CZ2021397A3 - Univerzální hybridní telematický kabel pro přenos dat DATAOPTIC-POWER - Google Patents

Abstract

Univerzální telematický hybridní kabel pro přenos dat DATA-OPTIC-POWER má čtyři zkroucené páry izolovaných měděných žil, které tvoří elektrický modul pro přenos dat DATA, a mezi čtyřmi vnějšími dutinami tohoto modulu jsou umístěny dvě oddělené jednovidové nebo mnohavidové optické cesty přenosového modulu a prvku snadného sledování OPTIC a dvě oddělené napájecí izolované měděné žíly modulu POWER, a nad nimi jsou umístěny nitě pro roztrhání stínící fólie a vnějšího pláště vyrobeného z bezhalogenového materiálu LSOH nebo polyethylenu PE, nebo z polyvinylchloridu PVC.

Description

Univerzální hybridní telematický kabel pro přenos dat DATA-OPTIC-POWER

Oblast techniky

Předmětem vynálezu je univerzální multifunkční hybridní telematický kabel pro přenos dat s integrovanými napájecími žílami DATA-OPTIC-POWER, skládající se přenosového elektrického modulu DATA s měděnými žílami, přenosového optického modulu OPTIC s funkcí snadného sledování, napájecího modulu POWER s izolovanými měděnými žílami pro napájení přenosových elektrických zařízení. Optický modul poskytuje alespoň obousměrnou oddělenou komunikaci a v případě potřeby i aktuální sledování kabelové trasy a snadnou identifikaci konců kabelu, které vykonávají funkci spojky. Kabel je určen pro pokládku jak v instalacích uvnitř budov, tak jako venkovní kabel. Může být pokládán v místech s významnou hustotou kabelových tras, pro provádění integrálních vnitřních vodorovných a svislých instalací v telematických sítích s funkcí snadného sledování podél optické cesty a samostatným napájením přenosových zařízení.

Dosavadní stav techniky

Telematické kabely tvoří cestu, přes kterou prochází velké množství digitálních informací, pomocí mnoha párů kroucených žil, izolovaných od sebe navzájem, přičemž tyto kabely jsou instalovány nejčastěji ve svazcích přímo ve vertikálních a horizontálních žebřících nebo kanálcích.

Známé zatím telematické a telekomunikační kabely pro přenos dat, včetně pro použití uvnitř objektu, obsahují páry žil z měděného drátu, které jsou chráněny polyetylenovou izolací a zkroucené dohromady. V telematických kabelech kategorie 6 a 6A páry izolovaných měděných žil a mohou být od sebe odděleny pomocí oddělovače křížku různého tvaru, nej častěji pravidelného obdélníkového nebo trojúhelníkového. Umístěné takovým způsobem mezi čtyřmi rameny o stejné délce oddělovače mohou být čtyři páry přenosových médií v závislosti na typu kabelu můžou být nebo nejsou baleny individuálně nebo hromadně pomocí stínící folie nebo pancíře v podobě opletení z měděných pocínovaných drátů, která vytváří jejich kruhový kryt, pod kterým je u jedného ze čtyř párů těchto žil, je umístěn uzemňovací vodič, a všechny tyto prvky jsou obklopeny přilehlým k tomuto krytu vnějším pláštěm vyrobeným z termoplastu, který obvykle neobsahuje sloučeniny chloru, plenum, který neobsahuje sloučeniny chloru a málo kouřící bezhalogenový materiál typu (LSOH), nebo v případě vnějších kabelů polyethylenovým pláštěm (PE), a pro nadzemní použití s ocelovým lankem nosným pláštěm s vysokou hustotou (HDPE), přičemž centrum tohoto kabeluje naplněno vodné blokující hmotou např., hydrofobním gelem.

Známé jsou také telematické kabely pro přenos dat, které jsou potaženy vnějším pláštěm z termoplastu typu PVC pro použití uvnitř objektů.

Konce telematických kabelů se nejčastěji odvádí ve skříních rozvaděče, deskách, policích nebo zásuvkách, a identifikace jednotlivých kabelů v kabelovém svazku v procesu ukončení jejich instalace působí mnoho obtíží. To vede k prodloužení procesu instalace těchto kabelů a možnosti udělat chybu během jejich připojení, což zase ztěžuje jejich provoz a odstraňování poruch. Konce těchto kabelů vyžadují trvalé značení a chybějící nebo ztracený identifikační štítek příslušného kabelu vede k potřebě opětovného sledování cesty (trasy) a nalezení druhého konce příslušného kabelu.

