综合布线屏蔽与非屏蔽综述

中坚分子

1. 综合布线屏蔽还是非屏蔽

　　(1) 屏蔽的目的

　　屏蔽系统是为了保证在有电磁干扰环境下系统的传输性能，这里的抗干扰性应包括两个方面，即抵御外来电磁干扰的能力以及系统本身向外辐射电磁干扰的能力。 对于后者而言，欧洲通过了电磁兼容性测试标准E M C规范，而对于前者，目前还没有定量的标准规定在外部电磁场强达到多少V / M的情况下应该采用屏蔽。虽然从理论上讲，在线缆和连接件外表包上一层金属材料屏蔽层，可以有效地滤除不必要的电磁波（这也是目前绝大多数屏蔽系统采用的方法），然而，这种方法的有效程度到底如何呢？

　　(2) 理想与现实的差距

　　对于屏蔽系统而言，单单有了一层金属屏蔽层是不够的，更重要的是必须将屏蔽层完全良好地接地，这样才能把干扰电流有效地导入大地。但是，实际施工时，屏蔽系统存在一些不可忽视的困难：由于屏蔽系统对接地的苛刻要求，极容易造成接地不良，比如接地电阻过大、接地电位不均衡等，这样在传输系统的某两点间便会产生电位差，进而产生金属屏蔽层上的电流，造成屏蔽层不连续，破坏其完整性。这时，屏蔽层本身已经成为一个最大的干扰源，因而导致其性能反而远不如非屏蔽系统。屏蔽线在高频传输时，需要两端接地，这样更有可能在屏蔽层上产生电位差。由此可见，屏蔽系统本身的要求，恰恰构成保证其性能的最大障碍。

　　一个完整的屏蔽系统要求处处屏蔽，一旦有任何一点的屏蔽不能满足要求，都势必会影响到系统的整体传输性能。可是，目前市场上还很少有网络集线器或计算机本身拥有屏蔽支持，所以很难实现整个传输链路的屏蔽。

　　(3) 屏蔽与非屏蔽，哪个更先进

　　目前国际上（欧、美两大阵营之间）存在着屏蔽系统与非屏蔽系统优劣的争论。采用屏蔽系统或非屏蔽系统，很大程度上取决于综合布线市场的消费观念。在欧洲占主流的是屏蔽系统。然而，在综合布线使用量最大的北美，则坚定地推行非屏蔽系统。因为无论是屏蔽系统还是非屏蔽系统，只要是经过符合标准的完善设计及安装，都可以达到满意的效果，只不过考虑到价格、安装时的难易要求等因素，北美认为，在高容量主干及严重干扰条件下使用光纤更为实际。

　　(4) 对用户的建议

　　针对国内的实际情况，我们建议用户在对各种因素进行全面均衡时，有必要仔细考虑下述问题：

　　• 目前屏蔽式8芯插头尚没有标准，不同厂家之间的插头/插座之间的兼容问题、屏蔽的有效程度及插头的接触面能否长期保持稳定等方面都没有定论。
　　• 屏蔽系统倘若安装不当，达不到整体的屏蔽完整性，其性能将比非屏蔽更差。
　　• 目前没有现场测试屏蔽有效程度的方法。

　　我们认为，UTP（非屏蔽双绞线）是目前较为成熟、可靠的综合布线技术，在通常情况下完全可以满足在干扰环境下的使用需求。如果干扰较大，可采用金属桥架和管道做屏蔽层的布线方法，就可以满足屏蔽的要求。如果使用环境存在极为严重的干扰，建议直接使用光缆，以满足严酷的EMC要求。

　　2. 屏蔽与非屏蔽的误区

　　当UTP应用在结构化布线系统上并广泛地被世界接受时，一些有关使用屏蔽式电缆的误区相继出现，令用户感到混乱和不安。

　　误区一：当频率高于30MHz时，UTP电缆不能符合EMC的要求；或当频率高于30MHz时，必须使用STP 电缆。
　　事实一：差分传输信号频谱（Differential Transmitted Signal Spectrum）与放射性能（Radiated Emission Performance）的关系取决于以下因素：

　　• 印刷电路板的设计；
　　• 输出过滤器和磁场特性；
　　• 注明的信号强度；
　　• 使用的通信协议；
　　• 信号端的平衡（LCL）；
　　• 传送铜线及信号端注明的普通模式阻抗；
　　• 连接件的屏蔽有效程度。

　　以上误区与信号频谱使用的屏蔽无关。SYSTIMAX SCS 384A宽带视频转换器已经测试并保证高致550MHz的高频率，符合EMC标准。

　　误区二：FTP电缆有UTP电缆的所有平衡特性，并加额外的屏蔽保护。
　　事实二：当在UTP电缆上加上屏蔽时，以下情况便出现：

　　• 屏蔽改变了整条电缆的电容耦合，从而衰减增加；
　　• 平衡（L C L）降级。

　　平衡降级将在电缆内的绞线上引起强大的耦合普通模式信号，从而在屏蔽层上引起强烈的耦合。因此，屏蔽必须有良好的接地。而完全屏蔽的连接件必须有正确终端，否则这普通模式信号会使系统发出辐射。当频率增高时，情况更严重。

　　误区三：屏蔽式电缆决定了系统的整个EMC性能。
　　事实三：一个屏蔽系统只是跟其最弱的EMC元件差不多。在屏蔽系统中，最弱的链路为跳接面板、连接器信息插座以及设备界面本身。

　　误区四：屏蔽电缆可在任何频率防止干扰。
　　事实四：在低频时，屏蔽电缆所产生的噪音，至少跟非屏蔽电缆产生的一样高。例如0.1cm厚的铝或铜屏蔽，在50MHz频率（电源电缆）只能提供约1dB损耗（这与减低噪音10％的效果相当）。

　　误区五：屏蔽式电缆只需在一端接地即可。
　　事实五：只有当频率低于1MHz时，这才是事实，当频率高于1MHz时，EMC认为最好在多个位置接地，一般至少应作到两端接地。

　　误区六：为了安全的理由，必须使用屏蔽电缆。
　　事实六：由英国政府及一家有名的电脑厂商的一项合作研究表明，电脑安全的问题主要是由于不小心或有恶意的职员所造成的（例如电脑资料窃贼、电脑病毒、未经批准的闯入等）。由VDUs及电脑荧屏引致的辐射比由电缆引致的辐射更大。

　　误区七：安装完全屏蔽的布线系统，可使用较便宜的电子硬件。
　　事实七：电子硬件即芯片的价格主要取决于其生产数量。根据世界性的有关布线系统市场的统计资料分析显示，UTP在双绞线电缆市场上占了82％，STP、FTP各占8％，因而UTP电子硬件将更经济。

　　总之，基于上述事实，有关屏蔽式电缆较优越的认识是站不住脚的。用户不可能知道屏蔽式系统的性能是否如其所说的一般，皆因目前根本没有标准可测试安装后屏蔽系统的屏蔽有效程度。这是一个大问题，因为屏蔽系统的安装是很困难的，而金属箔屏蔽电缆在安装时或日后使用时亦很容易破损。