綜合布線系統(tǒng)中的屏蔽技術(shù)解析

綜合布線產(chǎn)品無論是非屏蔽系統(tǒng)還是屏蔽系統(tǒng)都有著廣泛的使用基礎(chǔ)，并可以針對不同用戶的不同需求(網(wǎng)絡(luò)的工作頻率和周圍的電磁環(huán)境的不同)提供各種端到端的解決方案包括屏蔽、非屏蔽以及光纖布線解決方案。但在對抗干擾和保密性要求高(如政府機關(guān)、軍事設(shè)施)或下列電磁環(huán)境中，屏蔽系統(tǒng)將是非常適合的。

綜合布線網(wǎng)絡(luò)在大樓內(nèi)部存在配電箱和配電網(wǎng)產(chǎn)生的高頻干擾，大功率電動機電火花產(chǎn)生的諧波干擾，熒光燈管、電子啟動器、電源開關(guān)、電話網(wǎng)的振鈴電流、信息處理設(shè)備產(chǎn)生的周期性脈沖等干擾源，在不能保持安全間隔時應(yīng)采用屏蔽系統(tǒng)。

綜合布線網(wǎng)絡(luò)在大樓外部存在雷達(dá)、無線電發(fā)射設(shè)備、移動電話基站、高壓電線、電氣化鐵路、雷擊區(qū)等干擾源，若處于較高電磁場強度的環(huán)境應(yīng)采用屏蔽系統(tǒng)。

周圍環(huán)境的干擾信號場強或綜合布線系統(tǒng)的噪聲電平超過下列規(guī)定時應(yīng)采用屏蔽系統(tǒng)：

(1)計算機局域網(wǎng)引入10kHz～600MHz的干擾信號其場強為1V/m；引入600～80MHz的干擾信號其場強為5V/m；

(2)電信終端設(shè)備通過信號、直流或交流等引入線，引入RFO.15～80MHz的干擾信號，其場強度為3V，幅度調(diào)制80%1kHz；

(3)具有模擬/數(shù)字終端接口的終端設(shè)備，提供電話服務(wù)時，噪聲電平超過-40dBm的帶寬總和小于200MHz；

(4)當(dāng)終端設(shè)備提供聲學(xué)接口服務(wù)時，噪聲電平超過基準(zhǔn)電平的帶寬總和小于200MHz。

屏蔽技術(shù)

屏蔽布線系統(tǒng)源于歐洲，它是在普通非屏蔽布線系統(tǒng)的外面加上金屬屏蔽層，利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應(yīng)實現(xiàn)防止電磁干擾及電磁輻射的功能，屏蔽系統(tǒng)綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用，因而具有非常好的電磁兼容(EMC)特性。歐洲大多數(shù)的最終用戶會選擇屏蔽布線系統(tǒng)，尤其在德國，大約95%的用戶安裝是屏蔽系統(tǒng)，而另外的5%安裝的為光纖。

目前屏蔽布線系統(tǒng)已為越來越多的用戶所認(rèn)識它在電磁兼容方面的良好性能也正在為越來越多的用戶所認(rèn)可。市場上的屏蔽布線產(chǎn)品除了進口于歐洲，越來越多的廠商也提供屏蔽布線產(chǎn)品。在最新發(fā)布的北美布線TIA/EIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)中屏蔽電纜和非屏蔽電纜同時被作為水平布線的推薦媒介，從而結(jié)束了北美沒有屏蔽系統(tǒng)的歷史。在中國越來越多的用戶，尤其是涉及到保密和輻射強烈的項目，開始關(guān)注和使用屏蔽系統(tǒng)，甚至是六類屏蔽系統(tǒng)。

屏蔽布線系統(tǒng)擁有一套完整的屏蔽、接地理論和產(chǎn)品系列，提供最完整、最全面的電纜、部件及端到端全屏蔽解決方案以滿足當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)日益提升的需求。當(dāng)然，目前業(yè)界對屏蔽布線系統(tǒng)的一些爭論，也可能使用戶不是十分的了解屏蔽系統(tǒng)。

FTP電纜的屏蔽原理不同于雙絞的平衡抵消原理，F(xiàn)TP電纜是在四對雙絞線的外面加一層或兩層鋁箔，利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應(yīng)原理(所謂趨膚效應(yīng)是指電流在導(dǎo)體截面的分布隨頻率的升高而趨于導(dǎo)體表面分布。頻率越高，趨膚深度越小，即電磁波的穿透能力越弱)有效地防止外部電磁干擾進入電纜，同時也阻止內(nèi)部信號輻射出去干擾其它設(shè)備的工作。

