KR20050054675A - Utp cable having wire pair with different insulation diameter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연된 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 있는 도선의 페어가 시스 내에 종입된 UTP 케이블에 관한 것으로서, 하나의 페어를 이루는 두 개의 도선이 상호 다른 절연외경을 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a UTP cable in which two pairs of insulated wires are twisted in a spiral shape and inserted into the sheath, wherein the two wires forming one pair have different insulation outer diameters.
본 발명에 의하면 UTP 케이블의 NEXT 특성을 최적으로 유지함과 더불어 페어의 피치를 길게 설계할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, while maintaining the NEXT characteristics of the UTP cable optimally, the pitch of the pair can be designed to be long.
Description
본 발명은 이종 절연외경의 도선 페어(Pair)를 구비한 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신호전달을 위해 요구되는 최적의 누화특성을 만족시키면서도 종래에 비해 꼬임구조의 피치(Pitch)를 증가시킬 수 있는 UTP 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a UTP (Unshielded Twisted Pair) cable having a conductor pair of different insulated outer diameters, and more particularly to a twisted structure pitch while satisfying an optimal crosstalk characteristic required for signal transmission. It is about a UTP cable that can increase the pitch.
일반적으로 UTP 케이블은 예컨대, LAN과 같은 통신 네트워크의 구축을 위해 널리 사용되는 비차폐 연선 케이블로서, 도 1에 도시된 바와 같이 절연된 두 개의 구리선이 서로 나선형으로 꼬인 도선의 페어(P)를 소정의 시스(Sheath)(미도시) 내에 적어도 하나 이상 종입시킨 구조로 형성된다.In general, a UTP cable is a non-shielded twisted pair cable widely used for construction of a communication network such as a LAN, for example, and as shown in FIG. 1, a pair P of conductive wires in which two insulated copper wires are spirally twisted with each other. It is formed of a structure in which at least one seeded in a sheath (not shown) of.
UTP 케이블의 사용시 통신품질을 결정짓는 중요한 특성으로는 근단누화(Near End Cross Talk; 이하 NEXT)를 들 수가 있는데, 이것은 UTP 케이블의 페어를 이루는 두 도선 간에 존재하는 결합손실(Coupling Loss)과 상호 인덕턴스(Mutual inductance) 등에 의해 발생한다.An important characteristic that determines communication quality when using UTP cable is Near End Cross Talk (NEXT), which means coupling loss and mutual inductance between two conductors that make up a pair of UTP cable. (Mutual inductance), etc.
NEXT 특성의 향상을 위해 현재 대부분의 UTP 케이블에는 각 페어의 피치(도 1의 L1, L2 참조)를 적정 비율로 서로 다르게 설계하는 방안이 널리 사용되고 있으며, 그밖에 부가적으로 페어 사이에 크로스 필러(Cross filler)를 삽입하거나 페어를 차폐하는 방법 등이 사용되고 있다.In order to improve the NEXT characteristics, most UTP cables have been widely used to design different pitches (see L 1 and L 2 in FIG. 1) at an appropriate ratio. In addition, cross fillers between pairs are additionally used. A method of inserting a cross filler or shielding a pair is used.
알려진 바에 의하면 UTP 케이블의 NEXT 특성은 페어 간의 피치 비율에 따라 달라지는데, 예컨대 시스 내에 두 개의 도선 페어가 구비될 경우 이를 통상의 FEM(Finite Element Method; 유한요소법) 알고리즘을 이용하여 수치해석해 보면, 일측 페어를 이루는 도선들의 절연체 외경, 즉 절연외경이 각각 0.92mm, 타측 페어를 이루는 도선들의 절연외경이 각각 0.90mm이고, 각 도체심선의 직경이 0.5mm일 경우 하기의 표 1과 같이 두 개의 페어의 피치(L1,L2)가 각각 15mm와 17mm일 경우 최적의 NEXT 특성을 가짐을 알 수 있다.It is known that the NEXT characteristics of a UTP cable depend on the pitch ratio between the pairs. For example, if two wire pairs are provided in a sheath, numerical analysis is performed using a conventional finite element method (FEM) algorithm. Insulator outer diameter of the conductors constituting the conductor, that is, the insulation outer diameter of each 0.92mm, the outer diameter of the conductor constituting the other pair is 0.90mm, respectively, the diameter of each conductor core is 0.5mm as shown in Table 1 below the pitch of the two pairs When (L 1 , L 2 ) is 15mm and 17mm, respectively, it can be seen that they have the best NEXT characteristics.
