KR20070028647A

KR20070028647A - 내부에 세퍼레이터와 스페이서가 일체화된 통신용 케이블

Info

Publication number: KR20070028647A
Application number: KR1020050080151A
Authority: KR
Inventors: 박찬용; 백종섭; 남기준; 동우용
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-13
Also published as: KR100782229B1; WO2007026994A1; US20070044994A1

Abstract

본 발명은 통신용 케이블에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 통신용 케이블은 케이블 내부에 내부간섭을 방지하기 위하여 마련되는 세퍼레이터와 상기 세퍼레이터가 외부자켓과 만나는 면에 세퍼레이터와 일체화되어 설치되는 적어도 하나 이상의 스페이서를 구비한다. 상기 스페이서를 구비함으로써 케이블의 외부에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부로 인하여 케이블 내부의 전송선을 근접하는 외부케이블로부터 이격시킬 수 있다. 이로써, 케이블에 고주파 신호 전송시 타 케이블의 근접으로 인하여 발생하는 외계간섭을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 세퍼레이터와 스페이서를 일체화함으로써 페어유닛의 눌림 현상을 억제할 수 있으며, 따라서 전송특성을 안정적으로 확보할 수 있고, 공정감소, 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.

통신용, 케이블, UTP, 세퍼레이터, 스페이서, 이격구조물, 외계간섭

Description

내부에 세퍼레이터와 스페이서가 일체화된 통신용 케이블{Cable for telecommunication having spacer combined with separator therein}

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.

도 1은 종래기술에 따른 통신용 케이블(UTP)의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신용 케이블의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 변형예에 따라 통신용 케이블에 종입되는 세퍼레이터와 스페이서의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 통신용 케이블의 사진이다.

도 5는 종래기술 비교예에 따라 제조된 통신용 케이블의 외계간섭(Alien Crosstalk)을 측정한 그래프이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 통신용 케이블의 외계간섭(Alien Crosstalk)을 측정한 그래프이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

20...페어유닛 21...도선 30...세퍼레이터

40...스페이서 41...돌출부 50...외부자켓

본 발명은 통신용 케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 근접한 케이블로부터 외계간섭을 방지할 수 있는 통신용 케이블에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 통신용 케이블은 LAN, IBS의 대용량 데이터 전송에 사용되며 주파수 기준에 따라 Category 5(100MHz), Category 6(200MHz), Category 7(600MHz)로 구분되고, 차폐여부 기준에 따라 UTP(Unshieled Twisted Paired) 케이블, FTP(Foiled Twisted Paired) 케이블, STP(Shielded Twisted Paired) 케이블로 구분된다.

일반적으로 UTP 케이블은 약 100Mbps의 속도로 신호를 전송한다. UTP 케이블을 통해 전송되는 신호의 속도를 1Gbps 이상으로 높이기 위해서는 사용주파수를 약 100MHz 이상으로 올려야 한다. 그러나, 신호를 고속으로 전송하기 위하여 사용주파수를 증가시킬 경우, UTP 케이블 내부의 각 페어유닛 사이에 내부간섭이 발생하였다. 이러한 UTP 케이블 내부의 페어유닛 사이의 내부간섭을 방지하기 위하여 페어유닛 사이에 차폐막을 형성하는 케이블이 제시되었으나(예컨대, 대한민국 특허공고 제 0330921호), 고주파 신호를 전송하는 인근케이블에서 전자기파가 발생됨에 따라 외계간섭(Alien Crosstalk)이 발생하였다.

외계간섭을 차단하기 위하여 금속박막의 차폐부재가 귄취되는 STP 케이블이나 FTP 케비블이 사용되고 있으나, STP 케이블이나 FTP 케이블이 사용되는 차폐부재의 밀도가 커서 케이블의 무게가 증가하고, 유연성이 나쁘다. 또한, STP 케이블이나 FTP 케이블을 제조하기 위해서 차폐부재를 케이블 내부에 삽입하기 위한 공정이 추가되므로 케이블 제조공정이 복잡하게 되어 가공이 용이하지 않다.

