(57)【要約】  本願発明は、クロストーク減衰を改善するために、通信ケーブルの一部として使用されるバリアテープに関する。バリアテープは１以上の不連続導電性セグメントのバリア層を備える。１つのバリア層の導電性セグメントは好ましくは、別のバリア層の導電性セグメントの間のギャップを重ねるための寸法及び形状である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ケーブルの導電体のツイストペアのコアを巻くためのバリアテープであって、それによりエイリアンクロストークを減衰させ、前記バリアテープは、
絶縁性基体、
ギャップにより分離された導電性セグメントの第１バリア層、及び
ギャップにより分離された導電性のセグメントの第２バリア層を備え、
第１及び第２バリア層の導電性セグメントは平行四辺形形状であるバリアテープ。
【請求項２】
前記第１及び第２バリア層の前記導電性セグメントは、２つの層のうち１つのギャップが実質的に２つの層の他の中の導電性セグメントにより覆われるようになパターンで互いに重なることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項３】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが約１５°の傾斜角を有していることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項４】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが丸い角を有していることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項５】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが約１．３ｃｍから約１０ｃｍの長さを有していることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項６】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが、アルミニウム、銅及びニッケルからなる群から選択される材料からなることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項７】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが約０．３５ミルの厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項８】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが接着層により絶縁基体に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のバリアテープ。
【請求項９】
前記接着層が約０．５ミル厚さであることを特徴とする請求項８に記載のバリアテープ。
【請求項１０】
ケーブルであって、
ケーブルコアを備える複数の導電体のツイストペアと、
前記ケーブルコアを実質的に囲むバリアテープと、を備え、
前記バリアテープは、
絶縁性基体、
ギャップにより分離された導電性セグメントの第１バリア層、及び
ギャップにより分離された導電性のセグメントの第２バリア層を備え、
第１及び第２バリア層の導電性セグメントは平行四辺形形状であるケーブル。
【請求項１１】
互いに前記ツイストペアを分離するクロスウェブをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１２】
前記クロスウェブが前記ツイストペアを互いに分離する中央セクションと、前記ツイストペアを前記バリアテープから分離する周辺セクションとを備えることを特徴とする請求項１１に記載のケーブル。
【請求項１３】
前記バリアテープが前記ケーブルコア周りにらせん状に巻かれることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１４】
前記ケーブルコアが、ツイストケーブルストランド撚り長さで前記ケーブル内にねじられ、さらに、前記バリアテープが、前記ケーブルストランド撚り長さと同じ長さでバリア巻き長さで前記ケーブルコア周りにらせん状に巻かれることを特徴とする請求項１３に記載のケーブル。
【請求項１５】
