KR20050074453A - 통신용 전선 - Google Patents

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데이비 윅홀스트
스프링 스툿츠만
제프 스툿츠만
스코트 유엥스트
프레드 존스톤
짐 엘. 디크만
로버트 케니
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에이디씨 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 낮은 유전상수와 감소된 재료 비용을 가지는 진보된 절연 도체에 관한 것이다. 도체(12)는 길이방향 축을 따라 늘어나고, 절연체(14,14')는 도체(12)를 둘러싼다. 절연체(14,14') 내의 적어도 하나의 채널(16,16')이 절연 도체를 형성하기 위해 길이방향 축을 따라 일반적으로 늘어난다. 상기 진보된 절연 도체를 제조하기 위한 장치와 방법들이 또한 개시된다.

Description

통신용 전선 {Communication Wire}
이 출원은 2003년 3월 14일 출원된 미국 출원 10/389,254의 CIP(Continuation-In-Part)출원이고, 미국 출원 10/389,254은 2002년 12월 16일 출원된 미국 출원 10/321,296의 CIP출원이고, 미국 출원 10/321,296은 2002년 9월 24일 출원된 미국 출원 10/253,212의 CIP출원이며, 이러한 출원의 모든 내용은 이 참조에 의해 여기에 포함된다.
본 발명은 개선된 전선과 그 전선을 만드는 방법에 관한 것이다.
데이터와 다른 신호들을 전송하는 하나의 방법은 연선(twisted pair)을 이용하는 것이다. 연선은 두개의 도체 쌍을 형성하기 위해 서로 꼬인 최소한 한 쌍의 절연 도체들을 포함한다. 연선을 다양한 고성능 전송 케이블로 형성하고 배열하기 위해 종래 많은 방법들이 채택되어 왔다. 일단 연선이 원하는 코어(core)로 형성되면, 그 형태를 유지하고 또 보호층으로 기능하기 위해 일반적으로 플라스틱 자켓(plastic jacket)이 연선에 압출된다. 하나 이상의 연선이 함께 묶이는 경우에는 그 조합을 다중쌍 케이블(multi-pair cable)이라 부른다.
연선의 내부의 도체가 꼬인 케이블 배열에 있어서, 상이하지만 서로 작용하는 두 개의 꼬임(twist) 세트가 케이블 구조에 있을 수 있다. 첫번째는 연선을 만들기 위한 전선의 꼬임이다. 두번째는 연선의 각각의 전선 내부에서 도체를 형성하기 위한 전선의 꼬임이다. 조합하여보면 양 꼬임 세트는 연선을 통하여 전송되는 데이터 신호에 대해 서로 연관된 효과를 가진다.
다중쌍 케이블에 있어서, 케이블의 한쪽 끝에서 발생된 신호는 다른 연선을 통해 전송되더라도 이상적으로 반대쪽 끝에 동시에 도착해야만 한다. 발생한 신호에 대해 케이블 내의 연선들 사이의 신호 전송의 시간 차는 나노세컨드(nanosecond)로 측정되며 이는 보통 지연 스큐(delay skew)라고 불린다. 하나의 연선과 다른 연선을 통해 전송되는 신호의 지연 스큐가 매우 크고, 신호를 수신하는 소자가 적절히 신호를 재구성하지 못할 경우에는 문제점이 발생하게 된다. 그러한 지연 스큐는 전송 에러나 데이터의 손실로 귀결된다.
나아가 고속 데이터 통신 적용분야에 있어서 데이터의 처리량(throughput)이 증가하면서, 지연 스큐 문제는 점점 더 커지고 있다. 심지어 신호 스큐로 인해 전송 신호를 적절히 재구성하는데 발생한 지연도 심각하고 불리하게 신호 처리량에 영향을 주게 된다. 그러므로 증가된 데이터 전송 속도를 요구하는 더 복잡한 시스템들이 네트워크에 설치됨에 따라 향상된 데이터 전송의 요구가 발생하였다. 그러한 복잡하고 고속의 시스템들은 신호의 세기가 강하고, 지연 스큐가 최소화된 다중쌍의 케이블을 요구하게 된다.
절연체의 유전상수(dielectric constant, DK)는 전선의 신호 처리량(throughput)과 감쇠율(attenuation)에 영향을 미친다. 즉 유전상수값이 감소함에 따라 신호 처리량이 증가하고, 감쇠율은 줄어든다. 종합하면 더 낮은 유전상수값은 더 강한 신호를 더 빠르고 더 적은 왜곡으로 도달시킬 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로 1에 근접하는 더 낮은 유전상수값을 가진 전선이 더 높은, 예를 들어 2 이상의 유전상수값을 가진 절연 도체(insulated conductor)보다 항상 선호된다.
연선의 적용분야에 있어서 절연체의 유전상수값은 연선의 지연 스큐에도 영향을 미친다. EIA/TIA 568-A-1에 의하면 일반적으로 허용되는 지연 스큐는 양 신호가 100 m의 케이블 기준으로 45 나노세컨드 내에 도착해야 한다. 100 MHz이상의 고주파 신호가 전송되는 경우에는 이정도 크기의 지연 스큐도 문제가 된다. 이러한 주파수대에서는 20 나노세컨드 이내의 지연 스큐가 우수한 것으로 고려되나 아직 실제 달성되지는 않았다.
또한, 이전에는 개개의 연선이나 다중쌍 케이블에 있어서 지연 스큐에 영향을 주는 유일한 방법은 절연 도체의 꼬임길이(lay length)나 꼬임정도(degree of twist)를 조절하는 것이었다. 이는 예로 들어 임피던스(impedance)와 감쇠율(attenuation)과 같은 적합한 전기적 특성을 유지하기 위해 도체의 직경과 절연체의 두께를 바꾸는 것을 포함하여 절연 도체의 새로운 디자인을 요구했다.
개선된 절연 도체에서의 하나의 시도는 절연체의 외부 표면에 리브(rib)를 사용하거나, 외부 표면에서 가까운 절연체 내부에 채널(channel)을 사용하는 것이었다. 하지만 리브가 구비된 절연체(ribbed insulation)는 외부 표면 형태을 가진 절연체를 만드는 것이 불가능하지는 않더라도 어렵기 때문에 만족스럽지 않았다. 사용된 절연 물질의 성질과 사용된 공정의 성질로 인해 외부 표면 형태는 불명료하고 부족하게 형성될 것이다. 날카로운 모서리를 가진 리브 대신에 리브는 원형의 마운드(rounded mound)로서 마감될 것이다. 원형의 결과물은 그 형상을 잘 유지하지 않는 물질과, 표면 형태를 형성하기 위한 압출 다이(extrusion die)로 사용한 효과이다. 압출 다이를 떠난 직후에 절연 물질은 급변하거나 팽창하려고 한다. 이 급변(surging)은 모서리를 원형으로 만들고 형태들 사이의 공간을 채운다.
