對于增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的理解

文｜德特威勒電纜系統(tǒng)（上海）有限公司 曾松鳴

增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)自2005年開始提出至今已有7個(gè)年頭，所經(jīng)過的歷程與6類布線系統(tǒng)一樣，都經(jīng)過了漫長的成長期，然后才會達(dá)到自然而然地選擇應(yīng)用的成熟期。

1 增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的產(chǎn)品組成

增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)是萬兆以太網(wǎng)銅纜傳輸線路的介質(zhì)，也就是說它的誕生是為了在雙絞線傳輸萬兆以太網(wǎng)而研發(fā)的。由于原有的6類布線系統(tǒng)（帶寬250MHz）已經(jīng)不能提供萬兆以太網(wǎng)所需500MHz的物理帶寬，而更高等級的7類布線系統(tǒng)（600MHz）在當(dāng)時(shí)又無法提供相應(yīng)的RJ45模塊和非屏蔽結(jié)構(gòu)，所以這個(gè)傳輸?shù)燃壍漠a(chǎn)品被稱為Cat.6A，鏈路和信道則稱為EA。

增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的基本組成與其他等級的銅纜布線系統(tǒng)一樣，分為非屏蔽布線系統(tǒng)和屏蔽布線系統(tǒng)兩大類，每一類的產(chǎn)品依然是簡單的。

1.1 非屏蔽布線系統(tǒng)

在理論上，增強(qiáng)型6類非屏蔽布線系統(tǒng)中的傳輸部件均為傳輸帶寬大于或等于500MHz的產(chǎn)品，其中包含有非屏蔽雙絞線、非屏蔽模塊和非屏蔽跳線。事實(shí)上，絕大多數(shù)的增強(qiáng)型6類非屏蔽布線系統(tǒng)也確實(shí)是由這三部分組成的。而用于支持模塊和封閉墻面的保障部件（如面板、地插、配線架等），則與6類布線系統(tǒng)完全通用。

（1）增強(qiáng)型6類非屏蔽雙絞線

增強(qiáng)型6類非屏蔽雙絞線是增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部件，其結(jié)構(gòu)依然是4對8芯對絞結(jié)構(gòu)。有了雙絞線，在雙絞線的兩端添加模塊，就構(gòu)成了埋設(shè)在墻內(nèi)、天花板上、地板下或在面板、配線架和機(jī)柜的保護(hù)下，不會被人觸及到的永久鏈路。而在永久鏈路兩端添加了跳線，就形成了從樓層配線架中的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)至工作區(qū)中的電腦之間信息傳輸?shù)耐ǖ馈诺馈?/p>

從理論上來說，凡是通過了增強(qiáng)型6類電氣性能測試都可以被稱為增強(qiáng)型6類雙絞線。但是，由于增強(qiáng)型6類電氣測試中包含有線間串?dāng)_測試，而在頻率高達(dá)500MHz時(shí)，平行的兩根雙絞線之間由于分布電容的影響也會產(chǎn)生電磁干擾，這個(gè)干擾被稱之為“線間串?dāng)_”。為了抵御線間串?dāng)_，各個(gè)布線廠商想出了各種解決辦法，使非屏蔽雙絞線的帶寬達(dá)到了所需要的500MHz。

對于工程應(yīng)用而言，雙絞線采用哪一種結(jié)構(gòu)并不重要，關(guān)鍵是雙絞線的性能和造價(jià)是否能夠接受。從這個(gè)意義出發(fā)，無論是線對之間安裝橢圓形數(shù)字骨架、在護(hù)套內(nèi)添加麻繩、將對絞絞距和群絞絞距加密，還是添加有屏蔽材料（不是指采用有金屬絲網(wǎng)或完整的鋁箔嚴(yán)密包裹的屏蔽雙絞線），只要500MHz的電纜及測試合格的雙絞線都是增強(qiáng)型6類雙絞線。

