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      屏蔽與非屏蔽的誤區(qū)

      2010年10月22日 14:22:56人氣:971來源:上海光勃光電科技有限公司

      當UTP應(yīng)用在結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上并廣泛地被世界接受時,一些有關(guān)使用屏蔽式電纜的誤區(qū)相繼出現(xiàn),令用戶感到混亂和不安。

        誤區(qū)一:當頻率高于30MHz時,UTP電纜不能符合EMC的要求;或當頻率高于30 MHz時,必須使用STP 電纜。

        事實一:差分傳輸信號頻譜(Differential Transmitted Signal Spectrum)與放射性能(Radiated Emission Performance)的關(guān)系取決于以下因素:

        • 印刷電路板的設(shè)計;  
        • 輸出過濾器和磁場特性;  
        • 注明的信號強度;  
        • 使用的通信協(xié)議;  
        • 信號端的平衡(LCL);  
        • 傳送銅線及信號端注明的普通模式阻抗;  
        • 連接件的屏蔽有效程度。

        以上誤區(qū)與信號頻譜使用的屏蔽無關(guān)。SYSTIMAX SCS 384A寬帶視頻轉(zhuǎn)換器已經(jīng)測試并保證高致550MHz的高頻率,符合EMC 標準。

        誤區(qū)二:FTP電纜有UTP電纜的所有平衡特性,并加額外的屏蔽保護。

        事實二:當在UTP電纜上加上屏蔽時,以下情況便出現(xiàn):

        • 屏蔽改變了整條電纜的電容耦合,從而衰減增加;  
        • 平衡(LCL)降級。

        平衡降級將在電纜內(nèi)的絞線上引起強大的耦合普通模式信號,從而在屏蔽層上引起強烈的耦合。因此,屏蔽必須有良好的接地。而*屏蔽的連接件必須有正確終端,否則這普通模式信號會使系統(tǒng)發(fā)出輻射。當頻率增高時,情況更嚴重。

        誤區(qū)三:屏蔽式電纜決定了系統(tǒng)的整個EMC性能。

        事實三:一個屏蔽系統(tǒng)只是跟其zui弱的EMC元件差不多。在屏蔽系統(tǒng)中,zui弱的鏈路為跳接面板、連接器信息插座以及設(shè)備界面本身。

        誤區(qū)四:屏蔽電纜可在任何頻率防止干擾?!  ?/p>

        事實四:在低頻時,屏蔽電纜所產(chǎn)生的噪音,至少跟非屏蔽電纜產(chǎn)生的一樣高。例如0.1cm厚的鋁或銅屏蔽,在50MH z頻率(電源電纜)只能提供約1dB損耗(這與減低噪音10%的效果相當)。

        誤區(qū)五:屏蔽式電纜只需在一端接地即可。

        事實五:只有當頻率低于1MHz時,這才是事實,當頻率高于1MHz時,EMC認為在多個位置接地,一般至少應(yīng)作到兩端接地。

        誤區(qū)六:為了安全的理由,必須使用屏蔽電纜。

        事實六:由英國政府及一家有名的電腦廠商的一項合作研究表明,電腦安全的問題主要是由于不小心或有惡意的職員所造成的(例如電腦資料竊賊、電腦病毒、未經(jīng)批準的闖入等)。

        由VDUs及電腦熒屏引致的輻射比由電纜引致的輻射更大。

        誤區(qū)七:安裝*屏蔽的布線系統(tǒng),可使用較便宜的電子硬件。

        事實七:電子硬件即芯片的價格主要取決于其生產(chǎn)數(shù)量。根據(jù)世界性的有關(guān)布線系統(tǒng)市場的統(tǒng)計資料分析顯示,UTP在雙絞線電纜市場上占了82%,STP、FTP各占8%,因而UTP電子硬件將更經(jīng)濟。

        總之,基于上述事實,有關(guān)屏蔽式電纜較*的認識是站不住腳的。用戶不可能知道屏蔽式系統(tǒng)的性能是否如其所說的一般,皆因目前根本沒有標準可測試安裝后屏蔽系統(tǒng)的屏蔽有效程度。這是一個大問題,因為屏蔽系統(tǒng)的安裝是很困難的,而金屬箔屏蔽電纜在安裝時或日后使用時亦很容易破損。

        貝爾實驗室的研究已一次又一次地顯示, UTP是使用在商業(yè)樓宇環(huán)境中的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng),而SYSTIMAX SCS UTP安裝不用另外考慮屏蔽的效能,就可以達到與屏蔽系統(tǒng)同樣的EMC要求。在惡劣環(huán)境下,使用光纜,使布線系統(tǒng)達到的EMC性能。

        *域網(wǎng)的因素:

        目前,世界上對非屏蔽和屏蔽布線系統(tǒng)的爭論仍在繼續(xù)。北美和其他世界上大多數(shù)地區(qū)推崇非屏蔽系統(tǒng),而歐洲則大力推行屏蔽系統(tǒng)。從實質(zhì)上講這只是消費觀念的不同。目前,UTP*可以用于強干擾的環(huán)境。非屏蔽系統(tǒng)具有以下特點:

