關(guān)于阿爾卡特(耐克森的前身)屏蔽與非屏蔽系統(tǒng)的說(shuō)明

屏蔽布線系統(tǒng)與非屏蔽布線系統(tǒng)目前，業(yè)界客觀存在“屏蔽與非屏蔽”的爭(zhēng)論，但我們認(rèn)為作為每一種的布線解決方案，都有其存在的基礎(chǔ)，或者說(shuō)是都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。全面的否定某一類(lèi)的布線方案是片面的和不負(fù)責(zé)任的。無(wú)論是屏蔽系統(tǒng)還是非屏蔽系統(tǒng)都有著廣泛的使用基礎(chǔ)，在美國(guó)，80%的布線系統(tǒng)采用非屏蔽系統(tǒng)（由于美國(guó)嚴(yán)格的大樓建筑標(biāo)準(zhǔn)，所有線槽要求為金屬管道），而在歐洲新的布線系統(tǒng)均為屏蔽系統(tǒng)。但作為世界布線系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者，阿爾卡特的布線產(chǎn)品向全世界提供，并可以針對(duì)不同用戶(hù)的不同需要（網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不同，周?chē)碾姶怒h(huán)境不同），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。在美洲，阿爾卡特在美國(guó)的工廠為客戶(hù)提供非屏蔽方案，而我們?cè)跉W洲則是完全的屏蔽解決方案。在中國(guó)，阿爾卡特會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，建議客戶(hù)使用合適的布線系統(tǒng)。比如，在某些惡劣的電磁環(huán)境中（如工廠，設(shè)備中心，電站），或?qū)垢蓴_和保密性要求高（如政府機(jī)關(guān)，軍事設(shè)施），屏蔽系統(tǒng)將市非常適合的。以下是我們對(duì)屏蔽系統(tǒng)的一些認(rèn)識(shí)，希望對(duì)您們有所幫助。什么是電磁兼容(EMC)？采用屏蔽布線系統(tǒng)主要是基于電磁兼容方面的考慮。所謂電磁兼容是指電子設(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(guò)量的電磁輻射。也就是說(shuō)，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)又不能輻射過(guò)量的電磁波干擾周?chē)渌O(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的正常工作。為什么目前電磁兼容引起重視?所謂電磁兼容有兩個(gè)方面的含義：一是要求系統(tǒng)具有抵抗電磁干擾的能力，即在一定的電磁干擾環(huán)境下能夠正常工作；另一方面要求系統(tǒng)不能產(chǎn)生過(guò)量的電磁輻射，即不能干擾其它系統(tǒng)的正常工作。為什么布線系統(tǒng)的電磁兼容特性日益引起重視？這主要有以下三個(gè)方面的原因：一、數(shù)據(jù)通信速率迅速增長(zhǎng)，因?yàn)橥ㄐ乓巡恢痪窒抻谡Z(yǔ)音,數(shù)據(jù),還包括高質(zhì)量的圖象信號(hào)，以局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)從以前的10Mbps提高到100Mbps，乃至ATM155Mbps，622Mbps，及目前議論較多的Gigabit局域網(wǎng)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)速率日益提高。網(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高。我們知道，工作頻率越高，越容易受到電磁干擾的能力，越容易產(chǎn)生電磁輻射。這一點(diǎn)很容易理解，為什么話音、電視信號(hào)在廣播之前都要調(diào)制到幾十到幾百兆赫茲（MHz）？為什么雙絞線的近端串?dāng)_（NEXT）頻率越高越嚴(yán)重？這些現(xiàn)實(shí)存在的實(shí)例很好地說(shuō)明了頻率越高，越容易產(chǎn)生電磁輻射、電磁耦合。二、外界電磁環(huán)境日益惡劣，新的電磁干擾源不斷產(chǎn)生。各種無(wú)線電廣播、強(qiáng)電開(kāi)關(guān)的脈沖、日光燈、以及移動(dòng)通信系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，尤其是其中的移動(dòng)通信系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾越來(lái)越嚴(yán)重。