在工程應(yīng)用中，增強(qiáng)型6類非屏蔽雙絞線的應(yīng)用長度仍然為90m。在標(biāo)準(zhǔn)中，除了10M以太網(wǎng)外，增強(qiáng)型6類非屏蔽對于各種以太網(wǎng)的應(yīng)用距離都是90m。

除了常規(guī)結(jié)構(gòu)外，還有一種帶屏蔽材料的增強(qiáng)型6類非屏蔽雙絞線，它在對絞芯線與護(hù)套之間添加了一層導(dǎo)電材料，利用導(dǎo)電材料在不接地時(shí)的抗電磁干擾特性來降低線間串?dāng)_的影響。

（2）增強(qiáng)型6類非屏蔽模塊

增強(qiáng)型6類非屏蔽模塊是端接在增強(qiáng)型6類非屏蔽雙絞線兩端的連接部件，它是雙絞線與跳線之間的連接器，由于跳線上帶有水晶頭，所以在模塊的正面能夠插入水晶頭，背后則可以使用工具（或免工具）端接雙絞線。借助于模塊的連接作用，將雙絞線與跳線快速連接成信息的傳輸通道，同時(shí)可以借助于模塊面向跳線的快速插拔特性，使綜合布線系統(tǒng)的“綜合”特性得以發(fā)揮。

（3）增強(qiáng)型6類非屏蔽跳線

增強(qiáng)型6類非屏蔽跳線是暴露在使用者面前的信息傳輸電纜，由于跳線大多處于易扯動(dòng)、經(jīng)常移動(dòng)的環(huán)境中，有時(shí)會彎折后放在包里，所以對跳線的要求是更不易折斷，為此跳線基本上采用了多股軟線絞合成每一根芯線。

1.2 屏蔽布線系統(tǒng)

增強(qiáng)型6類屏蔽布線系統(tǒng)的產(chǎn)品組成與非屏蔽系統(tǒng)完全一樣，在描述中僅僅只是將“非屏蔽”三個(gè)字改為“屏蔽”兩個(gè)字。增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線、增強(qiáng)型6類屏蔽模塊和增強(qiáng)型6類屏蔽跳線。根據(jù)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，它們面向信息傳輸?shù)幕咎卣髋c前述增強(qiáng)型6類非屏蔽產(chǎn)品完全相同，最直觀的區(qū)別在于屏蔽布線產(chǎn)品多了一層抗電磁干擾的屏蔽材料。

（1）增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線

增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線采用銅絲網(wǎng)或鋁箔作為抗電磁干擾的屏蔽材料，依據(jù)屏蔽層的位置，分有鋁箔總屏蔽雙絞線（F/UTP，帶十字骨架）、鋁箔線對屏蔽雙絞線（U/FTP，無需十字骨架）、絲網(wǎng)+鋁箔總屏蔽雙絞線（SF/UTP，帶十字骨架）、鋁箔總屏蔽+鋁箔線對屏蔽雙絞線（F/FTP，無需十字骨架）和絲網(wǎng)總屏蔽+鋁箔線對屏蔽雙絞線（S/FTP，無需十字骨架）。在上述屏蔽雙絞線中，僅采用總屏蔽技術(shù)的雙絞線因屏蔽層無法同時(shí)抑制線對之間的電磁干擾，所以其中都含有十字骨架；帶有線對屏蔽技術(shù)的雙絞線因每對芯線均有屏蔽層保護(hù)，使NEXT值遠(yuǎn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，所以凡采用線對屏蔽技術(shù)的雙絞線（U/FTP、F/FTP和S/FTP）非但不需要十字骨架，而且因雙絞線群絞時(shí)的旋轉(zhuǎn)，使它們對外部電磁干擾的抑制能力高于僅有總屏蔽層的雙絞線。

雙絞線抗電磁干擾的手段一般有三種：阻抗匹配、對絞和屏蔽，在非屏蔽雙絞線中采用了前兩項(xiàng)，在屏蔽雙絞線中則全部采用。由于屏蔽技術(shù)對于抗電磁干擾的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)高于前兩項(xiàng)，所以在增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線中，線對絞距依然十分稀松，使銅絲的長度下降，由于鋁價(jià)僅為銅價(jià)的1/4，所以增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線已經(jīng)顯現(xiàn)出價(jià)格的優(yōu)勢。

