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EP0568048B1 - Datenübertragungskabel - Google Patents

Datenübertragungskabel Download PDF

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Publication number
EP0568048B1
EP0568048B1 EP93106912A EP93106912A EP0568048B1 EP 0568048 B1 EP0568048 B1 EP 0568048B1 EP 93106912 A EP93106912 A EP 93106912A EP 93106912 A EP93106912 A EP 93106912A EP 0568048 B1 EP0568048 B1 EP 0568048B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data transmission
frequency
transmission cable
cores
mhz
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP93106912A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0568048A3 (de
EP0568048A2 (de
Inventor
Marco Glaus
Beat Schmucki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daetwyler IT Infra AG
Original Assignee
Daetwyler AG Kabel und Systeme
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6878895&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0568048(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Daetwyler AG Kabel und Systeme filed Critical Daetwyler AG Kabel und Systeme
Publication of EP0568048A2 publication Critical patent/EP0568048A2/de
Publication of EP0568048A3 publication Critical patent/EP0568048A3/xx
Application granted granted Critical
Publication of EP0568048B1 publication Critical patent/EP0568048B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/1895—Internal space filling-up means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources

Definitions

  • the invention relates to a data transmission cable with a standard impedance of 150 ⁇ .
  • Such data transmission cables are used for example in the "IBM PC world” for data transmission between two devices.
  • the term “150 ⁇ impedance standard” stands for the specifically specified parameters - which must be observed precisely by the cable - for example, the impedance or wave impedance, damping, near-end crosstalk attenuation, etc.
  • the term “150 ⁇ ” is used here not exactly limited to the numerical value itself, but rather denotes the central value of a tolerance band in the "IBM world” of suitable cable impedances, for example between 135 ⁇ and 165 ⁇ .
  • This data transmission cable ensures the 150 ⁇ impedance standard of the IBM world and is suitable, for example, for the connection or data transmission between a patch panel device and a computer.
  • the electrical properties of the individual Cores of a pair of cores equal to earth. This results, for example, in a pair of wires with a defined capacitance and inductance covering, or with a defined impedance (characteristic impedance).
  • the TYP-1 connector has an external dimension in the order of several centimeters (e.g. 1cm ⁇ 4cm), which is too large for many applications.
  • a television signal transmission cable is known with 2 wires, each consisting of a conductor and an insulating sleeve.
  • the respective conductor has a diameter of less than 1 mm.
  • the 2 wires are wrapped with a shield.
  • the aim of the present invention is to provide a data transmission cable which at least largely does justice to the increasing integration density of microelectronics.
  • a data transmission cable with a standard impedance of 150 ⁇ , with four wires, each consisting of a conductor and an insulating sleeve, with diagonally opposite wires forming a pair of wires for the transmission of electromagnetic waves, the wires of the wires forming the corner points of a square and thereby according to Art of a star quad are twisted together, the diameter of the individual cores being approx. 1 mm or less, the geometry of the star quad is fixed by an intermediate sheath formed around the star quad, a shielding foil is wrapped around the four cores on the outside, and the shielding foil is also completely covered by wrapped around an overall screen and finally the overall screen is still completely surrounded by a preferably flexible outer jacket (claim 1).
  • the data transmission cable according to the invention enables the use of approximately two to four times smaller plugs.
  • the use of smaller plugs in turn opens the space for a higher integration density of the devices, e.g. in the patch panel area.
  • a cable is created that is suitable, for example, for a connection to an AMP connector or RJ-45 connector, so that these connectors can be used for the first time to achieve a high integration density in the 150 ⁇ world.
  • the star quad ensures a completely symmetrical structure of the cable, so that the electrical properties of all individual wires to earth are the same.
  • there is an essentially circular outer shape of the cable which ensures easy processing: the cable is particularly flexible on all sides. It also ensures that the four wires are within of the data transmission cable are arranged with optimal use of the space available to them. Due to the stranding in the manner of a star quad, the surfaces of the individual insulation of the four wires lie close together. They thus form the spatially least complex solution of an arrangement of four cores and essentially achieve the electrical specifications and values as with a conventional "large" data transmission cable of the 150 ohm impedance standard.
