ＬＡＮ試験機器用の安定パッチコード

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【発明の名称】	ＬＡＮ試験機器用の安定パッチコード
【発明者】	【氏名】チャールズシー．ハナ・マイリック
【要約】	【課題】ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）内のリンクを正確に測定できる安定パッチコードを提供する。【解決手段】８本の同軸ケーブルを含んだケーブルであって、所望の１００Ωの差動インピーダンスを形成するために、５０Ω同軸ケーブルの対のシールドが端部で、銅テープによって一緒に接続される。試験機器は、「リターンロス」測定を安定に行うことができ、試験ケーブルの試験機器上での減衰または挿入ロスは、この機器の校正によって補正することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】スリーブと、このスリーブ内に配設された複数の同軸ケーブルと、複数の金属ストリップとを備えるネットワーク試験用ケーブルであって、各同軸ケーブルは、中心導体と、チューブ状外部導体と、絶縁被覆とを有し、前記中心導体は、内側にあって、前記チューブ状外部導体から絶縁され、前記チューブ状外部導体は、前記絶縁被覆によって被覆され、前記金属ストリップのそれぞれは、所望のインピーダンスを与えるために、複数の同軸ケーブルの少なくとも一部の回りに巻かれていることを特徴とするネットワーク試験用ケーブル。
【請求項２】各同軸ケーブルは、前記中心導体と前記チューブ状外部導体との間に配置された絶縁体を更に有する請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項３】８本の５０Ω同軸ケーブルを有する請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項４】３本の銅箔ストリップを更に備え、第１の銅箔ストリップは、２本の同軸ケーブルの回りに巻かれ、第２の銅箔ストリップは、２本の同軸ケーブルの回りに巻かれ、第３の銅箔ストリップは、４本の同軸ケーブルの回りに巻かれている請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項５】前記同軸ケーブルのそれぞれは、５０Ωのインピーダンスを有する請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項６】前記金属ストリップのそれぞれは、銅箔ストリップである請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項７】前記金属ストリップに接続されるワイヤを有する請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項８】それぞれが５０Ωのインピーダンスを有する８本の５０Ω同軸ケーブルと、３本の銅箔ストリップとを備え、第１の銅箔ストリップは、２本の同軸ケーブルの回りに巻かれ、第２の銅箔ストリップは、２本の同軸ケーブルの回りに巻かれ、第３の銅箔ストリップは、４本の同軸ケーブルの回りに巻かれている請求項１に記載のネットワーク試験用ケーブル。
【請求項９】スリーブと、このスリーブ内に配設された８本の５０Ω同軸ケーブルと、３本の銅箔ストリップとを備えるネットワーク試験用ケーブルであって、各同軸ケーブルは、中心導体と、絶縁体と、チューブ状外部導体と、絶縁被覆とを有し、前記中心導体は、内側にあって、前記チューブ状外部導体から絶縁され、前記絶縁体は、前記中心導体と前記チューブ状外部導体との間に配置され、前記チューブ状外部導体は、前記絶縁被覆によって被覆され、第１の銅箔ストリップは、２本の同軸ケーブルの回りに巻かれ、第２の銅箔ストリップは、２本の同軸ケーブルの回りに巻かれ、第３の銅箔ストリップは、４本の同軸ケーブルの回りに巻かれていることを特徴とするネットワーク試験用ケーブル。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＡＮテスト機器用の安定パッチコード、特にネットワーク試験用ケーブルに関する。
【０００２】この出願は、２０００年７月７に出願された米国暫定特許出願シリアル番号６０／２１６，６１９号並びに２００１年１月２５に出願された米国暫定特許出願シリアル番号６０／２６４，１１１号の利益を主張する。
【０００３】