前記第１及び第２バリア層の前記導電性セグメントは、２つの層のうち１つのギャップが実質的に２つの層の他の中の導電性セグメントにより覆われるようなパターンで互いに重なることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１６】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが約１５°の傾斜角を有していることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１７】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが丸い角を有していることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１８】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが約１．３ｃｍから約１０ｃｍの長さを有していることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１９】
前記平行四辺形形状導電性セグメントが、アルミニウム、銅及びニッケルからなる群から選択される材料からなることを特徴とする請求項１０に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は通信ケーブルに関し、さらに詳しくは、そのようなケーブルに関連するクロストーク減衰を増進するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークはより複雑になり、より高いバンド幅ケーブルの敷設の必要があるので、ケーブル−ケーブルクロストーク（又は「エイリアンクロストーク」）が堅固で信頼性のある通信システムを提供するために次第に重要になってきている。エイリアンクロストークは、主に結合電磁気ノイズであり、それは、阻害されるケーブルの近くを走る信号搬送ケーブルから生じて阻害されるケーブルで起こる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さらに、クロストークは、特定のケーブル内のツイストペアの間で起こり、それはまた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】
【０００４】
いくつかの実施形態で、本願発明は、エイリアンクロストークの減衰を増進する方法として、導体セグメントを有する多重層の材料の使用に関する。一実施形態において、本願発明は、高性能１０Ｇｂ／ｓ（ギガビット／秒）非シールドツイストペア（ＵＴＰ）ののワイヤペアの周りで巻きついている二重層金属パターンフィルム（又はバリアテープ）を備える。通常、本願発明は、例えば、（ＴＩＡ／ＥＩＡ標準）カテゴリ５ｅ、カテゴリ６、カテゴリ６Ａ、カテゴリ７のようなより高い又はより低い周波数の通信ケーブル並びに例えば４０Ｇｂ／ｓ及び１００Ｇｂ／ｓのようなさらにより高い周波数又はビットレート用途に使用される銅ケーブル敷設で使用されることができる。その層の導電性セグメントは、１つの層内のギャップが実質的に、近くの層の導電性セグメントにより覆われるように配置される。多重層は、クロストークを減少させる一方、導電性セグメントの間のギャップは、その導電性材料から電磁気エネルギーの放出を減少させ、導電性材料の放射された電磁気エネルギーへの感受性を減少させる。
【０００５】
本願発明は、従来技術のＵＴＰケーブルの欠点を解決してケーブル−ケーブルクロストーク又は他の種類のクロストークを減少させる。本願発明の実施形態は、ＵＴＰケーブルだけでなく他の種類のケーブルに応用される。
【０００６】
本発明の理解を容易にする目的のために、添付された図面及び明細書は、それらの実施形態を示し、そこから本発明、構造、製造及び操作、並びに多くの関連する利点がすぐに理解することができ、評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本願発明による多重通信ケーブルを含む通信システムの実施形態の斜視図である。
【図２】図１の通信ケーブルの１つの断面図である。
【図３】本願発明によるバリアテープの実施形態の部分平面図であり、図１及び２のケーブルで使用される。
【図４】図４は、図３の断面４−４に沿った図３のバリアテープの断面図である。
【図５】図１のケーブルの実施形態の斜視図であり、ケーブル内に設置されたバリアテープのらせん特質を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照して、より詳しくは図１を参照すると、通信システム２０が示されており、それは少なくとも１つの通信ケーブル２２を含み、装置２４に接続される。装置２４は図１のパッチパネルとして図示されているが、装置は受動装置又は能動装置であることができる。受動装置の例としては、それに限定されるものではないが、モジュラーパッチパネル、パンチダウンパッチパネル、カプラーパッチパネル、壁ジャック等とすることができる。能動装置の例としては、それに限定されるものではないが、データセンタ／通信ルームで見られることができるような、イーサネット（登録商標）スイッチ、ルーター、サーバー、物理層管理システム及びパワーオーバーイーサネット（登録商標）装置；セキュリティ装置（カメラ及び他のセンサー等）及びドアアクセス装置；及びワークステーション領域でみられるような電話、コンピュータ、ファックス装置、プリンター及び他の周辺機器とすることができる。通信システム２０はさらに例えばキャビネット、ラック、ケーブル管理、及びオーバーヘッドルーティングシステムを含むことができる。
