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WO2017084835A1 - Datenkabel für high-speed datenübertragungen - Google Patents

Datenkabel für high-speed datenübertragungen Download PDF

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Publication number
WO2017084835A1
WO2017084835A1 PCT/EP2016/075484 EP2016075484W WO2017084835A1 WO 2017084835 A1 WO2017084835 A1 WO 2017084835A1 EP 2016075484 W EP2016075484 W EP 2016075484W WO 2017084835 A1 WO2017084835 A1 WO 2017084835A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pair
data cable
cable according
core
shielding
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075484
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Melanie Dettmer
Bernd Janssen
Frank Jakobs
Original Assignee
Leoni Kabel Gmbh
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
Application filed by Leoni Kabel Gmbh filed Critical Leoni Kabel Gmbh
Priority to KR1020187017094A priority Critical patent/KR20180088668A/ko
Priority to EP16793779.6A priority patent/EP3350813A1/de
Priority to JP2018525588A priority patent/JP2018536259A/ja
Priority to CN201680066893.7A priority patent/CN108352226A/zh
Publication of WO2017084835A1 publication Critical patent/WO2017084835A1/de
Priority to US15/980,952 priority patent/US20180268965A1/en

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Definitions

  • the invention relates to a data cable for high-speed data transmission with at least one wire pair of two extending in the longitudinal direction of cores, which are surrounded by a Paartung.
  • Such a data cable is offered at the time of filing by the applicant under the trade name "ParaLink 23.”
  • Such data cables are used in particular for high-speed transmission of signals between computers, for example in data centers.
  • a respective core here consists of the actual conductor, such as a solid conductor wire or a stranded wire, which is surrounded in each case by an insulation.
  • the wire pair of a respective data line is surrounded by the (pair-) shielding.
  • the data cables typically have a plurality of such screened wire pairs, which form a line core and which are surrounded by a common outer screen and a common cable sheath. Such data cables are used for high-speed data connections and are larger for data rates
  • Such data cables are typically so-called symmetrical data lines, in which the signal is transmitted via one wire and the inverted signal is transmitted via the other wire.
  • the differential signal component between these two signals is evaluated so that external effects that have an effect on both signals are eliminated.
  • Such data cables are often connected pre-assembled to plugs.
  • the connectors are often designed as a so-called small-form-pluggable connector, short SFP connector.
  • SFP +, CXP or QSFP connectors which are also referred to as SFP28 or QSFP28 in a design of the data cable for 25 GBit / s.
  • These connectors have special connector housing, as for example from WO
  • the object of the invention is to specify a high-speed data cable with good transmission properties even at high transmission rates and high transmission frequencies.
  • the object is achieved according to the invention by a data cable having the features of claim 1 and by a method for producing such a data cable having the features of claim 16.
  • the shielded pair of wires are, in particular, cores routed parallel to one another, that is, they are not stranded with one another.
  • the pair shielding is preferably a longitudinally folded shielding foil, in particular a metal-clad plastic foil (AL-PET).
  • A-PET metal-clad plastic foil
  • the pair shield is formed in particular by this metal-laminated plastic film.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of a data cable having a plurality of such wire pairs
  • the core insulation consists of a so-called cellular plastic, which thus has a comparatively high proportion of gas in the range of 20 vol .-%, in contrast to a solid solid material.
  • the two wires 4 are directly adjacent to each other and touch. The distance between the two wires a therefore corresponds to twice the thickness of the core insulation 8 and is therefore present at 0.6 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)

Abstract

Das Datenkabel für Highspeed Datenübertragungen weist ein mit einer Paarschirmung umgebenes Aderpaar auf, wobei zwischen dem Aderpaar (2) und der Paarschirmung (12) ein isolierender Zwischenmantel (10) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Datenkabel für High-Speed Datenübertragungen
Die Erfindung betrifft ein Datenkabel für High-Speed-Datenübertragungen mit zumindest einem Aderpaar aus zwei sich in Längsrichtung erstreckenden Adern, die von einer Paarschirmung umgeben sind.
Ein derartiges Datenkabel wird zum Anmeldezeitpunkt von der Anmelderin unter der Markenbezeichnung„ParaLink 23" angeboten. Derartige Datenkabel werden insbesondere zur Hochgeschwindigkeitsübertragung von Signalen zwischen Rechnern, beispielsweise in Rechenzentren eingesetzt.
