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                                              「綜合布線系統」屏蔽布線系統原理是什么?

                                              內容摘要:屏蔽布線系統原理是什么?無論是屏蔽布線系統還是非屏蔽系統都有著廣泛的使用基礎,在美國,80%的布線系統采用非屏蔽系統(但隨著美洲屏蔽布線市場分額的不斷擴大,北美標準中已
                                              時間:2021-07-21 09:53:59??作者:綜合布線公司 文章來源:北京嘉業聯創 點擊:
                                              本文有3648個文字,大小約為11KB,預計閱讀時間10分鐘

                                                屏蔽布線系統的優點主要體現在它具有的很強的抵抗外界電磁*、射頻*的能力;同時也能夠防止內部傳輸信號向外界的能量輻射,具有很好的系統安全性。對于一個屏蔽布線系統,要體現其特點。

                                                屏蔽布線系統原理是什么?

                                                所謂屏蔽布線系統主要是在電磁兼容(EMC)的考慮基礎上,讓電子設備或是網絡系統具有一定的抗電磁干擾的能力。隨著數據通信的發展以及網絡安全性的需要,人們對此類要求越來越高。

                                                目前,業界客觀存在“屏蔽與非屏蔽”的爭論,但我們認為作為每一種的布線解決方案,都有其存在的基礎,或者說是都有各自的優缺點。全面的否定某一類的布線方案是片面的和不負責任的。

                                                無論是屏蔽布線系統還是非屏蔽系統都有著廣泛的使用基礎,在美國,80%的布線系統采用非屏蔽系統(但隨著美洲屏蔽布線市場分額的不斷擴大,北美標準中已將屏蔽列為推薦產品之一了),而在歐洲新的布線系統均為屏蔽布線系統。

                                                但作為世界布線系統的領導者,耐克森的布線產品向全世界提供,并可以針對不同用戶的不同需要(網絡的工作頻率不同,周圍的電磁環境不同),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,耐克森在美國的工廠為客戶提供非屏蔽方案,而我們在歐洲則是完全的屏蔽解決方案。在中國,耐克森會根據實際情況,建議客戶使用合適的布線系統。比如,在某些惡劣的電磁環境中(如工廠,設備中心,電站),或對抗干擾和保密性要求高(如政府機關,軍事設施),屏蔽布線系統將市非常適合的。

                                                1.什么是電磁兼容(EMC)?

                                                采用屏蔽布線系統主要是基于電磁兼容方面的考慮?! ∷^電磁兼容是指電子設備或網絡系統具有一定的抵抗電磁干擾的能力。同時不能產生過量的電磁輻射。也就是說,要求該設備或網絡系統能夠在比較惡劣的電磁環境中正常工作,同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設備及網絡的正常工作。

                                                2.為什么目前電磁兼容引起重視?

                                                所謂電磁兼容有兩個方面的含義:一是要求系統具有抵抗電磁干擾的能力,即在一定的電磁干擾環境下能夠正常工作;另一方面要求系統不能產生過量的電磁輻射,即不能干擾其它系統的正常工作。為什么布線系統的電磁兼容特性日益引起重視?這主要有以下三個方面的原因:

                                                一、數據通信速率迅速增長,因為通信已不只局限于語音,數據,還包括高質量的圖象信號,以局域網技術來講,網絡速率已經從以前的10Mbps提高到100Mbps,乃至ATM155Mbps,622Mbps,及目前議論較多的Gigabit局域網技術。網絡速率日益提高。網絡速率的提高,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,越容易產生電磁輻射。

                                                這一點很容易理解,為什么話音、電視信號在廣播之前都要調制到幾十到幾百兆赫茲(MHz)?為什么雙絞線的近端串擾(NEXT)頻率越高越嚴重?這些現實存在的實例很好地說明了頻率越高,越容易產生電磁輻射、電磁耦合。

                                                二、外界電磁環境日益惡劣,新的電磁干擾源不斷產生。各種無線電廣播、強電開關的脈沖、日光燈、以及移動通信系統都會產生電磁干擾,尤其是其中的移動通信系統產生的電磁干擾越來越嚴重。隨著通信系統向個人化和移動化方向發展,各種移動通信系統層出不窮,無線尋呼、TACS、GSM、CDMA移動電話系統以及PCS微蜂窩個人通信系統等,移動終端隨處可見,無線基站也到處分布,這些都是電磁干擾源。

                                                三、網絡安全性的需要。網絡工作頻率越高,產生的輻射越嚴重。這些輻射一方面有可能干擾其它系統,另一方面會給網絡犯罪可承之機。

                                                網絡速率的提高,意味著工作頻率的提高,而高頻信號更易于受到電磁干擾,這就是在屏蔽布線系統中引入電磁兼容概念的原因。

                                                在歐洲,電磁兼容已經引起高度重視,并有一系列有關EMC的法規及標準,如89/336./EEC,EN55022及55024,按照歐洲規定,從1996年1月1日起,所有有源設備必須符合EMC規定,同時貼有CE標志。屏蔽布線系統屬于無源系統,但是,一旦它與有源網絡設備相連構成系統,它也必須服從EMC的規定。

                                                3.UTP(非屏蔽雙絞線)電纜的EMC原理及局限性?! TP電纜屬于平衡傳輸系統,它利用扭絞來抵消電磁干擾及電磁輻射。但是,利用這種平衡性來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  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,因為:UTP的平衡特性受周圍環境影響。

                                                當UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時,由于不同導體與金屬物體或地的距離不同,UTP的平衡特性會遭到破壞.實驗表明,將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中,其衰減會增大2.5%,說明其特性阻抗減小了,從而表明UTP受周圍環境影響。