屏蔽雙絞線概述

頻率超過5MHz的電磁波只能透過38μm厚的鋁箔。如果屏蔽層的厚度超過38μm，如美國百盛的FTP電纜為兩層25μm厚的鋁箔屏蔽，就使能透過屏蔽層進入電纜內(nèi)部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下，而對于5MHz以下的低頻干擾可用雙絞的原理有效的抵消。

傳輸介質(zhì)

布線系統(tǒng)使用的傳輸介質(zhì)主要有雙絞線和光纜。雙絞線由兩根絕緣保護層的銅導(dǎo)線組成，分為非屏蔽雙絞線(UTP)、屏蔽雙絞線STP，而屏蔽雙絞線又分為鋁箔屏蔽雙絞線FTP、獨立屏蔽雙絞線(STP)。

在系統(tǒng)布線中，采用屏蔽雙絞線還是采用非屏蔽雙絞線，在業(yè)界仍存爭論。堅持用非屏蔽觀點的人認(rèn)為：屏蔽系統(tǒng)是指整個系統(tǒng)全過程屏蔽，其本身是一個好的設(shè)想，可提高信號傳輸?shù)乃俾?，但安裝標(biāo)準(zhǔn)要求高、投資大；雖然屏蔽能夠抵抗噪音干擾，提高傳輸速率，但如果在布線過程中稍有不慎，就會影響整個系統(tǒng)的屏蔽效果，反而會降低系統(tǒng)的性能；全屏蔽布線的傳輸帶寬，低于同樣成本的多棱光纖。

從性能價格比來說，水平布線子系統(tǒng)仍將是非屏蔽雙絞線和光纖的世界。而執(zhí)用屏蔽觀點的人認(rèn)為：屏蔽系統(tǒng)可提高穩(wěn)定性能以及高質(zhì)量的傳輸信號，能夠提供較高的傳輸帶寬，可支持未來高速的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并提高更遠(yuǎn)的傳輸距離。施工要求高是專業(yè)安裝公司的事情，只要嚴(yán)格按照布線規(guī)范要求操作，就會為用戶提供屏蔽布線系統(tǒng)。

布線系統(tǒng)采用非屏蔽雙絞線還是屏蔽雙絞線，從施工的質(zhì)量、工期和投資來看有明顯的差異。非屏蔽系統(tǒng)采用非屏蔽雙絞線，施工比較簡單，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求低，施工工期較短，投資低。而屏蔽系統(tǒng)采用屏蔽雙絞線，對屏蔽層的處理要求很高，除了要求鏈路的屏蔽層不能有斷點外，還要求屏蔽通路必須是完整的全過程屏蔽。

從目前的施工條件來講，很難達(dá)到整個系統(tǒng)的全過程屏蔽。因此從客觀上，要求設(shè)計人員在語音通信、數(shù)據(jù)通信和圖像通信傳輸介質(zhì)選擇時，要對非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線和光纖的技術(shù)指標(biāo)有所了解。即語音通信：3類或更高的100Ω非屏蔽雙絞線；一般的數(shù)據(jù)通信：5類的100Ω非屏蔽雙絞線，150Ω屏蔽雙絞線；高速數(shù)據(jù)通信：2芯的62.5/125μm光纖；可視通信：5類的100Ω非屏蔽雙絞線，2芯的62.5/125μm光纖等。

平衡傳輸

UTP電纜通過芯線的雙絞來達(dá)到EMC性能這意味著EMI首先被UTP電纜所接收隨后才被抵消。但隨著頻率的提高，UTP的EMC性能將會下降。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，電纜雙絞只能滿足到30MHz的EMC性能對于更高的電磁干擾將無能為力。而目前多數(shù)實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的工作頻率都低于30MHz，并且，理想的平衡傳輸系統(tǒng)是不存在的。UTP電纜的平衡特性并不只取決于部件本身的質(zhì)量(如絞對)，而會受到周圍環(huán)境的影響。因為UTP周圍的金屬、隱蔽的“地”、施工中的牽拉、彎曲等情況都會破壞其平衡特性，從而降低EMC性能。

事實上，我們安裝電纜通常會將它穿入金屬導(dǎo)管、塑料導(dǎo)管或者其它有著不同接地阻抗的保護中。所以，要獲得持久不變的對地性能，只有一個解決方案，在所有芯線外加多一層鋁箔進行接地。鋁箔為脆弱的雙絞芯線增加了保護，同時為UTP電纜人為的創(chuàng)造了一個平衡環(huán)境。這意味著基于FTP電纜的屏蔽解決方案是獨立于環(huán)境的即與環(huán)境無關(guān)。FTP是融合了UTP的平衡特性和施工靈活性和STP的屏蔽效果，即平衡與屏蔽原理的完美結(jié)合。