JPH09139121A - 通信ケーブル - Google Patents
通信ケーブルInfo
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- JPH09139121A JPH09139121A JP31707595A JP31707595A JPH09139121A JP H09139121 A JPH09139121 A JP H09139121A JP 31707595 A JP31707595 A JP 31707595A JP 31707595 A JP31707595 A JP 31707595A JP H09139121 A JPH09139121 A JP H09139121A
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Abstract
10dBとすると共に充分な多重漏話特性を確保して、
156Mbpsの高速データ通信において、良好な伝送
特性を得る。 【解決手段】 通信ケーブル10は、集合撚り層12
と、シース層22とから成っている。集合撚り層12
は、4つの対14A乃至14Dを集合撚りして形成され
る。これらの4つの対14A乃至14Dのうち、任意に
選択された2つの対Ti 、Tj の撚りピッチPi 、Pj
は、次の数式(1)及び数式(2)を同時に満足する領
域から選択されている。なお、数式(2)において、P
ixは、撚りピッチPi の通信ケーブル径方向成分を、P
jxは撚りピッチPj の通信ケーブル径方向成分を、dは
対14を構成する絶縁電線16の外径を示す。 数式(1) Pi <Pj の時は、Pi /Pj ≦0.
8 Pi >Pj の時は、Pi /Pj ≧1.25 数式(2) 4.53≦Pix×Pjx/d2 ≦25.
4
Description
に用いられる通信ケーブルに関し、特に、複数の対を集
合撚りして形成された通信ケーブルの改良に関するもの
である。
に限定された範囲で用いられる通信ケーブルとしては、
一般に、主に音声信号を伝送する屋内線若しくは構内ケ
ーブル、又は米国電子工業会/米国通信工業会(以下、
『EIA/TIA』という。)−568Aで規格が定め
られている10Mbpsまでのデータ伝送用の複数の対
を撚り合わせて成る通信ケーブルが用いられている。こ
れらの通信ケーブルにおいては、従来、隣り合う対を異
なる撚りピッチで撚り合わせたり、各対の撚りピッチ間
の関係が整数倍とならないように設定することにより、
漏話特性の向上を図っていた。
の構内配線システムにおいても、100Mbps程度の
高速データ通信の要求が高まってきていることに鑑み、
最近では、複数の対を撚り合わせて形成された100M
bpsまでのデータ伝送に使用することができる通信ケ
ーブルが、今後のマルチメディアアプリケーション対応
用として用いられている。この100Mbpsまでのデ
ータ伝送に使用することができる通信ケーブルについて
は、同様にEIA/TIA−568Aにおいてその標準
規格が定められている。
期転送モードのコンピュータネットワーク(以下、『A
TM LAN』という)においては156Mbps程度
の高速データ通信が必要となる等、今後は更に100M
bps以上の高速データ通信の要求が高まる。このた
め、この100Mbps以上の、特に、ATM LAN
において必要な156Mbps程度の高速データ通信に
使用することができる通信ケーブルについて、減衰量、
近端漏話減衰量等の周波数特性を向上することが必要と
なる。
る際しては、近端漏話減衰量の測定値(dB)から減衰
量の測定値(dB)を引いた値であるACR値が重要な
指標となる。すなわち、ディジタル信号を伝送する際に
は、0が1に又はその逆に伝送される等のデータの誤り
の発生率であるビットエラーレートが問題となり、この
ビットエラーレートが10-10 (100億回に1回のエ
ラー発生率)であることが良好なデータ伝送が可能とな
る目安となり、これはACR値で+10dBに相当す
る。このため、現状の100Mbpsまでの高速データ
通信に使用することができる通信ケーブルに関するEI
A/TIA−568Aのカテゴリー5の標準規格を満足
すれば、通信ケーブル100m、100MHzで+10
dBのACR値を確保することができるようになってい
る。
0Mbpsを越える高速データ通信に関する規格は示さ
れていないため、例えば、156Mbpsにおいてはど
の程度のACR値を確保すれば良好な伝送特性を得るこ
とができるかを検討する必要がある。この場合、EIA
/TIA−568Aにおいては、100Mbpsの高速
データ通信に関し、100MHzまでの周波数が規格の
上限であり、最大限100MHzで100Mビットのデ
ータを伝送する際のACR値が+10dBあればよいと
いことであるから、156Mbpsの高速データ通信に
ついては、最大限156MHzにおけるACR値とし
て、同様に+10dBを確保すれば、それ以下の周波数
におけるデータ伝送を含め、ほぼ必要な周波数帯域のい
ずれにおけるデータ伝送についても、良好な伝送特性を
得ることができると考えられる。特に、ATM LAN
では、実際には、約50〜78MHzの周波数で156
Mbpsのデータ伝送を行うため、この実用レベルの周
波数帯域においても確実に良好な伝送特性を確保するこ
とができると考えられる。
ワーク(以下、『LAN』という。)用の通信ケーブル
は、4つの対から形成され、1つの端末に関し、入力で
1対、出力で1対の計2つの対を入出力に割り当てる一
方、将来の新しいアプリケーションに対応できるように