리브가 구비된 절연체를 가진 절연 도체는 또한 불충분한 전기적 특성을 가진 케이블을 만들었다. 리브사이의 공간은 먼지와 물에 의해 오염될 수 있다. 이러한 오염물질(contaminant)은 넓은 범위에서 변하고 일반적으로 절연물질보다 매우 높은 유전상수를 가지기 때문에, 절연 도체의 유전상수에 악영향을 미치게 된다. 오염물질의 가변 유전상수는 전체 절연 도체의 유전상수를 그 길이에 따라 변화하게 하여 신호 전송속도에 악영향을 미칠 것이다. 마찬가지로 높은 유전상수를 가진 오염물질은 절연체의 전체 유전상수를 높여서 신호 전송속도에 악영향을 미칠 것이다.
또한 리브와 채널이 구비된 절연체를 가진 절연 도체는 불충분한 전기적 특성을 가진 케이블을 만들었고, 즉 전기적 특성을 저하시켰다. 리브와 공지의 채널이 구비된 절연체의 외부 표면 근처에 제한된 양의 물질이 있기 때문에, 그러한 절연 도체는 불충분하게 낮은 압축 강도(crush strength)를 가지고, 너무 강도가 낮아서 절연 도체는 절연체의 리브와 채널을 변형하지 않고는 감길 수 없다. 실용적인 관점에서 이것은 절연 도체의 제조, 저장, 설치를 거의 불가능하게 만들기 때문에 허용될 수 없다.
리브와 채널의 압착 또는 절연체에 다른 물리적 스트레스(stress)를 주는 것은 이러한 형태들의 모양을 변화시킬 것이다. 이것은 절연체의 유전상수에 부정적인 영향을 미치게 된다. 케이블에 있어 필요한 부분인 물리적 스트레스의 한 종류는 한 쌍의 절연 도체를 함께 비트는 것이다. 이러한 종류의 비틀림 스트레스(torsional stress)는 피할 수 없다. 그러므로 연선을 만드는 작업에 있어 이러한 절연 도체의 전기적 특성은 심각하게 절충되어야 할 것이다.
전선과 케이블 분야에서 또다른 관심사는 화재에서 전선이 작동하는지 여부이다. NFPA(National Fire Prevention Association)은 주거건물과 상업건물 발화에 있어 물질들이 어떻게 사용되는 지에 대한 표준을 정한다. 이러한 시험은 일반적으로 절연 도체를 연소시킬 때 배출되는 연기의 양, 연기 밀도, 화염 확산 속도(rate of flame spread)와 열의 양을 측정한다. 이러한 시험을 성공적으로 완료해야 현대 소방법 아래에서 안전하다고 평가되는 배선을 만드는 것이 된다. 소비자들이 더 잘 인지하는 상황에서, 이러한 시험을 성공적으로 완료하는 것은 판매의 요점이 될 것이다.
플루오르폴리머(fluoropolymer)와 같이 전선의 절연체로서 사용되는 공지된 물질들은 낮은 유전상수와 같은 바람직한 전기적 특성을 가지고 있다. 그러나 플루오르폴리머는 상대적으로 가격이 비싸다. 다른 화합물들은 가격은 덜 비싸지만, 플루오르폴리머만큼 유전상수와 지연 스큐를 최소화하지 못한다. 더 나아가 플루오르폴리머계가 아닌 물질들은 화염을 전파시키고 플루오르폴리머보다 훨씬 더 많은 연기를 발생시켜서 건축용 전선에 있어서는 덜 바람직한 물질이다.
그러므로 효과적으로 지연 스큐를 최소화하고 고속 전송 속도를 제공하면서 가격이 저렴하고 열에 강한, 종래 기술의 한계를 극복하는 전선이 요구된다.
도 1은 본 발명에 따른 전선의 단층 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 전선의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 또다른 전선의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전선을 제조하기 위한 압출 팁(tip)의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 전선을 제조하기 위한 또다른 압출 팁의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 채널이 구비된 자켓(jacket)을 가진 전선의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 채널이 구비된 도체를 가진 전선의 단면도.
도 8은 연선(twisted pair)의 단면도.
본 발명의 전선은 최소화된 유전상수를 갖도록 디자인된다. 최소화된 유전상수는 전선의 전기적 특성에 여러가지 중요한 효과를 가진다. 신호 처리량은 증가하고, 신호 감쇠율은 감소된다. 게다가 연선 적용분야의 지연 스큐는 최소화된다. 최소화된 유전상수는 아래에 설명된 바와 같이 개선된 절연 도체와 격리된 코어(isolated core)를 이용하여 얻어진다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전선(10)은 제 1 절연체(14)에 의해 둘러싸인 도체(12)를 가지고 있다. 절연체(14)는 도체의 길이방향으로 적어도 하나의 채널(channel)(16)을 포함한다. 여러 개의 채널들은 도체(12)의 주위에 위치할 것이다. 여러 개의 채널들은 절연체의 레그(leg)(18)에 의해 서로 분리되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 개개의 전선들(10)은 연선(twisted pair)을 형성하기 위해 함께 꼬일 수 있다. 또 연선들은 다중쌍 케이블(multi-pair cable)을 형성하기 위해 서로 꼬일 수 있다. 어떤 복수개의 연선들도 케이블에서 이용될 수 있다. 마찬가지로 채널이 구비된 절연체도 동축케이블, 광섬유 또는 다른 종류의 케이블에 사용될 수 있다. 외부 자켓(outer jacket)(20)은 전선(10)에서 선택적으로 사용된다. 또한 외부 자켓은 연선이나 케이블을 덮기 위해 사용될 것이다. 제 2의 채널이 없는 절연체의 추가적인 층들이 도체를 둘러싸기 위해서나 전선 내의 다른 위치에 사용될 수 있을 것이다. 더하여 연선들이나 케이블은 차폐물(shielding)을 사용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 형태의 단면도가 나와 있다. 전선(10)은 절연체(14)에 의해 둘러싸인 도체(12)를 포함한다. 절연체(14)는 도체(12)의 주위에 위치하고, 레그(18)에 의해 서로 분리된 복수개의 채널(16)을 포함한다. 채널(16)은 도체(12)의 외부 주변부 표면(outer peripheral surface)(19)에 의해 경계를 이루는 한 면을 가질 수 있다. 이 형태의 채널(16)은 일반적으로 사각형의 단면 모양을 가진다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또다른 형태의 단면도가 나와 있다. 절연체(14')는 이전 형태의 채널(16)과 모양이 다른 복수개의 채널(16')을 가지고 있다. 특별히 채널(16')은 평평한 윗부분과 굽은 벽부분을 가진다. 이전 형태와 같이 채널(16')은 도체(12) 주위에 위치하고 레그(18')에 의해 분리되어 있다. 또한 이 형태에서 절연체(14')는 복수개의 제 2 채널(22)을 포함할 수 있다. 복수개의 제 2 채널(22)은 절연체(14')에 의해 모든 면이 둘러싸일 것이다. 채널(16',22)은 서로 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
채널이 구비된 절연체는 도체와 그 도체를 통해 전송되는 신호 모두를 보호한다. 선택된 절연체의 유전상수가 전체 전선(10)의 전기적 특성에 영향을 미칠 것이므로 절연체(14,14')의 구성은 중요하다. 절연체(14,14')는 절연체의 간섭 레그(18,18')에 의해 분리된 복수개의 채널(16,16')로 형성된 압출된 폴리머 층(extruded polymer layer)인 것이 바람직하다. 채널(22)은 또한 압출된 폴리머 층으로 형성되는 것이 바람직하다.
