具有偏置填料的电缆的制作方法

专利名称：具有偏置填料的电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及由绞合导线对制成的电缆。更具体地说，本发明涉及用于高速数据通信应用的绞合线对(双扭线)电缆。
背景技术：
随着电脑在通信应用中广泛以及日益增多的使用，随之产生的数据通信业务量更突出了通信网高速传输数据的必要。此外，技术的进步已经促进了高速通讯装置的设计和推广应用，所述高速通讯装置能够以高于传统数据传输电缆传输数据所用速度的速度对数据进行传输。因此，诸如局域网(LAN)群的典型通讯网络的数据传输电缆限制了数据在通讯装置之间流动的速度。
为了在通讯装置之间传输数据，许多通讯网络使用了包括绞合导线对(也被称作“绞合线对”或“线对”)的传统电缆。典型的绞合线对包括两个沿纵向轴线绞合在一起的绝缘导线(或导体)。
双扭线电缆必须满足特定的性能标准，以便有效、准确地在通讯装置之间传输数据。如果电缆不能至少满足这些标准，它们的信号完整性将会受到损害。工业标准规定了电缆的外形尺寸、性能和安全性。例如，在美国，电子工业协会/电信工业协会(EIA/TIA)提供了有关数据传输电缆的性能规范的标准。一些其他国家也采用这些或类似的标准。
根据所采用的标准，利用包括尺寸特性、互用性、阻抗、衰减和串扰在内的一些参数来评价双扭线电缆的性能。所述标准要求电缆在一定的参数范围内工作。例如，对于许多双扭线电缆类型来说，最大的平均电缆外径被规定为0.250英寸。所述标准还要求电缆在一定的电气范围内工作。参数边界的范围根据电缆待传输信号的属性而改变。一般而言，随着数据信号速度的增大，该信号变得对来自电缆的不希望的影响，例如阻抗、衰减和串扰的影响更为敏感。因此，高速信号要求更好的电缆性能，以便保持足够的信号完整性。
对阻抗、衰减和串扰的探讨将有助于说明传统电缆的局限性。所列举的第一个参数阻抗为对电信号流动的总阻力的测量单位，其以欧姆表示。电阻、电容和电感均对电缆绞合线对的阻抗具有影响。理论上，绞合线对的阻抗与来自导体效应的电感成正比，并与来自绝缘体效应的电容成反比。
阻抗还可以定义为截断数据的最佳“路径”。例如，如果信号以100欧姆的阻抗传输，重要的是，传输该信号所用的电缆也具有100欧姆的阻抗。沿着电缆的任一点处的该阻抗匹配的任何偏差均将导致部分传输信号朝向电缆的传输端反射回去，从而使传输信号削弱。由于信号反射所引起的这种削弱被称为回波损耗。
由于许多原因产生了阻抗偏差。例如，绞合线对的阻抗受到该绞合线对的物理和电气特性的影响，包括靠近每个导线的材料的介电性能；导线的直径；围绕导线的绝缘材料的直径；导线之间的距离；绞合线对之间的关系；绞合线对绞距或捻距(完成一个绞合周期的距离)；总电缆绞距；以及围绕绞合线对的护套的紧密度。
因为绞合线对的上列属性很容易沿其长度变化，因此绞合线对的阻抗可能沿所述线对的长度发生偏差。阻抗在绞合线对的物理属性发生变化的任意一点处发生偏差。例如，仅增大绞合线对的导线之间的距离就会引起阻抗偏差。在绞合线对之间距离增大的位置处，阻抗将增大，因为阻抗与绞合线对的导线之间的距离成正比。
阻抗方面的变化越大，信号削弱越严重。因此，一般使沿电缆长度的容许阻抗变化量标准化。特别是，用于电缆性能的EIA/TIA标准要求电缆的阻抗只在有限的数值范围内变化。典型地，这些范围已经考虑到了阻抗方面充足的变化量，因为已经在这些范围内保持了传统数据信号的完整性。然而，因为当高速信号传输时，阻抗变化的不希望的影响被突出，同样的阻抗变化范围危害了高速信号的完整性。因此，沿电缆长度严格控制阻抗变化量有助于精确、有效传输高速信号(诸如具有接近和超过10千兆比特/秒的集合速度的信号)。特别是，电缆的后期制造操作(诸如使电缆绞合)不应当将明显的阻抗失配引入电缆中。
对评价电缆性能有用的所列第二个参数为衰减。衰减表示当电信号沿导线长度传输时的信号损失。信号如果衰减过多将会变得对接收装置来说不可识别。为了确保这种情况不会发生，标准委员会已经在可接受的损失数值基础上确定了极限值。
信号的衰减取决于一些因素，包括围绕导线的材料的介电常数；导线的阻抗；信号频率；导线的长度；以及导线的直径。为了有助于确保可接受的衰减水平，所采用的标准对这些因素中的一些进行调节。例如，EIA/TIA标准限定了用于绞合线对的导线的容许尺寸。
围绕导线的材料影响信号衰减，因为具有较好介电性质的材料(例如，较小的介电常数)倾向于使信号损失最小化。因此，许多传统电缆使用诸如聚乙烯和氟化乙丙烯(FEP)的材料来隔离导线。这些材料通常提供比诸如聚氯乙烯(PVC)的具有较高介电常数的其它材料更小的介电损耗。另外，一些传统电缆已经通过使围绕绞合线对的空气量最大化而设法减少信号损失。空气由于其低的介电常数(1.0)而成为克服信号衰减的优良绝缘体。
护套的材料也影响衰减，尤其是当电缆包含内屏蔽件时。与传统电缆一起使用的典型护套材料倾向于具有更大的介电常数，其可导致更大的信号损失。因此，许多传统电缆使用“松套管”结构，其有助于使护套和未屏蔽的绞合线对隔开。
影响电缆性能的所列第三个参数为串扰(或串音)。串扰表示由于绞合线对之间的电容和电感耦合而引起的信号恶化/降质。每个使用中的绞合线对在其导线周围自然地产生电磁场(统称为“场”或“干扰场”)。这些场又被称为电噪音或电干扰，因为该场可以不希望地影响沿其它紧邻导线传输的信号。该场典型地从源导线在有限距离内向外辐射。场强度随着场距源导线的距离的增加而减弱。
干扰场产生了多种不同类型的串扰。近端串扰(NEXT)是电缆传输端附近的绞合线对之间的信号耦合的量度。在电缆的另一端，远端串扰(FEXT)是电缆接收端附近位置处的绞合线对之间的信号耦合的量度。功率总串扰表示可能影响信号的电缆实体内部的所有电噪音源之间的信号耦合的量度，所述电缆实体包括多对工作的绞合线对。外部串扰指不同电缆的绞合线对之间的信号耦合的量度。换句话说，第一电缆的特定绞合线对上的信号可以受到来自紧邻的第二电缆的绞合线对的外部串扰的影响。外部功率总串扰(APSNEXT)表示在可能影响信号的电缆外部的所有噪声源之间的信号耦合的量度。
电缆的绞合线对及其彼此关系的物理特性有助于确定电缆控制串扰影响的能力。更具体地说，存在一些已知影响串扰的因素，包括绞合线对之间的距离；绞合线对的绞距；所用材料的类型；所用材料的一致性；以及彼此之间具有不同绞距的绞合线对的布置。就电缆的绞合线对之间的距离而言，众所周知，电缆内部的串扰影响在绞合线对之间的距离增大时减小。基于这一知识，一些传统电缆已经设法使每根特定电缆的绞合线对之间的距离最大化。
就绞合线对的绞距而言，通常所知的是，具有相似绞距的绞合线对(即，平行绞合线对)对串扰比非平行绞合线对更为敏感。存在这种对串扰增加的敏感度，因为由第一绞合线对产生的干扰场被定向为容易影响其它绞合线对的方向，所述其它绞合线对平行于所述第一绞合线对。基于这一知识，许多传统电缆已经通过利用非平行绞合线对或者沿单个绞合线对的长度改变其绞距来设法减小内部电缆串扰。
通常所知的还有，具有长绞距(松扭绞率)的绞合线对比具有短绞距的绞合线对更容易受到串扰的影响。具有较短绞距的绞合线对使它们的导线以比长绞距绞合线对的导线更为远离平行方向的角度布置。从平行方向增大的角距离减小了绞合线对之间的串扰影响。另外，较长绞距的绞合线对造成在线对之间发生更多的嵌套，从而形成了绞合线对之间的距离减小的位置。这进一步降低了线对抵抗噪音迁移的能力。因此，长绞距绞合线对对包括外部串扰的串扰影响比短绞距绞合线对更为敏感。
基于这一知识，一些传统电缆已经通过将长绞距线对在电缆护套内部布置成最大程度地分开来设法减小长绞距绞合线对之间的串扰影响。例如，在4线对电缆中，具有较长绞距的两个绞合线对将被布置成彼此最大程度地分开(对角地)，以便使它们之间的距离最大化。
考虑到上述电缆参数，许多传统电缆已经设计为通过控制已知影响这些性能参数的一些因素来调节单个电缆内部的阻抗、衰减以及串扰的影响。因此，传统电缆已经达到了仅足够用于传输传统数据信号的性能水平。然而，随着新兴的高速通讯系统以及装置的推广，传统电缆的缺陷很快变得明显起来。传统电缆不能精确、高效地传输新兴通讯装置所使用的高速数据信号。如上所述，高速信号对由于衰减、阻抗失配以及包括外部串扰在内的串扰引起的信号恶化更为敏感。此外，高速信号由于在信号导线周围产生较强的干扰场而自然地加剧了串扰影响。
由于在高数据率下产生增强的干扰场，外部串扰的影响对高速数据信号的传输来说变得更为显著。尽管传统电缆在传输传统数据信号时能够忽略外部串扰的影响，但是用于控制传统电缆内部的串扰的方法不能提供足够的隔离水平，以保护电缆免受高速信号的导线对之间的电缆外部串扰的影响。此外，一些传统电缆已经采用了能够确实起作用以提高它们的绞合线对对外部噪音的暴露量的设计。例如，典型的星形填料电缆通过减小它们的护套厚度以及推动它们的绞合线对更接近护套表面而通常保持相同的电缆直径，从而通过将紧邻的传统电缆的绞合线对更为靠拢而使外部串扰的影响变得更加恶化。
功率总串扰的影响同样在较高的数据传输速率下增大。诸如10兆比特/秒和100兆比特/秒的以太网信号的传统信号一般只使用两对用于通过传统电缆传输的绞合线对。然而，更高速度的信号要求增大的带宽。因此，诸如1千兆比特/秒和10千兆比特/秒的以太网信号的高速信号通常以全双工模式(在绞合线对上进行双路传输)在两对以上的绞合线对上传输，从而增加了串扰源的数目。因此，传统电缆不能克服由高速信号产生的功率和串扰的增强的影响。更重要的是，传统电缆不能克服电缆对电缆串扰(外部串扰)的增加，由于相邻电缆的所有绞合线对均可能是工作的，因此该串扰实质上增加了。
同样地，其它传统技术在应用于高速通讯信号时也是无效的。例如，如上所述，一些传统的数据信号一般只需要两对用于有效传输的绞合线对。在这种情况下，通信系统通常能够预测出一对绞合线对的信号对另一对绞合线对的信号的干涉。然而，由于使用了更多的传输用绞合线对，复合的高速数据信号产生了更多的噪音源，其影响极少能够预测出来。因此，用于抵消可预测噪声效应的常规手段不再有效。对于外部串扰来说，因为其它电缆的信号通常不可知或不可预测，所以可预测性手段尤为无效。此外，试图预测相邻电缆上的信号及其耦合效应均是不切实际和困难的。
由于高速信号所产生的增强的串扰影响在信号沿传统电缆传输时对所述信号完整性提出了严峻的问题。特别是，因为常规电缆传统上致力于控制内部电缆串扰并且未设计成用于足够地抵抗由高速信号传输产生的外部串扰影响，所以高速信号将不可接受地被外部串扰的影响所衰减和恶化。