残りの2つの対を予備として含めている。今後は、この
現在では予備とされている2つの対も含め、4つのいず
れの対をもデータ伝送に使用することが予想され、この
場合の、とある1つの対に対する他の3つの対からの多
重漏話特性も充分に考慮しなければ、良好な伝送特性を
得ることができない。
話減衰量を向上して通信ケーブル100mでの156M
Hzにおいて、ACR値を+10dB以上とすると共に
充分な多重漏話特性も確保して、100Mbps以上
の、特に、156Mbpsの高速データ通信においても
良好な伝送特性を得ることができる通信ケーブルを提供
することにある。
解決するための手段として、複数の対を隣り合う対が異
なる撚りピッチとなるように集合撚りして形成された通
信ケーブルにおいて、これらの複数の対のうち、任意に
選択された2つの対Ti 、Tj の撚りピッチPi 、Pj
が、下記の数式(1)及び数式(2)を同時に満足する
領域から選択されていることを特徴とする通信ケーブル
を提供するものである。但し、下記の数式において、P
ixは対Ti の撚りピッチPi の通信ケーブル径方向成分
を、Pjxは対Tj の撚りピッチPj の通信ケーブル径方
向成分を、dは複数の対を構成する絶縁電線の外径を示
す。 数式(1) Pi <Pj の時は、Pi /Pj ≦0.8 Pi >Pj の時は、Pi /Pj ≧1.25 数式(2) 4.53≦(Pix×Pjx)/d2 ≦25.4
定すると、隣り合う対の撚りピッチが必ず異なり、しか
も、後に述べる実験例及び本発明の実施例に示すよう
に、各対が実験の結果得られた最適な値の撚りピッチで
撚り合わされているため、近端漏話減衰量が向上し、E
IA/TIA−568Aのカテゴリー5で定める電気特
性規格を満足することができる上に、通信ケーブル10
0mでの156MHzにおいて、ACR値を+10dB
以上とすることができると同時に充分な多重漏話特性も
確保することができ、100Mbps以上の、特に、1
56Mbpsの高速データ通信においても良好な伝送特
性を得ることができる。
して詳細に説明すると、図1は本発明の通信ケーブル1
0を示し、この通信ケーブル10は、集合撚り層12
と、この集合撚り層12の上に設けられたシース層22
とから成っている。なお、シース層22は、例えば、ポ
リ塩化ビニル等から形成され、集合撚り層12を外部環
境から保護する。
数の対14を集合撚りして形成されている。図示の実施
の形態では、集合撚り層12は、4つの対14A乃至1
4Dから成っているが、必要に応じて他の適宜な数とし
てもよい。
2つの絶縁電線16を撚り合わせて形成されている。こ
の絶縁電線16の各々は、特に図2に示すように、導体
18に絶縁層20を被覆して形成される。この導体18
としては、例えば、軟銅線等を用いることができ、ま
た、絶縁層20は、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン等から形成することができ、特に、発泡ポリエチレ
ン、発泡ポリプロピレンから形成すると、低誘電率化す
ることができるので好ましい。
話が生じないよう、隣り合う対14が異なる撚りピッチ
となるように撚り合わされている。従って、例えば、図
1に示す隣り合う対14Aと対14Bの一方の対14A
の撚りピッチPA と他方の対14Bの撚りピッチPB は
異なり、このことは対14Bと対14C、対14Cと対
14D、また対14Dと対14Aとの間でも成立する。
すなわち対14Aの撚りピッチをPA 、対14Bの撚り
ピッチをPB 、対14Cの撚りピッチをPC 、対14D
の撚りピッチをPD とした場合、PA ≠PB 、PB ≠P
C 、PC ≠PD、PD ≠PA が常に成立する。なお、本
発明において、対14の撚りピッチとは、各対14を構
成する2つの絶縁電線16を撚り合わせるピッチをい
う。
のうち、任意に選択された2つの対Ti 、Tj の撚りピ
ッチPi 、Pj が、下記の数式(1)及び数式(2)を
同時に満足する領域から選択されている。但し、下記の
数式において、Pixは対Ti の撚りピッチPi の通信ケ
ーブル径方向成分を、Pjxは対Tj の撚りピッチPj の
通信ケーブル径方向成分を、dは複数の対を構成する絶
縁電線の外径を示す。 数式(1) Pi <Pj の時は、Pi /Pj ≦0.8 Pi >Pj の時は、Pi /Pj ≧1.25 数式(2) 4.53≦(Pix×Pjx)/d2 ≦25.4
値限定して設定すると、後に述べる実験例及び本発明の
実施例から解るように、各対が実験の結果得られた最適
な値の撚りピッチで撚り合わされているため、近端漏話
減衰量が向上し、EIA/TIA−568Aのカテゴリ
ー5で定める電気特性規格を満足することができる上
に、通信ケーブル100mでの156MHzにおけるA
CR値を+10dB以上とすることができると同時に多
重漏話特性も向上し、156Mbpsの高速データ通信
において良好な伝送特性を得ることができる。また、本
発明の通信ケーブル10においては、これらの数式を満
足する結果、複数の対14は、全て異なる撚りピッチで
撚り合わせれ、この結果、隣り合う対14の撚りピッチ
も相互に異なることになる。
及びPjxは、図3に示すように、それぞれ、対Ti の撚
りピッチPi の通信ケーブル径方向成分又は対Tj の撚
りピッチPj の通信ケーブル径方向成分を示す。同じく
dは、対14を構成する絶縁電線16の外径を示す。ま
た、本明細書中において、撚りピッチを示すPの後に付
される小文字のx は、いずれも、上記と同様に、その撚
りピッチPについての通信ケーブル径方向成分を示す。