        • 安裝簡單,維護方便,經(jīng)過正規(guī)培訓的公司較多;
        • 整體價格便宜;
        • 非屏蔽雙絞線的設(shè)計可很好地抗干擾,廠商的5類線帶寬可達350MHz,*可以支持622Mbps ATM或千兆位以太網(wǎng)應(yīng)用。
        • 對非屏蔽系統(tǒng),目前已有標準,保證了應(yīng)用兼容性。
        • 美國數(shù)百萬工程應(yīng)用也證明了非屏蔽系統(tǒng)的可用性。

        應(yīng)視具體情況來確定建設(shè)屏蔽的還是非屏蔽的布線系統(tǒng)。對于*、銀行等保密性強的單位可建設(shè)屏蔽的局域網(wǎng),因為有以下因素的影響:

       ?。?) 干擾

        電纜和設(shè)備通常會干擾其他的部件;或者被其他干擾源所影響,從而破壞數(shù)據(jù)的傳輸。嚴重時,干擾甚至會導(dǎo)致整個系統(tǒng)*癱瘓。

        根據(jù)PREN 50174規(guī)定,一些干擾源列舉如下:

        • 功率分配
        • 熒光燈照明
        • 無線電傳送設(shè)備(無線、無線電臺、電視)
        • UTP對U T P電纜
        • 辦公設(shè)備(復(fù)印機、打印機、電腦、碎紙機)
        • 雷達
        • 工業(yè)機器(發(fā)動機等)

        線纜絞合只能保護電纜不被磁場干擾,但不能使其不被電場干擾。然而,許多干擾源發(fā)射的是電場或電磁場(輻射場),因此,只有屏蔽才能使網(wǎng)絡(luò)免受所有干擾源影響。對于高于10Mbps和10MHz的高速率、高頻率應(yīng)用,數(shù)據(jù)傳輸越靈敏,屏蔽性就變得越重要。機械地限制絞合長度會使絞合的效果減弱,絞合僅能有效地適應(yīng)30至40MHz的數(shù)據(jù)傳輸。

        由于安裝過程中對電纜的拉力和其他類似彎曲半徑等因素的影響,會使UTP的均衡絞度遭到破壞。然而,屏蔽可以補償這種影響,它可以被看作是一種電磁和機械保護。

        (2) 竊聽

        潛在的竊聽者、騙子和程序狂在不斷增加。他們可以攔截UTP線纜上傳輸?shù)男畔?,從而引起嚴重的破壞和損失。使用了屏蔽線纜及元件的屏蔽網(wǎng)絡(luò)則可以明顯地降低周圍環(huán)境中的電磁能發(fā)射水平。

        如果沒有物理連接,而只將UTP線纜當作傳送天線時,UTP線纜是很容易被攔截的。屏蔽雙絞線(STP)則由于它較低的散射而很難被攔截。在大多數(shù)不被保護狀態(tài)下,竊聽者只需要一部雷達接收器、電子信號發(fā)生器和一臺便攜式計算機,在幾百米距離內(nèi),就可以進行數(shù)據(jù)攔截。

        加密和解密是保護網(wǎng)絡(luò)的另一種解決方式,但它需要較大的網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率,且其配套軟硬件配置非常昂貴。選擇加密的花費將比一開始就安裝屏蔽電纜高很多。不敷設(shè)屏蔽電纜,這種不安全感將會一直存在。

        與非屏蔽電纜相比,屏蔽電纜由于其較低的輻射而保護網(wǎng)絡(luò)免受竊聽。從發(fā)射保密性的角度來說,電纜的屏蔽應(yīng)是首要選擇,在個別情況下,加密可作為輔助措施使用(比如用于軍事應(yīng)用)。

       ?。?) 屏蔽系統(tǒng)的實施

        根據(jù)標準ISO11801,屏蔽必須是從傳送器到接收器的全程屏蔽。安裝電纜、信息插座和連接插頭都必須屏蔽。包括工作區(qū)和設(shè)備電纜(連接電纜)等在內(nèi)的所有元件都應(yīng)仔細挑選、正確安裝和連接;并且要保證整個屏蔽系統(tǒng)在電氣性能上的整體連接,具有良好、可靠的接地;不能有任何斷裂處,否則斷裂部分會造成天線效應(yīng),不但不能屏蔽,反而效果更壞。

        (4) 屏蔽原理

        單獨的絞合線對或4線對組可以有一個金屬屏蔽層。不同的線對或4線對組可以在金屬屏蔽后置于一起。屏蔽旨在增加與電磁化外界的間距。就屏蔽本身而言,它可將線對或4線對組自身之間的串擾減少到zui低程度。這些將根據(jù)集膚反應(yīng)由反射和吸收完成。

        • 反射:金屬屏蔽能夠有效地反射來自內(nèi)外界的大量入射場。
        • 集膚效應(yīng):在一定的頻率下,屏蔽能夠在需要的信息與外界干擾之間提供近乎的間距。集膚效應(yīng)保證了干擾電流只在屏蔽層外通過,因為它不能透過屏蔽層并有一段短的距離(集膚深度)。上述間距的頻率取決于屏蔽層的材料和厚度。

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