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正确选择屏蔽电缆和非屏蔽电缆 - 无图版

AAAA --- 2008-05-03 21:24:12

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电缆和非屏蔽之争,以及到底哪种电缆为铜缆结构化布线网络提供了最好的解决方案,在业内已经是由来已久。选择非屏蔽双绞线 (UTP) 电缆和锡箔双绞线 (FTP) (或美国众所周知的屏蔽双绞线 (ScTP))并不是一个很容易做出的决策。事实上,从各种选项中选择适当的屏蔽技术,并确保这些技术的

正确和运行,要远比FTPUTP的选择重要的多。

   世界各地的一般惯例有所不同。在英国、大多数欧洲、美国和亚洲国家,通常把UTP电缆作为最经济的、并足以满足大多数安装要求的选项。在

德国及欧洲的其它国家,包括法国、瑞士和奥地利,FTP则占主导地位。

在安装系统时,真正的问题之一是数据完整性。屏蔽系统的根本目标是防止数据受到潜在的电磁干扰 (EMI),如工业设施和机场及运行关键系统的地方,如军事基地和医院。

设计精良、安装正确的FTP布线网络无疑将改善非屏蔽系统上的信号完整性。然而,Molex企业布线网络部提醒用户注意,为了有效地工作,屏蔽必须正确接地。事实上,这并不是一直能够简便实现的。接地不良的屏蔽系统实际上会较开始时采用非屏蔽系统提供更差的性能水平。在最坏情况下,屏蔽本身可能会成为一个辐射源,生成电流接地环路,或接收周围辐射,向相领的数据电缆发出有害干扰。

屏蔽的类型

屏蔽分成几种不同的类型。两个或多个绞线或四条电缆可以包到一个整体屏蔽中。另外,绞合电缆的每个线对也可以单独屏蔽。此外,这些单独屏蔽的电缆可以或不可以覆盖第二层整体屏蔽(称为金属锡箔内线对 (PiMF))。

不管是哪种设计,为了确保有效性,屏蔽必须在电子上从端到端是连续的,并且正确接地。在选择屏蔽布线系统时,选择整体的端到端解决方案也很重要。采用不同系统的混合组件,可能会因阻抗不匹配而导致问题。屏蔽系统的成本,包括所需的额外安装工作,通常较同等的UTP解决方案高20–30%

标准和法则

EMI或射频干扰 (RFI) 是指给设备或系统运行带来不利影响的任何不希望的信号。在欧洲,EMC 法案89/336/EEC及其补充法案92/31/EEC中规定了辐射及对电磁辐射的抗干扰性要求。在美国,联邦通信委员会 (FCC) 对美国制造或销售的任何设备都作了类似的规定。

通过测量生成的放射物的场强,可以确定辐射。其单位是伏/米,其通常的频率范围为30kHz 1000MHzEMC法规为信息技术设备提供了一个产品家族标准--EN55022,它规定了EMI辐射的测试程序和可以接受的限度。

通过测试,并证实该设备在存在相应水平的EMI时仍能继续有效运行,可以确定对EMI的抗干扰能力 (或敏感度)。目前还没有针对IT设备的抗干扰能力测试产品家族标准,因此目前其包含在EN50082-1 (国内、商业和照明行业) EN50082-2 (工业环境)这两个一般标准中。这些标准和IEC1000-4系列基本标准用来对IT设备进行抗干扰能力测试。

布线结构怎样融入这一情形中目前尚不明确。DTI任命的著名实体为英国Molex企业布线网络部提供的建议证实,SI 2372: 1992 13条规定中排除了结构化布线,因为建筑物中的大型安装不能进行EMC评估是可以接受的。此外SI17条规定中把布线系统归在无源系统中,因此不在电磁法规的管理范围之内。

英国的电磁兼容性测试实验室 (EMCTLA) 声称,布线产品不会导致电磁干扰,其性能也不会受到这些干扰的影响。因此在布线组件上不要求显示CE标志;事实上这样做是不合法的。

职责

对已经安装的IT系统,有源设备的制造商和系统安装商应共同承担电磁兼容能力的次要职责。而保证符合法规要求的最终职责取决于系统的所有者。

Molex 企业布线网络部一直在一系列安装项目上执行EMC测试,以收集数据,就EMC和屏蔽问题为最终用户和安装人员提供更好的建议。在对包括有源设备和布线组件的典型配置进行测试时,如果正确安装,UTPFTP解决方案均能够满足相应的辐射和抗干扰能力标准。

发展前景

双绞线电缆通过耦合线对每一半的信号,可以互相抵消正负信号,进而实现电磁兼容性。为了有效工作,绞合必须保持良好的平衡。

对电缆进行纵向平衡测试是当前的争议焦点。欧洲EN50173标准中正在考虑在标准中包含此项测试。采用的测试方法以耦合衰减为基础,但许多人认为这种方法存在许多缺陷,甚至根本不够。纵向平衡测试的其它方法包括线路注入和天线技术。