なお、図3において、Piy、Pjyは、それぞれ、対Ti
の撚りピッチPi の通信ケーブル長手方向成分、対Tj
の撚りピッチPj の通信ケーブル長手方向成分を示す。
撚りピッチPi 及び対Tj の撚りピッチPj について
は、通信ケーブル径方向成分に変換して考える。ここ
に、対Ti の撚りピッチPi の通信ケーブル径方向成分
Pixは、図3に示すように、対Ti 及び対Tj を有する
通信ケーブルKの撚りピッチ(4つの対14を撚り合わ
せるピッチ)をPk とおき、また通信ケーブルKの外径
をDk とおくと、Pix=〔πDk /[Pk 2+(πDk )
2 ]1/2 〕×Pi (数式(3))により求めることがで
きる。
信ケーブル径方向成分Pjxも、数式(3)のPi をPj
に置き換えて、Pjx=〔πDk /[Pk 2+(πDk )
2 ]1/ 2 〕×Pj (数式(4))により求めることがで
きる。
ち、複数の対14の撚りピッチの関係について、例え
ば、図1を例に説明すると、図1に示す実施の形態の通
信ケーブル10は、4つの対14A乃至14Dを有して
いるため、これらの4つの対14A乃至14Dのうち、
任意に選択された2つの対14、例えば、対14Aと対
14Bを選択した場合には、対14Aの撚りピッチPA
と対14Bの撚りピッチPB とが、下記の数式(1)′
及び数式(2)′を同時に満足する領域から選択されて
いる。 数式(1)′ PA <PB の時にはPA /PB ≦0.8 PA >PB の時にはPA /PB ≧1.25 数式(2)′ 4.53≦(PAx×PBx)/d2 ≦25.4 これらの数式は、勿論、他の、例えば、対14Aと対1
4C、対14Bと対14C等のいずれの対14の組み合
わせにおいても同様に成立し、図示の4つの対14A乃
至14Dの場合には、計6通りの対14の組み合わせの
いずれについても成立する。
参照しながら説明すると共に、本発明の効果を実施例を
参照しながら立証する。
縁電線16を撚り合わせて形成された特性インピーダン
スが100Ωの4つの対14を、撚りピッチが相互に異
なるようにして集合撚りした通信ケーブル10におい
て、これらの4つの対14の撚りピッチの組み合わせを
変えて15の実験例を設定した。各実験例における対1
4の撚りピッチの具体的な値は、次の表1に示す通りで
ある。
14の全ての組み合わせ(1つの実験例につき対14の
組み合わせは、計6通り)について、近端漏話減衰量を
測定した。
と、各組み合わせにおける近端漏話減衰量との関係を調
べた。
組み合わせを数値化する指標として、対14の撚りピッ
チの比を採用し、この対14の撚りピッチの比と近端漏
話減衰量との関係を調べた。これは、通常、近端漏話
は、対14の撚りピッチの比によって左右されると考え
られるためである。
ベルを示す指標は、以下のようにして定めた。すなわ
ち、表2に示すように、表1に示す各実験例における対
14の全ての組み合わせ(例えば、表1に示す実験例1
における対と対、対と対、対と対等の組み
合わせ)につき得られた近端漏話減衰量の測定値から、
EIA/TIA−568Aのカテゴリー5で定める規格
値を引いた値を算出し、これを各組み合わせにつき表2
に示す標準規格の全周波数帯域(表2に示す11の周波
数)にわたって求めた。そして、最悪の場合でも表2に
示すEIA/TIA−568Aのカテゴリー5で定める
規格値をクリアすることができるかが問題となるため、
対14の各組み合わせにつき、全周波数帯域において得
られた11通りの測定値−規格値の中から、最小値をも
って、各組み合わせの近端漏話レベルとした。
その結果得られた対14の撚りピッチの組み合わせと、
各組み合わせにおける近端漏話減衰量との関係を図4に
示し、評価を行った。なお、1つの実験例につき対14
の組み合わせは6通りあり、これを15の実験例につい
てデータを採取したため、計90のデータを得ることが
できたが、例えば、実験例15については、表1に示す
ように、4つの対14の撚りピッチの値が等しいため、
計6通りある対14の組み合わせにつき得られた近端漏
話減衰量は全て重なり、プロットとしては1点のみに表
示され(図4の横軸の1上のプロット参照)、また、そ
の他の対14の組み合わせにおいても、対14の撚りピ
ッチの比及び得られた近端漏話減衰量とも微小な差であ
るものについては、プロットは重ねて示した。
比をとり、縦軸に表2に示す対14の各組み合わせにつ
き得られた近端漏話減衰量の測定値からEIA/TIA
−568Aのカテゴリー5で定める規格値を引いた値の
全周波数帯域の中での最小値をとって、各実験例におけ
る対14の組み合わせの近端漏話減衰量の評価を示した
ものである。
以上の時には、測定値が規格値以上であったことを示し
(すなわち、測定値≧規格値)、規格値をクリアしてい
ることを示す。しかも、この場合、図4における各プロ
ットは、対14の各組み合わせにつき、全周波数帯域に
おいて得られた近端漏話減衰量の測定値から規格値を引
いた値の中での最小値を示しているため、このプロット
が縦軸のOdB以上にある場合には、その対14の組み
合わせにおいては、他の全ての周波数帯域においても規
格値をクリアすることができることを示している。
ッチの比、すなわち、例えば、一方の対TI の撚りピッ
チをPI と、他方の対TIIの撚りピッチをPIIとする
と、PI /PIIを示しているため、横軸が1より小さい
場合には、PI <PIIであることを示し、横軸が1より
大きい場合には、PI >PIIであることを示している。
なお、表1に示すように、実験例15の対14の撚りピ