전선 및 케이블 생산에 이용되는 어떤 전통적인 폴리머, 예를 들어 폴리올레핀(polyolefin)이나 플루오르폴리머(fluoropolymer)도 절연체(14,14')에 적용될 수 있다. 사용될 수 있는 폴리올레핀은 폴리에틸렌(polyethylene)과 폴리프로필렌(polypropylene)을 포함한다. 하지만, 케이블이 좋은 화염 저항(flame resistance)과 낮은 연기 생성 특성이 요구되는 업무 환경에 놓여질 때에는, 연선이나 케이블에 포함된 하나 또는 그 이상의 도체의 절연체로서 플루오르폴리머를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 발포 폴리머(foamed polymer)가 사용될 수 있는 경우에도, 물리적 특성이 우수하고 요구되는 발포제(blowing agent)를 제거할 수 있는 고체 폴리머(solid polymer)를 사용하는 것이 바람직하다.
게다가 인장강도(tensile strength)나 신장율(elongation)과 같은 우수한 물리적 특성이 요구되거나, 낮은 유전상수나 감쇠율(attenuation)과 같은 우수한 전기적 특성을 요구하는 경우에도 플루오르폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 또 플루오르폴리머는 절연 도체의 압축강도(crush strength)를 증가시키고, 물을 포함하는 오염물질의 침입에 강한 저항력이 있는 절연체를 제공한다.
절연체(14,14')를 만드는 화학물질만큼 중요한 것은 절연체(14,14')의 구조적인 형태이다. 절연체의 채널(16,16',22)은 일반적으로 채널의 길이가 채널의 폭, 깊이, 직경보다 긴 구조를 가진다. 채널(16,16',22)은 절연체 내에 도체의 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 뻗쳐 있는 포켓(pocket)을 생성한다. 채널(16,16',22)은 도체(12)에 의해 정의되는 축에 평행한 것이 바람직하다.
공기가 채널안에 사용되는 것이 바람직하지만, 공기 이외의 물질도 사용될 수 있다. 예를 들어 다른 폴리머나 다른 가스도 사용될 수 있다. 채널(16,16')과 제 2 채널(22)은 공기를 가질 수 있는 다른 절연체 타입과 구별된다. 예를 들어 채널이 구비된 절연체는 절연체 내에 닫힌 셀 공기 포켓(closed-cell air pocket)을 가지는 발포 절연체와 다르다. 본 발명은 또한 줄의 구슬처럼 공기 포켓를 형성하기 위해 도체에 끼인 다른 종류의 절연체와 다르다. 채널내에 포함되기 위해 어떤 물질이 선택되더라도 둘러싸는 절연체의 유전상수와 다른 유전상수를 갖도록 선택하는 것이 바람직하다.
절연체(14,14')의 레그(18,18')는 도체(12)의 외부 주변부 표면(19)에 접하는 것이 바람직하다. 도 1 내지 3을 참조하면, 이러한 방법으로 도체(12)의 외부 주변부 표면(19)은 채널의 한 면을 형성한다. 고주파에서 신호는 도체(12)의 표면이나 근처에서 이동한다. 이것을 표면 효과(skin effect)라 부른다. 도체(12)의 표면에 공기를 놓음으로써, 신호는 유전상수가 1인 물질인 공기를 통해 이동할 수 있다. 그러므로 절연체(14,14')의 레그(18,18')가 도체(12)의 외부 주변부 표면(19) 위에 차지하는 면적이 최소화되는 것이 바람직하다. 이것은 채널(16,16')의 단면적을 최대화하고, 결과적으로 절연체(14,14')에 사용되는 레그(18,18')의 크기를 최소화함으로써 이루어질 수 있다. 또한 채널(16,16')의 모양이 도체(12)와 레그(18,18')의 접촉 면적을 최소화하고, 채널의 강도를 증가시키기 위해 선택될 것이다.
도 3을 참조하면, 굽은 벽을 가진 채널(16')이 사용되어 채널의 단면적을 최대화하고 레그가 차지하는 면적을 최소화한 좋은 예가 나와 있다. 채널을 거의 사다리꼴 모양으로 만들면서 벽이 굽어 있다. 사다리꼴 채널(16')은 일반적으로 사각형 채널(16)보다 큰 단면적을 가진다. 더 나아가 인접한 채널의 굽은 벽은 도체(12)의 외부 주변부 표면(19)에 접하는 레그(18')의 크기를 최소화하는 데 협력한다.
또한 절연체(14)의 레그(18,18')가 도체(12)의 외부 주변부 표면(19)에서 차지하는 면적은 채널(16,16')의 수를 줄임으로써 최소화될 수 있다. 도 2 내지 3을 참조하면, 예를 들어 여섯개의 채널(16,16') 대신에 다섯개 또는 네개의 채널이 사용될 수 있다.
