常見的布線系統(tǒng)屏蔽問題技術(shù)解答

2020-04-18 12:58:02

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供稿：網(wǎng)友

　　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(shí)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(gè)歐洲，大多數(shù)的最終用戶會(huì)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(shí)，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(chǎng)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(shí)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(shí)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(shí)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(huì)下降。經(jīng)過測(cè)量發(fā)現(xiàn)，將電纜雙絞只能滿足到30MHz的EMC性能，對(duì)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(shí)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(duì)），而會(huì)受到周圍環(huán)境的影響。因?yàn)閁TP周圍的金屬、隱蔽的“地”、施工中的牽拉、彎曲等等情況都會(huì)破壞其平衡特性，從而降低EMC性能。
　　事實(shí)上，我們安裝電纜是通常會(huì)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(hù)中。所以，要獲得持久不變的對(duì)地性能，只有一個(gè)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(hù)，同時(shí)為UTP電纜人為的創(chuàng)造了一個(gè)平衡環(huán)境。這意味著基于FTP電纜的屏蔽解決方案是獨(dú)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(duì)雙絞線的外面加多一層或兩層鋁箔，利用金屬對(duì)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(shí)也阻止內(nèi)部信號(hào)輻射出去，干擾其它設(shè)備的工作。

　　實(shí)驗(yàn)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(duì)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(cè)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(shì)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?yàn)橥獠看嬖诘碾姶怒h(huán)境會(huì)影響到整個(gè)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(cè)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(huì)CENELEC已開始這項(xiàng)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(cè)量EMC性能的指標(biāo)。該指標(biāo)也被寫進(jìn)國(guó)際布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801第二版本中。

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