  • This arrangement of the four wires also provides the most resistant and stable form of wire arrangement with respect to external pressurization. Since the four wires run essentially symmetrically around the longitudinal axis of the cable, each with the same own cross section, the cross section of the data transmission cable has the circular shape already mentioned. In addition to the advantage of a special internal stability compared to external pressurization - and the associated securing of the basic electrical parameters - this construction has the advantage for a data transmission cable of the 150 ⁇ impedance standard that no spirals occur when the cable is pulled in and the assembly process is not inhibited.
  • the intermediate sheath ensures a clearly defined guidance of the inner wire pairs and thus contributes significantly to the realization of the data transmission cable according to the invention.
  • the intermediate jacket consists of a plastic foam, in particular a frangible plastic foam, or a solid material (claim 2).
  • a plastic foam in particular a frangible plastic foam, or a solid material (claim 2).
  • the cable designed in this way is also particularly easy to install. After easy assembly and processing, there is in particular This is a great need for extremely thin cables, because the technician has to work very precisely and, for example, take special care when stripping.
  • the present variant of the invention does justice to this fact.
  • the intermediate sheath no longer has to be cut out and cut out, but can simply be "broken up” or “broken off” during installation on site, if necessary. This results in a noticeable simplification and shortening of the work required for installation. Especially in view of the often very large number of device connections to be made, the savings made on this work step requiring great attention should not be underestimated.
  • the flexibility of the entire cable is well guaranteed by the insulating sleeves of the individual wires and by the outer jacket.
  • the idea of the intermediate sheath described here takes advantage of this fact in that, contrary to the usual way - to make all cable sheaths and insulating sleeves of the data transmission cable flexible - the intermediate sheath, for which a slightly lower flexibility is sufficient, is made of a breakable plastic foam.
  • the data transmission cable has a plastic film arranged on the inner wall of the intermediate sheath (claim 3).
  • the plastic film lying on the inside of the intermediate sheath is placed around the wires during cable production before the intermediate sheath is applied. It facilitates the application of the intermediate sheath during manufacture and serves to ensure that the intermediate sheath sticks to the wires.
  • the individual conductors consist of flexible seven-fold or multiple strands, in particular of bare, tinned or galvanized copper strands (claim 4).
  • the use of individual strands contributes significantly to achieving flexibility.
  • two pairs of wires are twisted together (claim 8).
  • the twisted pair ensures the symmetry of the single wire pair against earth with a higher operating capacity.
  • a data transmission cable 1 consists of four wires 2A, 2B, 3A, 3B, the diagonally opposite wires 2A and 2B as well as 3A and 3B each forming an associated wire pair 2, 3 for transmitting electromagnetic waves.
  • the individual wires 2A, 2B, 3A, 3B have a diameter of approximately 1 mm. Their respective diameter is preferably less than 0.99 mm.
  • the data transmission cable 1 is thus particularly advantageously suitable for small plugs - for example “RJ45” or AMP plugs.
  • Such plugs for penetration technology - for cords with Lahn or mixed strands - can be used for round or flat-oval cords or cables.
  • a one-piece housing with pre-assembled contacts is standardized according to FCC guidelines and the telephone industry.
  • the plugs are available with different numbers of poles and in different versions.
  • semi or fully automatic processing is possible (UL listed under E-81956 specification; technical data: product specification: 108-1163 or 1173; processing specification 114-6016).
  • the plugs typically have external dimensions of approx. 10 mm ⁇ 5 mm, the distance between the individual plug contacts being approx. 1 mm.
  • the individual wires are adapted to this distance.
  • the diameter of the cable core is on the order of a few mm.
  • the data transmission cable according to the invention is easily adaptable to the geometries of these connectors.
  • each wire 2A, 2B, 3A, 3B consists of a metallic conductor 4, which is used for the transmission of electrical charge carriers, the individual conductors 4 having a diameter which is much smaller than 1 mm.