나아가, 대부분의 유선네트워크 망이 UTP 케이블로 형성되어 있고, 기술인력의 95%이상이 UTP 케이블 네트워크 기술을 보유/연구하고 있다. 따라서, 외계간섭으로부터 고주파 신호를 안정적으로 전송하기 위하여 UTP케이블을 STP 케이블이나 FTP 케이블로 대체하여 사용하기는 힘들고, 외계간섭을 차단할 수 있는 UTP 케이블을 이용하여 고주파 신호를 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 착안한 것으로 근접한 케이블로부터의 외계간섭(Alien Corsstalk)을 방지할 수 있는 통신용 케이블 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 통신용 케이블은 시스 내부에 절연피복된 적어도 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 있는 적어도 둘 이상의 페어유닛; 상기 페어유닛을 상호 이격시키는 격벽을 가지는 세퍼레이터; 상기 세퍼레이터와 일체형으로 형성되며, 세퍼레이터 격벽 단부에 돌출되어 형성된 적어도 하나 이상의 스페이서; 및 상기 세퍼레이터로 격리된 상기 페어유닛과 상기 세 퍼레이터를 감싸며 상기 스페이서를 따라 돌출된 돌출부를 가지는 외부자켓;을 구비한다.

상기 스페이서의 단면직경 또는 높이는 1.0~3.0mm을 유지하는 것이 바람직하다.

상기 스페이서에 의해 형성되는 외부자켓의 돌출부의 피치는 30~120mm 범위를 유지하는 것이 더욱 바람직하다.

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.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신용 케이블의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통신용 케이블은 절연피복된 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 있는 4개의 페어유닛(20), 각각의 페어유닛(20)을 격리하고 이격시키는 세퍼레이터(30), 페어유닛(20)과 세퍼레이터(30)를 감싸는 외부자켓(50), 세퍼레이터(30)의 격벽 단부와 일체화되어 상기 외부자켓(50)의 일부분을 외 부로 돌출시키는 스페이서(40)를 구비한다.

페어유닛(20)은 도체에 절연체가 피복되어 전기적 신호로 변환된 데이터의 전송이 가능하도록 구비되는 도선(21)이 적어도 두개 이상 꼬아져 형성된다. 이때, 복수의 페어유닛(20)의 피치가 동일하거나 유사할 경우에 케이블내 페어간 내부간섭이 쉽게 발생하므로 각각의 페어유닛(20)의 피치는 서로 다르게 조절되는 것이 바람직하다. 여기서, 페어유닛(20)의 피치가 7.0mm 이하일 경우에는 도선의 길이가 증가하여 데이터 손실이 급증하고, 30mm 이상일 경우에는 구조가 안정적이지 못하여 형체를 유지하기 어렵다. 따라서, 페어유닛(20)의 피치는 7.0~30mm를 유지하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게 페어유닛(20)의 피치는 8.0~13mm로 설정될 수 있다. 여기서, 케이블에 구비되는 페어유닛(20)의 수는 이러한 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

세퍼레이터(30)는 페어유닛(20) 사이의 내부간섭을 방지하기 위하여 페어유닛(20) 사이를 가로막도록 상호 교차하는 격벽이 구비된 구조를 갖는다. 또한, 세퍼레이터(30)는 길이 방향으로 소정의 피치를 가지고 꼬여져 배치될 수 있다.

세퍼레이터(30)의 격벽 단부(즉, 격벽이 외부자켓과 만나는 면)에는 스페이서(40)가 세퍼레이터(30)와 일체화되어 구비된다. 스페이서(40)가 구비됨에 따라, 외부자켓(50)의 외부에 연속으로 돌출부(41)가 형성되고, 세퍼레이터(30)가 나선형으로 꼬여 배치됨에 따라 돌출부(41)가 소정의 피치를 유지하며 나선형으로 형성된다(도 4 참조). 돌출부(41)가 소정의 피치마다 형성됨에 따라, 케이블은 인접하는 다른 케이블에 대해 소정의 이격거리를 유지할 수 있게된다. 따라서, 통신 케이블 의 인접으로 인해 발생하는 외계간섭을 방지할 수 있다.

여기서, 스페이서(40)의 직경 또는 높이(스페이서(40)가 외부자켓과 만나는 지점과 세퍼레이터(30)의 단부 사이의 거리)가 1.0mm 이하일 경우에는 이격거리가 충분하지 못하여 케이블간의 외계간섭이 발생하고, 3.0mm 이상일 경우에는 이격거리는 충분하지만 자재의 소모량이 불필요하게 많아지므로 케이블의 무게가 무거워진다. 따라서, 스페이서(40)의 높이 또는 직경은 1.0~3.0mm를 가지는 것이 바람직하다.

