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屏蔽電纜和非屏蔽之爭，以及到底哪種電纜為銅纜結(jié)構(gòu)化布線網(wǎng)絡(luò)提供了最好的解決方案，在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是由來已久。選擇非屏蔽雙絞線 (UTP) 電纜和錫箔雙絞線 (FTP) (或美國眾所周知的屏蔽雙絞線 (ScTP))并不是一個很容易做出的決策。事實上，從各種選項中選擇適當(dāng)?shù)钠帘渭夹g(shù)，并確保這些技術(shù)的
正確和運行，要遠(yuǎn)比FTP或UTP的選擇重要的多。
世界各地的一般慣例有所不同。在英國、大多數(shù)歐洲、美國和亞洲國家，通常把UTP電纜作為最經(jīng)濟的、并足以滿足大多數(shù)安裝要求的選項。在
德國及歐洲的其它國家，包括法國、瑞士和奧地利，FTP則占主導(dǎo)地位。
在安裝系統(tǒng)時，真正的問題之一是數(shù)據(jù)完整性。屏蔽系統(tǒng)的根本目標(biāo)是防止數(shù)據(jù)受到潛在的電磁干擾 (EMI)，如工業(yè)設(shè)施和機場及運行關(guān)鍵系統(tǒng)的地方，如軍事基地和醫(yī)院。
設(shè)計精良、安裝正確的FTP布線網(wǎng)絡(luò)無疑將改善非屏蔽系統(tǒng)上的信號完整性。然而，Molex企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部提醒用戶注意，為了有效地工作，屏蔽必須正確接地。事實上，這并不是一直能夠簡便實現(xiàn)的。接地不良的屏蔽系統(tǒng)實際上會較開始時采用非屏蔽系統(tǒng)提供更差的性能水平。在最壞情況下，屏蔽本身可能會成為一個輻射源，生成電流接地環(huán)路，或接收周圍輻射，向相領(lǐng)的數(shù)據(jù)電纜發(fā)出有害干擾。
屏蔽的類型
屏蔽分成幾種不同的類型。兩個或多個絞線或四條電纜可以包到一個整體屏蔽中。另外，絞合電纜的每個線對也可以單獨屏蔽。此外，這些單獨屏蔽的電纜可以或不可以覆蓋第二層整體屏蔽（稱為金屬錫箔內(nèi)線對 (PiMF)）。
不管是哪種設(shè)計，為了確保有效性，屏蔽必須在電子上從端到端是連續(xù)的，并且正確接地。在選擇屏蔽布線系統(tǒng)時，選擇整體的端到端解決方案也很重要。采用不同系統(tǒng)的混合組件，可能會因阻抗不匹配而導(dǎo)致問題。屏蔽系統(tǒng)的成本，包括所需的額外安裝工作，通常較同等的UTP解決方案高20–30%。
標(biāo)準(zhǔn)和法則
EMI或射頻干擾 (RFI) 是指給設(shè)備或系統(tǒng)運行帶來不利影響的任何不希望的信號。在歐洲，EMC 法案89/336/EEC及其補充法案92/31/EEC中規(guī)定了輻射及對電磁輻射的抗干擾性要求。在美國，聯(lián)邦通信委員會 (FCC) 對美國制造或銷售的任何設(shè)備都作了類似的規(guī)定。
通過測量生成的放射物的場強，可以確定輻射。其單位是伏/米，其通常的頻率范圍為30kHz 到 1000MHz。EMC法規(guī)為信息技術(shù)設(shè)備提供了一個產(chǎn)品家族標(biāo)準(zhǔn)--EN55022，它規(guī)定了EMI輻射的測試程序和可以接受的限度。
通過測試，并證實該設(shè)備在存在相應(yīng)水平的EMI時仍能繼續(xù)有效運行，可以確定對EMI的抗干擾能力 (或敏感度)。目前還沒有針對IT設(shè)備的抗干擾能力測試產(chǎn)品家族標(biāo)準(zhǔn)，因此目前其包含在EN50082-1 (國內(nèi)、商業(yè)和照明行業(yè)) 和 EN50082-2 (工業(yè)環(huán)境)這兩個一般標(biāo)準(zhǔn)中。這些標(biāo)準(zhǔn)和IEC1000-4系列基本標(biāo)準(zhǔn)用來對IT設(shè)備進(jìn)行抗干擾能力測試。
布線結(jié)構(gòu)怎樣融入這一情形中目前尚不明確。DTI任命的著名實體為英國Molex企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部提供的建議證實，SI 2372: 1992 第13條規(guī)定中排除了結(jié)構(gòu)化布線，因為建筑物中的大型安裝不能進(jìn)行EMC評估是可以接受的。此外SI第17條規(guī)定中把布線系統(tǒng)歸在無源系統(tǒng)中，因此不在電磁法規(guī)的管理范圍之內(nèi)。
英國的電磁兼容性測試實驗室 (EMCTLA) 聲稱，布線產(chǎn)品“不會導(dǎo)致電磁干擾，其性能也不會受到這些干擾的影響”。因此在布線組件上不要求顯示CE標(biāo)志；事實上這樣做是不合法的。
職責(zé)