도체(12)의 외부 주변부 표면(19)에서 레그(18,18')가 차지하는 면적은 전체 면적의 약 75 %보다 작은 것이 바람직하고, 약 50 %이하의 면적을 차지하는 것이 더욱 바람직하다. 15 %보다 더 작은 면적도 가능하지만 외부 주변부 표면의 약 35 %의 면적을 차지하는 레그를 가진 절연체가 가장 바람직하다. 이러한 방법으로 공기를 통해 신호가 이동할 수 있는 외부 주변부 표면의 면적이 최대화된다. 즉, 레그가 차지하는 면적을 최소화함으로써 표면 효과가 최대화된다.
채널 모양을 통하여 강도를 증가시키는 좋은 예는 아치(arch)의 사용을 통해서이다. 아치는 아래에서 상세히 제시되는 바와 같이 절연 도체의 압축 저항(crush resistance)을 향상시키는 내재된 강도를 가지고 있다. 아치 모양의 채널은 또한 경제적인 이점도 가진다. 예를 들어 절연체가 더 강해지기 때문에 희망하는 압축 저항을 이루기 위해 더 적은 절연체가 필요할 것이다. 채널은 채널의 강도를 증가시키기 위해 디자인된 다른 모양을 가질 수 있다.
채널(22)은 또한 절연체(14')내에서 공기를 포함함으로써 절연체(14')의 전체 유전상수를 최소화할 수 있다. 더 나아가 채널(22)은 전선(10)의 물리적 무결성(physical integrity)을 절충하지 않고 사용될 수 있다.
채널의 단면적은 전선의 물리적 무결성을 유지할 수 있도록 선택되어야 한다. 다시 말하면, 어떤 한 채널이 절연체의 단면적의 30 %를 넘는 단면적을 가지지 않는 것이 바람직하다.
채널이 구비된 절연체(14,14')를 가진 전선(10)을 사용함으로써 20 ns 이하의 지연 스큐(delay skew)가 연선과 다중쌍 케이블 적용에서 쉽게 얻어지고, 15 ns 이하의 지연 스큐가 바람직하다. 만약 꼬임 길이(lay length)나 도체 크기같은 다른 변수가 또한 지연 스큐를 최소화하도록 선택된다면 5 ns 정도의 지연 스큐도 가능하다.
또한, 절연체(14,14')의 낮은 유전상수는 케이블 자켓(cable jacket)과 조합하여 사용될 때 더 유리하다. 일반적으로 자켓이 씌워진 케이블은 외부 자켓을 위해 방화 PVC(fire resistant PVC, FRPVC)를 사용한다. FRPVC는 자켓이 씌워진 케이블의 임피던스(impedance)와 감쇠율(attenuation)에 부정적인 영향을 미치는 비교적 높은 유전상수를 가지지만, 저렴하다. 낮은 유전상수를 가진 절연체(14,14')는 FRPVC 자켓의 부정적 효과를 상쇄하는 데 도움을 준다. 실제로, 자켓이 씌워진 케이블은 자켓이 씌워지지 않은 케이블 정도의 임피던스와 감쇠율을 가질 수 있다.
사실, 절연체(14,14')에 의해 제공되는 낮은 유전상수는 도체의 신호 속도를 증가시키고, 신호 처리량(throughput)을 증가시킨다. 100 m의 연선에서 적어도 450 ns의 신호 처리량이 얻어질 수 있고, 약 400 ns의 신호 속도도 가능하다. 하지만 신호 속도가 증가할수록 데이터 전송에서 발생하는 에러를 방지하기 위해 지연 스큐는 최소화되어야 한다.
더 나아가 채널이 구비된 절연체의 유전상수는 채널의 단면적에 비례하기 때문에, 연선에서의 신호 속도는 또한 채널의 단면적에 비례하고 따라서 쉽게 조절가능하다. 꼬임 길이(lay length), 도체 직경, 절연체 두께는 변화될 필요가 없다. 대신에 연선의 다른 물리적, 전기적 특성과 균형을 이루면서 희망하는 신호 속도를 얻기 위해 채널의 단면적이 조절될 수 있다. 이것은 특히 다중쌍 케이블에 있어 유용하다. 케이블의 지연 스큐는 가장 빠른 연선과 가장 느린 연선 사이의 신호 속도의 차이로 생각될 수 있다. 가장 느린 연선의 채널의 단면적을 증가시킴으로써 그 신호 속도가 증가될 수 있고, 따라서 가장 빠른 연선의 속도에 더 근접하게 할 수 있다. 더 가까이 일치될수록, 지연 스큐는 더 감소한다.
채널이 없는 절연체와 비교할때, 채널이 구비된 절연체는 감소된 손실 계수(dissipation factor)를 가진다. 손실 계수는 전선의 길이를 통해 절연체에 의해 흡수되는 에너지의 양을 반영하고, 신호 속도와 강도에 관계있다. 손실 계수가 증가함에 따라, 신호 속도와 강도는 감소한다. 표면 효과는 전선의 신호가 도체의 표면 근처에서 이동함을 의미한다. 이것은 또한 절연체의 손실 계수가 최소이고, 그래서 신호 속도가 최대인 때 발생한다. 도체로부터의 거리가 증가하면서, 손실 계수는 증가하고 신호 속도는 감소하기 시작한다. 채널이 없는 절연 도체에 있어서, 손실 계수의 차이는 아주 작다. 절연체에 채널을 추가함으로써, 신호가 이동하는 매체의 낮은 유전상수로 인해 절연체의 손실 계수가 급격하게 줄어들게 된다. 따라서, 채널의 결합은 채널에서의 신호 속도가 절연체의 나머지 부분에서의 신호 속도와 다른, 즉 더 빠른 상황을 만들어낸다. 사실상 절연 도체는 신호 속도가 약 10%이상 다를 수 있는 두개의 다른 신호 속도로 만들어 진다.
채널(16,16')을 도체(12)의 외부 주변부 표면(19) 근처에 배치하는 것은 또한 절연 도체의 물리적 특성과 절충되지 않으며, 절연 도체의 전기적 특성도 보존된다. 절연 도체의 외부 표면은 영향을 받지 않기 때문에, 오염물질이 채널 내에 있게 될 기회는 거의 없다. 결과는 절연체의 유전상수는 케이블의 길이에 의해 변화하지 않고, 유전상수는 오염물질에 의해 악영향을 받지 않는다.
