KR20120053543A - 개선된 패치 코드를 갖는 타선로 누화 억제 시스템 - Google Patents

개선된 패치 코드를 갖는 타선로 누화 억제 시스템 Download PDF

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Abstract

타선로 누화를 줄이기 위한 시스템과 방법은 부가적인 감쇠를 일으키기 위해 개선된 패치 코드를 사용한다. 개선된 패치 코드는 바람직하게는 그 길이 이하로 타선로 누화를 줄이고 표준 통신 패치 코드보다 크게 그 사이로 통과하는 신호를 감쇠시키기 위해 실딩된다. 두 개의 개선된 패치 코드의 상호작용에 의해 타선로 누화에 대한 두 가지 억제 단계와 통신 케이블을 통과하는 의도된 신호에 대한 단 하나의 억제 단계가 나타난다.

Description

개선된 패치 코드를 갖는 타선로 누화 억제 시스템{ALIEN CROSSTALK SUPPRESSION WITH ENHANCED PATCH CORD}
본 발명은 대체로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통신에서 타선로 누화를 억제할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
통신 시스템에 있어서 신호 누화를 억제하는 것이 시스템의 신뢰성과 통신 품질을 향상시키기 위해 점점 더 중요한 일이 되고 있다. 통신 시스템의 대역폭이 증가함에 따라 신호 누화를 줄이거나 제거하는 중요성 또한 증가하고 있다.
유선 통신 시스템에서는, 통신 케이블내에서 또는 다중 케이블간에 전자기 간섭에 의해 누화가 일어난다. 케이블간 상호작용에 의해 일어나는 누화를 타선로 누화(alien crosstalk)라 한다.
하나의 케이블에 흐르는 신호에 의해 일어나고 동 케이블내의 신호들에 간섭을 일으키는 누화는 전자적 누화 감소법을 사용하여 조절될 수 있는 반면, 타선로 누화는 간섭이나 방해 신호의 특징이 알려져 있지 않기 때문에 또 다른 문제를 야기한다. 타선로 누화는 Cat 6 또는 Cat 5e케이블 설비 기반으로 10Gbps이더넷 통신과 같은 것을 구현할때 문제가 될 수 있음이 입증되었다. 이러한 케이블에서 타선로 누화는 통신 성능을 상당히 방해할 수 있다. 타선로 누화를 줄이기 위해 특별히 설계된 케이블이 사용될 수 있지만, 기존 케이블을 새로이 설계된 케이블로 대체하는데 상당한 비용이 들어간다.
따라서, 기존에 설치되어 있는 케이블에 사용될 수 있는 타선로 누화 억제 방법 및 시스템이 필요하다.
본 발명은 통신 네트워크에서 타선로 누화를 줄이기 위한 시스템으로서, 제 1 개선된 패치 코드를 통해 제 1 네트워크 장치에 연결된 제 1 통신 케이블 및 제 2 개선된 패치 코드를 통해 제 2 네트워크 장치에 연결된 제 2 통신 케이블을 포함하고, 제 1 개선된 패치 코드는 제1 개선된 패치 코드를 통해 전파하는 신호를 제 1 통신 케이블내의 감쇠보다 더 큰 정도로 감쇠시키도록 구성된 감쇠 패치 코드이고, 제 2 개선된 패치 코드는 제2 개선된 패치 코드를 통해 전파하는 신호를 제 2 통신 케이블내의 감쇠보다 더 큰 정도로 감쇠시키도록 구성된 감쇠 패치 코드인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 패치 코드는 복수의 통신 연선을 포함하고, 제 1 통신 케이블 또한 복수의 통신 연선을 포함하며, 제 1 패치 코드의 통신 연선은 제 1 통신 케이블의 통신 연선보다 더 많은 길이당 꼰수(twists per length)를 갖는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 제 1 패치 코드는 복수의 통신 와이어를 포함하고, 제 1 통신 케이블 또한 복수의 통신 와이어를 포함하고, 제 1 패치 코드의 통신 와이어는 제 1 통신 케이블의 통신 와이어보다 좁은 치수(gauge)를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 감쇠를 증가시킨 개선된 패치 코드는 기존 설치된 케이블 시스템의 성능을 향상시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 통신 케이블간의 타선로 누화는 통신 케이블에 연결된 감쇠 패치 케이블을 사용하는 방법에 의해 줄어든다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 케이블 시스템은 통신 케이블간의 타선로 누화를 줄이기 위해 개선된 패치 코드를 사용한다.
본 발명에 의하면, 감쇠를 증가시킨 개선된 패치 코드에 의해 통신 케이블간의 타선로 누화를 줄이고, 기존 설치된 케이블 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 평면도;
도 2는 타선로 누화를 억제하기 위한 개선된 패치 코드를 갖는 케이블 설비의 개요도;
