[发明专利]一种高速数据电缆

说明书

本申请是名称为：一种高速数据电缆、申请号为：201310164317.4、申请日为：2013年05月08日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及一种高速传输高频数据的电缆。

背景技术

电线电缆行业是国内仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国在电线电缆方面，已成为世界最大生产及消费国。

随着数字化技术的迅猛发展，计算机不仅被大量地应用于各种工业设施中，而且也在各类办公室甚至居民住宅中得到更为广泛的普及。计算机网络的不断扩大、延伸，以及传输信息量的急剧增加，一方面使布网用数据电缆用量以较大的幅度递增;另一方面又要求数据电缆具有更高的传输速度、更宽的传输带宽，以实现信息的快速、准确传递。其传输速度范围也已从lOMbps向10000Mbps发展，而且可以预见由于通信量的日益增多，不久的将来网络速度将会大大超过1000Mbps，这就迫切要求人们能提供一种电气性能更优的数据电缆。

影响高频数据高速传输性能的参数主要有以下三个：阻抗、衰减和串音。通常导体自身的外径稳定性、导体周围材料的介电常数、导体本身的特性、单位长度线对中绝缘线的绞合数量及扭距等都会影响阻抗。衰减取决于包围导体绝缘材料的介电常数、导体的阻抗和直径、线对结构、导体的相互位置间距等。串音表示信号能量损耗或对线组之间耦合造成的耗散，串音将随着频率的增加而成为一个严重的问题。串音为影响信号高速传输的关键因素。就本质而言，串音的实质是电磁耦合所形成相互干扰，电磁耦合可以分为两大类，第一类称为随机性电磁耦合，形成这类耦合的主要原因是由于电缆构成元件(如导线、绝缘层)的不均匀性、构造的不对称性以及工艺中的缺陷等种种偶然因素引起，这类耦合可以通过调控原材料及结构元件容许偏差来减少。另一类电磁耦合则称为系统性耦合，因为是由于导体间、对线组间的物理距离等因素引起的交互干扰，它在很大程度上决定于导体回路间的相互位置，如对线组间距的恒定、对线组位置的稳定状态等等。目前的数据电缆一般包括有若干对对线组，而标准的高速数据电缆大都是利用四个对线组结构的非屏蔽绞线电缆，它是将八根绝缘芯线，两两均匀地绞合成四对对线组，再将这四对对线组组合成缆，最后挤上外护套而制成成品电缆。这种电缆中的对线组之间的相对位置仅靠电缆外护套加以固定，但在电缆敷设牵拉、弯曲时，电缆结构自身产生了牵伸挤压作用，其对线组的相对位置会发生位移和变化，甚至在电缆成圈过程中，其结构参数也会发生改变。加之，电缆外护套的固定紧缩作用，会造成对线组的相互嵌套，使一对线组中的一根绝缘芯线侵入另一对线组的外接圆空间内，而对线组的移位或嵌套，又会造成对线组空间间隙变小或得不到合理的保证。总之，电缆结构的不稳定，必然会导致诸如输入阻抗、近端串音、远端串音以及衰减等性能指标的劣化，严重制约着数据电缆工作频率及数据传输速度的提高。

为了改善现有数据电缆的传输性能，中国专利申请(申请号99805867. X)公开了一种具有十字骨架的数据传输电缆，该十字骨架拥有四个向外伸出且为实心的凸起隔板，四个实心凸起隔板将外护套内空间隔成四个容纳对线组的空间区域，每一区域中置有一对线组，从而使得缆芯中的对线组彼此保持固定位置，同时也有效地防止了对线组的相互嵌套，并对对线组周围空间间隙具有一定的稳定作用。然而，实际使用中的高速数据电缆不仅要求对线组具有固定的位置和稳定的空间间隙，以使串音减至最小或加以消除；还要求数据电缆应当是坚固的、柔韧和易安装的。而具有十字骨架的对线组数据电缆，由于骨架横截面上外伸有十字型凸起隔板，使骨架在截面的任何方面上均具有较高的抗弯曲能力。这一附加的、也是人们并不想需要的抗弯特性，恰恰使数据电缆变得僵硬和很难弯曲，特别是在小转角半径情况下尤为如此，给电缆的安装敷设带来了极大的困难。这对于需要适应各种布设走向的数据电缆来说，实际上是一个十分致命的缺陷。    又由于十字骨架外径与电缆外套内径之间存在尺寸差距，造成十字骨架的定位性能不足，容易使骨架在外护套内发生径向的位移和窜动，导致各对线组所占空间大小不一或随机变化，引起对线组附加的挤压和牵伸。这些引起很小几何位置或形状变化的因素，都将造成高速数据电缆性能的急剧下降。还由于十字骨架采用实心结构，这种实心骨架具有较高的介电常数，不利于对线组间电容值的降低，也制约着对线组阻抗、衰减等电气性能的进一步提高。