채널을 도체 근처에 배치함으로써 절연 도체의 압축강도는 절충되지 않는다. 다시 말하면 충분한 절연체가 있기 때문에 채널은 쉽게 파괴되지 않는다. 더 나아가 비틀림 스트레스(torsional stress)가 절연 도체에 인가되더라도 절연체는 또한 채널의 모양이 심각하게 왜곡되는 것을 방지한다. 따라서 제조, 저장, 설치와 같은 보통의 활동은 본 발명의 절연 도체의 물리적 특성과 나아가 전기적 특성에 좋지않은 효과를 미친다.
전선(10)의 전기적 특성에서의 바람직한 효과 외에도, 절연체(14,14')는 또한 경제적, 화재 방지의 이득도 가진다. 절연체(14,14')에서의 채널(16,16',22)은 전선(10)의 제조에 있어서의 재료비를 줄인다. 절연체(14,14')를 위해 사용되는 절연 물질의 양이 채널이 없는 절연체에 비해 상당량 줄어들고, 충전 가스(filler gas)는 비용이 들지 않는다. 다시 말하면 채널이 없는 절연체에 비해서 정해진 재료로부터 더 긴 절연체(14,14')를 제조할 수 있다. 채널(16,16',22)의 갯수와 단면적은 재료비에 있어서의 절감 정도를 결정하게 될 것이다.
절연체(14,14')에서 사용되는 재료의 양의 절감은 또한 전선(10)의 연료 부하(fuel load)를 줄인다. 절연체(14,14)는 단위 길이당 상대적으로 적은 절연 물질을 가지고 있기 때문에 제품으로부터 더 작은 분해 물질(decomposition)을 배출한다. 감소된 연료 부하(fuel load)를 통해 배출되는 연기의 양, 화염 확산 속도(the rate of flame spread)와 연소 중 생성되는 열의 양이 모두 상당한 정도 감소하게 되고, NFPA(National Fire Prevention Association)의 NFPA 255, 259와 262같은 화재 안전법(fire safety code)을 통과할 가능성도 매우 높아진다. 배출되는 연기의 양과 화염 확산 속도의 비교는 전선을 UL(Underwriters Laboratory)의 UL 910 스타이너 터널 연소 시험(Steiner Tunnel burn test)에 비교함으로써 이루어질 수 있다. 스타이너 터널 연소 시험은 NFPA 255와 262 표준의 기초로서 사용되었다. 모든 경우에 공기를 포함하고 있는 채널이 구비된 절연체를 가진 전선이 채널이 없는 절연체를 가진 전선에 비해 적어도 10 % 적은 연기를 생성할 것이다. 마찬가지로 화염 확산 속도도 채널이 없는 절연체의 것보다 적어도 10 % 더 적을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 절연체의 두께가 0.01 인치보다 작고, 절연 도체의 직경이 0.042 인치보다 작으며, 플루오르폴리머로 만들어진 절연체(14,14')를 가진 전선(10)이다. 또한 전선의 전체 유전상수는 2보다 작은 것이 바람직하고, 채널은 적어도 2 * 10-5 인치2의 단면적을 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예는 다양한 시험에 근거했다. 물의 침입 시험에서 채널이 구비된 절연 도체가 90℃의 물에 30일간 놓여졌었다. 심지어 이러한 나쁜 조건하에서도 채널로의 물의 침입의 증거는 없었다. 비틀림 시험(torsional test)에서 12 인치 길이의 채널이 구비된 절연 도체가 도체의 축에 대해 180˚ 비틀려졌다. 채널은 비틀려지지 않는 단면적의 95 % 이상 보존되었다. 두 개의 절연 도체가 함께 비틀린 경우에도 비슷한 결과가 도출되었다. 압축강도 시험에서 일정한 길이의 채널이 구비된 도체의 유전상수가 압축 전후에 측정되었다. 절연 도체의 전후 유전상수는 0.01이하로 변하였다.
절연체는 보통 하나의 색깔의 물질로 만들어지지만, 다색의 물질도 바람직할 것이다. 예를 들어 색깔이 있는 물질의 줄무늬도 절연체에 포함될 수 있다. 색깔이 있는 줄무늬는 여러 개의 절연 도체들을 구분할 수 있도록 하는 시각적 지시자로 이용되게 된다. 이것이 문제가 되지는 않지만, 보통 절연 물질은 줄무늬 사이에 색깔이 변하는 것 외에는 동일하다. 바람직하게는 줄무늬는 채널과 간섭하지 않는다.
몇 개의 가능한 도체(12)의 예는 고체 도체와 함께 비틀린 여러 개의 도체를 포함한다. 도체(12)는 구리, 알루미늄, 구리도금의 강철(copper-clad steel), 판금된 구리(plated copper)로 만들어질 수 있다. 구리가 최적의 도체의 재료라는 것이 밝혀져 있다. 더하여 도체는 유리나 광섬유 케이블이 제조될 때의 플라스틱 섬유일 수 있다.
도 7을 참조하면, 전선은 그 외부 주변부 표면(76)에 하나 또는 그 이상의 채널(74)을 가진 도체(72)를 포함할 수 있다. 이 특별한 발명의 형태에 있어, 채널이 구비된 도체(72)는 절연되고 채널이 구비된 도체(80)를 형성하기 위해 절연체(78)에 의해 둘러싸여 있다. 개개의 절연 도체는 연선을 형성하기 위해 함께 꼬일 수 있다. 또한 연선은 다중쌍 케이블을 형성하기 위해 함께 꼬일 수 있다. 복수개의 연선이 케이블에 이용될 수 있다.
필수적인 것은 아니지만, 하나 또는 그 이상의 채널(74)은 일반적으로 전선의 길이방향 축(longitudinal axis)에 평행하다. 도체(72)의 외부 주변부 표면(76)에 배열된 복수개의 채널(74)과 함께 일련의 마루(ridge)(82)와 골(trough)(84)이 도체에 형성되어 있다.
도 7을 참조하면, 필수적인 것은 아니지만, 채널이 구비된 도체(72)가 채널이 구비된 절연체(78)와 결합될 수 있을 것이다. 채널이 구비된 절연체(78)의 레그(86)는 마루(ridge)(82)에서 채널이 구비된 도체(72)와 접촉하는 것이 바람직하다. 이러한 배열은 절연체(78)의 채널(88)과 도체의 채널(74)을 효과적으로 결합하여 상당히 큰 채널을 형성한다. 이 큰 채널은 채널이 구비된 절연체와 채널이 구비된 도체, 각각에 의한 향상을 넘어서는 전선을 향상시키는 상승효과를 이루어낼 수 있다.