도 3은 본 발명에 따른 개선된 패치 코드를 사용하여 통신 시스템내의 신호대잡음비를 증가시키는 것을 도시하고 있는 그래프;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체와 손실 도체 절연체를 도시하고 있는 단면도;
도 5는 손실 도전성 코팅을 갖는 연선의 단면도;
도 6은 도 5의 "A"의 상세도;
도 7a 및 7b는 두개의 케이블쌍과 누화쌍간 거리가 증가된 도 7b의 케이블쌍을 비교한 단면도;
도 8은 주변 실드를 갖는 케이블의 단면도;
도 9는 수정된 주변 실드를 갖는 케이블의 단면도;
도 10은 각 와이어쌍 주위를 실딩한 케이블의 단면도;
도 11은 도전성 박판을 갖는 케이블의 단면도; 및
도 12는 케이블의 길이를 따라 케이블 꼬임새가 변하는 것을 도시한 도면.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(10)이 도시되어 있다. 통신 시스템(10)에서, 10Gb/s이더넷 스위치(12)와 같은 네트워크 디바이스는 제 1 및 제 2 통신 케이블(18, 20)에 의하여 개인 컴퓨터("PC")(14, 16)와 같은 복수의 디바이스에 각각 연결된다. 도 1이 하나의 네트워크 디바이스로부터 두개의 디바이스로 뻗어있는 통신 케이블(18, 20)을 도시하고 있지만, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 케이블이 연결되는 디바이스의 타입에 무관하게 통신 케이블사이에 일어나는 타선로 누화를 억제할 수 있음을 이해할 것이다.
일반적으로, 통신 케이블(18, 20)간의 상호작용에 의해 일어나는 타선로 누화는 케이블(18, 20)의 전체 길이를 따라 결합될 것이다. 케이블(18, 20)은 그 케이블(18, 20)을 통해 이동하는 신호를 어느 정도 억제하는 작용을 하므로, 이더넷스위치(12)에 보다 가까운 케이블간에 일어나는 타선로 누화는 PC(14, 16)에서는 다소 감쇠될 것이다.
도 1의 시스템에서 누화 억제는 제 1 및 제 2 개선된 패치 코드(22, 24)를 사용함으로써 개선된다. 개선된 패치 코드(22, 24)는 예컨대 부가적 실딩을 제공함으로써 길이를 따라 누화를 억제하도록 설계되어 있다. 또한, 개선된 패치 코드(22, 24)는 그 개선된 패치 코드(22, 24)를 통해 이동하는 통신 신호와, 누화등의 노이즈를 감쇠시킨다. 패치 코드(22, 24)내의 감쇠는 여러 방법으로 수행될 수 있다. 예컨대, 개선된 패치 코드(22, 24)내에 고정밀 게이지선을 사용하거나 패치 코드(22, 24)내에 포함된 선들의 인치당 꼬임수를 증가시킴으로써 감쇠를 증가시킬 수 있다.
타선로 누화의 세기는 간섭 또는 방해 신호의 세기에 좌우된다. 따라서, 제 1 개선된 패치 코드(22)에 의한 감쇠 증가에 의해 제 1 통신 케이블(18)내의 신호 레벨을 감소시킬 것이다. 결과적으로, 제 1 통신 케이블에 의해 제 2 통신 케이블(20)에 결합되는 타선로 누화는 제 1 개선된 패치 코드(22)에 의한 감쇠 때문에 줄어들 것이다. 제 2 통신 케이블(20)에서 제 1 통신 케이블(18)이 일으키는 타선로 누화는 제 2 통신 케이블(20)에서 양방향으로 이동할 것이므로, 타선로 누화는 또한 제 2 개선된 패치 코드(24)에서 억제될 것이다.
예컨대, 1볼트 피크-투-피크 세기를 갖는 신호가 이더넷 스위치(12)에서 발생하여 제 1 개선된 패치 코드(22)가 초기 세기의 10%로 감쇠시키면, 이더넷 스위치(12)로부터 제 1 PC(14)로 이동하는 신호는 0.1볼트 피크-투-피크 신호 세기를 가질 것이다. 이러한 신호의 10%가 제 2 통신 케이블(20)에 타선로 누화로서 결합되면, 제 2 케이블내의 타선로 누화는 0.01볼트 피크-투-피크의 신호 세기를 가질 것이다. 제 2 개선된 패치 코드(24) 또한 초기 신호 세기의 10%로 신호를 줄이는 감쇠 특성을 갖는다고 하면, 타선로 누화는 제 2 통신 케이블(20)에서 0.001볼트 피크-투-피크로 억제될 것이다. 따라서, 타선로 누화는 두개의 개선된 패치 코드(22, 24)에 의해 영향을 받고, 이더넷 스위치(12)로부터 제 2 통신 케이블(20)을 통해 이동하는 신호는 제 2 개선된 패치 코드(24)에만 영향을 받는다. 선택적인 개선된 패치 코드(26)가 PC(14 및 16)에 연결되도록 도시되어 있고 사용자측 통신 연결부에서 타선로 누화를 줄이기 위해 마찬가지로 동작한다.
본 발명에 따른 개선된 패치 코드는 도 2에 도시된 바와 같이, 많은 연결부에 결합될 수 있고, 여기서, 다수의 케이블을 갖는 수평 케이블 플랜트(28)가 통신로의 제 1 및 제 2 단부에 제공된 개선된 패치 코드(30 및 32)에 의해 개선된다.
본 발명에 따른 개선된 패치 코드를 사용한 신호대잡음비의 개선을 도 3에 도시하고 있다. 점선은 통신 주파수를 통해 개선된 패치 코드가 야기하는 신호 감쇠와 노이즈를 도시하고 있다. 타선로 누화에 의한 노이즈는 신호보다 더 크게 감쇠하기 때문에, 본 발명에 따른 개선된 패치 코드를 사용한 시스템에서 가용대역폭과 신호대잡음비는 개선된다.