Známý popisem patentu JP2005166317A kabel s optickými vlákny, má čtyři páry spirálně kroucených proudových izolovaných drátů a je umístěn mezi dvěma páry těchto kabelů, také izolované vedení z optických vláken, které jesou chráněné přilehlým k nim pancířem, chráněným vnějším pláštěm. Nevýhoda tohoto kabelu spočívá v tom, že při aplikaci pancíře i během instalaci tohoto kabeluje možné utrhnout vlákno snadného sledování (optické vlákno).

- 1 CZ 2021 - 397 A3

Je také známý z popisu patentu polské přihlášky vynálezu P. 416373 telematický kabel hybrid pro přenos dat, skládající se z pětiramenného hvězdnatého oddělovače, vyrobeného z polyethylenu nebo polypropylenu, nacházejících se mezi 4 a rameny tohoto oddělovače páry izolovaných měděných žil v polyethylenové izolaci, a také z chránící ji polyesterové fólie s umístěným pod ní měděným drátem pro uzemnění a s přilehlého k této ochraně vnějšího pláště, vyrobeného z termoplastu. Teno kabel se vyznačuje tím, že v ose symetrie tohoto oddělovače a po celé jeho délce je umístěn nosič informace snadného sledování přenosové cesty, vyrobený z optického vlákna. Kromě toho je mezi pátým párem ramen tohoto oddělovače umístěn optický přenosový modul a mezi zbývajícími čtyřmi páry těchto ramen jsou umístěny páry měděných žil s polymerovou izolací.

Nevýhodou těchto známých konstrukcí hybridních telematických kabelů s nebo bez oddělovače jsou potíže s dosažením požadovaných přenosových parametrů měděného modulu pro kategorie 5e, 6 a 6A nebo vyšší, udržování požadovaných atenuací optických vláken citlivých na mechanický stres, nedostatek integrovaných do stejného kabelu oddělených napájecích žil pro přenosová zařízení. Kromě toho je použití pouze jednoho optického vlákna omezením pro vytvoření spolehlivého, odděleného, dvoupásmového optického vlnovodu. Ochrana optických vláken ve formě přísného sekundárního pláště je také často nedostatečná pro mechanickou ochranu vlákna.

Účelem vynálezu je eliminovat výše zmíněné nevýhody známých dosud teleinformatických kabelů, včetně hybridních kabelů, vývojem nové integrované multifůnkční konstrukce kabelu, který splňuje požadavky typu kabelu, pásma a rychlosti pro kategorie Kat.5 (třída D), Kat.5e (třída DA), Kat.6 (třída E), Kat.6A jak s digitálním přenosem elektrických signálů, tak i dvoucestným optickým přenosem s dodatečnou funkcí snadného sledování po optickém vláknu, tj. spolehlivou, rychlou a snadnou identifikaci kabelu po celé jeho délce na obou koncích pomocí podsvětleného optického vlákna a umožní současné napájení přenosových zařízení.

Podstata vynálezu

Podstata hybridního telematického kabelu pro přenos dat DATA-OPTIC-POWER podle vynálezu spočívá v tom, že tento kabel má zkroucené na oddělovači nebo bez oddělovače 4 páry izolovaných měděných žil, které tvoří modul DATA kategorie 5, 5e, 6, 6A, a mezi páry v 4 volných vnějších prostorech jsou umístěny dvě mnohavidové a jednovidové optické cesty a dvě izolované měděné napájecí žíly, a nad nimi se nacházejí zemnící vodič, fólie, stínící folie a vnější plášť. V tomto kabelu jsou konstrukční opticé prvky optického vlákna OPTIC A napájecí prvky POWER umístěny po obvodu modulu DATA ve spirále se stejnou délkou zdvihu otáčení jako modul DATA. Takové umístění modulu OPTIC a POWER umožňuje dosáhnout určité přebytečné délky těchto prvků oproti lineární délce kabelu, a díky témuž poskytuje flexibilitu kabelu, stejně jako požadovaný rozsah přijatelných zátěžových sil podélných optických vláken modulu OPTIC.

Je výhodné, když cesty optických vláken modulu OPTIC mají vnější průměr 1,2 až 2,0mm a mají vlastní mechanickou ochranu v podobě ochranných vrstev termoplastových sekundárních plášti o průměru nejlépe od 0,6mm až 0,9mm a obalem z aramidových nití, které mají vlastní plášť vyrobený z bezhalogenového materiálu LSOH, (Low Smoke Zero Halogen).

Je také výhodné, když měděné žíly modulu POWER mají průměr nejvýše 0,8 mm a průměr jejich izolace činí maximálně 2,0 mm.

Dobré je také, když v případě konstrukce modulu DATA s 4ramenným oddělovačem mají vrcholy oddělovačů tvar písmene T nebo Y, aby fungovaly jako základ pro konstrukci modulu OPTIC a POWER.

