偏置填料以及包括所述偏置填料的电缆和电缆组制造技术

本发明专利技术涉及由绞合导线对制成的电缆。更具体地说，本发明专利技术涉及用于高速数据通讯应用的绞合线对通讯电缆。包括至少两个导线的绞合线对沿大致纵向轴线延伸，并带有围绕每个导线的绝缘体。所述导线沿轴线大致纵向绞合。电缆包括至少两个绞合线对和填料。至少两个电缆以至少预定距离沿大致平行轴线布置。电缆被构造为除了其它功能外通过限制沿预定距离的阻抗偏差、信号衰减和外部串扰中的至少一部分来高效、准确地传输高速数据信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由绞合导线对制成的电缆。更具体地说，本专利技术涉及用于高速数据通信应用的绞合线对(双扭线)电缆。
技术介绍
随着电脑在通信应用中广泛以及日益增多的使用，随之产生的数据通信业务量更突出了通信网高速传输数据的必要。此外，技术的进步已经促进了高速通讯装置的设计和推广应用，所述高速通讯装置能够以高于传统数据传输电缆传输数据所用速度的速度对数据进行传输。因此，诸如局域网(LAN)群的典型通讯网络的数据传输电缆限制了数据在通讯装置之间流动的速度。为了在通讯装置之间传输数据，许多通讯网络使用了包括绞合导线对(也被称作“绞合线对”或“线对”)的传统电缆。典型的绞合线对包括两个沿纵向轴线绞合在一起的绝缘导线(或导体)。双扭线电缆必须满足特定的性能标准，以便有效、准确地在通讯装置之间传输数据。如果电缆不能至少满足这些标准，它们的信号完整性将会受到损害。工业标准规定了电缆的外形尺寸、性能和安全性。例如，在美国，电子工业协会/电信工业协会(EIA/TIA)提供了有关数据传输电缆的性能规范的标准。一些其他国家也采用这些或类似的标准。根据所采用的标准，利用包括尺寸特性、互用性、阻抗、衰减和串扰在内的一些参数来评价双扭线电缆的性能。所述标准要求电缆在一定的参数范围内工作。例如，对于许多双扭线电缆类型来说，最大的平均电缆外径被规定为0.250英寸。所述标准还要求电缆在一定的电气范围内工作。参数边界的范围根据电缆待传输信号的属性而改变。一般而言，随着数据信号速度的增大，该信号变得对来自电缆的不希望的影响，例如阻抗、衰减和串扰的影响更为敏感。因此，高速信号要求更好的电缆性能，以便保持足够的信号完整性。对阻抗、衰减和串扰的探讨将有助于说明传统电缆的局限性。所列举的第一个参数阻抗为对电信号流动的总阻力的测量单位，其以欧姆表示。电阻、电容和电感均对电缆绞合线对的阻抗具有影响。理论上，绞合线对的阻抗与来自导体效应的电感成正比，并与来自绝缘体效应的电容成反比。阻抗还可以定义为截断数据的最佳“路径”。例如，如果信号以100欧姆的阻抗传输，重要的是，传输该信号所用的电缆也具有100欧姆的阻抗。沿着电缆的任一点处的该阻抗匹配的任何偏差均将导致部分传输信号朝向电缆的传输端反射回去，从而使传输信号削弱。由于信号反射所引起的这种削弱被称为回波损耗。由于许多原因产生了阻抗偏差。例如，绞合线对的阻抗受到该绞合线对的物理和电气特性的影响，包括靠近每个导线的材料的介电性能；导线的直径；围绕导线的绝缘材料的直径；导线之间的距离；绞合线对之间的关系；绞合线对绞距或捻距(完成一个绞合周期的距离)；总电缆绞距；以及围绕绞合线对的护套的紧密度。因为绞合线对的上列属性很容易沿其长度变化，因此绞合线对的阻抗可能沿所述线对的长度发生偏差。阻抗在绞合线对的物理属性发生变化的任意一点处发生偏差。例如，仅增大绞合线对的导线之间的距离就会引起阻抗偏差。在绞合线对之间距离增大的位置处，阻抗将增大，因为阻抗与绞合线对的导线之间的距离成正比。阻抗方面的变化越大，信号削弱越严重。因此，一般使沿电缆长度的容许阻抗变化量标准化。特别是，用于电缆性能的EIA/TIA标准要求电缆的阻抗只在有限的数值范围内变化。典型地，这些范围已经考虑到了阻抗方面充足的变化量，因为已经在这些范围内保持了传统数据信号的完整性。然而，因为当高速信号传输时，阻抗变化的不希望的影响被突出，同样的阻抗变化范围危害了高速信号的完整性。因此，沿电缆长度严格控制阻抗变化量有助于精确、有效传输高速信号(诸如具有接近和超过10千兆比特/秒的集合速度的信号)。特别是，电缆的后期制造操作(诸如使电缆绞合)不应当将明显的阻抗失配引入电缆中。对评价电缆性能有用的所列第二个参数为衰减。衰减表示当电信号沿导线长度传输时的信号损失。信号如果衰减过多将会变得对接收装置来说不可识别。为了确保这种情况不会发生，标准委员会已经在可接受的损失数值基础上确定了极限值。信号的衰减取决于一些因素，包括围绕导线的材料的介电常数；导线的阻抗；信号频率；导线的长度；以及导线的直径。