隨著通信系統(tǒng)向個(gè)人化和移動(dòng)化方向發(fā)展，各種移動(dòng)通信系統(tǒng)層出不窮，無(wú)線尋呼、TACS、GSM、CDMA移動(dòng)電話系統(tǒng)以及PCS微蜂窩個(gè)人通信系統(tǒng)等，移動(dòng)終端隨處可見(jiàn)，無(wú)線基站也到處分布，這些都是電磁干擾源。三、網(wǎng)絡(luò)安全性的需要。網(wǎng)絡(luò)工作頻率越高，產(chǎn)生的輻射越嚴(yán)重。這些輻射一方面有可能干擾其它系統(tǒng)，另一方面會(huì)給網(wǎng)絡(luò)犯罪可承之機(jī)。網(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高，而高頻信號(hào)更易于受到電磁干擾，這就是在布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念的原因。在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關(guān)EMC的法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，如89/336./EEC，EN55022及55024，按照歐洲規(guī)定，從1996年1月1日起，所有有源設(shè)備必須符合EMC規(guī)定，同時(shí)貼有CE標(biāo)志。布線系統(tǒng)屬于無(wú)源系統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連構(gòu)成系統(tǒng)，它也必須服從EMC的規(guī)定。UTP(非屏蔽雙絞線)電纜的EMC原理及局限性.UTP電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來(lái)抵消電磁干擾及電磁輻射。但是，利用這種平衡性來(lái)抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下條件的：1)UTP必須是理想的平衡系統(tǒng)UTP只有具有理想的平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想的平衡UTP是不存在的，因?yàn)椋篣TP的平衡特性受周?chē)h(huán)境影響當(dāng)UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時(shí)，由于不同導(dǎo)體與金屬物體或地的距離不同，UTP的平衡特性會(huì)遭到破壞。實(shí)驗(yàn)表明，將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中，其衰減會(huì)增大2.5%，說(shuō)明其特性阻抗減小了，從而表明UTP受周?chē)h(huán)境影響。彎曲也會(huì)破壞UTP的平衡特性在實(shí)際安裝時(shí)，電纜不可避免要彎曲。當(dāng)電纜彎曲時(shí)，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。2)UTP的節(jié)距與電磁干擾或信號(hào)波長(zhǎng)相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小，EMC性能越好。但是,雙絞線的絞結(jié)節(jié)距不可能無(wú)限減小。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界電磁干擾或網(wǎng)絡(luò)工作頻率超過(guò)30MHZ時(shí)，UTP的EMC性能下降，即網(wǎng)絡(luò)的可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應(yīng)增大，UTP廠商的技術(shù)資料里也承認(rèn)這一點(diǎn)。以前的網(wǎng)絡(luò)一般工作在較低的頻率范圍，如10MBPS以太網(wǎng)工作頻率為10MHZ以?xún)?nèi)，16MHZ令牌網(wǎng)的工作頻率在16MHZ以?xún)?nèi)，UTP系統(tǒng)在這樣低的工作頻帶內(nèi)具有一定的EMC能力，而且計(jì)算機(jī)通信具有出錯(cuò)重發(fā)及糾錯(cuò)能力，所以網(wǎng)絡(luò)能夠在一定的電磁環(huán)境中正常工作。