传统电缆已经使用了传统技术来减小绞合线对之间的电缆内部串扰。然而，传统电缆未将那些技术应用于相邻电缆之间的外部串扰。其中一个原因在于，传统电缆已经能够满足用于减缓传统数据信号的规范，而不需要考虑控制外部串扰。另外，抑制外部串扰比控制内部电缆串扰更为困难，因为与来自已知源的内部电缆串扰不同，外部串扰不能准确地测量或预测。外部串扰很难测量，因为其典型地由以不可预知的距离相隔的未知源产生。
因此，传统的敷设电缆的技术未能成功地用于控制外部串扰。此外，许多传统技术不能很容易地用于控制外部串扰。例如，数字信号处理已经被用于抵消或补偿内部电缆串扰的影响。然而，因为外部串扰很难测量或预测，已知的数字信号处理技术不能低成本地应用。因此，在传统电缆中不能控制外部串扰。
简而言之，传统电缆不能有效、准确地传输高速数据信号。特别是，传统电缆未提供用于阻抗失配、衰减和串扰的防护及隔离的足够水平。例如，电气与电子工程师协会(IEEE)预测，为了有效传输频率为100兆赫(MHz)的10千兆比特信号，电缆必须提供至少60dB的隔离度，以克服电缆(诸如相邻电缆)外部的噪声源。然而，绞合导线对的传统电缆典型地提供远小于100MHz的信号频率所需的60dB的隔离度，其通常在32dB左右。所述电缆发射出九倍于在100米电缆介质上用于10千兆比特传输所规定的噪音。因此，传统的双扭线电缆不能精确或高效地传输高速通信信号。
虽然其它类型的电缆已经获得了100MHz频率下的60dB以上的隔离度，但是这些类型的电缆具有使它们不宜在许多通信系统、诸如局域网群中使用的缺陷。屏蔽双扭线电缆或光纤电缆可以获得用于高速信号的足够隔离水平，但是这些类型的电缆比无屏蔽的绞合线对的成本高出很多。无屏蔽系统典型地可显著节约成本，该节约增大了对用作传导介质的无屏蔽系统的需要。此外，传统的无屏蔽双扭线电缆在现有的大量通信系统中为大家所公认。希望无屏蔽双扭线电缆能够高效、准确地传输高速通信信号。特别是，希望无屏蔽双扭线电缆获得在通过电缆进行高效传输期间足以保持高速数据信号的完整性的性能参数。

发明内容
本发明涉及由绞合导线对制成的电缆。更具体地说，本发明涉及用于高速数据通信应用的绞合线对(双扭线)通信电缆。绞合线对包括至少两个沿大致纵向轴线延伸的导线，并带有围绕每个导线的绝缘体。所述导线沿该轴线大致纵向绞合。该电缆包括至少两个绞合线对和填料(filler)。至少两个所述电缆沿大致平行轴线以至少预定距离布置。电缆被构造为除了其它功能外通过限制沿预定距离的阻抗偏差、信号衰减和外部串扰中的至少一部分(subset)来高效、准确地传输高速数据信号。


现在将参照附图以举例的方式对本发明的电缆的一些实施例进行描述，其中图1示出了包括两个彼此相邻地纵向布置的电缆的电缆组的透视图。
图2示出了露出剖面的一电缆的实施例的透视图。
图3为一绞合线对的透视图。
图4A示出了根据本发明第一实施例的电缆的放大横截面视图。
图4B示出了根据本发明第二实施例的电缆的放大横截面视图。
图4C示出了根据本发明第三实施例的电缆的放大横截面视图。
图4D示出了根据图4A的电缆及填料与第二填料相结合的放大横截面视图。
图5A示出了根据本发明第一实施例的填料的放大横截面视图。
图5B示出了根据本发明第三实施例的填料的放大横截面视图。
图6A示出了根据本发明第一实施例在接触点处接触的相邻电缆的横截面视图。
图6B示出了位于不同接触点处的图6A的相邻电缆的横截面视图。
图6C示出了被气穴隔离的图6A的相邻电缆的横截面视图。
图6D示出了被另一气穴隔离的图6A的相邻电缆的横截面视图。
图7为根据第一替换实施例的纵向相邻电缆的横截面视图。
图8为采用图4D的布置的纵向相邻电缆及填料的横截面视图。
图9A为绞合相邻电缆的第三实施例的横截面视图，该电缆被构造为使电缆的长绞距绞合线对隔开。
图9B为图9A的绞合相邻电缆位于沿其纵向延伸部分的不同位置处的另一横截面视图。
图9C为图9A-9B的绞合相邻电缆位于沿其纵向延伸部分的不同位置处的另一横截面视图。
图9D为图9A-9C的绞合相邻电缆位于沿其纵向延伸部分的不同位置处的另一横截面视图。
图10示出了根据另一实施例的电缆的放大横截面视图。
图11A示出了根据本发明第三实施例的相邻电缆的放大横截面视图。
图11B示出了图11A的相邻电缆的放大横截面视图，其中对每一相邻电缆施加螺旋绞合。
图12示出了应用于根据一个实施例的电缆120的一段长度上的扭绞率(或绞合度)的变化图。
具体实施例方式
I.元件及定义介绍本发明总体上涉及构造为精确、高效地传输高速数据信号、例如接近和超过数据速率为10千兆比特/秒的数据信号的电缆。特别是，该电缆可以被构造为在保持数据信号的完整性的同时高效地传输高速数据信号。
A.电缆组视图现在参考附图，图1示出了总体上以100表示的电缆组的透视图，其包括两个通常沿平行轴线或纵向彼此相邻布置的电缆120。电缆120被构造为在电缆120之间产生接触点140和气穴160。如图1所示，电缆120可以围绕其自身的纵轴独立地扭绞。电缆120可以不同的扭绞率(twist rate)旋转。另外，每个电缆120的扭绞率可以沿电缆120的纵向长度变化。如上所述，扭绞率可以由一完整的扭绞周期的距离来测量，所述距离被称作绞距(1ay length)。
电缆120包括沿其外边缘的凸出点或凸出位置，其被称作脊部180。电缆120的扭转使脊部180沿每个电缆120的外边缘螺旋式(或成螺旋形)地旋转，从而导致沿着纵向延伸的电缆120的不同位置处的气穴160和接触点140的形成。脊部180有助于使电缆120之间的距离最大化。特别是，绞合电缆120的脊部180有助于防止电缆120嵌套在一起。电缆120仅在其脊部处接触，该脊部180有助于增大电缆120的绞合导线对240(未显示；参见图2)之间的距离。在沿着电缆120的非接触位置处，气穴160形成于电缆120之间。与脊部180类似，气穴160有助于增大电缆120的绞合导线对240之间的距离。
通过使铠装电缆120之间的距离最大化(部分地通过扭绞旋转)，电缆120之间的干涉、尤其是外部串扰的影响被降低。如前面所提到，电容以及电感干扰场为人们所知由沿电缆120传输的高速数据信号发出。场强度随着数据传输速度的增加而增大。因此，电缆120通过增大相邻电缆120之间的距离使干扰场的影响最小化。例如，电缆120之间增大的距离有助于减小电缆120之间的外部串扰，因为外部串扰的影响与距离成反比。
尽管图1示出了两个电缆120，但是电缆组100可以包括任何数量的电缆120。电缆组100可以包括单个电缆120。在一些实施例中，两个电缆120以至少预定距离大致沿平行的纵向轴线布置。在其它实施例中，两个以上的电缆120以至少该预定距离大致沿平行的纵向轴线布置。在一些实施例中，预定距离的长度为10米。在一些实施例中，相邻电缆120独立地扭绞。在其它实施例中，电缆120绞合在一起。
电缆组100可用于多种通信应用中。电缆组100可以被构造为在诸如局域网(LAN)群的通信网络中使用。在一些实施例中，电缆组100被构造为用作横向网络电缆或网络群中的主干电缆。包括它们的各自扭绞率在内的电缆120的结构将在下面进行进一步解释。
B.电缆视2示出了露出剖面的电缆120的实施例的透视图。电缆120包括被构造为隔开多个绞合导线对240(也称作“绞合线对240”，“线对240”和“成缆实施例240”)的填料200，所述绞合线对包括绞合线对240a和绞合线对240b。填料200大致沿纵向轴线、例如绞合线对240中的一个的纵向轴线延伸。护套260围绕着填料200和绞合线对240。
绞合线对240可以围绕各自的纵向轴线独立并螺旋式地绞合。绞合线对240可以通过在特定纵向距离上以通常不同的扭绞率、即不同的绞距扭转而彼此不同。在图2中，绞合线对240a比绞合线对240b更紧密地绞合(即，绞合线对240a比绞合线对240b具有更短的绞距)。因此，绞合线对240a可以说具有短绞距，并且绞合线对240b具有长绞距。由于具有不同的绞距，绞合线对240a和绞合线对240b使得已知易于承载串扰噪音的平行交叉点的数量最小化。
如图2中所示，电缆120包括当所述电缆120围绕纵向轴线扭绞时旋转的螺旋式旋转的脊部180。电缆120可以多种电缆绞距围绕纵向轴线绞合。应指出的是，电缆120的绞距影响绞合线对240的各自绞距。当电缆120的绞距缩短(更紧的扭绞率)时，绞合线对240的各自绞距也缩短。电缆120可以被构造成有利地影响绞合线对240的绞距，该结构将相对于电缆120的绞距限制被进一步地解释。
图2也示出了围绕纵向轴线螺旋式地绞合的填料200。填料200以不同或可变的扭绞率沿预定距离绞合。因此，填料200被构造为是柔性的和刚性-柔性的，以用于以不同扭绞率绞合，以及被构造为是刚性的，以用于保持所述不同的扭绞率。填料200应当充分扭绞(即，具有充分小的绞距)，以在相邻电缆120之间形成气穴160。仅仅通过举例的方式，在一些实施例中，填料200以不超过绞合线对240中的一对的绞距的约100倍的绞距绞合，以便形成气穴160。填料200将参考图4A被进一步讨论。
填料200和护套260可以包括满足工业标准的任何材料。填料可以包括但不限于下列材料中的任何一种多氟烷氧(polyfluoroalkoxy)，TFE/全氟甲基—乙烯醚，乙烯三氟氯乙烯(ethylene chlorotrifluoroethylene)，聚氯乙烯(PVC)，无铅阻燃聚氯乙烯，氟化乙丙烯(FEP)，氟化四氟乙烯聚丙烯，一种含氟聚合物，阻燃聚丙烯，以及其它热塑性材料。同样地，护套260可以包括满足工业标准的任何材料，包括上面所列材料的任何一种。
电缆120可以被构造为满足诸如安全、电气以及尺寸标准的工业标准。在一些实施例中，电缆120包括横向或干线网络电缆120。在这种实施例，电缆120可以被构造为满足用于横向网络电缆120的工业安全标准。在一些实施例中，电缆120为阻燃(plenum rated)电缆。在一些实施例中，电缆120为透气(riser rated)电缆。在一些实施例中，电缆120为无屏蔽电缆。由电缆120的结构产生的优点将参考图4A在下面进一步解释。
C.绞合线对视3为绞合线对240中的一个的透视图。如图3中所示，成缆实施例240包括两个被绝缘体320(也称作“绝缘件320”)独立隔离的导线300。一根导线300及其周围的绝缘体320与另一根导线300及绝缘体320沿纵向轴线螺旋式地绞合在一起。图3进一步示出了绞合线对240的直径(d)和绞距(L)。在一些实施例中，绞合线对240为有屏蔽的。
绞合线对240可以不同的绞距绞合。在一些实施例中，绞合线对240的导线300大致纵向地沿所述轴线以特定的绞距(L)绞合。在一些实施例中，绞合线对240的绞距(L)在绞合线对240的一部分或全部纵向距离上变化，该距离可以为预定距离或长度。仅仅以举例的方式，在一些实施例中，该预定距离大约为10米，以提供足够的长度来用于对信号根据它们的波长正确地进行传输。