【０００９】
通信ケーブル２２は、非シールドツイストペア（ＵＴＰ）ケーブルの形状で示され、より詳しくは図２でより詳しく示されているような１０Ｇｂ／ｓで動作し以下で詳細に記載されているカテゴリ６Ａケーブルである。しかしながら、本願発明は、他の種類のケーブルに加えて、様々な通信ケーブルに応用することができ、及び／又は実装することができる。ケーブル２２は、装置２４に直接的に終端されることができるか、又は代わりに、例えば、ＲＪ４５型、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、ＲＪ２１及び多くの他のコネクタ型、又はそれらの組み合わせのような、様々なプラグ２５又はジャックモジュール２７で終端されることができる。さらに、ケーブル２２は、ケーブルの織機、又は束で処理され、また予め定められた織機で処理されることができる。
【００１０】
通信ケーブル２２は、パッチコード、バックボーンケーブル敷設、及び水平ケーブル敷設を含む様々な構造をしたケーブル敷設応用で使用されることができるが、本願発明はそのような用途に限定されない。通常、本願発明は、軍事、産業、通信、コンピュータ、データ通信、及び他のケーブル敷設応用で使用されることができる。
【００１１】
特に詳しく図２を参照すると、図１の断面線２−２に沿った、ケーブル２２の横断面が示されている。ケーブル２２は、クロスウェブ２８と分離されている４つのツイスト導電性ワイヤペア２６の内側コア２３を含む。バリアテープ３２の包装がクロスウェブ２８を取り囲む。バリアテープ３２は、クロスウェブ２８を螺旋状に包むことができる。ケーブル２２はまた外側絶縁ジャケット３３を含むことができる。バリアテープ３２は図２で図示のために凝縮したバージョンで示されており、単に絶縁性基体４２及び導電性セグメント３４及び３８を示す。クロスウェブ２８は、互いからツイストペア２６を分離する中央「ｘ」セクションと、バリアテープ３２からツイストペア２６を分離する「ｘ」セクションの周辺から延在する周辺セクションとを含む。また、図３及び４を参照して、バリアテープ３２は、ギャップ３６により分離される導電性セグメント３４を備える（図２において内側バリア層として示されている）第１バリア層３５と、導電性材料のセグメント３８のギャップにより分離される導電性セグメント３８を備える（図２において外側バリア層として示されている）第２バリア層３７と、導電性セグメント３８と第２導電性層のギャップ４０から導電性セグメント３４と第１導電層のギャップ３６とを分ける絶縁性基体４２とを含む。第１及び第２バリア層、及びより詳しくは導電性セグメント３４と導電性セグメント３８は、外側バリア層のギャップと内側導電性層の導電性セグメント３４と一直線になるようにケーブル内に交互に配置される。バリアテープ３２は、螺旋的に又はスパイラル状に内側絶縁層３０を包むことができる。代わりに、バリアテープは非ヘリカル方法（例えば、「タバコ」又は長手型）で絶縁性層の周りに貼ることができる。
【００１２】
外側絶縁ジャケット３３は１５ミル（ｍｉｌ）厚さとすることができる（しかしながら、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、約３００ミルとすることができるが、しかしながら、他の厚さも可能である。
【００１３】
図３はバリアテープ３２の平面図であり、絶縁性基体であって、不連続導電性材料の２つのバリア層３５及び３７が使用されている、絶縁性基体上のパターン化された導電性セグメントを図示する。導体セグメント３４及び３８は、下に存在する基体４２の長手及び横断方向の両方に沿って連続する平面に配置される。上述されているように、パターン化された導体セグメントの多重バリア層の使用は、効果的な近接ケーブルにケーブル２２によるカップリングを減少させることにより、及び他のケーブルからのカップリングにバリアを提供することにより、エイリアンクロストークの減衰の増進を容易にする。導電性セグメント３４及び３８の不連続特性は、バリア層３５及び３７からの放射を減少させるか又は除去する。示された実施形態において、二重層のグリッド状の金属パターンがバリアテープ３２に組み込まれ、それは例示の高性能１０Ｇｂ／ｓケーブルのツイストワイヤペア２６の周りをスパイラル状に包む。バリア層の導電性セグメントが、近隣のバリア層からギャップ３６、４０を重ね合わせるようにするように、パターンを選ばれることができる。図３及び４において、例えば、頂部３５及び底部３７バリア層は、（丸い角の）１５度平行四辺形約１０７１ミル×２０３ミルで図３に示されている水平及び垂直の両方向にあるセグメント間に６０ミルのギャップ寸法４４を有するものを連続に配置した導電性セグメントを有している。１つの実施形態によれば、丸い角は、約１／１６”（インチ）の半径で提供される。