但是，隨著快速以太網(wǎng)(100MBPS)，ATM(155MBPS，622MBPS)及GBPS以太網(wǎng)技術(shù)逐漸實(shí)用化，網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不斷提高，同時(shí)外界電磁干擾頻率也日益提高，UTP的平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡(luò)本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。所以，對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)，非屏蔽系統(tǒng)要依賴(lài)壓縮編碼技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)壓縮到30MHZ以下，如ATM155MBPS及ATM622MBPS.采用CAP16或cap64編碼技術(shù)將帶寬壓縮到25.8MHZ。采用復(fù)雜的編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)的兩端加編碼及解碼設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降，而且，APM論壇不支持CAP編碼方式。阿爾卡特FTP(屏蔽雙絞線)的EMC原理及其特點(diǎn)阿爾卡特綜合布線系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出一套基于雙層鋁箔屏蔽電纜的高性能布線系統(tǒng)。卓越的屏蔽性能阿爾卡特GigatekFTP電纜采用了當(dāng)今全球獨(dú)一無(wú)二的雙層縱包鋁箔屏蔽結(jié)構(gòu)，即在UTP電纜的外面縱包兩層25um厚的鋁箔，這種雙層縱包結(jié)構(gòu)既可以避免電纜彎曲或受熱時(shí)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(shí)使接地（包括屏蔽接地和保護(hù)接地）更加方便、可靠。這種高性能的屏蔽電纜安裝起來(lái)也非常方便，其外徑只有6.35毫米。對(duì)于10MHZ以上的電磁波，利用屏蔽層的反射，吸收及趨膚效應(yīng)的機(jī)理來(lái)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(duì)于低頻(<5MHZ)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(diǎn)有兩個(gè)方面：既具有卓越的屏蔽性能，又最大限度地方便用戶(hù)安裝。更高帶寬的應(yīng)用需要更有效的措施將所傳輸?shù)膶拵盘?hào)與外界干擾隔離，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。從電磁兼容(EMC)的觀點(diǎn)出發(fā)，需要設(shè)計(jì)最佳的電纜路由，避免惡劣的電磁環(huán)境。但是，我們無(wú)法避免全部的電磁干擾，因?yàn)榻^大部分電磁干擾在我們周?chē)菬o(wú)處不在的。所以對(duì)于這樣的寬帶應(yīng)用，建議采用屏蔽布線系統(tǒng)。為了檢驗(yàn)這種雙層鋁箔屏蔽電纜的屏蔽及安裝性能，對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，雙層鋁箔屏蔽電纜是將雙絞技術(shù)與鋁箔屏蔽技術(shù)最完美的結(jié)合。這種高品質(zhì)電纜為目前及未來(lái)的應(yīng)用提供了最佳的解決方案。轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗是用來(lái)表示屏蔽層效率或者屏蔽層保護(hù)效果的參數(shù)。在IEC96－1第18款中給出了轉(zhuǎn)移阻抗的定義及其測(cè)試方法。轉(zhuǎn)移阻抗用單位長(zhǎng)度量表示，即毫歐姆/米(mOhm/m)。對(duì)于某一長(zhǎng)度的屏蔽電纜而言，假如在其屏蔽層的某個(gè)表面有一電流存在，那么在此屏蔽層的另一表面會(huì)由于此電流而感生一電勢(shì)差，上述電勢(shì)差與電流之比即為“轉(zhuǎn)移阻抗”。屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗決定了其屏蔽層的的效率，它包含兩個(gè)方面的含義：防止外界電磁干擾進(jìn)入電纜內(nèi)部的能力以及阻止電纜內(nèi)部信號(hào)向外輻射的能力。轉(zhuǎn)移阻抗的數(shù)值越小，其屏蔽層的效果越好。