電磁干擾對結(jié)構(gòu)化布線的影響

電磁兼容性和客戶樓宇布線

由于多數(shù)電纜安裝方安裝的是無源系統(tǒng)(如電纜、連接器、配線架和插座)，因此，要對已裝布線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電磁兼容性測試存在一些問題。計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備通常由網(wǎng)絡(luò)所有人連接到已安裝的布線系統(tǒng)上，不是由布線安裝方直接控制。電磁兼容性主要由聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備的制造商負(fù)責(zé)。網(wǎng)絡(luò)布線有著明確的規(guī)定 (如5e類和6類電纜)，因此，計(jì)算機(jī)設(shè)備制造商需要處理的連接環(huán)境也非常明確。

可按以下方式考慮布線系統(tǒng)的電磁兼容性能：

Ÿ 電子設(shè)備/系統(tǒng)制造商考慮到電磁兼容性認(rèn)證相關(guān)布線規(guī)范。然后針對連接不同類型電纜(如5e類或6類UTP)的情況，確定其產(chǎn)品說明

Ÿ 由提供“系統(tǒng)集成”服務(wù)(并保證系統(tǒng)整體性能)的布線系統(tǒng)供應(yīng)商負(fù)責(zé)

所有布線標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)將繼續(xù)對布線系統(tǒng)的電磁性能進(jìn)行調(diào)查?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的新版本和未來版本將納入性能要求和參數(shù)，以獲得出色的電磁性能。

四個(gè)潛在領(lǐng)域?yàn)椋?p>Ÿ 旨在控制射頻放射的差分到共模轉(zhuǎn)換限制(相反則為抗擾度控制)

Ÿ 屏蔽系統(tǒng)的屏蔽效果(電纜加連接器加連接硬件產(chǎn)生的耦合衰減和/或傳輸阻抗)

Ÿ 屏蔽系統(tǒng)的完整性

Ÿ 屏蔽布線的接地規(guī)范

除此類標(biāo)準(zhǔn)以外，用戶還應(yīng)確保以下各項(xiàng)：

Ÿ 有源產(chǎn)品與無源產(chǎn)品之間的電磁兼容性

Ÿ 電纜、連接器和連接硬件之間的兼容性

Ÿ 布線須符合相關(guān)設(shè)計(jì)和安裝標(biāo)準(zhǔn)

克服電磁兼容性的方法

局域網(wǎng)的一個(gè)特有問題就是與多種布線系統(tǒng)的互聯(lián)問題。就電磁信號而言，電纜只不過是一種能有效發(fā)射其中出現(xiàn)的共模信號的天線，因此，局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)一定是對這種信號進(jìn)行有效的限制。

有兩種常見方法可為通信鏈路(不包括同軸電纜和光纜)提供電磁兼容性能保障 — 即屏蔽雙絞線(FTP/STP) 和非屏蔽雙絞線(UTP)。

原則上，由于屏蔽系統(tǒng)將整個(gè)鏈路封存于金屬屏蔽體之中，因而似乎可提供最佳電磁兼容性控制。在這種方案下，外部噪聲使電流在屏蔽體中流動(dòng)，結(jié)果在信號導(dǎo)線中產(chǎn)生極性相反的等效電流。這種電流流過導(dǎo)線和屏蔽體的阻抗，產(chǎn)生噪聲電壓。當(dāng)在整個(gè)環(huán)路(包括屏蔽體的接地連接)中匯集時(shí)，導(dǎo)線上的噪聲電壓將抵消屏蔽體上的電壓。不幸的是，要發(fā)揮屏蔽布線系統(tǒng)的效用，屏蔽體必須在各端正確接地，而這通常會(huì)違反安全或其他要求。另外，對于復(fù)雜的安裝系統(tǒng)，要確保其屏蔽完整性持續(xù)不變也存在一定的難度。屏蔽法采用的是“法拉第筒”模式：將一個(gè)導(dǎo)電屏蔽體安放在導(dǎo)線及所有相關(guān)接口的周圍。但是，這種模式在很大程度上取決于導(dǎo)電屏蔽體的完整性以及屏蔽體的接地方式和接地位置。需要記住的是，屏蔽體同時(shí)也是導(dǎo)體，如果未能當(dāng)作屏蔽體正確處理，也會(huì)像任何其他導(dǎo)體一樣傳輸信號、發(fā)射或接受噪聲?？紤]屏蔽樓宇布線系統(tǒng)時(shí)必須滿足以下條件：

