具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

随着4K、8K显示技术的应用普及，以及诸如AV、VR的设备应用的兴起，数据线所需要传输的数据量也越来越大。我们对数据传输的要求也越来越高。不仅要求数据线传输的数据量大，传输的速度快，更要求传输的信号质量稳定，无损、不失真、无噪声(低噪声)，而且还要求数据线细、软、远(长)、大电流等。因此，我们不仅需要对原有传输方式方法进行优化改进，同时也要对原有的结构方式优化改进。以便更好地满足日益增长的消费需求，提升消费体验。

请参阅图1和图2，为解决上述问题，本发明提出一种多层信号多功能数据线10，该多层信号多功能数据线10包括内部线芯11和金属传输层12、金属屏蔽层13、绝缘层14，内部线芯11用于传输数据；所述金属传输层12用于传输数据，且所述金属传输层12包覆于所述内部线芯11外侧，所述所述金属屏蔽层13包覆于所述金属传输层12的外侧；所述绝缘层14设置于所述金属传输层12和所述金属屏蔽层13之间。

传统的数据线，例如同轴线、屏蔽线、对绞线等，其为单层传输结构。而具有单层传输结构的数据线，其正负差分信号上下半周波形抵消不够充分。而本发明中所提出的多层信号多功能数据线10为相互全包覆纠缠式差分传输结构。即除了内部线芯11可传输信号之外，金属传输层12也有传输信号的作用。此结构传输正负差分信号上下半周波形抵消较为充分，自身产生的干扰会更少，大大降低传输过程中的信号衰减，减少高速信号传输过程中误码的产生。同时，所述金属屏蔽层13用于接地。这也会非常充分屏蔽外部干扰。更有助于远距离，无损、低噪、不失真、稳定传输。而所述绝缘层14设置于所述金属传输层12和所述金属屏蔽层13之间，以避免二者相互影响。同时，金属传输层12除传输信号之外，也具有导电的作用，可用于承载传输过程中的电流。

如此，本发明提出了一种多层信号多功能数据线10，这种多层信号多功能数据线10可以通过降低来自于外部的电磁干扰，降低传输过程中自身产生的干扰两个方面，来大大降低传输过程中的信号衰减，减少高速信号传输过程中误码的产生。有助于各类数据的高速、大容量、远距离，无损、低噪、不失真、稳定传输。同时，与现有技术中的数据线相比，这种多层信号多功能数据线10多层包裹，结构紧凑，便于整线变得更细，更柔软，使用更方便，携带运输更便捷。

所述内部线芯11可以是金属线芯11a，也可以是光纤线芯11b。金属线芯11a除传输信号之外还具有导电的作用。由于金属线芯11a和光纤线芯11b二者的性质不同，我们对二者进行分类讨论。在一可选实施例中，所述内部线芯11为金属线芯11a，所述金属线芯11a和所述金属传输层12之间设置有绝缘层14。由于金属线芯11a自身导电，为了避免金属线芯11a和金属传输层12二者相互影响。在具有金属线芯11a的多层信号多功能数据线10的加工过程中，首先对所述金属线芯11a进行绝缘包覆第一绝缘层141后，再依次进行金属传输层12、第二绝缘层142、金属屏蔽层13的包覆。其中，我们可根据实际需求来设定线径以及绝缘层14的厚度。同时，对于绝缘层14的具体加工方式和材料不做出具体限定。只需具有绝缘作用即可。

请参阅图2、图10，在一可选实施例中，所述内部线芯11为光纤线芯11b。如此，因为所述金属传输层12、所述光纤线芯11b均可用于传输数据。所述多层信号多功能数据线10可作为混合光纤使用。一般采用光纤传输已经转换为光信号的大数据、高速率的差分信号(如HDMI2.1)。光纤传输的容量大，速度快、自身干扰少，也不会受到外界的电磁干扰。这样大大降低传输过程中的信号衰减，减少高速信号传输过程中误码的产生。更有助于远距离，无损、低噪、不失真、稳定传输。

请参阅图10，所述光纤线芯11b可以是裸光纤，也可是外侧包覆有保护层15的保护层15光纤。在此我们对光纤的具体型号不做出限定。保护层15用于保护光纤，以延长该光纤线芯11b的使用寿命。

在一可选实施例中，所述金属传输层12包括反光导电层122，所述反光导电层122喷涂于所述光纤线芯11b的外侧。或者，所述金属传输层12包括金属导电层121，所述金属导电层121包覆于所述光纤线芯11b的外侧，所述光纤线芯11b和所述金属导电层121之间设置有所述绝缘层14。和所述金属线芯11a不同的是，当所述光纤线芯11b对于金属传输层12的形式有着更多的选择。当所述光纤线芯11b为裸光纤时，可在该光纤线芯11b表面通过镀或者喷涂等方式设置反光导电层122。该反光导电层122兼具加载信号和载流(数据载流，也可以理解为直流载波)的作用。这样不仅可以同时传输其他信号，还可以提供更多电力输出能力和选择。此外，对于具有光纤线芯11b的多层信号多功能数据线10，也可采用和具有金属线芯11a的多层信号多功能数据线10相似的结构。即采用金属导电层121作为金属传输层12。这一结构可用于具有保护层15的光纤。

