 미치는 다른 인자들을 조절하여 각 트위스트 와이어 페어(16)에서의 신호 전파를 의도적으로 늦추거나 개선할 수도 있다. 레이 길이 및 스트랜드 트위스트 길이의 관련성과 조합하여 다른 인자들을 "변형(tweaking)" 함으로써, 네트워크 설계자는 케이블의 신호 전송 특성을 추가적으로 개선할 수 있다. 예를 들어, 그러한 개선은 전도부(18)의 와이어 스트랜드(22)를 금속 또는 비금속 피복체로 피복하는 것, 동일한 또는 상이한 단면 직경을 가지는 와이어 스트랜드(22)를 제공하는 것, 전도부(18)를 위한 다른 절연 물질 또는 개선된 절연 물질을 이용하는 것, 및 두께가 다르고 또 변화하도록 형성된 전도부(18)를 둘러싸는 절연 물질(20)을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게도, 본 발명에 따라 형성된 케이블은, 긴 스트랜드 트위스트 길이를 타이트하게 트위스트 페어와 함께 이용하고 짧은 스트랜드 트위스트 길이를 길게 트위스트 페어와 함께 이용함으로써, 지연 스큐 양을 상당히 감소시킨다. 이러한 방법에서, 서로 상이한 트위스트 페어들 사이의 커패시턴스 준위가 최적으로 매칭된다. 따라서, 케이블을 일 단부에서 발생된 신호들이, 비록 서로 상이한 트위스트 와이어 페어를 통해 이동하더라도, 반대쪽 단부에 동시에 이상적으로 도달한다. 어떠한 경우에도, 케이블 내의 임의의 2 개의 트위스트 페어들 간의 지연 스큐가 충분히 작아, 신호를 수신하는 장치가 그 신호를 재조합할 수 있고 그에 따라 데이터 손실을 줄일 수 있는 케이블을 디자인 할 수 있다.
비록, 본 발명을 실시하기에 가장 적합한 모드의 예시에 불과한 특정 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 도시되고 설명된 것에 의해서 제한되는 것은 아니다. 소위 당업자는 본 발명의 교시 내에서 특정 변형실시예를 인지할 수 있을 것이며, 그러한 변형실시예는 청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 범위 및 사상 내에 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 제 1레이 길이를 가지는 제 1트위스트 와이어 페어; 및
    제 2레이 길이를 가지는 제 2트위스트 와이어 페어를 포함하고,
    상기 제 1와이어 페어의 전도부는 제 1스트랜드 트위스트 길이를 가지는 다수의 제 1와이어 스트랜드로 이루어지고, 상기 제 2와이어 페어의 전도부는 상기 제 1트위스트 와이어 페어의 스트랜드 트위스트 길이와 상이한 제 2스트랜드 트위스트 길이를 가지는 다수의 제 2와이어 스트랜드로 이루어지며,
    상기 제 1 및 제 2와이어 스트랜드의 레이 길이는 상기 제 1 및 제 2트위스트 와이어 페어의 스트랜드 트위스트 길이와 상호 관련되어, 상기 제 1 및 제 2트위스트 와이어 페어의 위상 지연이 데이터 전송을 위한 수용 가능한 범위내로 매칭되는 것을 특징으로 하는 고속 데이터 전송에 적합한 낮은 지연 스큐 트위스트 페어 케이블.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스트랜드 트위스트 길이는 상기 레이 길이에 반비례하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 스트랜드 트위스트 길이는 약 0.5∼1.5인치 인 것을 특징으로 하는 케이블.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2스트랜드 트위스트 길이는 각각 상기 제 1 및 제 2 레이 길이의 약 0.5∼1.5배인 것을 특징으로 하는 케이블.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 케이블은 레이 길이를 가지는 하나 이상의 추가적인 트위스트 와이어 페어를 포함하며, 상기 추가적인 와이어 페어의 전도부는 스트랜드 트위스트 길이를 가지는 다수의 와이어 스트랜드로 이루어지고, 또한 상기 추가적인 트위스트 와이어 페어의 레이 길이 및 스트랜드 트위스트 길이는 하나 이상의 다른 트위스트 와이어 페어의 레이 길이 및 스트랜드 트위스트 길이와 상호 관련되어 상기 추가적인 트위스트 와이어 페어의 위상 지연이 데이터 전송을 위한 수용 가능한 범위내로 매칭되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 전도부는 절연성 외부 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 케이블은 플라스틱 물질로 이루어진 외측 자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 플라스틱 물질은 플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드 및 폴리비닐클로라이드 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 외측 자켓은 상기 제 1 및 제 2트위스트 와이어 페어 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 전도부는 구리, 알루미늄, 구리-도포 철 및 판형 구리로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 절연 물질은 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 폴리머는 폴리올레핀 및 불소화 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  13. 각각 미리 정해진 레이 길이를 가지는 다수의 제 1트위스트 와이어 페어를 포함하고, 상기 와이어는 절연 물질로 둘러싸인 전도부를 각각 구비하며, 상기 전도부는 미리 정해진 스트랜드 트위스트 길이를 각각 가지는 다수의 제 2 와이어 스트랜드로 이루어지며,
