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1、综合布线系统中的屏蔽技术工作原理综合布线系统中的屏蔽技术工作原理 来源: 中国电线电缆网 2007-9-11 18:24:11 放入公文包 作者 news 的相关信息：作者网站 作者帖子作者所有文章给作者发短消息 综合布线系统凭借尖端的技术与智能化设计，具有无与伦比的优越性。综合 布线解决方案可以提供完全的端到端的解决方案包括基于铜线和光纤的解决方 案；在设计中选择高性能部件，以达到性能上最完美的匹配；为满足现在及将 来的需求选择、或电缆超五类、六类或将来的七类的铜 缆科技及创新的光纤解决方案构成光纤到桌面的信息网络。综合布线解决方案 的革新能提供网络足够的可靠性和带宽，使我们始终处于布线技术
2、的最前沿。 综合布线产品无论是非屏蔽系统还是屏蔽系统都有着广泛的使用基础 并可以针对不同用户的不同需求（网络的工作频率和周围的电磁环境的不同） 提供各种端到端的解决方案包括屏蔽、非屏蔽以及光纤布线解决方案。但在对 抗干扰和保密性要求高（如政府机关、军事设施）或下列电磁环境中，屏蔽系 统将是非常适合的。 综合布线网络在大楼内部存在配电箱和配电网产生的高频干扰，大功 率电动机电火花产生的谐波干扰，荧光灯管、电子启动器、电源开关、电话网 的振铃电流、 信息处理设备产生的周期性脉冲等干扰源，在不能保持安全间隔 时应采用屏蔽系统。 综合布线网络在大楼外部存在雷达、无线电发射设备、移动电话基站 、高压电线
3、、电气化铁路、雷击区等干扰源，若处于较高电磁场强度的环境应 采用屏蔽系统。 周围环境的干扰信号场强或综合布线系统的噪声电平超过下列规定时 应采用屏蔽系统： （）计算机局域网引入的干扰信号其场 强为；引入的干扰信号其场强为； （）电信终端设备通过信号、直流或交流等引入线引入 的干扰信号其场强度为幅度调制 ； （）具有模拟数字终端接口的终端设备提供电话服务时噪声电 平超过的带宽总和小于； （）当终端设备提供声学接口服务时噪声电平超过基准电平的带宽 总和小于。 屏蔽技术 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
4、 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（）特性。欧洲大多数的最终用户会选择屏蔽布线系统 ，尤其在德国大约的用户安装是屏蔽系统而另外的安装的为光纤 。 目前屏蔽布线系统已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用户所认可。市场上的屏蔽布线产品除了进口于欧 洲，越来越多的厂商也提供屏蔽布线产品。在最新发布的北美布线 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。在中国越来越多的用户尤其是涉及 到保密和辐射强烈的项目开始关注和使用屏蔽系统甚至是六类屏蔽系统。 屏蔽布线系统拥有一套完整
5、的屏蔽、接地理论和产品系列提供最完整 、最全面的电缆、部件及端到端全屏蔽解决方案以满足当今网络日益提升的需 求。当然目前业界对屏蔽布线系统的一些争论也可能使用户不是十分的了解 屏蔽系统。 电缆的屏蔽原理不同于双绞的平衡抵消原理电缆是在四 对双绞线的外面加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电磁波的穿透能力越弱）有效地防止外部 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。 实验表明频率超过的电磁波只能透过厚的铝箔。如 果屏蔽层的厚度超过，如耐克森的电缆为两层厚的铝
6、箔 屏蔽就使能透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在以下， 而对于以下的低频干扰可用双绞的原理有效的抵消。 传输介质 布线系统使用的传输介质主要有双绞线和光缆。双绞线由两根绝缘保 护层的铜导线组成，分为非屏蔽双绞线（）、屏蔽双绞线 ，而 屏蔽双绞线又分为铝箔屏蔽双绞线 、独立屏蔽双绞线（）。如 何选择系统传输介质是施工中一项重要的内容，、线缆 的技术性能对比请参见表、（忽略，详见本期杂志）。 在系统布线中，采用屏蔽双绞线还是采用非屏蔽双绞线，在业界仍存 争论。坚持用非屏蔽观点的人认为：屏蔽系统是指整个系统全过程屏蔽，其本 身是一个好的设想，可提高信号传输的速率，但安装标准要求高、投资大；
7、虽 然屏蔽能够抵抗噪音干扰，提高传输速率，但如果在布线过程中稍有不慎，就 会影响整个系统的屏蔽效果，反而会降低系统的性能；全屏蔽布线的传输带宽 ，低于同样成本的多棱光纤；从性能价格比来说，水平布线子系统仍将是非屏 蔽双绞线和光纤的世界。而执用屏蔽观点的人认为：屏蔽系统可提高稳定性能 以及高质量的传输信号，能够提供较高的传输带宽，可支持未来高速的网络系 统，并提高更远的传输距离。施工要求高是专业安装公司的事情，只要严格按 照布线规范要求操作，就会为用户提供屏蔽布线系统。 布线系统采用非屏蔽双绞线还是屏蔽双绞线，从施工的质量、工期和 投资来看有明显的差异。非屏蔽系统采用非屏蔽双绞线，施工比较简单，