ッチは、全て15mmに等しく設定しているため(すな
わち、PI =PII)、この実験例15における対14の
組み合わせに関するプロットは、図4に示すように、横
軸の1上に表示される一方、その他の実験例1乃至実験
例14については、対14の撚りピッチは、全て異なる
ように設定しているため、これらの実験例1乃至実験例
14においてPI /PII=1となることはあり得ず、図
4においても、実験例15における対14の組み合わせ
以外に関するデータは、全て横軸の1以外の箇所にプロ
ットされている。
は、まず、近端漏話減衰量の測定値がEIA/TIA−
568Aのカテゴリー5で定める規格値に対し+9dB
のマージンを有することができる対14の組み合わせを
模索した。この+9dBというマージンを設定した理由
は、以下の通りである。
6MbpsのATM LAN等の高速データ通信におい
て良好な伝送特性を得るために、156MHzにおける
ACR値(近端漏話減衰量−減衰量)を+10dBとす
る必要がある。そこで、まず、そのためには、どの程度
の近端漏話減衰量を確保すれば良いかを模索する必要が
ある。なお、ACR値で+10dBを確保するために
は、近端漏話減衰量又は減衰量のいずれか一方又は双方
の特性を向上する必要がある。すなわち、近端漏話減衰
量を大きくするか、減衰量を小さくするか、あるいはそ
れら双方を行うが、通信ケーブル10においては、減衰
量を低減するためには、遮蔽体等の別途の構成要素を必
要とすること、その一方で、一般に、近端漏話減衰量は
対14の撚りピッチを適切に選択することによって向上
することができ、また、通信ケーブル10においては主
に近端漏話が問題となり近端漏話特性を充分に向上する
必要があることから、本発明においては、近端漏話減衰
量の向上によって、この目標を達成することに主眼を置
いた。
端漏話減衰量に関しては、EIA/TIA−568Aの
カテゴリー5において、下記の数式により、標準規格が
定められている。 減衰量:ATT(f)=K1・√(f)+K2・f+K3/√
(f) 近端漏話減衰量:NEXT(f) =NEXT(0.772) −15l
og(f/0.772) なお、上記の数式において、K1、K2、K3は定数であり、
それぞれ、K1=1.967、K2=0.023 、K3=0.050 を示
す。また、fは周波数(単位:MHz)を示す。
の範囲に限定して適用されるものであり、ここに、実証
として、周波数100MHzを上記数式に代入して10
0MHzにおける減衰量及び近端漏話減衰量を算出して
みる。まず、減衰量は、ATT(100)=K1・√(100) +K2・
100 +K3/√(100) =21.97から21.97dBで
ある。また、近端漏話減衰量は、NEXT(100) =NEXT(0.7
72) −15log(100/0.772)=64−31.68≒3
2から32dBとなり、表2に示すEAI/TIA−5
68Aのカテゴリー5で定める100MHzでの標準規
格の通りである(表2参照)。なお、近端漏話減衰量に
関する数式において、『NEXT(0.772)』は、この表2
の最上段に示す数値から『64』となる。
の値から、100MHzにおけるACR値(NEXT(100)
−ATT(100))を求めると、32−21.97=10.0
3(dB)となることから、周波数100MHzにおい
ては、このEIA/TIA−568Aのカテゴリー5に
定める標準規格を満足すれば、確かに、+10dBのA
CR値を確保ができることが解る。
0MHzまでの範囲に限定して適用されるものである
が、次に、同様にして、上記数式に周波数156MHz
を代入して156MHzにおける減衰量及び近端漏話減
衰量を算出すると、減衰量は、ATT(156)=K1・√(156)
+K2・156 +K3/√(156) =28.16から28.16
dBであり、近端漏話減衰量は、NEXT(156) =NEXT(0.7
72) −15log(156/0.772)=64−34.58=2
9.42となる。このため、ACR値は、29.42−
28.16=+1.26(dB)となり、+10dBに
は全く及ばない。
+10dB以上のACR値を確保するためには、単に、
上記標準規格の数式通りの近端漏話減衰量を確保するだ
けでは足りず、周波数100MHzにおける規格値より
近端漏話減衰量を更に向上する必要があることが判明し
た。ここに、上記の通り、周波数156MHzにおける
減衰量の規格値は、ATT(156)=28.16(dB)であ
ることから、周波数156MHzにおいてACR値を+
10dB以上とするためには、28.16+10.0=
38.16(dB)より、近端漏話減衰量を38.16
dB以上とする必要がある。
話減衰量が、EIA/TIAで定める標準規格に照らし
て、どの程度のマージンであるかを考慮すると、上記標
準規格に定める数式によって算出した周波数156MH
zにおける近端漏話減衰量は、NEXT(156) =29.42
(dB)であることから、38.16−29.42=
8.74≒9(dB)となる。従って、近端漏話減衰量
として、EIA/TIA−568Aのカテゴリー5で定
める規格値に対して、+9dBのマージンを持たせるこ
とができれば、周波数156MHzにおけるACR値と
して、+10dBを確保することができると考えられ
る。
この+9dBのマージンを持つことができる対14の組
み合わせを模索したところ、図4の斜線領域に示すよう
に、撚りピッチの比(PI /PII)が、PI <PIIの時
には(すなわち、横軸が1より小さい場合)、0.8以
下(PI /PII≦0.8)となる対14の組み合わせで
