綜合布線屏蔽與非屏蔽綜述

1. 綜合布線屏蔽還是非屏蔽
　　(1) 屏蔽的目的
　　屏蔽系統(tǒng)是為了保證在有電磁干擾環(huán)境下系統(tǒng)的傳輸性能，
這里的抗干擾性應(yīng)包括兩個(gè)方面，即抵御外來電磁干擾的能力以
及系統(tǒng)本身向外輻射電磁干擾的能力。對于后者而言，歐洲通過
了電磁兼容性測試標(biāo)準(zhǔn)E M C規(guī)范，而對于前者，目前還沒有定量
的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在外部電磁場強(qiáng)達(dá)到多少V / M的情況下應(yīng)該采用屏
蔽。雖然從理論上講，在線纜和連接件外表包上一層金屬材料屏
蔽層，可以有效地濾除不必要的電磁波（這也是目前絕大多數(shù)屏
蔽系統(tǒng)采用的方法），然而，這種方法的有效程度到底如何呢？
　　(2) 理想與現(xiàn)實(shí)的差距
　　對于屏蔽系統(tǒng)而言，單單有了一層金屬屏蔽層是不夠的，更重要的是必須將屏蔽層完全良好地接地，
這樣才能把干擾電流有效地導(dǎo)入大地。但是，實(shí)際施工時(shí)，屏蔽系統(tǒng)存在一些不可忽視的困難：由于屏蔽
系統(tǒng)對接地的苛刻要求，極容易造成接地不良，比如接地電阻過大、接地電位不均衡等，這樣在傳輸系統(tǒng)
的某兩點(diǎn)間便會(huì)產(chǎn)生電位差，進(jìn)而產(chǎn)生金屬屏蔽層上的電流，造成屏蔽層不連續(xù)，破壞其完整性。這時(shí)，
屏蔽層本身已經(jīng)成為一個(gè)最大的干擾源，因而導(dǎo)致其性能反而遠(yuǎn)不如非屏蔽系統(tǒng)。屏蔽線在高頻傳輸時(shí)，
需要兩端接地，這樣更有可能在屏蔽層上產(chǎn)生電位差。由此可見，屏蔽系統(tǒng)本身的要求，恰恰構(gòu)成保證其
性能的最大障礙。
　　一個(gè)完整的屏蔽系統(tǒng)要求處處屏蔽，一旦有任何一點(diǎn)的屏蔽不能滿足要求，都勢必會(huì)影響到系統(tǒng)的整
體傳輸性能?？墒?，目前市場上還很少有網(wǎng)絡(luò)集線器或計(jì)算機(jī)本身擁有屏蔽支持，所以很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳輸
鏈路的屏蔽。
　　(3) 屏蔽與非屏蔽，哪個(gè)更先進(jìn)
　　目前國際上（歐、美兩大陣營之間）存在著屏蔽系統(tǒng)與非屏蔽系統(tǒng)優(yōu)劣的爭論。采用屏蔽系統(tǒng)或非屏
蔽系統(tǒng)，很大程度上取決于綜合布線市場的消費(fèi)觀念。在歐洲占主流的是屏蔽系統(tǒng)。然而，在綜合布線使
用量最大的北美，則堅(jiān)定地推行非屏蔽系統(tǒng)。因?yàn)闊o論是屏蔽系統(tǒng)還是非屏蔽系統(tǒng)，只要是經(jīng)過符合標(biāo)準(zhǔn)
的完善設(shè)計(jì)及安裝，都可以達(dá)到滿意的效果，只不過考慮到價(jià)格、安裝時(shí)的難易要求等因素，北美認(rèn)為，
在高容量主干及嚴(yán)重干擾條件下使用光纖更為實(shí)際。
　　(4) 對用戶的建議
　　針對國內(nèi)的實(shí)際情況，我們建議用戶在對各種因素進(jìn)行全面均衡時(shí)，有必要仔細(xì)考慮下述問題：
　　? 目前屏蔽式8芯插頭尚沒有標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家之間的插頭/插座之間的兼容問題、屏蔽的有效程度及插
頭的接觸面能否長期保持穩(wěn)定等方面都沒有定論。
　　? 屏蔽系統(tǒng)倘若安裝不當(dāng)，達(dá)不到整體的屏蔽完整性，其性能將比非屏蔽更差。
　　? 目前沒有現(xiàn)場測試屏蔽有效程度的方法。
　　我們認(rèn)為，UTP（非屏蔽雙絞線）是目前較為成熟、可靠的綜合布線技術(shù)，在通常情況下完全可以滿足
在干擾環(huán)境下的使用需求。如果干擾較大，可采用金屬橋架和管道做屏蔽層的布線方法，就可以滿足屏蔽
的要求。如果使用環(huán)境存在極為嚴(yán)重的干擾，建議直接使用光纜，以滿足嚴(yán)酷的EMC要求。
　　2. 屏蔽與非屏蔽的誤區(qū)
　　當(dāng)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(shí)，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(dāng)頻率高于30MHz時(shí)，UTP電纜不能符合EMC的要求；或當(dāng)頻率高于30MHz時(shí)，必須使用STP 電
纜。
　　事實(shí)一：差分傳輸信號(hào)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(jì)；
　　? 輸出過濾器和磁場特性；
　　? 注明的信號(hào)強(qiáng)度；
　　? 使用的通信協(xié)議；
　　? 信號(hào)端的平衡（LCL）；
　　? 傳送銅線及信號(hào)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(hào)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(biāo)準(zhǔn)。
　　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(hù)。
　　事實(shí)二：當(dāng)在UTP電纜上加上屏蔽時(shí)，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（L C L）降級。
　　平衡降級將在電纜內(nèi)的絞線上引起強(qiáng)大的耦合普通模式信號(hào)，從而在屏蔽層上引起強(qiáng)烈的耦合。因
此，屏蔽必須有良好的接地。而完全屏蔽的連接件必須有正確終端，否則這普通模式信號(hào)會(huì)使系統(tǒng)發(fā)出輻
射。當(dāng)頻率增高時(shí)，情況更嚴(yán)重。
　　誤區(qū)三：屏蔽式電纜決定了系統(tǒng)的整個(gè)EMC性能。
　　事實(shí)三：一個(gè)屏蔽系統(tǒng)只是跟其最弱的EMC元件差不多。在屏蔽系統(tǒng)中，最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。
　　事實(shí)四：在低頻時(shí)，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50MHz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(dāng)）。
　　誤區(qū)五：屏蔽式電纜只需在一端接地即可。
　　事實(shí)五：只有當(dāng)頻率低于1MHz時(shí)，這才是事實(shí)，當(dāng)頻率高于1MHz時(shí)，EMC認(rèn)為最好在多個(gè)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(shí)六：由英國政府及一家有名的電腦廠商的一項(xiàng)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(zhǔn)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：安裝完全屏蔽的布線系統(tǒng)，可使用較便宜的電子硬件。
　　事實(shí)七：電子硬件即芯片的價(jià)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(jì)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(jì)。
　　總之，基于上述事實(shí)，有關(guān)屏蔽式電纜較優(yōu)越的認(rèn)識(shí)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(biāo)準(zhǔn)可測試安裝后屏蔽系統(tǒng)的屏蔽有效程度。這是一個(gè)大問
題，因?yàn)槠帘蜗到y(tǒng)的安裝是很困難的，而金屬箔屏蔽電纜在安裝時(shí)或日后使用時(shí)亦很容易破損。