(57)【要約】【課題】エイリアンクロストークを減衰させること。【解決手段】導電体からなる複数のツイステッドペア（２６）を有した通信ケーブル（２２）において使用するためのバリアテープ（３２）であって、通信ケーブルが、最大信号周波数を有した信号周波数範囲で動作するものとされ、導電体からなる複数のツイステッドペアが、平均ペアレイ長さを有している場合に、バリアテープが、絶縁基材と、ギャップによって離間された複数の導電セグメントからなる少なくとも１つのバリア層と、を備え、導電セグメントが、平均ペアレイ長さよりも大きく、なおかつ、最大信号周波数で伝送される信号の１／４波長よりも小さな、長手方向長さを有している。【選択図】図２
2014131304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体からなる複数のツイステッドペアを有した通信ケーブルにおいて使用するためのバリアテープであって、
前記通信ケーブルが、最大信号周波数を有した信号周波数範囲で動作するものとされ、導電体からなる前記複数のツイステッドペアが、平均ペアレイ長さを有している場合に、
前記バリアテープが、
絶縁基材と、
ギャップによって離間された複数の導電セグメントからなる少なくとも１つのバリア層と、
を備え、
前記導電セグメントが、前記平均ペアレイ長さよりも大きく、なおかつ、前記最大信号周波数で伝送される信号の１／４波長よりも小さな、長手方向長さを有していることを特徴とするバリアテープ。
【請求項２】
請求項１記載のバリアテープにおいて、
さらに、前記絶縁基材と前記少なくとも１つのバリア層との間に、接着剤層を備えていることを特徴とするバリアテープ。
【請求項３】
請求項１記載のバリアテープにおいて、
前記長手方向長さが、１．３ｃｍ〜１０ｃｍであることを特徴とするバリアテープ。
【請求項４】
請求項１記載のバリアテープにおいて、
前記複数の導電セグメントの各々が、横方向の幅を有し、
それら幅の少なくとも１つが、前記通信ケーブルの周縁方向において、前記複数のツイステッドペアの少なくとも１つを覆い得るに十分な広さとされていることを特徴とするバリアテープ。
【請求項５】
請求項１記載のバリアテープにおいて、
前記複数の導電セグメントが、２列または３列のグリッド状パターンで互いに重なって配置されていることを特徴とするバリアテープ。
【請求項６】
最大信号周波数を有した信号周波数範囲で動作するものとされた通信ケーブルであって、
導電体からなる複数のツイステッドペアが、平均ペアレイ長さを有していて、前記信号周波数範囲の信号を伝送する場合に、導電体からなる前記複数のツイステッドペアのコアと；
導電体からなる前記複数のツイステッドペアの前記コアの周囲に少なくとも部分的に巻き付けられたバリアテープと；
を備え、
前記バリアテープが、
絶縁基材と、
ギャップによって離間された複数の導電セグメントからなる少なくとも１つのバリア層と、
を備え、
前記導電セグメントが、前記平均ペアレイ長さよりも大きく、なおかつ、前記最大信号周波数で伝送される信号の１／４波長よりも小さな、長手方向長さを有していることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項７】
請求項６記載の通信ケーブルにおいて、
前記バリアテープが、さらに、前記絶縁基材と前記少なくとも１つのバリア層との間に、接着剤層を備えていることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項８】
請求項６記載の通信ケーブルにおいて、
前記長手方向長さが、１．３ｃｍ〜１０ｃｍであることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項９】
請求項６記載の通信ケーブルにおいて、
さらに、前記コアと前記少なくとも１つのバリア層との間に絶縁層を備えていることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項１０】
請求項６記載の通信ケーブルにおいて、
前記複数の導電セグメントの各々が、横方向の幅を有し、
それら幅の少なくとも１つが、前記通信ケーブルの周縁方向において、前記複数のツイステッドペアの少なくとも１つを覆い得るに十分な広さとされていることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項１１】
請求項６記載の通信ケーブルにおいて、
前記複数の導電セグメントが、２列または３列のグリッド状パターンで互いに重なって配置されていることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項１２】
請求項６記載の通信ケーブルにおいて、
前記コアが、ケーブルコアツイストレートを有し、
前記バリアテープが、少なくとも部分的には前記ケーブルコアツイストレートと同じレートで前記コアの周囲に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項１３】
最大信号周波数を有した信号周波数範囲で動作するものとされた通信システムであって、
この通信システムが、
通信機器と；
この通信機器に対して接続された少なくとも１つの通信ケーブルと；
を具備し、
前記少なくとも１つの通信ケーブルが、導電体からなる複数のツイステッドペアのコアを備え、
導電体からなる複数の複数のツイステッドペアが、平均ペアレイ長さを有していて、前記信号周波数範囲の信号を伝送するものとされ、
前記少なくとも１つの通信ケーブルが、さらに、導電体からなる前記複数のツイステッドペアの前記コアの周囲に少なくとも部分的に巻き付けられたバリアテープを備え、