绞合线对240应当符合工业标准，包括限制绞合线对240尺寸的标准。因此，导线300和绝缘体320被构造为具有至少满足工业标准的良好物理和电气特性。众所周知，平衡的绞合线对240有助于抵消在其工作导线300内或周围产生的干扰场。因此，导线300和绝缘体320的尺寸应当被构造为促进导线300之间的平衡。
因此，每一根导线300的直径及每一个绝缘体320的直径的尺寸被设置为促进绞合线对240中的每一个(一根导线300和一个绝缘体)之间的平衡。电缆120的部件、例如导线300和绝缘体320的尺寸应当符合工业标准。在一些实施例中，电缆120及其部件的尺寸或大小符合用于RJ-45电缆和连接器、诸如RJ-45插座和插头的工业尺寸标准。在一些实施例中，该工业尺寸标准包括用于第5类、第5e类和/或第6类电缆和连接器的标准。在一些实施例中，导线300的尺寸在#22美国线规(AWG)和#26AWG之间。
绞合线对240中的每一根导线300可以包括满足工业标准的任何导电材料，其包括但不限于铜导线300。绝缘体320可以包括但不限于热塑性塑料、含氟聚合物材料、阻燃聚乙烯(FRPE)、阻燃聚丙烯(FRPP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、固体或泡沫形式的氟化乙丙烯(FEP)、泡沫乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)等材料。
D.电缆横截面视4A示出了根据本发明第一实施例的电缆120的放大横截面视图。如图4A中所示，护套260围绕着填料200和绞合线对240a、240b、240c、240d(统称为“绞合线对240”)，以形成电缆120。绞合线对240a、240b、240c、240d可以通过具有不同的绞距而区分。尽管绞合线对240a、240b、240c、240d可以具有不同的绞距，但是它们应当按相同的方向绞合，以便使阻抗失配最小化，所有的绞合线对240具有右旋绞合或左旋绞合。绞合线对240b、240d的绞距优选地相似，并且绞合线对240a、240c的绞距优选地相似。在一些实施例中，绞合线对240a，240c的绞距小于绞合线对240b，240d的绞距。在这种实施例中，绞合线对240a，240c可以被称作较短绞距的绞合线对240a，240c，并且绞合线对240b，240d可以被称作较长绞距的绞合线对240b，240d。绞合线对240被显示为选择性地布置在电缆120中，以使外部串扰最小化。绞合线对240的选择性布置将在下面进一步讨论。
填料200可以沿绞合线对240布置。填料200可以形成诸如象限区域的区域，每个区域被构造为选择性地接收和容纳特定的绞合线对240。该区域形成沿填料200长度的纵向凹槽，该凹槽可以容纳绞合线对240。如图4A中所示，填料200可以包括芯部(core)410和多个从芯部410径向向外延伸的填料分隔部/分隔器(divider)400。在一些优选实施例中，填料200的芯部410布置在绞合线对240的大约中心位置处。填料200还包括多个从芯部410径向向外延伸的腿415。绞合线对240可以布置成与腿410和/或填料分隔部400相邻。在一些优选实施例中，每个腿415的长度通常至少约等于选择性地布置成与腿415相邻的绞合线对240的直径。
填料200的腿415和芯部410可以被称作填料200的基体部分500。图5A为根据第一实施例的填料200的放大横截面视图。在图5A中，填料200包括基体部分500，所述基体部分包括填料200的腿415、分隔部400和芯部。在一些实施例中，基体部分500包括填料200的任何不超过绞合线对240的直径延伸的部分，而绞合线对240选择性地被由填料200形成的区域容纳。因此，绞合线对240应当布置成与填料200的基体部分500的腿415相邻。
再次参考图4A，填料200可以包括多个从基体部分500沿不同的方向径向向外延伸、并且特别是从基体部分500的腿415伸出的填料延伸部420a，420b(统称为“填料延伸部420”)。腿415的延伸部420可以至少预定尺寸远离基体部分500径向向外延伸。如图4A和图5A中所示，所述预定尺寸的长度对于每个延伸部420a，420b来说可以不同。延伸部420a的预定尺寸为长度E1，而延伸部420b的预定尺寸为长度E2。在一些实施例中，延伸部420的预定尺寸至少约为由填料200容纳的绞合线对240中的一个的直径的四分之一。由于具有至少约为此距离的预定尺寸，填料延伸部420使填料200偏置，从而通过使相邻电缆120的各绞合线对240之间的距离最大化而有助于降低相邻电缆120之间的外部串扰。
图4A示出了位于填料200的每个腿415上的位置处的参考点425。参考点425可用于测量相邻布置的电缆120之间的距离。参考点425以一定的长度远离填料200的芯部410。在图4A及其他优选实施例中，参考点425大约位于每个腿415的中点处。换句话说，一些实施例包括位于远离芯部410一段距离的位置处的参考点425，所述距离大约为被容纳绞合线对240中的一个的直径的1/2(one-half)。
填料200可以被成形为构造适合地容纳绞合线对240的区域。例如，填料200可以包括大致与绞合线对240的形状相适应的曲线形状和边缘。因此，绞合线对240能够紧贴地抵靠填料200嵌套并且位于所述区域中。例如，图4A示出填料200可以包括被构造为容纳绞合线对240的凹入曲线。由于紧密地容纳绞合线对240，填料200通常有助于将绞合线对240彼此相对地固定就位，从而使沿电缆120长度的阻抗偏差和电容不平衡最小化，所述优点将在下面进一步讨论。
填料200可以被偏置。特别是，填料延伸部420可以被构造为使填料200偏置。例如，在图4A中，每一填料延伸部420延伸越过绞合线对240中的至少一个的横截面区域的外边缘，所述长度称作预定尺寸。换句话说，延伸部420远离基体部分500延伸。填料延伸部420a以距离(E1)越过绞合线对240b和绞合线对240d的横截面区域延伸。以类似的方式，填料延伸部420b以所述距离(E2)越过绞合线对240a和绞合线对240c的横截面区域延伸。因此，填料延伸部420可以具有不同的长度，例如延伸部长度(E1)大于延伸部长度(E2)。由此，填料延伸部420a具有大于填料延伸部420b的横截面面积的横截面面积。
偏置填料200有助于使外部串扰最小化。另外，相邻电缆120之间的外部串扰可以通过使填料200以最小量偏置进一步最小化。因此，对称布置的填料延伸部420的延伸部长度应当不同，以使填料200偏置。填料200应当充分偏置，以有助于形成位于螺旋式地绞合的相邻电缆120之间的气穴160。气穴160应当足够大，以有助于在相邻电缆120的至少预定长度上至少保持相邻电缆120之间的平均最小距离。另外，相邻电缆120的偏置填料200可以起到将电缆120中的一个的较长绞距的绞合线对240b，240d(诸如紧密邻接的成缆实施例)与较短绞距的绞合线对240a，240c相比距离外部相邻噪声源更远。例如，在一些实施例中，延伸部长度(E1)大约为延伸部长度(E2)的两倍。仅仅以举例的方式，在一些实施例中，延伸部长度(E1)大约为0.04英寸(1.016毫米)，并且延伸部长度(E2)大约为0.02英寸(0.508毫米)。随后，较长绞距的线对240b，240d可以被放置为邻近(或靠近)最长的延伸部420a，以使长绞距的线对240b，240d与任何外部相邻噪声源之间的距离最大化。
不仅对称布置的填料延伸部420应具有不同的长度以使填料200偏置，而且电缆120的填料延伸部420优选地以至少最小延伸部长度延伸。特别是，填料延伸部420应当充分延伸越过绞合线对240的横截面区域，以有助于形成位于螺旋式地绞合的相邻电缆120之间的气穴160，该气穴160可以有助于在至少预定长度上在相邻电缆120之间至少保持大约最小平均距离。例如，在一些优选实施例中，填料延伸部420中的至少一个以相同绞合线对240的直径(d)的至少1/4的距离延伸越过绞合线对240中的至少一个的横截面，而绞合线对240被与填料200相邻地容纳。在其他优选实施例中，气穴160被形成为具有至少为所述电缆120中的一个的直径的0.1倍的最大宽度。延伸部长度(E1，E2)以及偏置填料200对外部串扰的影响将在下面进一步描述。
填料200的横截面面积可以被扩大，以有助于改进电缆200的性能。特别是，电缆120的填料延伸部420可以增大，例如朝向护套260径向向外辐射，以大致有助于使绞合线对240彼此相对地固定就位。如图4A中所示，填料延伸部420a，420b可以增大，以包括不同的横截面面积。特别是，通过增大填料200的横截面面积，阻抗失配和电容不平衡的不希望的效应达到最小，从而使电缆120在保持信号完整性的同时能够以高数据率工作。这些优点将在下面进一步讨论。
另外，填料延伸部420的外边缘可以被弯曲，以在允许护套260紧密装配在填料延伸部420上的同时支撑所述护套260。填料延伸部420的外边缘的曲率通过使阻抗失配和电容不平衡最小化而有助于改进电缆120的性能。特别是，通过紧贴着护套260装配，填料延伸部420减少了电缆120中的空气量并且通常将电缆120的部件固定在适当的位置，包括绞合线对240彼此之间的位置。在一些优选实施例中，护套260压缩装配在填料200和绞合线对240上。这些特征的优点将在下面进一步讨论。
填料延伸部420形成沿电缆120的外边缘的脊部180。脊部180根据填料延伸部420的长度以不同的高度凸出。如图4A中所示，脊部180a比脊部180b更为凸出。这有助于使电缆120偏置，以便减小相邻电缆120之间的外部串扰，该特征将在下面进一步讨论。
电缆120的最大直径(D1)的量度也显示在图4A中。对图4A中所示的电缆120来说，直径(D1)为脊部180a和脊部180b之间的距离。如上所述，电缆120可以具有特定的尺寸或直径，以使得其符合一定的工业标准。例如，电缆120可以具有符合第5类、第5e类和/或第6类无屏蔽电缆的尺寸。仅仅以举例的方式，在一些实施例中，电缆120的直径(D1)不超过0.25英寸(6.35mm)。
由于符合用于无屏蔽双扭线电缆的现有尺寸标准，电缆120可以很容易地用于替换现有电缆。例如，电缆120可以很容易地替换通信网络装置中的第6类无屏蔽电缆，从而有助于提高装置之间的可用数据的传输速度。另外，电缆120可以很容易地与现有的连接器装置和系统相连。因此，电缆120可以有助于改善现有网络装置之间的通信速度。
