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JP5599809B2 - クロストーク減衰量が改善された通信ケーブル - Google Patents

クロストーク減衰量が改善された通信ケーブル Download PDF

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Description

本発明は、概して電気通信ケーブルに関し、より具体的には、隣接するケーブル間におけるクロストークを低減するように構成された電気通信ケーブルに関する。
ネットワークがより複雑になり、より高い帯域幅のケーブルが必要になるのに伴い、強固かつ信頼性の高い通信システムを提供するために、ケーブル間のクロストーク(すなわち、「エイリアンクロストーク」)の減衰がますます重要となっている。エイリアンクロストークは、妨害ケーブルに接近して延伸する信号送信ケーブルに起因した妨害ケーブルにおいて生じ得る電磁気ノイズに主として関連し、通常、エイリアン近端クロストーク(ＡＮＥＸＴ)、またはエイリアン遠端クロストーク(ＡＦＥＸＴ)として特性付けられる。さらに、特定ケーブル内のより対線間にクロストークが生じ得る。これは、さらに通信システムの信頼性を低下し得、通常、近端クロストーク(ＮＥＸＴ)または遠端クロストーク(ＦＥＸＴ)として特性付けられる。
通信チャネル内のエイリアンクロストークを低減する一つの方法は、シールドされた連結器内に末端が位置するシールドケーブル(例えば、フォイルより対線(Ｆ／ＵＴＰ))を提供することである。しかしながら、この解決方法は、非シールドより対線(Ｕ／ＵＴＰ)システムと比較してより高価である。なぜなら、ケーブルおよび連結器のコストがより高くなり、かつシールドされた連結器を用いたシールドケーブルを末端とするのに必要となる人件費および他の取り付け要素がより高価となるからである。さらに、この種類のケーブルは、ケーブル内の対線間のＮＥＸＴおよびＦＥＸＴを増大する可能性がある。遮蔽および覆われた、より対線(Ｓ／ＦＴＰ)のケーブル(対線の全ての周囲をシールドにより遮蔽し、そして次に、各個々の対線の周囲を個々の覆いがシールドする)は、ＡＮＥＸＴおよびＡＦＥＸＴを低減し、さらにＦ／ＵＴＰと比較してＮＥＸＴおよびＦＥＸＴを低減する。しかしながら、Ｆ／ＵＴＰと比較して同等の高価な材料および人件費が必要となる。
隣接するケーブルにおける導体間の平均距離を増大するように、導体とケーブルジャケットとの間にスペーサを追加することによってエイリアンクロストークは低減され得る。しかしながら、この解決方法は、実用上の不都合が生じるようにケーブルの全径を増大する。なぜなら、このようなケーブルは、通常、より大きな最小曲げ半径を有し、さらに比較的大きな径により、所定の導管またはケーブルトレイ内により少数のケーブルしか配置され得ないからである。
エイリアンクロストークを低減する他の選択は、ＳＴＰケーブルが、末端の無いシールドと共に用いられ得ることである。不運にも、このようなケーブルは、放射性と感受性との両方において電磁両立性(ＥＭＣ)の必要性に関する問題を有し得る。これは、特にケーブル内に不均衡が存在する場合に、エイリアンクロストークを導き得る。
本発明の一実施形態に従った通信システムを示す図である。 本発明の一実施形態に従ったケーブルを示す断面図である。 本発明の一実施形態に従った対線セパレータを示す断面図である。 本発明の一実施形態に従ったケーブル内のバリアテープの用途を示す図である。 本発明の一実施形態に従ったマトリックステープを示す平面図である。 図５の細部「Ａ」を示す詳細図である。 本発明の一実施形態に従ったマトリックステープを示す断面図である。
本発明は、クロストーク減衰量を改善するようにマトリックステープを用いたＵ／ＵＴＰケーブルに主に関する。
ここで図面、特に図１を参照すると、機器２４に接続された少なくとも１つの通信ケーブル２２を含む通信システム２０が示される。機器２４は、図１においてパッチ盤として示されるが、受動機器または能動機器でもよい。受動機器の例としては、モジュールパッチ盤、パンチダウンパッチ盤、カプラパッチ盤、ウォールジャッキ等が挙げられるが、これらに限定されない。能動機器の例としては、データセンターまたは電気通信室で適用され得るイーサネット(登録商標)スイッチ、ルータ、サーバ、物理層管理システム、およびパワーオーバーイーサネット(登録商標)機器、セキュリティデバイス(カメラおよび他のセンサ)およびドアアクセス機器、並びにワークステーションエリアで適用され得る電話、コンピュータ、ファクス、プリンタ、および他の周辺機器が挙げられるが、これらに限定されない。通信システム２０は、キャビネット、ラック、ケーブル管理システム、オーバーヘッドルーティングシステム、および他の類似した機器をさらに含み得る。