【００１４】
上側バリヤ層３５を参照すると、導体性材料の単一層の性能は、少なくとも部分的に、不連続パターンのギャップ寸法４４と不連続セグメントの長手方向長さ４６に依存し、少なくとも幾分かは導電性セグメントの横断幅４８に依存しうる。通常、ギャップ寸法４４がより短くなり、長手方向長さ４６がより長くなると、ケーブル−ケーブルクロストークの減衰がよりよくなる。しかしながら、もし長手方向パターン長さ４６が長すぎると、不連続導電性材料の層が放射することができるようになり、関連する周波数範囲の電磁気エネルギーの影響を受けやすくなりうる。１つの解決策としては、囲まれたケーブル内のツイスト導体性ワイヤペアの平均ペア撚りよりも少し大きいが、そのワイヤペアにわたって伝達される最も高い周波数信号の波長の四分の一よりも短くなるように、長手方向パターン長さ４６を設計することである。ペアの撚りは、ツイストワイヤペアの１つの完全なツイストの長さに等しい。
【００１５】
通信ケーブルの中のツイストペアは、青、オレンジ、緑、及びブラウンに着色されることができる。示された実施形態において、４つのツイスト導電性ワイヤペアのためのツイスト長さ（すなわちペアの撚り）は、青ペアでは０．８２８ｃｍ、オレンジペアでは、１．２０４ｃｍ、緑ペアでは０．８９７ｃｍ、そしてブラウンペアでは１．０７４ｃｍである。高性能ケーブル（例えば、１０Ｇｂ／ｓ）の典型的なペア撚りは、０．８ｃｍから１．３ｃｍである。したがって、導電性セグメント長さは典型的には、５００ＭＨｚの周波数で使用するように適合されたケーブルで、約１．３ｃｍから約１０ｃｍの範囲内にある。さらに高いか又は低い周波数では、その長さはそれぞれより低いか又はより高くなるように変わりうる。
【００１６】
さらに、５００ＭＨｚの周波数を有する信号では、伝播速度が２０ｃｍ／ｎｓの場合、波長は約４０ｃｍである。この波長で、バリア層の導電性セグメントの長さは、導電性セグメントから電磁気エネルギーを放射することを防ぐために１０ｃｍ（すなわち、波長の四分の一）よりも短い。
【００１７】
また、導電性セグメントの横断幅４８は、ケーブルコア中でツイストするので、ツイストワイヤペアを「覆う」ことが望ましい。言い換えると、導電性セグメントの横断幅４８が、ケーブルの中心から放射方向に向けて外側にあるツイストペアを覆うのに十分な幅があることが望ましい。通常、横断幅４８が広ければ広いほど、ケーブル−ケーブルクロストーク減衰はよくなる。バリアテープ３２が、ケーブルコアの周りを、ケーブルコアのツイスト率と同じ率でらせん状に巻いていることがさらに望ましい。示された実施形態によって、ケーブルストランド撚りは７．６２ｃｍである。高性能ケーブル（例えば、１０Ｇｂ／ｓ）のために、典型的なケーブルストランド撚り（すなわち、ケーブルコアのツイスト率）は、約６ｃｍから約１２ｃｍの範囲内にある。本願発明によるバリアテープは、ケーブルストランド撚りと同じ率で巻かれている（すなわち、１つの完全な巻きは、約６ｃｍから約１２ｃｍの範囲にある）のが好ましい。しかしながら、本願発明は、この範囲の巻き長さに限定されず、より長いか又は短い巻き長さを使用することができる。
【００１８】
不連続導電性セグメントのバリアテープの高性能用途では、ケーブル−ケーブルクロストーク減衰を増加させるために１以上の導電性バリア層を使用することができる。多重層のバリアのため、バリア層は、層が互いに直接的に電気的接触をしないように、基体により分離されている。２つのバリア層３５及び３７が図示されているが、本願発明は単一のバリア層又は３つ以上のバリア層を含むことができる。
【００１９】
図４は、図３の切断線４−４に沿った、２つのバリア層３５及び３７を採用したより詳細なバリアテープ３２の断面図を示す。各バリア層は、基体５０及び導電性セグメント３４又は３８を含む。基体５０は絶縁性材料であり、例えば、約０．７５ミル厚さであることができる。導電性セグメントの層は、例えば、丸い角の平行四辺形の、平面形状を含み、約０．３５ミルの厚さを有するアルミニウムからなる。本願発明の他の実施形態によれば、導電性セグメントは、例えば、正多角形、又は非正多角形、他の不規則な形状、曲がって閉じた形状、導電性材料の割れ目により形成された孤立した領域、及び／又はそれらの組み合わせ、のような異なる形状から作られることができる。本願発明は、導電性セグメントの多重列の異なる形状を組み合わせることができる。例えば、金又はニッケルのような、他の導電性材料を導電性セグメント用に使用することができる。他の導電性セグメントの厚みは、約０．３ミルから約１．５ミルの範囲にすることができる。半導体材料も同様にこの領域で使用することができる。絶縁性基体５０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、及び他の材料が挙げられる。