Je výhodné, když je oddělovač vyrobený z polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE) nebo z polypropylenu (PP) nebo polyetylénu o vysoké hustotě (HDPE) nebo polyethylenu (PE), a když

-2CZ 2021 - 397 A3 plášť je vyroben z málo kouřícího bezhalogenového materiálu LSOH (Low Smoke Zero Halogen), nebo polyetylénu o vysoké hustotě (HDPE).

Objasnění výkresů

Předmět vynálezu je znázorněn na obrázku, na kterém Obr.l ukázuje modul DATA Kat. 6 s oddělovačem (8) a obr.2 ukazuje modul DATA bez oddělovače, které představují kulatý hybridní telematický kabel pro přenos dat v příčném řezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Telematický hybridní kabel podle vynálezu má centrálně umístěný monolitický oddělovač (8) vyrobený z polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE) sestávající ze čtyř ramen o tloušťce g = 0,5 mm, mezi protilehlé páry ramen jsou umístěny dvě zkroucené měděné žíly typu AWG-23 s jejich polyethylenovou izolací elektrického přenosového média DATA, tj. celkem čtyři páry těch izolovaných měděných žil, které tvoříkroucenou dvoj linku, v dvou ležících naproti sebe vnějších prázdných dutinách kroucené dvojlinky se nacházejí oddělené dvě mnohavidové optické cesty (1) OPTIC typu 50/125/250 podle ITU-T G.651 v těsných trubkách o vnějším průměru φ=0,9mm, podélně vyztužené aramidovým vláknem a chráněné integrovaným pláštěm LSOH o průměru l,2mm, v dvou ostatních naproti sebe ležících prázdných dutinách kroucené dvojlinky byly umístěny měděné (5) měkké jednodrátové žíly POWER o tloušťce 0,6mm a odporu smyčky 126,37 Ω/km v jednotné polyethylenové izolace o tloušťce 0,3 mm a vnějším průměru l,2mm v modré a hnědé barvě, přičemž celek je omotán stínící fólií (2), pod kterou je také podélně umístěný měděný pocínovaný zemnící drát (4) v elektrickém styku s pancířem, a nadpancířem jsou umístěny podél tohot o kabelu 1 nebo 2 niti (7), které slouží k roztržení vnějšího pláště (6) během procesu instalace a bezpečného oddělováník od konstrukcí optických cest, zejména optických cest, a kromě toho vnější plášť (6) je vyroben z málo kouřícího bezhalogenového materiálu typu LSOH. V tomto kabelu může jedna z optických cest sloužit také jako prvek snadného sledování.

Podobné technické charakteristiky byly získány díky oddělovači (8), nosiče informací - oddělená optická vlákna optických cest a vnější plášť telematického kabelu o konstrukci/struktuře, která je znázorněna na obr.l, také z jiných materiálů, zejména když:

- optické moduly obsahují jednovidové optické moduly G652.D a vnější plášť je vyroben z polyethylenu s vysokou hustotou (HDPE), nejlépe 0,955 g/cm³ nebo když

- oddělené optické cesty byly vyrobeny s jednovidovými vlákny G657.A2 a vnější plášť byl vyroben z bezhalogenového materiálu LSOH (Low Smoke Zero Halogen), nebo když

- optické cesty byly vyrobeny z polymetylmetakrylátu (PMMA) typu HPCE 200/230 s vnějším průměrem φ=0,23 mm a vnější kryt byl vyroben z málo kouřícího bezhalogenového materiálu (LSOH).

Kromě toho, s ohledem na zjednodušení identifikace obou optických cest (1) OPTIC, a to vyrobených jak z jednovidového, tak mnohavidového optického vlákna, jejich trubky a pláště mohou být vyrobeny v různých barvách, nejlépe červené a zelené barvy pro vlákna a trubky, stejně jako bílá a žlutá pro pláště, a použití v optických cestách optických vláken s větším průměrem jejích jádra než jednovidová optická vlákna usnadňuje snadné sledování a zavádění světelných paprsků do optického vlákna. Na pláštích optických cest se mohou nacházet tištěné popisy identifikující cestu a typ použitého optického vlákna. Žíly určené k napájení (5) v telematických sítích mají charakteristické barvy izolace, nejlépe modrou a hnědou.