尽管图4A示出了两个填料延伸部420，但其它实施例可以包括各种数量及结构的填料延伸部420。任何数量的填料延伸部420可以被使用，以增大布置成彼此紧邻的电缆120之间的距离。同样地，可以使用不同或类似长度的填料延伸部420。由填料延伸部420提供的相邻电缆120之间的距离通过增大电缆120之间的距离而减小了干涉的影响。在一些实施例中，填料200被偏置，以随着电缆120被独立地旋转而促使电缆120隔开。偏置填料200随后有助于使特定电缆120的绞合线对240与由另一电缆120的绞合线对240产生的外部串扰隔离。
为了说明电缆120的其它实施例的实例，图4B-4C示出了电缆120的各种不同实施例。图4B示出了根据第二实施例的电缆120′的放大横截面视图。图4B中所示的电缆120′包括填料200′，其包括三个腿415和远离腿415延伸并且越过绞合线对240的横截面的三个填料延伸部420。每个腿415包括参考点425。填料200′可以按照上面讨论过的与填料200有关的任何方式起作用，包括有助于使相邻布置的电缆120′彼此隔开。
类似地，图4C示出了根据第三实施例的电缆120″的放大横截面视图，该电缆120″包括带有多个腿415和一个填料延伸部420的填料200″，所述填料延伸部远离腿415中一个延伸并且越过绞合线对240中的至少一个的横截面。所述腿415包括参考点425。在其它实施例中，图4C中所示的腿415可以为填料分隔部400。填料200″还能够以填料200可以作用的任何方式发生作用。
图5B示出了根据本发明第三实施例的填料200″的放大横截面视图。如图5B所示，填料200″可以包括具有多个腿415的基体部分500″和延伸部420，该延伸部远离基体部分500″延伸，并且更具体地说，远离基体部分500″的腿415中的一个延伸。图5B示出了布置成与基体部分500″相邻的四对绞合线对240″。延伸部420以至少大约预定尺寸远离基体部分500″延伸。在图5B中所示的实施例中，填料200″包括四个腿415，并且绞合线对240接近腿415。基体部分500″的每一个腿415包括参考点425。
填料200可以按照其它方式构造，以用于使相邻布置的电缆120隔开。例如，图4D示出了与沿电缆120布置的不同填料200″″相结合的图4A的实施例的电缆120和填料200的放大横截面视图。填料200″″可以围绕并沿电缆120或电缆120的任何部件螺旋式地绞合。通过沿电缆120布置，填料200″″可以布置在相邻设置的电缆120之间，并且保持它们之间的距离。由于填料200″″围绕电缆120螺旋式地绞合，其防止了相邻电缆120嵌套在一起。填料200″″可以沿着电缆120的任何实施例布置。在一些实施例中，填料200″″沿绞合线对240布置。
诸如图4A-4D中所示实施例的电缆120的结构能够充分保持通过电缆120传输的高速数据信号的完整性。电缆120具有由许多特征产生的性能，包括但不限于以下所述方面。第一，电缆结构有助于增大相邻电缆120的绞合线对240之间的距离，从而减小了外部串扰的影响。第二，电缆120可以被构造为增大最倾向于外部串扰的辐射源、例如较长绞距的绞合线对240b，240d之间的距离。第三，电缆120可以被构造为通过改进围绕绞合线对240的材料的介电性能的相容性或一致性，从而有助于减小绞合线对240之间的电容耦合。第四，即使当电缆120绞合时，电缆120可以被构造为通过保持电缆120的部件的物理属性而使沿其长度的阻抗变化量达到最小，从而减小信号衰减。第五，电缆120可以被构造为减小沿纵向相邻电缆120的平行绞合线对240的情况的数量，由此使出现受外部串扰影响的位置减小到最少。下面将对电缆120的这些特征和优点详细地讨论。
E.距离最大化电缆120可以被构造为通过使相邻电缆120的绞合线对240之间的距离达到最大而使传输高速信号的恶化达到最小。特别是，使电缆120隔开降低了外部串扰的影响。如上所述，引起外部串扰的场大小随着距离的增大而减弱。
相邻电缆120可以如图1所示单独并螺旋式地大致沿平行轴线绞合，以使得图1中所示的接触点140和气穴160形成于沿着相邻电缆120的不同位置处。如参照图1所讨论，电缆120可以被绞合，以使得脊部180形成于电缆120之间的接触点140处。因此，在沿着纵向轴线的不同位置处，相邻电缆120可在它们的脊部180处接触。在非接触点处，相邻电缆120可以被气穴160隔开。电缆120可以被构造成增大在接触点和非接触点处的绞合线对240之间的距离，从而减小外部串扰。另外，通过使用用于不同相邻电缆120的随机或任意螺旋扭绞，相邻电缆120之间的距离通过防止相邻电缆120相互之间的嵌套而达到最大。
另外，电缆120可以被构造为使它们的较长绞距的绞合线对240b，240d最大程度地隔开。如上所述，较长绞距的绞合线对240b，240d与较短绞距的绞合线对240a，240c相比更容易受外部串扰影响。因此，电缆120可以使较长绞距的绞合线对240b，240d选择性地布置成紧邻每个电缆120的最大的填料延伸部420a，以使较长绞距的绞合线对240b，240d进一步隔开。该结构将在下面进一步讨论。
1.随机电缆扭绞相邻布置的电缆120之间的距离可以通过使相邻电缆120以不同的电缆绞距扭绞而达到最大。通过以不同的比率扭绞，相邻电缆120中一个的峰部不与另一个电缆120的谷部对齐，从而防止了电缆120彼此之间的嵌套对准。因此，相邻电缆120的不同绞距有助于防止或阻止相邻电缆120的嵌套。例如，图1中所示的相邻电缆120具有不同的绞距。因此，形成于电缆120之间的气穴160的数目和尺寸被最大化。
电缆120可以被构造为有助于确保相邻放置的电缆120的子部(或分段)沿着子部的长度在任一点处不具有相同的扭绞率。为此，电缆120可以沿该电缆120的至少预定长度螺旋式地绞合。螺旋绞合包括电缆围绕大致纵向轴线的扭转。电缆120的螺旋绞合可以在预定长度上改变，从而使得电缆120的电缆绞距在所述预定长度上连续增大或连续减小。例如，电缆120可在沿着该电缆120的第一点处以一定的电缆绞距绞合。电缆绞距可以沿电缆120的点随着沿电缆120的第二点的临近而连续减小(电缆120更紧地绞合)。随着电缆120的绞合变紧，沿着电缆120的螺旋脊部180之间的距离减小。因此，当预定长度的电缆120被分成两个子部并且所述子部布置成彼此相邻时，电缆120的子部将具有不同的电缆绞距。因为电缆120的脊部180以不同的比率螺旋，这阻止了子部嵌套在一起，从而通过使它们之间的距离最大化而减小了子部之间的外部串扰。另外，子部的不同扭绞率通过在预定长度上保持子部之间的一定的平均距离而使外部串扰最小化。在一些实施例中，每一子部的最为接近的各参考点425之间的平均距离至少为在预定长度上的子部的特定填料延伸部420的长度(预定尺寸)的1/2。
因为电缆120以随机的变化率沿预定长度螺旋式地绞合，所以填料200、绞合线对240和/或护套260可以相应地绞合。因此，填料200、绞合线对240和/或护套260可以被绞合为使得它们各自的绞距在至少预定长度上连续增大或连续减小。在一些实施例中，护套260以压紧配合的方式施加在填料200和绞合线对240上，从而使得护套260的施加包括护套260的绞合，其造成紧密容纳的填料200以相应的方式绞合。因此，容纳在填料200内的绞合线对240最终彼此相对地螺旋式绞合。实际上，已经发现，一旦护套260例如通过护套的绞合而施加，使绞合线对240的绞距随机化或不规则化具有附加的优点或者使重新引入电缆120内的空气最小化。与此相反，其它随机化的尝试典型地增加了空气含量，其实际上可能增加不希望的串扰。使空气含量最小化的重要性将在G.2部分中讨论。然而，在一些实施例中，填料200独立于护套260的绞合导致容纳在填料内的绞合线对240彼此相对地螺旋式绞合。
电缆120的总绞合改变了每一对绞合线对240的原始或初始的预定绞距。绞合线对240以大致相同的比率在沿着预定长度的每个点上变化。所述比率可以被定义为由绞合线对240的总螺旋绞合施加的扭转量。与扭转率的施加相对应，每个绞合线对240的绞距以一定的量改变。这些功能及其优点将参照图11A-11B进一步讨论。电缆120的预定长度也将参照图11A-11B进一步讨论。
2.接触点图6A-6D示出了根据本发明第一实施例的纵向相邻和螺旋式地绞合的电缆120的各种横截面视图。图6A-6B示出了电缆120在不同接触点140处接触的横截面视图。在这些位置处，填料延伸部420可以被构造为增大相邻电缆120的绞合线对240之间的距离，从而使接触点140处的外部串扰最小化。
在图6A中，电缆120的最靠近的绞合线对240以距离(S1)隔开。所述距离(S1)大约等于延伸部长度(E1)与护套260的厚度的总和的两倍。在图6A中所示的电缆120位置处，电缆120的填料延伸部420a以两倍于延伸部长度(E1)的方式增大了电缆120的最靠近的绞合线对240之间的距离。图6A中所示的相邻电缆120的最靠近的参考点425以距离S1′隔开。
在图6A中，相邻电缆120如此布置，以使得它们各自的较长绞距的绞合线对240b，240d与电缆120的较短绞距的绞合线对240a，2400c相比彼此更加邻近。因为较长绞距的绞合线对240b，240d与较短绞距的绞合线对240a，240c相比更易受外部串扰影响，电缆120的较大的填料延伸部420a被选择性地布置，以使电缆120的较长绞距的绞合线对240b，240d之间具有增大的距离。因此，电缆120的较长绞距的绞合线对240b，240d在图6A中所示的接触点140处进一步隔开，从而降低了它们之间的外部串扰。换句话说，电缆120可以被构造为在较长绞距的绞合线对240b，240d之间提供最大程度的分离量。因此，填料200可以选择性地接收和容纳绞合线对240。例如，较长绞距的绞合线对240b，240d可以布置成最靠近较长的填料延伸部420a。这些功能有助于有效地使电缆120的较长绞距的绞合线对240b，240d之间的最严重的外部串扰源之间的外部串扰最小化。
图6B示出了电缆120沿其长度的另一接触点140的横截面视图。在图6B中，电缆120的最靠近的绞合线对240以距离(S2)隔开。所述距离(S2)大约等于延伸部长度(E2)与护套260的厚度总和的两倍。在图6B中所示的电缆120位置处，电缆120的填料延伸部420b以两倍于延伸部长度(E2)的方式增大了电缆120的最靠近的绞合线对240之间的距离。图6B中所示的相邻电缆120的最靠近的参考点425以距离S2′隔开。