  • the structure of the individual conductors from braided strand, in particular from seven-fold copper strand (skin effect) is not shown.
  • the individual wires 2A, 2B, 3A, 3B each have an insulating sleeve 5 surrounding the conductor 4.
  • the wires 2A, 2B, 3A, 3B are equidistant from a central longitudinal axis C of the data transmission cable 1. In this case, the wires 2A, 2B, 3A, 3B with surface sections of their respective insulating sleeves 5 abut one another in a line in the cross section of FIG. 1.
  • the conductors 4 of the wires 2A, 2B, 3A, 3B form the corner points of a square. They are twisted together like a star four. This is shown in addition in FIG. 3.
  • the geometry of the star quad is fixed by an intermediate jacket 7 formed around the star quad, which ensures additional mechanical protection of the thin wires 2A, 2B, 3A, 3B.
  • the intermediate jacket 7 is advantageously made of a foamed plastic.
  • the foamed plastic lies tightly around the cable core during the manufacture of the cable. The resulting advantages in the installation of the cable have already been explained in detail above.
  • the intermediate jacket 7 is also shown separately in FIG. 2 for the sake of clarity.
  • a shielding film 8 is wound around the four wires on the outside. It is used to shield high frequencies. This shielding film 8 is furthermore completely surrounded or wrapped by an overall shield 9, in particular made of copper braid. This overall screen 9 serves to shield the low-frequency range. Finally, the entire screen 9 is completely enclosed by a preferably flexible outer jacket 10. The diameter of the entire cable is typically 5 to 6 mm.
  • a data transmission cable with the following specific properties with a wire diameter of less than 1 mm: an impedance between 135 ⁇ and 165 ⁇ in the frequency range between 3 Mhz and 20 Mhz, an impedance between 200 ⁇ and 270 ⁇ in the frequency range 38.4 kHz, an insulation resistance greater than 16000 M ⁇ * km with a DC voltage 500V and an earth asymmetry (capacitive unbalance) less than 1500 pF / km at a frequency of 1kHz.
  • the data transmission cable shown schematically in cross section in FIG. 1 also has the following near-cross talk characteristic: at a frequency of 9.5 kHz:> 80dB, at a frequency of 38.4 kHz:> 75dB, at a frequency of 3 to 5 MHz:> 58dB, and at a frequency of 12 to 20 MHz:> 40dB.
  • the following damping characteristics can also be implemented: at a frequency of 9.6 kHz: ⁇ 10 dB / km, at a frequency of 38.4 kHz: ⁇ 15 dB / km, at a frequency of 4 MHz: ⁇ 76 dB / km, at a frequency of 16 MHz: ⁇ 150 dB / km.
  • Attenuation values are typical: at a frequency of 9.6 kHz: approximately 5.6 dB / km, at a frequency of 38.4 kHz: approximately 8 dB / km, at a frequency of 4 MHz: approximately 38 dB / km km, at a frequency of 16 MHz: ⁇ approximately 75 dB / km. With a test voltage of 900V / 50Hz, no breakdown occurs at 1 min.
  • the data transmission cable according to the invention thus ensures excellent electrical characteristics.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Communication Cables (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungskabel einer Standardimpedanz von 150 Ω.
  • Derartige Datenübertragungskabel werden beispielsweise in der "IBM-PC-Welt" zur Datenübertragung zwischen zwei Geräten verwendet. Der Begriff des "150 Ω Impedanzstandards" steht in der IBM-Welt stellvertretend für die spezifisch vorgegebenen - genau vom Kabel einzuhaltenen - Kennwerte, also beispielsweise die Impedanz bzw. den Wellenwiderstand, die Dämpfung, die Nahnebensprechdämpfung etc. Der Begriff "150Ω" ist dabei nicht exakt auf den Zahlenwert an sich beschränkt, sondern er bezeichnet den zentralen Wert eines Toleranzbandes in der "IBM-Welt" geeigneter Kabelimpedanzen, beispielsweise zwischen 135Ω und 165Ω.