UTP 케이블은 페어의 피치나 길이에 따라 임피던스(Impedance)가 변하므로, 신호를 가장 잘 전달할 수 있는 임피던스를 유지하는 범위 내에서 도체심선의 외경이나 절연외경, 피치 등을 튜닝(Tunning)하는 것이 매우 중요하다. 여기서, 고주파 저손실 선로의 경우 UTP 케이블을 이루는 페어의 튜닝을 위한 임피던스 Z0는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Since UTP cable changes impedance according to the pitch and length of the pair, it is very important to tune the outer diameter, insulation outer diameter, and pitch of the conductor core within the range that maintains the impedance that can best transmit the signal. It is important. Here, in the case of the high frequency low loss line, the impedance Z 0 for tuning the pair constituting the UTP cable may be represented by Equation 1 below.
상기 수학식 1에서, L과 C는 각각 도선의 리액턴스와 캐패시턴스를 나타내고, D1은 페어를 이루는 도체심선 간의 거리, d는 도체심선의 외경, η는 절연외경 및 공기의 합성저항을 나타낸다.In Equation 1, L and C represent the reactance and capacitance of the conductor, respectively, D 1 represents the distance between the conductor cores constituting a pair, d represents the outer diameter of the conductor core, and η represents the insulation outer diameter and the synthetic resistance of the air.
한편, 도 2에는 UTP 케이블에 구비되는 종래 도선 페어(P)의 내부 구성이 도시되어 있다. 도면에 나타난 바와 같이 종래에는 하나의 도선 페어(P)가 상호 나선형으로 꼬인 두 개의 도체심선(1)과, 각 도체심선(1)에 피복되는 절연체(2)로 이루어지되, 양측 절연체(2)는 상호 동일한 절연외경을 갖도록 형성되었다. 그러나, 이러한 구조는, 상기 수학식 1을 참조할 때 D1과 절연외경이 동일한 값을 가지게 되므로 피치를 증대시키도록 절연외경을 작게 설계할 경우 임피던스의 감소 정도가 크고, NEXT 특성이 저하되는 문제가 있다.On the other hand, Figure 2 shows the internal configuration of a conventional wire pair (P) provided in the UTP cable. As shown in the drawing, conventionally, one conductor pair P is composed of two conductor cores 1 twisted in a spiral spiral with each other, and an insulator 2 coated on each conductor core 1, and both insulators 2 are provided. Are formed to have the same insulation outer diameter. However, this structure, when referring to the equation (1) has the same value as the insulation outer diameter D 1 when the insulation outer diameter is designed to increase the pitch, the impedance decreases large, the problem of NEXT characteristics deteriorate There is.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, UTP 케이블의 최적 누화특성을 만족시키면서도 페어의 피치를 종래에 비해 길게 설계할 수 있도록 구성되어 케이블 제조를 위한 자재비용 절감과 제조속도 향상 효과를 얻을 수 있는 UTP 케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was conceived in consideration of the above problems, while satisfying the optimum crosstalk characteristics of the UTP cable is configured to be designed longer than the pitch of the pair compared to the conventional material cost reduction and manufacturing speed improvement effect for the cable manufacturing The purpose is to provide a UTP cable that can be obtained.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 절연된 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 있는 도선의 페어가 시스 내에 종입된 UTP 케이블에 있어서, 하나의 페어를 이루는 두 개의 도선이 상호 다른 절연외경을 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a UTP cable in which a pair of conductors in which two insulated conductors are twisted in a spiral is inserted into the sheath, and two conductors forming one pair have different insulation outer diameters. It is characterized by having.
하나의 페어를 이루는 상기 도선의 절연외경 차이는 2% 이내로 설정되는 것이 바람직하다.The difference in insulation diameter of the conductive wires forming one pair is preferably set within 2%.
상기 도선의 절연외경은 0.90 ~ 0.94mm의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.The insulation outer diameter of the conductive wire is preferably set in the range of 0.90 to 0.94 mm.
상기 시스 내에는 두 개의 페어가 구비되고, 일측 페어의 피치는 17mm, 타측 페어의 피치는 21.2mm로 설정되는 것이 바람직하다.Two pairs are provided in the sheath, the pitch of one pair is set to 17mm, the pitch of the other pair is preferably set to 21.2mm.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 3은 본 발명에 따른 UTP 케이블을 이루는 도선 페어(P)의 구조를 도시하는 횡단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of the conductive wire pair P forming the UTP cable according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 UTP 케이블에 적어도 하나 이상 구비되는 도선 페어(P)는 절연체(11,12)가 피복된 두 개의 도체심선(10)이 상호 나선형으로 꼬인 구조를 갖되, 양측 절연체(11,12)가 상호 다른 외경을 갖도록 구성된다.Referring to FIG. 3, at least one conductor pair P provided in the UTP cable according to the present invention has a structure in which two conductor cores 10 coated with the insulators 11 and 12 are spirally twisted with each other. The insulators 11 and 12 are configured to have different outer diameters.