在图6B中，相邻电缆120如此布置，以使得它们各自的较短绞距的绞合线对240a，240c与电缆120的较长绞距的绞合线对240b，240d相比彼此更加邻近。电缆120的较短绞距的绞合线对240a，240c在图6B中所示的接触点140处以至少填料延伸部420b的长度隔开，从而降低了它们之间的外部串扰。因为较短绞距的绞合线对240a，240c与较长绞距的绞合线对240a，240c相比更不易受外部串扰影响，电缆120的较小的填料延伸部420b被选择性地布置，以隔开电缆120的较短绞距的绞合线对240a，240c。如上面所讨论，增大的距离更有助于降低较长绞距的绞合线对240b，240d之间的外部串扰。因此，电缆120的较大的填料延伸部420a被用于在这样的位置处将较长绞距的绞合线对240b，240d隔开，其中在这些位置处，较长绞距的绞合线对240b，240d在电缆120之间最靠近。
3.非接触点图6C-6D示出了电缆120在沿着它们长度的非接触点处的横截面视图。在这些位置处，电缆120可以被构造为通过形成电缆120之间的气穴160而增大相邻电缆的绞合线对240之间的距离，从而使接触点140处的外部串扰最小化。当相邻电缆120以不同的电缆绞距独立并螺旋式地绞合时，填料延伸部420通过有助于防止电缆120嵌套在一起而有助于形成气穴160。如上面所讨论，该间距影响可以通过沿电缆120的纵向轴线的扭转的轻微波动而最大化。
气穴160增大了电缆120的绞合线对240之间的距离。图6C示出了被位于沿着其纵向长度的位置处的特定气穴160隔开的相邻电缆120的横截面视图。在图6中所示的位置处，相邻电缆120被气穴160隔开。当位于该位置处时，由螺旋形旋转脊部180形成的气穴160实现了使每个电缆120的最邻近的绞合线对240隔开的作用。气穴160的长度为相邻电缆120之间的增大的距离。在图6C中，位于该位置处的电缆120的最靠近的绞合线对240之间的距离由距离(S3)表示。因为空气具有良好的绝缘性能，由气穴160形成的距离可有效地使相邻电缆120与外部串扰隔离。在图6C中，相邻电缆120的最靠近的参考点425以距离S3′隔开。
电缆120可以被如此构造，以使得当它们的绞合线对240被填料延伸部420隔开时，气穴160被形成，以隔开电缆120的绞合线对240，从而有助于降低电缆120之间的外部串扰。
图6D示出了相邻电缆120在沿着其纵向长度的另一气穴160处的横截面视图。与图6C中所示的位置类似，图6D的电缆120由气穴160隔开。如参照图6C所讨论，图6D中所示的气穴160实现了隔开电缆120的最靠近的绞合线对240的作用。位于该位置处的电缆120的最靠近的绞合线对240之间的距离由距离(S4)表示。在图6D中，相邻电缆120的最靠近的参考点425以距离S4′隔开。
尽管图6A-6D示出了电缆120的特定实施例，电缆120的其它实施例可以被构造，以使相邻电缆240的绞合线对240之间的距离增大。例如，各种类型的填料延伸部420结构可用于增大相邻电缆120之间的距离。填料200可以包括被构造为防止相邻电缆120嵌套的不同数量和尺寸的填料延伸部420和填料分隔部400。填料200可以包括有助于隔开相邻电缆120并同时符合用于电缆尺寸或直径的工业标准的任何形状或设计。
例如，图7为根据本发明第二实施例的纵向相邻电缆120′的横截面视图。图7中所示的电缆120′可以按照与图6A-6D中所示的电缆120相似的方式布置。每个电缆120′包括围绕着填料200′、填料分隔部400、填料延伸部420和绞合线对240的护套260。电缆120′还包括沿护套260由填料延伸部420形成的脊部180。因为电缆120′之间的接触点140出现在电缆120′的脊部180处，凸出的脊部180有助于增大相邻电缆120的绞合线对240之间的距离。
在图7中，每个电缆120′包括三个越过绞合线对240中的一些的横截面延伸的填料延伸部420。图7中的填料延伸部420可以按照以上讨论过的任何方式作用，例如有助于防止螺旋式地绞合的相邻电缆120′的嵌套和增大电缆120′的绞合线对240之间的距离。在图7中，位于一个接触点140处的电缆120′的最靠近的绞合线对240之间的距离由距离(S5)表示，其约为电缆120′的延伸部的长度和护套260的厚度的总和的两倍。图7中所示的相邻电缆120′的最靠近的参考点425以距离S5′隔开。图7中所示的电缆120′可以选择性地使不同绞距的绞合线对240按照以上讨论过的任何方式布置。因此，图7中的电缆120′可以被配置为使外部串扰最小化。
图8为利用图4D中的布局的纵向相邻电缆120和填料200″″的放大横截面视图。图8中所示的电缆120由螺旋式地绞合的填料200″″以上述参照图4D讨论过的任何方式隔开。
F.选择性的距离最大化本发明的电缆结构可以通过对绞合线对240的选择性布置使信号恶化最小化。再次参照图4A，绞合线对240a，240b，240c，240d可以按照不同的绞距独立地绞合。在图4A中，绞合线对240a和绞合线对240c具有与绞合线对240b和绞合线对240d的较长绞距相比更短的绞距。
如上所述，因为长绞距绞合线对240b，240d的导线300从平行方位以相对较小的角度定向，所以串扰更容易影响长绞距的绞合线对240。另一方面，较短绞距的绞合线对240a，240c在它们的导线300之间具有更大的分离角度，并且因此完全不平行并不易受到串扰噪音。因此，绞合线对240b和绞合线对240d对串扰比绞合线对240a和绞合线对240c更为敏感。考虑到这些特性，电缆120可以被构造为通过使它们的长绞距绞合线对240b，240d之间的距离最大化而降低外部串扰。
相邻电缆120的长绞距线对240b，240d可以通过将它们布置为邻近最大的填料延伸部420a而隔开。例如，如图4A中所示，填料延伸部420a的延伸部长度(E1)大于填料延伸部420b的延伸部长度(E2)。通过使具有较长绞距的绞合线对240b，240d邻近电缆120的最大的填料延伸部420a，相邻电缆120的填料延伸部420a之间的接触点140将在长绞距的绞合线对240b，240d之间提供最大距离。换句话说，较长绞距的绞合线对240被布置为与较短绞距的绞合线对240相比更靠近最大的填料延伸部420a。因此，电缆120的长绞距绞合线对240b，240d以至少尽可能最大的有效延伸部长度(E1)在接触点140处隔开。该结构及其优点将参照图9A-9D中所示的实施例进一步解释。
图9A-9D示出了根据本发明第三实施例的纵向相邻电缆120″的横截面视图。在图9A-9D中，绞合相邻电缆120″包括长绞距绞合线对240b，240d，其被构造为使相邻电缆120″的长绞距绞合线对240b，240d之间的距离最大化。每个电缆120″包括具有不同绞距的绞合线对240a，240b，240c，240d。长绞距绞合线对240b，240d被布置成最靠近每个电缆120″的填料200″的最长的填料延伸部420。该结构有助于使电缆120″的长绞距绞合线对240b，240d之间的外部串扰最小化。图9A-9D示出了绞合相邻电缆120″在沿着它们的纵向延伸长度的不同位置处的不同横截面视图。
图9A为绞合相邻电缆120″的一实施例的横截面视图，所述电缆被构造为使电缆120″的长绞距绞合线对240b，240d隔开。如图9A中所示，电缆120″如此布置，以使得每个电缆120″的填料延伸部420彼此相向地定向。接触点140在填料延伸部420之间的脊部180处形成于电缆120″之间。当电缆120′定位于图9A中所示的状态时，长绞距绞合线对240b，240d之间的距离约为由距离(E1)表示的越过绞合线对240b，240d的横截面延伸的填料延伸部420的长度与每个电缆120″的护套260的厚度的总和。该总和由距离(S6)表示。在图9A中，相邻电缆120的最靠近的参考点425以距离S6′隔开。图9A中所示结构有助于按照上述参照图6A-6D讨论过的任何方式使外部串扰最小化。
图9B示出了绞合相邻电缆120″在沿着其长度的另一位置处的另一横截面视图。当电缆120″旋转时，填料延伸部420随着该转动而移动。在图9B中，电缆120″的填料延伸部420是平行的并且通常向上取向。因为填料延伸部420造成电缆120″偏移，气穴160在填料延伸部420的该方位上形成于电缆120″之间。图9B中所示结构有助于按照上面参照图6A-6D讨论过的任何方式降低外部串扰。例如，如上面所讨论，气穴160通过使电缆120″的绞合线对240之间的距离最大化而有助于降低外部串扰。距离(S7)示出了电缆120″的最靠近的绞合线对240之间的分离量。在图9B中，相邻电缆120″的最靠近的参考点425以距离S7′隔开。
图9C示出了图9A中的绞合相邻电缆120″位于沿其长度′的不同位置处的另一横截面视图。在这一点上，电缆120″的填料延伸部420被定向为彼此远离。长绞距的绞合线对240b，240d被选择性地布置为邻近填料延伸部420。因此，长绞距绞合线对240b，240d也隔开地定向。每个电缆120″的短绞距绞合线对240a，240c彼此最为邻近。然而，如上所述，短绞距绞合线对240a，240c不如长绞距绞合线对240b，240d对串扰敏感。因此，图9C中所示电缆120″的取向随着高速信号沿绞合线对240传输而不会不可接受地损害高速信号的完整性。电缆120″的其它实施例包括被构造为进一步隔开短绞距绞合线对240a，240c的填料延伸部420。
在图9C所示的位置处，长绞距绞合线对240b，240d被电缆120″的部件自然地分开。特别是，电缆120″的短绞距绞合线对240a，240c的区域有助于使长绞距绞合线对240b，240d隔开。因此，外部串扰在图9C中所示电缆120″的配置处降低。电缆120″的长绞距绞合线对240b，240d之间的距离由距离(S8)表示。在图9C中，相邻电缆120″的最靠近的参考点425以距离S8′隔开。
图9D示出了绞合相邻电缆120″在其长度的另一位置处的另一横截面视图。在图9D所示的位置处，两个电缆120″的填料延伸部420以相同的横向方向定向。每个电缆120″的长绞距绞合线对240b，240d以距离(S9)保持隔开，从而使长绞距绞合线对240b，240d之间的外部串扰影响最小化。另外，包括电缆120″中一个的短绞距绞合线对240a，240c的电缆120″的部件有助于使电缆120″的长绞距绞合线对240b，240d隔开。在图9D中，相邻电缆120″的最靠近的参考点425以距离S9′隔开。
G.电容场平衡本发明的电缆120有助于绞合线对240的导线300周围的平衡电容场。如上所述，电容场形成于特定绞合线对240的导线300之间及其周围。另外，绞合线对240的导线300之间的电容不平衡的程度影响从绞合线对240发出的噪音。如果导线300的电容场被很好地平衡，由该场产生的噪音趋于抵消。典型地通过确保绞合线对240的导线300与绝缘体320的直径相同而促进平衡。如前所述，电缆120使用了促进电容平衡的具有均匀尺寸的绞合线对240。