從抗電磁干擾的機(jī)理上看，由于綜合布線的雙絞線所遇到的電磁干擾均位于電磁場理論中的高頻電磁場環(huán)境中，所面對的已經(jīng)是電磁場中的電場分量和磁場分量。一般來說，對絞技術(shù)能夠抑制磁場分量，屏蔽技術(shù)則抑制電場分量。所以，非屏蔽雙絞線的抗電磁干擾原理是通過削弱磁場分量后，借助于電場分量與磁場分量的交替轉(zhuǎn)換，最終達(dá)到電磁干擾達(dá)標(biāo)（如線對間的近端串?dāng)_值、兩根雙絞線之間的線間串?dāng)_等優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)）的作用。而屏蔽雙絞線則是采用對絞技術(shù)和屏蔽層，同時(shí)減弱了高頻電磁場中的電場分量和磁場分量，使屏蔽雙絞線的抗電場干擾能力遠(yuǎn)高于非屏蔽雙絞線。借助于綜合布線的常規(guī)性能測試，也可以了解屏蔽雙絞線與非屏蔽雙絞線的抗電場干擾效果。比如在使用檢測中的雙絞線電纜測試儀進(jìn)行產(chǎn)品級性能測試時(shí)，線對屏蔽雙絞線的NEXT值優(yōu)于帶十字骨架的非屏蔽雙絞線，余量值達(dá)35dB以上，而帶十字骨架的非屏蔽雙絞線在NEXT值的余量比不帶十字骨架的非屏蔽雙絞線高出5dB。再比如在進(jìn)行線間串?dāng)_測試時(shí)，鋁箔線對屏蔽雙絞線（U/FTP）的實(shí)測余量值相對鋁箔總屏蔽+鋁箔線對屏蔽雙絞線（F/FTP）而言少了8dB。

德特威勒上海公司因性價(jià)比原因沒有生產(chǎn)增強(qiáng)型6類非屏蔽雙絞線，而基于各種屏蔽技術(shù)的差異，目前批量投產(chǎn)的增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線均能同時(shí)抑制外部電磁干擾和線對電磁干擾的鋁箔對對屏蔽雙絞線（U/FTP）和鋁箔總屏蔽+鋁箔對對屏蔽雙絞線（F/FTP）。

（2）增強(qiáng)型6類屏蔽模塊

增強(qiáng)型6類屏蔽模塊的屏蔽殼體分為金屬薄板沖壓殼體、整體鑄造殼體和塑料鍍金屬殼體三大類，憑借目測和手感極其容易分辨：金屬薄板沖壓殼體有明顯的縫隙，殼體厚度一般在0.5mm左右；整體鑄造殼體比較重，殼體厚度一般在2mm左右；塑料鍍金屬則十分輕巧，光感比較好，金屬厚度則以微米計(jì)算。

模塊的屏蔽層主要用于抵御高頻電磁場中的電場分量，其中有一項(xiàng)指標(biāo)是“滲透深度”，它的含義是電場分量下降到1/e（約為37%）時(shí)的屏蔽層厚度，當(dāng)屏蔽層的厚度達(dá)到為滲透深度的多少倍時(shí)，透過屏蔽層的電場分量將下降到1/e的多少次方，所以只要看兩種屏蔽模塊的屏蔽效果，僅需目測其屏蔽層的厚度，就可以定性地判斷這兩種屏蔽模塊在電磁干擾能力上的差異。滲透深度的計(jì)算公式與屏蔽材料的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率都有關(guān)系，由于銅的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率均優(yōu)于鋁，所以模塊的最佳屏蔽材料為銅。