    상기 각각의 와이어 페어의 스트랜드 트위스트 길이는 상기 각각의 트위스트 와이어 페어의 레이 길이와 상호 관련되어, 상기 각각의 트위스트 와이어 페어의 위상 지연이 데이터 전송을 위한 수용 가능한 범위내로 매칭되는 것을 특징으로 하는 고속 데이터 전송에 적합한 낮은 지연 스큐 트위스트 페어 케이블.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 각각의 스트랜드 트위스트 길이는 상기 레이 길이 중 하나 이상에 반비례하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 각각의 트위스트 와이어 페어의 커패시턴스는 12.5±0.5 pF/ft 인 것을 특징으로 하는 케이블.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 스트랜드 트위스트 길이는 약 0.5∼1.5인치인 것을 특징으로 하는 케이블.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2스트랜드 트위스트 길이는 각각 상기 제 1 및 제 2레이 길이의 약 0.5∼1.5배인 것을 특징으로 하는 케이블.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 다수의 제 1트위스트 와이어 페어의 개수는 4개이며, 제 1트위스트 와이어 페어의 와이어들은 0.87인치의 레이 길이 및 0.33인치의 스트랜드 트위스트 길이를 가지고, 제 2트위스트 와이어 페어의 와이어들은 0.74인치의 레이 길이 및 0.36인치의 스트랜드 트위스트 길이를 가지며, 제 3트위스트 와이어 페어의 와이어들은 0.58인치의 레이 길이 및 0.40인치의 스트랜드 트위스트 길이를 가지며, 제 4트위스트 와이어 페어의 와이어들은 0.49인치의 레이 길이 및 0.50인치의 스트랜드 트위스트 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 케이블.
  19. 제 1레이 길이를 가지는 제 1트위스트 와이어 페어를 마련하는 단계;
    제 2와이어 페어를 마련하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2트위스트 와이어 페어의 위상 지연이 데이터 전송을 위한 수용 가능한 범위내로 매칭되도록, 제 2 레이 길이가 제공되도록 제 2와이어 페어를 트위스트하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제 1트위스트 와이어 페어의 전도부는 제 1스트랜드 트위스트 길이를 가지는 다수의 제 1와이어 스트랜드로 이루어지고, 상기 제 2와이어 페어의 전도부는 상기 제 1스트랜드 트위스트 길이와 상이한 제 2스트랜드 트위스트 길이를 가지는 다수의 제 2와이어 스트랜드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 데이터 전송에 적합한 낮은 지연 스큐 트위스트 페어 케이블을 제조하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 각각의 전도부 둘레에 절연 물질을 도포하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 방법.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 제 1스트랜드 트위스트 길이와, 제 2스트랜드 트위스트 길이 및, 제 1레이 길이 사이의 상호 관계를 기초로 제 2트위스트 와이어 페어의 레이 길이를 계산하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 방법.
  22. 제 19항에 있어서, 외측 자켓을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 방법.
  23. 제 19항에 있어서, 하나 이상의 추가적인 트위스트 와이어 페어가 제공되는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 방법.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 케이블의 2개 이상의 트위스트 와이어 페어들의 커패시턴스가 12.5 ±0.5 pF/ft 의 범위내에 오도록, 트위스트 와이어 페어의 레이 길이 및 스트랜드 트위스트 길이를 매칭시키는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 방법.
  25. 제 22항에 있어서, 상기 케이블의 임의의 2개의 트위스트 와이어 페어들 간의 최대 위상 지연이 데이터 전송을 위한 수용 가능한 범위내가 되도록, 트위스트 와이어 페어의 레이 길이 및 스트랜드 트위스트 길이를 매칭시키는 것을 특징으로 하는 케이블 제조 방법.
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