CZ 2021 - 397 A3

Provedené testy a laboratorní zkoušky telematických kabelů stejné, výše popsané konstrukce, ale s použitými různými materiály, optických cest (nosičů informací) a objímkového vnějšího pláště (6) daného kabelu prokázaly svou plnou funkčnost z hlediska elektrického a optického přenosu, a také napájení v kabelech kategorií 5e, 6 a 6A.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Univerzální telematický hybridní kabel pro přenos dat DATA-OPTIC-POWER (Obr. 1) skládající se z monolitického čtyřramenného oddělovače (8) vyrobeného z polyethylenu nebo polypropylenu a umístěných mezi a podél každých dvou ramen tohoto oddělovače párů měděných žil (3), zkroucených s sebou po dvě žíly a z umístěných v čtyř dostupných každých 90° dutinách obálek tak vytvořené kroucené dvoj linky dvou izolovaných měděných žil pro napájení (5) a dvou jedno vláknových kabelů s optickými vlákny (1) v sekundárním plášti se zpevněním a v plášti, což jsou dvě nezávislé optické přenosové cesty, a s krycí vrstvou tak integrovaného třífunkčního centra kabelu (2) s umístěným pod ní pocínovaným měděným zemnícím drátem (4) a z přilehlého k ní vnějšího pláště (6) vyrobeného z plastické hmoty, vyznačující se tím, že má čtyři ramena, které tvoří monolitický oddělovač (8) mezi vnitřními plochami čtyř ramen, mezi kterými byly umístěny na každé straně dvě zkroucené s sebou izolované měděné žíly - páry (3), a zevnitř v dutinách obálky kroucené dvojlinky mezi páry jsou umístěny na každé straně dvě jednovidové nebo mnohavidové optické cesty (1) a dvě izolované měděné žíly (5) a nad nimi jsou umístěny zemnící drát (4) a niti (7) pro roztrhaní vnějšího pláště (6), chránící tak vytvořené centrum kabelu.
2. 2. Univerzální telematický hybridní kabel pro přenos dat DATA-OPTIC-POWER (Obr. 1) skládající se z osmi izolovaných měděných žil zkroucených s sebou do čtyř nezávislých párů (3) zkroucených s sebou navzájem, které tvoří kroucenou dvojlinku měděných žil, a z umístěných v čtyř dostupných každých 90° dutinách obálek tak vytvořené kroucené dvojlinky dvou izolovaných měděných žil pro napájení (5) a dvou jedno vláknových kabelů s optickými vlákny (1) v sekundárním plášti se zpevněním a v plášti, což jsou dvě nezávislé optické přenosové cesty, a s krycí vrstvou tak integrovaného třífunkčního centra kabelu (2) s umístěným pod ní pocínovaným měděným zemnícím drátem (4) a z přilehlého k ní vnějšího pláště (6) vyrobeného z plastické hmoty, vyznačující se tím, že dvě zkroucené s sebou měděné žíly na každé straně - páry (3), s jejich izolací jsou s sebou zkroucené a tím tvoří kroucenou dvojlinku, a zevnitř v dutinách obálky kroucené dvojlinky mezi páry jsou umístěny dvě jednovidové nebo mnohavidové optické cesty (1) a dvě izolované měděné žíly (5) a niti (7) pro roztrhaní vnějšího pláště (6), chránící tak vytvořené centrum kabelu.
3. 3. Kabel podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho oddělovač (8) má v případě modulu DATA kategorie 6 a 6A ramena o délce g=0,40-0,60mm konec ve tvaru písmene Y nebo T nebo polokruhu nebo oválným nebo obušku nebo srdce.
4. 4. Kabel podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho mnohoramenný oddělovač (8) je vyroben z polyethylenu nízké hustoty (LDPE) nebo z polypropylenu (PP) nebo z polyethylenu s vysoké

   -5CZ 2021 - 397 A3 hustoty (LDPE) nebo z polyethylenu střední hustoty (MDPE) nebo polyethylenu (PE), včetně pěnového polyetylénu (PE) nebo pěnového polypropylenu (PP).
5. 5. Kabel podle nároku 1 a nároku 2, vyznačující se tím, že jeho optické cesty (1) mají průměr φ=0,23-0,90mm.
6. 6. Kabel podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho optické cesty jsou vybaveny jedno vidovými nebo mnohavidovými vlákny typu 50/125/250 nebo 62,5/125/250 nebo plastovými optickými vlákny vyrobenými z polymethylmetakrylátu (PMMA).
7. 7. Kabel podle nároku 1 a nároku 2, vyznačující se tím, že jeho vnější plášť (6) je vyroben z bezhalogenového materiálu (LSOH) (Low Smoke Zero Halogen).
8. 8. Kabel podle nároku 1 a nároku 2, vyznačující se tím, že jeho vnější plášť (3) je vyroben z polyethylenu vysoké hustoty (HDPE), nebo střední hustoty (MDPE), nebo nízké hustoty (LDPE), nebo lineárního s nízkou hustotou (LLDPE).
9. 9. Kabel podle nároku 1, nároku 2, vyznačující se tím, že modul OPTIC je vyroben z kabelů z optických vláken (1) o vnitřním průměru 2,0mm, a modul POWER z měděných drátů (5) o průřezu 0,5mm² v izolaci o vnitřním průměru 2,0mm, přičemž pláště a izolace těch modulů jsou vyrobeny z málo kouřícího bezhalogenového materiálu (LSOH).