在另一实施例中，所述多层信号多功能数据线10包括多层金属传输层12，其中，和所述光纤线芯11b相邻的金属传输层12为反光导电层122，其余所述金属传输层12为金属导电层121。所述金属导电层121和所述金属线芯11a所采用的金属屏蔽层13、金属传输层12结构一致。如果载流的电流较大，我们可以采用位于外层、远离所述光纤线芯11b的金属导电层121以传输电流。以避免电流传输过程中产生的热量破坏所述光纤。进一步的，在所述多层信号多功能数据线10包括多层金属传输层12时，其金属传输层12包括第一传输层和第二传输层，其中，第一传输层和第二传输层间隔设置，且其中一个所述第一传输层最靠近所述内部线芯11。在使用过程中，D₀+连接所述内部线芯以及所述第二传输层，D₀-连接所述第一传输层，反之亦然。如此设置，D₀+和D₀-充分抵消，此时所述多层信号多功能数据线10具有较好的传输效果。

请参阅图5至图8，在一可选实施例中，所述金属导电层121为金属薄膜或者金属线或者金属涂料，所述金属屏蔽层13为金属薄膜或者金属线或者金属涂料。具体的，其余导电性能良好、电阻系数较低的金属材料也符合要求。所述金属导电层121和所述金属屏蔽层13可以是在上一层绝缘层14上或镀或喷涂等方式附着。也可是金属薄膜或者金属线通过胶水粘附于所述绝缘层14上。

请参阅图5至图8，在一可选实施例中，在一可选实施例中，所述金属导电层121为多根并列直排的金属线，或者多根并列斜绕的金属线，或者多根交叉编织的金属线；所述金属屏蔽层13为多根并列直排的金属线，或者多根并列斜绕的金属线，或者多根交叉编织的金属线。金属线可通过多种不同的方式形成所述金属导电层121和所述金属屏蔽层13。进一步的，所述金属线可以是多股紧密排布，或者少股稀疏排布的。只需起到传输或接地屏蔽的作用即可。同时，也可采用多种编织排列形式调节所述金属线的位置。当所述多层信号多功能数据线10具有多层金属传输层12时，不同的金属传输层12可采用不同的形式，也可采用相同的形式。具体的，我们根据实际使用中实际传输所需的数据信号特点来决定金属线的编织排布形式，或者组成金属导电层121、金属屏蔽层13的材料等。其中，图5至图7依次为并列直排、并列斜绕、交叉编织的金属线。而图8为金属薄膜作为金属传输层12的示意图。

请参阅图9，在一可选实施例中，所述多层信号多功能数据线10包括多层所述金属传输层12，多层所述金属传输层12朝远离所述内部线芯11的方向逐层设置，相邻两层所述金属传输层12之间设置有所述绝缘层14。金属传输层12的数量可以是一层，也可以是多层。以具有两层金属传输层12的多层信号多功能数据线10为例，其由内到外依次设置有内部线芯11、第一绝缘层141、第一金属传输层12a、第二绝缘层142、第二金属传输层12b、第三绝缘层143以及金属屏蔽层13。

请参阅图3至图4，在另一可选实施例中，所述多层信号多功能数据线10包括多根所述内部线芯11，所述金属传输层12包覆于多根所述内部线芯11的外侧。即可采用单根内部线芯11，也可采用多根内部线芯11。由于高频信号有驱肤效应，频率越高，对线芯的表面积要求越大，即圆周长越大，在采用金属线芯11a时，多根内部线芯11的表面积较单根内部线芯11的表面积大，采用多根内部线芯11的多层信号多功能数据线10具有更好的传输效果。

请参阅图12至图15，本发明还提出一种数据传输线缆，所述数据传输线缆包括上文所述的多层信号多功能数据线10，所述数据传输线缆还包括包覆层20，其中，所述包覆层20内包覆有1根所述多层信号多功能数据线10；或者，所述包覆层20内包覆有多根所述多层信号多功能数据线10。具体的，对于多层信号多功能数据线10以及采用该多层信号多功能数据线10的数据传输线缆。其金属传输层12的数量、内部线芯11的数量以及数据传输线缆中多层信号多功能数据线10的数量，都可以选择一个或者多个，并得到多种不同的组成形式。我们可根据实际需求对其进行设计。

进一步的，设计数据传输线缆以及设计多层信号多功能数据线10，我们主要根据其需要的承载能力。具体的，可根据实际需要，配置内部线芯11数量、直径、材质或金属传输层12的厚度、材质或编织网的疏密，材质，从而达到匹配电阻或匹配传导面积的目的。传输电流主要考虑等效电阻，从而判定线缆的承载能力，影响模拟信号(CVBS、AHD等)的传输距离和质量除了干扰因素外主要就是线芯的等效电阻。影响普通低频数字信号(I2C、TTL232、RS485等)的传输距离和质量除了干扰因素外主要也是线芯的等效电阻。低速率的差分信号(USB、TYPE-C、HDMI、LVDS)的一对差分线缆匹配的也是等效电阻。高速率(单路通道(一对差分)大于1.5Gbps)的差分信号会有更明显的驱肤效应(高频信号在线缆的表面传输)，所以线缆的表面积越大就越有助于高频信号的传输。匹配要求更多考虑表面积。以并列直排式的金属传输层12或金属屏蔽层13为例，计算举例：等效电阻(ESR)、面积(S)、长度(L)、材料的导电系数(δ)、直径(D)、半径(r)、线芯数(n)。其中，ESR＝n*πr2*L*δ，S＝n*πD*L。可以根据上述公式对多层信号多功能数据线10的具体结构进行设计，当然，也可以采样单位长度，实际测量后，再乘以长度来确定所需要的数据参数。

该多层信号多功能数据线10的具体结构参照上述实施例，由于所述数据传输线缆采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，本发明所提出的多层信号多功能数据线10以及数据传输线缆，可以广泛使用在多种类型的信号传输。如模拟信号(CVBS、AHD),普通的数字信号、串行数字信号(TTL232、RS485)、差分信号(USB、HDMI、LVDS)、光信号等，还可以传输各种载波形式的复合了电力的信号。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。