前記バリアテープが、
絶縁基材と、
ギャップによって離間された複数の導電セグメントからなる少なくとも１つのバリア層と、
を備え、
前記導電セグメントが、前記平均ペアレイ長さよりも大きく、なおかつ、前記最大信号周波数で伝送される信号の１／４波長よりも小さな、長手方向長さを有していることを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の通信システムにおいて、
前記バリアテープが、さらに、前記絶縁基材と前記少なくとも１つのバリア層との間に、接着剤層を備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項１５】
請求項１３記載の通信システムにおいて、
前記長手方向長さが、１．３ｃｍ〜１０ｃｍであることを特徴とする通信システム。
【請求項１６】
請求項１３記載の通信システムにおいて、
さらに、前記コアと前記少なくとも１つのバリア層との間に絶縁層を備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項１７】
請求項１３記載の通信システムにおいて、
前記通信機器が、パッチパネルであることを特徴とする通信システム。
【請求項１８】
複数の通信ケーブルの間のエイリアンクロストークを減衰させるための方法であって、
前記複数の通信ケーブルの少なくとも１つが、最大信号周波数を有した信号周波数範囲で動作するものとされ、前記少なくとも１つの通信ケーブルが、導電体からなる複数のツイステッドペアのコアを備え、導電体からなる複数の複数のツイステッドペアが、平均ペアレイ長さを有している場合に、
この方法においては、
前記通信ケーブルの前記最大信号周波数を決定し；
ギャップによって離間された複数の導電セグメントからなる少なくとも１つのバリア層を準備するとともに、前記導電セグメントを、前記平均ペアレイ長さよりも大きく、なおかつ、前記最大信号周波数で伝送される信号の１／４波長よりも小さな、長手方向長さを有したものとし；
前記コアの周囲に前記バリアテープを少なくとも部分的に巻き付ける；
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、
前記コアの周囲に前記バリアテープを少なくとも部分的に巻き付けるに際しては、前記コアの周囲に前記バリアテープを螺旋状に少なくとも部分的に巻き付けることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、
前記コアが、ケーブルコアツイストレートを有している場合に、
前記コアの周囲に前記バリアテープを螺旋状に少なくとも部分的に巻き付けるに際しては、前記ケーブルコアツイストレートと同じレートで前記コアの周囲に前記バリアテープを螺旋状に少なくとも部分的に巻き付けることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１８記載の方法において、
前記コアの周囲に前記バリアテープを少なくとも部分的に巻き付けるに際しては、前記コアの周囲に前記バリアテープを長手方向において少なくとも部分的に巻き付けることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１８記載の方法において、
前記コアの周囲に前記バリアテープを少なくとも部分的に巻き付けるに際しては、
前記複数の導電セグメントの少なくとも１つが前記通信ケーブルの周縁方向において前記複数のツイステッドペアの少なくとも１つを覆うようにして、前記コアの周囲に前記バリアテープを螺旋状に少なくとも部分的に巻き付けることを特徴とする方法。
【請求項２３】
通信ケーブルであって、
内側コア内に設けられた導電体からなる複数のツイステッドペアと；
導電体からなる前記複数のツイステッドペアを囲む外側絶縁ジャケットと；
前記内側コアと前記外側絶縁ジャケットとの間においてグリッド状パターンで互いに重ね合わされている複数の導電セグメントであるとともに、導電体からなる前記複数のツイステッドペアを少なくとも部分的に覆う複数の導電セグメントと；
導電体からなる前記複数のツイステッドペアと前記複数の導電セグメントとの間に配置された絶縁層と；
を具備していることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項２４】
請求項２３記載の通信ケーブルにおいて、
前記複数の導電セグメントが、長手方向長さを有し、
この長手方向長さが、１．３ｃｍ〜１０ｃｍであることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項２５】
請求項２３記載の通信ケーブルにおいて、
前記複数の導電セグメントの各々が、横方向の幅を有し、
それら幅の少なくとも１つが、前記通信ケーブルの周縁方向において、前記複数のツイステッドペアの少なくとも１つを覆い得るに十分な広さとされていることを特徴とする通信ケーブル。
【請求項２６】
通信システムであって、
通信機器と；
この通信機器に対して接続された少なくとも１つの通信ケーブルと；
を具備し、
前記少なくとも１つの通信ケーブルが、
内側コア内に設けられた導電体からなる複数のツイステッドペアのコアと；
導電体からなる前記複数のツイステッドペアを囲む外側絶縁ジャケットと；
前記内側コアと前記外側絶縁ジャケットとの間においてグリッド状パターンで互いに重ね合わされている複数の導電セグメントであるとともに、導電体からなる前記複数のツイステッドペアを少なくとも部分的に覆う複数の導電セグメントと；
導電体からなる前記複数のツイステッドペアと前記複数の導電セグメントとの間に配置された絶縁層と；