바람직하게 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 시스(13) 내에 두 개의 도선 페어(P1,P2)가 종입되도록 구성될 수 있으나, 시스(13) 내의 페어 개수가 이에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.Preferably, the present invention may be configured such that two wire pairs P 1 and P 2 are inserted into the sheath 13 as shown in FIG. 4, but the number of pairs in the sheath 13 is not limited thereto. Of course, it can be modified.
본 발명에 있어서 각 도선을 이루는 도체심선(10)으로는 통상의 UTP 케이블에 사용되는 AWG24 규격의 구리선이 사용될 수 있다.In the present invention, as the conductor core wires constituting the respective conductors, copper wires of AWG24 standards used in ordinary UTP cables may be used.
또한, 상기 도체심선(10)에 피복되는 절연체(11,12)로는 폴리에틸렌(PE)이나 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 절연체(11,12)의 외경은 전술한 수학식 1에서 도선 간의 거리 D1을 결정하므로 임피던스와 정비례 관계가 있는데, 특히 UTP 케이블에 있어서 최적의 신호전송 조건으로 알려진 100[Ohm]의 임피던스를 기준으로 절연외경의 변화에 따른 임피던스 변화치를 산출해 보면 아래의 표 2와 같은 결과를 얻을 수 있다. 여기서, 도체심선(10)의 외경은 AWG24에 따라 0.5mm로 설정되었으며, 양측 절연체(11,12)와 공기의 합성저항값 η는 100[Ohm]의 임피던스에 상응하도록 84.14로 설정되었다.In addition, polyethylene (PE) or high density polyethylene (HDPE) may be used as the insulators 11 and 12 coated on the conductor core wire 10. Here, the outer diameters of the insulators 11 and 12 determine the distance D 1 between the conductors in Equation 1, which is directly proportional to the impedance. In particular, 100 [Ohm], which is known as an optimal signal transmission condition in the UTP cable, If you calculate the impedance change value according to the change of insulation outer diameter based on the impedance, the result shown in Table 2 can be obtained. Here, the outer diameter of the conductor core 10 was set to 0.5 mm according to AWG24, and the combined resistance value η of both insulators 11 and 12 and air was set to 84.14 to correspond to an impedance of 100 [Ohm].
상기 표 2를 참조하면, 일반적으로 신호를 잘 전달할 수 있는 임피던스의 범위를 고려할 때 절연외경은 0.90 ~ 0.94mm인 것이 바람직함을 알 수가 있다. 여기서, 하나의 페어를 이루는 두 개의 도선의 절연체(11,12)는 2% 이내의 차이를 두고 상호 다른 절연외경으로 설계되는 것이 바람직하다.Referring to Table 2 above, it can be seen that the insulation outer diameter is generally 0.90 to 0.94 mm in consideration of the range of impedance that can transmit a signal well. Here, the insulators 11 and 12 of the two conductive wires forming a pair are preferably designed with different insulation outer diameters with a difference within 2%.
도 5에는 상기와 같이 상호 다른 외경의 페어내 절연체(11,12)를 구비한 두 개의 페어(P1,P2)가 서로 다른 피치로 구성된 모습이 도시되어 있다. 도면에 나타난 바와 같이 본 발명은 양측 도선 페어(P1,P2)의 피치를 각각 L1, L 2로 다르게 설계함으로써 NEXT 특성을 향상시킬 수 있는데, 통상의 FEM 수치해석을 통해 양측 도선 페어(P1,P2)의 피치에 따른 NEXT 특성을 산출해 보면 아래의 표 3과 같은 결과를 얻을 수 있다. 여기서, 양측 페어에 구비된 도체심선(10)의 직경은 AWG24에 따라 모두 0.5mm로 설정되었으며, 양측 페어(P1,P2)에 각각 구비된 두 개의 도선의 절연외경은 각각 0.92mm, 0.90mm로 설정되었다.In FIG. 5, two pairs P 1 and P 2 having intra-pair insulators 11 and 12 having different outer diameters as described above are illustrated in different pitches. As shown in the figure, the present invention can improve the NEXT characteristics by differently designing the pitches of the pair of conductor pairs P 1 and P 2 to L 1 and L 2 , respectively, through the conventional FEM numerical analysis. If you calculate the NEXT characteristics according to the pitch of P 1 , P 2 ) can be obtained as shown in Table 3 below. Here, the diameters of the conductor cores 10 provided on both pairs were set to 0.5 mm according to AWG24, and the insulation outer diameters of the two conductors respectively provided on both pairs P 1 and P 2 were 0.92 mm and 0.90, respectively. set to mm.
