KR20160115678A

KR20160115678A - 고속 데이터 전송을 위한 테이프 랩핑된 비차폐형의 꼬인 쌍의 케이블

Info

Publication number: KR20160115678A
Application number: KR1020157031194A
Authority: KR
Inventors: 리처드 제이. 보이어; 존 에프. 헤프론
Original assignee: 델피 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-10-06
Also published as: JP2017504160A; EP3100284A1; EP3100284A4; WO2015116372A1; US20160027558A1; BR112015027583A2; CN105340027A

Abstract

테이프 랩핑된 미차폐형의 꼬인 쌍(UTP) 케이블(10)을 구성하기 위한 방법(100)이 제공된다. 그러한 방법(100)은 꼬인 쌍(16)을 형성하기 위해서 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 함께 꼬는 단계(112)를 포함한다. 그러한 방법(100)은, 제1 와이어(12)와 제2 와이어(14) 사이의 분리 거리(20)가 꼬인 쌍(16)의 길이를 따라서 실질적으로 변화되지 않도록, 테이프(18) 상의 유효량의 장력(34)으로 꼬인 쌍(16) 주위로 테이프(18)를 랩핑하는 단계(116)를 더 포함한다.

Description

고속 데이터 전송을 위한 테이프 랩핑된 비차폐형의 꼬인 쌍의 케이블{TAPE WRAPPED UNSHIELDED TWISTED PAIR CABLE FOR HIGH SPEED DATA TRANSMISSIONS}

관련 출원의 상호-참조

본원은 2014년 1월 28일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/932,399호에 대한 특허협력조약 제8조에 따른 우선권의 이익 향유를 주장하고, 그 가출원의 개시 내용 전체가 본원에서 참조로서 포함된다.

이러한 개시 내용은 일반적으로 비차폐형의 꼬인 쌍의(UTP) 케이블을 구성하는 방법에 관한 것이고 보다 특히 랩핑된 테이프를 이용하여 고속 데이터 전송을 위한 비차폐형의 꼬인 쌍의 케이블을 구성하는 방법에 관한 것이다.

차량 전자기기 모듈 대 모듈 통신 기술이 발전하고 성장함에 따라, 초당 50 메가비트(Mbps)를 초과하는 데이터 전송 속도(data rate)로 신호를 전송할 수 있는 비용 효과적이고 신뢰 가능한 신호 전송 케이블에 대한 요구가 커지고 있다. 함께 꼬이고 보호 테이프로 랩핑된 2개의 신호 와이어를 포함하는 이중 케이블 데이터 통신 적용예에서 이용되는 비용 효과적이고 강건한(robust) UTP 케이블 구성에 관한 종래의 예는 50 Mbps를 초과하는 전송 속도로 데이터를 전송할 수 없었다. 이는, 데이터 전송 속도가 50 Mbps를 초과할 때 와이어 내에서 생성되는 신호 반사 때문이다. 이러한 신호 반사는, UTP 케이블의 길이를 따른 와이어의 임피던스 레벨의 과다한 요동을 유발하는 꼬인 와이어들 사이의 간격의 과다한 변동(variation)의 결과로서 생성된다.

와이어들의 절연부를 함께 용접 또는 접착식으로 결합하는 것과 같이, UTP 케이블의 와이어들 사이의 간격을 제어하기 위한 방법 및 기술이 공지되어 있으나, 이러한 방법 및 기술은 UTP 케이블을 생산에 대한 전체 비용을 증가시킨다.

