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屏蔽電纜和非屏蔽電纜的合理使用和選擇

    屏幕電纜和非屏蔽之爭,以及到底哪種電纜為銅纜結構化布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )提供了最好的解決方案,在業(yè)內已經(jīng)是由來(lái)已久。選擇非屏蔽雙絞線(xiàn) (UTP) 電纜和錫箔雙絞線(xiàn) (FTP) (或美國眾所周知的屏蔽雙絞線(xiàn) (ScTP))并不是一個(gè)很容易做出的決策.事實(shí)上,從各種選項中選擇適當的屏蔽技術(shù),并確保這些技術(shù)的正確安裝和運行,要遠比FTP或UTP的選擇重要的多。

     

        世界各地的一般慣例有所不同.在英國,大多數歐洲,美國和亞洲國家,通常把UTP電纜作為最經(jīng)濟的,并足以滿(mǎn)足大多數安裝要求的選項.在德國及歐洲的其它國家,包括法國,瑞士和奧地利,FTP則占主導地位。

     

        在安裝系統時(shí),真正的問(wèn)題之一是數據完整性.屏蔽系統的根本目標是防止數據受到潛在的電磁干擾 (EMI),如工業(yè)設施和機場(chǎng)及運行關(guān)鍵系統的地方,如軍事基地和醫院。

     

        設計精良,安裝正確的FTP布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )無(wú)疑將改善非屏蔽系統上的信號完整性.然而,Molex企業(yè)布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )部提醒用戶(hù)注意,為了有效地工作,屏蔽必須正確接地.事實(shí)上,這并不是一直能夠簡(jiǎn)便實(shí)現的.接地不良的屏蔽系統實(shí)際上會(huì )較開(kāi)始時(shí)采用非屏蔽系統提供更差的性能水平.在最壞情況下,屏蔽本身可能會(huì )成為一個(gè)輻射源,生成電流接地環(huán)路,或接收周?chē)椛?向相領(lǐng)的數據電纜發(fā)出有害干擾。
     

    屏蔽的類(lèi)型

     

        屏蔽分成幾種不同的類(lèi)型.兩個(gè)或多個(gè)絞線(xiàn)或四條電纜可以包到一個(gè)整體屏蔽中.另外,絞合電纜的每個(gè)線(xiàn)對也可以單獨屏蔽.此外,這些單獨屏蔽的電纜可以或不可以覆蓋第二層整體屏蔽(稱(chēng)為金屬錫箔內線(xiàn)對 (PiMF))。

     

        不管是哪種設計,為了確保有效性,屏蔽必須在電子上從端到端是連續的,并且正確接地.在選擇屏蔽布線(xiàn)系統時(shí),選擇整體的端到端解決方案也很重要.采用不同系統的混合組件,可能會(huì )因阻抗不匹配而導致問(wèn)題。

     

    屏蔽系統的成本,包括所需的額外安裝工作,通常較同等的UTP解決方案高20–30%。

     

    標準和法則
     

        EMI或射頻干擾 (RFI) 是指給設備或系統運行帶來(lái)不利影響的任何不希望的信號.在歐洲,EMC 法案89/336/EEC及其補充法案92/31/EEC中規定了輻射及對電磁輻射的抗干擾性要求.在美國,聯(lián)邦通信委員會(huì ) (FCC) 對美國制造或銷(xiāo)售的任何設備都作了類(lèi)似的規定.

    通過(guò)測量生成的放射物的場(chǎng)強,可以確定輻射.其單位是伏/米,其通常的頻率范圍為30kHz 到1000MHz.EMC法規為信息技術(shù)設備提供了一個(gè)產(chǎn)品家族標準--EN55022,它規定了EMI輻射的測試程序和可以接受的限度。

     

        通過(guò)測試,并證實(shí)該設備在存在相應水平的EMI時(shí)仍能繼續有效運行,可以確定對EMI的抗干擾能力 (或敏感度).目前還沒(méi)有針對IT設備的抗干擾能力測試產(chǎn)品家族標準,因此目前其包含在EN50082-1 (國內,商業(yè)和照明行業(yè)) 和 EN50082-2 (工業(yè)環(huán)境)這兩個(gè)一般標準中.這些標準和IEC1000-4系列基本標準用來(lái)對IT設備進(jìn)行抗干擾能力測試.

     

        布線(xiàn)結構怎樣融入這一情形中目前尚不明確.DTI任命的著(zhù)名實(shí)體為英國Molex企業(yè)布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )部提供的建議證實(shí),SI 2372: 1992 第13條規定中排除了結構化布線(xiàn),因為建筑物中的大型安裝不能進(jìn)行EMC評估是可以接受的.此外SI第17條規定中把布線(xiàn)系統歸在無(wú)源系統中,因此不在電磁法規的管理范圍之內。

    英國的電磁兼容性測試實(shí)驗室 (EMCTLA) 聲稱(chēng),布線(xiàn)產(chǎn)品"不會(huì )導致電磁干擾,其性能也不會(huì )受到這些干擾的影響"。因此在布線(xiàn)組件上不要求顯示CE標志;事實(shí)上這樣做是不合法的。

     

    職責
     

        對已經(jīng)安裝的IT系統,有源設備的制造商和系統安裝商應共同承擔電磁兼容能力的次要職責.而保證符合法規要求的最終職責取決于系統的所有者。

    Molex 企業(yè)布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )部一直在一系列安裝項目上執行EMC測試,以收集數據,就EMC和屏蔽問(wèn)題為最終用戶(hù)和安裝人員提供更好的建議。在對包括有源設備和布線(xiàn)組件的典型配置進(jìn)行測試時(shí),如果正確安裝,UTP和FTP解決方案均能夠滿(mǎn)足相應的輻射和抗干擾能力標準。


    發(fā)展前景


        雙絞線(xiàn)電纜通過(guò)耦合線(xiàn)對每一半的信號,可以互相抵消正負信號,進(jìn)而實(shí)現電磁兼容性.為了有效工作,絞合必須保持良好的平衡。

    對電纜進(jìn)行縱向平衡測試是當前的爭議焦點(diǎn).歐洲EN50173標準中正在考慮在標準中包含此項測試.采用的測試方法以耦合衰減為基礎,但許多人認為這種方法存在許多缺陷,甚至根本不夠.縱向平衡測試的其它方法包括線(xiàn)路注入和天線(xiàn)技術(shù)。

     

        國際標準委員會(huì )ISO/IEC/SC25中目前正在草議的七類(lèi)規范將規定PiMF屏蔽,并端接到一條屏蔽導線(xiàn)上。預計必須使用這種屏蔽水平,來(lái)滿(mǎn)足規定傳輸帶寬約為600MHz的標準的性能需求.替代方案必須不要求屏蔽,而且要比銅纜解決方案提供更高的性能,這種替代方案當然是光纖。 

        目前,選擇屏蔽還是非屏蔽及選擇使用哪種屏蔽仍然是一個(gè)復雜的問(wèn)題.最終用戶(hù)可以采用的****建議是在每次安裝新系統時(shí),咨詢(xún)資深的網(wǎng)絡(luò )設計人員。

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