• 電纜屏蔽設(shè)計(jì)正確

• 連接器設(shè)計(jì)正確

• 連接器處的電纜包皮端接正確

• 安裝程序細(xì)致周全

• 有干凈電源可用

• 有良好的接地系統(tǒng)可用

• 有良好的接地程序

• 使接地阻抗保持低水平

UTP電纜的有效性取決于電纜本身的平衡性，更重要的是接口電路的平衡性。差分信號置于發(fā)射器端的一對線纜上，線對中的兩條線纜相互絞繞，在整個(gè)鏈路中都保持高度匹配。使用這種技術(shù)時(shí)，任何外部噪聲都會(huì)對線對中的兩條線纜產(chǎn)生相同的影響(稱為共模噪聲)。在接收器端，線對中的差分信號被解釋為數(shù)據(jù)，而大部分共模噪聲則可以被抵消，或者被過濾掉并予以忽略。該因素在接口端電路的設(shè)計(jì)中加以考慮，因?yàn)檫@是有用差分?jǐn)?shù)據(jù)信號向無用共模(輻射)信號轉(zhuǎn)換的地方。

平衡傳輸?shù)哪康脑谟诖_保在雙絞導(dǎo)線上產(chǎn)生極性相反的等效信號。這些信號會(huì)產(chǎn)生極性相反的等效電磁場，而這些磁場則會(huì)相互抵消，結(jié)果使雙絞線上的放射為零。另外，平衡傳輸使兩條導(dǎo)線上的噪聲影響相等，結(jié)果，不會(huì)將凈噪聲信號傳遞至接收器接口。一般而言，系統(tǒng)平衡性越出色，其放射量越少，抗噪能力越強(qiáng)。作為一種具有成本優(yōu)勢的電磁兼容性能改善方法，“平衡”法常常被忽視。對于接口處未使用的線對，通常在電子設(shè)備中以共模端接技術(shù)進(jìn)行端接。其目的是為線對提供恰到好處的共模接地阻抗，以減少共模信號的環(huán)路(天線)區(qū)并使未用線對保持平衡。事實(shí)表明，這種端接方法可極大地改善系統(tǒng)的電磁兼容性能。同時(shí)也是局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)為所有高速應(yīng)用推薦的端接法。

實(shí)際上，使系統(tǒng)達(dá)到完美屏蔽或完美平衡狀態(tài)是不可能的。就如大多數(shù)技術(shù)問題一樣，這里同樣存在一個(gè)工程上的折衷問題，必須進(jìn)行審慎評估，以便為一系列既定條件找到最佳答案。平衡UTP系統(tǒng)將取得可接受抗擾度的最大籌碼押在接口電子元件和布線元件(電纜、連接器和互聯(lián)硬件)的設(shè)計(jì)上，而電子設(shè)計(jì)師確保使設(shè)備取得最佳電磁兼容性能的做法已成為標(biāo)準(zhǔn)慣例。得益于這種時(shí)下盛行的設(shè)計(jì)模式，UTP系統(tǒng)安裝和維護(hù)起來更加方便、成本更低。另一方面，F(xiàn)TP/STP系統(tǒng)在端點(diǎn)處則依賴于信號通道本身。從發(fā)射器到接收器(包括端點(diǎn)電子元件)，必須維持鏈路的屏蔽性能;否則，屏蔽效果將大打折扣。安裝方必須對各個(gè)鏈路的系統(tǒng)缺陷進(jìn)行評估。在安裝中，驗(yàn)證屏蔽的完整性極其困難，因此，難以發(fā)現(xiàn)或糾正缺陷。另外，屏蔽體的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)也對布線元件和安裝的性能及成本有一定的決定作用。

電磁兼容性和美國康普解決方案

與美國康普布線系統(tǒng)配合使用時(shí)，設(shè)計(jì)得當(dāng)、制造精良、安裝到位的IT設(shè)備將符合電磁兼容性要求。盡管在受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行的放射測試不一定能考慮到現(xiàn)場遇到的所有變量，但康普的布線系統(tǒng)已被成功地安裝到許多最惡劣的商業(yè)和工業(yè)環(huán)境之中，展現(xiàn)出良好的外部噪聲抗擾性能，并且沒有造成任何干擾問題。

美國康普對其布線系統(tǒng)進(jìn)行了全面的獨(dú)立測試。電纜和連接器均經(jīng)過獨(dú)立驗(yàn)證，符合現(xiàn)行國際布線標(biāo)準(zhǔn)。雖然多數(shù)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)并不直接適用于布線系統(tǒng)，但康普進(jìn)行的廣泛測試提供了一種基準(zhǔn)，使有源電子元件制造商可以專注于其設(shè)備的合規(guī)條件。