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[計算機線] 屏蔽布線系統(tǒng)技術問答
P:2007-09-22 21:14:56
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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。
在歐洲，大多數(shù)最終用戶會選擇屏蔽布線系統(tǒng)，尤其是在德國，大約95%的安裝是屏蔽系統(tǒng)，5%為光纖。
目前，屏蔽布線系統(tǒng)已經(jīng)為越來越多的用戶所認識，它在電磁兼容方面的良好性能也正在為越來越多的人所認可。所以，市場上的屏蔽布線產(chǎn)品已不只局限于歐洲產(chǎn)品，越來越多的廠商提供屏蔽布線產(chǎn)品。在最新發(fā)布的北美布線TIA/EIA-568-B標準中，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，尤其是涉及到保密要求和輻射強烈的項目，開始關注和使用屏蔽系統(tǒng)，甚至是六類屏蔽系統(tǒng)。
當然，目前業(yè)界對于屏蔽布線系統(tǒng)也有一些爭論，對于用戶來講，可能也并不是十分了解屏蔽系統(tǒng)。因此我們選擇了一些較常見的問題，并進行回答。
問：什么是EMC？
答：EMC是電磁兼容性，是指電子設備或網(wǎng)絡系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力，同時不能產(chǎn)生過量的電磁輻射。也就是說，要求該設備或網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設備及網(wǎng)絡的正常工作。
問：UTP電纜是理想的平衡傳輸系統(tǒng)，為什么還要用FTP電纜？
答：UTP電纜是通過芯線的雙絞來達到EMC性能，這意味著EMI首先被UTP電纜所接收，隨后才被抵消。但是，隨著頻率的提高，UTP的EMC性能將會下降。經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，將電纜雙絞只能滿足到30MHz的EMC性能，對于更高的電磁干擾雙絞線將無能為力。而到目前為止，大多數(shù)的實際網(wǎng)絡應用的工作頻率都低于30MHz。
但是，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，我們安裝電纜是通常會將它穿入金屬導管、塑料導管或者其他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。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合。
問：FTP電纜的屏蔽原理是什么？
答：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多一層或兩層鋁箔，利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應原理（所謂趨膚效應是指電流在導體截面的分布隨頻率的升高而趨于導體表面分布，頻率越高，趨膚深度越小，即頻率越高，電磁波的穿透能力越弱），有效的防止外部電磁干擾進入電纜，同時也阻止內部信號輻射出去，干擾其它設備的工作。
實驗表明，頻率超過5MHz的電磁波只能透過38μm厚的鋁箔。如果讓屏蔽層的厚度超過38μm，例如耐克森的FTP電纜為兩層25μm厚的鋁箔屏蔽，就使能夠透過屏蔽層進入電纜內部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。而對于5MHz以下的低頻干擾可應用雙絞的原理有效的抵消。
問：FTP的衰減大于UTP？
答：FTP電纜的衰減指標完全符合ISO/IEC11801和EIA/TIA 568B等相關標準。
如果將UTP電纜穿入金屬導管中，其特性阻抗將下降，導致衰減增大。而因為FTP電纜在制造過程中考慮到周圍鋁箔的影響，所以已經(jīng)在制造工藝中加以補償。
問：FTP的傳輸距離小于UTP？
答：電纜的傳輸距離是由電纜的衰減和傳播時延決定的，與是否屏蔽沒有關系。
影響傳輸距離的最關鍵的因素是傳播時延，它是由電纜的NVP值決定：普通UTP電纜的NVP大約為0.66，耐克森的UTP，F(xiàn)TP，STP電纜的NVP在0.68左右。
問：系統(tǒng)的屏蔽性能是由最差部分的性能決定？
答：是的。屏蔽系統(tǒng)最薄弱的部分是信息插座及機柜內的模塊化跳線盤，可以通過以下的方法提高其EMC性能。
* 遠離干擾源，如電梯、空調、動力設備、日光燈、移動通信基站......