【従来の技術】ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のコンピュータ相互接続配線において益々増加するデータスループットに伴って、データ導体に対する要求は、より逼迫したものとなっている。１つの要求は、「リターンロス（反射減衰量）」に関係している。信号がケーブル対で送られるときに、ケーブル、コネクタ、遷移点等における不連続性が全て反射を引き起こす可能性がある。「リターンロス」は、これら不連続性の結果として如何に多くの信号が反射されたかを示す尺度である。最近の標準は、「リターンロス」を測定するための要求を加えている。ＬＡＮのリンクを測定する間に、安定した「リターンロス」を有していることは有利である。不幸にして、試験機器のコードとして使用されるパッチケーブルの「リターンロス」は、試験機器と関連ケーブルの移動と操作に伴って、相当に変化する可能性がある。
【０００４】これらの問題に対する他の解決法が試行されている。例えば、これらの問題に打ち勝つ１つの試みは、ワイヤの対を相互に「結合」または溶融するものである。このように「結合された」対からなるケーブルが試験されているが、ケーブルの動き、撚り（ツイスト）および操作の結果として相当に変化するか、変更させられる「リターンロス」を生じているようである。ユーザの手の接近は、ワイヤの隣接する対の移動と同様に、ケーブルが操作されるときにキャパシタンスを生じさせ、そしてケーブルの「リターンロス」を変化させる。
【０００５】この問題に対する他の解決法は、十字形プラスチックをワイヤ対の間のケーブル中央に配置することである。この十字形は、隣接するワイヤ対を効果的に分離するように作用する。それにもかかわらず、ケーブルの動き、撚りおよび操作は、依然として「リターンロス」に影響を与える。
【０００６】この問題に対する更に他の解決法は、ワイヤの各対が金属被覆されたマイラーシールドによって巻かれているケーブルを使用することである。４対の巻かれたワイヤからなるこのケーブル全体は、撚り合わされたひもによって巻かれている。他の解決法のどれよりも安定してはいるが、それは所望の結果を与えない。例えば、ケーブルが撚られ過ぎると、「リターンロス」は突然変化してしまう。また、時間が経つと、マイラー上の金属皮膜が基材から剥がれ落ち、ケーブルの電気的特性を変更してしまう傾向がある。
【０００７】一般には、これらの問題に対する前述した解決法のいずれもが、測定される必要のあるリンクを正確に測定するために十分な安定性を与えていない。
【０００８】図１および２に、ＲＪ４５コネクタ１０が示されている。このようなコネクタ１０は、コンピュータネットワーク化に共通であって、８本のワイヤを含んだケーブル１２と、プラスチック製のハウジングまたはプラグ１４内の８つの端子とからなる。より具体的には、８本のワイヤは、プラグ１４の端部に露出したピン１６に終端している。このワイヤ（および対応するピン１６）は、１番から８番まで番号付けされている。プラグ１４は、対応するレセプタクル内に挿入可能であって、コネクタ１０上のピン１６を、レセプタクル内の対応するピンに導電的に接触させる。ＲＪ４５コネクタの構造および動作の全体は、従来から良く知られている。
【０００９】「リターンロス」を変化させること以外の問題は、殆どのケーブル、例えばＲＪ４５コネクタで終端するケーブルが４対の撚りワイヤからなり、ケーブル内のクロストーク（即ち、ケーブル内の異なるワイヤ対の間のクロストーク）を最小化するために、各対はケーブル内で異なるレートで撚られているという事実に関係している。さらには、４対の撚りワイヤはその後、ケーブルの長手方向に沿って、通常は比較的緩やかに、撚られる。このケーブルがＲＪ４５コネクタへと切断されるときに（即ち、ケーブルが切断されて、それがＲＪ４５コネクタと係合されるときに）、ケーブル全体は、ＲＪ４５コネクタ１０のピン１，２および７，８に接続されるワイヤ対が、プラグ１４内のそれぞれの穴１８内に直接入ってそれぞれのピン１６で終端するように、位置決め、即ち回転されなければならない。換言すれば、クロストークを回避するためには、ワイヤ１と２の間、およびワイヤ７と８の間に、クロスオーバがあるべきではない。
【００１０】ワイヤがケーブル１２内で撚られているので、ケーブル１２が例えばＲＪ４５コネクタへの接続用に切断されるときに、ワイヤ対は、任意の数の異なった向き（オリエンテーション）になり得ることは明らかである。この向きとは無関係に、ワイヤは、プラグ１４の端部でピン１６と対応するために、１，２，３，４，５，６，７，８の順序で、ＲＪ４５コネクタと係合されなければならない。図３は、各向きが相対的に有利である４通りの可能なワイヤの向きを示している。より具体的には、ＲＪ４５コネクタ１０内における各ワイヤのピン１６での終端（即ち、各ワイヤのプラグ１４の穴１８内への挿入）は、ワイヤの向きの結果として比較的容易に達成される。図３（後述する図５でも同様）では、各ワイヤ対の回りの円が、合わさって撚られるワイヤであることを示している。明らかに、切断後のケーブルの端部を見ると、ワイヤは合わさって螺旋的に変化させられるであろう。