通信ケーブル２２は、非シールドより対線(ＵＴＰ)ケーブルの形状にて示される。より具体的には、図２に顕著に示すような部類６Ａのケーブルは、１０Ｇｂ／ｓにおいて動作し得、これは下により詳細に記述される。しかしながら、本発明は、他の種類のケーブルだけでなく、種々の通信ケーブルにおいて適用および／または実施され得る。ケーブル２２は、機器２４内に真っすぐに入りそこで末端となり得る。代替的には、ＲＪタイプといった種々のプラグ２５またはジャックモジュール２７、ジャックモジュールカセット、および多くの他の連結形式、またはそれらの組み合わせにおいて末端となり得る。さらに、ケーブル２２は、ケーブルルーム(loom)または束に加工され得、追加的には、前処理端子ルーム(loom)に加工され得る。
本発明は以下の用途に限定されないが、通信ケーブル２２は、パッチコード、骨格ケーブル、および水平ケーブルを含む種々の構造化されたケーブルに適用され得る。一般的に、本発明は、軍事、産業、電気通信、コンピュータ、データ通信、および他のケーブル用途に適用され得る。
より詳しく図２を参照すると、図１の区分線２−２に沿った、ケーブル２２の横断面が示される。ケーブル２２は、対線セパレータ２８で分離された４つのねじれた導線の対線２６を有する内核２３を含む。図３に、対線セパレータ２８の断面をより詳細に示す。これにより、第１にインチで、第２にミリメートル(ブラケットにて)で対線セパレータの一実施形態における寸法が示される。好ましい実施形態では、対線セパレータ２８は、ケーブルが垂直または水平配置であっても３.２インチの長さにおいて、時計回りに(Ｓよりに)形成される。対線セパレータ２８は、例えば、固体耐火ポリエチレン(ＦＲＰＥ)等のプラスチックから形成され得る。
バリアテープ３２の巻き付きは、内核２３を取り囲む。図４に示すように、バリアテープ３２は、約１５度±１０度の接触角で、内核２３の周囲をらせん状に巻き付き得る。好ましい実施形態では、バリアテープ３２は、例えば１.５インチの幅および０.００５インチの厚さを有するポリプロピレンフォームでもよい。図２に示すように、ツイストペア導体は、対線セパレータ２８を超えて延伸する。これにより、０.６７９インチの外周を有する、約０.２１６４インチの内核２３の外径を形成する。それ故、バリアテープ３２は、内核２３の周囲を２回よりもわずかに多い回数巻き付く。そして、バリアテープ３２の全体のおおよその厚さを０.０２０インチ(しかしながら、０.００５〜０.００３０インチといった他の厚さも可能である)にする２つの適用(貼付け)がある(図４に示す)。
導線は、通常、２３ＡＷＧ固体銅(通常、０.０２２６インチ径)であり、より具体的には、０.０２３８±０.０００５インチ径を有する。対線間においてわずかに変動するインピーダンスを生成する対線間の絶縁体厚さはわずかに変動する。例示的な絶縁体厚さを下に記載する。対線１(青／白青)は、０.０４５５±０.０００５インチの厚さであり、対線２(オレンジ／白オレンジ)は、０.０４３９±０.０００５インチの厚さであり、対線３(緑／白緑)は、０.０４５２±０.０００５インチの厚さであり、対線４(茶／白茶)は、０.０４４６±０.０００５インチの厚さである。導線絶縁は、例えば耐火ポリエチレンでもよい。好ましい実施形態における対線の層を下に記載する。対線１(青／白青)は、０.３２８インチであり、対線２(オレンジ／白オレンジ)は、０.４６４インチであり、対線３(緑／白緑)は、０.３５３インチであり、対線４(茶／白茶)は、０.４２３インチである。
図２および図４に示すように、マトリックステープ３４(特に図５〜図７参照)は、例えば約１５度の接触角そして約２５％重なってバリアテープ３２の周囲をらせん状に巻き付く。一実施形態に従って、マトリックステープ３４は、テープ３４の各側において導電部３６を形成するように「キス」打抜きされる。図７は、各側における導電部３６が存在する箇所におけるテープ部のマトリックステープ３４の断面、すなわちキス打抜き前のマトリックステープ３４の断面を示す。キス打抜き後に導電部３６間に残存する物質は、中央ポリエステルフィルム基板およびことによると多少の粘着性残留物である。図７の上部の長方形は、積層板を構成するポリエステルおよびアルミニウム層の厚さと共に、ポリエステルーアルミニウム積層の全厚を示す。また、図面に示されないが、約０.０００１"の厚さを有する粘着性の薄層が積層板に含まれる。図５、図６および図７は、第１にインチ、第２に(ブラケットにて)ミリメートルで、本発明に従ったマトリックステープの一実施形態のための寸法を示す。「Ｔ.Ｓ.Ｃ.Typ」と特定される寸法は、隅が丸みではなく鋭角であった場合に、理論上の寸法を反映する。図６は、図５の細部「Ａ」の詳細図である。丸い角の「半径」(「Ｒ」)が図６に示される。
ケーブル２２は、外側の絶縁ジャケット３８をさらに含み得る。外側の絶縁ジャケット３３は、難燃剤ポリ塩化ビニル(ＦＲＰＶＣ)から形成され得、０.０１５インチ厚を有し得る(しかしながら、他の厚さも可能である)。ケーブル２２の全径は、通常、例えば、０.３０２インチでもよい。しかしながら、他の厚さも可能である。
２０ 通信システム
２２ 通信ケーブル
２３ 内核
２４ 機器
２５ プラグ
２６ 対線
２７ ジャックモジュール
２８ 対線セパレータ
３２ バリアテープ
３４ マトリックステープ
３６ 導電部
３８ 絶縁ジャケット