あることが判明した。
関係を逆転して捉え、PI >PIIとした場合にも、近端
漏話減衰量の値は等しく、かつ、この場合の撚りピッチ
の比は、丁度逆数の関係になる。このことから、PI <
PIIの場合には、PI /PII≦0.8であれば規格値+
9dBという基準をクリアするということは、その逆の
PI >PIIの場合には、この0.8という数値の逆数、
すなわち1.25をとって、PI /PII≧1.25の範
囲内であれば、同様に、規格値+9dBという基準をク
リアすることができる。実際に、図4においても、その
斜線領域に示すように、撚りピッチの比(PI /PII)
が、PI >PIIの時には(すなわち、横軸が1より大き
い場合)、1.25以上(PI /PII≧1.25)の範
囲内では、規格値+9dBという基準をクリアしている
のを確認することができる。
ける、いずれの対14の組み合わせにおいても、この図
4の斜線領域に示す範囲に含まれるように選択しなけれ
ば、良好な伝送特性を得ることができない。そこで、1
つの通信ケーブル10内において任意に選択された2つ
の対14の組み合わせが、図4の斜線領域の範囲に含ま
れるように、上記の撚りピッチPI 、PIIを任意に選択
された2つの対Ti 、Tj の撚りピッチPi 、Pj と置
き換えて、 Pi <Pj の時は、Pi /Pj ≦0.8 Pi >Pj の時は、Pi /Pj ≧1.25 という数式(1)を導いたのである。
て実験した結果導き出されたものであるが、この数式
は、対14の各組み合わせに関する数式であるため、1
つの通信ケーブル10内における対14の数には左右さ
れず、いずれの対14の組み合わせをとっても、この数
式を満たすようにすれば、勿論、4つの以外の他の数の
対14を集合撚りする場合でも、良好な伝送特性を得る
ことができる。
おけるACR値を+10dBとするために、近端漏話減
衰量を向上させるに際して、対14の撚りピッチを適切
に選択する方法をとったのは、細径、軽量で、充分な可
撓性を備えつつ、高速データ通信において、良好な伝送
特性を得るためである。すなわち、各対14毎にシール
ドを施して各対14間の絶縁性を向上して近端漏話減衰
量を向上することも考えられるが、これでは、通信ケー
ブル10の直径が大きく、また、重量も重くなる上に、
通信ケーブル10にある程度必要とされる可撓性に欠け
る問題が生じ、更には、コストアップにもつながるから
である。
り、対14の数を問わず、2つの対14間の関係につい
ては、いずれの対14の組み合わせをとっても、周波数
0.772MHzから周波数156MHzまでの全周波
数帯域においてEIA/TIA−568Aで定める近端
漏話に関する標準規格に対して+9dB以上のマージン
を確保することができ、周波数156MHzにおいても
ACR値を+10dB以上とすることができる。
信ケーブル10において、これらの4つの対14のいず
れをもデータ伝送に使用する場合には、2つの対14間
の個別的な関係のみならず、任意の1つの対14に対す
る他の3つの対14からの多重漏話も考慮する必要があ
る。この観点から条件として導かれたのが、数式(2)
であり、以下、この数式(2)を導いた過程を説明す
る。
14A乃至対14Dの4つの対14から成る通信ケーブ
ル10において、例えば、任意に選択された対14Aを
例に説明すると、対14Aの受信側(誘導側)が、対1
4Aの発信側(被誘導側)から伝送された信号S1 (図
5参照)が減衰されて伝達される信号S2 (図5参照)
と同時に、他の3つの対14B乃至14Dから送信され
た信号SB 乃至SD (図5参照)をも、それぞれの対1
4B乃至14Dから近端漏話として受信することにより
生じる。
1つの対14Aの伝送信号を正常に読み取るためには、
ノイズとなる他の3つの対14B乃至14Dからの近端
漏話の皮相電力の和(信号SB 乃至SD の皮相電力の
和)と、任意の1つの対14Aの送り皮相電力(信号S
2 の皮相電力)との差が大きくなるようにする必要があ
る。このため、この任意の1つの対14Aに対する他の
3つの対14B乃至14Dからの近端漏話の皮相電力の
和と、任意の1つの対14Aの送り皮相電力との比から
dB値、すなわち、10*log(近端漏話の皮相電力
の和/送り皮相電力)を算出し、このdB値を指標とし
て多重漏話特性につき検討を加ることとした。この場合
のdB値をパワーサム値という。
端漏話減衰量から求めることができ、具体的には、1つ
の対14の他の3つの対14との間の組み合わせの近端
漏話減衰量であるX1 、X2 、X3 をそれぞれ測定し、
その結果得られた各近端漏話減衰量を、P=10log10
[10x1/10 +10x2/10 +10x3/10 ]に代入して求
めることができる。
には、上述したように、他の3つの対14からの近端漏
話の皮相電力の和と、問題となる1つの対14の送り皮
相電力との差を充分に大きくする必要があることから、
その目安として、前述した数式(1)で問題としたAC
R値、すなわち、近端漏話減衰量から減衰量を引いた値
と同様に、問題となる1つの対14のパワーサム値から
その対14の減衰量を引いた値が+10dB以上であれ
ばよいと考えられる。そして、周波数156MHzにお
いて、この+10dB以上というマージンを確保するた
めには、前述した数式(1)を導いた過程から解るよう
に、パワーサム値が、EIA/TIA−568Aのカテ
ゴリー5で定める近端漏話減衰量の標準規格値である2
9.42dBに対して、前述した8.74dBのマージ
ンを有すればよいと考えられる。このことから、29.