세퍼레이터(30)와 스페이서(40)가 케이블 내부에 분리되어 삽입되는 경우, 페어유닛(20)의 눌림 현상이 발생 될 수 있다. 따라서, 세퍼레이터(30)와 스페이서(40)를 일체형으로 구비함으로써, 제조시 발생하는 페어유닛(20)의 눌림 현상을 방지하여 안정적인 전송특성을 확보할 수 있다. 또한, 케이블 제조시 세퍼레이터(30)와 스페이서(40)를 동시에 압출 가능하므로 제조 공정을 단순화 시킬수 있고, 제조 원가절감 할 수 있다.

한편, 스페이서(40)를 통해 형성되는 돌출부(41)가 소정의 피치를 형성함에 있어서, 세퍼레이터(30)의 격벽 사이에 형성되는 공간에 페어유닛(20)을 하나씩 넣은 상태로 꼬임처리 한 후 외부자켓(50)을 피복하는 것이 바람직하다.

비록 본 발명에서 외부자켓(50)을 피복하기 전에 페어유닛(20), 세퍼레이터(30) 및 스페이서(40)를 꼬임처리하는 것을 예시하였으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니며, 예컨대, 세퍼레이터(30)의 격벽 사이에 형성되는 공간에 페어유닛(20)을 하나씩 넣은 상태로 외부자켓(50)을 피복하여 소정의 피치로 꼬임처리할 수도 있다.

한편, 나선형으로 꼬인 세퍼레이터(30)와 스페이서(40)에 의해 형성되는 돌출부(41)의 피치가 120mm를 초과할 경우에는 피치사이의 공간이 넓어지므로 이웃한 케이블이 접촉할 수 있어 외계간섭이 발생하기 쉽고, 30mm이하로 유지될 경우 이격거리는 안정적으로 유지되나 자재소모량이 많고 케이블의 무게도 무거워진다. 이에 따라 돌출부(41)의 피치는 30~120mm를 유지하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50~80mm로 설정될 수 있다.

본 발명에서 스페이서(40)를 도 2에 도시된 것으로 한정하는 것은 아니며, 도 3a 내지 도 3d에 예시된 바와 같이 스페이서(40)의 모양과 수는 다양하게 변형되어 사용될 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서 세퍼레이터(30)는 격벽이 4개인 세퍼레이터(30)를 예를 들어 설명하였으나, 격벽의 수는 다양하게 변형 가능하다. 요컨대, 세퍼레이터(30)는 그 단면구조가 복수개의 페어유닛(20) 상호간을 이격시킬 수 있는 구조이면 된다.

그러면, 아래의 시험예를 통하여, 본 발명에 따른 통신용 케이블이 고속의 데이터 전송환경에서 외계간섭을 차단할 수 있음을 살펴본다.

비교예

비교예에 사용되는 케이블은 종래기술에 따라 제조되는 Cat.6 제품(도 1참조)을 이용하였으며, 두 개의 도선(11)이 나선형으로 꼬여져 있는 4개의 페어유닛(1), 각각의 페어유닛(1)을 격리시키는 세퍼레이터(2), 페어유닛(1)과 상기 세퍼레 이터(2)를 감싸는 외부자켓(3)을 구비한다. 4개의 페어유닛(2)의 꼬임에 의한 피치는 18mm 이하로 이루어지며, 외부자켓(3)은 두께 0.6mm의 폴리염화비닐(PVC)로 이루어진다. 또한, 비교예 1에 사용되는 케이블에는 어떠한 구조물도 설치 되지 않았다.

상기와 같이 종래기술에 따라 제조된 케이블을 이용하여, IEEE 802.3의 draft 규격에 따라 100m의 케이블에 1MHz~500MHz 주파수를 변화시키면서 신호를 전송하고, 여기서 외계간섭으로 발생하는 데이터 손실을 측정하였다. 상기 측정 결과는 도 5에 도시된다. 도 5에서 실선으로 표시된 것이 IEEE 802.3의 draft 규격에서 제시하는 외계간섭 기준이고, 파형으로 표시된 것이 본 비교예의 측정 결과이다.

실시예

본 발명의 실시예에 사용되는 케이블(도 2 참조)은 두 개의 도선(21)이 나선형으로 꼬여져 있는 4개의 페어유닛(20), 각각의 페어유닛(20)을 격리시키는 세퍼레이터(30), 페어유닛(20)과 세퍼레이터(30)를 감싸는 외부자켓(50), 세퍼레이터(30)의 격벽 단부와 일체화되어 상기 외부자켓(50)의 일부분을 외부로 돌출시키는 스페이서(40)를 구비한다. 4개의 페어유닛(20)의 피치는 8.0~13mm 범위에서 모두 다르게 조절되고, 세퍼레이터(30)의 일단에 원형의 스페이서(40) 한개가 일체형으로 연결되어 있으며, 스페이서(40)의 직경은 2mm로 이루어진다. 일체형으로 제조되는 세퍼레이터(30)와 스페이서(40)는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 이루어지고, 외부자켓(50)은 두께 0.8mm의 폴리염화비닐(PVC)로 이루어진다.

