布線中的屏蔽技術(shù)

1、摘要：文章闡述了綜合布線系統(tǒng)中的屏蔽技術(shù)，論述了綜合布線系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的技術(shù)特性及其平衡傳輸原理，列舉了屏蔽布線系統(tǒng)中產(chǎn)品的技術(shù)特性及其接地要求。關(guān)鍵詞：屏蔽技術(shù) 傳輸介質(zhì) 平衡傳輸 系統(tǒng)接地1、前言 綜合布線系統(tǒng)憑借尖端的技術(shù)與智能化設計，具有無與倫比的優(yōu)越性。綜合布線解決方案可以提供完全的端到端的解決方案 包括基于銅線和光纖的解決方案；在設計中選擇高性能部件，以達到性能上最完美的匹配；為滿足現(xiàn)在及將來的需求 選擇、或電纜 超五類、六類或?qū)淼钠哳惖你~纜科技及創(chuàng)新的光纖解決方案構(gòu)成光纖到桌面的信息網(wǎng)絡。綜合布線解決方案的革新能提供網(wǎng)絡足夠的可靠性和帶寬，使我們始終處于布線技術(shù)的最前沿。綜合布

2、線產(chǎn)品無論是非屏蔽系統(tǒng)還是屏蔽系統(tǒng)都有著廣泛的使用基礎 并可以針對不同用戶的不同需求（網(wǎng)絡的工作頻率和周圍的電磁環(huán)境的不同）提供各種端到端的解決方案包括屏蔽、非屏蔽以及光纖布線解決方案。但在對抗干擾和保密性要求高（如政府機關(guān)、軍事設施）或下列電磁環(huán)境中，屏蔽系統(tǒng)將是非常適合的。 綜合布線網(wǎng)絡在大樓內(nèi)部存在配電箱和配電網(wǎng)產(chǎn)生的高頻干擾，大功率電動機電火花產(chǎn)生的諧波干擾，熒光燈管、電子啟動器、電源開關(guān)、電話網(wǎng)的振鈴電流、 信息處理設備產(chǎn)生的周期性脈沖等干擾源，在不能保持安全間隔時應采用屏蔽系統(tǒng)。綜合布線網(wǎng)絡在大樓外部存在雷達、無線電發(fā)射設備、移動電話基站、高壓電線、電氣化鐵路、雷擊區(qū)等干擾源，若處

3、于較高電磁場強度的環(huán)境應采用屏蔽系統(tǒng)。周圍環(huán)境的干擾信號場強或綜合布線系統(tǒng)的噪聲電平超過下列規(guī)定時應采用屏蔽系統(tǒng)：（）計算機局域網(wǎng)引入的干擾信號 其場強為；引入的干擾信號 其場強為；（）電信終端設備通過信號、直流或交流等引入線 引入的干擾信號 其場強度為 幅度調(diào)制 ；（）具有模擬數(shù)字終端接口的終端設備 提供電話服務時 噪聲電平超過的帶寬總和小于； （）當終端設備提供聲學接口服務時 噪聲電平超過基準電平的帶寬總和小于。 2、屏蔽技術(shù)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

4、衡原理及屏蔽層的屏蔽作用 因而具有非常好的電磁兼容（）特性。歐洲大多數(shù)的最終用戶會選擇屏蔽布線系統(tǒng)，尤其在德國 大約的用戶安裝是屏蔽系統(tǒng)而另外的安裝的為光纖。 目前屏蔽布線系統(tǒng)已為越來越多的用戶所認識它在電磁兼容方面的良好性能也正在為越來越多的用戶所認可。市場上的屏蔽布線產(chǎn)品除了進口于歐洲，越來越多的廠商也提供屏蔽布線產(chǎn)品。在最新發(fā)布的北美布線標準中 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)。屏蔽布線系統(tǒng)擁有一套完整的屏蔽、接地理論和產(chǎn)品系列 提供最完整

5、、最全面的電纜、部件及端到端全屏蔽解決方案 以滿足當今網(wǎng)絡日益提升的需求。當然 目前業(yè)界對屏蔽布線系統(tǒng)的一些爭論 也可能使用戶不是十分的了解屏蔽系統(tǒng)。 電纜的屏蔽原理不同于雙絞的平衡抵消原理 電纜是在四對雙絞線的外面加一層或兩層鋁箔 利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應原理（所謂趨膚效應是指電流在導體截面的分布隨頻率的升高而趨于導體表面分布。頻率越高 趨膚深度越小 即電磁波的穿透能力越弱 ）有效地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備的工作。 實驗表明 頻率超過的電磁波只能透過厚的鋁箔。如果屏蔽層的厚度超過，如耐克森的電纜為兩層厚的鋁箔屏蔽 就使能透過屏蔽層進入電纜