Im Bereich der Datenübertragung, beispielsweise in Computer-Netzwerken, werden Datenkabel eingesetzt, bei denen typischerweise mehrere Datenleitungen in einem gemeinsamen Kabelmantel zusammengefasst sind. Bei High-Speed-Datenübertragungen werden als Datenleitungen jeweils geschirmte Aderpaare verwendet, wobei die beiden Adern insbesondere parallel zueinander verlaufen oder alternativ miteinander verdrillt sind. Eine jeweilige Ader besteht hierbei aus dem eigentlichen Leiter, beispielsweise ein massiver Leiterdraht oder auch ein Litzendraht, welcher jeweils von einer Isolierung umgeben ist. Das Aderpaar einer jeweiligen Datenleitung ist von der (Paar-)Abschirmung umgeben. Die Datenkabel weisen typischerweise eine Vielzahl derartig geschirmter Aderpaare auf, die eine Leitungsseele bilden und die von einem gemeinsamen Außenschirm sowie einem gemeinsamen Kabelmantel umgeben sind. Derartige Datenkabel werden für High Speed-Datenverbindungen eingesetzt und sind für Datenraten von größer
25 Gbit/s bei einer Übertragungsfrequenz größer 25 GHz ausgebildet. Der Außenschirm ist dabei für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) sowie für die elektromagnetische Interferenz (EMI) mit der Umgebung wichtig. Über den Au- ßenschirm werden keine Signale übertragen. Der jeweilige Paarschirm bestimmt demgegenüber die Symmetrie und die Signal-Eigenschaften eines jeweiligen Aderpaares. Dabei ist für eine ungestörte Datenübertragung eine hohe Symmetrie des Paarschirms wichtig.
Bei derartigen Datenkabeln handelt es sich typischerweise um so genannte symmetrische Datenleitungen, bei denen über die eine Ader das Signal und über die andere Ader das invertierte Signal übermittelt wird. Ausgewertet wird der differen- zielle Signalanteil zwischen diesen beiden Signalen, so dass äußere Effekte, die sich auf beide Signale auswirken, eliminiert sind.
Derartige Datenkabel werden häufig vorkonfektioniert an Steckern angeschlossen. Bei Anwendungen für Hochgeschwindigkeitsübertragungen sind die Stecker dabei häufig als so genannte Small-Form-Pluggable-Stecker, kurz SFP-Stecker, ausgebildet. Hierbei gibt es unterschiedliche Ausführungsvarianten beispielsweise so genannte SFP+, CXP- oder QSFP-Stecker, die bei einer Auslegung der Datenkabel für 25 GBit/s auch als SFP28 oder QSFP28 bezeichnet werden. Diese Stecker weisen spezielle Steckergehäuse auf, wie sie beispielsweise aus der WO
201 1 072 869 A1 oder der WO 201 1 089 003 A1 zu entnehmen sind. Alternativ ist auch ein direkter so genannter back-plane-Anschluss ohne Stecker möglich.
Die Paarschirmung eines jeweiligen Aderpaares ist dabei - wie beispielsweise aus der EP 2 1 12 669 A2 zu entnehmen - häufig als eine längs gefaltete Schirmfolie ausgebildet. Die Schirmfolie ist daher in einer Längsrichtung des Kabels verlaufend um das Aderpaar gefaltet, wobei die gegenüberliegenden äußeren Seitenbereiche der Schirmfolie in einem sich in Längsrichtung verlaufenden Überlappbereich überlappen. Um einen definierten Sitz dieser längs gefalteten Schirmfolie zu gewährleisten und ein Einknicken derselben in einen Zwickelbereich zwischen den beiden Adern zu vermeiden, ist zwischen der Schirmfolie und dem Aderpaar eine dielektrische Zwischenfolie aus Kunststoff, insbesondere eine Polyesterfolie, gesponnen. Bei der für die Paarschirmung verwendeten Schirmfolie handelt es sich um eine mehrschichtige Paarschirmung aus zumindest einer leitfähigen (Metall)-Schicht und einer isolierenden Trägerschicht. Als leitfähige Schicht wird üblicherweise eine Aluminiumschicht und als isolierende Trägerschicht eine PET-Folie verwendet. Die PET-Folie ist als ein Träger ausgebildet, auf dem zur Ausbildung der leitfähigen Schicht die metallische Beschichtung aufgebracht ist.