（3）增強(qiáng)型6類屏蔽跳線

德特威勒的增強(qiáng)型6類屏蔽跳線也是采用多股軟線作為芯線，屏蔽層則采用了最為高端的絲網(wǎng)總屏蔽+鋁箔線對屏蔽技術(shù)（S/FTP）。

在選擇屏蔽跳線時(shí)，需注意屏蔽模塊與屏蔽跳線芯線之間的匹配性。因?yàn)樵谒墓?jié)點(diǎn)信道測試、電子配線架的雙配線架結(jié)構(gòu)時(shí)，常用的手段都是將一根跳線剪成兩根單端RJ45尾線，這時(shí)的芯線是否能夠有效地端接在模塊背后的IEC打線處，取決于跳線與模塊之間的匹配性。

2 增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)一般位于配線子系統(tǒng)，承載著樓層配線架到工作區(qū)之間的信息傳輸。它的設(shè)計(jì)方法可以依據(jù)GB 50311-2007標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。所需要考慮的問題在于：

（1）電氣性能參數(shù)對于工程的價(jià)值

雙絞線和永久鏈路的電氣性能參數(shù)對于工程設(shè)計(jì)有著一定的參考價(jià)值。例如：電磁干擾是散布在整個(gè)信息傳輸通道中，其中雙絞線承載了最多的外部電磁干擾，所以為了保證網(wǎng)絡(luò)的信噪比，提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)測誤碼率，就應(yīng)該優(yōu)先考慮增強(qiáng)型6類屏蔽布線系統(tǒng)。又如：NEXT值是工程中最關(guān)心的性能參數(shù)，而工程中大量的NEXT值不合格都來自于模塊與雙絞線之間的端接處，如果能夠采用線對屏蔽雙絞線把纜線中的NEXT值降低，則對于端接人員來說，就有了更大的富?？臻g，使模塊端接后性能測試的合格率得以提高，這是有些系統(tǒng)集成商在第一次使用屏蔽布線系統(tǒng)后，對測試合格率反而更高感到奇怪的原理解釋。

電氣性能參數(shù)對于設(shè)計(jì)和工程的作用是在對產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)的理解基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行得與失的分析，所以在通常的設(shè)計(jì)中往往見不到它的身影。

（2）增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)的價(jià)格配比分析

在布線設(shè)計(jì)完成前，可以采用直方圖對系統(tǒng)中每個(gè)產(chǎn)品的合計(jì)價(jià)格與總報(bào)價(jià)的進(jìn)行分析，以確定報(bào)價(jià)的合理性。圖1是一個(gè)實(shí)際的價(jià)格配比直方圖。

從圖1可以看出，對于增強(qiáng)型6類布線工程而言，增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線、模塊和跳線的總和造價(jià)約占綜合布線總價(jià)的72%，其中以增強(qiáng)型6類屏蔽雙絞線最高，由此精確統(tǒng)計(jì)雙絞線的數(shù)量和銅價(jià)下跌則成為總報(bào)價(jià)下降的主要選擇。

增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)并不可能只有傳輸部件而沒有保障部件，如果它沒有以光纖和大對數(shù)雙絞線為核心構(gòu)成的主干子系統(tǒng)和建筑群子系統(tǒng)相配合，也就只能在一個(gè)極小的面積中運(yùn)行。所以，增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的價(jià)格配比分析應(yīng)該在一個(gè)完整的綜合布線系統(tǒng)中進(jìn)行，而不僅僅是雙絞線、模塊和跳線之間的價(jià)格配比分析。

圖1

3 增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的施工

增強(qiáng)型6類屏蔽布線系統(tǒng)的施工手法與超5類、6類屏蔽布線系統(tǒng)的施工手法如出一轍，穿線、端接、測試、驗(yàn)收的方法基本上都不變，其中端接的基本原則依然是：

（1）鋁箔屏蔽雙絞線要求鋁箔與接地導(dǎo)線及屏蔽模塊的屏蔽層端接成一體。

（2）含絲網(wǎng)的屏蔽雙絞線僅需絲網(wǎng)端接到屏蔽模塊的屏蔽層端接成一體，暴露的鋁箔全部剪除。

（3）屏蔽模塊的進(jìn)線孔全部進(jìn)行屏蔽封閉。

具體做法可以參照綜合布線布線工作組出版的《屏蔽布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)白皮書》中的相關(guān)施工章節(jié)。