일 실시예에 따라서, 테이프 랩핑된 UTP 케이블을 구성하기 위한 방법이 제공된다. 그러한 방법은 꼬인 쌍을 형성하기 위해서 제1 와이어 및 제2 와이어를 함께 꼬는 단계를 포함한다. 그러한 방법은, 제1 와이어와 제2 와이어 사이의 분리 거리가 꼬인 쌍의 길이를 따라서 실질적으로 변화되지 않도록, 테이프 상의 유효량의 장력으로 꼬인 쌍 주위로 테이프를 랩핑하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에 따라서, 고속 데이터 전송을 위한 테이프 랩핑된 비차폐형의 꼬인 쌍의 케이블이 제공된다. 케이블이 제1 와이어를 포함한다. 케이블은 꼬인 쌍을 형성하기 위해서 제1 와이어와 함께 꼬인 제2 와이어를 더 포함한다. 케이블은, 분리 거리가 실질적으로 변화되지 않도록 제1 와이어와 제2 와이어 사이의 분리 거리를 제어하기 위해서 꼬인 쌍 주위로 랩핑되는 테이프를 더 포함한다.

추가적인 특징 및 장점이, 단지 비제한적인 예로서 제공되고 첨부 도면을 참조한, 바람직한 실시예에 관한 이하의 구체적인 설명에서 보다 명확해질 것이다.

이제, 첨부 도면을 참조하여 예로서 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 테이프 랩핑된 UTP 케이블의 사시도이다.
도 2는 테이프 랩핑된 UTP 케이블의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 테이프 랩핑된 UTP 케이블을 제조하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는, 일 실시예에 따라, 테이프 랩핑된 UTP 케이블의 보호 테이프가 테이프 랩핑된 UTP 케이블의 꼬인 쌍 주위로 어떻게 랩핑되는지를 보여주는 도면이다.

도 1은, 50 Mbps를 초과하는 전송 속도로 데이터를 전송할 수 있는 테이프 랩핑된 UTP 케이블(10)의 비제한적인 예를 도시한다. 케이블(10)은, 꼬인 쌍(16)을 형성하기 위해서 함께 꼬인 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 포함한다. 보호 테이프(18)가 꼬인 쌍(16) 주위로 랩핑되어 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 보호하고, 분리 거리(20)가 실질적으로 변화되지 않도록 제1 와이어(12)와 제2 와이어(14) 사이의 분리 거리(20)(도 2)를 제어한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 실질적으로 변화된다는 용어는, 공칭 값의 10% 초과만큼 케이블(10)의 길이를 따른 특성적인 임피던스(Z₀)의 요동을 유발하는 분리 거리(20)의 변동을 의미한다. 분리 거리(20)의 이러한 제어는, 본원에서 설명된 케이블(10)을, 유사한 재료를 이용하는 공지된 UTP 케이블 구성과 구별한다. 케이블(10)은 또한, 전기 장치들(미도시) 사이의 전기적인 연결을 만들기 위해서 제1 와이어(12)의 단부와 제2 와이어(14)의 단부에 부착되는 단자(22)를 포함한다.

도 2는 꼬인 쌍(16)을 통해서 절단된 케이블(10)의 단면을 도시한다. 제1 와이어(12)가 제1 절연부(24) 및 제1 코어(26)를 포함하고, 제2 와이어(14)는 제2 절연부(28) 및 제2 코어(30)를 포함한다. 제1 절연부(24)가 제2 절연부(28)로 용접되거나 접착식으로 결합되지 않는다. 도시된 예에서, 분리 거리(20)가 제1 코어(26)의 중심과 제2 코어(30)의 중심 사이의 거리로서 특성화된다. 발명자는, 충분한 중첩부(32) 및 장력(34)을 가지고 보호 테이프(18)를 꼬인 쌍(16)으로 도포하는 것이 분리 거리(20)를 적절하게 제어하는데 있어서 효과적이고 그에 따라 제1 및 제2 절연부(24, 28)를 함께 용접하거나 접착식으로 결합하는 것을 불필요하게 한다는 것을 관찰하였다.

도 3은 케이블(10)을 구성하기 위한 방법(100)의 비제한적인 예를 도시한다. 방법(100)은 단계(102)로 시작하여 이하에서 설명된다.