を備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項２７】
請求項２６記載の通信システムにおいて、
前記複数の導電セグメントの各々が、横方向の幅を有し、
それら幅の少なくとも１つが、前記通信ケーブルの周縁方向において、前記複数のツイステッドペアの少なくとも１つを覆い得るに十分な広さとされていることを特徴とする通信システム。
【請求項２８】
請求項２６記載の通信システムにおいて、
前記通信機器が、パッチパネルであることを特徴とする通信システム。
【請求項２９】
請求項２６記載の通信システムにおいて、
前記複数の導電セグメントの各々が、横方向の幅を有し、
それら幅の少なくとも１つが、前記通信ケーブルの周縁方向において、前記複数のツイステッドペアの少なくとも１つを覆い得るに十分な広さとされていることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００８年５月６日に出願された米国仮特許出願第６１／０３４３１２号の利益を主張し、この出願のすべてが組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、通信ケーブル、より具体的には、このようなケーブルに付随するクロストークの減衰を強化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ネットワークがより複雑になっており、かつより高帯域のケーブル配線の必要性を有するにしたがって、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(alien crosstalk)」）の減衰は、堅固かつ信頼性のある通信システムを提供するためにますます重要となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＵＳ ２００６／０４８９６１ Ａ１
【特許文献２】ＧＢ ２ ４３２ ９６３ Ａ
【特許文献３】ＧＢ １ ０３７ ９４４ Ａ
【特許文献４】ＷＯ ２００６／１０５１６６ Ａ
【特許文献５】ＵＳ ２００７／０４４９９６ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エイリアンクロストークは、主として、電磁結合ノイズであり、この電磁結合ノイズは、妨害されるケーブルに近接して延びる信号搬送ケーブルを原因として妨害されるケーブルに発生する。さらに、クロストークは、特定のケーブル内のツイステッドペア(twisted pair)間で発生し、これは、さらに通信システムの信頼性を低下させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
いくつかの実施形態において、本発明は、エイリアンクロストークの減衰を強化する方法として、導電セグメントを有する複数の材料層を用いることに関する。一形態において、本発明は、２層化された金属パターンフィルム（すなわちバリアテープ）であって高性能な１０Ｇｂ／ｓ（ギガビット／秒）の非シールド型ツイステッドペア(ＵＴＰ：unshielded twisted pair)ケーブルにおけるワイヤペアの周囲に巻き付けられたフィルムを備える。一般的には、本発明は、（ＴＩＡ／ＥＩＡ規格）カテゴリ５ｅ、カテゴリ６、カテゴリ６Ａ、カテゴリ７のような高周波数または低周波数の通信ケーブル、並びに、４０Ｇｂ／ｓ及び１００Ｇｂ／ｓのようなさらに高周波数すなわち高ビットレートの用途に使用される銅ケーブル配線において使用される。層内の導電セグメントは、一方の層におけるギャップが隣接する層の導電セグメントでほぼ覆われるように位置付けられている。導電セグメント間のギャップが導電材料からの電磁エネルギーの放出を低減しかつ放射された電磁エネルギーに対して導電材料が影響を受けやすくなることを低減しながら、複数層は、クロストークを低減する。本発明は、従来のＵＴＰケーブルにおける欠点を解決し、ケーブル間クロストークまたは他のタイプのクロストークを低減する。本発明の形態は、ＵＴＰケーブルに加えて他のタイプのケーブルに適用されてもよい。
【０００７】
本発明の理解を容易にする目的で、添付の図面及び説明は、本発明の実施形態を示しており、本発明、構造、構成及び動作並びにさまざまな関連する有利点は、これら添付の図面及び説明から迅速に理解されかつ評価される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明における複数の通信ケーブルを有する通信システムの実施形態を示す概略図である。
【図２】図１の通信ケーブルの１つを示す断面図である。
【図３】本発明におけるかつ図１及び図２のケーブルにおいて使用されるバリアテープの実施形態を示す部分平面図である。
【図４】図３のバリアテープを示す図３の線４−４に沿う断面図である。
【図５】２つの従来のケーブルにおける寄生容量モデルの長手方向断面図である。
【図６】本発明の実施形態における２つのケーブルにおける寄生容量モデルの長手方向断面図である。
【図７】２つの従来のケーブルにおける寄生インダクタモデルの長手方向断面図である。
【図８】本発明の実施形態における２つのケーブルにおける寄生インダクタモデルの長手方向断面図である。
【図９】ケーブルに導入されたスパイラル性質のバリアテープを示す、図１のケーブルの実施形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明におけるバリアテープであって絶縁基材にある３層のパターン化された不連続な導電材料の形態をなすバリアテープの実施形態を示す部分平面図である。
