BRPI1000782A2

BRPI1000782A2 - cabo de lan e método para fabricar o mesmo

Info

Publication number: BRPI1000782A2
Application number: BRPI1000782-2A
Authority: BR
Inventors: Frederic Jean; Donald Stevens; Michael Laudenslager; Robert Kindt
Original assignee: Nexans
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-06-21
Also published as: CN101840752A; EP2230671A3; US8143522B2; EP2230671A2; US20100236812A1; KR20100105455A

Abstract

CABO DE LAN E MéTODO PARA FABRICAR O MESMO. A presente invenção refere-se a um cabo, o dito cabo compreendendo: pelo menos uma primeira camada de pares trançados, possuindo uma combinação de pares trançados não blindados e pares trançados blindados; e pelo menos uma segunda camada de pares trançados, possuindo uma combinação de pares trançados não blindados e pares trançados blindados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABO DE LAN E MÉTODO PARA FABRICAR O MESMO".

Antecedentes

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a construção de cabo. Mais parti-cularmente, a presente invenção se relaciona com uma construção aperfei-çoada de cabos LAN (Rede de Área Local).

Técnica Relacionada

No campo de construção de cabo, particularmente de cabosLAN, os requerimentos de largura de banda sempre em avanço estão exi-gindo novos e inovadores meios de atender aos requerimentos desejados deteste. Por exemplo, o padrão de cabeamento TIA 568-B.2-10 2008 define ocabeamento de categoria acrescida 6 (Cat 6a). Este padrão define os parâ-metros para executar a sinalização de 10 Gigabit através do cabo de cobreCat 6a (para 10GBASE-T). Este padrão especifica o desempenho do cabe-amento para 500 MHz e inclui certas especificações de desempenho e re-querimentos de teste para diafonia interna e de proximidade ("Alien cross-talk"), entre outros parâmetros elétricos.

Tipicamente, nas disposições da técnica anterior, pares comcomprimento do passo mais curtos são utilizados em cabos com múltiplospares para reduzir a diafonia. Entretanto, comprimentos de passo mais cur-tos utilizam mais fios por comprimento de cabo, e assim, existem limitaçõesem relação ao quão curto o comprimento de passo pode ser em quaisquerdados pares trançados de fio de cobre. Portanto, é ideal ter o comprimentodo passo o mais longo possível que atenda ao limite desejado de diafonia.

Em adição à diafonia que ocorre entre os pares dentro do mes-mo subgrupo (unidade de 4 pares adjacentes), um tipo adicional de diafoniaocorre entre os pares trançados de subgrupos adjacentes (4 grupos empare-lhados) e entre pares de cabos adjacentes referidos como ALIEN crosstalk.Apesar da diafonia dentro de um subgrupo (4 pares adjacentes) ser maisfácil de gerenciar devido aos comprimentos de passo dos pares mais próxi-mos poderem ser apropriadamente gerenciados, a ALIEN crosstalk é maisdifícil de atenuar dentro do próprio cabo devido à proximidade do subgrupo(unidade de 4 pares adjacentes).

A ALIEN crosstalk é difícil de prever e de atenuar desde que ascondições externas do cabo, tal como o número de cabos adjacentes possu-indo a mesma taxa de torção de cabo para cabo; a distância entre cabosadjacentes; o comprimento de passo do par mais longo em cabos adjacen-tes; comprimentos de passo desconhecidos de pares trançados em cabosadjacentes; etc., não podem ser facilmente previstas.

Com respeito à aplicação dos padrões Cat 6a, em particular, naárea de cabos maiores de 24 pares trançados, várias opções diferentes têmsido procuradas na técnica anterior. Por exemplo, para cabos UTP (parestrançados sem blindagem), os 24 pares trançados não brindados são empa-cotados dentro do revestimento externo em seis subcabos de 4 pares, osquais juntos estão de acordo com a Cat 6a, 10GBASE-T. Tal disposição émostrada na Figura 1 da técnica anterior. A Figura 2 também apresenta umadisposição da técnica anterior com seis subcabos de quatro pares possuindoum enchimento central.