對已經(jīng)安裝的IT系統(tǒng)，有源設(shè)備的制造商和系統(tǒng)安裝商應(yīng)共同承擔(dān)電磁兼容能力的次要職責(zé)。而保證符合法規(guī)要求的最終職責(zé)取決于系統(tǒng)的所有者。
Molex 企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部一直在一系列安裝項目上執(zhí)行EMC測試，以收集數(shù)據(jù)，就EMC和屏蔽問題為最終用戶和安裝人員提供更好的建議。在對包括有源設(shè)備和布線組件的典型配置進(jìn)行測試時，如果正確安裝，UTP和FTP解決方案均能夠滿足相應(yīng)的輻射和抗干擾能力標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)展前景
雙絞線電纜通過耦合線對每一半的信號，可以互相抵消正負(fù)信號，進(jìn)而實現(xiàn)電磁兼容性。為了有效工作，絞合必須保持良好的平衡。
對電纜進(jìn)行縱向平衡測試是當(dāng)前的爭議焦點。歐洲EN50173標(biāo)準(zhǔn)中正在考慮在標(biāo)準(zhǔn)中包含此項測試。采用的測試方法以耦合衰減為基礎(chǔ)，但許多人認(rèn)為這種方法存在許多缺陷，甚至根本不夠�？v向平衡測試的其它方法包括線路注入和天線技術(shù)。
國際標(biāo)準(zhǔn)委員會ISO/IEC/SC25中目前正在草議的七類規(guī)范將規(guī)定PiMF屏蔽，并端接到一條屏蔽導(dǎo)線上。預(yù)計必須使用這種屏蔽水平，來滿足規(guī)定傳輸帶寬約為600MHz的標(biāo)準(zhǔn)的性能需求。替代方案必須不要求屏蔽，而且要比銅纜解決方案提供更高的性能，這種替代方案當(dāng)然是光纖。
目前，選擇屏蔽還是非屏蔽及選擇使用哪種屏蔽仍然是一個復(fù)雜的問題。最終用戶可以采用的最佳建議是在每次安裝新系統(tǒng)時，咨詢資深的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員。
常見布線系統(tǒng)屏蔽問題技術(shù)解答
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。我們可以看到，在整個歐洲，大多數(shù)的最終用戶會選擇屏蔽布線系統(tǒng)。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。
常見的屏蔽問題和解答
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，同時有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(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。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(jìn)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，FTP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(jìn)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(jìn)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：我們?nèi)绾螠y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(dá)或比較EMC性能。值得高興的是歐洲標(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(jìn)國際布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801第二版本中。
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謝謝LZ
又學(xué)了知識
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學(xué)習(xí)中
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學(xué)習(xí)
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好好學(xué)習(xí)一下，謝謝樓主！
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太好了
學(xué)到很多東西
謝謝樓主
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好資料啊，多謝樓主！
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