【図１１】本発明のバリアテープの別の実施形態を示す部分平面図である。
【図１２】図１１のバリアテープを示す図１１の線１２−１２に沿う断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態におけるケーブルであって別法のツイステッドペアディバイダを有するケーブルを示す断面図である。
【図１４】本発明の別の実施形態におけるケーブルであって別法のツイステッドペアディバイダを有するケーブルを示す断面図である。
【図１５】絶縁層としてエンボスフィルムを組み込んだケーブルを示す断面図である。
【図１６】ツイステッドペアセパレータとして及び絶縁層としてエンボスフィルムを組み込んだケーブルを示す断面図である。
【図１７】エンボスフィルムを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで、図面、より具体的には図１を参照すると、通信システム２０が示されており、この通信システムは、機器２４に接続された少なくとも１つの通信ケーブル２２を有する。機器２４は、図１においてパッチパネルとして示されているが、この機器は、受動的な機器または能動的な機器であってもよい。受動的な機器の例としては、限定しないが、モジューラ型パッチパネル、パンチダウン型パッチパネル、カプラ型パッチパネル、ウォールジャックなどを含んでもよい。能動的な機器の例としては、限定しないが、データセンター／電気通信室で見られるイーサネット（登録商標）スイッチ、ルータ、サーバ、物理層管理システム及びパワーオーバーイーサネット(power-over-Ethernet、登録商標)機器；セキュリティデバイス（カメラ及び他のセンサなど）；並びにワークステーション領域で見られる電話、コンピュータ、ファックス機械、プリンタ及び他の周辺機器、を含んでもよい。通信システム２０は、例えばキャビネット、ラック、ケーブルマネージメント及びオーバーヘッドルーティングシステムをさらに備える。
【００１０】
通信ケーブル２２は、図２に示すように、非シールド型ツイステッドペア（ＵＴＰ）ケーブル、より具体的には１０Ｇｂ／ｓで動作するカテゴリ６Ａのケーブルの形態をなしており、この通信ケーブルは、以下で詳述する。しかしながら、本発明は、すでに記載されているように、さまざまな通信ケーブル及び他のタイプのケーブルに適用されかつ／またはさまざまな通信ケーブル及び他のタイプのケーブルにおいて実施されてもよい。ケーブル２２は、機器２４に直接終端されている、あるいは、ＲＪ４５タイプ、ジャックモジュールカセット、インフィニバンドコネクタ(Infiniband connector)、ＲＪ２１、及びさまざまな他のコネクタ型、またはこれらの組み合わせのような、さまざまなプラグ２５またはジャックモジュール２７に終端されている。さらに、ケーブル２２は、ケーブルのルーム(loom)または束に加工され、さらに終端される前のルームに加工されてもよい。
【００１１】
本発明がこのような用途に限定されないが、通信ケーブル２２は、パッチコード、基幹回線のケーブル配線及び水平ケーブル配線を含むさまざまな構造化されたケーブル配線用途で使用されてもよい。一般的には、本発明は、軍事用、産業用、電気通信用、コンピュータ、データ通信及び他のケーブル配線用途で使用される。
【００１２】
より具体的に図２を参照すると、ケーブル２２の横断面が示されている。ケーブル２２は、４つのツイステッドワイヤペア２６からなる内側コア２３を有しており、このツイステッドワイヤペアは、一般的には、十字ウェブ２８によって分離されている。内側絶縁層３０（例えばプラスチック絶縁テープまたは例えば０．２５４ｍｍ厚さの内側絶縁ジャケット材料などの押出絶縁層）は、ワイヤペア２６と十字ウェブ２８とを囲んでいる。バリアテープ３２を巻き付けることによって、内側絶縁層３０を囲んでいる。バリアテープ３２は、内側絶縁層３０の周囲を螺旋状に巻き付けられている。また、ケーブル２２は、外側絶縁ジャケット３３を有している。バリアテープ３２は、図２において単純化のために縮約版で示されており、この図２は、絶縁基材４２と、導電セグメント３４及び３８と、のみを示している。また、図３及び図４を参照すると、以下で詳述するように、バリアテープ３２は、ギャップ３６によって離間された導電セグメント３４を備える（図２において内側バリア層として示される）第１バリア層３５と；セグメント３８の導電材料にあるギャップ４０によって離間された導電セグメント３８を備える（図２において外側バリア層として示される）第２バリア層３７と；第２導電層の導電セグメント３８及びギャップ４０から第１導電層の導電セグメント３４及びギャップ３６を離間させる絶縁基材４２と；を有している。第１及び第２バリア層、より具体的には導電セグメント３４及び導電セグメント３８は、ケーブル内で交互に配置されており、外側バリア層のギャップ４０は、内側導電層の導電セグメント３４と一致している。バリアテープ３２は、内側絶縁層３０の周囲を螺旋状またはスパイラル状に巻き付けられている。あるいは、バリアテープは、螺旋状でない方法（例えば巻きタバコ状または長手方向様式など）で内側絶縁層の周囲に付けられてもよい。
【００１３】
外側絶縁ジャケット３３は、０．３８１ｍｍ厚さであってもよい（が、他の厚さも可能である）。ケーブル２２の全体の直径は、例えば７．３２ｍｍ未満であるが、他の厚さは、可能である。
【００１４】