6、內(nèi)部的電磁干擾的頻率主要在以下，而對于以下的低頻干擾可用雙絞的原理有效的抵消。3、傳輸介質(zhì)布線系統(tǒng)使用的傳輸介質(zhì)主要有雙絞線和光纜。雙絞線由兩根絕緣保護層的銅導線組成，分為非屏蔽雙絞線（）、屏蔽雙絞線 ，而屏蔽雙絞線又分為鋁箔屏蔽雙絞線 、獨立屏蔽雙絞線（）。如何選擇系統(tǒng)傳輸介質(zhì)是施工中一項重要的內(nèi)容，、線纜的技術(shù)性能對比請參見表、（忽略，詳見本期雜志）。 在系統(tǒng)布線中，采用屏蔽雙絞線還是采用非屏蔽雙絞線，在業(yè)界仍存爭論。堅持用非屏蔽觀點的人認為：屏蔽系統(tǒng)是指整個系統(tǒng)全過程屏蔽，其本身是一個好的設想，可提高信號傳輸?shù)乃俾?，但安裝標準要求高、投資大；雖然屏蔽能夠抵抗噪音干擾，提高傳輸速率，但如果

7、在布線過程中稍有不慎，就會影響整個系統(tǒng)的屏蔽效果，反而會降低系統(tǒng)的性能；全屏蔽布線的傳輸帶寬，低于同樣成本的多棱光纖；從性能價格比來說，水平布線子系統(tǒng)仍將是非屏蔽雙絞線和光纖的世界。而執(zhí) 用屏蔽觀點的人認為：屏蔽系統(tǒng)可提高穩(wěn)定性能以及高質(zhì)量的傳輸信號，能夠提供較高的傳輸帶寬，可支持未來高速的網(wǎng)絡系統(tǒng)，并提高更遠的傳輸距離。施工要求高是專業(yè)安裝公司的事情，只要嚴格按照布線規(guī)范要求操作，就會為用戶提供屏蔽布線系統(tǒng)。 布線系統(tǒng)采用非屏蔽雙絞線還是屏蔽雙絞線，從施工的質(zhì)量、工期和投資來看有明顯的差異。非屏蔽系統(tǒng)采用非屏蔽雙絞線，施工比較簡單，質(zhì)量標準要求低，施工工期較短，投資低。而屏蔽系統(tǒng)采用屏蔽雙絞

8、線，對屏蔽層的處理要求很高，除了要求鏈路的屏蔽層不能有斷點外，還要求屏蔽通路必須是完整的全過程屏蔽。從目前的施工條件來講，很難達到整個系統(tǒng)的全過程屏蔽。因此從客觀上，要求設計人員在語音通信、數(shù)據(jù)通信和圖像通信傳輸介質(zhì)選擇時，要對非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線和光纖的技術(shù)指標有所了解。即語音通信：類或更高的非屏蔽雙絞線；一般的數(shù)據(jù)通信：類的非屏蔽雙絞線，屏蔽雙絞線；高速數(shù)據(jù)通信：芯的光纖；可視通信：類的非屏蔽雙絞線，芯的光纖等。 4、平衡傳輸 電纜通過芯線的雙絞來達到性能 這意味著首先被電纜所接收 隨后才被抵消。但隨著頻率的提高，的性能將會下降。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)電纜雙絞只能滿足到的性能 對于更高的電磁干擾將

9、無能為力。而目前多數(shù)實際網(wǎng)絡應用的工作頻率都低于，并且理想的平衡傳輸系統(tǒng)是不存在的。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。因為周圍的金屬、隱蔽的“地”、施工中的牽拉、彎曲等情況都會破壞其平衡特性 從而降低性能。事實上，我們安裝電纜通常會將它穿入金屬導管、塑料導管或者其它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 同時為電纜人為的創(chuàng)造了一個平衡環(huán)境。這意味著基于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)。是融合了的平衡特性和施工靈活性和的屏蔽效果 即平衡與屏蔽原理

10、的完美結(jié)合。4、的衰減 電纜的衰減指標完全符合和等相關(guān)標準。如果將電纜穿入金屬導管中，其阻抗特性將下降而導致衰減增大。電纜在制造過程中考慮到周圍鋁箔的影響，已經(jīng)在制造工藝中加以補償。 4、的傳輸距離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。影響傳輸距離最關(guān)鍵的因素是傳播時延 它是由電纜的值決定：普通電纜的大約 耐克森的、電纜的在左右。4輻射與接地系統(tǒng)的屏蔽性能由最差部分的性能決定，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性能：遠離干擾源 如電梯、空調(diào)、動力設備、日光燈、移動通信基站等，并采用帶有屏蔽罩的信息插座和跳線盤；電纜部分與信息