Neben der längs gefalteten Schirmung bei parallel geführten Paaren gibt es grundsätzlich auch die Möglichkeit, eine derartige Schirmfolie helixförmig um das Aderpaar zu wickeln oder zu spinnen. Allerdings ist bei höheren Signalfrequenzen ab etwa 15 GHz eine solche Umspinnung des Aderpaars mit einer Schirmfolie aufgrund von Resonanzeffekten bauartbedingt nicht ohne Weiteres möglich. Für diese hohen Frequenzen wird daher die Schirmfolie häufig vorzugsweise als längs gefaltete Schirmfolie angebracht.
Aus der DE 10 2012 204 554 A1 ist ein Signalkabel für eine hochfrequente Signalübertragung zu entnehmen, bei dem der Signalleiter als Litzenleiter mit einer variierenden Schlaglänge ausgebildet ist. Ergänzend weist das Signalkabel weiterhin ein Abschirmgeflecht auf, wobei auch hier einzelne Geflechtstränge des Abschirmgeflechts mit einer variierenden Schlaglänge gewickelt sind. Durch diese Maßnahmen wird die Übertragungsqualität verbessert.
Aus der DE 103 15 609 A1 ist ein Datenkabel für eine hochfrequente Datenübertragung zu entnehmen, bei dem ein Aderpaar von einer als Schirmfolie ausgebildeten Paarschirmung umgeben ist. Ergänzend ist noch eine Zwischenfolie um das Aderpaar gesponnen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein High-Speed- Datenkabel mit guten Übertragungseigenschaften auch bei hohen Übertragungsraten und hohen Übertragungsfrequenzen anzugeben. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Datenkabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Datenkabels mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
Das Datenkabel ist zur highspeed Datenübertragung ausgelegt und weist zumindest ein Aderpaar aus zwei sich in Längsrichtung erstreckenden Adern auf. Eine jeweilige Ader ist dabei gebildet durch einen Signalleiter und einer diesen umgebenden Aderisolation. Weiterhin ist das Aderpaar von einer insbesondere durch eine Schirmfolie gebildeten Paarschirmung umgeben, wobei zwischen dem
Aderpaar und der Paarschirmung ein isolierender Zwischenmantel angeordnet ist.
Im Unterschied zu herkömmlichen Aderpaaren mit einer Paarschirmung, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen ParaLink 23 bekannt sind, ist bei dieser Ausgestaltung also zwischen dem Aderpaar und der Paarschirmung keine sonst übliche Zwischenfolie angeordnet. Diese ist vielmehr durch den Zwischenmantel ersetzt. Unter Zwischenmantel wird hierbei allgemein ein das Aderpaar vollständig umschließendes Element verstanden, welches nicht als eine gewickelte oder gefaltete Folie ausgebildet ist.
Diese Ausgestaltung beruht zum einen auf der Überlegung, dass eine derartige Zwischenlage zwischen dem Aderpaar und der Paarschirmung insbesondere bei Highspeed-Datenübertragungen beispielsweise in einem Frequenzbereich von > 10 GHz von besonderem Vorteil ist. Bei derartigen Highspeed-Datenübertragungen ist nämlich ein Umspinnen des Aderpaars mit einer Schirmfolie nicht mehr ohne weiteres möglich, da ein derartiges Umspinnen aufbaubedingt zu einer Serienresonanz führt, welche je nach Abmessung den Frequenzbereich für die Datenübertragung begrenzt. Um diese Resonanzfrequenz zu umgehen und somit den Frequenzbereich auf zum Beispiel > 20 GHz auszuweiten, wird üblicherweise eine längs gefaltete Schirmfolie, insbesondere eine AL-PET Folie aufgebracht. Diese Folienfaltung hat allerdings den Nachteil, dass kleinste Asymmetrien aufgrund einer nur geringen Dämpfung des common mode Signals die sogenannte Mode Conversion stark erhöhen und dass somit Einbrüche in der