다양한 방법을 사용하여 패치 코드와 기타 통신 케이블에 감쇠를 일으킬 수 있다. 손실 패치 코드의 설계에서 두 가지 설계 파라미터가 고려된다. 그 중 하나는 케이블내에 포함될 삽입 손실량이고, 나머지 하나는 케이블내에 가지고 있을 타선로 누화 억제량 또는 자화율이다. 바람직하게는 케이블 설계에 상기 양 파라미터 모두가 제안된다.
유전 손실은 도 4에 도시된 바와 같이, 도체(34)를 손실 도체 절연부(36 또는 38)내에 제공함으로써 증가될 수 있다. 유전 손실은 또한 (a) 케이블 재킷 유전 손실 재료; (b) 케이블 박판 유전 손실 재로; 및 (c) (와이어 절연을 통해 전자기장을 집중시키는) 와이어쌍 실드와 같은 방법을 사용함으로써 증가될 수도 있다.
(예컨대, 구리 와이어대신 알루미늄 와이어와 같이) 저도전성 와이어를 사용함으로써도 도체 손실을 증가시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 도체 손실은 도체 와이어의 직경을 증가시키거나 단위 길이당 꼰수를 증가시킴으로써 증가될 수도 있다. 꼰수를 증가시킴으로써 코드의 유효 길이를 증가시키고 따라서 도체 손실을 증가시킨다.
도체 손실은 금속 와이어를 "주석도금(tinning)"함으로써도 증가될 수 있다. 와이어 주변에 저도전성 코팅을 하면 (표피 효과를 통해) 표면근방에 전류 밀도를 응집시키기 때문에 도체 손실을 증가시킬 것이고 주석도금된 재료를 통해 보다 높은 손실이 일어날 것이다. 연선을 사용함으로써 상당하는 와이어 규격에 대하여 대략 20%의 도체 손실을 증가시킬 수도 있다. 도 5는 주석도금과 연선을 사용한 케이블(40)의 단면도를 나타내고 있다. 도 5의 실시예에서, 주석 표피(44)내에 꼰 구리 도체(42)가 제공된다. 도 6은 도 5의 상세부"A"의 상세도이다. 표피는 깊이(ds)로 제공된다.
거칠기 처리된 표면을 갖는 와이어를 사용함으로써도 와이어를 통한 도체 손실을 증가시킬 수 있다.
도 7a 및 7b는 누화쌍간 물리적 거리를 증가시킴으로써 케이블의 자화율을 감소시키는 기술을 도시하고 있다. 제 1 및 제 2 케이블(46 및 48)은 서로 접하여 위치되고 있다. 케이블 재킷 재료(50)의-예컨대, 도 7b의 재킷(52)과 같이-두께가 증가하면, 누화쌍간의 거리는 도 7a에 도시된 d1에서 도 7b에 도시된 d2로 증가된다. 일 실시예에 따라, 케이블 재킷 재료(50)는 발포 재킷 재료이다. 케이블 분리기는 이웃 케이블간의 분리를 증가시키는데 사용될 수도 있다.
금속 실딩 또한 외부 신호의 신호 케이블쌍으로의 자화율을 줄이는데 사용될 수 있다. 도 8은 도전성 실드를 부가함으로써 케이블의 자화율을 감소시키는 기술을 도시한 단면도이다. 도 8에서, 도전성 쌍(52)은 전체 도전성 실드(54)내에 제공된다. 도전성 실드(54)는 또한 재킷(56)내에 제공된다. (상세도가 있는) 도 9에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에서 전체 실딩(54) 층이 재킷 재료의 제 1 및 제 2 층(58 및 60)사이에 제공될 수 있다.
도 10은 개별 실딩(62)이 각각의 와이어 쌍을 둘러싸고 있는 또 다른 실시예을 나타내고 있다.
또 다른 실시예가 도 11에 도시되어 있고, 이것은 자화율을 줄이는데 사용된 도전성 박판(64)이나 도전성 쌍 분리기를 사용하는 것을 도시하고 있다.
또 다른 실시예에서, 누화는 길이를 따라 케이블의 꼬임새를 변경함으로써 줄일 수 있다. 케이블의 꼬임새는 길이를 따라 있는 케이블의 꼬임을 의미한다. 본 실시예에서, 케이블의 길이를 따라 고정 꼬임쌍 길이가 제공된다. 제안된 10Gb/s이더넷의 근단 누화(NEXT) 요건을 충족하는 케이블의 길이에 대하여 4쌍의 케이블에 꼬인쌍 길이를 제공하는 4개 이상의 케이블 꼬임새 값이 선택된다. 임의의 4개 이상의 케이블 꼬임새 값은 랜덤하게 선택되고, 이하에 그 선택 과정을 설명한다.
1. 각각이 10Gb/s이더넷 NEXT요건을 충족하는 케이블 꼬임새(A, B, C, D)가 선택된다.
2. 케이블 꼬임새 과정 동안 대체없이 4개의 케이블 꼬임새중 어느 하나가 선택된다.
3. 선택된 케이블 꼬임새는 10미터 또는 그 이하의 균일하거나 랜덤한 케이블 길이로 제공된다.
4. 3개 이상의 잔여 케이블 꼬임새 중 어느 하나가 선택되어 단계 3에 설명된 케이블 구조에 적용된다.
5. 본 프로세스는 모든 케이블 꼬임새가 할당될 때까지 반복된다.
케이블 꼬임새가 변화하는 곳 사이에 랜덤 거리를 사용하고 4개의 서로 다른 케이블 꼬임새를 사용한 케이블 길이에 대한 도면이 도 12에 도시되어 있다.
본 발명의 특정 실시예 및 응용예가 도시되었지만, 본 발명은 여기에 개시된 구성과 조성에 제한되지 않고 첨부한 청구항에 정의된 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형, 변경, 변화가 가능함을 이해할 것이다.
10: 통신시스템
12: 이더넷 스위치
14, 16: 개인용 컴퓨터
18, 20: 통신 케이블
22, 24: 개선된 패치코드