【００１１】ワイヤは、１，２，３，４，５，６，７，８の順序でＲＪ４５コネクタと係合されなくてはならないので、図３に示された各向きの対のシーケンス（配列）は、図４に示されているそれぞれ左から右への矢印によって表されるようになる。これにより、図３の最も左の向きについては、対のシーケンスは、左、上、下そして右の順となる。このことは、図４に示された最も左の矢印によって表されている。ここでは、矢印は左から始まり、そして上を、次に下を、最後に右を目指している。
【００１２】図３は、各向きが有利である４通りの可能なワイヤの向きを示しているが、他のワイヤの向きも有利ではないが可能である。図５は、各ワイヤの他のワイヤに対する位置に起因して、各向きが図３のものほどには有利ではない４通りの可能なワイヤの向きを示している。図５に示されたワイヤの向きのそれぞれにおいて、４つのワイヤ対は全て、ワイヤをＲＪ４５コネクタ１０のプラグ１４内に挿入するために（図１参照）、半ターンだけ撚られるか、あるいは、撚り戻される必要がある。この結果、退化した、安定したクロストークが生ずる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）内のリンクを正確に測定できる安定パッチケーブルを提供することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、コードが操作されている時の、測定されるリンクの「リターンロス」の変化および変更に対して抵抗力があるパッチケーブルを提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、低減された安定したクロストークを達成するために、製造されたケーブルの端部から接点（例えば、ＲＪ４５コネクタのピン）までのワイヤを被覆する一貫した手法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】簡単に言えば、そして前述した目的の少なくとも１つに従えば、本発明の１つの実施例は、８本の同軸ケーブルを含んだケーブルを提供する。同軸ワイヤのそれぞれは、中心導体を有する。この中心導体は、内側中心に配置されて、チューブ状の外部導体から絶縁されている。このチューブ状の外部導体は、絶縁被覆によって覆われている。好ましくは、同軸ケーブルのそれぞれは５０Ωであり、そして所望の１００Ωの差動インピーダンスを形成するために、５０Ω同軸ケーブルの対のシールドが、銅テープによって端部で相互に接続される。ケーブルのインピーダンスは、内部導体の直径と対応する誘電体によって設定されるので、このインピーダンスは、隣接する対の接近、あるいは手または他の導電性表面の接近とは無関係である。このようなケーブルの安定性は、典型的なケーブルに対して、それなりに改善されている。また、プラグに入るときに、導電体が常に同じ様に方向付けされる。これに対して、ＲＪ４５コネクタに入る従来のケーブルは、一端が他端と異なる向きを有することになる。また、８本の同軸ケーブルから構成され、互いに適切に接続されたケーブルは、ケーブルを操作し、移動し、湾曲させ、撚りながら「リターンロス」を測定するときに、より安定していることが判明している。個々の導体は、繰り返し、安定してプラグ内に組み立てられ、１つのアセンブリから次のアセンブリへ、より一貫した結果を与える。
【００１７】試験機器は、このケーブルに接続されたときに、測定されるケーブル器具一式に接続するために、相互間が適切に接続された８本の同軸導体からなる試験ケーブルを使用する「リターンロス」測定を含む測定を安定に行うことができる。試験ケーブルの試験機器上での減衰および挿入ロスは、この機器の校正によって埋め合わされることができる。