42+8.74=38.16より、パワーサム値とし
て、38.16dBを確保すれば、他の3つの対14か
らの多重漏話を考慮しても、充分な近端漏話特性を得る
ことができると考えられる。
16dBを確保するためには、2つの対14間ではどの
程度の近端漏話減衰量を確保すれば良いかを模索した。
具体的には、他の3つの対14から等しい皮相電力が漏
話して、問題となる1つの対14に関するパワーサム値
が38.16dBになったとすると、1つの対14当り
の近端漏話の皮相電力Xは、 X=10-38.16/10 /3 となり、この時、問題となる1つの対14と他の3つの
対14のうちの任意に選択された1つの対14の2つの
対14間の近端漏話減衰量のdB値は、 −10logX=42.93 より、42.93dBとなる。
ル10に関して、対14の全ての組み合わせにおいて、
周波数156MHzにおける近端漏話減衰量として4
2.93dB以上を確保することができれば、任意に選
択された1つの対14について、他の3つの対14から
の近端漏話のパワーサム値として38.16dB以上を
確保することができる。
話減衰量が、EIA/TIAで定める標準規格に照らし
て、どの程度のマージンであるかを考慮すると、上記標
準規格に定める数式によって算出した周波数156MH
zにおける近端漏話減衰量は、NEXT(156) =29.42
(dB)であることから、42.93−29.42=1
3.51(dB)となる。従って、2つの対14間にお
ける近端漏話減衰量として、EIA/TIA−568A
のカテゴリー5で定める規格値に対して、+13.51
dBのマージンを持たせることができれば、どの対14
においても周波数156MHzにおけるパワーサム値と
して38.16dB以上を確保することができると考え
られる。
と、図4の実線A(図4参照)に示すように、数式
(1)で示す撚りピッチの比である0.8又は1.25
よりも更に1倍に近い領域(すなわち、数式(1)を満
足する領域以外の領域)では、13.51dBというマ
ージンを確保することができる対14の組み合わせが殆
どないことが解る。このため、少なくとも、数式(1)
を満足する領域内でなければ、38.16dB以上のパ
ワーサム値を得ることができないと考えられる。そこで
次に、4つの対14から成る通信ケーブル10におい
て、対14の撚りピッチを数式(1)を満足する領域か
ら選択することを前提として、この場合の通信ケーブル
10の撚りピッチに着目することとした。具体的には、
対14の撚りピッチは変えることなく、通信ケーブル1
0の撚りピッチのみを様々に変えて、種々の実験を行
い、近端漏話減衰量に関する効果を検討した。なお、本
発明において、通信ケーブル10の撚りピッチとは、複
数の対14を相互に撚り合わせるピッチをいう。
線から成る導体18に、ポリエチレンから成る絶縁層2
0を被覆した外径0.94mmの絶縁電線16から成る
4つの対14を用いて、図1に示すように、集合撚り層
12とシース層22とを有する通信ケーブル10を製造
した。
は、上記の数式を満たす範囲から次のようにして選択し
た。まず、4つの対14の撚りピッチの最小値P1 をP
1 =10.0mmと設定し、以下、できるだけ小さい撚
りピッチを選択して4つの対14の撚りピッチの最大値
をできるだけ小さくすべく、上記数式を相互に満足する
範囲での最小値を順次選択していくことにした。
大きい撚りピッチP2 (4つの対14の撚りピッチの中
で、2番目に小さく、3番目に大きい撚りピッチ)は、
P2/P1 ≧1.25より、P2 ≧1.25×P1 ≧
1.25×10≧12.5mmとなり、12.5mm以
上の中での最小値、すなわち、12.5mmと設定し
た。同様にして、その次に大きい撚りピッチP3 は、P
3 ≧1.25×P2 より16.0mmと、また撚りピッ
チの中の最大値P4 は、P4 ≧1.25×P3 より、2
0.0mmと設定した。このようにして、4つの対14
の撚りピッチP1 乃至P4 をそれぞれ10.0mm、
12.5mm、16.0mm、20.0mmに設
定した。また、このように設定していくことにより、対
14のすべての組み合わせにおいて、上記数式を満足す
ることができる。
値に固定したままで、表3に示すように、通信ケーブル
10の撚りピッチ(4つの対14を撚り合わせるピッ
チ)を、30mm(実験例16)、40mm(実験例1
7)、50mm(実験例18)、60mm(実験例1
9)、70mm(実験例20)、90mm(実験例2
1)、110mm(実験例22)、130mm(実験例
23)の計8種類設定して、各実験例毎に、1つの通信
ケーブル10内における4つの対14の全ての組み合わ
せ(1つの実験例につき、上記の対と対等の組み合
わせで、計6つの組み合わせ)について、近端漏話減衰
量を測定した。
と、各組み合わせにおける近端漏話減衰量との関係を調
べた。
の近端漏話レベルを示す指標は、図4の場合と同様にし
て定めた。すなわち、表2に示すように、表3に示す各
実験例における対14の全ての組み合わせにつき得られ
た近端漏話減衰量の測定値から、EIA/TIA−56
8Aのカテゴリー5で定める規格値を引いた値を算出
し、これを各組み合わせにつき表2に示す標準規格の全
周波数帯域(表2に示す11の周波数)にわたって求め
た。そして、最悪の場合でも表2に示すEIA/TIA
−568Aのカテゴリー5で定める規格値をクリアする
ことができるかが問題となるため、対14の各組み合わ
せにつき、全周波数帯域において得られた11通りの測