Einfügedämpfung entstehen. Um diese zu vermeiden ist bei heute bekannten Da- tenleitungen zwischen dem Aderpaar und der längs gefalteten (auch bezeichnet als längs laufende) Schirmfolie eine Zwischenfolie aus Polyester aufgesponnen. Durch diese wird verhindert, dass eine Seite der längs gefalteten Folie in den Zwickelbereich der Adern gelangt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung beruht weiterhin auf der Überlegung, dass ein derartiger Aufbau mit einer umsponnenen Polyester-Zwischenfolie den Nachteil hat, dass Polyester für Hochfrequenz-Anwendungen nicht die erste Wahl ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Folie im Verhältnis zur Aderwandstärke sehr dünn ist, wodurch die Signalleiter (üblicherweise massive Volldrähte) stark an den Schirm (Paarschirmung) gekoppelt sind. Bei derartigen Ausgestaltungen ist eine negative Auswirkung auf den Frequenzgang auch der Tatsache geschuldet, dass das störende Gleichtaktsignal eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit hat im Vergleich zum Gegentaktsignal (Nutzsignal) [also VScC2i >
Durch den erfindungsgemäßen Austausch der dünnen Polyesterfolie durch den Innenmantel werden diese Probleme umgangen. Mit dieser Maßnahme werden insbesondere folgende Vorteile erzielt:
- Das Insertion-Loss-Verhalten (Einfügedämpfung) ist verbessert.
- Die Mode Conversion ist geringer.
- Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Gleichtaktsignals (common mode Signal) ist im Verhältnis zum Nutzsignal verringert.
- Durch den im Vergleich zu der dünnen Polyesterfolie mechanisch stabileren Mantel ist das gesamte geschirmte Aderpaar mechanisch stabiler, was insbesondere bei der Konfektionierung eines Kabels mit mehreren derartigen geschirmten Aderpaaren von Vorteil ist. Diese werden üblicherweise miteinander verseilt. Auch bei einer späteren Verlegung und Handhabung des Kabels zeichnet sich das Datenkabel durch eine größere Stabilität aus.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Zwischenmantel als ein extrudierter Zwischenmantel ausgebildet. Bei der Herstellung werden daher die beiden Adern des Aderpaares einem Extruder gemeinsam zugeführt und der Zwischenmantel wird auf das Aderpaar aufextrudiert.
Vorzugsweise ist der Zwischenmantel dabei nach Art eines schlauchförmigen Gebildes auf das Aderpaar aufextrudiert. Der Zwickelbereich zwischen den beiden Adern ist daher - ähnlich wie bei der herkömmlich verwendeten Zwischenfolie - frei von Material.
Der Zwischenmantel besteht dabei aus einem für Hochfrequenz-Anwendungen geeigneten Material und besteht insbesondere aus einem Kunststoff-Vollmaterial. Unter Vollmaterial wird hierbei verstanden, dass der Mantel massiv aus dem Material ist und beispielsweise nicht als geschäumter Kunststoff bzw. als Kunststoff mit Lufteinschlüssen ausgebildet ist. Ein derartiger geschäumter oder mit Lufteinschlüssen versehener Kunststoff, insbesondere als sogenannter Zell-Kunststoff bezeichnet, wird vorzugsweise nämlich für die jeweilige Aderisolierung der jeweiligen Ader verwendet.
Als Material für den Zwischenmantel wird dabei wahlweise PE, PP, FEP, PTFE oder PFA verwendet. Bevorzugt wird PE verwendet.
Der Zwischenmantel weist weiterhin vorzugsweise eine Wandstärke im Bereich von 0,1 mm bis 0,35 mm und insbesondere von etwa 0,2 mm auf.
Ein besonderer Vorteil dieser im Vergleich zu herkömmlichen dünnen Polyesterfolien dicken Wandstärke (übliche Stärken der bisher eingesetzten Folien liegen beispielsweise bei lediglich 10 m bis 15 μιη) ist insbesondere auch in der verbesserten mechanischen Stabilität zu sehen. Gleichzeitig kann durch diese Maßnahme die Wandstärke der Aderisolation reduziert werden, wodurch die einzelnen Signalleiter näher aneinander rücken. Weiterhin vergrößert sich der Abstand der Signaladern zu der Schirmung. Insgesamt sind dadurch die Signalleiter stärker aneinander gekoppelt, da die Paarschirmung im Vergleich zum Abstand der Signalleiter untereinander weiter entfernt von den Signalleitern liegt. Asymmetrien haben so weniger Auswirkungen, wodurch die Mode Conversion Performance verbessert ist. Auch haben Simulationen gezeigt, dass sich mit dieser Geometrie (die Signalleiter sind unter dem Paarschirm näher zusammen) die Insertion Loss stark verbessert ist.