国际标准委员会ISO/IEC/SC25中目前正在草议的七类规范将规定PiMF屏蔽,并端接到一条屏蔽导线上。预计必须使用这种屏蔽水平,来满足规定传输带宽约为600MHz的标准的性能需求。替代方案必须不要求屏蔽,而且要比铜缆解决方案提供更高的性能,这种替代方案当然是光纤。

目前,选择屏蔽还是非屏蔽及选择使用哪种屏蔽仍然是一个复杂的问题。最终用户可以采用的最佳建议是在每次安装新系统时,咨询资深的网络设计人员。

常见布线系统屏蔽问题技术解答

屏蔽布线系统源于欧洲,它是在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。我们可以看到,在整个欧洲,大多数的最终用户会选择屏蔽布线系统。目前,屏蔽布线系统已经为越来越多的用户所认识,它在电磁兼容方面的良好性能也正在为越来越多的人所认可。所以,市场上的屏蔽布线产品已不只局限于欧洲产品,越来越多的厂商提供屏蔽布线产品。在最新发布的北美布线TIA/EIA-568-B标准中,屏蔽电缆和非屏蔽电缆同时被作为水平布线的推荐媒介,从而结束了北美没有屏蔽系统的历史。

  常见的屏蔽问题和解答

问:什么是EMC? 

答:EMC是电磁兼容性,是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力,同时不能产生过量的电磁辐射。也就是说,要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作,同时有不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。

问:UTP电缆是理想的平衡传输系统,为什么还要用FTP电缆?

 答:UTP电缆是通过芯线的双绞来达到EMC性能,这意味着EMI首先被UTP电缆所接收,随后才被抵消。但是,随着频率的提高,UTPEMC性能将会下降。经过测量发现,将电缆双绞只能满足到30MHzEMC性能,对于更高的电磁干扰双绞线将无能为力。而到目前为止,大多数的实际网络应用的工作频率都低于30MHz。并且,理想的平衡传输系统是不存在的。UTP电缆的平衡特性并不只取决于部件本身的质量(如绞对),而会受到周围环境的影响。因为UTP周围的金属、隐蔽的、施工中的牵拉、弯曲等等情况都会破坏其平衡特性,从而降低EMC性能。事实上,我们安装电缆是通常会将它穿入金属导管、塑料导管或者其他有着不同接地阻抗的保护中。所以,要获得持久不变的对地性能,只有一个解决方案:在所有芯线外加多一层铝箔进行接地。铝箔为脆弱的双绞芯线增加了保护,同时为UTP电缆人为的创造了一个平衡环境。这意味着基于FTP电缆的屏蔽解决方案是独立于环境的,即与环境无关。FTP是融合了UTP的平衡特性和施工灵活性和STP的屏蔽效果,即平衡与屏蔽原理的完美结合。

问:FTP电缆的屏蔽原理是什么?

答:不同于双绞的平衡抵消原理,FTP电缆是在四对双绞线的外面加多一层或两层铝箔,利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱),有效的防止外部电磁干扰进入电缆,同时也阻止内部信号辐射出去,干扰其它设备的工作。实验表明,频率超过5MHz的电磁波只能透过38μm厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38μm,例如耐克森的FTP电缆为两层25μm厚的铝箔屏蔽,就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在5MHz以下。而对于5MHz以下的低频干扰可应用双绞的原理有效的抵消。

问:我们如何测量屏蔽和非屏蔽系统之间的性能差异?

答:FTP电缆的屏蔽系统的优势是提供较UTP电缆更好的EMC性能,它是基于将系统隔绝于外部电磁环境。因为外部存在的电磁环境会影响到整个布线系统的数据传输。到目前为止,还没有性能指标或测试方法来表达或比较EMC性能。值得高兴的是欧洲标准化委员会CENELEC已开始这项工作(耐克森综合布线系统参与其中),耦合衰减(coupling attenuation)被定义为测量EMC性能的指标。该指标也被写进国际布线标准ISO/IEC11801第二版本中。

toothick --- 2008-05-11 20:53:09

2

谢谢LZ

又学了知识

mc2007 --- 2008-12-22 15:34:12

3

学习中

 

zdskun --- 2009-02-18 17:34:11

4

顶下
zero0000 --- 2009-06-10 19:38:48

5

学习

bttiankong --- 2009-08-07 14:38:34

6

好好学习一下,谢谢楼主!

zhangtaoxh --- 2009-08-12 22:18:27

7

学到了,谢谢楼主。不要金币的还真不多.
mcgrady45 --- 2009-08-13 08:00:10

8

好资料啊,楼主好人
li809113 --- 2010-04-08 21:11:08

9

太好了

学到很多东西

谢谢楼主

 

lantianqg --- 2010-04-12 19:17:30

10

好资料啊,多谢楼主!

kaifeng80 --- 2010-08-18 18:52:30

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感觉很好,谢了
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