4 增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的測試

隨著綜合布線性能測試儀的不斷發(fā)展和完善，增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的測試越來越簡單，只要配備了相應(yīng)等級的測試儀器和測試組件，按下測試按鈕就可以自動(dòng)完成測試。需要注意的是跳線如果要測試，應(yīng)在性能測試儀（如：Fluke公司或理想公司的性能測試儀）上配備跳線測試模塊，進(jìn)行跳線的單體測試。采用信道測試模塊測試跳線時(shí)，其數(shù)值不能代表跳線的真實(shí)電氣性能。

5 數(shù)據(jù)中心增強(qiáng)型6類屏蔽布線系統(tǒng)產(chǎn)品

在增強(qiáng)型6類布線系統(tǒng)的產(chǎn)品序列中，除了常規(guī)的4對8芯水平雙絞線、模塊和跳線外，還有一些在數(shù)據(jù)中心中常見的產(chǎn)品：

（1）集束型屏蔽雙絞線

多根4對8芯的水平雙絞線使用薄膜、護(hù)套或尼龍網(wǎng)裹住，形成一束雙絞線，由于這時(shí)的水平雙絞線已經(jīng)全部平行，只有采用屏蔽雙絞線才能抵御其中的線間串?dāng)_，所以這樣的雙絞線線束稱為集束型屏蔽雙絞線。常見的集束型屏蔽雙絞線分有6根/束、12根/束和24根/束三種，其中24根/束因外徑較大施工不便，一般不會被選用。

（2）預(yù)端接型屏蔽銅纜

制造廠商在集束型屏蔽雙絞線兩端預(yù)先端接模塊，完成測試后再出廠，另一種增強(qiáng)型6類屏蔽產(chǎn)品——集束型預(yù)端接屏蔽銅纜就形成。這樣的屏蔽銅纜長度可以從1m～90m隨意選定，兩邊的模塊可以根據(jù)需求選定。而最為理想的是出廠測試則可以依據(jù)綜合布線的增強(qiáng)型6類永久鏈路測試模型進(jìn)行，測試指標(biāo)將全部參照增強(qiáng)型6類綜合布線測試標(biāo)準(zhǔn)。

預(yù)端接型屏蔽銅纜在數(shù)據(jù)中心的水平子系統(tǒng)中得以廣泛的應(yīng)用，它與預(yù)端接光纜一樣，可以大大提高施工效率：一次性敷設(shè)預(yù)端接銅纜，兩端的模塊插入相應(yīng)的配線架，施工即以完成。但它相對于常規(guī)的4對8芯水平雙絞線施工而言，在橋架上顯得更為平整和美觀。

（3）屏蔽集束跳線

制造廠商將增強(qiáng)型6類屏蔽跳線集合成束后，就形成了集束跳線，同樣由于線間串?dāng)_的原因，屏蔽集束跳線成為集束跳線中的首選。

增強(qiáng)型6類屏蔽集束跳線主要用于配線架與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分別安裝在相鄰的兩個(gè)機(jī)柜的布局方式中，它的長度可以選定，兩端的連接器大多是RJ45型。與預(yù)端接屏蔽銅纜相同，屏蔽集束跳線的施工特點(diǎn)是施工效率高，可以使用機(jī)柜配套的線夾固定，在機(jī)柜內(nèi)外顯得更為平整和美觀（相對普通的跳線而言）。

6 結(jié)束語

增強(qiáng)型6類屏蔽布線系統(tǒng)對于萬兆以太網(wǎng)的推廣是一種非常好的選擇，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意與萬兆光纖布線系統(tǒng)互補(bǔ)，通過取長補(bǔ)短，各自發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為智能建筑和數(shù)據(jù)中心內(nèi)的萬兆以太網(wǎng)應(yīng)用提供最佳組合的傳輸線路。