Die Wandstärke hängt dabei vorzugsweise ab von dem Durchmesser der jeweiligen Signalleiter. Und zwar nimmt die Wandstärke des Zwischenmantels mit zunehmendem Durchmesser der Signalleiter zu. Der Durchmesser der Signalleiter liegt allgemein vorzugsweise im Bereich zwischen 0,2 mm bis 0,6 mm.
Allgemein liegt das Verhältnis der Wandstärke zum Durchmesser des Signalleiters etwa im Bereich von 0,4 bis 0,6.
Zweckdienlicherweise variiert entsprechend auch der Aderdurchmesser einer jeweiligen Ader, wobei der Aderdurchmesser dabei im Bereich zwischen 0,5 mm bis 1 ,2 mm liegt. Auch hier gilt, dass der Aderdurchmesser mit zunehmendem
Durchmesser der Signalleiter zunimmt. Der Aderdurchmesser liegt dabei insbesondere im Bereich des 2 - 2,5 fachen des Durchmessers des Signalleiters. Für kleine Signalleiter mit Durchmesser im Bereich von 0,2 mm liegt daher einerseits der Aderdurchmesser auch im unteren Bereich von beispielsweise 0,5 mm und die Wandstärke des Zwischenmantels im Bereich von etwa 0,1 mm. Für den oberen Bereich des Durchmessers der Signalleiter von beispielsweise 0,6 mm liegt demgegenüber der Aderdurchmesser vorzugsweise ebenfalls im oberen Bereich bei etwa 1 ,2 mm und die Wandstärke des Zwischenmantels bei etwa 0,35 mm.
Die Aderisolierung besteht weiterhin zweckdienlicherweise aus einem Zell- Kunststoff, wobei der Zell-Kunststoff hierbei vorzugsweise einen Gasanteil im Bereich von 20 Vol% - 50 Vol% oder bis 60 Vol% aufweist. Als Material für den Zell- Kunststoff wird hierbei insbesondere PE, PP, FEP oder ePTFE verwendet. Bei einem derartigen Aufbau mit einer Aderisolierung aus einem Zell-Kunststoff und gleichzeitig einem massiven Zwischenmantel wird der besondere Vorteil erreicht, dass das Feld des differenziellen Nutzsignals sich überwiegend im hochverzellten Material zwischen den Leitern ausbreitet, das Feld des Gleichtaktsignals sich dagegen durch den Innenmantel mit dem Voll-Material ausbreiten muss. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Gleichtaktsignals gebremst, sodass VScC2i < VSdd2i ist, d.h. die Ausbreitungsgeschwindigkeit des unerwünschten Gleichtaktsignals ist kleiner als das Nutzsignal.
Bei dem geschirmten Aderpaar handelt es sich insbesondere um parallel zueinander geführte Adern, die also nicht miteinander verseilt sind. Weiterhin handelt es sich bei der Paarschirmung vorzugsweise um eine längs gefaltete Schirmfolie, insbesondere eine metallkaschierte Kunststofffolie (AL-PET). Die Paarschirmung ist insbesondere durch diese metallkaschierte Kunststofffolie gebildet.
Zur Ausbildung des Datenkabels sind ein und vorzugsweise mehrere geschirmte Aderpaare zu einer gemeinsamen Kabelseele miteinander verbunden. Diese Kabelseele ist dabei von einem gemeinsamen Kabelmantel umgeben.
Zweckdienlicherweise ist die Kabelseele zunächst noch von einem Gesamtschirm umgeben, welcher dann vom Kabelmantel umgeben ist. Insbesondere sind dabei die mehreren geschirmten Aderpaare miteinander verseilt, sodass die Kabelseele durch einen Verseilverbund mehrerer geschirmter Aderpaare gebildet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines geschirmten Aderpaares
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Datenkabel mit mehreren derartigen Aderpaaren
In den Figuren sind gleichwirkende Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt.
