淺談綜合布線非屏蔽與屏蔽系統(tǒng)的應(yīng)用

文｜德特威勒電纜系統(tǒng)（上海）有限公司 常大釗

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，綜合布線系統(tǒng)從技術(shù)、產(chǎn)品已逐步成熟，并擁有了包含非屏蔽布線系統(tǒng)、屏蔽布線系統(tǒng)和光纖布線系統(tǒng)在內(nèi)的多介質(zhì)高速傳輸能力，為計(jì)算機(jī)、通信和控制領(lǐng)域及各行各業(yè)提供了物理傳輸層面上的支持。隨著智能建筑各系統(tǒng)逐漸走向網(wǎng)絡(luò)化，綜合布線系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步延伸和擴(kuò)大。本文將對(duì)非屏蔽系統(tǒng)和屏蔽系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比，僅供讀者參考。

1 常見對(duì)絞電纜的種類

在頒布的中國(guó)布線標(biāo)準(zhǔn)（GB 50311-2007）中規(guī)定了屏蔽電纜類型的表示方法，具體如圖1所示。

圖1

其中，金屬箔一般為鋁箔。金屬編織網(wǎng)一般為銅編織網(wǎng)。

在命名規(guī)則中，非屏蔽對(duì)絞線與屏蔽對(duì)絞線是等同看待的，均使用“平衡線纜”來統(tǒng)稱所有的對(duì)絞線，而用不同的字母去區(qū)分各種屏蔽類型。例如：U為非屏蔽、F為鋁箔屏蔽、S為絲網(wǎng)屏蔽，并使用“/”區(qū)分是在四對(duì)芯線外進(jìn)行屏蔽，還是在每對(duì)芯線上進(jìn)行屏蔽。

在ISO/IEC 11801-2002中，對(duì)5種常見的對(duì)絞電纜類型進(jìn)行了命名規(guī)則，如表1所示。

表1 5種在ISO 11801中圖示的對(duì)絞線

根據(jù)命名規(guī)則，還可以引導(dǎo)出其他一些類型的屏蔽對(duì)絞線。如F/FTP：鋁箔總屏蔽/鋁箔線對(duì)屏蔽對(duì)絞線；SF/FTP：絲網(wǎng)+鋁箔總屏蔽/鋁箔線對(duì)屏蔽對(duì)絞線；F2TP：可以歸入F/UTP對(duì)絞線之中，只是電纜的總屏蔽層具有兩層鋁箔，在兩層鋁箔之間設(shè)有金屬排流導(dǎo)體。

2 非屏蔽與屏蔽系統(tǒng)的選擇

在布線系統(tǒng)中，信道內(nèi)的噪聲來源主要有Powersum NEXT、Powersum FEXT、回波損耗、相鄰電纜的干擾及外界干擾五個(gè)方面。前三種干擾來自電纜內(nèi)部，在高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以采用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)加以補(bǔ)償、抵消；后兩種干擾來自電纜外部，是隨機(jī)的、不可預(yù)測(cè)的，無法利用DSP技術(shù)抵消。因此，只有將對(duì)絞線加以屏蔽，才能大大減小進(jìn)入電纜內(nèi)部的噪聲，從而提高信噪比。

針對(duì)非屏蔽系統(tǒng)的選擇，下面一段文字也許會(huì)說明一切：對(duì)于傳輸帶寬高于16MHz的應(yīng)用，即網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的逐漸提高，對(duì)信噪比的要求也就越高。對(duì)絞線的對(duì)絞結(jié)構(gòu)有助于提高傳輸線路抗干擾的能力，但機(jī)械地限制對(duì)絞密度會(huì)使對(duì)絞的效果減弱。而且在安裝過程中，電纜如果承受過大的拉力和敷設(shè)的彎曲半徑過小等因素，會(huì)使對(duì)絞的均衡度遭到破壞，導(dǎo)致抗干擾能力下降。所以，通常電纜線對(duì)的對(duì)絞原理能夠有效地適應(yīng)30MHz～40MHz的數(shù)據(jù)傳輸。