상기와 같이 본 발명에 따라 제조된 케이블을 이용하여, IEEE 802.3의 draft 규격에 따라 100m의 케이블에 1MHz~500MHz 주파수를 변화시키면서 신호를 전송하고, 여기서 외계간섭으로 발생하는 데이터 손실을 측정하였다. 상기 측정 결과는 도 6에 도시된다. 도 6에서 실선으로 표시된 것이 IEEE 802.3의 draft 규격에서 제시하는 외계간섭 기준이고, 파형으로 표시된 것이 본 실시예의 측정 결과이다.

도 5를 참조하면, 비교예에서 종래기술에 의해 제조된 케이블은 정합 임피던스(Fitted Impedence), 반사손실(Return Loss), 감쇠(Attenuation), NEXT(Near End CrossTalk), FEXT(Far End CrossTalk), ELFEXT(Equal Level Far End CrossTalk) 전 항목을 합격하였으나, 케이블간 외계간섭을 측정한 실험에서 최소 마진(Worst Margin)이 -9.0dB수준으로 규격치를 훨씬 미달하는 결과를 보였다. 반면, 도 6을 참조하면, 실시예에서 본 발명에 의해 제조된 케이블은 정합 임피던스(Fitted Impedence), 반사손실(Return Loss), 감쇠(Attenuation), NEXT(Near End CrossTalk), FEXT(Far End CrossTalk), ELFEXT(Equal Level Far End CrossTalk) 전 항목을 합격하였고, 외계간섭을 측정한 실험에서도 최소마진이 7.0dB수준으로 규격치를 훨씬 상회하는 결과를 보였다.

따라서, 스페이서(40)를 통해 케이블이 소정의 이격거리를 유지할 수 있어 서로 영향을 미치지 않고, 외계간섭의 발생을 방지할 수 있다.

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. 예컨대, 상술한 실시예에서 스페 이서를 구비한 세퍼레이터(30)는 UTP 케이블에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만, FTP 케이블이나 STP 케이블에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 통신용 케이블에 따르면, 케이블 내부의 전송선을 근접하는 외부케이블로부터 이격시킬 수 있어 고주파 신호의 전송시 발생하는 외계간섭을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 세퍼레이터와 스페이서를 일체화함으로써 페어유닛의 눌림 현상을 억제할 수 있으며, 따라서 전송특성을 안정적으로 확보할 수 있고, 공정감소, 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

시스 내부에 절연피복된 적어도 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 있는 적어도 둘 이상의 페어유닛;

상기 페어유닛을 상호 이격시키는 격벽을 가지는 세퍼레이터;

상기 세퍼레이터와 일체형으로 형성되며, 세퍼레이터 격벽 단부에 돌출되어 형성된 적어도 하나 이상의 스페이서;

상기 세퍼레이터로 격리된 상기 페어유닛과 상기 세퍼레이터를 감싸며 상기 스페이서를 따라 돌출된 돌출부를 가지는 외부자켓;을 포함하는 통신용 케이블.
제 1항에 있어서,

상기 스페이서의 단면 직경 또는 높이는 1.0~3.0mm인 것을 특징으로 하는 통신용 케이블.
제 1항에 있어서,

상기 스페이서에 의해 형성되는 외부자켓의 돌출부의 피치는 30~120mm 범위를 유지하는 것을 특징으로 하는 통신용 케이블.
제 1항에 있어서,

상기 세퍼레이터는 방사형인 것을 특징으로 하는 통신용 케이블.
제 1항에 있어서,

상기 돌출부는 길이방향으로 나선형인 것을 특징으로 하는 통신용 케이블.
제 1항에 있어서,

상기 적어도 둘 이상의 페어유닛에 실장되는 상기 도선의 꼬인 피치는 서로 다른 피치로 꼬여지는 것을 특징으로 하는 통신용 케이블.
제 6항에 있어서,

상기 도선의 꼬인 피치는 7.0~30mm 범위인 것을 특징으로 하는 통신용 케이블.