下圖是三種屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗曲線：轉(zhuǎn)移阻抗（典型值）從以上曲線可以看出：?jiǎn)螌愉X箔與雙層鋁箔的屏蔽效率在低頻端（0～1MHz）相差很小，但是隨著頻率的提高，二者的差別越來(lái)越大。到100MHz，雙層鋁箔的轉(zhuǎn)移阻抗值小于單層鋁箔的1/10。也就是說(shuō)，其屏蔽效果提高了10倍！至于安裝方面，有個(gè)說(shuō)法：在電纜敷設(shè)的過(guò)程中，屏蔽層容易被破壞，影響屏蔽效果。但是，如果采用阿爾卡特GigatekFTP雙層鋁箔屏蔽電纜就不會(huì)存在這樣的問(wèn)題。一般非屏蔽（UTP）電纜在敷設(shè)過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題之一是電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，絞合結(jié)構(gòu)被破壞，從而影響電纜的平衡特性，性能下降。阿爾卡特Gigatek雙層鋁箔屏蔽電纜由于具有多重保護(hù)，包括絕緣的束縛薄膜和雙層的屏蔽鋁箔，保證了電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在敷設(shè)、彎曲時(shí)也不會(huì)被破壞，保證電纜的平衡及傳輸特性。另外，由于屏蔽層的存在，相當(dāng)于在UTP周?chē)藶榈刂圃炝藢?duì)稱(chēng)的金屬層，與外界隔離開(kāi)，保證了雙絞線的平衡特性不受電纜外部環(huán)境的影響。所以，在安裝時(shí)不必考慮電纜周?chē)欠翊嬖诮饘倩螂[蔽的地。前面提到，UTP被金屬包圍會(huì)使其特性阻抗減少，造成衰減增大。但是，F(xiàn)TP電纜在制造過(guò)程中已經(jīng)考慮到這個(gè)因素，利用特殊的工藝加以補(bǔ)償，保證FTP電纜的特性阻抗等于標(biāo)稱(chēng)值(100，120，或150ohm)。實(shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)TP電纜抵消電磁干擾及電磁輻射的能力比UTP電纜高40dB。阿爾卡特屏蔽布線系統(tǒng)能夠提供完善的接地系統(tǒng)目前，屏蔽布線系統(tǒng)已經(jīng)為越來(lái)越多的用戶(hù)所認(rèn)識(shí)，它在電磁兼容方面的良好性能也正在為越來(lái)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(lái)越多的廠商提供屏蔽布線產(chǎn)品。一些用戶(hù)在選擇屏蔽布線系統(tǒng)時(shí)存在一些顧慮，主要集中在接地和安裝方面的問(wèn)題上。這些顧慮很大一部分是由于一些市場(chǎng)宣傳造成的。要消除這些顧慮，首先要搞清楚接地的概念。接地有兩種，一種是信號(hào)接地或屏蔽接地（Grounding），另一種是保護(hù)接地（Earthing）。保護(hù)接地很容易理解，它是出于系統(tǒng)安全性的需要，將系統(tǒng)中暴露的金屬通過(guò)保護(hù)地線，接入大地。這里的“地”是指地球（Earth），萬(wàn)一強(qiáng)電搭接到暴露的金屬上，其能量能夠通過(guò)保護(hù)地線導(dǎo)入大地，被大地吸收，防止造成人身傷害。其實(shí)保護(hù)接地不只是屏蔽系統(tǒng)所專(zhuān)有的，任何網(wǎng)絡(luò)都存在保護(hù)接地的問(wèn)題。信號(hào)接地或屏蔽接地也不難理解，這里的“地”（Ground）是指大面積的金屬，電路板上大面積的銅箔、金屬機(jī)箱、金屬機(jī)柜都可看作Ground。Ground的作用是保持“信號(hào)地”電平的穩(wěn)定，吸收電磁干擾，屏蔽接地決定了屏蔽布線系統(tǒng)的電磁兼容特性。布線系統(tǒng)中的屏蔽接地是通過(guò)屏蔽層與Ground的大面積接觸實(shí)現(xiàn)的。在屏蔽電纜與配線架或信息插座連接的時(shí)候，將屏蔽層與配線架及信息插座的金屬屏蔽罩大面積接觸，就可實(shí)現(xiàn)良好的屏蔽接地。阿爾卡特綜合布線系統(tǒng)在屏蔽系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)和制造方面都具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的工藝，并在很多方面擁有專(zhuān)利。每個(gè)信息插座及配線架上的模塊都有專(zhuān)門(mén)用于卡接保護(hù)地線的打線位置，并配有接地鍵將所有保護(hù)地線集中連接到大樓的保護(hù)地線，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)接地。