Das in der Figur 1 dargestellte geschirmte Aderpaar 2 weist zwei Adern 4 auf. Diese sind jeweils gebildet durch einen zentralen Signalleiter 6 sowie eine diese umgebende Aderisolation 8. Der Signalleiter 6 ist vorzugsweise durch einen massiven Draht, insbesondere versilbertem Kupfer-Draht gebildet. Er weist einen Durchmesser d1 auf. Dieser liegt vorliegend beispielsweise bei 0,4mm. Die Ader 4 weist einen Aderdurchmesser d2 auf, welcher im Ausführungsbeispiel bei etwa 1 ,0mm liegt also beim etwa 2,5-fachen des Durchmessers d1 des Signalleiters 6.
Die Aderisolation besteht dabei aus einem sogenannten Zell-Kunststoff, welcher also im Unterschied zu einem massiven Voll-Material einen vergleichsweise hohen Gasanteil im Bereich von 20 Vol.-% aufweist. Die beiden Adern 4 liegen unmittelbar aneinander an und berühren sich. Der Abstand zwischen den beiden Adern a entspricht daher dem doppelten Wert der Dicke der Aderisolation 8 und liegt vorliegend daher bei 0,6mm.
Die beiden Adern 4 sind insbesondere unmittelbar von einem Zwischenmantel 10 umgeben. Dieser besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff-Vollmaterial also im Unterschied zur Aderisolation nicht aus einem Zell-Kunststoff oder sonstigen geschäumten oder expandierten Kunststoff. Er ist als extrudierter Mantel ausgebildet, also durch einen Extrusionsvorgang auf die beiden Adern 4 aufgebracht. Bei dem Zwischenmantel 10 handelt es sich dabei um ein schlauchförmiges Gebilde, welches also umlaufend und um die beiden Adern 4 eine konstante Wandstärke w aufweist. Es sind daher innerhalb des Zwischenmantels 10 zwischen den beiden Adern 4 freie Zwickelbereiche ausgebildet, in denen kein Kunststoffmaterial vorliegt.
Die Wandstärke w des Zwischenmantels liegt im gewählten Ausführungsbeispiel bei etwa 0,2mm.
Der Zwischenmantel 10 ist wiederum von einer Schirmfolie 12 umgeben, welche unmittelbar am Zwischenmantel 10 anliegt und eine Paarschirmung bildet. Die Schirmfolie 12 ist bevorzugt als längsgefaltete Schirmfolie 12 ausgebildet und daher nicht gewickelt. Bei der Schirmfolie 12 handelt es sich um eine herkömmliche Schirmfolie, speziell eine aluminiumkaschierte (Kunststoff-) Folie. Diese weist typischerweise eine Foliendicke von typischerweise einigen 10 μιτι bis einige 100 μιτι auf. Bei der Schirmfolie 12 kann es sich um eine einlagige oder auch eine doppel- lagige Schirmfolie handeln (Metallbeschichtung nur einseitig bzw. beidseitig auf Trägerfolie aufgebracht). Das in der Figur 1 dargestellte geschirmte Aderpaar 2 ist zweckdienlicherweise abschließend durch die in der Figur 1 dargestellten Elemente gebildet. Vorliegend ist daher kein Beilaufdraht vorgesehen. Alternativ hierzu kann ein solcher angeordnet sein. Dieser kontaktiert dabei die elektrisch leitfähige Lage der Schirmfolie 12. Ein derartiger Beilaufdraht kann beispielsweise zwischen dem Zwischenmantel 10 und der Schirmfolie 1 2 oder auch außenseitig auf die Schirmfolie 12 verlaufend angebracht sein. Der Beilaufdraht dient in einem Ste- cker-Anschlussbereicht zur elektrischen Kontaktierung der Schirmfolie 12.
Insbesondere wird auf eine sonst übliche Zwischenfolie, die um die beiden
Adern 4 gewickelt ist, verzichtet. Diese ist durch den extrudierten Zwischenmantel 10 mit der vergleichsweise großen Wandstärke w im Vergleich zu herkömmlichen geschirmten Aderpaaren ersetzt. Ein besonderer Vorteil hierbei ist darin zu sehen, dass der Abstand der Signalleiter 6 zu der Schirmfolie 12 quasi vergrößert ist und daher die beiden Signalleiter 6 - relativ betrachtet - enger zusammenrücken. Im Vergleich zu herkömmlichen geschirmten Aderpaaren 2 ist also der Abstand a verringert. Insgesamt ist dadurch auch das Längen-zu-Breiten Verhältnis verringert, sodass insgesamt das geschirmte Aderpaar 2 im Vergleich zu herkömmlichen geschirmten Aderpaaren verrundet ist. Dies ist für eine spätere Konfektionierung von Vorteil.