【００１８】従来のケーブルを使用する他の特徴は、ワイヤ対１および２と、４および５と、７および８とが、隣接するピンに接続され、それ故に、これらワイヤの対は、ＲＪ４５コネクタを通り抜けるように、広がることはない。しかしながら、ピン３および６に接続されたワイヤ対は、ピン４および５の側部に広がる。このことは、２つの問題を引き起こす。一方の問題は、ピン３に対するワイヤまたはピン６に対するワイヤのいずれか一方が、ピン４および５に対するワイヤをクロスオーバしなければならない点である。如何にしてこのことがなされるかの製造上の変形は、プラグ内のクロストークを変形させる。このことが生じる他方の問題は、ワイヤと関連したピンとが広がって離れ、信号がコネクタを通過するときに、インピーダンスを上昇させる点である。このインピーダンス上昇は、３－６対の「リターンロス」を相当に劣化させる。
【００１９】この発明の構成および作用の組織および手法は、他の目的および利点と共に、添付の図面に関連してなされる以下の説明を参照することによって最もよく理解される。図面では、同様の参照番号で同様の要素を識別している。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明は、異なる形態の実施例に受け入れ可能であるが、その一実施例が図面に示され、ここで詳細に説明される。但し、この説明は、発明の原理の例示であって、この発明をここに図示され、説明されるものに限定することを意図したものではない点が理解されるべきである。
【００２１】本発明の一実施例は、ケーブルと、その製造方法を提供する。このケーブルは、このケーブルの操作および移動が、測定されるリンクの見かけ上の「リターンロス」を実質的に変化または変更しないようにする安定した電気的特性を有する。
【００２２】絶縁ワイヤから成るワイヤの対を撚り、また時として結合し、さらに４つの対を一緒に撚ることによって１本のケーブルを形成することによって、従来のＬＡＮケーブルは作られるている。この４つの対を覆うように、スリーブが配置される。誘電体の厚さは、ワイヤの各対の差動インピーダンスが１００Ωに近づくように、ワイヤ径と共に調整される。金属トレイ、ワイヤ、手のような隣接する導電体は、ケーブルの差動インピーダンスを低下させる。８本のワイヤを使用する代わりに、本発明の一実施例は、８本の同軸ケーブルを使用する。５０Ω同軸ケーブルの対のシールドは、互いに端部で接続され、所望の１００Ωの差動インピーダンスを形成する。ケーブルのインピーダンスは、内部導体の直径と対応する誘電体によって設定されるので、このインピーダンスは、隣接する対の接近、手や他の導電性表面の接近とは無関係である。このようなケーブルの安定性は、従来技術に比べてそれなりに改良されている。
【００２３】本発明の方法の成功と、その結果得られる装置は、撚り合わされたシールドの接続をケーブル対の両端で非常に短く保つことに依存している。図６を参照すると、一連の８本の同軸ワイヤ（２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４）が示されている。図７に示されているように、同軸ワイヤのそれぞれは、中心導体２１を有する。この中心導体は、内側中心に配置されて、チューブ状の外部導体２５から（絶縁体２３を介して）絶縁されている。この外部導体は、絶縁被覆２７によって覆われている。これらのワイヤは、１本の同軸ケーブル３６を形成する。図６，８，９に示すように、ケーブル１および２（２０，２２）が対となり、ケーブル３，４，５および６（２４，２６，２８，３０）が対となり、ケーブル７および８（３２，３４）が対となることが好ましい。
【００２４】この代わりに、ピン１および２と、ピン３および６と、ピン４および５と、ピン７および８が、それぞれ対を形成するように、ペアリングすることもできる。それにもかかわらず、４対のワイヤが１つの外側スリーブ２９で被覆されることによって、１本のケーブル３１（図８参照）を形成することが好ましい。このスリーブ２９は、本発明の所望の目的に干渉することのない適切な素材の他の形態用に、拡張された撚り合わされた素材であってもよい。
【００２５】ワイヤがＲＪ４５コネクタのようなプラグに接続されるときに、内部導体２１を露出するために、外部導体２５またはシールドは、後方に引き戻されなければならない。このシールドがワイヤの対（例えば、２０，２２）から除去されるときに、「覆われていない（オープンの）」中心導体（２１）は、プラグ１４内に挿入するために、非常に短く仕上げられているべきである。これは、導体が３５０ＭＨｚまで使用されるためである。どのような導体でも、シールドを越えたり、その外側に延びると、所望の１００Ωよりも高いインピーダンスを持つことになる。