阿爾卡特屏蔽電纜的屏蔽層由兩層鋁箔組成，這種雙層鋁箔結(jié)構(gòu)不僅大大改善了電纜的屏蔽性能，同時(shí)提供了安裝方面極高的方便性。正是因?yàn)檫@種雙層鋁箔結(jié)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了屏蔽電纜的連接，節(jié)省了安裝時(shí)間，使雙層鋁箔FTP電纜的安裝同UTP電纜的安裝一樣簡(jiǎn)單。雙層鋁箔由兩層鋁箔（導(dǎo)體層）及敷于其表面的塑料薄膜（絕緣層）構(gòu)成，導(dǎo)體層相對(duì)。在電纜成端時(shí)，可以非常容易地將電纜外護(hù)套和外面一層屏蔽層去掉，露出里面一層屏蔽層，導(dǎo)體層向外。從電磁兼容（EMC）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360o接地(Grounding)。在阿爾卡特雙層鋁箔屏蔽系統(tǒng)中，只需將里面一層屏蔽層卡在阿爾卡特專(zhuān)利產(chǎn)品Clip-onTM電纜導(dǎo)線架上即可，保證屏蔽電纜在配線架和信息插座都實(shí)現(xiàn)360環(huán)繞接地（Grounding），絕對(duì)不會(huì)產(chǎn)生所謂的“天線效應(yīng)”。此Clip-onTM電纜導(dǎo)線架與模塊化配線盤(pán)集成在一起?？梢?jiàn)，在阿爾卡特屏蔽布線系統(tǒng)中，兩種接地系統(tǒng)（Earthing&Grounding）既方便又可靠，并不象某些宣傳渲染得那么復(fù)雜。阿爾卡特屏蔽布線系統(tǒng)具有精心設(shè)計(jì)的完善的接地系統(tǒng)，從模塊到電纜及配線架，都考慮了接地問(wèn)題，從而保證連續(xù)、可靠的接地。測(cè)試綜合布線系統(tǒng)電磁兼容性能的方法–耦合衰減數(shù)據(jù)傳輸頻率在不斷提高，而信號(hào)電平在不斷降低，所以數(shù)據(jù)信號(hào)越來(lái)越容易受噪聲的影響。對(duì)于更高頻率的追求，需要在越來(lái)越高頻率上的ACR（衰減－串?dāng)_比）值保持大于零。ACR在某種意義上表示了系統(tǒng)的信噪比，但是ACR有其局限性，因?yàn)樗豢紤]了數(shù)據(jù)電纜內(nèi)部線對(duì)之間的相互耦合作用，即近端串?dāng)_（NEXT）。而在實(shí)際系統(tǒng)中，信噪比越來(lái)越受到電纜內(nèi)部以外的其它噪聲源的影響。布線系統(tǒng)是否符合輻射及抗干擾標(biāo)準(zhǔn)，是人們非常關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的回答已經(jīng)不單單是技術(shù)方面的論證，更多的是出于商務(wù)及市場(chǎng)方面的考慮。布線系統(tǒng)本身是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)輻射任何噪聲，也不會(huì)被噪聲干擾。所以，EMC的有關(guān)規(guī)定并不適用于布線系統(tǒng)，這樣，任何布線生產(chǎn)廠商都可以宣稱(chēng)其產(chǎn)品符合EMC規(guī)定。但是，一旦布線系統(tǒng)與有源設(shè)備相連，布線系統(tǒng)的性能對(duì)EMC特性有很大的影響，從而影響到系統(tǒng)的抗干擾能力。為了能夠?qū)⒉季€系統(tǒng)的抗干擾特性量化，標(biāo)準(zhǔn)化組織做了大量的工作。歷史因?yàn)殡娎|和接插件都屬于無(wú)源器件，所以，它們?cè)谙蛲饨巛椛涞耐瑫r(shí)也會(huì)受到外界干擾，二者是相互的。也就是說(shuō)，當(dāng)電纜輻射的場(chǎng)與外部入射場(chǎng)相同時(shí)，說(shuō)明電纜內(nèi)部傳輸?shù)男盘?hào)與由外界場(chǎng)耦合到電纜內(nèi)部的信號(hào)是相等的。所以，一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的電磁性能可以用一個(gè)參數(shù)來(lái)表示，即輸入電纜的功率與輻射功率之比。這個(gè)參數(shù)表示雙絞線內(nèi)部某一對(duì)與外界電磁環(huán)境之間的隔離度。近年來(lái)，為了描述電纜的電磁兼容性能，引入了各種參數(shù)，如平衡、表面轉(zhuǎn)移阻抗、屏蔽衰減等。但是，這些參數(shù)只是部分描述了輻射或?qū)τ诟蓴_敏感程度的特性。平衡描述了一對(duì)線內(nèi)差模與共模電流之間