図３は、絶縁基材にあるパターン化された導電セグメントを示すバリアテープ３２の平面図であり、不連続な導電材料からなる２つのバリア層３５及び３７が使用されている。導電セグメント３４及び３８は、下層にある基材４２の長手方向及び横方向の双方に沿う一連のモザイクとして配置されている。説明するように、パターン化された導電セグメントからなる複数のバリア層を使用することで、ケーブルが隣接するケーブルに結合することを効果的に低減することによって、及び、他のケーブルから結合することに対するバリアを形成することによって、エイリアンクロストークの減衰を強化させることが容易になる。導電セグメント３４及び３８が不連続である性質は、バリア層３５及び３７からの放射を低減するまたは消滅させる。図示された実施形態において、２層化されたグリッド状の金属パターンは、バリアテープ３２に組み込まれており、このバリアテープは、例えば高性能な１０Ｇｂ／ｓのケーブルにおけるツイステッドワイヤペア２６の周囲をスパイラル状に巻き付く。パターンは、バリア層の導電セグメントが隣接するバリア層からギャップ３６、４０と重なり合うように選択されている。図３及び図４において、例えば、頂部及び底部バリア層３５及び３７は、一連の（丸角部を有する）約８．３８ｍｍ×８．３８ｍｍの正方形であって正方形間に１．５２ｍｍのギャップサイズ４４を有する正方形として配置された導電セグメントを有する。一実施形態において、丸角部には、０．７９４ｍｍの半径が形成されている。
【００１５】
上側バリア層３５を参照すると、任意の導電材料からなる単一の層の性能は、不連続なパターンのギャップと不連続なセグメントからなる長手方向長さ４６とに依存し、また、導電セグメントの横方向長さに少なくともいくらか依存する。一般的には、ギャップサイズ４４が短いほどかつ長手方向長さ４６が長いほど、ケーブル間のクロストークの減衰は、良好になる。しかしながら、長手方向パターン４６が長すぎる場合、不連続な導電材料層は、放射し、適切な周波数帯域において電磁エネルギーの影響を受けやすくなる。１つの解決法は、長手方向のパターン長さが囲まれたケーブル内のツイステッドワイヤペアにおける平均ペアレイ(pair lay)よりも大きいがワイヤペアにわたって伝送される最も高周波数の信号の波長の１／４よりも小さくなるように長手方向のパターン長さ４６を設計することである。ペアレイは、ツイステッドワイヤペアの１つの完全な捩れ長さに等しい。
【００１６】
高性能ケーブル（例えば１０Ｇｂ／ｓ）について、典型的なツイスト長さ（すなわちペアレイ）は、０．８ｃｍから１．３ｃｍの範囲にある。したがって、導電セグメント長さは、５００ＭＨｚの周波数で使用するために適用されたケーブルについて、主として、約１．３ｃｍから約１０ｃｍの範囲内にある。より高周波数またはより低周波数において、長さは、それぞれより短くまたはより長く変化する。
【００１７】
さらに、５００ＭＨｚの周波数を有する信号について、波長は、伝搬速度が２０ｃｍ／ｎｓの場合に、約４０ｃｍである。この波長において、バリア層の導電セグメントの長さは、１０ｃｍ未満（すなわち波長の１／４）であり、導電セグメントが電磁エネルギーを放射することを防止する。
【００１８】
同様に、ワイヤペアがケーブルのコア内で捩るにしたがって導電セグメントの横方向長さ４８がツイステッドワイヤペアを「覆う」ことは望ましい。すなわち、導電セグメントの横方向長さ４８がケーブルの中心から径方向外側にツイステッドペア上に重なるのに十分な幅であることは望ましい。一般的には、横方向幅４８が広いほど、ケーブル間のクロストークの減衰は良好になる。バリアテープ３２がケーブルのツイストレート(twist rate)とほぼ同一レートでケーブルのコアの周囲に螺旋状に巻き付けられることは、さらに望ましい。高性能ケーブル（例えば１０Ｇｂ／ｓ）について、典型的なケーブルのストランドレイ（すなわちケーブルのコアのツイストレート）は、約６ｃｍから約１２ｃｍの範囲にある。本発明におけるバリアテープがケーブルのストランドレイと同一レート（すなわち、１つの完全な巻回が約６ｃｍから約１２ｃｍの範囲にある）で巻回されることは、好ましい。しかしながら、本発明は、この巻回長さの範囲に限定されず、より長いまたはより短い巻回長さを使用してもよい。
【００１９】
不連続な導電セグメントからなるバリアテープにおける高成長用途は、ケーブル間クロストークの減衰を増大させるために１以上の導電バリア層に使用することである。複数層のバリアについて、バリア層は、基材によって離間されており、層は、互いに直接電気的に接続していない。２つのバリア層３５及び３７を示しているが、本発明は、単一のバリア層、または３以上のバリア層を有してもよい（例えば図１０参照）。
【００２０】
図４は、２つのバリア層３５及び３７を採用したように、バリアテープ３２の断面図をより詳細に示している。各バリア層は、基材５０と、導電セグメント３４または３８と、を有している。基材５０は、絶縁材料であり、例えば約１７．８μｍ厚さである。導電セグメントからなる層は、例えば丸角部を有する正方形であって約８．８９μｍの厚さを有するアルミニウムからなる正方形の平面形状を含んでいる。本発明の他の実施形態において、導電セグメントは、等辺もしくは不等辺多角形、他の不等辺多角形、湾曲した閉形状、導電材料の割目によって形成された分離領域、及び／または上記の組み合わせのようなさまざまな形状で形成されてもよい。銅、金またはニッケルのような他の導電材料を導電セグメントとして使用してもよい。半導体材料を同様にこれら領域に使用してもよい。絶縁基材の材料の例としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド及び他の材料を含む。
【００２１】