  • In der 150 Ω IBM-Welt gibt es speziell das sogenannte "Typ-6 Kabel" zum Anschluß an den "IBM-Typ-1 Stecker". Dieses Datenübertragungskabel gewährleistet den 150 Ω Impedanzstandard der IBM-Welt und eignet sich beispielsweise für die Verbindung bzw. die Datenübertragung zwischen einem Patchpanelgerät und einem Computer. Durch eine Verdrillung der Adern sind die elektrischen Eigenschaften der einzelnen Adern eines Aderpaares gegen Erde gleich. Damit ergibt sich z.B. ein Aderpaar mit einem definierten Kapazitäts- und Induktivitätsbelag, bzw. mit einer definierten Impedanz (Wellenwiderstand).
  • Obwohl die elektrischen Eigenschaften des bekannten Datenübertragungskabels zufriedenstellend sind, wird es aufgrund der fortschreitenden elektronischen Integrationsdichte den Anforderungen der Elektronik- und Computerindustrie nur teilweise gerecht. So besitzen die TYP-1 Stecker ein Außenmaß in der Größenordnung mehrerer Zentimeter (z.B. 1cm ∗ 4cm), was für viele Anwendungen zu groß ist.
  • Aus der FR-A-2 637 117 ist ein Fernsehsignalübertragungskabel bekannt mit 2 Adern, die jeweils aus Leiter und Isolierhülle bestehen. Der jeweilige Leiter hat einen Durchmesser von weniger als 1 mm. Die 2 Adern sind von einer Abschirmung umwickelt.
  • Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Datenübertragungskabel zu schaffen, welches der zunehmenden Integrationsdichte der Mikroelektronik zumindest weitgehend gerecht wird.
  • Dieses Ziel wird durch ein Datenübertragungskabel einer Standardimpedanz von 150 Ω erreicht, mit vier, jeweils aus Leiter und Isolierhülle bestehenden Adern wobei jeweils diagonal gegenüberliegende Adern ein zusammengehöriges Aderpaar zur Fortleitung elektromagnetischer Wellen bilden, die Leiter der Adern die Eckpunkte eines Quadrates bilden und dabei nach Art eines Sternvierers miteinander verdrillt sind, wobei der Durchmesser der einzelnen Adern ca. 1 mm oder weniger beträgt, die Geometrie des Sternvierers durch einen um den Sternvierer geformten Zwischenmantel fixiert ist, eine Schirmfolie außen um die vier Adern gewickelt ist, die Schirmfolie des weiteren vollumfänglich von einem Gesamtschirm umwickelt und der Gesamtschirm schließlich noch vollumfänglich von einem vorzugsweise flexiblen Außenmantel umschlossen ist (Anspruch 1). Kabel mit derart dünnen Adern sind zwar prinzipiell bekannt. Nicht bekannt ist dagegen ein Kabel mit derart dünnen Adern, das an die 150 Ω Impedanzwelt angepasst ist. Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, daß es entgegen einem bisherigen Vorurteil der Fachwelt bei sorgfältiger Auslegung des Kabels sehr wohl mit vertretbarem Aufwand möglich ist, ein Datenübertragungskabel der 150 Ω Impedanzwelt mit sehr dünnen Adern zu realisieren. In der Fachwelt wurde bisher das eingangs beschriebene Typ-6 Kabel verwendet, wobei seine elektrischen Eigenschaften ja auch keinen Anlaß zur Kritik lieferten. Darüberhinaus wurde die Weiterentwicklung derartiger Datenübertragungkabel außer Acht gelassen.
  • Im Grunde wurden die Möglichkeiten eines Datenübertragungskabel deutlich kleineren Durchmessers in diesem Bereich der Technik durch die Erfindung erstmals klar erkannt. Das erfindungsgemäße Datenübertragungskabel ermöglicht die Verwendung ca. zweimal bis viermal kleinerer Stecker. Die Verwendung kleinerer Stecker öffnet wiederum den Raum für eine höhere Integrationsdichte der Geräte, z.B. im Patchpanelbereich.
