KR20110082341A - 통신용 데이터 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신용 데이터 케이블에 관한 것으로, 근접한 케이블에 의하여 발생하는 외계간섭을 방지할 수 있도록 1차 외부자켓의 외측에 일정간격을 띄워 2차 외부자켓을 구비하도록 하며, 이러한 1차 외부자켓과 2차 외부자켓이 일정간격을 유지할 수 있도록 스페이서를 구비함으로써 외계 간섭에 따른 문제점들을 해소하도록 한 통신용 데이터 케이블을 제공하고, 또한, 이렇게 1차 외부자켓과 2차 외부자켓을 따로 가져감으로써 1차 외부자켓에 기존 자켓 재질에 전도성 입자를 첨가한 재질을 사용할 수 있는 잇점을 가지게 되어 한 층 더 외계 간섭을 줄여주는 고속 통신용 데이터 케이블을 만드는 데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
통신용 데이터 케이블에 있어서, 절연피복된 적어도 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 하나의 페어유닛을 구성하고, 상기 페어유닛이 적어도 둘 이상이 구비되어 그 외부에 1차 외부자켓이 씌워지며, 상기 1차 외부자켓의 외측으로 2차 외부자켓이 씌워지되, 1차 외부자켓과 2차 외부자켓은 복수개의 스페이서에 의해 일정간격이 유지하도록 구성된다. 물론 이때 1차 외부자켓과 2차 외부자켓의 재질을 달리 가져갈 수 있다. 또한, 상기 복수개의 페어유닛을 각각 상호간 격리시키도록 페어유닛 사이에 차폐막이 더 구비된다.

Description

통신용 데이터 케이블{Data communication cable}

본 발명은 통신용 데이터 케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파의 신호 전송에 따라 발생하는 외부간섭(Alien Crosstalk) 현상을 방지할 수 있는 통신용 데이터 케이블에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 통신용 데이터 케이블은 통상 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블이라고 명칭되는 비차폐 케이블이 많이 이용되고 있다.

UTP 케이블은 신호전송능력에 따라 카테고리(Category)라는 식별기호와 숫자에 의해 구분되며, 본 숫자가 클수록 높은 전송특성을 가진 통신용 케이블로 분류되는데, 그 카테고리에 따라 카테고리 3, 카테고리 4, 카테고리 5, 카테고리 5e, 카테고리 6으로 나누어진다.

카테고리 3의 경우 16MHz, 카테고리 4의 경우 20MHz, 카테고리 5 및 5e의 경우 100MHz, 카테고리 6의 경우 250MHz의 신호 전송능력을 가지고 있으며, 이러한 카테고리의 숫자가 클수록 높은 변조 주파수를 사용할 수가 있다.

도1은 일반적인 UTP 케이블 단면을 보인 도로서, 피복(102)이 입혀진 2개의 구리도선(101,103)에 각각 피복(102,104)을 입힌 다음 이를 꼬아서 하나의 페어유닛(Pair Unit)(100)으로 만들고, 이러한 페어유닛(100)을 4개를 모아 그 외부에 외부자켓(120)을 씌우는 구조를 갖는다.

그런데 이러한 UTP 케이블에서 높은 변조 주파수를 이용할수록 페어유닛(100)간의 간섭(Crosstalk)과 도선(101 내부의 임피던스 변화에 의한 잡음 현상이 커지기 때문에 신호를 받는 수신단에서의 신호 분리가 어려워지는 문제점이 있었다.

이러한 이유로, 그 동안 UTP 케이블의 신호 전송한계는 155Mbps 정도로 여겨져 왔으나, 최근 정보전송장비 기술의 발달에 따라 DSP(Digital Signal Processing) 장비 등에 의한 보상(Compensation) 방법을 이용하여 Category 5e 케이블을 이용하여 1000Mbps(1Gbps) 전송이 가능하게 되었다.

한편, 최근 유비쿼터스(Ubiquitous) 시대에 발맞추어 사용자에게 언제 어디서나 고속의 멀티미디어(Multimedia) 환경을 제공하기 위해 유/무선 네트워크망이 구축됨에 따라 네트워크 시스템간의 전송용량이 증가하게 되었고, 주요 전송 통로인 UTP 케이블에서도 그에 따른 전송용량 증가가 요구되고 있는 실정이다.

따라서 UTP 케이블을 통해 전송되는 신호의 속도를 1Gbps 이상으로 높이기 위해서는 약 500MHz 정도의 주파수를 사용하여야 하지만, 신호를 고속으로 전송하기 위하여 사용주파수를 증가시킬 경우에 UTP 케이블 내부의 각 페어유닛(100) 사이의 내부간섭과, 그리고 도선(101) 따라가는 신호의 감쇄 및 신호의 지연이 발생한다.