Claims (18)

  1. 通信ケーブルであって、
    複数のツイストペア導体と、
    前記複数のツイストペア導体を実質的に包囲するマトリックステープであって、第１の面および反対側の第２の面を有する絶縁層、前記第１の面において間隔を介して分離された導電部の第１の障壁層、並びに前記第２の面において間隔を介して分離された導電部の第２の障壁層を含むマトリックステープと、
    前記複数のツイストペア導体を、他の前記複数のツイストペア導体から各々分離する対線セパレータであって、前記対線セパレータが、中央ウェブによって連結された複数の錐台形状のセパレータ脚部を含み、前記セパレータ脚部各々が、前記ツイストペア導体の１つと、他の前記ツイストペア導体との間にほぼ位置するような対線セパレータと、を備えた通信ケーブル。
  2. 前記錐台形状のセパレータ脚部の少なくとも１つが丸い自由端を有する請求項１に記載の通信ケーブル。
  3. 前記対線セパレータが時計回りで形成される請求項１に記載の通信ケーブル。
  4. 前記複数のツイストペア導体と前記マトリックステープとの間に配置されたバリアテープをさらに含む請求項１に記載の通信ケーブル。
  5. 前記バリアテープが前記複数のツイストペア導体の周囲をらせん状に巻き付いている請求項４に記載の通信ケーブル。
  6. 前記マトリックステープが、前記バリアテープの周囲をらせん状に巻き付いている請求項５に記載の通信ケーブル。
  7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の通信ケーブルに用いられるマトリックステープを製造する方法であって、
    ポリマー基板を提供することと、
    少なくとも１つの導電層を、対応する粘着性層を用いて、前記ポリマー基板の少なくとも１つの面に取り付けることと、
    前記少なくとも１つの導電層をキス打抜きすることと、
    前記ポリマー基板の少なくとも１つの前記面に導電部を形成するように、前記キス打抜き処置後に、前記少なくとも１つの導電層のいくつかを除去することと、を含む方法。
  8. ポリエステルフィルムを前記導電層に固定するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
  9. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の通信ケーブルを製造する方法であって、
    ポリマー基板を提供することと、
    少なくとも１つの導電層を、対応する粘着性層を用いて、前記ポリマー基板の少なくとも１つの面に取り付けることと、
    前記少なくとも１つの導電層をキス打抜きすることと、
    前記ポリマー基板の少なくとも１つの前記面に導電部を形成するように、前記キス打抜き処置後に、前記少なくとも１つの導電層のいくつかを除去することと、
    少なくとも１つの導体の対線をねじることと、
    前記少なくとも１つの導体の対線の周囲に前記マトリックステープを巻き付けることと、を含むサブステップを用いるマトリックステープを形成するステップを含む方法。
  10. 絶縁バリアテープを用いた前記マトリックステープから前記少なくとも１つの導体の対線を分離するステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
  11. 前記分離ステップが、前記少なくとも１つの導体の対線の周囲に前記絶縁バリアテープをらせん状に巻き付けるサブステップを含む請求項１０に記載の方法。
  12. 前記少なくとも１つの導体の対線および前記マトリックステープを被覆するステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
  13. 前記巻き付きステップが、らせん状に巻き付けるステップである請求項９に記載の方法。
  14. 前記巻き付きステップが約１５度の接触角を含む請求項１３に記載の方法。
  15. 前記巻き付きステップが前記マトリックステープのオーバーラップを含む請求項１３に記載の方法。
  16. ポリエステルフィルムを前記導電層に固定するステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
  17. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の通信ケーブルに用いられるマトリックステープを製造する方法であって、
    ポリマー基板を提供することと、
    少なくとも１つの導電層を、対応する粘着性層を用いて、前記ポリマー基板の少なくとも１つの面に取り付けることと、
    前記ポリマー基板の少なくとも１つの前記面に導電部を形成するように、前記少なくとも１つの導電層のいくつかを除去することと、を含む方法。
  18. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の通信ケーブルを製造する方法であって、
    ポリマー基板を提供することと、
    少なくとも１つの導電層を、対応する粘着性層を用いて、前記ポリマー基板の少なくとも１つの面に取り付けることと、
    前記少なくとも１つの導電層をキス打抜きすることと、
    前記ポリマー基板の少なくとも１つの前記面に導電部を形成するように、前記少なくとも１つの導電層のいくつかを除去することと、
    少なくとも１つの導体の対線をねじることと、
    前記少なくとも１つの導体の対線の周囲に前記マトリックステープを巻き付けることと、を含むサブステップを用いるマトリックステープを形成するステップを含む方法。
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