然而，除了绝缘体320之外的材料影响着导线300的电容场。邻近或位于导线300的电容场内的任何材料将影响集合在绞合线对240中的绝缘导线300的总电容，并最终影响电容平衡。如图4A中所示，电缆120可能包括多种布置在可能分别影响位于绞合线对240中的每个绝缘导线300的电容的位置处的材料。这产生两个不同的电容，从而产生失衡。该失衡抑制了绞合线对240自我消除噪声源的能力，并导致从工作的传输线对240辐射出的升高的噪音等级。绝缘体320、填料200、护套260和电缆120中的空气均可以影响绞合线对240的电容平衡。电缆120可以被构造为包括有助于使任何不平衡作用最小化的材料，从而保持高速数据信号的完整性并降低信号衰减。
1.相容的电介质材料电缆120可以通过使用具有诸如相容介电常数的相容介电性质的材料使电容不平衡最小化。用于护套260、填料200和绝缘体320的材料可以如此选择，以使得它们的介电常数彼此大致相同或者至少相对接近。优选地，护套260、填料200和绝缘体320的变化应当不超过一定的变化极限。当这些部件的材料包括位于极限内的电介质时，电容不平衡降低，从而使噪声衰减最大化，以有助于保持高速信号的完整性。在一些实施例中，填料200、护套260和绝缘体320的介电常数均处于彼此的大约一个介电常数之内。
由于采用了具有相容介电常数的材料，电缆120可通过消除可能由特别布置在绞合线对240周围的具有不同介电常数的材料、特别是由于高速数据信号产生的较强电容场的结果所形成的偏差而使电容不平衡最小化。例如，特定的绞合线对240包括两个导线300。第一导线可以布置成邻近护套260，而第二导线布置成邻近填料200。因此，较为邻近的护套260与较远的填料200相比可能对第一导线300的电容场产生更多的电容影响。填料200可能比护套260对第二导线300产生更大的偏差。因此，导线300的特有偏差不会互相消除，并且绞合线对240的电容场失衡。另外，护套260和填料200的介电常数之间的较大差异将不希望地增大绞合线对240的失衡，从而导致信号恶化。通过使绝缘体320、填料200和护套260采用具有相容介电常数的材料，电缆120可以使偏差、即电容不平衡最小化。因此，导线300周围的电容场被更好地平衡，并且导致沿电缆120内的每个绞合线对的长度的改进的噪声消除效果。
在一些实施例中，护套260可包括具有不同介电性质的内护套和外护套。在一些实施例中，内护套、所述填料200和所述绝缘体320的介电常数均在彼此的大约一个介电常数(1)之内。在一些实施例中，外护套的介电常数不在所述绝缘体320的大约一个介电常数之内。在一些实施例中，在从导线300的中心开始的预定尺寸范围内，没有其介电常数从绝缘体320的介电常数开始变化超过大约加上或减去一个介电常数的材料。在一些实施例中，该预定尺寸为大约0.025英寸(0.635mm)的半径。
2.空气最少化因为空气与绝缘体320、填料200材料或护套260的介电常数的差异典型地大于1.0，电缆120可以通过使绞合线对240周围的空气量最小化而促使绞合线对240的总电容场的平衡。空气量可以通过使得用于电缆120的填料200的面积扩大或最大化而减少。例如，如上面参照图4A所讨论，填料延伸部420和/或填料分隔部400的面积可以增大。如图4A中所示，电缆120的填料延伸部420朝向护套260扩展，以增大填料延伸部420的横截面面积。
另外，如上面参照图4A所讨论，包括填料分隔部400和填料延伸部420的填料200可以包括成形为适配(或贴合)地容纳绞合线对240的边缘，从而使电缆120中存储空气的空间最小化。在一些实施例中，包括填料延伸部420和填料分隔部400的填料200包括成形为容纳绞合线对240的弯曲边缘。另外，如上面参照图4A所讨论，填料延伸部420可以包括被构造为适配地与护套260嵌套的弯曲外边缘，从而当护套260紧贴或紧密装配在填料延伸部420的周围时，将位于填料延伸部420和护套260之间的空气移出。
选择性地容纳邻近绞合线对240的诸如空气的气体的电缆120的空隙的减少有助于使具有完全不同的介电常数的材料最少化。因此，绞合线对240的电容场的失衡被最小化，这是因为朝向独特布置的材料的偏差被防止或至少衰减。总体结果是从绞合线对240发出的噪声影响被降低。在一些实施例中，能够将诸如空气的气体保持在绞合线对240的横截面区域中的的空隙面积小于绞合线对240的横截面面积或容纳绞合线对240的区域的预定量。在一些实施例中，空隙中的气体量小于电缆120的横截面的预定量。在一些实施例中，在预定距离上，电缆120中的气体量小于电缆120的体积的预定量。在一些实施例中，该预定量为10％。
通过将空隙和电缆120中的诸如空气的相应气体的量限制为小于预定量，电缆120具有改进的性能。绞合线对240周围的电介质更为相容。如上面所讨论，这有助于降低由绞合线对240发出的噪音。因此，电缆120能够更准确地传输高速数据信号。
图10示出了电缆120的一替换实施例的实例的横截面视图。图10中的电缆120示出了更紧密地装配在绞合线对240周围的护套260。电缆120显示出护套260可以通过有助于使能够将诸如空气的气体保持在电缆120内的空隙最小化的多种不同结构装配在电缆120周围。
H.阻抗均一性如上面所讨论的电缆120内部的空气量的减少也有助于通过使沿电缆120的长度的阻抗变化量最小化而保持传输信号的完整性。特别是，电缆120可以如此构造，以使得其部件在护套260中大致固定就位。护套260内的部件可以通过按照以上讨论过的任何方式减小护套260内部的空气量而大致固定。特别是，绞合线对240可以彼此相对地大致固定就位。在一些实施例中，护套260以这样的方式装配在绞合线对240上，以使得其将绞合线对240固定就位。尽管不要求，但是典型地使用压紧配合。在其它实施例中，可以使用诸如胶粘剂的其它材料。在其它实施例中，填料200被构造为有助于将绞合线对240大致固定就位。在一些优选实施例中，包括绞合线对240的电缆120的部件彼此相对被牢固地固定就位。
由于具有固定的物理性质，电缆120能够使阻抗变化最小化。如上面所讨论，绞合线对240的物理性质或关系方面的任何变化很可能导致不必要的阻抗变化。因为电缆120可以包括固定的物理性质，电缆120可以在不会向电缆120引入明显的阻抗偏差的情况下被操作，例如螺旋式地绞合。电缆120可以在其被装上护套之后螺旋式地绞合，而不会引入危险的阻抗偏差，包括在制造、测试和安装步骤期间。因此，电缆120的电缆绞距可以在其装上护套之后改变。在一些实施例中，即使当电缆120螺旋式地绞合时，电缆120的绞合线对240之间的物理距离的改变不会超过预定量。在一些实施例中，所述预定距离大约为0.01英寸(0.254毫米)。
电缆120的大致固定的物理性质有助于降低由于信号反射产生的衰减，这是因为在沿着电缆120的阻抗变化的任意点上反射较少的信号强度。因此，电缆120的结构通过使电缆120沿其长度的物理性质变化达到最小而准确、有效地传输高速数据信号。
另外，在导线300周围使用具有有利和相容的介电性质的材料有助于使沿电缆120的长度的阻抗变化最小化。电缆120沿其长度的物理性质方面的任何变化将加剧绞合线对240的任何现有的电容不平衡。相容电介质材料的使用降低了绞合线对240内部的任何电容偏差。因此，任何物理变化将仅仅增强最小化的电容偏差。由此，通过使用靠近导线300的具有相容电介质的材料，电缆120中的任何物理变化的影响被小化。
I.电缆绞距限制本发明的电缆120可以被构造为通过使相邻电缆120之间出现的平行交叉点最小化而降低外部串扰。如上所述，相邻电缆120的绞合线对240之间的平行交叉点是高速数据率的外部串扰的重要来源。具有相等或类似绞距的绞合线对240处发生的平行点彼此相邻。为了使相邻电缆120之间的平行交叉点达到最少，电缆120可以按照不同和/或变化的绞距绞合。当电缆120螺旋式地绞合时，其绞合线对240的绞距根据电缆120的绞合而改变。因此，相邻电缆120可以按照不同的总电缆120绞距螺旋式地绞合，以便使电缆120中的一个的绞合线对240的绞距不同于相邻电缆120的绞合线对240的绞距。
例如，图11A示出了根据本发明第三实施例的相邻电缆120-1的放大横截面视图。图11A中所示的相邻电缆120-1包括绞合线对240a，240b，240c，240d，并且每个绞合线对240具有初始预定绞距。假设图11A中所示的电缆120-1均未被总螺旋绞合，两个电缆120-1的绞合线对240的绞距是相同的。当电缆120-1被布置成彼此相邻时，平行交叉点将存在于电缆120-1的相应绞合线对240、例如每个电缆120-1的绞合线对240d之间。平行绞合线对240不希望地加剧了电缆120-1之间的外部串扰影响，尤其是因为电缆120-1易受嵌套的影响。
然而，电缆120-1的各绞合线对240的绞距可以被制成在沿着电缆120-1的预定长度的任何横截面的位置处彼此不同。通过对每个电缆120-1施加不同的总扭绞率，电缆120-1变得不同，并且它们各自的绞合线对240的初始绞距转变为合成绞距。
例如，图11B示出了图11A中的电缆120-1在它们以不同的总扭绞率绞合后的放大横截面视图。绞合线对120-1中的一个现在被称作电缆120-1′，而另一个不同的绞合电缆120-1现在被称作电缆120-1″。电缆120-1′和电缆120-1″以它们的不同电缆绞距和它们各自绞合线对240的不同合成绞距加以区别。电缆120-1′包括绞合线对240a′，240b′，240c′，240d′(统称为“绞合线对240′”)，该绞合线对240′包括它们的合成绞距。电缆120-1″包括具有它们的不同合成绞距的绞合线对240a″，240b″，240c″，240d″(统称为“绞合线对240″”)。
电缆120-1的总绞合的影响可以数值实例的方式进一步解释。在一些实施例中，以英寸计的绞合线对240的调整、合成绞距可以大致通过下列公式获得，其中“1”表示初始绞合线对240绞距，并且“L”表示电缆绞距l′=1212L+12l]]>假设电缆120-1中的第一个包括具有0.30英寸(7.62毫米)的预定绞距的绞合线对240a、具有0.40英寸(10.16毫米)的预定绞距的绞合线对240b、以及具有0.60英寸(15.24毫米)的预定绞距的绞合线对240d。如果第一电缆120-1以4.00英寸的总电缆绞距绞合以成为电缆120-1′，绞合线对240的预定绞距如下面所述变紧绞合线对240a′的合成绞距变为大约0.279英寸(7.087毫米)，绞合线对240c′的合成绞距变为大约0.364英寸(9.246毫米)，绞合线对240b′的合成绞距变为大约0.444英寸(11.278毫米)，并且绞合线对240d′的合成绞距变为大约0.522英寸(13.259毫米)。