11、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)境更加復雜 無法預測和控制 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。通過電纜的屏蔽原理可以了解到 屏蔽層不接地也具有屏蔽功效，鋁箔屏蔽層的屏蔽作用與接地無關(guān)。但如果接地不好 的屏蔽層將成為干擾源。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，但如果接地不良 電纜的屏蔽層會吸收外在的電磁干擾，傳導后向外輻射。當然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 電纜的屏蔽層才有可能成為“潛在的天線”。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

12、 實現(xiàn)了電纜屏蔽層的大面積環(huán)繞接地 避免了所謂的“天線效應”。4測量屏蔽電纜屏蔽系統(tǒng)的優(yōu)勢是提供較電纜更好的性能，這基于將系統(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 還沒有性能指標或測試方法來表達或比較性能。但歐洲標準化委員會已開始這項工作耦合衰減 被定義為測量性能的指標，該指標也被寫進國際布線標準第二版本中。5、屏蔽布線系統(tǒng) 耐克森的屏蔽布線系統(tǒng)由屏蔽電纜及相應屏蔽的接插件、跳線等組成 產(chǎn)品線覆蓋了超五類（ ）、六類（ ）及七類（ ）。其線纜綜合運用了平衡和屏蔽技術(shù) 大大提高了系統(tǒng)的抵抗電磁干擾 和防止電磁輻射 的能力 即系統(tǒng)具有非常高的電磁兼容

13、 性能。該屏蔽系列產(chǎn)品均獲得了丹麥獨立電子實驗室、美國保險實驗室及美國檢測機構(gòu)的測試及認證。同時其系列布線產(chǎn)品的指標遠遠高于、及標準的規(guī)定。 5屏蔽系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢屏蔽電纜的屏蔽層由兩層鋁箔組成 這種結(jié)構(gòu)不僅大大改善了電纜的屏蔽性能 同時安裝方便。電纜采用了當今全球獨一無二的雙層縱包鋁箔屏蔽結(jié)構(gòu) 即在電纜的外面縱包兩層厚的鋁箔 這樣既可以避免電纜彎曲或受熱時屏蔽層出現(xiàn)微小的縫隙 又減小了轉(zhuǎn)移阻抗 提高了屏蔽效果 同時使接地（包括屏蔽接地和保護接地）更加方便、可靠。正因為雙層鋁箔結(jié)構(gòu)大大簡化了屏蔽電纜的連接 節(jié)省了安裝時間 使雙層鋁箔電纜的安裝同電纜的安裝一樣簡單。雙層鋁箔由兩層鋁箔（導體層）及

14、敷于其表面的塑料薄膜（絕緣層）構(gòu)成 導體層相對。在電纜端接時 可以非常容易地將電纜外護套和外面一層屏蔽層去掉 露出里面一層屏蔽層 導體層向外。從電磁兼容（）的方面考慮 電纜的屏蔽層必須與大面積的金屬表面環(huán)繞接觸 即所謂的接地 。在雙層鋁箔屏蔽系統(tǒng)中 只需將里面一層屏蔽層卡（耐克森專利產(chǎn)品）卡在電纜導線架上即可 以保證屏蔽電纜在配線架和信息插座都實現(xiàn)環(huán)繞接地（） 絕對不會產(chǎn)生所謂的“天線效應”。電纜導線架與模塊化配線盤集成在一起，為了達到整個鏈路內(nèi)的連續(xù)屏蔽給連接件加上外殼 并配有專門的電纜導線架。對于以上的電磁波 利用屏蔽層的反射 吸收及趨膚效應的機理來抵消電磁干擾及電磁輻射頻率越高 屏蔽層的效果越明顯。對于低頻 小于 電磁波 則利用雙絞線的平衡特性抵消。這種雙層鋁箔屏蔽電纜的最大特點有兩個方面：卓越的屏蔽性能 最大限度地方便用戶安裝。 5接地系統(tǒng) 綜合布線系統(tǒng)采用屏蔽措施時必須有良好的接地系統(tǒng)并應符合下列規(guī)定：（）保護地線的接地電阻值單獨設置接地體時不應大于；采用聯(lián)合接地體時 不應大于；（）采用屏蔽布線系統(tǒng)時，所有屏蔽層應保持連續(xù)性；（）采用屏蔽綜合布線系統(tǒng)時 屏蔽層的配線設備或端必須良好接地用戶端終端設備視具體情況接地 兩端的接地應連接至同一接地體。若接地系統(tǒng)中存在兩個不同的接地體時 其接地電位差不應大于.有效值 ； （）采用屏蔽布線系統(tǒng)時每一樓層的配線柜都應采用