定値−規格値の中から、最小値をもって、各組み合わせ
の近端漏話レベルとした。
数値化する指標は、図4の場合と異なり、以下のように
して定めた。すなわち、撚り合わされているために通信
ケーブル10内において斜めに走査している対14の撚
りピッチPを、図3に示すように、通信ケーブル径方向
成分(図3のPix、Pjx参照)と、通信ケーブル長手方
向成分(図3のPiy、Pjy参照)とに分解して考えた。
そして、これらの通信ケーブル径方向成分と通信ケーブ
ル長手方向成分のうち、通信ケーブル10の撚りピッチ
の大きさによって顕著な差が出るのは、通信ケーブル径
方向成分であり、具体的には、通信ケーブル10の撚り
ピッチが小さい程通信ケーブル径方向成分は大きくな
り、通信ケーブル10の撚りピッチが大きい程通信ケー
ブル径方向成分は小さくなる。よって、対14の撚りピ
ッチを数値化する指標として、対14の撚りピッチの通
信ケーブル径方向成分の積(Pix×Pjx)を採用し、こ
の対14の撚りピッチの通信ケーブル径方向成分の積と
近端漏話減衰量との関係を調べた。
の結果得られた対14の撚りピッチの組み合わせと、各
組み合わせにおける近端漏話減衰量との関係を図6に示
し、評価を行った。
通信ケーブル径方向成分の積(Pix×Pjx)をとり、縦
軸に表3に示す対14の各組み合わせにつき得られた近
端漏話減衰量の測定値からEIA/TIA−568Aの
カテゴリー5で定める規格値を引いた値の全周波数帯域
の中での最小値をとって、各実験例における対14の組
み合わせの近端漏話減衰量の評価を示したものである。
のカテゴリー5で定める近端漏話減衰量の規格値に対し
て、+13.51dB以上のマージンを持つことができ
る対14の組み合わせを模索したところ、図6の斜線領
域に示すように、対14の撚りピッチの通信ケーブル径
方向成分の積が4≦Pix×Pjx≦22.5の範囲となる
対14の組み合わせであることが判明した。
チを50mmに設定した実験例18と、60mmに設定
した実験例19については、いずれの対14の組み合わ
せをとっても、規格値に対して+13.51dBのマー
ジンを持つことができた。なお、この場合、図6におけ
る各プロットは、対14の各組み合わせにつき、全周波
数帯域において得られた近端漏話減衰量の測定値から規
格値を引いた値の中での最小値を示しているため、縦軸
の+13.51dB以上の箇所にプロットされる対14
の組み合わせにおいては、他の全ての周波数帯域におい
ても、規格値に対して+13.51dB以上のマージン
を持つことができる。
電線16の外径dとの関係で条件付けするため、この4
≦Pix×Pjx≦22.5を、対14を構成する絶縁電線
16の外径d(d=0.94)の2乗で割ることにより
4.53≦(Pix×Pjx)/d2 ≦25.4という数式
(2)を導いたのである。
(1)を満足する領域から対14の撚りピッチを選択す
ることが前提となっている。従って、本発明の通信ケー
ブル10においては、条件として、対14の撚りピッチ
を数式(1)及び数式(2)を同時に満足する領域から
選択することが必要となる。また、1つの通信ケーブル
10内における、いずれの対14の組み合わせにおいて
も、この数式(2)を満足するように対14の撚りピッ
チを選択しなければ、良好な伝送特性を得ることができ
ないため、上記数式(2)におけるPi 、Pj をそれぞ
れ任意に選択された2つの対Ti 、Tj の撚りピッチP
i 、Pj と考えて、条件とした。
以上のようにして導き出されたものであるが、次に、こ
れらの数式を同時に満足する領域から、対14の撚りピ
ッチを選択した本発明の実施例を挙げて、その効果を立
証する。
から成る導体18に、ポリエチレンから成る絶縁層20
を被覆した外径0.94mmの絶縁電線16から成る4
つの対14を用いて、図1に示すように、集合撚り層1
2とシース層22とを有する通信ケーブル10を製造し
た。なお、シース層22として、ポリ塩化ビニルを被覆
した。
は、数式(1)を満足するように、表3に示す実験例1
6乃至実験例23と同様にして、最小値P1 から順に、
P1 =10.0mm、P2 =12.5mm、P3
=16.0mm、P4 =20.0mmに設定した。そ
の上で、通信ケーブル10の撚りピッチを60mmに設
定し、これらの4つの対14を、数式(2)を満足する
ように、相互に60mmの撚りピッチで撚り合わせた。
すなわち、この本発明の実施例は、上記表3に示す実験
例19と同じものである。
の撚りピッチの通信ケーブル径方向成分を表4に示す。
この表4から解るように、対14の撚りピッチのいずれ
の組み合わせをとっても、4.53≦(Pix×Pjx)/
d2 ≦25.4という本発明の数式(2)を満足してい
ることが解る。
の組み合わせ(合計6通り)につき、近端漏話減衰量を
測定し、その結果を図7に示した。具体的には、対14
の各組み合わせにつき、表2に示すEIA/TIA−5
68Aのカテゴリー5で定める全周波数帯域(表2に示
す11の周波数)と、本発明において問題となる156
MHzの計12の周波数において、近端漏話減衰量を測
定した。この図7から解るように、対14のいずれの組
み合わせに関する近端漏話減衰量をとっても、全周波数
帯域にわたってEIA/TIA−568Aのカテゴリー
5で定める規格値に対し+13.51dBのマージンを
確保することができ、特に、156MHzにおける近端
漏話減衰量も規格値に対して+13.51dBのマージ
ンを確保することができるのが解る。
に対して+13.51dBのマージンを有すれば、パワ
