综合布线系统中的屏蔽技术（1）
摘要：本文阐述了综合布线系统中的屏蔽技术，论述了综合布线系统的传输介质的技术特性及其平衡传输原理，列举了屏蔽布线系统的产品的技术特性及其接地要求。
关键词：屏蔽技术 传输介质 平衡传输 系统接地
1.概述
综合布线系统凭借尖端的技术与智能化设计，具有无与伦比的优越性。综合布线解决方案可以提供完全的端到端的解决方案,包括基于铜线和光纤的解决方案；在设计中选择高性能部件,达到性能上最完美的匹配；以满足现在及将来的需求,选择UTP、FTP或STP电缆,超五类、六类或将来的七类的铜缆科技及创新的光纤解决方案构成光纤到桌面的信息网络。综合布线解决方案的革新能提供网络足够的可靠性和带宽,以使我们始终处于布线的最前沿。
综合布线产品无论是非屏蔽系统还是屏蔽系统都有着广泛的使用基础,并可以针对不同用户的不同需要（网络的工作频率不同,周围的电磁环境不同）,提供各种端到端的解决方案,包括屏蔽,非屏蔽以及光纤布线解决方案。但在对抗干扰和保密性要求高（如政府机关,军事设施）或下列电磁环境中屏蔽系统将是非常适合的。
1.1综合布线网络在大楼内部存在配电箱和配电网产生的高频干扰；大功率电动机电火花产生的谐波干扰；荧光灯管,电子启动器；电源开关；电话网的振铃电流； 信息处理设备产生的周期性脉冲等干扰源,且不能保持安全间隔时应采用屏蔽系统。
1.2综合布线网络在大楼外部存在雷达；无线电发射设备；移动电话基站；高压电线；电气化铁路；雷击区等干扰源,且处于较高电磁场强度的环境应采用屏蔽系统。
1.3周围环境的干扰信号场强或综合布线系统的噪声电平超过下列规定时应采用屏蔽系统：
（1）对于计算机局域网,引入10kHz～600ＭHz以下的干扰信号,其场强为1V/m；600ＭHz至80MHz的干扰信号,其场强为5V/m。
（2）对于电信终端设备,通过信号,直流或交流等引入线,引入RFO.15MHz至80MHz的干扰信号,其场强度为3V,(幅度调制80%,1kHz)。
（3）具有模拟/数字终端接口的终端设备,提供电话服务时,噪声电平超过－40dBm的带宽总和应小于200MHｚ。
（4）当终端设备提供声学接口服务时,噪声电平超过基准电平的带宽总和应小于200MHz。
2.屏蔽技术
屏蔽布线系统源于欧洲,它是在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容（EMC）特性。我们可以看到,在整个欧洲,大多数的最终用户会选择屏蔽布线系统。尤其是在德国,大约95%的安装是屏蔽系统,而另外的5%为光纤。
目前,屏蔽布线系统已经为越来越多的用户所认识,它在电磁兼容方面的良好性能也正在为越来越多的人所认可。所以,市场上的屏蔽布线产品已不只局限于欧洲产品,越来越多的厂商提供屏蔽布线产品。在最新发布的北美布线TIA/EIA-568-B标准中,屏蔽电缆和非屏蔽电缆同时被作为水平布线的推荐媒介,从而结束了北美没有屏蔽系统的历史。同时,我们所能看到的在中国,越来越多的用户,尤其是涉及到保密要求和辐射强烈的项目,开始关注和使用屏蔽系统,甚至是六类屏蔽系统。
屏蔽布线系统拥有一套完整的屏蔽、接地理论和产品系列,提供最完整、最全面的电缆及部件端到端全屏蔽解决方案,以满足当今网络日益提升的需求。当然,目前对于屏蔽布线系统,业界也有一些的争论,对于用户来讲,可能也并不是十分的了解屏蔽系统。
FTP电缆的屏蔽原理不同于双绞的平衡抵消原理,FTP电缆是在四对双绞线的外面加一层或两层铝箔,利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理（所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱）,有效的防止外部电磁干扰进入电缆,同时也阻止内部信号辐射出去,干扰其它设备的工作。