为了有助于确保可接受的衰减水平，所采用的标准对这些因素中的一些进行调节。例如，EIA/TIA标准限定了用于绞合线对的导线的容许尺寸。围绕导线的材料影响信号衰减，因为具有较好介电性质的材料(例如，较小的介电常数)倾向于使信号损失最小化。因此，许多传统电缆使用诸如聚乙烯和氟化乙丙烯(FEP)的材料来隔离导线。这些材料通常提供比诸如聚氯乙烯(PVC)的具有较高介电常数的其它材料更小的介电损耗。另外，一些传统电缆已经通过使围绕绞合线对的空气量最大化而设法减少信号损失。空气由于其低的介电常数(1.0)而成为克服信号衰减的优良绝缘体。护套的材料也影响衰减，尤其是当电缆包含内屏蔽件时。与传统电缆一起使用的典型护套材料倾向于具有更大的介电常数，其可导致更大的信号损失。因此，许多传统电缆使用“松套管”结构，其有助于使护套和未屏蔽的绞合线对隔开。影响电缆性能的所列第三个参数为串扰(或串音)。串扰表示由于绞合线对之间的电容和电感耦合而引起的信号恶化/降质。每个使用中的绞合线对在其导线周围自然地产生电磁场(统称为“场”或“干扰场”)。这些场又被称为电噪音或电干扰，因为该场可以不希望地影响沿其它紧邻导线传输的信号。该场典型地从源导线在有限距离内向外辐射。场强度随着场距源导线的距离的增加而减弱。干扰场产生了多种不同类型的串扰。近端串扰(NEXT)是电缆传输端附近的绞合线对之间的信号耦合的量度。在电缆的另一端，远端串扰(FEXT)是电缆接收端附近位置处的绞合线对之间的信号耦合的量度。功率总串扰表示可能影响信号的电缆实体内部的所有电噪音源之间的信号耦合的量度，所述电缆实体包括多对工作的绞合线对。外部串扰指不同电缆的绞合线对之间的信号耦合的量度。换句话说，第一电缆的特定绞合线对上的信号可以受到来自紧邻的第二电缆的绞合线对的外部串扰的影响。外部功率总串扰(APSNEXT)表示在可能影响信号的电缆外部的所有噪声源之间的信号耦合的量度。电缆的绞合线对及其彼此关系的物理特性有助于确定电缆控制串扰影响的能力。更具体地说，存在一些已知影响串扰的因素，包括绞合线对之间的距离；绞合线对的绞距；所用材料的类型；所用材料的一致性；以及彼此之间具有不同绞距的绞合线对的布置。就电缆的绞合线对之间的距离而言，众所周知，电缆内部的串扰影响在绞合线对之间的距离增大时减小。基于这一知识，一些传统电缆已经设法使每根特定电缆的绞合线对之间的距离最大化。就绞合线对的绞距而言，通常所知的是，具有相似绞距的绞合线对(即，平行绞合线对)对串扰比非平行绞合线对更为敏感。存在这种对串扰增加的敏感度，因为由第一绞合线对产生的干扰场被定向为容易影响其它绞合线对的方向，所述其它绞合线对平行于所述第一绞合线对。基于这一知识，许多传统电缆已经通过利用非平行绞合线对或者沿单个绞合线对的长度改变其绞距来设法减小内部电缆串扰。通常所知的还有，具有长绞距(松扭绞率)的绞合线对比具有短绞距的绞合线对更容易受到串扰的影响。具有较短绞距的绞合线对使它们的导线以比长绞距绞合线对的导线更为远离平行方向的角度布置。从平行方向增大的角距离减小了绞合线对之间的串扰影响。另外，较长绞距的绞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆填料，包括：基体部分形成区域，所述区域中的每一个被构造为选择性地接收导线绞合线对，其中所述基体部分包括至少一个腿，所述腿的长度至少大约等于被选择性地接收的绞合线对的直径；以及至少一个延伸部，所述延伸部从所述腿以至少预定的尺寸径向向外延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-31 60/516,007;US 2003-12-26 10/746,8001.一种电缆填料，包括基体部分形成区域，所述区域中的每一个被构造为选择性地接收导线绞合线对，其中所述基体部分包括至少一个腿，所述腿的长度至少大约等于被选择性地接收的绞合线对的直径；以及至少一个延伸部，所述延伸部从所述腿以至少预定的尺寸径向向外延伸。2.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料沿大致纵向轴线在至少预定距离上螺旋式扭绞。3.如权利要求2所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料的填料绞距在所述预定距离上变化。4.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述基体部分包括被构造为适配地容纳被选择性地接收的绞合线对的弯曲边缘。5.