  • Zusammenfassend betrachtet wird ein Kabel geschaffen, daß beispielsweise für einen Anschluß an AMP-Stecker oder RJ-45-Stecker geeignet ist, so daß diese Stecker erstmalig zur Realisierung einer hohen Integrationsdichte in der 150 Ω - Welt eingesetzt werden können.
  • Der Sternvierer gewährleistet einen völlig symmetrischen Aufbau des Kabels, so daß die elektrischen Eigenschaften aller einzelnen Adern gegen Erde gleich sind. Zusätzlich ergibt sich eine im wesentlichen kreisförmige Außenform des Kabels, die eine leichte Verarbeitbarkeit gewährleistet: das Kabel ist nach allen Seiten hin besonders flexibel. Außerdem ist gewährleistet, daß die vier Adern innerhalb des Datenübertragungskabels unter optimaler Ausnutzung des ihnen zur Verfügung stehenden Raumes angeordnet sind. Durch die Verseilung nach Art eines Sternvierers liegen die Oberflächen der einzelnen Isolationen der vier Adern eng aneinander. Sie bilden so die räumlich geringstaufwendige Lösung einer Anordnung vierer Adern und Erreichen im wesentlichen die elektrische Spezifikationen und Werte wie bei einem herkömmlichen "großen" Datenübertragungskabel des 150 Ohm Impedanzstandards.
  • Ebenfalls liefert diese Anordnung der vier Adern die gegenüber äußerer Druckbeaufschlagung resistenteste und stabilste Form einer Aderanordnung. Da die vier Adern im wesentlichen bei jeweils gleichem Eigenquerschnitt symmetrisch um die Längsachse des Kabels herum verlaufen, weist das Datenübertragungskabel im Querschnitt die bereits angesprochene Kreisform auf. Neben dem Vorteil einer besonderen inneren Stabilität gegenüber äußerer Druckbeaufschlagung - und damit einhergehender Sicherstellung der elektrischen Eckwerte - hat dieser Aufbau für ein Datenübertragungskabel des 150 Ω Impedanzstandards den Vorteil, daß beim Einziehen des Kabels keine Spiralen entstehen und der Montageprozeß nicht gehemmt wird.
  • Der Zwischenmantel gewährleistet dabei eine klar definierte Führung der inneren Aderpaare und trägt somit wesentlich zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Datenübertragungskabels bei.
  • Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht der Zwischenmantel aus einem Kunststoffschaum, insbesondere einem brechbaren Kunststoffschaum, oder einem soliden Material (Anspruch 2). Damit wird ein Zwischenmantel realisiert, der zum Einen eine klar definierte Führung ermöglicht. Darüberhinaus ist das derart ausgestaltete Kabel jedoch auch besonders leicht montierbar. Nach einer leichten Montierbarkeit bzw. Verarbeitbarkeit besteht insbesondere bei extrem dünnen Kabeln ein großes Bedürfnis, denn der Techniker muß sehr genau arbeiten und beispielsweise besondere Sorgfalt auf Abisoliervorgänge verwenden. Dieser Tatsache wird die vorliegende Variante der Erfindung gerecht. Der Zwischenmantel muß nicht mehr langwierig auf-und abgeschnitten werden, sondern kann bei der Installation vor Ort einfach - soweit erforderlich - "aufgebrochen" bzw. "abgebrochen" werden. Damit ergibt sich eine spürbare Vereinfachung und Verkürzung des zur Installation erforderlichen Arbeitsaufwandes. Besonders in Anbetracht der häufig sehr großen Anzahl herzustellender Geräteverbindungen ist die Ersparnis dieses hohe Aufmerksamkeit erfordernden Arbeitsganges nicht zu unterschätzen.
  • Die Flexibilität des gesamten Kabels wird durch die Isolierhüllen der einzelnen Adern sowie durch den Außenmantel gut gewährleistet. Der Gedanke des hier beschriebenen Zwischenmantels macht sich diese Tatsache insofern zunutze, als entgegen dem üblichen Weg - alle Kabelmäntel und Isolierhüllen des Datenübertragungskabels flexibel zu gestalten - der Zwischenmantel, für den eine geringfügig niedrigere Flexibilität genügt, aus einem brechbaren Kunststoffschaum gefertigt ist.
  • Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist das Datenübertragungskabel eine an der Innenwand des Zwischenmantels angeordnete Kunststoffolie auf (Anspruch 3). Die an der Innenseite des Zwischenmantels liegende Kunststoffolie wird bei der Kabelherstellung vor dem Aufbringen des Zwischenmantels um die Adern gelegt. Sie erleichtert das Aufbringen des Zwischenmantels bei der Fertigung und dient dazu, daß der Zwischenmantel mit den Adern verklebt.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bestehen die einzelnen Leiter aus flexibler siebenfacher oder mehrfacher Litze, insbesondere aus blanker, verzinnter oder verzinkter Cu-Litze (Anspruch 4). Die Verwendung einzelner Litzen trägt wesentlich zum Erreichen der Flexibilität bei.
  • Entgegen bisherigen Einschätzungen können mit einem derartigen Datenübertragungskabel kleinen Durchmessers auch bei Verwendung der Sternvierergeometrie gute Werte für die Near- und Cross- talk Dämpfung realisiert werden. Die Imviererkopplungen und die Nebensprecheffekte zwischen den verschieden Adern sind überraschend gut beherrschbar.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Variante der Erfindung sind zwei Aderpaare miteinander paarverseilt (Anspruch 8). Die Paarverseilung gewährleistet die Symmetrie des einzelnen Aderpaares gegen Erde bei einer höheren Betriebskapazität.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Datenübertragungskabel;
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch einen Zwischenmantel des Datenübertragungskabels aus Fig. 1; und
    Fig. 3
    eine Längsansicht untereinander nach Art eines Sternvierers verseilter Adern.
  • Es folgt die Erläuterung der Erfindung und deren weiterer Vorteile anhand der Zeichnungen nach Aufbau und gegebenenfalls auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
  • Nach Fig. 1 besteht ein erfindungsgemäßes Datenübertragungskabel 1 aus vier Adern 2A, 2B, 3A, 3B, wobei jeweils die diagonal gegenüberliegenden Adern 2A und 2B sowie 3A und 3B ein zusammengehöriges Aderpaar 2, 3 zur Fortleitung elektromagnetischer Wellen bilden. Die einzelnen Adern 2A, 2B, 3A, 3B weisen einen Durchmesser von ca. 1mm auf. Bevorzugt ist ihr jeweiliger Durchmesser kleiner als 0,99 mm.
  • Damit ist das Datenübertragungskabel 1 in besonders vorteilhafter Weise für kleine Stecker - beispielsweise "RJ45"- bzw. AMP-Stecker - geeignet. Derartige Stecker für Durchdringtechnik - für Schnüre mit Lahn- oder Mischlitze - sind verwendbar für runde oder flach-ovale Schnüre bzw. Kabel. Ein einteiliges Gehäuse mit vorbestückten Kontakten ist nach FCC-Richtlinien und Telefon-Industrie standardisiert. Die Stecker sind mit verschiedener Polzahl und in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Außerdem ist eine halb- oder vollautomatische Verarbeitung möglich (UL-gelistet unter E-81956 Spezifikation; Technische Daten: Produkt-Spezifikation: 108-1163 bzw. 1173; Verarbeitungs-Spezifikation 114-6016). Die Stecker besitzen typischerweise Außenmaße von ca. 10 mm ∗ 5 mm, wobei der Abstand der einzelnen Steckkontakte bei ca. 1 mm liegt. Diesem Abstand sind die einzelnen Adern angepaßt. Der Durchmesser der Kabelseele liegt damit in der Größenordnung einiger mm. Das erfindungsgemäße Datenübertragungskabel ist den Geometrien dieser Stecker leicht anpaßbar.