实验表明,频率超过5MHz的电磁波只能透过38μm厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38μm,例如耐克森的FTP电缆为两层25μm厚的铝箔屏蔽,就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在5MHz以下。而对于5MHz以下的低频干扰可应用双绞的原理有效的抵消。
3.传输介质
布线系统使用的传输介质主要有双绞线和光缆，双绞线是由两根绝缘保护层的铜导线组成。双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）、屏蔽双绞线(STP)，而屏蔽双绞线又分为铝箔屏蔽双绞线(FTP)、独立屏蔽双绞线（STP）。如何选择系统传输介质，是施工中一项重要的内容，UTP、FTP、STP线缆的技术性能请参见对比表1、2所示。
表1线缆对比表
|
UTP |
FTP |
STP |
|
|
性能价格比 |
低 |
较高 |
高 |
|
施工要求 |
低 |
较高 |
高 |
|
抗干扰能力 |
弱 |
较强 |
高 |
|
数据保密 |
一般 |
较好 |
好 |
|
领带误减 |
较大 |
较小 |
小 |
表2线缆对比表
|
布 线 类 别 |
性 能 |
频 率 范 围 |
|
非屏蔽3类双绞线 |
语音和最高速率为10Mbps的数据传输 |
频率至16MHZ |
|
非屏蔽4类双绞线 |
语音和最高速率为10Mbps的数据传输 |
频率至20MHZ |
|
非屏蔽5类双绞线 |
语音和最高速率为100Mbps的数据传输 |
频率至100MHZ |
|
非屏蔽超5类双绞线 |
支持速率为155Mbps至622Mbps的数据传输 |
频率至155MHZ |
在系统布线中，是采用屏蔽双绞线还是采用非屏蔽双绞线，在业界仍存在在争论，。非屏蔽派认为：所谓屏蔽系统是指整个系统全过程屏蔽，屏蔽系统本身只是一个好的设想，可提高信号传输的速率，但安装标准要求高，投资大。虽然屏蔽能够抵抗噪音干扰，提高传输速率，但如果在布线过程中稍有不慎，就会影响整个系统的屏蔽效果，反而会降低系统的性能。全屏蔽布线的传输带宽，低于同样成本的多棱光纤。从性能价格比来说，水平布线子系统仍将是非屏蔽双绞线和光纤的世界。而屏蔽派认为：屏蔽系统可提高稳定性能以及高质量的传输信号，并能够提供较高的传输带宽，可支持未来高速的网络系统，可提高更远的传输距离。至于施工要求高，那就是专业安装公司的事情了，只要严格按照布线规范要求操作，就会为用户提供屏蔽布线系统。
布线系统是采用非屏蔽双绞线还是屏蔽双绞线，从施工的质量、工期和投资来看，是有明显的差异。非屏蔽系统采用非屏蔽双绞线，施工比较简单，质量标准要求低，施工工期较短，投资低。而屏蔽系统采用屏蔽双绞线，对屏蔽层的处理要求很高，除了要求链路的屏蔽层不能有断点外，还要求屏蔽通路必须是完整的全过程屏蔽。从目前的施工条件来讲，很难达到整个系统的全过程屏蔽。因此从客观上，要求设计人员在语音通信、数据通信和图像通信传输介质选择时，要对非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤的技术指标有所了解。即语音通信：3类或更高的100Ω非屏蔽双绞线；一般的数据通信：5类的100Ω非屏蔽双绞线，150Ω屏蔽双绞线；高速数据通信：2芯的62.5/125μm光纤；可视通信：5类的100Ω非屏蔽双绞线，2芯的62.5/125μm光纤。