Em outra disposição da técnica anterior nos cabos STP (parestrançados blindados), para produzir um cabo de 24 pares de acordo com aCat 6a 10GBASE-T, os pares trançados são dispostos em duas camadasconcêntricas, a interna possuindo 9 pares e a camada externa possuindo 15pares. Cada um destes pares é individualmente blindado. Um exemplo desteprojeto é apresentado na Figura 3 da técnica anterior.

Entretanto, em cada caso da técnica anterior, a disposição deconstrução utilizada para fabricar estes cabos de acordo com a Cat 6a10GBASE-T possui tamanho (diâmetro), peso e custos significativos para oscabos.

Por exemplo, o cabo apresentado na Figura 1 utiliza uma quan-tidade significativa de polímeros adicionais, tal como FRPVC (policloreto devinila retardador de chama) para cada um dos subrevestimentos bem comoo revestimento externo maior. Não somente isto proporciona uma enormequantidade de combustível tornando difícil passar pelos padrões de segu-rança de incêndio, mas também adiciona tamanho significativo para o cabotornado o mesmo não adequado para usos particulares. Tipicamente, taiscabos da técnica anterior têm aproximadamente 2,54 cm (1,0") de diâmetro.

Um padrão que estes tipos de cabos precisa atender é o padrãode segurança contra incêndio NEC (código elétrico nacional) para a classifi-cação "Riser", abreviada como CMR. Os cabos projetados como apresenta-do na Figura 1 nem sempre satisfazem os padrões CMR e são de qualquermodo pouco adequados para "risers" dados seus diâmetros maiores.

Da mesma forma, o cabo apresentado na Figura 2, também utili-za FRPVC e possui um diâmetro típico de aproximadamente 2,032 cm até2,286 cm (0,8" a 0,9"). Tais projetos utilizam uma quantidade significativa deblindagem, e também possuem combustível adicionado (devido aos revesti-mentos mais espessos nos próprios fios do par devido à blindagem). Adicio-nalmente, 24 pares blindados separados exigem 24 terminações-terra sepa-radas para o instalador, o que é indesejável.

Em cada um destes casos, apesar dos cabos atenderem àsclassificações desejadas de desempenho de transmissão, os diâmetros, oscustos e outras qualidades ruins do projeto destes cabos tornam os mesmosinaceitáveis para várias aplicações.

Em vista destas considerações esboçadas acima, os cabos datécnica anterior implementaram vários aspectos necessários para atender avários padrões de desempenho de transmissão, mas fazendo isto, impacta-ram negativamente os padrões físicos tradicionais que os cabos tambémdevem satisfazer.

Objetivo e Sumário

A presente invenção supera as deficiências associadas à técnicaanterior e proporciona um projeto de 24 pares trançados que reduz a ALIENcrosstalk entre os pares de subgrupos adjacentes (subunidade de quatrospares dentro de um cabo) bem como a ALIEN crosstalk entre pares em ca-bos dispostos de forma adjacente. Em uma disposição, tal cabo está de a-cordo com a cat 6a 10GBASE-T, enquanto simultaneamente sendo maisleve, menor, mais fácil de produzir, mais flexível, e menos oneroso do que osprojetos da técnica anterior. Além disso, um cabo LAN de acordo com a pre-sente invenção pode ser classificado em relação à combustão como CMR"riser", CMP (PIenum)1 CM (de comunicação geral) e LSZH (halogênio zerocom baixa emissão de fumaça) e simultaneamente bem dimensionado paratal utilização como "riser".

Para este fim, a presente invenção proporciona um cabo quereduz a ALIEN crosstalk entre pares de subgrupos adjacentes enquanto re-duzindo a quantidade de barreiras elétricas (blindagem) ou espaçamentofísico requerido para obter o desempenho de diafonia desejada. Em umaconcretização, é proporcionado um cabo possuindo pelo menos uma primei-ra camada de pares trançados, possuindo uma combinação de pares tran-çados não blindados, e pares trançados blindados e pelo menos uma se-gunda camada de pares trançados, possuindo uma combinação de parestrançados não blindados e pares trançados blindados.

Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção pode ser mais bem entendida através dadescrição seguinte e dos desenhos acompanhantes, em que:

a Figura 1 é um cabo de acordo com a cat 6a 10GBASE-T datécnica anterior;

a Figura 2 é um cabo diferente de acordo com a cat 6a10GBASE-T da técnica anterior;

a Figura 3 é um cabo diferente de acordo com a cat 6a10GBASE-T da técnica anterior;

a Figura 4 é um cabo de acordo com a cat 6a 10GBASE-T deacordo com a presente invenção;

a Figura 5 é um cabo de acordo com a cat 6 10GBASE-T de a-cordo com outra concretização; e

a Figura 6 ilustra sete cabos se situando de forma adjacente apartir da Figura 4, de acordo com outra concretização.

Descrição Detalhada

Em uma concretização da presente invenção, como apresentadana Figura 4, um cabo 10 é proporcionado. Descrevendo os elementos docentro para o exterior, um tubo de enchimento central 12, de preferênciaconstruído como um elemento FRPVC tubular que é utilizado para manter ageometria circular apropriada do cabo. É observado que, no presente pedi-do, o FRPVC é utilizado como um polímero ilustrativo. Entretanto, é entendi-do que isto é pretendido somente como um exemplo e que outros polímerospodem ser utilizados à medida que desejados, baseado nas implementaçõesparticulares do projeto das várias concretizações.

Envolvendo o tubo de enchimento central 12 está uma fita deblindagem de alumínio/poliéster 14, com o metal voltado para o exterior.

A camada 14 de forma vantajosa proporciona blindagem entre os pares decamadas internas (descritos abaixo) para aperfeiçoar o desempenho de dia-fonia. Em uma disposição ilustrativa, a fita 14 é uma fita composta de umapelícula de poliéster com 0,0254 milímetros (1 milésimo de polegada) de es-pessura com 0,0381 milímetros (1,5 milésimos de polegada) de papel alumí-nio, aplicado longitudinalmente durante o processo de cabeamento.

Ao redor do tubo central blindado de alumínio/poliéster 12, oitodos vinte e quatro pares trançados do cabo 10 são disposto em uma primei-ra camada de pares trançados 16. Estes oitos pares trançados são rotuladoscomo os elementos 18a até 18h. Ao invés de blindar cada um dos pares 18aaté 18h, como por exemplo, na Figura 2 da técnica anterior, somente doispares, tal como o par 18a e o 18h são blindados. De preferência, os parestrançados 18a e 18h são blindados utilizando as camadas de blindagem dealumínio/poliéster 20a e 20h, respectivamente. Também incluídos na primei-ra camada de pares 16 estão dois monofilamentos 22, de preferência fabri-cados de FRPVC, apesar da invenção não estar limitada a este respeito.Estes monofilamentos 22 são adicionados para manter a geometria apropri-ada do cabo e a redondeza no cabo 10.

Como apresentado na Figura 4, de preferência, cada um dosmonofilamentos 22 é disposto oposto um ao outro, dividindo a primeira ca-mada de pares trançados 16 em dois conjuntos de quatro pares (18a até 18de 18e até 18h), cada um dos quais possui um dentre os dois pares blindadosda camada 16. Esta disposição ajuda a equilibrar a estrutura da camada 16bem como a espalhar a diafonia resistindo aos benefícios dos pares blinda-dos 18a e 18f ao redor da circunferência do cabo 10.