  • Jede Ader 2A, 2B, 3A, 3B besteht bekanntermaßen aus einem metallischen Leiter 4, welcher der Weiterleitung elektrischer Ladungsträger dient, wobei die einzelnen Leiter 4 einen weitaus geringeren Durchmesser als 1mm aufweisen. Nicht dargestellt ist der Aufbau der einzelnen Leiter aus miteinander verflochtener Litze, insbesondere aus siebenfacher Cu-Litze (Skineffekt). Des weiteren weisen bekanntermaßen die einzelnen Adern 2A, 2B, 3A, 3B jeweils eine den Leiter 4 umgebende Isolierhülle 5 auf. Die Adern 2A, 2B, 3A, 3B sind von einer zentralen Längsachse C des Datenübertragungskabels 1 gleich weit entfernt. Dabei liegen die Adern 2A, 2B, 3A, 3B mit Oberflächenabschnitten ihrer jeweiligen Isolierhüllen 5 im Querschnitt der Fig. 1 strichartig aneinander an.
  • Die Leiter 4 der Adern 2A, 2B, 3A, 3B bilden die Eckpunkte eines Quadrates. Sie sind dabei nach Art eines Sternvierers miteinander verdrillt. Dies ist in Fig. 3 ergänzend dargestellt.
  • Die Geometrie des Sternvierers wird durch einen um den Sternvierer geformten Zwischenmantel 7 fixiert, der einen zusätzlichen mechanischen Schutz der dünnen Adern 2A, 2B, 3A, 3B gewährleistet. Der Zwischenmantel 7 wird vorteilhaft aus einem geschäumten Kunststoff gefertigt. Der geschäumte Kunststoff legt sich bei der Herstellung des Kabels dicht um die Kabelseele. Die daraus resultierenden Vorteile bei der Installation des Kabels wurden bereits vorstehend ausführlich erläutert. An der Inenseite des Zwischenmantels 7 kann zusätzlich eine dünne Kunststoffolie 6 liegen, die das Abisolieren des Zwischenmantels 7 erleichtert. Der Zwischenmantel 7 ist der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 auch separat abgebildet.
  • Eine Schirmfolie 8 ist außen um die vier Adern gewickelt. Sie dient der Abschirmung hoher Frequenzen. Diese Schirmfolie 8 ist des weiteren vollumfänglich von einem Gesamtschirm 9, insbesondere aus Kupfergeflecht umgeben bzw. umwickelt. Dieser Gesamtschirm 9 dient der Abschirmung des Niederfrequenzbereiches. Der Gesamtschirm 9 ist schließlich noch vollumfänglich von einem vorzugsweise flexiblen Außenmantel 10 umschlossen. Der Durchmesser des gesamten Kabels liegt damit typischerweise bei 5 bis 6 mm.
  • Mit diesem Aufbau ist es möglich, bei einem Aderdurchmesser kleiner 1 mm ein Datenübertragungskabel mit folgenden spezifischen Eigenschaften zu realisieren: einer Impedanz zwischen 135 Ω und 165 Ω im Frequenzbereich zwischen 3 Mhz und 20 Mhz, einer Impedanz zwischen 200 Ω und 270 Ω im Frequenzbereich um 38,4 kHz, einem Isolationswiderstand (insulation resistance) größer 16000 MΩ*km bei einer Gleichspanvon 500V und einer Erdunsymmetrie (capacitive unbalance) kleiner 1500 pF/km bei einer Frequenz von 1kHz.
  • Das in Fig. 1 im Querschnitt schematisch dargestellte Datenübertragungskabel weist ferner folgende Nahnebensprechungscharakteristik (near and cross talk) auf: bei einer Frequenz von 9,5 kHz: > 80dB, bei einer Frequenz von 38,4 kHz: > 75dB, bei einer Frequenz von 3 bis 5 MHz: > 58dB, und bei einer Frequenz von 12 bis 20 MHz: > 40dB. Ferner ist folgende Dämpfungscharakteristik realisierbar: bei einer Frequenz von 9,6 kHz: < 10 dB/km, bei einer Frequenz von 38,4 kHz: < 15 dB/km, bei einer Frequenz von 4 MHz: < 76 dB/km, bei einer Frequenz von 16 MHz: < 150 dB/km.