* 采用帶有EMC屏蔽罩的信息插座和跳線盤
* 采用屏蔽跳線
更值得注意的是電纜部分，與信息插座和跳線盤相比，電纜廣泛分布在整個建筑中，周圍的電磁環(huán)境更加復雜，無法預測和控制，所以電纜部分是整個布線系統(tǒng)中最需要加以電磁保護的部分。
問：如果接地不好，F(xiàn)TP電纜的屏蔽作用將不存在？
答：通過FTP電纜的屏蔽原理我們可以了解到，屏蔽層即使不接地，仍然具有屏蔽功效。鋁箔屏蔽層的屏蔽作用與接地無關。
問：如果接地不好，F(xiàn)TP的屏蔽層將成為干擾源？
答：是的。綜合布線系統(tǒng)作為無源產(chǎn)品，本身不會產(chǎn)生電磁輻射。如果接地不良，電纜的屏蔽層會吸收外在的電磁干擾，在傳導后向外輻射。但是向外的輻射也需要一定的條件，即必須存在輻射所需的能量以及其天線的尺寸與電波波長在同一數(shù)量級。只有滿足以上條件下，電纜的屏蔽層才有可能成為“潛在的天線”。
耐克森綜合布線系統(tǒng)在整個系統(tǒng)的開發(fā)、研制過程中已經(jīng)充分考慮到高頻接地的問題，實現(xiàn)了電纜屏蔽層的大面積、360o環(huán)繞接地，避免了所謂的“天線效應”。
問：如何測量屏蔽和非屏蔽系統(tǒng)之間的性能差異？
答：FTP電纜的屏蔽系統(tǒng)的優(yōu)勢是提供較UTP電纜更好的EMC性能，它是基于將系統(tǒng)隔絕于外部電磁環(huán)境。因為外部存在的電磁環(huán)境會影響到整個布線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。到目前為止，還沒有性能指標或測試方法來表達或比較EMC性能。目前，歐洲標準化委員會CENELEC已開始這項工作（耐克森綜合布線系統(tǒng)參與其中），耦合衰減（coupling
attenuation）被定義為測量EMC性能的指標。該指標也被寫進國際布線標準ISO/IEC11801第二版本中。
帖 子 獎 罰 在歐洲，大多數(shù)最終用戶會選擇屏蔽布線系統(tǒng)，尤其是在德國，大約95%的安裝是屏蔽系統(tǒng)，5%為光纖。
目前，屏蔽布線系統(tǒng)已經(jīng)為越來越多的用戶所認識，它在電磁兼容方面的良好性能也正在為越來越多的人所認可。所以，市場上的屏蔽布線產(chǎn)品已不只局限于歐洲產(chǎn)品，越來越多的廠商提供屏蔽布線產(chǎn)品。在最新發(fā)布的北美布線TIA/EIA-568-B標準中，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，尤其是涉及到保密要求和輻射強烈的項目，開始關注和使用屏蔽系統(tǒng)，甚至是六類屏蔽系統(tǒng)。
當然，目前業(yè)界對于屏蔽布線系統(tǒng)也有一些爭論，對于用戶來講，可能也并不是十分了解屏蔽系統(tǒng)。因此我們選擇了一些較常見的問題，并進行回答。
問：什么是EMC？
答：EMC是電磁兼容性，是指電子設備或網(wǎng)絡系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力，同時不能產(chǎn)生過量的電磁輻射。也就是說，要求該設備或網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設備及網(wǎng)絡的正常工作。
問：UTP電纜是理想的平衡傳輸系統(tǒng)，為什么還要用FTP電纜？
答：UTP電纜是通過芯線的雙絞來達到EMC性能，這意味著EMI首先被UTP電纜所接收，隨后才被抵消。但是，隨著頻率的提高，UTP的EMC性能將會下降。經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，將電纜雙絞只能滿足到30MHz的EMC性能，對于更高的電磁干擾雙絞線將無能為力。而到目前為止，大多數(shù)的實際網(wǎng)絡應用的工作頻率都低于30MHz。
但是，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，我們安裝電纜是通常會將它穿入金屬導管、塑料導管或者其他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。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合。