Durch den vergleichsweise dicken Zwischenmantel kann also insgesamt die Dicke der Aderisolation 8 reduziert werden unter Beibehaltung des Abstandes zwischen dem Signalleiter 6 und der Schirmfolie 12. Insgesamt führt dies zu dünneren Adern 4 und entsprechend auch zu dem verringerten Abstand a zwischen den beiden Signalleitern 6. Aufgrund dieses verringerten Abstandes a sind insgesamt die beiden Adern 4 stärker aneinander gekoppelt, da die durch die Schirmfolie 12 gebildete Paarschirmung - im Vergleich zum Abstand a der Signalleiter 6 untereinander - nunmehr weiter entfernt vom jeweiligen Signalleiter 6 ist. Unerwünschte Asymmetrien, die sich bei der Herstellung nicht vollständig vermeiden lassen, haben dadurch insgesamt weniger Auswirkungen. Die sogenannte Mode Conversion Performance verbessert sich dadurch deutlich. Durch den geringen Abstand a verbessert sich zudem die Einfügedämpfung (Insertion loss) im Vergleich zu her- kömmlichen geschirmten Aderpaaren. Untersuchungen haben eine Verbesserung um 15% gezeigt.
Schließlich ist noch hervorzuheben, dass das elektrische Feld des differenziellen Nutzsignals sich überwiegend im (hochverzellten) Material der Aderisolation 8, also zwischen den Signalleitern 6 befindet und ausbreitet. Dem gegenüber muss sich das Feld des unerwünschten Gleichtaktsignals durch den Zwischenmantel 10 aus massivem Voll-Material ausbreiten. Insgesamt wird dadurch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des unerwünschten Gleichtaktsignals im Vergleich zu dem des differenziellen Nutzsignals gebremst. Das Nutzsignal ist daher am Ende einer Übertragungsstrecke, nicht oder zumindest nicht mehr so stark vom Gleichtaktsignal überlagert, sodass eine bessere Auswertung des differenziellen Nutzsignals ermöglicht ist.
Insgesamt lassen sich über das Aderpaar 2 ein differenzielles Datensignal mit hohen Datenraten von beispielsweise >25 Gbit/Sekunde und bei Übertragungsfrequenzen von >25 GHz zuverlässig und sicher übertragen.
Figur 2 zeigt noch einen möglichen Aufbau eines Datenkabels 14, bei dem mehrere derartig geschirmte Aderpaare 2 miteinander kombiniert sind. Grundsätzlich kann das Datenkabel 14 auch nur 1 geschirmtes Aderpaar 2 aufweisen. Vorzugsweise weist das Datenkabel 14 zwei, vier, sechzehn oder, wie in der Figur 2 dargestellt ist, acht geschirmte Aderpaare 2 auf. Die einzelnen Aderpaare 2 sind dabei miteinander üblicherweise verseilt und bilden einen Übertragungskern. Im Ausführungsbeispiel sind zwei innenliegende Aderpaare 2 miteinander verseilt und bilden einen inneren Übertragungskern. Um diesen herum sind sechs weitere geschirmte Aderpaare 2 herum insbesondere verseilt angeordnet. Diese bilden daher quasi eine äußere (Seil-) Lage. Der durch die geschirmten Aderpaare 2 gebildete Übertragungskern ist von einem Gesamtschirm 16 umgeben. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Übertragungskern und dem Gesamtschirm 16 noch eine Zwischenfolie 18 aus Kunststoff angeordnet. Der Gesamtschirm 16 kann einen üblichen Aufbau aufweisen. Vorliegend ist der Gesamtschirm 16 gebildet durch eine innere Schirmfolie 20 und einem äußeren Schirmgeflecht 22. Ande- re Kombinationen von Schirmfolien 20 mit C, D-Schirmungen oder auch mehrerer Schirmfolien etc. sind grundsätzlich möglich. Um den Gesamtschirm 16 herum ist schließlich ein äußerer Kabelmantel 24 zum Schutz vor Umgebungseinflüssen angebracht. Dieser Kabelmantel 24 ist insbesondere auch extrudiert.

