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屏蔽布線系統(tǒng)技術(shù)問答 - 無圖版
沉思一方天 --- 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(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。
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(rèn)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(rèn)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(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，尤其是涉及到保密要求和輻射強烈的項目，開始關(guān)注和使用屏蔽系統(tǒng)，甚至是六類屏蔽系統(tǒng)。
當(dāng)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(shè)備或網(wǎng)絡(luò)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(shè)備或網(wǎng)絡(luò)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(shè)備及網(wǎng)絡(luò)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(luò)應(yīng)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(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(dǎo)管、塑料導(dǎo)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(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。
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(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(nèi)部信號輻射出去，干擾其它設(shè)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(nèi)部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。而對于5MHz以下的低頻干擾可應(yīng)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(biāo)完全符合ISO/IEC11801和EIA/TIA 568B等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
如果將UTP電纜穿入金屬導(dǎo)管中，其特性阻抗將下降，導(dǎo)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(guān)系。
影響傳輸距離的最關(guān)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(nèi)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(diào)、動力設(shè)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(fù)雜，無法預(yù)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?zé)o關(guān)。
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(dǎo)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(yīng)”。
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(biāo)或測試方法來表達或比較EMC性能。目前，歐洲標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)。該指標(biāo)也被寫進國際布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801第二版本中。
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(rèn)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(rèn)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(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，尤其是涉及到保密要求和輻射強烈的項目，開始關(guān)注和使用屏蔽系統(tǒng)，甚至是六類屏蔽系統(tǒng)。
當(dāng)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(shè)備或網(wǎng)絡(luò)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(shè)備或網(wǎng)絡(luò)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(shè)備及網(wǎng)絡(luò)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(luò)應(yīng)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(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(dǎo)管、塑料導(dǎo)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(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。
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(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(nèi)部信號輻射出去，干擾其它設(shè)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(nèi)部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。而對于5MHz以下的低頻干擾可應(yīng)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(biāo)完全符合ISO/IEC11801和EIA/TIA 568B等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
如果將UTP電纜穿入金屬導(dǎo)管中，其特性阻抗將下降，導(dǎo)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(guān)系。
影響傳輸距離的最關(guān)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(nèi)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(diào)、動力設(shè)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(fù)雜，無法預(yù)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?zé)o關(guān)。
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(dǎo)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(yīng)”。
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(biāo)或測試方法來表達或比較EMC性能。目前，歐洲標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)。該指標(biāo)也被寫進國際布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801第二版本中。
阿文 --- 2007-09-24 19:11:53
2
很不錯的資料，謝謝分享
lupuming --- 2007-09-29 23:25:41
3
很不錯的資料，謝謝分享
peng266839 --- 2007-09-30 12:31:34
4
很不錯的資料，謝謝分享
沉思一方天 --- 2007-10-01 17:08:28
5
謝謝大家的支持，我會繼續(xù)努力！
JYDLDSJ --- 2007-10-04 16:45:22
6
<DIV style="OVERFLOW: auto; WIDTH: 100%">好資料頂</DIV>
那片天 --- 2007-10-06 16:12:20
7
好資料頂
flyingsky --- 2007-10-06 16:33:39
8
受益非淺!!
linandrew --- 2007-10-09 11:42:20
9
好資料.
arielben --- 2007-10-10 10:57:53
10
對于新手很后幫助。謝謝樓主拉�。�！
leehp --- 2008-02-04 15:36:54
11
VERY GOOD DATA!
FTP同SFTP有什么區(qū)別?
fengjie123 --- 2008-02-16 09:13:02
12
好東西啊頂
TOSUO --- 2008-06-26 11:20:22
13
不錯學(xué)習(xí)了 謝謝!!!!!!!!!!
sanbadou --- 2008-06-26 11:39:33
14
好資料,謝謝
dalywei --- 2008-06-26 23:47:42
15
補充一條，屏蔽材料也可以用導(dǎo)電塑料（導(dǎo)電PVC 等屏蔽料）代替一部分鋁箔或者編織，效果不錯！
bsdtdw --- 2008-06-28 14:00:08
16
有點用,學(xué)習(xí)了
xuhp6114 --- 2008-06-30 20:00:31
17
頂下，怎么沒分��？
kendy --- 2008-07-02 14:01:18
18
好資料，學(xué)習(xí)了
謝謝樓主！
5613187 --- 2008-11-27 13:43:55
19
對于新手很好的幫助。謝謝樓主的分享
327614599 --- 2010-01-12 21:31:29
20
我家正在做計算機電纜
jiaye2005 --- 2010-11-26 10:47:57
21
支持樓主啦
sanewcable --- 2010-11-26 14:04:42
22
謝謝樓主了 ，很好很強大。這都是可以學(xué)習(xí)的哇。
19750425 --- 2010-11-27 09:22:11
23
不錯的資料
sanewcable --- 2010-11-29 10:09:19
24
好資料，謝謝斑竹。希望還能看到類似的好東西。