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(zhēng),以及到底哪種電纜為銅纜結(jié)構(gòu)化布線網(wǎng)絡(luò)提供了最好的解決方案,在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是由來(lái)已久。選擇非屏蔽雙絞線 (UTP) 電纜和錫箔雙絞線 (FTP) (或美國(guó)眾所周知的屏蔽雙絞線 (ScTP))并不是一個(gè)很容易做出的決策.事實(shí)上,從各種選項(xiàng)中選擇適當(dāng)?shù)钠帘渭夹g(shù),并確保這些技術(shù)的正確安裝和運(yùn)行,要遠(yuǎn)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(guó),大多數(shù)歐洲,美國(guó)和亞洲國(guó)家,通常把UTP電纜作為最經(jīng)濟(jì)的,并足以滿足大多數(shù)安裝要求的選項(xiàng).在德國(guó)及歐洲的其它國(guó)家,包括法國(guó),瑞士和奧地利,FTP則占主導(dǎo)地位。
 
    在安裝系統(tǒng)時(shí),真正的問(wèn)題之一是數(shù)據(jù)完整性.屏蔽系統(tǒng)的根本目標(biāo)是防止數(shù)據(jù)受到潛在的電磁干擾 (EMI),如工業(yè)設(shè)施和機(jī)場(chǎng)及運(yùn)行關(guān)鍵系統(tǒng)的地方,如軍事基地和醫(yī)院。
 
    設(shè)計(jì)精良,安裝正確的FTP布線網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑將改善非屏蔽系統(tǒng)上的信號(hào)完整性.然而，Molex企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部提醒用戶注意,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(xiàn)的.接地不良的屏蔽系統(tǒng)實(shí)際上會(huì)較開(kāi)始時(shí)采用非屏蔽系統(tǒng)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(shù)據(jù)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)線對(duì)也可以單獨(dú)屏蔽.此外,這些單獨(dú)屏蔽的電纜可以或不可以覆蓋第二層整體屏蔽(稱為金屬錫箔內(nèi)線對(duì) (PiMF))。
 
    不管是哪種設(shè)計(jì),為了確保有效性,屏蔽必須在電子上從端到端是連續(xù)的,并且正確接地.在選擇屏蔽布線系統(tǒng)時(shí),選擇整體的端到端解決方案也很重要.采用不同系統(tǒng)的混合組件,可能會(huì)因阻抗不匹配而導(dǎo)致問(wèn)題。
 
屏蔽系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)和法則
 
    EMI或射頻干擾 (RFI) 是指給設(shè)備或系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)不利影響的任何不希望的信號(hào).在歐洲,EMC 法案89/336/EEC及其補(bǔ)充法案92/31/EEC中規(guī)定了輻射及對(duì)電磁輻射的抗干擾性要求.在美國(guó),聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC) 對(duì)美國(guó)制造或銷(xiāo)售的任何設(shè)備都作了類(lèi)似的規(guī)定.
通過(guò)測(cè)量生成的放射物的場(chǎng)強(qiáng)，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(guī)為信息技術(shù)設(shè)備提供了一個(gè)產(chǎn)品家族標(biāo)準(zhǔn)--EN55022,它規(guī)定了EMI輻射的測(cè)試程序和可以接受的限度。
 
    通過(guò)測(cè)試,并證實(shí)該設(shè)備在存在相應(yīng)水平的EMI時(shí)仍能繼續(xù)有效運(yùn)行,可以確定對(duì)EMI的抗干擾能力 (或敏感度).目前還沒(méi)有針對(duì)IT設(shè)備的抗干擾能力測(cè)試產(chǎn)品家族標(biāo)準(zhǔn),因此目前其包含在EN50082-1 (國(guó)內(nèi),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(biāo)準(zhǔn)中.這些標(biāo)準(zhǔn)和IEC1000-4系列基本標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)對(duì)IT設(shè)備進(jìn)行抗干擾能力測(cè)試.
 
    布線結(jié)構(gòu)怎樣融入這一情形中目前尚不明確.DTI任命的著名實(shí)體為英國(guó)Molex企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部提供的建議證實(shí),SI 2372: 1992 第13條規(guī)定中排除了結(jié)構(gòu)化布線,因?yàn)榻ㄖ镏械拇笮桶惭b不能進(jìn)行EMC評(píng)估是可以接受的.此外SI第17條規(guī)定中把布線系統(tǒng)歸在無(wú)源系統(tǒng)中,因此不在電磁法規(guī)的管理范圍之內(nèi)。
英國(guó)的電磁兼容性測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 (EMCTLA) 聲稱,布線產(chǎn)品"不會(huì)導(dǎo)致電磁干擾,其性能也不會(huì)受到這些干擾的影響"。因此在布線組件上不要求顯示CE標(biāo)志;事實(shí)上這樣做是不合法的。
 
職責(zé)
 
    對(duì)已經(jīng)安裝的IT系統(tǒng),有源設(shè)備的制造商和系統(tǒng)安裝商應(yīng)共同承擔(dān)電磁兼容能力的次要職責(zé).而保證符合法規(guī)要求的最終職責(zé)取決于系統(tǒng)的所有者。
Molex 企業(yè)布線網(wǎng)絡(luò)部一直在一系列安裝項(xiàng)目上執(zhí)行EMC測(cè)試,以收集數(shù)據(jù),就EMC和屏蔽問(wèn)題為最終用戶和安裝人員提供更好的建議。在對(duì)包括有源設(shè)備和布線組件的典型配置進(jìn)行測(cè)試時(shí),如果正確安裝，UTP和FTP解決方案均能夠滿足相應(yīng)的輻射和抗干擾能力標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)展前景

    雙絞線電纜通過(guò)耦合線對(duì)每一半的信號(hào),可以互相抵消正負(fù)信號(hào),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電磁兼容性.為了有效工作,絞合必須保持良好的平衡。
對(duì)電纜進(jìn)行縱向平衡測(cè)試是當(dāng)前的爭(zhēng)議焦點(diǎn).歐洲EN50173標(biāo)準(zhǔn)中正在考慮在標(biāo)準(zhǔn)中包含此項(xiàng)測(cè)試.采用的測(cè)試方法以耦合衰減為基礎(chǔ)，但許多人認(rèn)為這種方法存在許多缺陷,甚至根本不夠.縱向平衡測(cè)試的其它方法包括線路注入和天線技術(shù)。
 
    國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)ISO/IEC/SC25中目前正在草議的七類(lèi)規(guī)范將規(guī)定PiMF屏蔽,并端接到一條屏蔽導(dǎo)線上。預(yù)計(jì)必須使用這種屏蔽水平,來(lái)滿足規(guī)定傳輸帶寬約為600MHz的標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(fù)雜的問(wèn)題.最終用戶可以采用的最佳建議是在每次安裝新系統(tǒng)時(shí),咨詢資深的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員。