Claims (3)

  1. 통신 네트워크에서 타선로 누화를 줄이기 위한 시스템으로서,
    제 1 개선된 패치 코드를 통해 제 1 네트워크 장치에 연결된 제 1 통신 케이블; 및
    제 2 개선된 패치 코드를 통해 제 2 네트워크 장치에 연결된 제 2 통신 케이블;을 포함하고,
    상기 제 1 개선된 패치 코드는 상기 제1 개선된 패치 코드를 통해 전파하는 신호를 상기 제 1 통신 케이블내의 감쇠보다 더 큰 정도로 감쇠시키도록 구성된 감쇠 패치 코드이고,
    상기 제 2 개선된 패치 코드는 상기 제2 개선된 패치 코드를 통해 전파하는 신호를 상기 제 2 통신 케이블내의 감쇠보다 더 큰 정도로 감쇠시키도록 구성된 감쇠 패치 코드인 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패치 코드는 복수의 통신 연선을 포함하고,
    상기 제 1 통신 케이블 또한 복수의 통신 연선을 포함하고,
    상기 제 1 패치 코드의 상기 통신 연선은 상기 제 1 통신 케이블의 상기 통신 연선보다 더 많은 길이당 꼰수(twists per length)를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패치 코드는 복수의 통신 와이어를 포함하고,
    상기 제 1 통신 케이블 또한 복수의 통신 와이어를 포함하고,
    상기 제 1 패치 코드의 상기 통신 와이어는 상기 제 1 통신 케이블의 상기 통신 와이어보다 좁은 치수(gauge)를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
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