채널이 구비된 도체(channeled conductor)는 평탄한 도체(smooth conductor)에 비해 두가지 커다란 이점을 가진다. 첫째, 도체의 전체 직경을 증가시키지 않고도 도체의 표면적이 증가된다. 증가된 표면적은 신호가 도체의 외부 주변부 표면 또는 근처에서 이동하는 표면 효과 때문에 중요하다. 도체의 표면적을 넓힘으로써 도체의 크기는 동일하게 유지되면서도 신호가 더 큰 면적에서 이동할 수 있다. 평탄한 도체에 비해 채널이 구비된 도체에서 더 많은 신호가 이동할 수 있다. 바꿔말하면, 채널이 구비된 도체가 평탄한 도체에 비해 데이터를 전송하는 데 더 많은 용량을 가진다. 둘째, 도체의 채널에서 공기나 다른 낮은 유전상수의 물질을 사용하면 채널이 구비된 도체를 포함한 전선의 전체 유전상수를 줄인다. 체널이 구비된 절연체에 대한 앞선 논의와 같이, 전선의 낮은 유전상수는 신호 속도, 낮은 감쇠율과 지연 스큐를 포함하는 여러가지 이유에서 유리하다. 더 나아가, 도체의 채널에서 공기와 같은 낮은 유전상수의 물질을 사용함으로써 신호 이동시 표면 효과를 향상시킬 수 있다. 이것은 신호가 더 빨리 이동하고 감쇠율이 더 작음을 의미한다. 정리하면, 평탄한 도체에 대한 채널이 구비된 도체의 두가지 이득은 더 많은 용량과 빠른 신호 속도의 전선을 만든다.
채널이 구비된 도체는 채널이 없는 또는 평탄한 도체에 비교할 때 정해진 양의 출발물질로부터 더 긴 길이의 채널이 구비된 도체를 제조할 수 있기 때문에 재료비의 절약과 같은 부수적 이득을 가진다. 채널의 수와 단면적은 궁극적으로 재료비의 절감정도를 결정할 것이다.
외부 자켓(20)은 연선에 형성될 수 있고, 마찬가지로 어떤 전통적인 공정에 의해서 박이 입혀진 차폐물이 형성될 수 있다. 외부 자켓을 형성하기 위해 사용되었던 일반적인 공정의 예들은 사출성형(injection molding)과 압출성형(extrusion molding)을 포함한다. 자켓은 플루오르폴리머, PVC(polyvinylchloride), 또는 통신용 케이블 용도로 적합한 PVC 대용물과 같은 플라스틱 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
앞에서 제시된 바와 같이 본 발명의 전선은 최소화된 유전상수를 가지도록 디자인된다. 채널이 구비된 절연체와 도체의 사용에 더하여, 최소화된 유전상수의 전선은 향상된 격리된 코어(isolated core)의 사용으로 이루어질 수 있다. 도 6을 참조하면, 절연체와 도체처럼 전선은 채널(52)을 포함하는 외부 자켓(50)을 포함할 수 있다. 이 본 발명의 특별한 형태에 있어, 채널이 구비된 자켓(50)은 격리된 코어(56)를 형성하기 위해 코어 요소(core element)(54)를 둘러싼다. 코어 요소는 적어도 하나의 절연 도체이고, 보통 코어 요소는 복수개의 연선을 포함한다. 게다가 코어 요소는 앞서 논의된 도체, 절연체, 차폐물(shielding), 격리물(separator)의 어떤 조합도 포함할 수 있다. 예를 들어 도 6은 네 개의 연선(58,60,62,64)들이 서로 꼬이고, 채널이 구비된 자켓(50)에 의해 둘러싸인 격리된 코어(56)를 보여준다.
일반적으로 채널이 구비된 절연체의 화학적, 구조적 이득에 관한 앞선 논의는 또한 채널이 구비된 자켓에도 관계된다. 즉 낮은 유전상수를 가진 자켓이 낮은 유전상수를 가진 절연체가 바람직한 것과 마찬가지 이유로 바람직하다. 자켓의 낮은 유전상수는 채널이 구비된 절연체처럼 전선에 비슷하게 유리한 물리적, 전기적, 전송(transmission) 특성을 부여한다. 예를 들어, 자켓의 채널은 자켓의 전체 유전상수를 낮추고, 이것은 전체적으로 자켓이 구비된 전선의 신호 속도를 증가시키고 감쇠율을 감소시킨다. 마찬가지로 자켓의 손실 계수(dissipation factor)도 채널의 사용으로 상당히 줄어들고, 따라서 코어 요소 주위의 신호 속도를 증가시킨다. 코어 요소에서 떨어진 곳의 신호 속도는 그 정도로 증가하지 않아서, 전선이 내부 신호 속도와 외부 신호 속도의 두가지 다른 신호 속도를 가지게 된다. 신호 속도의 차이가 상당할 수 있어서, 내부 신호 속도는 외부 신호 속도보다 약 2% 정도 더 빠를 수 있을 것이다. 바람직하게는 신호 속도의 차이는 약 5%, 10% 또는 그 이상의 정도이다. 바꿔 말하면, 채널이 구비된 자켓은 다른 유전상수와 따라서 다른 신호 속도를 가진 동심부를 가지므로 하나 이상의 유전상수를 가질 수 있다. 자켓에서 관찰되는 속도 차이에 더하여, 신호 속도의 차이는 채널이 구비된 절연체의 내부와 외부 사이에서 또한 관찰될 수 있다.
자켓이나 절연체의 손실 계수는 내부 부분과 외부 부분의 물질의 합성 밀도(composite density)를 선택함으로써 조절될 수 있을 것이다. 이름이 말하는 바와 같이, 합성 밀도는 주어진 물질의 부피에 대한, 절연체나 자켓 물질의 무게이다. 더 낮은 합성 밀도를 가진 물질은 더 높은 합성 밀도를 가진 물질에 비해 더 낮은 손실 계수를 가질 것이다. 예를 들어 공기를 포함하는 채널이 구비된 자켓은 채널이 없는 자켓보다 더 낮은 합성 밀도를 가질 것이다. 채널이 구비된 자켓에서, 자켓 물질의 상당 부분이 더 가벼운 공기로 대체되고, 따라서 자켓의 합성 밀도를 감소시키며, 자켓의 손실 계수를 감소시킨다. 합성 밀도의 차이는 자켓이나 절연체의 채널외의 다른 수단으로 이루어 질 수 있다.