Ao redor da primeira camada de pares 16 está o envoltório dealumínio/poliéster /alumínio 24. Sobre este envoltório está a segunda cama-da de pares 26 incluindo os dezesseis pares trançados restantes 18 do cabocom vinte quatro pares 10. Como apresentado na Figura 3, estes dezesseispares são rotulados 18i até 18x. De preferência, os pares 18i, 18m, 18q e18u são blindados utilizando as camadas de blindagem de alumínio/poliéster20i, 20m, 20q e 20u, respectivamente. O espaçamento de um par blindado18 para cada quatro pares sucessivos 18 dentro da camada 26 (sucessivosendo definido de forma circunferencial) ajuda a espalhar a diafonia resistin-do aos benefícios dos pares blindados 18i, 18m, 18q e 18u ao redor da cir-cunferência do cabo 10.

Para obter o desempenho requerida de diafonia entre os gruposde 4 pares no cabo 10, a blindagem de somente uma parte dos pares foiescolhida. Apesar de o espaçamento poder ser utilizado (como na Figura 1da técnica anterior) pela utilização de espessuras aumentadas do revesti-mento, isto resulta em um projeto de cabo maior como um todo como discu-tido acima. Além disso, como apresentado na Figura 2 da técnica anterior,cada um dos pares é blindado para atender aos padrões Cat 6a. Entretanto,para atende à impedância requerida de 100 Ohms, estes pares blindadosgeralmente precisam ser maiores dos que os pares não blindados, resultan-do em um diâmetro externo maior do cabo.

A presente disposição utiliza um número reduzido de pares blin-dados (seis dentre os vinte e quatro), colocando os mesmos em localizaçõesestratégicas dentro das duas camadas 16 e 26 do cabo 10 para ter maiorimpacto sobre o desempenho de diafonia. A outra blindagem 14 e 24 dentrodo cabo 10 entra em contato com as blindagens (20) em cada um dos pares(18) criando envelopes de pares individualmente não blindados resultandoem um cabo como um todo 10 que é menor, pesa e é econômico, e é maisfácil de processar e finalizar.

Finalmente, sobre o exterior da segunda camada de pares tran-çados 26, um revestimento de polímero 28, de preferência FRPVC1 é aplica-do, possivelmente por extrusão, para formar a barreira externa para o cabo 10.

Assim, o cabo 10, de acordo com o projeto descrito acima, pro-porciona um cabo LAN de acordo com o cat 6a 10GBASE-T com vinte qua-tro pares. Este cabo de forma vantajosa possui um diâmetro que não excedea 1,524 cm (0,60"), de preferência, 1,397 cm (0,550"), e também está de a-cordo com a CMR. Entretanto, diferente da técnica anterior, o projeto mini-miza o uso de material de blindagem (oposto à Figura 2 da técnica anterior)e não requer subcabeamento interno complicado e oneroso (oposto á Figura1 da técnica anterior). Por exemplo, a presente disposição representa umaredução potencial no diâmetro externo do cabo de aproximadamente 45% arespeito da Figura 1 da técnica anterior e uma redução potencial de 67% noscomprimentos de blindagem em relação á Figura 3 da técnica anterior.

Em outra disposição, como apresentada na Figura 5, uma dispo-sição alternativa é apresentada, a qual é substancialmente similar à disposi-ção descrita acima em relação à Figura 4. Entretanto, nesta disposição, umaterceira camada de blindagem 24(A), de preferência feita a partir de fita dealumínio/poliéster, é adicionada ao redor do exterior da segunda camada depares trançados 26, sob o revestimento 28. Tal configuração pode adicionarproteção adicional para reduzir a ALIEN crosstalk a respeito dos pares loca-lizados em cabos se situando de forma adjacente.