Claims

Ansprüche
Datenkabel für High-Speed Datenübertragungen mit zumindest einem Aderpaar aus zwei Adern, die jeweils gebildet sind durch einen Signalleiter und einer diesen umgebenden Aderisolation, wobei das Aderpaar von einer Paarschirmung umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Aderpaar und der Paarschirmung ein isolierender Zwischenmantel angeordnet ist.
Datenkabel nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenmantel extrudiert ist.
Datenkabel nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenmantel schlauchförmig ausgebildet ist.
Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenmantel aus einem für HF-Anwendungen geeigneten Material besteht und aus einem Kunststoff-Vollmaterial besteht.
Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass für den Zwischenmantel wahlweise ein PE (PolyEthylen), PP
(PolyPropylen), FEP (FluorEthylenPropylen), PTFE (PolyTetraFluorEthylen) oder PFA (PerFluoralkoxylalkan) verwendet ist.
Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenmantel eine Wandstärke im Bereich von 0,1 mm bis 0,35 mm und insbesondere von etwa 0,2mm aufweist.
7. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser der Signaleiter insbesondere im Bereich von 0,2mm bis 0,6 mm liegt.
8. Datenkabel nach Anspruch 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wandstärke des Zwischenmantels mit zunehmendem Durchmesser des Signalleiters zunimmt und das Verhältnis der Wandstärke zum Durchmesser des Signalleiters etwa im Bereich von 0,4 bis 0,6 liegt.
9. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Ader einen Aderdurchmesser aufweist, der im Bereich von 0,4mm bis 1 ,3 mm liegt, wobei der Aderdurchmesser insbesondere mit zunehmendem Durchmesser des Signalleiters zunimmt und der Durchmesser des Signalleiters im Bereich zwischen 0,2mm bis 0,6mm liegt.
10. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aderisolierung aus einem Zell-Kunststoff besteht, wobei als Kunststoff-Material insbesondere PE, PP, FEP oder ePTFE (expanded
PolyTetraFluorEthylen) verwendet ist und der Zell-Kunststoff einen Gasanteil von vorzugsweise 20-60 Vol% aufweist.
1 1 . Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Aderpaar nicht von einer Isolationsfolie umsponnen ist.
12. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Adern eines Aderpaares parallel zueinander verlaufen.
13. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Paarschirmung eine längsgefaltete Schirmfolie, insbesondere eine metallkaschierte Kunststofffolie aufweist und insbesondere durch diese gebildet ist.
14. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass es ein und vorzugsweise mehrere mit jeweils einer Paarschirmung versehene Aderpaare aufweist, die gemeinsam von einem Kabelmantel, vorzugsweise unter Zwischenlage eines Gesamtschirms umgeben sind.
15. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mit einer Paarschirmung versehenen Aderpaare miteinander verseilt sind.
16. Datenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen mit einer Datenrate größer/gleich 25Gbit/s,
dadurch gekennzeichnet,
dass
- mehrere mit der Paarschirmung versehene Aderpaare miteinander verseilt sind,
- die Aderisolation aus einem Zell-Kunststoff besteht und der Zell-Kunststoff einen Gasanteil von 20-60 Vol% aufweist,
- der Zwischenmantel unmittelbar aufextrudiert und schlauchförmig sowie aus Vollmaterial ist und eine Wandstärke im Bereich von 0,1 mm bis 0,35mm aufweist,
- um den Zwischenmantel unmittelbar an diesen anliegend eine längsgefaltete Schirmfolie als Paarschirmung angebracht ist,
- die miteinander verseilten und mit der Paarschirmung versehene Aderpaare unter Zwischenlage eines Gesamtschirms von einem Kabelmantel umgeben sind. Verfahren zur Herstellung eines Datenkabels nach einem der vorhergehen den Ansprüche, bei dem zwei Adern zunächst mit einem isolierenden Zwischenmantel umgeben werden, bevor anschließend insbesondere unmittel bar auf den Zwischenmantel eine Paarschirmung aufgebracht wird.
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