[发明专利]用于机械动态环境的数据电缆

说明书

发明领域

本发明涉及包括至少两条绝缘导线双绞线的高速数据通信电缆。更具体地说，本发明涉及可能暴露在机械动态环境中存在的力、应力、野蛮搬运和/或其它干扰之下的高速数据通信电缆。

背景技术

高速数据通信电缆往往包括通常在纵轴周围按双螺旋式样拧在一起的数对绝缘导线。这样的绝缘导线安排(在此称之为“双绞线”)有利于形成适合数据通信的均衡的传输线。一条或多条双绞线可能随后被捆扎和/或粘结在一起形成数据通信电缆。

电缆在搬运和使用期间可能遭受各种不同的机械应力。举例来说，电缆可能在安装适合局域网(LAN)的结构化布线体系结构期间，在拉和绑电缆期间遭受粗野的操作，等等。除此之外，电缆可能被用于各种不同的工业设备，在那里电缆可能在日常使用期间经受往往剧烈的运动、各种不同的机械应力(例如，弯曲和扭转)和/或一般的粗野操作。

电缆的相对粗糙处理的一个例子发生在电缆自动分发装置中。为了使电缆展开和/或安装变得容易，电缆可能被包装和分布在有在安装期间自动分发电缆的各种不同的机械特征的容器或机架之中。这样的机架就简化和加快电缆铺设而论通常是令人想要的。然而，这种装置的自动化特征往往在操作期间对电缆施加外力和各种不同的机械应力。这种相对粗糙的处理可能改变组成电缆的双绞线的结构和/或排列。

电信产业协会和电子工业协会(TIA/EIA)已经研发规定建立对电缆的各种不同的操作特性的需求的许多性能种类的标准。举例来说，6类电缆必须满足对电缆阻抗和回波损耗、信号衰减和延迟、串音等的要求。6类电缆通常被视为高性能电缆而且，就这一点而论，对回波损耗和串音的要求可能特别严格。

术语“回波损耗”指的是沿着传输线(例如，数据通信电缆)传输的电能和反射的电能之间的关系的度量。举例来说，回波损耗可能是作为传输到系统之中的信号功率(例如，在电缆的源头端产生的功率)与被反射的信号功率之比测量的。回波损耗往往是以分贝(dB)为单位指出的。反射的电能可能对数据传输产生各种不同的不利影响，包括降低输出力量、信号畸变和散射、信号损失(例如，衰减)，等等。回波损耗影响的严重性可能取决于频率。举例来说，高频信号倾向于对与回波损耗相关联的畸变影响更敏感。因此，对6类电缆的回波损耗要求可能是就信号传输频率鉴定等级的。因此，性能较高的电缆可能对粗野搬运电缆所引起的回波损耗影响更敏感。

多种因素可能对产生影响电缆的回波损耗的反射有贡献。举例来说，在电缆和与该电缆耦合的负载之间的阻抗失谐可能引起对回波损耗产生不利影响的反射。其它的反射可能起源于沿着电缆的长度电缆特性的非故意的变化、不均匀性和/或不连续性。在机械动态环境中传统电缆上的机械应力可能导致改变电缆的预定的绞合结构，后者可能使电缆的回波损耗特性降级，以致该电缆不再满足其预定类别的性能要求。

参照图1A，举例说明绝缘导线双绞线50的透视图。双绞线50可能是捆在一起形成数据通信电缆的众多双绞线之一。双绞线50包括分别用绝缘体62a和62b绝缘的一对导线60a和60b。理想地，组成双绞线50的两条绝缘导线应该沿着双绞线50的整个绞合长度保持接触或维持统一的间隔或气隙。然而，各种不同的因素(例如，粗野的搬运和/或绝缘导线松开的趋势)可能引起两条导线沿着双绞线长度在各种不同的点出现某种分离。举例来说，沿着双绞线50的纵轴64在长度L1，双绞线可能如同想要的那样被定位，绝缘体62a和62b彼此接触。图1B是双绞线50沿着线B-B在长度L1处截取的剖面图。如图1B所示，在这样的安排中，导线60a和60b各自的中心被分开至少部分地由导线的直径和绝缘体的厚度决定的距离d1。这个距离在此被称为“中心间距”。