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述延伸部被扩展，以形成用于接收护套的弯曲外边缘。6.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，具有至少两个腿，所述至少两个腿中的每一个具有呈不同横截面面积的延伸部，所述区域被如此构造，以使得更靠近最大延伸部的所述区域中的第一部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较长绞距的绞合线对的区域，而较不靠近所述最大延伸部的所述区域的第二部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较短绞距的绞合线对的区域。7.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料被构造为用于沿至少预定距离与第二电缆填料相邻地布置，并且其中所述电缆填料沿所述第二电缆填料在至少所述预定距离上扭绞。8.如权利要求7所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料沿着所述预定距离在任何点处以不同于所述第二电缆填料的绞距扭绞。9.如权利要求8所述的电缆填料，其特征在于，所述被选择性接收的绞合线对中的任何一个具有不大于第二电缆填料的被选择性接收的绞合线对的一个绞距的绞距。10.如权利要求7所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料和所述第二电缆填料以不同的绞距扭绞，以使得所述电缆填料和所述第二电缆填料的被选择接收的各绞合线对具有不同的合成绞距。11.如权利要求7所述的电缆填料，其特征在于，具有至少两个腿，所述至少两个腿中的每一个具有呈不同横截面面积的延伸部，所述区域被如此构造，以使得更靠近最大延伸部的所述区域中的第一部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较长绞距的绞合线对的区域，而较不靠近所述最大延伸部的所述区域的第二部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较短绞距的绞合线对的区域。12.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述至少一个延伸部包括以第一预定尺寸远离第一腿延伸的第一延伸部和以第二预定尺寸远离第二腿延伸的第二延伸部，所述第一预定尺寸大于所述第二预定尺寸。13.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述第一预定尺寸大约为所述第二预定尺寸的两倍。14.一种电缆，包括至少两个导线绞合线对；填料，其包括一基体部分，所述基体部分具有至少一个腿，所述腿的长度至少大约等于所述绞合线对的直径；以及至少一个延伸部，所述延伸部从所述腿以至少预定尺寸径向向外延伸。15.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述绞合线对在至少预定长度上彼此相对地螺旋式绞合。16.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述填料在至少预定长度上螺旋式绞合，其中所述填料的绞距在所述预定长度上变化。17.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述基体部分形成多个区域，至少一部分所述区域被构造为选择性地接收较长绞距的绞合线对。18.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述基体部分包括被构造为适配地容纳所述绞合线对的弯曲边缘。19.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述绞合线对包括较长绞距的绞合线对和较短绞距的绞合线对。20.如权利要求19所述的电缆，其特征在于，具有至少两个腿，该至少两个腿中的每一个具有不同长度的延伸部，所述较长绞距的绞...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特肯尼，斯图尔特里夫斯，基思福特，约翰W格罗什，斯普林斯图茨曼，罗杰安德森，戴维维克霍斯特，弗雷德约翰斯顿，
申请(专利权)人：ADC公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]