1.最小的电缆绞距变化量诸如图11A中所示电缆120-1的相邻电缆120可以按照不同的绞距随机或非随机地绞合，并且它们绞距之间的变化量可限制在一定范围内，以便使电缆120之间的各平行绞合线对240的发生最小化。在上面的实例中，其中第一电缆120-1以4.00英寸(101.6毫米)的绞距绞合，以变成电缆120-1′，相邻的第二电缆120-1可按照从至少4.00英寸(101.6mm)开始的最小量变化的不同总绞距绞合，从而使得其绞合线对240″的合成绞距不至于太接近而变得与电缆120-1′的绞合线对240′平行。
例如，图11A中所示的第二电缆120-1以3.00英寸(76.2毫米)的绞距绞合，以成为电缆120-1″。以用于电缆120-1″的3.00英寸(76.2毫米)的绞距，电缆120-1″的绞合线对的合成绞距变成下面情况绞合线对240a″为0.273英寸(6.934毫米)，绞合线对240c″为0.353英寸(8.966毫米)，绞合线对240b″为0.429英寸(10.897毫米)，以及绞合线对240d″为0.500英寸(12.7毫米)。相邻电缆120-1′，120-1″的电缆绞距之间的变化量越大，导致电缆120-1′，120-1″相应的各自绞合线对240′，240″的绞距之间的差异越大。
因此，图11A中所示的相邻电缆120-1应当以特有的绞距绞合，该绞距在沿至少预定距离(诸如10米的电缆120区段)上的彼此的平均电缆绞距不至于太相似。由于具有以至少最小变化量变化的电缆绞距，相应的绞合线对240被构造为不平行或者不在一定范围内变为平行。因此，由于相应的绞合线对240具有不同的合成绞距，且相应的绞合线对240保持为不过于接近以达到平行铺设位置，电缆120之间的外部串扰被最小化。在一些实施例中，相邻电缆120的电缆绞距以不小于彼此的预定量的方式变化。在一些实施例中，相邻电缆120具有单独的电缆绞距，其以不小于彼此的平均独立绞距的预定量的方式变化，所述平均独立绞距沿大致纵向延伸部分的至少预定距离计算出来。在一些实施例中，该预定量为大约加上或减去10％。在一些实施例中，该预定距离大约为10米。
2.最大的电缆绞距变化量诸如图11B中所示电缆120-1′，120-1″的相邻电缆120可以被构造为通过具有不超过一定的最大变化量变化的特有电缆绞距而使外部串扰最小化。通过对相邻电缆120-1′，120-1″的绞距之间的变化量进行限制，电缆120-1′，120-1″的非对应的各自绞合线对240(例如，电缆120-1′的绞合线对240′和电缆120-1″的绞合线对240″)被防止变成大致平行。换句话说，电缆绞距变化极限防止了电缆120-1″的绞合线对240d″的合成绞距变成与电缆120-1′的绞合线对240a″，240b″，240c″的合成绞距大致相等。绞距极限可以如此设置，以使得电缆120-1′的每个绞合线对240′的绞距在沿着电缆120-1′，120-1″的纵向轴线的任何横截面的位置处不大于电缆120-1″的一个绞合线对240″的绞距。
因此，对最大电缆绞距变化量的限制防止了相邻电缆120的单独绞合线对240绞距变化太大。如果相邻电缆120中的一个与另一电缆120的扭绞率相比绞合得过于紧密，随后相邻电缆120的非对应绞合线对240可能变成大致平行，其将不希望地加剧相邻电缆120之间的外部串扰的影响。
在上面给出的实例中，其中电缆120-1′包括4.00英寸(101.6毫米)的总电缆绞距，如果以大约1.71英寸(43.434毫米)的电缆绞距螺旋式地绞合，电缆120-1″将绞合得过于紧密。以1.71英寸(43.434毫米)的绞距，电缆120-1″的绞合线对240″的合成绞距变成以下情况绞合线对240a″为0.255英寸(6.477毫米)，绞合线对240c″为0.324英寸(8.230毫米)，绞合线对240b″为0.287英寸(7.290毫米)，并且绞合线对240d″为0.444英寸(11.278毫米)。尽管电缆120-1′，120-1″的相应绞合线对240′，240″现在比它们在电缆120-1″以3.00英寸(76.2毫米)绞合时在合成绞距上具有更大的变化量，但是电缆120-1′，120-1″的一些非相应的绞合线对240′，240″已经变得大致平行。这增大了电缆120-1′，120-1″之间的外部串扰。特别是，电缆120-1′的绞合线对240b′的合成绞距近似等于电缆120-1″的绞合线对240d″的合成绞距。
因此，电缆120应当螺旋式地绞合，以使得它们各自的扭绞率不造成电缆120之间的绞合线对240变得大致平行。由于平行情况可以在所述范围内的一些点处显而易见，这在总电缆绞距在特定范围内逐渐增大或减小时尤为重要。例如，电缆120绞距可以被限制在不使它们的绞合线对240的绞距超过一定的合成绞距界限的范围内。由于仅在一定的电缆绞距范围内绞合电缆120，电缆120的非相应绞合线对240不会变得大致平行。因此，相邻电缆120可以如此配置，以使得一个绞合线对240的合成绞距不大于另一电缆120的一个合成绞合线对240的绞距。例如，只有电缆120的相应绞合线对240应当具有相同的绞距。在一些实施例中，相邻电缆120中的一个绞合线对240d将不会变得与另一相邻电缆120的绞合线对240a，240b和240c平行。
在一些实施例中，用于电缆120的电缆绞距的最大变化量界限根据用于电缆120的每个绞合线对240的最大变化量界限确立。例如，假设第一电缆120包括具有下列绞距的绞合线对240a，240b，240c，240d绞合线对240a为0.30英寸(7.62毫米)，绞合线对240c为0.50英寸(12.7毫米)，绞合线对240b为0.70英寸(17.78毫米)，以及绞合线对240d为0.90英寸(22.86毫米)。第一电缆120的扭绞率可以由用于电缆120的绞合线对240的绞距的一定的最大变化量界限限制。
例如，在一些实施例中，第一电缆120的绞距应当不会造成绞合线对240d的绞距小于0.81英寸(20.574毫米)。绞合线对240b的合成绞距将不会变得小于0.61英寸(15.494毫米)。绞合线对240c的合成绞距将不会变得小于0.41英寸(10.414毫米)。通过将各绞合线对240的绞距限制在特定范围内，相邻布置的电缆120的非相应绞合线对240不会变成大致平行。因此，限制了电缆120之间的外部串扰的影响。
因此，电缆120可以被构造为使电缆绞距在一定的最小值和最大值范围内。特别是，每个电缆120应当在由最小变化量和最大变化量界定的范围内绞合。最小变化量边界有助于防止电缆120的相应绞合线对240大致平行。最大变化量边界有助于防止电缆120的非对应绞合线对240变得彼此大致平行，从而降低电缆120之间的外部串扰的影响。
3.任意电缆绞合如上面所讨论，电缆120可以随机或非随机地沿至少预定长度绞合。这不但有助于使相邻电缆120之间的间隔最大化，而且有助于确保相邻布置的电缆120不会具有彼此平行的绞合线对240。至少，电缆120的变化的电缆绞距有助于使平行绞合线对240的情况达到最少。优选地，电缆120的电缆绞距在至少预定长度上变化，同时保持在上述讨论过的最大和最小电缆绞距变化量范围之内。
电缆120以连续增大或连续减小的绞距螺旋式地绞合，从而使得其绞合线对的绞距在预定长度上连续增大或连续减小，以使得当电缆120或绞合线对240的预定长度被分成两个子部并且该子部被布置成彼此相邻时，随后在子部的任意相邻点处，每一子部的最靠近的绞合线对240具有不同的绞距。这通过确保相邻电缆120之间的最靠近的绞合线对240具有不同的绞距、即不平行而降低了外部串扰。
当电缆120经受总绞合时，扭绞率在沿着预定长度的任一特定点处均匀地施加到绞合线对240上。然而，因为初始绞距为上述讨论过的公式中的一因子，从每个绞合线对240的初始绞距向合成绞距的变化将稍有不同。图1示出了以不同的绞距分别绞合的两个相邻电缆120。
图12示出了施加到根据一个实施例的电缆120上的扭绞率的变化图。横轴表示一段长度的电缆120，其被分成预定的长度。竖轴表示总电缆120的绞合紧度。如图12中所示，扭绞率在电缆120的一定长度(v)、优选地在预定长度上连续增大。在一定长度(1v)的末端，扭绞率迅速回到较松的扭绞率，并且至少在紧邻的预定长度(2v)上连续增大。该绞合模式形成图12中所示的锯齿图。通过变化如图12中所示的扭绞率，沿预定长度的电缆120的任何部分(或区段)均可以被分成不具有相同扭绞率的部分。
电缆绞距应当至少在预定长度上变化。优选地，该预定长度至少约等于通过电缆120传输的信号的一个基本波长的长度。这给予了完成整个循环的足够的基本波长的长度。基本波长的长度取决于传输信号的频率。在一些示例性实施例中，基本波长的长度大约为3米。另外，众所周知，循环特性的情况是附加的，并且如果存在循环问题的话，需要注意多波长。然而，通过确保在一到三波长距离上的一些随机形式，循环问题可以最小化甚至暂时消除。在一些实施例中，需要检查较长的波长，以确保随机性。
因此，在一些实施例中，预定长度至少等于大约一个基本波长的长度，但不超过传输信号的大约三个基本波长的长度。因此，在一些实施例中，该预定长度大约为3米。在其它实施例中，该预定长度大约为10米。
J.性能测定在一些实施例中，电缆120以接近和超过20千兆比特/秒的通过量传输数据。在一些实施例中，100米长度的电缆120的香农信道容量大于大约20千兆比特/秒，并且在数字信号处理时没有任何外部串扰缓解的性能。
例如，在一个实施例中，电缆组100包括在大约一百米长度上布置为彼此纵向相邻的七个电缆120。电缆120如此布置，以使得一根居中布置的电缆120被其它六根电缆120围绕。在该结构中，电缆120以接近和超过20千兆比特/秒的速度传输高速数据信号。
VI.替换实施例上述说明为例举性和非限制性的。对于本领域的技术人员来说，在阅读上述说明的基础上，除了所提供的实例之外的许多实施例和应用是显而易见的。本发明的范围不应当参照上述说明确定，而应当参照所附权利要求和该权利要求所赋予的等效物的全部范围确定。可以预期，进一步的改进将发生在电缆结构中，并且本发明将被结合在这种进一步的实施例中。
权利要求