在歐洲綜合布線標(biāo)準(zhǔn)EN 50173.1-2007中，電磁兼容性就是4類惡劣環(huán)境中的一種，為此，它將電磁兼容性等級(jí)分為3級(jí)：E1（商業(yè)環(huán)境）、E2（半工業(yè)環(huán)境）和E3（工業(yè)環(huán)境）。這個(gè)等級(jí)在其他標(biāo)準(zhǔn)中也有類似的劃分，如表2所示。

表2 電磁環(huán)境分類表

不同的電磁環(huán)境有著不同的應(yīng)對(duì)方法。對(duì)于綜合布線系統(tǒng)而言，就是線對(duì)或線對(duì)間的對(duì)絞結(jié)構(gòu)采用不同的設(shè)計(jì)與制造工藝，如表3所示。

表3 各類電磁環(huán)境中的對(duì)絞線選擇表

屏蔽布線系統(tǒng)往往用于需要考慮傳輸質(zhì)量和傳輸效率的場(chǎng)所，在電磁干擾較大的區(qū)域或在有精密儀器的房間內(nèi)，屏蔽機(jī)房和不希望發(fā)生泄密的地方。

因此屏蔽布線系統(tǒng)常安裝在工廠、屏蔽機(jī)房、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、政府、軍事、銀行、金融機(jī)構(gòu)、自用辦公樓、精密實(shí)驗(yàn)室等對(duì)傳輸性能要求較高的地方，也會(huì)應(yīng)用于某些涉及到商業(yè)秘密的場(chǎng)合。

3 非屏蔽與屏蔽系統(tǒng)的施工工藝對(duì)比

針對(duì)非屏蔽系統(tǒng)而言，從工程角度講，隨著綜合布線的發(fā)展，國(guó)內(nèi)各地的工程隊(duì)伍對(duì)其施工工藝掌握的非常成熟。下面主要介紹一下屏蔽系統(tǒng)的施工，以達(dá)到共識(shí)的目的。

使用屏蔽布線必須滿足兩個(gè)條件：“全程屏蔽”和“屏蔽層正確可靠接地”。全程屏蔽，即布線系統(tǒng)中所使用的配線架、線纜、接插件、跳線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)卡均采用屏蔽產(chǎn)品，而且屏蔽層之間保持良好地接觸與聯(lián)接。對(duì)于綜合布線系統(tǒng)而言，最理想的接地方式是兩端接地，即在屏蔽對(duì)絞線的兩端分別接地。

4 屏蔽系統(tǒng)的接地

綜合布線系統(tǒng)在工作區(qū)信息插座的屏蔽層不做專門接地，工作區(qū)通過屏蔽跳線將屏蔽信息插座與屏蔽網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的屏蔽層連接，自然而然地通過終端設(shè)備電源線的PE端子實(shí)現(xiàn)了接地，而在配線柜一側(cè)做等電位聯(lián)結(jié)。

需要說明的是，屏蔽配線架還有“機(jī)柜立柱接地”、“串聯(lián)接地”方式，但是本文推薦星型接地方式，理由是：每個(gè)屏蔽配線架配備1～2個(gè)接地端子，使用接地導(dǎo)線直接連接至機(jī)柜接地匯集排上。任何一個(gè)接地點(diǎn)的故障只會(huì)影響一個(gè)屏蔽配線架，有助于提高系統(tǒng)的可靠性。

5 結(jié)束語

近年來，綜合布線系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用越來越廣泛，各大廠家也爭(zhēng)先推出了各有特色的數(shù)據(jù)中心布線產(chǎn)品。筆者建議：數(shù)據(jù)中心布線銅纜部分宜采用屏蔽布線系統(tǒng)；數(shù)據(jù)中心布線銅纜部分宜采用預(yù)連接系統(tǒng)；數(shù)據(jù)中心布線銅纜部分宜采用6A及以上等級(jí)布線系統(tǒng)。