단계(102), 즉 'Z₀ 결정'은, 특정(specified) 데이터 통신 프로토콜을 기초로 케이블(10)에 대한 필요 Z₀ 를 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 이더넷 물리 층 재원(Ethernet physical layer specification)이 100 오옴의 Z₀ 를 특정한다.

단계(104), 즉 '환경 결정'은 케이블(10)에 대한 의도된 환경을 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 케이블(10)이 차량 내부 또는 차량 외부의 환경에서 이용될 것인지의 여부를 결정한다. 예로서 그리고 비제한적으로, 차량 외부의 후드 아래의(underhood) 적용예가, 85 ℃의 최대 차량 내부 온도에 대비되는, 125 ℃의 보다 높은 온도에 노출될 수 있을 것이다.

단계(106), 즉 '와이어 및 테이프 유형 선택'은, 단계(102)에서 결정된 필요 Z₀ 및 단계(104)에서 결정된 의도된 환경을 기초로, 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 위한 와이어 유형, 및 보호 테이프(18)를 위한 테이프 유형을 선택하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 차량 내부 환경에서의 이용을 위한 약 100 오옴의 Z₀ 을 가지는 케이블(10)을 구성하는 경우에, 적절한 와이어 유형이 0.75 밀리미터(mm)의 코어 직경 및 0.41 mm 두께의 폴리 비닐 염화물(PVC) 절연부를 가지는 절연된 신호 와이어일 수 있을 것이고, 적절한 테이프 유형이 20 mm 폭의 비접착성 후면형(non-adhesive backed) PVC 테이프일 수 있을 것이다. 와이어 유형 및 테이프 유형의 선택이 경험적으로 및/또는 분석적으로 이루어질 수 있을 것이다.

단계(108), 즉 '제1 및 제2 와이어 절단'이 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 케이블(10)을 위한 희망 길이로 절단하는 단계를 포함한다.

단계(110), 즉 '단자 부착'은 단자(22)를 제1 와이어(12)의 단부 및 제2 와이어(14)의 단부로 부착하는 단계를 포함한다. 단자를 부착하는 것이, 당업자가 인지할 수 있는 바와 같이, 예를 들어 클림핑(crimping) 또는 납땜하는 것일 수 있을 것이다.

단계(112), 즉 '제1 및 제2 와이어들을 함께 꼬는 것'이, 꼬인 쌍(16)을 형성하기 위해서 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 함께 꼬는 단계를 포함한다. 케이블(10)을 위한 희망하는 전자기적 양립성(compatibility)(EMC) 특성을 기초로, 꼬인 쌍(16)을 위한 적절한 수의 꼬임이 결정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 차량 내부 환경에서의 이용의 경우에, ISO(국제표준화기구) 11452-2에서 특정된 복사 전자기계 요건을 충족하기 위해서, 꼬임의 수가 미터당 45회의 꼬임일 수 있을 것이다. 적절한 수의 꼬임이 경험적으로 결정될 수 있을 것이다.

단계(114), 즉 '꼬인 쌍의 단부들의 고정'이, 단계(116)에서 보호 테이프(18)를 도포하기 전에 꼬인 쌍(16)이 풀리는 것을 방지하도록, 꼬인 쌍(16)의 단부를 고정하는 단계를 포함한다. 꼬인 쌍(16)의 단부가 단자(22) 근처에서 꼬인 쌍(16)의 단부 주위로 접착성 후면형 PVC 테이프(미도시)를 랩핑하는 것에 의해서 고정될 수 있을 것이다.