                                                彎曲也會破壞UTP的平衡特性  在實際安裝時,電纜不可避免要彎曲。當電纜彎曲時,相鄰絞節將疏密不同,不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。

                                                2)UTP的節距?電磁干擾或信號波長相比必須充分小,才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射,即節距越小,EMC性能越好。

                                                但是,雙絞線的絞結節距不可能無限減小。實驗表明,當外界電磁干擾或網絡工作頻率超過30MHZ時,UTP的EMC性能下降,即網絡的可靠性降低,誤碼率增大,電磁輻射也相應增大,UTP廠商的技術資料里也承認這一點。

                                                以前的網絡一般工作在較低的頻率范圍,如10MBPS以太網工作頻率為10MHZ以內,16MHZ令牌網的工作頻率在16MHZ以內,UTP系統在這樣低的工作頻帶內具有一定的EMC能力,而且計算機通信具有出錯重發及糾錯能力,所以網絡能夠在一定的電磁環境中正常工作。但是,隨著快速以太網(100MBPS),ATM(155MBPS,622MBPS)及GBPS以太網技術逐漸實用化,網絡的工作頻率不斷提高,同時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絡本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。

                                                所以,對于高速網絡,非屏蔽布線系統要依賴壓縮編碼技術,將高速數據壓縮到30MHZ以下,如ATM155MBPS及ATM622MBPS.采用CAP16或cap64編碼技術將帶寬壓縮到25.8MHZ。采用復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的兩端加編碼及解碼設備,網絡成本增加,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。

                                                4.耐克森FTP(屏蔽雙絞線)的EMC原理及其特點  耐克森綜合屏蔽布線系統開發出一套基于雙層鋁箔屏蔽電纜的高性能屏蔽布線系統?! ∽吭降钠帘尾季€系統性能

                                                耐克森LanmarkFTP電纜采用了當今全球獨一無二的雙層縱包鋁箔屏蔽布線系統結構,即在UTP電纜的外面縱包兩層25um厚的鋁箔,這種雙層縱包結構既可以避免電纜彎曲或受熱時屏蔽層出現微小的縫隙,又減小了轉移阻抗,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。這種高性能的屏蔽電纜安裝起來也非常方便,其外徑只有6.35毫米。

                                                對于10MHZ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(<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有兩個方面:既具有卓越的屏蔽性能,又最大限度地方便用戶安裝。

                                                更高帶寬的應用需要更有效的措施將所傳輸的寬帶信號與外界干擾隔離,以保證數據的可靠性。從電磁兼容(EMC)的觀點出發,需要設計最佳的電纜路由,避免惡劣的電磁環境。但是,我們無法避免全部的電磁干擾,因為絕大部分電磁干擾在我們周圍是無處不在的。所以對于這樣的寬帶應用,建議采用屏蔽布線系統。

                                                為了檢驗這種雙層鋁箔屏蔽電纜的屏蔽及安裝性能,對其進行了測試。測試結果表明,雙層鋁箔屏蔽電纜是將雙絞技術與鋁箔屏蔽技術最完美的結合。這種高品質電纜為目前及未來的應用提供了最佳的解決方案。

                                                轉移阻抗  轉移阻抗是用來表示屏蔽層效率或者屏蔽層保護效果的參數。在IEC96-1第18款中給出了轉移阻抗的定義及其測試方法。轉移阻抗用單位長度量表示,即毫歐姆/米(mOhm/m)。對于某一長度的屏蔽電纜而言,假如在其屏蔽層的某個表面有一電流存在,那么在此屏蔽層的另一表面會由于此電流而感生一電勢差。

                                                上述電勢差與電流之比即為“轉移阻抗”。屏蔽電纜的轉移阻抗決定了其屏蔽層的的效率,它包含兩個方面的含義:防止外界電磁干擾進入電纜內部的能力以及阻止電纜內部信號向外輻射的能力。

                                                至于安裝方面,有個說法:在電纜敷設的過程中,屏蔽層容易被破壞,影響屏蔽布線系統效果。但是,如果采用耐克森LanmarkFTP雙層鋁箔屏蔽電纜就不會存在這樣的問題。

                                                一般非屏蔽(UTP)電纜在敷設過程中經常遇到的問題之一是電纜的內部結構松散,絞合結構被破壞,從而影響電纜的平衡特性,性能下降。耐克森Lanmark雙層鋁箔屏蔽電纜由于具有多重保護,包括絕緣的束縛薄膜和雙層的屏蔽鋁箔,保證了電纜的內部結構在敷設、彎曲時也不會被破壞,保證電纜的平衡及傳輸特性。

                                                另外,由于屏蔽層的存在,相當于在UTP周圍人為地制造了對稱的金屬層,與外界隔離開,保證了雙絞線的平衡特性不受電纜外部環境的影響。所以,在安裝時不必考慮電纜周圍是否存在金屬或隱蔽的地。

                                                前面提到,UTP被金屬包圍會使其特性阻抗減少,造成衰減增大。但是,FTP電纜在制造過程中已經考慮到這個因素,利用特殊的工藝加以補償,保證FTP電纜的特性阻抗等于標稱值(100,120,或150ohm)。實驗證明,FTP電纜抵消電磁干擾及電磁輻射的能力比UTP電纜高40dB。

                                                上述內容是“「綜合布線系統」屏蔽布線系統原理是什么?”的介紹,小編后續會陸續為大家帶來相關知識,希望對你有所幫助,更多知識,請關注本站。

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