ーサム値で規格値に対して+8.74dBのマージンを
確保することができるかを確認した。具体的には、対1
4の各組み合わせにつき得られた近端漏話減衰量から、
4つの対14の各々についてパワーサム値を算出して、
その結果を図8に示した。この図8から解るように、い
ずれの対14においても、多重漏話特性の指標となるパ
ワーサム値で、EIA/TIA−568Aのカテゴリー
5で定める近端漏話減衰量の規格値に対して、+8.7
4dBのマージンを確保することができたのが確認され
た。この図8からは、特に、問題となる周波数156M
Hzにおいても、パワーサム値で充分なマージンを確保
することができるのが解る。
た近端漏話減衰量を基に、ACR値を算出した。この場
合、周波数が増加するに従い、減衰量は増加し、近端漏
話減衰量は減少するため、近端漏話減衰量から減衰量を
差し引いた値であるACR値は、通常、その対14にお
ける最高の使用周波数において最小値となることから、
最高の周波数におけるACR値が+10dB以上であれ
ば、他の周波数においてもACR値として+10dBを
確保することができると共に、最高の周波数において近
端漏話減衰量の値が最小であった対14の組み合わせに
関するACR値が+10dB以上であれば、他の対14
の組み合わせについても、+10dB以上のACR値を
確保することができると考えられる。このため、図7に
示す近端漏話減衰量のうち、最高の周波数である156
MHzにおける近端漏話減衰量の値が最小であった対1
4の組み合わせ(すなわち、図7に示すように、1
2.5mmと16.0mmの対14の組み合わせ)に
つき、各周波数毎にACR値を算出して、これを図9に
示した。
においても、ACR値として、+10dB以上を確保す
ることができた。この場合、この図9に示すACR値
は、最高の周波数156MHzにおける近端漏話減衰量
の値が最小であった対14の組み合わせに関するACR
値を示したものであるため、図9に示すACR値の最小
値が+10dB以上という目標を達成しているというこ
とは、すなわち、他の対14の組み合わせについても、
いずれの周波数においてもACR値として+10dB以
上を確保することができることを示している。
る周波数156MHzにおけるACR値についても、+
10dB以上を確保することができた。このため、本発
明に示す対14の撚りピッチの範囲から選択すれば、1
56Mbpsの高速データ通信において良好な伝送特性
を得ることができることが解る。
対の撚りピッチを数値限定しているため、隣り合う対の
撚りピッチが必ず異なり、しかも、各対が実験の結果得
られた最適な値の撚りピッチで撚り合わされているた
め、近端漏話減衰量が向上し、EIA/TIA−568
Aのカテゴリー5で定める電気特性規格を満足すること
ができる上に、通信ケーブル100mでの156MHz
において、ACR値を+10dB以上とすることができ
ると同時に充分な多重漏話特性も確保することができ、
100Mbps以上の、特に、156Mbpsの高速デ
ータ通信においても良好な伝送特性を得ることができる
実益がある。
る。
ケーブル径方向成分と通信ケーブル長手方向成分とを示
す撚りピッチ分解図である。
につき得られた近端漏話減衰量と、対の撚りピッチの比
との関係を示すプロット図である。
概略図である。
につき得られた近端漏話減衰量と、対の撚りピッチの通
信ケーブル径方向成分の積との関係を示すプロット図で
ある。
得られた近端漏話減衰量の測定値を示したプロット図で
ある。
ーサム値を示すプロット図である。
得られたACR値を示すプロット図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の対を隣り合う対が異なる撚りピッ
チとなるように集合撚りして形成された通信ケーブルに
おいて、前記複数の対のうち、任意に選択された2つの
対Ti 、Tj の撚りピッチPi 、Pj が、下記の数式
(1)及び数式(2)を同時に満足する領域から選択さ
れていることを特徴とする通信ケーブル。但し、下記の
数式において、Pixは前記対Ti の撚りピッチPi の通
信ケーブル径方向成分を、Pjxは前記対Tj の撚りピッ
チPj の通信ケーブル径方向成分を、dは前記複数の対
を構成する絶縁電線の外径を示す。 数式(1) Pi <Pj の時は、Pi /Pj ≦0.8 Pi >Pj の時は、Pi /Pj ≧1.25 数式(2) 4.53≦(Pix×Pjx)/d2 ≦25.4
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|---|---|---|---|---|
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| JP2012178243A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Tonichi Kyosan Cable Ltd | 20℃から60℃の環境において最大使用長を短くすることなく使用できる一括シールド付きlan用メタルケーブル |
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1995
- 1995-11-13 JP JP31707595A patent/JP3644736B2/ja not_active Expired - Fee Related
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