채널이 구비된 절연체에 있어서, 전선의 물리적 무결성을 유지하면서, 자켓에서 채널의 단면적을 최대화하고, 자켓의 레그가 코어 요소에서 차지하는 면적을 최소화하는 것이 바람직하다. 화재 보호와 경제적 이점도 또한 채널이 없는 자켓에 비해 채널이 구비된 자켓에서 보여진다.
바람직하게 특성이 균형을 이룬 전선에서, 채널이 구비된 자켓은 복수개의 채널을 가지고, 채널 중 어느 것도 자켓의 단면적의 약 30 %를 넘지 않는다. 더 나아가 바람직한 채널은 적어도 2.0 * 10-5 인치2의 단면적을 가진다. 유용한 전선은 약 0.25 인치 보다 작은 격리된 코어 직경을 가지고, 바람직한 채널을 구비한 자켓의 두께는 약 0.03 인치보다 작아야 한다.
본 발명의 바람직한 형태에 있어, 전선은 하나 또는 그 이상의 채널을 가진 구성요소를 가지며, 따라서 전선은 채널이 구비된 도체, 채널이 구비된 절연체 또는 채널이 구비된 자켓을 가진다. 가장 바람직한 형태에 있어, 전선은 도체, 절연체, 자켓의 세가지 모두가 채널을 구비한 실시예를 포함하여 채널이 구비된 구성요소의 조합을 포함한다. 채널이 구비된 구성요소가 조합되어 사용될 때, 전선은 채널이 없는 전선에 비교해 상당히 작은 유전상수를 가지게 된다.
본 발명은 또한 채널이 구비된 절연체를 가진 전선을 제조하는 방법과 제조장치를 포함한다. 절연체는 바람직하게 전통적인 압출 공정을 이용하여 도체에 압출되며, 다른 제조 공정도 가능하다. 일반적인 절연체 압출 제조장치에 있어서, 압출기의 크로스헤드(crosshead)에 도달할 때, 절연 물질은 완전한 고체 상태도 완전한 액체 상태도 아닌, 플라스틱 상태에 있다. 크로스헤드(crosshead)는 내부 직경과 압출된 절연체의 물리적 형태를 정의하는 팁(tip)을 포함한다. 또한 크로스헤드(crosshead)는 압출된 절연체의 외부 직경을 정의하는 다이(die)를 포함한다. 팁(tip)과 다이(die)는 함께 도체 주위에 절연 물질을 배치하는 것을 돕는다. 알려진 팁(tip)과 다이(die)의 조합은 순수한 실린더인 팁(tip)의 단면에 단지 상대적으로 동일한 두께를 가진 절연 물질을 제공한다. 알려진 팁(tip)과 다이(die)의 조합의 목적은 동일하고 일정한 두께를 가진 절연체를 제공하는 것이다. 본 발명에 있어, 팁(tip)은 예를 들어 채널과 같은 내부 물리적 형태를 가진 절연체를 제공한다. 반면에 다이(die)는 상대적으로 일정한 외부 직경의 절연체를 제공할 것이다. 본 발명의 팁(tip)과 다이(die) 조합은 함께 여러가지 두께의 절연체를 제공할 것이다.
도 2에 나타난 절연체(14)는 도 4에 나타난 압출 팁(30)의 사용을 통해 만들어진다. 팁(30)은 압출 과정 동안 도체가 들어갈 보어(bore)(32)를 포함한다. 팁(30)의 랜드(land)(34)는 여러개의 홈(groove)(36)을 포함한다. 압출 과정에서 팁(30)은 다이와 조합하여 도체(12)에 적용될 수 있는 절연체(14)를 만든다. 특별히 이 실시예에서 랜드(34)의 홈(36)은 레그(18)가 도체(12)에 접촉하도록 절연체(14)의 레그(18)를 생성하거나 채널이 없는 절연체의 층을 생성한다. 랜드(34)의 홈(36)사이의 돌출부(prominence)(38)는 절연 물질을 효과적으로 차단하여, 압출되었을때 절연 물질에 채널(16)을 생성한다.
도 3에 나타난 절연체(14')는 도 5에 나타난 압출 팁의 사용을 통해 만들어진다. 팁(30')은 압출 과정 동안 도체가 들어갈 보어(bore)(32)를 포함한다. 도 4에서의 팁과 같이, 팁(30')의 랜드(34)는 돌출부(prominence)(38')에 의해 분리된 수개의 홈(groove)(36')을 포함한다. 이 실시예에서 홈(36')은 오목하고, 돌출부(38')는 평평하다. 종합하면 랜드(34)의 홈(36')과 돌출부(38')는 절연체의 볼록한 레그(18')와 평평한 채널(16')를 형성한다. 게다가 팁(30')은 또한 랜드(34)로 부터 떨어진 수개의 막대(rod)(40)를 포함한다. 막대(40)는 돌출부(38')와 비슷하게 동작하고 효과적으로 절연 물질을 차단하여, 도 3에 보여진 것과 같이 절연체(14')로 둘러싸인 긴 채널(22)을 생성한다.
앞에서 논의된 저렴한 가격, 무게, 크기, 성능 향상의 제공에 더하여, 전선(10)의 또다른 이점이 있다. 본 발명의 전선은 또한 종래 기술의 전선에 비교할 때 높은 온도 저항력(temperature resistance)을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 전선은 고온의 환경에서 사용되거나 도체 자체가 동작 중에 상당한 열을 생성하는 경우에도 향상된 성능을 제공한다. 이러한 경우가 대부분의 통신용 전선에 있어서는 일상적이지 않지만, 내연기관의 환경이나 그럼에도 불구하고 절연체가 요구되는 고전류 조건 하에서 사용되는 다른 종류의 전선에 있어서는 중요한 문제이다. 공기와 같은 가스를 포함하는 채널의 사용은 도체의 열손실(heat dissipation)을 향상시키고, 또한 향상된 열 저항(thermal resistance)을 전체 전선에 제공한다.