導電セグメント３４及び３８は、スプレー状接着剤層５２を介して共通の絶縁基材４２に取り付けられている。例えば、スプレー状接着剤層５２は、１２．７μｍの厚さであり、共通の絶縁基材層４２は、３８．１μｍの厚さである。図示された例の層の厚さを考えると、図４のバリアテープ３２の全体厚さは、約０．１１７ｍｍである。理解すべきことは、さまざまな材料厚さをさまざまな層に適用してもよいことである。いくつかの実施形態において、望ましいことは、導電セグメント３４及び３８からなる２つの層間の距離がこれら層間の容量を低減するように小さいことである。
【００２２】
バリア材料として複数層の不連続な導電材料を使用する場合、層間のギャップの被覆率は、ケーブル間のクロストークを減少させることを補助する。これは、ケーブル間の容量性及び導電性結合を試験することによって最も理解される。
【００２３】
図５は、２つの従来技術のケーブル４０１及び４０２における寄生容量結合モデルを示している。ここで、２つのケーブル４０１及び４０２は、標準的な１０Ｇｂ／ｓのイーサネット（登録商標）のツイスト長さ５４（ペアレイ）の２つのツイストペアからなるワイヤ４０３間のケーブル間クロストークを減衰させる方法として絶縁ジャケット４０４を採用している。結果として生じる寄生容量結合は、モデル化された容量４０５から４−８によって示されるように、著しいケーブル間のクロストークを形成する。容量４０５から４０８が図５のモデルのために集中容量成分として示されているが、これらは、実際には、分散型容量である。
【００２４】
対照的に、図６は、本発明におけるバリア技術を用いた２つのケーブル２２ａ及び２２ｂの寄生容量結合を示している。全体的な効果が分散型容量に起因するが、集中容量成分のモデルは、分散型寄生容量結合を示す目的で示されている。ツイステッドペア２６ａにおける第１及び第２ツイステッドワイヤ１０１及び１０２は、差分信号を搬送し、逆極性を有するようにモデル化されている。第１ワイヤ１０１によって搬送される「正」極性信号と第２ワイヤ１０２によって搬送される「負」極性信号とは、ほぼ等しく導電セグメント３４ａと結合する。この結合は、容量５０４及び５０５によってモデル化されている。その結果、ツイステッドペア２６から導電セグメント３４ａに微小なネット電荷(net charge)が容量結合され、無視可能な電位をもたらす。導電セグメント３４ａに結合された小さい電荷は、モデル化された容量５０６及び５０７を介してケーブル２２ａの外側バリア層にある導電セグメント３８ａ及び３８ｂに結合することによって、さらに分散される。導電セグメント３８ａ及び３８ｂが同様にさらなる内側導電セグメント３４ｂ及び３４ｃと容量結合するので、容量結合量は、ツイステッドワイヤ１０１及び１０２の逆極性に起因した打消し効果によって、さらに軽減される。同様の打ち消し効果は、さらなるモデル化された容量５０８から５１３にわたって行われ、第１ケーブル２２ａのツイステッドペア２６ａと第２ケーブル２２ｂのツイステッドペア２６ｂとの間における全体の容量結合は、従来技術のシステムと比較して著しく減少される。バリアテープにおける２つのバリア層にあるギャップ３６及び４０からなる間隔は、ケーブル間の直接的な容量結合の機会を大きく減少させる。
【００２５】
インダクタのモデル化を参照すると、図７は、２つの従来技術のケーブルにおける寄生分散型インダクタモデルを示している。図７及び図８において、導電体中の電流は、磁界を生成し、導電体の分散型インダクタンスは、結果として矢印に示すように結合する。図示を目的として、具体的な磁界の領域は、矢印で示されているが、磁界は、実際には、図示された領域全体にわたって分散している。ここで、ケーブル６０１及び６０２の双方は、標準的な１０Ｇｂ／ｓのイーサネット（登録商標）のツイスト長さ５４（ペアレイ）からなる２つのツイステッドペア間のケーブル間クロストークを減衰させる方法として絶縁ジャケット６０４のみを採用している。符号６０６から６０９でモデル化された結果として生じる寄生インダクタ結合は、著しいケーブル間クロストークを生成する。
【００２６】
図８は、本発明によって提案されたバリア技術を用いて２つのケーブルのインダクタモデルを示している。２つのツイステッドワイヤのケーブル２２ａ及び２２ｂそれぞれは、従来技術のモデルのように、ツイステッドペア２６ａ及び２６ｂと、同一の標準的な１０Ｇｂ／ｓのイーサネット（登録商標）のツイスト長さ５６（ペアレイ）と、を有している。しかしながら、２つのケーブル２２ａ及び２２ｂは、バリアテープ３２で保護されている。バリア層３５及び３７は、それぞれ導電材料にあるギャップ３６及び４０を有しており、導電材料セグメント３４及び３８が放射することを防止する。導電セグメントは、ケーブル内で交互に配置されており、導電材料にあるほとんどのギャップは、隣接する層における導電セグメントと一致している。
【００２７】
磁界は、ツイステッドワイヤペア２６ａによって第１ケーブル２２ａ内に誘導される。しかしながら、磁界がバリアテープ３２の内側バリア層を通過するにしたがって、磁界は、導電セグメントに渦電流を形成し、磁気結合７１０及び７１１の程度を減少させ、ケーブル間クロストークを減少させる。しかしながら、バリア層３５及び３７にギャップ３６及び４０が必要である結果として、磁界の一部は、境界またはギャップの近傍を通過する。渦電流が境界またはギャップの近傍で強く引き起こされないので、これら領域を通過する磁界の低減を小さくさせる。
【００２８】