상기 표 3에서 비교예는 표 1을 통해 앞서 살펴본 최적 NEXT 특성을 얻기 위한 종래의 피치 설계조건을 나타낸다. 표 3을 참조하면, 바람직하게 두 개의 페어(P1,P2)의 피치(L1,L2)가 각각 21.2mm와 17mm일 경우 NEXT 특성이 비교예에 비해 크게 저하되지 않으면서도 일측 페어의 피치(L1)을 종래의 15mm에서 21.2mm로 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.Comparative Example in Table 3 shows the conventional pitch design conditions for obtaining the optimum NEXT characteristics described above through Table 1. Referring to Table 3, when the pitches L 1 and L 2 of the two pairs P 1 and P 2 are 21.2 mm and 17 mm, respectively, the NEXT characteristics of one pair are not significantly reduced compared to the comparative example. It can be seen that the pitch L 1 can be increased from the conventional 15 mm to 21.2 mm.
상기 피치 설계조건은 시스(13) 내에 두 개의 페어(P1,P2)가 구비될 경우의 최적치에 해당하고, 시스(13)내 페어의 개수가 보다 증가할 경우에는 피치 설계조건이 그에 걸맞게 변형될 수 있다.The pitch design condition corresponds to an optimum value when two pairs P 1 and P 2 are provided in the sheath 13, and the pitch design condition is suited when the number of pairs in the sheath 13 increases. It can be modified.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 UTP 케이블을 이루는 도선의 페어내에 상호 다른 외경의 절연체(11,12)가 구비된다. 이러한 구조를 통해 본 발명은 도선의 임피던스를 결정하는 도선 간의 거리를 적정치로 유지하면서도 일측 절연체의 외경이 타측에 비해 작게 형성되므로 NEXT 특성의 큰 저하없이 종래에 비해 페어의 피치를 길게 설계할 수 있다.As described above, according to the present invention, insulators 11 and 12 having different outer diameters are provided in a pair of conducting wires forming a UTP cable. Through this structure, the outer diameter of one insulator is formed smaller than the other side while maintaining the distance between the conductors determining the impedance of the conductor at an appropriate value, so that the pitch of the pair can be designed longer than in the prior art without significant deterioration of NEXT characteristics. have.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
본 발명에 따른 UTP 케이블은 신호를 최적으로 전달할 수 있는 NEXT 특성을 만족시키는 범위내에서 종래에 비해 도선 페어의 피치가 길게 설계될 수 있으므로 케이블 제조공정 속도를 향상시킬 수 있고, 이와 더불어 케이블 제조를 위해 소요되는 도체심선, 절연체 등의 재료 비용을 절감할 수 있다.The UTP cable according to the present invention can be designed to have a longer pitch of the wire pair compared to the prior art within the range that satisfies the NEXT characteristics that can optimally transmit the signal, it is possible to improve the cable manufacturing process speed, along with the cable manufacturing The cost of materials such as conductor cores and insulators can be reduced.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to
도 1은 종래기술에 따른 UTP 케이블을 이루는 페어 구조의 일 예를 도시하는 사시도.1 is a perspective view showing an example of a pair structure forming a UTP cable according to the prior art.
도 2는 도 1의 페어에 대한 횡단면도.2 is a cross-sectional view of the pair of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 UTP 케이블을 이루는 페어의 구조를 도시하는 횡단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of a pair constituting a UTP cable according to the present invention.
도 4는 도 3의 페어 구조가 적용된 UTP 케이블의 일 실시예를 도시하는 횡단면도.4 is a cross-sectional view showing one embodiment of a UTP cable to which the pair structure of FIG. 3 is applied.
도 5는 도 3의 페어 구조가 적용되고 상호 다른 피치로 구성된 두 개의 페어를 도시하는 사시도.5 is a perspective view illustrating two pairs to which the pair structure of FIG. 3 is applied and configured with different pitches; FIG.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>
10...도체심선 11,12...절연체10 ... conductor core 11,12 ... insulator
13...시스 P,P1,P2...도선 페어13 ... Sheath P, P 1 , P 2 ...
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101387241B1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-04-21 | 대한전선 주식회사 | Data cable for high speed communication except for cross-filler |
| CN106251964A (en) * | 2016-09-06 | 2016-12-21 | 上海爱谱华顿电子科技（集团）有限公司 | A kind of digital monitor system dedicated leveling pair twist UTP cable |
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2003
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