이러한 UTP 케이블 내부의 페어유닛(100) 사이의 내부간섭을 방지하기 위하여 페어유닛(100) 사이에 차폐막(Cross Filler)(110)을 형성하는 카테고리 6의 UTP 케이블이 제시되었다.

이렇게 주파수 확장 등에 따른 추가적인 케이블 내부 문제들은 케이블 페어유닛(100)의 꼬임 정도와 DSP 장비를 통해서 보상할 수 있다. 그러나, 인접 케이블의 영향으로 발생하는 외계간섭(Alien Crosstalk)은 케이블의 외부환경에 따라 다양하게 변화하므로 DSP 장비를 통해 보상하기 어럽다.

상기한 바와 같은 인접 케이블에 의해 발생하는 외계간섭 문제를 해결하기 위하여 금속 박막의 차폐부재가 케이블 자켓의 내부에 삽입된 STP 케이블(Shielded Twisted Pair Cable)이나 FTP 케이블(Foil Screened Twist Pair Cable)이 사용되고 있다,

STP 케이블은 외부자켓의 외측에 추가적인 외부피복 또는 차폐재가 추가된 케이블이고, FTP 케이블은 알루미늄 호일이 페어유닛을 감싸고 있는 형태를 가지고 있다.

하지만, 상기 STP 케이블이나 FTP 케이블은 차폐재의 사용으로 케이블의 무게가 증가하고 유연성이 저하되는 단점이 있다.

또한 STP 케이블이나 FTP 케이블을 제조하기 위해서 차폐부재를 케이블 내부에 삽입하기 위한 공정이 추가되어야 하므로 케이블 제조공정이 복잡하고 가공이 용이하지 않다.

그리고, FTP 케이블의 경우 사용상 접지 등의 공사가 필요하여 특정용도에만 한정되는 등의 상황이 발생하였다.

또한, 신호의 감쇄나 지연의 문제일 경우 알루미늄 호일 등의 금속 박막 차폐부재를 삽입하게 되면, 도선 주변에 높은 유전상수의 물질이 부과되므로 신호의 감쇄나 지연 문제는 더욱 심화되는 문제가 발생한다.

이러한 FTP와 STP의 문제점들 때문에 최근 UTP 케이블을 대상으로 외계간섭을 줄이기 위해서 전도성 입자들을 첨가하였는데, 일반적으로 외부자켓 내에 카본을 집어넣음으로써, 이를 통해 전자파를 차폐하여 외계간섭을 줄여주려는 시도들이 있어 왔다.

이 방법은 기존의 도체간 간극 조정과 유지를 통해 전자파 간섭을 억제하는 방법에 비해 훨씬 능동적인 방법으로서, 전체 케이블 규격을 유지하면서 데이터 전송 속도를 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.

하지만, 외부자켓에 가능한 많은 양의 카본 가루를 집어넣어야 했고, 따라서 이 가루들은 외부자켓의 기계적 특성, 연신율, 인장강도, 압출 용이성 등에 나쁜 영향을 끼치는 문제들이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 창안한 것으로서, 근접한 케이블에 의하여 발생하는 외계간섭을 방지할 수 있도록 1차 외부자켓의 외측에 일정간격을 띄워 2차 외부자켓을 구비하도록 하며, 이러한 1차 외부자켓과 2차 외부자켓이 일정간격을 유지할 수 있도록 스페이서를 구비하고 1차 외부자켓 재질과 2차 외부자켓 재질을 각기 다르게 함으로써 외계 간섭에 따른 문제점들을 해소하도록 한 통신용 데이터 케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

통신용 데이터 케이블에 있어서,

절연피복된 적어도 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 하나의 페어유닛을 구성하고, 상기 페어유닛이 적어도 둘 이상이 구비되어 그 외부에 1차 외부자켓이 씌워지며, 상기 1차 외부자켓의 외측으로 2차 외부자켓이 씌워지되, 1차 외부자켓과 2차 외부자켓은 복수개의 스페이서에 의해 일정간격이 유지하도록 구성된다.

본 발명에 따른 통신용 데이터 케이블은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 케이블 내부의 페어유닛을 근접하는 외부케이블로부터 이격시킬 수 있어 고주파 신호의 전송시 발생하는 외계간섭을 방지할 수 있다.

둘째, 1차 외부자켓에 전자파 차폐에 강한 재질을 사용하고 2차 외부자켓에는 기존의 데이터 통신용 자켓 재질을 사용함으로써 기존 전자파 차폐를 위해 시도되었던 단일 외부자켓 방법보다 기계적 특성, 연신율, 인장강도 등을 보상해 줄 수 있을 뿐만 아니라, 케이블 외경을 줄일 수 있다.