Como uma disposição ilustrativa, a Figura 6 apresenta uma ins-talação típica de sete cabos 10 se situando de forma adjacente. Para satis-fazer os requerimentos da ALIEN Crosstalk, não somente devem os gruposindividuais de 4 pares dentro dos cabos 10 atenderem aos requerimentosrelevantes da ALIEN crosstalk, mas também os pares devem estar aptos aatenderem os requerimentos da ALIEN crosstalk a respeito dos pares locali-zados nos cabos adjacentes 10. As concretizações expostas acima atendemaos requerimentos necessário com volume significativamente menor e commaior flexibilidade do que os cabos da técnica anterior, tal como estes apre-sentados nas Figuras 1 até 3.É observado que nas construções típicas da técnica anterior, talcomo estas apresentadas na Figura 1, a coloração típica de cabo com 4 pa-res é utilizada dentro de cada um dos seis subcabos. Para visualmente iden-tificar a diferença entre os subcabos em feixes de 4 pares, diferentes coresde revestimento para estes subcabos são tipicamente utilizadas. Entretanto,quando o revestimento externo do cabo é cortado para terminação, o insta-lador ainda acaba com vários pares individuais, a partir do feixe de 24 paresda mesma cor. Em uma concretização da presente invenção, é contempladoque o projeto descrito acima elimine a necessidade de várias cores de reves-timento por seguir o código de cor-padrão da indústria para cabos com múl-tiplos pares coloridos diretamente sobre os 24 pares.

Enquanto certos aspectos da invenção foram ilustrados e descri-tos neste documento, várias modificações, substituições, alterações ou equi-valentes irão agora ocorrer para os versados na técnica. Portanto, é para serentendido que é pretendido que este pedido cubra todas tais modificações ealterações que se situem dentro do verdadeiro espírito da invenção.

Claims

1. Cabo, o dito cabo compreendendo:pelo menos uma primeira camada de pares trançados, possuin-do uma combinação de pares trançados não blindados, e de pares trança-dos blindados; epelo menos uma segunda camada de pares trançados, possuin-do uma combinação de pares trançados não blindados e de pares trançadosblindados.

2. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito cabo é um cabo com 24 pares trançados.

3. Cabo, de acordo com a reivindicação 2, em que a dita primei-ra camada de pares trançados possui oito pares trançados, dois quais doispares são blindados.

4. Cabo, de acordo com a reivindicação 3, adicionalmente com-preendendo dois monofilamentos, dispostos na dita primeira camada de pa-res trançados, de modo que existam quatro pares trançados em cada umdos ditos monofilamentos.

5. Cabo, de acordo com a reivindicação 4, em que cada grupode quatro pares trançados em cada lado dos ditos monofilamentos inclui umdos ditos dois pares trançados blindados na dita primeira camada de parestrançados.

6. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente com-preendendo um tubo de enchimento central.

7. Cabo, de acordo com a reivindicação 6, adicionalmente com-preendendo uma fita de blindagem de metal ao redor do dito tubo de enchi-mento central.

8. Cabo, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita fita deblindagem de metal é uma fita de alumínio/poliéster.

9. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente com-preendendo uma camada de envoltório disposta entre a dita primeira cama-da de pares trançados e a dita segunda camada de pares trançados.

10. Cabo, de acordo com a reivindicação 9, em que a ditacamada de envoltório é uma fita de blindagem fabricada de uma fita de alu-mínio/poliéster /alumínio.

11. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmentecompreendendo uma camada de envoltório disposta entre a dita segundacamada de pares trançados e um revestimento externo do dito cabo.

12. Cabo, de acordo com a reivindicação 11, em que a ditacamada de envoltório é uma fita de blindagem fabricada de uma fita de alu-mínio/poliéster.

13. Cabo, de acordo com a reivindicação 2, em que a dita se-gunda camada de pares trançados possui dezesseis pares trançados, dentreos quais, quatro pares são blindados.

14. Cabo, de acordo com a reivindicação 13, em que cada umdos ditos quatro pares trançados blindados na dita segunda camada de pa-res trançados é separado por três pares trançados não blindados em ambosos lados.

15. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita com-binação dos ditos pares trançados não blindados e de pares trançados blin-dados nas ditas primeira e segunda camadas é suficiente para o dito caboatender aos padrões Cat 6a.

16. Cabo, de acordo com a reivindicação 13, em que o dito pos-sui um revestimento feito de FRPVC.

17. Cabo, de acordo com a reivindicação 13, em que o dito cabopossui um diâmetro externo de menos do que 1,524 milímetros (0,6").