단계(116), 즉 '테이프를 꼬인 쌍 주위로 램핑하는 것'이, 제1 와이어(12)와 제2 와이어(14) 사이의 분리 거리(20)가 꼬인 쌍(16)의 길이를 따라서 실질적으로 변경되지 않도록, 유효량의 중첩부(32)(도 4) 및 보호 테이프(18) 상의 장력(34)(도 4)으로 보호 테이프(18)로 꼬인 쌍(16) 주위를 랩핑하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 약 50 퍼센트의 중첩부(32) 및 이십(20) 뉴튼(N)의 장력(34)으로 20 mm 폭의 비접착성의 후면형 PVC 테이프를 선행하는 예에서 설명된 꼬인 쌍(16) 주위로 랩핑하는 것이 분리 거리(20)가 실질적으로 변경되지 않도록 유지하는데 있어서 효과적이라는 것이 관찰되었다. 본원에서 사용된 바와 같이, 약 50 퍼센트라는 용어는 45 내지 55 퍼센트 이내의 중첩을 의미한다. 분리 거리(20)가 실질적으로 변경되지 않도록 유지하기 위해서 필요한 중첩부(32) 및 장력(34)이 경험적으로 결정될 수 있을 것이다. 보호 테이프(18)가, Cam Innovation 또는 Ondal 나선형 테이핑 기계와 같은 공지된 테이프 분배 기계로 도포될 수 있을 것이다. 보호 테이프(18)의 풀림 방지를 위해서, 접착 테이프(미도시)가 보호 테이프(18)의 단부로 도포될 수 있을 것이다.

따라서, 50 Mbps를 초과하는 전송 속도로 데이터를 전송하기 위한 테이프 랩핑형 UTP 케이블(10) 및 테이프 랩핑된 UTP 케이블(10)을 생산하기 위한 방법(100)이 제공된다. 방법(100)은, 분리 거리를 제어하기 위해서 꼬인 쌍의 절연부를 용접 또는 결합할 필요성을 제거함으로써, 50 Mbps를 초과하는 전송 속도로 데이터를 전송할 수 있는 UTP 케이블을 생성하기 위한 저비용의 수단을 제공한다.

본 발명이 그 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그러한 설명으로 제한되지 않을 것이고, 이하의 청구항에서 기술된 범위에 의해서만 제한될 것이다.

Claims

테이프 랩핑된 미차폐형의 꼬인 쌍의 케이블(10)을 구성하기 위한 방법(100)이며:
꼬인 쌍(16)을 형성하기 위해서 제1 와이어(12) 및 제2 와이어(14)를 함께 꼬는 단계(112); 및
상기 제1 와이어(12)와 상기 제2 와이어(14) 사이의 분리 거리(20)가 꼬인 쌍(16)의 길이를 따라서 실질적으로 변화되지 않도록, 테이프(18) 상의 유효량의 장력(34)으로 상기 꼬인 쌍(16) 주위로 테이프(18)를 랩핑하는 단계(116)를 포함하는, 방법(100).
제1항에 있어서,
상기 유효량의 장력(34)이 약 20 뉴튼인, 방법(100).
제1항에 있어서,
상기 테이프(18)를 랩핑하는 단계(116)가, 상기 제1 와이어(12)와 상기 제2 와이어(14) 사이의 분리 거리(20)가 꼬인 쌍(16)의 길이를 따라서 실질적으로 변화되지 않도록, 상기 테이프(18) 상의 유효량의 중첩부(32)로 상기 테이프(18)를 랩핑하는 단계(116)를 더 포함하는, 방법(100).
제3항에 있어서,
상기 유효량의 중첩부(32)가 약 50 퍼센트인, 방법(100).
고속 데이터 전송을 위한 테이프 랩핑된 비차폐형의 꼬인 쌍의 케이블(10)이며:
제1 와이어(12);
꼬인 쌍(16)을 형성하기 위해서 상기 제1 와이어(12)와 함께 꼬이는 제2 와이어(14); 및
분리 거리(20)가 실질적으로 변화되지 않도록 상기 제1 와이어(12)와 상기 제2 와이어(14) 사이의 분리 거리(20)를 제어하기 위해서 꼬인 쌍(16) 주위로 랩핑되는 테이프(18)를 포함하는, 케이블(10).
제5항에 있어서,
상기 제1 와이어(12)의 제1 절연부(24) 및 상기 제2 와이어(14)의 제2 절연부(28)가 함께 접착식으로 결합되거나 용접되지 않는, 케이블(10).