問：FTP電纜的屏蔽原理是什么？
答：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多一層或兩層鋁箔，利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應原理（所謂趨膚效應是指電流在導體截面的分布隨頻率的升高而趨于導體表面分布，頻率越高，趨膚深度越小，即頻率越高，電磁波的穿透能力越弱），有效的防止外部電磁干擾進入電纜，同時也阻止內部信號輻射出去，干擾其它設備的工作。
實驗表明，頻率超過5MHz的電磁波只能透過38μm厚的鋁箔。如果讓屏蔽層的厚度超過38μm，例如耐克森的FTP電纜為兩層25μm厚的鋁箔屏蔽，就使能夠透過屏蔽層進入電纜內部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。而對于5MHz以下的低頻干擾可應用雙絞的原理有效的抵消。
問：FTP的衰減大于UTP？
答：FTP電纜的衰減指標完全符合ISO/IEC11801和EIA/TIA 568B等相關標準。
如果將UTP電纜穿入金屬導管中，其特性阻抗將下降，導致衰減增大。而因為FTP電纜在制造過程中考慮到周圍鋁箔的影響，所以已經(jīng)在制造工藝中加以補償。
問：FTP的傳輸距離小于UTP？
答：電纜的傳輸距離是由電纜的衰減和傳播時延決定的，與是否屏蔽沒有關系。
影響傳輸距離的最關鍵的因素是傳播時延，它是由電纜的NVP值決定：普通UTP電纜的NVP大約為0.66，耐克森的UTP，F(xiàn)TP，STP電纜的NVP在0.68左右。
問：系統(tǒng)的屏蔽性能是由最差部分的性能決定？
答：是的。屏蔽系統(tǒng)最薄弱的部分是信息插座及機柜內的模塊化跳線盤，可以通過以下的方法提高其EMC性能。
* 遠離干擾源，如電梯、空調、動力設備、日光燈、移動通信基站......
* 采用帶有EMC屏蔽罩的信息插座和跳線盤
* 采用屏蔽跳線
更值得注意的是電纜部分，與信息插座和跳線盤相比，電纜廣泛分布在整個建筑中，周圍的電磁環(huán)境更加復雜，無法預測和控制，所以電纜部分是整個布線系統(tǒng)中最需要加以電磁保護的部分。
問：如果接地不好，F(xiàn)TP電纜的屏蔽作用將不存在？
答：通過FTP電纜的屏蔽原理我們可以了解到，屏蔽層即使不接地，仍然具有屏蔽功效。鋁箔屏蔽層的屏蔽作用與接地無關。
問：如果接地不好，F(xiàn)TP的屏蔽層將成為干擾源？
答：是的。綜合布線系統(tǒng)作為無源產(chǎn)品，本身不會產(chǎn)生電磁輻射。如果接地不良，電纜的屏蔽層會吸收外在的電磁干擾，在傳導后向外輻射。但是向外的輻射也需要一定的條件，即必須存在輻射所需的能量以及其天線的尺寸與電波波長在同一數(shù)量級。只有滿足以上條件下，電纜的屏蔽層才有可能成為“潛在的天線”。
耐克森綜合布線系統(tǒng)在整個系統(tǒng)的開發(fā)、研制過程中已經(jīng)充分考慮到高頻接地的問題，實現(xiàn)了電纜屏蔽層的大面積、360o環(huán)繞接地，避免了所謂的“天線效應”。
問：如何測量屏蔽和非屏蔽系統(tǒng)之間的性能差異？
答：FTP電纜的屏蔽系統(tǒng)的優(yōu)勢是提供較UTP電纜更好的EMC性能，它是基于將系統(tǒng)隔絕于外部電磁環(huán)境。因為外部存在的電磁環(huán)境會影響到整個布線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。到目前為止，還沒有性能指標或測試方法來表達或比較EMC性能。目前，歐洲標準化委員會CENELEC已開始這項工作（耐克森綜合布線系統(tǒng)參與其中），耦合衰減（coupling
attenuation）被定義為測量EMC性能的指標。該指標也被寫進國際布線標準ISO/IEC11801第二版本中。
lupuming 獎勵 0 金幣，.2 聲望，于 2007-9-22 21:16:38 原因：鼓勵
internally-fired connecting erminal - 無模壓接端子,內燃燒端子 （0） 投訴
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