  • Typisch sind dabei jedoch folgende Dämpfungswerte: bei einer Frequenz von 9,6 kHz: ungefähr 5,6 dB/km, bei einer Frequenz von 38,4 kHz: ungefähr 8 dB/km, bei einer Frequenz von 4 MHz: ungefähr 38 dB/km, bei einer Frequenz von 16 MHz: < ungefähr 75 dB/km. Bei einer Prüfspannung von 900V /50Hz tritt bei 1 min kein Durchschlag auf.
  • Trotz des geringen Kabeldurchmessers gewährleistet das erfindungsgemäße Datenübertragungskabel damit eine hervorragende elektrische Charakteristik.

Claims (8)

  1. Datenübertragungskabel (1) einer Standardimpedanz von 150 Ω mit vier, jeweils aus Leiter (4) und Isolierhülle (5) bestehenden Adern (2A, 2B, 3A, 3B), wobei jeweils diagonal gegenüberliegende Adern (2A, 2B; 3A, 3B) ein zusammengehöriges Aderpaar (2, 3) zur Fortleitung elektromagnetischer Wellen bilden,
    - die Leiter (4) der Adern (2A, 2B, 3A, 3B) die Eckpunkte eines Quadrates bilden und dabei nach Art eines Sternvierers miteinander verdrillt sind, wobei der Durchmesser der einzelnen Adern (2A, 2B, 3A, 3B) ca. 1mm oder weniger beträgt,
    - die Geometrie des Sternvierers durch einen um den Sternvierer geformten Zwischenmantel (7) fixiert ist,
    - eine Schirmfolie (8) außen um die vier Adern (2A, 2B, 3A, 3B) gewickelt ist,
    - die Schirmfolie (8) des weiteren vollumfänglich von einem Gesamtschirm (9) umwickelt und der Gesamtschirm (9) schließlich noch vollumfänglich von einem vorzugsweise flexiblen Außenmantel (10) umschlossen ist.
  2. Datenübertragungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    der Zwischenmantel (7) aus einem Kunststoffschaum, insbesondere einem brechbaren Kunststoffschaum, oder einem soliden Material besteht.
  3. Datenübertragungskabel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an der Innenwand des Zwischenmantels (7) angeordnete Kunststoffolie (6).
  4. Datenübertragungskabel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Leiter (4) aus flexibler siebenfacher oder mehrfacher Litze, insbesondere aus blanker, verzinnter oder verzinkter Cu-Litze, bestehen.
  5. Datenübertragungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende elektrische Eigenschaften:
    - eine Impedanz zwischen 135 Ω und 165 Ω im Frequenzbereich zwischen 3 Mhz und 20 Mhz,
    - eine Impedanz zwischen 200 Ω und 270 Ω im Frequenzbereich um 38,4 kHz,
    - einen Isolationswiderstand > 16∗ 109 Ωkm bei einer Gleichspannung von 500 V,
    - eine Erdunsymmetrie < 1500 pF/km bei einer Frequenz von 1kHz.
  6. Datenübertragungskabel nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Nahnebensprechcharakteristik:
    - bei einer Frequenz von 9,5 kHz: > 80dB,
    - bei einer Frequenz von 38,4 kHz: > 75dB,
    - bei einer Frequenz von 3 bis 5 MHz: > 58dB,
    - bei einer Frequenz von 12 bis 20 MHz: > 40dB.
  7. Datenübertragungskabel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Dämpfungscharakteristik:
    - bei einer Frequenz von 9,6 kHz: < 10 dB/km, insbesondere ungefähr 5,6 dB/km,
    - bei einer Frequenz von 38,4 kHz: < 15 dB/km, insbesondere ungefähr 8 dB/km,
    - bei einer Frequenz von 4 MHz: < 76 dB/km, insbesondere ungefähr 38 dB/km,
    - bei einer Frequenz von 16 MHz: < 150 dB/km, insbesondere ungefähr 75 dB/km,
  8. Datenübertragungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    zwei Aderpaare (2, 3) miteinander paarverseilt sind.
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