[发明专利]改进的高性能数据通信电缆

说明书

本公开描述了两种针对未屏蔽双绞线(UTP)电缆的电磁干扰(EMI)控制条带施加方法：固定条带控制(FTC)和振荡条带控制(OTC)。在FTC中，条带施加角度和边缘放置被控制为维持条带边缘在所述电缆中的非导电填充物的基部上方的位置。在OTC中，连续地改变所述条带施加角度，导致所述条带边缘以不同周期性横越所有导体对。在两种实施方案中，均改进了外部串扰和回波损耗，同时所述填充物允许是圆柱形形状以达最优接地平面均匀性并且允许具有稳定性以达改进的阻抗和回波损耗性能。

相关申请

本申请要求2013年10月23日提交的标题为“改进的高性能数据通信电缆(Improved High Performance Data Communications Cable)”的第61/894,728号美国临时申请的优先权和权益，所述申请的全文以引用的方式引用本申请中。

技术领域

本申请涉及数据电缆。特定来说，本申请涉及一种针对导体对在数据电缆内的受控放置和减少电磁干扰(EMI)的条带的受控施加角度的填充物。

背景技术

由产业标准组织(包括电信产业协会(TIA)、国际标准化组织(ISO)和美国国家标准学会(ANSI)(诸如ANSI/TIA-568-C.2))建立的高带宽数据电缆标准包括对通常被称为类别6A型的电缆的性能要求。这些高性能类别6A电缆对于最大回波损耗和串扰以及电性能参数具有严格的规范。无法满足这些要求意味着该电缆不可用于高数据速率通信，诸如1000BASE-T(千兆位以太网)、10GBASE-T(10千兆位以太网)或其它未来新兴标准。

串扰是电缆中相邻导体对之间的电磁干扰(EMI)的结果，其中一根多对电缆中的第一对绞合导体中的信号流产生电磁场，所述电磁场由该电缆中的第二对绞合导体接收并且被转换回电信号。类似地，外部串扰是相邻电缆之间的电磁串扰。在其中大量电缆从交换机和路由器开始沿着平行路径通过电缆梯架和托盘的典型安装中，许多具有离散信号的电缆在长距离内可能都是紧邻的并且平行的，从而增加外部串扰。外部串扰常常经由两种方法测量：功率总和外部近端串扰(PSANEXT)是对测试电缆中由多根周围的干扰或“扰动”电缆(通常为6根)产生的干扰的测量，并且在电缆与干扰发射机相同的端部进行测量；以及功率总和外部远端衰减串扰比(PSAACRF)，其为由导体对的电阻和阻抗引起的信号衰减与来自周围扰动电缆的干扰的比。

回波损耗是对所发射信号的功率与由导体对的阻抗变化引起的信号反射的功率之间的差的测量。由诸如电缆制程、远端处的电缆端接、安装期间由急弯引起的损坏、将导体对挤压在一起的紧塑性电缆结、或电缆内或周围的湿点之类的因素引起的导体对中阻抗的任何随机或周期性改变都会引起所发射信号的部分被反射回到源。

用于解决外部串扰和内部串扰的典型方法具有取舍。例如，外部串扰可通过增大电缆尺寸、增加重量和体积以及减小可放置在电缆托盘中的电缆数目来减少。其它电缆已经实施了复杂的不连续EMI屏障和条带以试图控制外部串扰和接地电流中断，但是费用显著增加并且在一些实施方案中可能实际上增加外部串扰。完全屏蔽的电缆，诸如未屏蔽双绞线上箔(F/UTP)设计包括用于接地导电箔屏蔽的加蔽线，但是在使用屏蔽连接器和其它相关硬件的情况下，总安装成本贵很多。而且，完全屏蔽的电缆更难进行端接并且在未正确端接的情况下可能引发接地回路电流和噪音。

发明内容

本公开描述了制造具有可为导电的或部分导电的屏障条带的未屏蔽双绞线(UTP)电缆的方法以及所述电缆的实施方案，其经由控制屏障条带围绕多对螺旋布置的绞合导体的施加角度减少外部串扰和回波损耗，而不增加材料费用。所述电缆内包括填充物以分隔绞合导体对并且为屏障条带提供支撑基部，从而使电缆可为圆柱形形状以达最优接地平面均匀性并且可具有稳定性以达改进的阻抗和回波损耗性能。所述填充物还根据需要在绞合导体对上方和屏障条带下方提供空气绝缘层，而在绞合导体对和条带之间不需要内护套，从而潜在地去除了一个昂贵的制造步骤。