【００２０】
導電性セグメント３４及び３８は、スプレー接着剤の層５２を経由して共通の絶縁性基体４２に取り付けられる。例えば、スプレー接着剤の層５２は、０．５ミル厚さであることができ、絶縁性基体４２の共通層は１．５ミル厚さとすることができる。図示された例の層の厚さでは、図４のバリアテープ３２の全体の厚さは約４．７ミルである。異なる層のために異なる材料の厚さを採用することができることが理解されるべきである。いくつかの実施形態によれば、２つの層の導電性セグメント３４及び３８の間の距離は、それらの層の間のキャパシタンスを減少させるために、小さくしたままにすることが望ましい。
【００２１】
図５は、ケーブル２２の実施形態の、断片的な、斜視部分分解図を示し、ケーブル２２内に設置されたバリアテープ３２のスパイラル特質を図示する。図５は、どのように、バリアテープ３２がクロスウェブ２８及びケーブル２２の外側ジャケット３３の間でスパイラル状に巻かれているかを示す。代替的に、バリアテープは、非らせん的な方法（例えばタバコ又は長手型）で、クロスウェブ２８周りに貼られることができる。バリアテープ３２の螺旋巻きつけはケーブル２２のコア撚り長さと大体等しい巻きつけ率を有している（すなわち、クロスウェブ２８の巻きつけ率と同等の、ケーブルのツイストペア２６を互いに巻く率）ことが望ましい。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のらせん巻きつけは、ケーブル２２のコア撚り長さよりも多いか少ないかの巻き付け率を有している。
【００２２】
本願発明の１つの設計考慮は、増進されたケーブル−ケーブル結合減衰をもたらすために、それぞれのツイストペアの効果的な（ツイスト撚りがケーブル撚りと組み合わされた）ツイスト率に関する（例えば導体のセグメントの寸法、形状、間隔、量、列の数及び向き）バリアテープの構造を構築することである。もし、バリアテープ構造と効果的なツイスト率の間の関係が正しくないなら、それぞれのツイストペアの効果的なツイスト率に関するバリアテープの繰り返しパターンの間隔は、チャネルの動作周波数スペクラムの様々なセグメント中の近接するケーブルに強い結合機構を作ることができ、それは望ましくない。図１−５で示される本発明による実施形態は、１つの組み合わせであり、それは５００ＭＨｚまで効果的なＡＮＥＸＴ及びＡＦＥＸＴ減衰をもたらす。本願発明はまた、既知のＵＴＰケーブルの性能と比較してＥＭＩ感受性を減少又は除去するバリアテープに高い長手インピーダンスをもたらす。
【００２３】
本願発明によるバリアテープは、ツイストペアの間のクロストーク減衰を改善するためにケーブル内にここのツイストペア周りに、スパイラル状又は他の方法で巻くことができる。さらに、本願発明によるバリア層は、ケーブル内の異なる構造物に組み込まれることができ、絶縁層、外側絶縁ジャケット、又はツイストペア分割構造物を含む。
【００２４】
前述したように、ケーブルの改善された性能のためにケーブル−ケーブルクロストークの減衰を増進させる特徴があることがわかる。本願発明の特定の実施形態が示され、記載される一方、当業者には、本発明のその広い側面から離れることなしに変形及び修正をできることは自明である。そこで、その目的は、本発明の真の精神及び範囲内に入るそのような変形及び修正を全て含む。前述した記載及び添付の図面で述べられた事項は、単に説明の方法として提供されるものであり、限定として提供されるものではない。
【符号の説明】
【００２５】
２０  通信システム
２２  通信ケーブル
２３  内側コア
２４  装置
２５  プラグ
２６  ツイスト導電性ワイヤペア
２７  ジャックモジュール
２８  クロスウェブ
３０  内側絶縁層
３２  バリアテープ
３３  外側絶縁ジャケット
３４  導電性セグメント
３５  第１バリア層
３６  ギャップ
３７  第２バリア層
３８  導電性セグメント
４０  ギャップ
４２  絶縁性基体
４４  ギャップ寸法
４６  長手方向長さ
４８  横断幅
５０  基体
５２  スプレー接着剤の層
【図１】
2011521432.tif 000003
【図２】
2011521432.tif 000004
【図３】
2011521432.tif 000005
【図４】
2011521432.tif 000006
【図５】
2011521432.tif 000007
【国際調査報告】
2011521432.tif 000008
2011521432.tif 000009
2011521432.tif 000010