【００２６】上述したように、５０Ωの同軸ワイヤの対は、より安定で、シールドまたは各同軸に対する外部の導体の接近に殆ど関係のない各ワイヤのインピーダンスの力によって、所望とされる安定性を与える。コネクタの端部における各対のシールドが銅テープのショートリンクによって互いに接続されていると、即ち図６に示すように、同軸１および２が銅テープ３３により、同軸３，４，５および６が銅テープ３５により、そして同軸７および８が銅テープ３７によって、それぞれ接続されていると、同軸ケーブルの組み合わせられた対は、１００Ωのインピーダンスを与える。このインピーダンスの値は、ケーブルの近傍にあるものとは無関係である。シールドの端部を相互に接続するショートワイヤは、直列インダクタンスを加えるので、高周波性能を劣化させる。それ故、シールドの端部を相互に接続するこれらの接続部は、できるだけ短いことが肝要である。銅箔が好ましい。図９を参照すると、ショートワイヤ３８，４０，４２，４４が銅箔３３，３５および３７に取り付けられている。使用時には、ショートワイヤ３８，４０，４２，４４は、試験機器のアース（グラウンド）に結びつけられる。
【００２７】従来技術と比較すると、本発明の利点は、ユーザによるケーブルの操作がそれに関連した測定値を変更しない点である。換言すれば、本発明の装置は、ユーザの手がそれに接近しても、反応を示さないということである。また、８本導体の同軸ケーブルからケーブルが構成されるときに、そのケーブルは、曲げられても、撚られても、非常に少ない変化しか示さない。
【００２８】同軸ワイヤ対を使用することの他の利点は、導体がプラグに挿入されるときに常に同じ向きとなる点である。これに対して、従来技術のケーブルは、一端と他端で異なる向きとなる。また、従来技術の装置では、対の順序がケーブル内で如何にあるべきかの仕様がない。例えば、従来のケーブルについては、ワイヤ対はどのような向きにでもなる（図３，４および５を参照）。プラグへの取り付けに異なる構成が必要とされる場合は、これらの対はプラグの回りを移動されなければならず、これが近端漏話（ＮＥＸＴ）と遠端漏話（ＦＥＸＴ）双方のクロストーク（漏話）を変化させることになる。
【００２９】ワイヤに対するいくつかの試験は、約１Ωと等価の「リターンロス」の変化でワイヤを曲げることが可能であることを示している。このことは、本発明に関係した「リターンロス」が従来の他のケーブルに対して予測されるものの約１０％であるという点で重要な情報である。また、初期インピーダンスは、１００Ωに極めて近いものであった。
【００３０】両端で相互接続されるシールドにおいて、５０Ω同軸ケーブルの対が使用されるときに、所望とする１００Ωの差動インピーダンスとなる。各同軸ケーブルがシールドされるので、同軸ケーブルのインピーダンスは、同軸シールド外部の導体の接近とは実質的に無関係となる。これは、手や金属表面を含む。８本の同軸ケーブルからなり、適切に接続されたケーブルは、ケーブルを操作し、移動し、曲げ、撚りながら、「リターンロス」を測定するときに一層安定している。個々の導体は、繰り返し、安定してプラグ内に組み立てることができ、１つのアセンブリから次のアセンブルへと、より一貫した結果を与えることができる。試験機器は、測定されるケーブル器具一式に接続するために、相互間が適切に接続された８本の同軸導体からなる試験ケーブルを使用するときに、「リターンロス」測定を含む測定を安定に行うことができる。試験ケーブルの試験機器上での減衰または挿入ロスは、従来のケーブルより多いものの、この機器の校正によって埋め合わされることができる。
【００３１】同軸ケーブル対の共通モード（同相成分）インピーダンスは、約２５Ωである。従来のケーブルの共通モードインピーダンスは、約７５～１００Ωである。必要であれば、各対の共通モードインピーダンスを上昇するために、フェライトコアを各対の回りに配置することができる。
【００３２】本発明の一実施例が図示され、説明されたが、当業者が添付の請求範囲の精神および範囲を離れることなしに、本発明を種々に修正できることが予測される。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）内のリンクを正確に測定できる安定パッチケーブルを提供することができる。

【出願人】	【識別番号】５０１２７３６３５【氏名又は名称】グリーンリーテクストロンインコーポレーテッド
【出願日】	平成１３年７月９日（２００１．７．９）
【代理人】	【識別番号】１０００６４５３９【弁理士】【氏名又は名称】右田登志男（外２名）
【公開番号】	特開２００２－５６７２７（Ｐ２００２－５６７２７Ａ）
【公開日】	平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【出願番号】	特願２００１－２０８３７８（Ｐ２００１－２０８３７８）