１つの解決法は、先と同様に、複数のバリア層３５及び３７を用いることであり、一方の層内のギャップは、隣接する層から導電材料によって覆われる。第２ケーブル２２ｂは、内側導電層３５にあるギャップ３６を覆う外側バリア層（特に導電セグメント３８）を示している。上述のように、導電層３５及び３７を通過する磁界は、渦電流が境界またはギャップ３６及び４０の近傍で強く誘導されないので、エネルギーをあまり損失しない。しかしながら、内側導電層３５にあるギャップ３６が外側バリア層から導電セグメントによって覆われることを確実にすることによって、内側バリア層を通過する磁界は、外側バリア層を通過する一方で、より強い渦電流を形成し、したがって、磁界のエネルギーを減少させ、ケーブル間クロストークを減少させる。したがって、望ましいことは、バリア層のギャップ３６及び４０を配置して隣接するバリア層から導電セグメントと位置合せすることであるが、バリア層の一部のギャップは、本発明におけるケーブル間クロストークの減衰に著しい影響を及ぼすことなく覆われないままとしてもよい。
【００２９】
図９は、バリアテープ３２がケーブル２２の絶縁層３０と外側ジャケット３３との間でスパイラル状に巻き付けられているかを示している。あるいは、バリアテープは、螺旋状でない方法（例えば巻きタバコ状または長手方向様式など）で内側絶縁層の周囲に付けられてもよい。望ましいことは、バリアテープ３２の螺旋状の巻回がケーブル２２のコアレイ長さとほぼ等しい巻付レート（すなわち、ケーブルのツイステッドペア２６が互いに周囲に巻き付けるレート）を有することである。しかしながら、いくつかの実施形態において、バリアテープ３２の螺旋状の巻回は、ケーブルコアのレイ長さよりも大きいまたは小さい巻付レートを有してもよい。
【００３０】
図１０は、本発明における他の実施形態におけるバリアテープ６０を示しており、このバリアテープは、導電セグメント６２を有する第３導電層を有しており、特にギャップ６４を被覆する。バリアテープ６０は、図４に示す構造と同様の構造を有しているが、追加のバリア層と介在基材と接着層とを有しており、導電セグメント６２は、図示するように、ギャップ６４と重なる。本発明は、図示された実施形態に限定されず、バリアテープにおいて単一のバリア層または４以上のバリア層を有する実施形態を含む。
【００３１】
図１１は、本発明における別の実施形態におけるバリアテープ８０を示している。バリアテープ８０は、バリアテープ８０に上側及び下側の長方形の導電セグメント８２及び８３が設けられている点を除いて、図示されかつ上述したバリアテープ３２と同様である。各層にある長方形セグメントは、ギャップ８４によって離間されている。長方形の導電セグメント８２及び８３は、長手方向長さ８６及び横方向幅８８を有している。一実施形態において、長方形の導電セグメントそれぞれにおける長手方向長さ８６は、約２０．９ｍｍであり、横方向幅８８は、約８．４３ｍｍである。この実施形態において、ギャップ８４は、約１．５２４ｍｍの幅である。導電セグメントの形状及びサイズを変更するにしたがって、ギャップ幅も変更してもよい。例えば、ギャップは、１．４０ｍｍまたは他の幅であってもよい。一般的には、ギャップ幅に対する導電セグメントの長手方向長さの比率を高くするほど、クロストークの減衰が良好になる。しかしながら、さまざまな寸法を、ケーブルの所望の性能特性に応じて設けてもよい。長方形の導電セグメント８２には、丸角部９０が設けられており、図示された実施形態において、丸角部９０は、約０．７９４ｍｍの半径を有している。
【００３２】
鋭い角部を使用した場合に生じることがある望まない電界効果の可能性を低減するために、本発明における導電セグメントに湾曲角部を設けることは、望ましい。本発明におけるいくつかの実施形態において、０．２５４ｍｍから約１２．７ｍｍの範囲にある半径を有する湾曲角部は、好ましいが、より大きいまたはより小さい半径は、特定の実施形態において有益である。
【００３３】
図１２は、図１１の線１２−１２に沿うバリアテープ８０の断面図である。バリアテープ８０は、絶縁基材９２と、長方形の導電セグメント８２及び８３を有する上側及び下側バリア層９１及び９３と、を備えている。長方形の導電セグメント８２及び８３は、スプレー状接着剤層９４によって基材９２に取り付けられており、他の基材層９６に隣接している。一実施形態において、絶縁基材９２は、約３８．１μｍの厚さを有しており、スプレー状接着剤層９４は、約１２．７μｍの厚さを有しており、導電セグメント８２及び８３は、約２５．４μｍの厚さを有しており、他の基材層８６は、約２５．４μｍの厚さを有している。他の厚さを、バリアテープ８０の所望の物理的及び性能的な品質に応じて層について使用してもよい。
【００３４】
図１３は、代替のツイステッドペアディバイダ１１２を有するケーブル１１０を示す断面図である。ツイステッドペアディバイダ１１２は、径方向十字ウェブ部材１１４を有しており、この径方向十字ウェブ部材は、ディバイダ１１２の中央部１１６から周辺十字ウェブ部材１１８まで外方に延在している。ケーブル１１０のツイステッドペア１２０は、径方向及び周辺十字ウェブ部材１１４及び１１８によって区画された開口領域１１２内に収容されている。周辺十字ウェブ部材１１８は、図２における層３０と同様の内側絶縁層として機能する。ツイステッドペアディバイダ１１２は、上述したバリアテープ３２、６０及び８０と同様の導電セグメントを備えるバリア層を組み込んでいる。
【００３５】
図１４は、代替のツイステッドペアディバイダ１２６を有する別のケーブル１２４を示す断面図である。ツイステッドペアディバイダ１２６は、径方向十字ウェブ部材１２８を有しており、この径方向十字ウェブ部材は、ディバイダ１２６の中央部１３０から延在し、短縮型周辺十字ウェブ部材１３２で終端している。ケーブル１２４のツイステッドペア１３４は、径方向及び短縮型周辺十字ウェブ部材１２６及び１３２によって区画された開口領域１３６内に収容されている。ツイステッドペアディバイダ１２６は、上述したバリアテープ３２、６０及び８０と同様の導電セグメントを備えるバリア層を組み込んでいる。
【００３６】