1.一种电缆填料，包括基体部分形成区域，所述区域中的每一个被构造为选择性地接收导线绞合线对，其中所述基体部分包括至少一个腿，所述腿的长度至少大约等于被选择性地接收的绞合线对的直径；以及至少一个延伸部，所述延伸部从所述腿以至少预定的尺寸径向向外延伸。
2.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料沿大致纵向轴线在至少预定距离上螺旋式扭绞。
3.如权利要求2所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料的填料绞距在所述预定距离上变化。
4.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述基体部分包括被构造为适配地容纳被选择性地接收的绞合线对的弯曲边缘。
5.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述延伸部被扩展，以形成用于接收护套的弯曲外边缘。
6.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，具有至少两个腿，所述至少两个腿中的每一个具有呈不同横截面面积的延伸部，所述区域被如此构造，以使得更靠近最大延伸部的所述区域中的第一部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较长绞距的绞合线对的区域，而较不靠近所述最大延伸部的所述区域的第二部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较短绞距的绞合线对的区域。
7.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料被构造为用于沿至少预定距离与第二电缆填料相邻地布置，并且其中所述电缆填料沿所述第二电缆填料在至少所述预定距离上扭绞。
8.如权利要求7所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料沿着所述预定距离在任何点处以不同于所述第二电缆填料的绞距扭绞。
9.如权利要求8所述的电缆填料，其特征在于，所述被选择性接收的绞合线对中的任何一个具有不大于第二电缆填料的被选择性接收的绞合线对的一个绞距的绞距。
10.如权利要求7所述的电缆填料，其特征在于，所述电缆填料和所述第二电缆填料以不同的绞距扭绞，以使得所述电缆填料和所述第二电缆填料的被选择接收的各绞合线对具有不同的合成绞距。
11.如权利要求7所述的电缆填料，其特征在于，具有至少两个腿，所述至少两个腿中的每一个具有呈不同横截面面积的延伸部，所述区域被如此构造，以使得更靠近最大延伸部的所述区域中的第一部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较长绞距的绞合线对的区域，而较不靠近所述最大延伸部的所述区域的第二部分包括至少一个被构造为用于选择性地接收较短绞距的绞合线对的区域。
12.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述至少一个延伸部包括以第一预定尺寸远离第一腿延伸的第一延伸部和以第二预定尺寸远离第二腿延伸的第二延伸部，所述第一预定尺寸大于所述第二预定尺寸。
13.如权利要求1所述的电缆填料，其特征在于，所述第一预定尺寸大约为所述第二预定尺寸的两倍。
14.一种电缆，包括至少两个导线绞合线对；填料，其包括一基体部分，所述基体部分具有至少一个腿，所述腿的长度至少大约等于所述绞合线对的直径；以及至少一个延伸部，所述延伸部从所述腿以至少预定尺寸径向向外延伸。
15.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述绞合线对在至少预定长度上彼此相对地螺旋式绞合。
16.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述填料在至少预定长度上螺旋式绞合，其中所述填料的绞距在所述预定长度上变化。
17.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述基体部分形成多个区域，至少一部分所述区域被构造为选择性地接收较长绞距的绞合线对。
18.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述基体部分包括被构造为适配地容纳所述绞合线对的弯曲边缘。
19.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述绞合线对包括较长绞距的绞合线对和较短绞距的绞合线对。
20.如权利要求19所述的电缆，其特征在于，具有至少两个腿，该至少两个腿中的每一个具有不同长度的延伸部，所述较长绞距的绞合线对被布置成更靠近最长延伸部，而所述较短绞距的绞合线对被布置成较不靠近所述最长延伸部。
21.如权利要求19所述的电缆，其特征在于，具有至少两个腿，该至少两个腿中的每一个具有呈不同横截面面积的延伸部，所述较长绞距的绞合线对被布置成更靠近最大延伸部，而所述较短绞距的绞合线对被布置成较不靠近所述最大延伸部。
22.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述电缆符合用于第5类、第5e类和第6RJ-45类电缆中的至少一个的工业尺寸标准。
23.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，选择性地接收诸如空气的气体的空隙在预定距离上小于所述电缆的横截面面积和所述电缆的体积中的至少一个的大约10％。
24.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，还包括围绕所述填料和所述绞合线对的护套，其中所述填料、所述护套和每一个所述绞合线对的绝缘体的电介质相对于彼此均在大约1个介电常数的范围内。
25.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，还包括护套，其布置在所述填料和所述绞合线对上，以使得所述护套大致将所述绞合线对彼此相对地固定就位。
26.如权利要求25所述的电缆，其特征在于，所述护套包括内部护套和外部护套，其中所述填料、所述内部护套和所述绞合线对的绝缘体的电介质相对于彼此均在大约1个介电常数的范围内。
27.如权利要求25所述的电缆，其特征在于，当所述填料沿大致纵向轴线螺旋式旋转时，所述绞合线对之间的距离变化不超过大约0.01英寸。
28.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，所述至少一个延伸部中的每一个以至少所述预定尺寸越过所述绞合线对中的至少一个的横截面区域的外边缘延伸。
29.一种电缆组，包括绞合线对，其包括至少两个沿大致纵向轴线延伸的导线和围绕所述导线中的每一个的绝缘体；其中所述导线沿所述轴线以一绞距大致纵向地绞合；电缆，其包括偏置填料和至少两个绞合线对，其中所述绞合线对包括大致不同的绞距；以及至少两个电缆，其沿大致平行轴线以至少预定距离布置。
30.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，所述电缆沿着所述预定距离在任何点处以不同的电缆绞距独立旋转。
31.如权利要求30所述的电缆组，其特征在于，所述电缆绞距彼此之间的变化不小于一预定量，以使得所述电缆的相应绞合线对具有不同的合成绞距。
32.如权利要求30所述的电缆组，其特征在于，第一电缆的所述绞合线对的所述绞距中的每一个在所述预定距离上不大于第二电缆的所述绞合线对的所述绞距中的一个。
33.如权利要求30所述的电缆组，其特征在于，所述电缆以不同的电缆绞距旋转，从而使得所述电缆的绞合线对中的每一个的每个所述绞距在所述预定距离上保持在独立的范围内。
34.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，所述至少两个电缆被螺旋式地绞合在一起。
35.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，所述电缆的偏置填料沿所述轴线以一填料绞距旋转，以使得所述电缆的所述填料绞距不同。
36.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，所述偏置填料以至少预定尺寸越过所述绞合线对的横截面区域延伸。
37.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，选择性地接收诸如空气的气体的空隙在所述预定距离上小于所述电缆的横截面面积和所述电缆的体积中的至少一个的大约10％。
38.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，还包括围绕所述偏置填料和所述绞合线对的护套，其中所述偏置填料、所述护套和所述绝缘体的电介质相对于彼此均在大约1个介电常数的范围内。
39.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，还包括围绕所述偏置填料和至少两个绞合线对的护套，其中所述偏置填料和所述护套这样布置，以使得当所述绞合线对沿所述预定距离螺旋式旋转时，所述绞合线对之间的距离变化不超过大约0.01英寸。
40.如权利要求29所述的电缆组，其特征在于，所述偏置填料包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部长于所述第二延伸部，并且较长绞距的绞合线对被布置成更靠近所述第一延伸部，而较短绞距的绞合线对被布置成更靠近所述第二延伸部。
全文摘要
本发明涉及由绞合导线对制成的电缆。更具体地说，本发明涉及用于高速数据通讯应用的绞合线对通讯电缆。包括至少两个导线的绞合线对沿大致纵向轴线延伸，并带有围绕每个导线的绝缘体。所述导线沿轴线大致纵向绞合。电缆包括至少两个绞合线对和填料。至少两个电缆以至少预定距离沿大致平行轴线布置。电缆被构造为除了其它功能外通过限制沿预定距离的阻抗偏差、信号衰减和外部串扰中的至少一部分来高效、准确地传输高速数据信号。
文档编号H01B11/02GK1902717SQ200480039399
公开日2007年1月24日 申请日期2004年10月14日 优先权日2003年10月31日
发明者罗伯特·肯尼, 斯图尔特·里夫斯, 基思·福特, 约翰·W·格罗什, 斯普林·斯图茨曼, 罗杰·安德森, 戴维·维克霍斯特, 弗雷德·约翰斯顿 申请人:Adc公司