8、质量 标准要求低，施工工期较短，投资低。而屏蔽系统采用屏蔽双绞线，对屏蔽层 的处理要求很高，除了要求链路的屏蔽层不能有断点外，还要求屏蔽通路必须 是完整的全过程屏蔽。从目前的施工条件来讲，很难达到整个系统的全过程屏 蔽。因此从客观上，要求设计人员在语音通信、数据通信和图像通信传输介质 选择时，要对非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤的技术指标有所了解。即语音 通信：类或更高的 非屏蔽双绞线；一般的数据通信：类的 非屏蔽双绞线， 屏蔽双绞线；高速数据通信：芯的 光纤；可视通信：类的 非屏蔽双绞线，芯的 光纤等。 平衡传输 电缆通过芯线的双绞来达到性能这意味着首先被 电缆所接收随后才被抵消。但随着频率的
9、提高，的性能将 会下降。经测量发现电缆双绞只能满足到的性能对于更高 的电磁干扰将无能为力。而目前多数实际网络应用的工作频率都低于 ，并且理想的平衡传输系统是不存在的。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。因为周围的金 属、隐蔽的“地”、施工中的牵拉、弯曲等情况都会破坏其平衡特性从而降低 性能。事实上，我们安装电缆通常会将它穿入金属导管、塑料导管或者 其它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 保护同时为电缆人为的创造了一个平衡环境。这意味着基于电缆 的屏蔽解决方案
10、是独立于环境的即与环境无关。是融合了的平衡 特性和施工灵活性和的屏蔽效果即平衡与屏蔽原理的完美结合。 、的衰减 电缆的衰减指标完全符合和 等相关标准。如果将电缆穿入金属导管中，其阻抗特 性将下降而导致衰减增大。电缆在制造过程中考虑到周围铝箔的影响， 已经在制造工艺中加以补偿。 、的传输距离 电缆的传输距离是由电缆的衰减和传播时延决定的与是否屏蔽没有关 系。影响传输距离最关键的因素是传播时延它是由电缆的值决定：普通 电缆的大约耐克森的、电缆的 在左右。 辐射与接地 系统的屏蔽性能由最差部分的性能决定，屏蔽系统最薄弱的部分是信 息插座及机柜内的模块化跳线盘可以通过以下的方法提高其性能：远离 干扰源
11、如电梯、空调、动力设备、日光灯、移动通信基站等，并采用带有 屏蔽罩的信息插座和跳线盘；电缆部分与信息插座和跳线盘相比电缆广泛分 布在整个建筑中周围的电磁环境更加复杂无法预测和控制所以电缆部分是 整个布线系统中最需要加以电磁保护的部分。 通过电缆的屏蔽原理可以了解到屏蔽层不接地也具有屏蔽功效 ，铝箔屏蔽层的屏蔽作用与接地无关。但如果接地不好的屏蔽层将成为 干扰源。综合布线系统作为无源产品本身不会产生电磁辐射，但如果接地不良 电缆的屏蔽层会吸收外在的电磁干扰，传导后向外辐射。当然向外的辐射也需 要一定的条件即必须存在辐射所需的能量及其天线的尺寸与电波波长在同一数 量级。只有满足以上条件电缆的屏蔽层
12、才有可能成为“潜在的天线”。综合布 线系统在整个系统的开发、研制过程中已经充分考虑到高频接地的问题实现了 电缆屏蔽层的大面积环绕接地避免了所谓的“天线效应”。 测量屏蔽 电缆屏蔽系统的优势是提供较电缆更好的性能， 这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 性能。但欧洲标准化委员会已开始这项工作耦合衰减 被定义为测量性能的指标，该 指标也被写进国际布线标准第二版本中。 屏蔽布线系统 耐克森的屏蔽布线系统由屏蔽电缆及相应屏蔽的接 插件、跳线等组成产品线覆盖了超五类（ ）、六类（ ）及七类（）。其线缆综合运
13、用了平衡和屏蔽技术大大 提高了系统的抵抗电磁干扰 和防止电磁辐射 的能力即系 统具有非常高的电磁兼容 性能。该屏蔽系列产品均获得了丹麦独立电 子实验室、美国保险实验室及美国检测机构的测试及认 证。同时其系列布线产品的指标远远高于、 及标准的规定。 屏蔽系统的特点及优势 屏蔽电缆的屏蔽层由两层铝箔组成这种结构不仅大大改善了电缆的屏 蔽性能同时安装方便。电缆采用了当今全球独一无二的双层纵包铝箔 屏蔽结构即在电缆的外面纵包两层厚的铝箔这样既可以避免 电缆弯曲或受热时屏蔽层出现微小的缝隙又减小了转移阻抗提高了屏蔽效果 同时使接地（包括屏蔽接地和保护接地）更加方便、可靠。正因为双层铝箔结 构大大简化了屏
14、蔽电缆的连接节省了安装时间使双层铝箔电缆的安装 同电缆的安装一样简单。双层铝箔由两层铝箔（导体层）及敷于其表面 的塑料薄膜（绝缘层）构成导体层相对。在电缆端接时可以非常容易地将电 缆外护套和外面一层屏蔽层去掉露出里面一层屏蔽层导体层向外。从电磁兼 容（）的方面考虑电缆的屏蔽层必须与大面积的金属表面环绕接触即 所谓的接地 。在双层铝箔屏蔽系统中只需将 里面一层屏蔽层卡（耐克森专利产品）卡在电缆导线架上 即可以保证屏蔽电缆在配线架和信息插座都实现环绕接地（ ）绝对不会产生所谓的“天线效应”。电缆导 线架与模块化配线盘集成在一起，为了达到整个链路内的连续屏蔽给连接件加 上外壳并配有专门的电缆导线架。 对于以上的电磁波利用屏蔽层的反射吸收及趋肤效应的 机理来抵消电磁干扰及电磁辐射频率越高屏蔽层的效果越明显。对于低频 小于 电磁波则利用双绞线的平衡特性抵消。这种双层铝箔屏蔽电缆 的最大特点有两个方面：卓越的屏蔽性能最大限度地方便用户