図１５は、ツイステッドワイヤペア２６とバリアテープ３２との間の絶縁層としてエンボスフィルム１３２を有する別のケーブル１３０を示す断面図である。いくつかの実施形態において、エンボスフィルム１３２は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）から形成されたエンボステープの形態をなしている。いくつかの実施形態において、エンボスフィルム１３２は、発泡ポリエチレンまたはポリプロピレンからなるエンボス層で形成されている。非発泡性の耐火性ポリエチレンをベース材料として使用してもよい。フィルム１３２をエンボス加工することは、フィルムのベース材料の厚さよりも大きい厚さを有する絶縁層を形成する。これは、エンボス加工されていない中実または発泡性のフィルムよりも大きい単位質量あたりの層厚を形成する。エンボス加工によって層により多くの空気を取り入れることは、層の低い全体的な誘電率が高誘電率を有する材料の厚い層と同様のレベルの性能を可能とするので、結果として得られる層の誘電率を低下させ、全体的に低いケーブル直径を可能とする。エンボスフィルムを用いることは、ケーブルの固形物量を低減することによりケーブル全体のコストを削減し、また、中実の絶縁層を使用した場合よりもケーブルに設けられる可燃物質量が小さいので、ケーブルの燃焼性能を改善する。絶縁層としてエンボスフィルムを用いることによって、ケーブルの挿入損失性能が改善されることが見出されている。本発明における絶縁層は、ケーブルコアの周囲にスパイラル状または別の方法で巻き付けられてもよい。
【００３７】
図１６は、ケーブル１３４を示す断面図であり、このケーブルは、ツイステッドペア２６とバリアテープ３２との間の絶縁層としてのエンボスフィルム１３２を有し、また、個別のツイステッドペア２６間のセパレータとしてのエンボスフィルムを有している。図１６に示すセパレータは、中央直線状セパレータ１３６と、一対の湾曲セパレータ１３８と、を有する。ツイステッドペア間のセパレータとしてエンボスフィルムを用いることは、上述のように、絶縁層としてエンボスフィルムを用いることのようなさまざまな同一の有利点を有する。
【００３８】
図１７は、一実施形態におけるエンボスフィルム１３２を示す平面図である。同様に、図１７には、詳細側面図Ｓを示している。図１７に示す実施形態において、エンボスフィルム１３２は、発泡性のまたは非発泡性のポリエチレンまたはポリプロピレンのようなベース材料においてエンボス加工された正方形１４０の繰り返しパターンの形態をなしている。好ましい実施形態において、発泡性ポリマーフィルム材料を使用する。エンボスフィルム１３２のアスペクト比は、エンボスフィルムの実効厚さｔｅとベース材料の厚さｔｂと間の比率である。アスペクト比は、例えば、エンボスフィルムについてベース材料厚さが７６．２μｍかつ実効厚さが０．３８１ｍｍの状態において、５までであり、いくつかの実施形態において使用される。他の実用的な比率は、ベース材料厚さが７６．２μｍかつ実効厚さが０．３５５６ｍｍ、ベース材料厚さが０．１２７ｍｍかつ実効厚さが０．３８１ｍｍである。いくつかの実施形態において、３８．１μｍから０．１７７８ｍｍの間にあるベース材料は、０．２０３ｍｍから０．５０８ｍｍの実効厚さにエンボス加工される。エンボス加工された正方形１４０が図１７に示されているが、パターン化されたエンボス加工を用いることを含んで、フィルム１３２の長さにわたってさまざまな形状の組み合わせのような他の形状を使用してもよい。
【００３９】
本発明におけるバリアテープは、ケーブル内において、スパイラル状や別の方法で個別のツイステッドペアに巻き付けられてもよく、ツイステッドペア間のクロストーク減衰を改善する。さらに、本発明におけるバリア層は、絶縁体層、外側絶縁ジャケットまたはツイステッドペアディバイダ構造体を含むケーブル内でさまざまな構造体と組み合わされてもよい。
【００４０】
上述から分かるように、ケーブルの性能を改善するために、ケーブル間クロストークの減衰を増大させる機能が提供される。本発明の具体的な実施形態が示されかつ説明されたが、本発明の幅広い態様において本発明から逸脱することなく変更及び改良がなされることは、当業者に明らかである。したがって、目的は、本発明の精神及び範囲内に含まれるようにすべてのこのような変更及び改良に及ぶことである。上記記載及び添付の図面において説明した問題は、例示のみを目的としており、限定でない。
【符号の説明】
【００４１】
２２，２２ａ，２２ｂ，１１０，１２４，１３０，１３４ ケーブル，通信ケーブル、２６，２６ａ，２６ｂ，１２０，１３４ ツイステッドペア，ツイステッドワイヤペア、３０ 層，絶縁層，内側絶縁層、３２，６０，８０ バリアテープ、３３ 外側ジャケット，外側絶縁ジャケット、３４，３４ａ，６２，８２ 導電セグメント，導電材料セグメント、３４ｂ 内側導電セグメント、３５ 第１バリア層，上側バリア層，導電層，内側導電層、３６，４０，６４，８４ ギャップ、３７ 第２バリア層，導電層，底部バリア層、３８，３８ａ，３８ｂ セグメント，導電セグメント、４２，５０，８６，９２，９６ 基材，絶縁基材，基材層，絶縁基材層、９０ 丸角部、９１ 下側バリア層、１０１ ワイヤ，第１ツイステッドワイヤ、１０２ ワイヤ，第２ツイステッドワイヤ、１１２，１２６ ディバイダ，ツイステッドペアディバイダ、１３２ フィルム，エンボスフィルム、１３６ 中央直線状セパレータ（ペアセパレータ）、１３８ 湾曲セパレータ（ペアセパレータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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