셋째, 본 발명에 의한 구조에 의하여 400~625MHz 범위의 고주파신호를 이용한 기가비트 이상 수준의 초고속 정보통신이 가능하게 된다.

넷째, 이미 검증되어 안정화된 Category 6 구조를 그대로 가져감으로써 안정된 케이블 특성을 가질 수 있다.

다섯째, 외관을 원형으로 유지할 수 있는 장점이 있다.

도1은 일반적인 CATEGORY 6 통신용 데이터 케이블의 단면 구조를 보인 도.
도2는 본 발명의 의한 통신용 데이터 케이블의 단면 구조를 보인 도.

이러한 구성과 효과를 갖는 본 발명을 첨부한 도면 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 통신용 데이터 케이블의 단면을 보인 도로서, UTP 케이블의 카테고리 6의 구조를 일예를 들어 설명하며. 꼭 카테고리 6뿐만 아니라 다른 카테고리인 카테고리 3, 4, 5, 5e의 UTP 케이블에 본 발명이 모두 적용될 수 있을 것이다.

복수개의 내부 페어유닛(100)과 차폐막(110), 그리고 1차 외부자켓(120)의 구조는 도1과 동일하므로 구조적인 설명은 하지 않고 자켓 재질과 함께, 2차 외부자켓(130)과 스페이서(140)의 구조에 대해서 설명한다.

1차 외부자켓의 재질로는 전자파 차폐 성능을 높이기 위해 일반 PVC에 전도성 고분자, 탄소 분말, 금속 섬유, 금속 분말 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 것이 바람직하다.

그리고, 1차 외부자켓(120)의 외측에 2차 외부자켓(130)이 일정간격을 유지하면서 이격되도록 설치하기 위해 1차 외부자켓(120)의 외측과 2차 외부자켓(130)의 내측 사이에는 동일한 높이를 갖는 복수개의 스페이서(140)가 일정간격마다 형성되어 있다.

이러한 스페이서(140)는 1차 외부자켓(120)의 재질 및 두께와 2차 외부자켓(130)의 두께, 그리고 UTP 케이블 외경의 제한에 따라 그 개수와 간격을 다르게 할 수 있다.

하나의 예로, 1차 외부자켓(120)과 2차 외부자켓(130)의 재질과 두께가 각각 일반 PVC와 0.3~0.8mm의 범위에 있다면, 스페이서(140)의 높이가 0.4~2.0mm의 범위에서 형성되도록 하고, 안정적으로 8개의 스페이서(140)가 일정간격으로 형성되도록 할 수 있다.

이러한 1차 외부자켓(120)과 2차 외부자켓(130), 그리고 스페이서(140)는 자켓 성형시에 압출성형에 의해 동일 재질일 경우 동시에 일체로 성형이 가능하게 되며, 물론, 동일 재질 경우와 동일 재질이 아닐 경우 1차/2차 압출 성형으로 나눠 함으로써 스페이서(140)에 의해 형성된 1차 외부자켓(120)과 2차 외부자켓(130)의 사이 공간에는 공기층이 자연스럽게 형성된다.

따라서, 도선(101)을 통해 전파되는 신호의 외부 유전체에 의한 신호 감쇄와 지연이 최소화되고, 아울러 외관이 원기둥 형태를 유지하면서도 유연성을 가질 수 있게 된다.

또한, 스페이서(140)에 의해 형성된 간격에 의하여 페어유닛(100)과 외부의 케이블과의 간격을 충분히 이격시킬 수 있고 1차 외부자켓(120)에 전자파 차폐 성능이 강한 재질을 사용함으로써 고주파 신호 전송시의 외계간섭을 방지하게 되는 것이다. 이는 곧 외부로부터 유입되는 전자파 등의 외계간섭을 효과적으로 차단할 수 있어 신호 감쇄와 지연이 최소화되는 것이다.

물론, 이러한 외계간섭과 신호감쇄 및 지연이 방지 또는 최소화됨으로써 기가바이트 이상의 초고속 데이터 통신이 가능함은 당연하다.

100 : 페어유닛 110 : 차폐막
120 : 1차 외부자켓 130 : 2차 외부자켓
140 : 스페이서

Claims (2)

1. 통신용 데이터 케이블에 있어서,
   절연피복된 적어도 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 하나의 페어유닛을 구성하고, 상기 페어유닛이 적어도 둘 이상이 구비되어 그 외부에 1차 외부자켓이 씌워지며, 상기 1차 외부자켓의 외측으로 2차 외부자켓이 씌워지되, 1차 외부자켓과 2차 외부자켓은 복수개의 스페이서에 의해 일정간격이 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 통신용 데이터 케이블.
   
2. 제1항에 있어서, 1차 외부자켓은 PVC에 전도성 고분자, 탄소 분말, 금속 섬유, 금속 분말 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 통신용 데이터 케이블.

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