더 나아가 본 발명의 또다른 이점은 뒤틀림(kinking)이나 잠재적인 전선의 손상을 피하면서 전선이 점점 더 유연하게 하는 향상된 전선 유연성(wire flexibility)을 제공하는 것이다. 나아가 절연체와 도체 사이에 배치된, 가스가 채워진 채널의 존재는 향상된 스트립성(stripability)를 제공한다. 그러므로 전선이 전선 너트(wire nut)과 같은 접속 요소에 결합될 때 절연체는 밑에 있는 도체를 드러내기 위해 전선의 한쪽 끝으로부터 쉽게 분리될 수 있다.
발명이 어떤 특정한 실시예와 연관해서 특정하게 설명되었지만, 이것은 설명을 위해서이고 제한을 위해서가 아니며, 첨부된 청구항의 범위는 종래기술이 허용하는 한 넓게 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 길이방향 축(longitudinal axis)으로 늘어나는 도체;
    상기 도체를 둘러싸고 있는 절연체; 및
    절연 도체를 형성하기 위한 길이방향 축으로 일반적으로 늘어나는 적어도 하나의 제 1 채널을 포함하고,
    상기 도체의 외부 주변부 표면(outer peripheral surface)이 상기 적어도 하나의 제 1 채널의 한 면을 형성하고,
    상기 채널이 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 채널의 적어도 한 부분은 절연체 속에 있는 것을 특징으로 하는 전선.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 채널의 적어도 한 부분은 도체 속에 있는 것을 특징으로 하는 전선.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체의 외부 주변부 표면은 상기 적어도 하나의 제 1 채널의 한 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전선.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 상기 도체와 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 전선.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 상기 절연체의 유전상수(dielectric constant)와 다른 유전상수를 갖는 것을 특징으로 하는 전선.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 채널이 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 닫힌 셀 가스 포켓(closed-cell gas pocket)과 관계가 없는 것을 특징으로 하는 전선.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 대략 1의 유전상수를 갖는 것을 특징으로 하는 전선.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 도체는 대략 2 이하의 전체의 유전상수를 갖는 것을 특징으로 하는 전선.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체는 복수개의 제 1 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 전선.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 제 1 채널중 어느 것도 상기 절연체의 단면적의 약 30 % 이상의 단면적을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 전선.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체는 상기 적어도 하나의 제 1 채널로 부터 격리된 적어도 하나의 제 2 채널을 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전선.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체를 둘러싸는 외부 자켓(outer jacket)을 더 포함하는 것으로 특징으로 하는 전선.
  15. 제 1 항에 있어서,
    두개의 상기 절연 도체들은 연선(twisted pair)을 형성하기 위해 서로 꼬인 것을 특징으로 하는 전선.
  16. 제 15 항에 있어서,
    둘 사이의 지연 스큐(delay skew)를 줄이기 위해 연선중 첫번째의 채널 단면적은 연선 중 두번째의 채널 단면적과 다른 것을 특징으로 하는 전선.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 절연 도체들 사이의 지연 스큐는 15 ns 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 전선.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체는 고체 구리(solid copper)인 것을 특징으로 하는 전선.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체와 상기 절연체 사이에 위치하는 제 2 절연체를 더 포함하고,
    상기 제 2 절연체의 외부 주변부 표면이 상기 적어도 하나의 제 1 채널의 한 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전선.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 도체는 NFPA 255, NFPA 259, NFPA 262 또는 그 조합으로 구성된 군에서 선택된 시험을 통과하는 것을 특징으로 하는 전선.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 도체는 절연체 내에 채널이 없는 절연 도체와 비교하여, UL 910 스타이너 터널 시험(Steiner Tunnel test)에 따라 연소될 때 최소한 10 % 적은 연기를 생성하는 것을 특징으로 하는 전선.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 도체는 절연체 내에 채널이 없는 절연 도체와 비교하여, UL 910 스타이너 터널 시험에 따라 연소될 때 최소한 10 % 느린 속도로 화염이 확산되는 것을 특징으로 하는 전선.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 채널의 모양이 사각형, 사다리꼴 및 아치형으로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 전선.
  24. 길이를 가지는 도체; 및
    상기 도체를 감싸고 있고, 상기 도체와 같은 길이를 가지는 절연체를 포함하고,
    상기 도체의 길이방향으로 일반적으로 늘어나는 적어도 하나의 제 1 채널을 포함하고,
    상기 도체의 외부 주변부 표면은 상기 적어도 하나의 제 1 채널의 한 면을 형성하며, 상기 채널 물질은 상기 도체와 인접하는 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 도체.
  25. 복수의 연선을 포함하고 데이터와 다른 신호들을 전송하기 위한 통신용 전선에 있어서,
    상기 연선 각각은
    길이방향 축으로 늘어나는 도체;
    상기 도체를 둘러싸는 절연체; 및
    절연 도체를 형성하기 위한 길이방향 축으로 일반적으로 늘어나는 상기 절연체 내의 적어도 하나의 제 1 채널을 포함하고,
    상기 도체의 외부 주변부 표면은 상기 적어도 하나의 제 1 채널의 한 면을 형성하며,
    상기 연선 중 첫번째의 채널 단면적은 상기 연선들 간의 지연 스큐를 줄이기 위해 상기 연선 중 두번째의 채널 단면적과 다른 것을 특징으로 하는 통신용 전선.
  26. 길이방향 축으로 늘어나고, 길이방향 축으로 일반적으로 늘어나는 적어도 하나의 제 1 채널을 포함하는 구성요소를 포함하고,
    상기 채널이 구비된 구성요소가 절연체로 구성되고, 도체의 외부 주변부 표면이 상기 적어도 하나의 제 1 채널의 한 면을 형성하는 조건하에서,
    가스를 포함하는 채널이 구비된 구성요소를 형성하기 위해 상기 구성요소가 도체, 절연체, 자켓 또는 그 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전선.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 채널이 구비된 구성요소는 적어도 하나의 채널이 구비된 자켓(channeled jacket)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전선.
  28. 제 27 항에 있어서,
    길이방향 축으로 늘어나는 코어 요소(core element)를 더 포함하고,
    상기 채널이 구비된 자켓은 격리된 코어(isolated core)를 형성하기 위해 상기 코어 요소를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전선.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 코어 요소는 구리 도체, 광섬유 도체, 절연 도체, 연선, 차폐물(shield), 격리물(separator) 및 그 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전선.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 코어 요소는 채널이 구비된 절연체, 채널이 구비된 도체 또는 그 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 전선.
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