所謂屏蔽布線系統(tǒng)主要是在電磁兼容(EMC)的考慮基礎(chǔ)上，讓電子設(shè)備或是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的抗電磁干擾的能力。隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)安全性的需要，人們對此類要求越來越高。
目前，業(yè)界客觀存在 屏蔽與非屏蔽 的爭論，但我們認(rèn)為作為每一種的布線解決方案，都有其存在的基礎(chǔ)，或者說是都有各自的優(yōu)缺點。全面的否定某一類的布線方案是片面的和不負(fù)責(zé)任的。無論是屏蔽布線系統(tǒng)還是非屏蔽系統(tǒng)都有著廣泛的使用基礎(chǔ)，在美國，80%的布線系統(tǒng)采用非屏蔽系統(tǒng)(但隨著美洲屏蔽布線市場分額的不斷擴(kuò)大，北美標(biāo)準(zhǔn)中已將屏蔽列為推薦產(chǎn)品之一了)，而在歐洲新的布線系統(tǒng)均為屏蔽布線系統(tǒng)。
但作為世界布線系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者，耐克森的布線產(chǎn)品向全世界提供，并可以針對不同用戶的不同需要(網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不同，周圍的電磁環(huán)境不同)，提供各種端到端的解決方案，包括屏蔽，非屏蔽以及光纖布線解決方案。在美洲，耐克森在美國的工廠為客戶提供非屏蔽方案，而我們在歐洲則是完全的屏蔽解決方案。在中國，耐克森會根據(jù)實際情況，建議客戶使用合適的布線系統(tǒng)。比如，在某些惡劣的電磁環(huán)境中(如工廠，設(shè)備中心，電站)，或?qū)垢蓴_和保密性要求高(如政府機(jī)關(guān)，軍事設(shè)施)，屏蔽布線系統(tǒng)將市非常適合的。
1.什么是電磁兼容(EMC)?
采用屏蔽布線系統(tǒng)主要是基于電磁兼容方面的考慮。
所謂電磁兼容是指電子設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力。同時不能產(chǎn)生過量的電磁輻射。也就是說，要求該設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的正常工作。
2.為什么目前電磁兼容引起重視?
所謂電磁兼容有兩個方面的含義：一是要求系統(tǒng)具有抵抗電磁干擾的能力，即在一定的電磁干擾環(huán)境下能夠正常工作;另一方面要求系統(tǒng)不能產(chǎn)生過量的電磁輻射，即不能干擾其它系統(tǒng)的正常工作。為什么布線系統(tǒng)的電磁兼容特性日益引起重視?這主要有以下三個方面的原因：
一、數(shù)據(jù)通信速率迅速增長，因為通信已不只局限于語音,數(shù)據(jù),還包括高質(zhì)量的圖象信號，以局域網(wǎng)技術(shù)來講，網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)從以前的10Mbps提高到100Mbps，乃至ATM155Mbps，622Mbps，及目前議論較多的Gigabit局域網(wǎng)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)速率日益提高。網(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高。我們知道，工作頻率越高，越容易受到電磁干擾的能力，越容易產(chǎn)生電磁輻射。這一點很容易理解，為什么話音、電視信號在廣播之前都要調(diào)制到幾十到幾百兆赫茲(MHz)?為什么雙絞線的近端串?dāng)_(NEXT)頻率越高越嚴(yán)重?這些現(xiàn)實存在的實例很好地說明了頻率越高，越容易產(chǎn)生電磁輻射、電磁耦合。
二、外界電磁環(huán)境日益惡劣，新的電磁干擾源不斷產(chǎn)生。各種無線電廣播、強(qiáng)電開關(guān)的脈沖、日光燈、以及移動通信系統(tǒng)都會產(chǎn)生電磁干擾，尤其是其中的移動通信系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾越來越嚴(yán)重。隨著通信系統(tǒng)向個人化和移動化方向發(fā)展，各種移動通信系統(tǒng)層出不窮，無線尋呼、TACS、GSM、CDMA移動電話系統(tǒng)以及PCS微蜂窩個人通信系統(tǒng)等，移動終端隨處可見，無線基站也到處分布，這些都是電磁干擾源。
三、網(wǎng)絡(luò)安全性的需要。網(wǎng)絡(luò)工作頻率越高，產(chǎn)生的輻射越嚴(yán)重。這些輻射一方面有可能干擾其它系統(tǒng)，另一方面會給網(wǎng)絡(luò)犯罪可承之機(jī)。
網(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高，而高頻信號更易于受到電磁干擾，這就是在屏蔽布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念的原因。
在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關(guān)EMC的法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，如89/336./EEC，EN55022及55024，按照歐洲規(guī)定，從1996年1月1日起，所有有源設(shè)備必須符合EMC規(guī)定，同時貼有CE標(biāo)志。屏蔽布線系統(tǒng)屬于無源系統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連構(gòu)成系統(tǒng)，它也必須服從EMC的規(guī)定。
3.UTP(非屏蔽雙絞線)電纜的EMC原理及局限性。
UTP電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來抵消電磁干擾及電磁輻射。但是，利用這種平衡性來抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下條件的：
1)UTP必須是理想的平衡系統(tǒng)
UTP只有具有理想的平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想的平衡UTP是不存在的，因為：UTP的平衡特性受周圍環(huán)境影響。
當(dāng)UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時，由于不同導(dǎo)體與金屬物體或地的距離不同，UTP的平衡特性會遭到破壞.實驗表明，將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中，其衰減會增大2.5%，說明其特性阻抗減小了，從而表明UTP受周圍環(huán)境影響。
彎曲也會破壞UTP的平衡特性
在實際安裝時，電纜不可避免要彎曲。當(dāng)電纜彎曲時，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。
2)UTP的節(jié)距?電磁干擾或信號波長相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小，EMC性能越好。
但是,雙絞線的絞結(jié)節(jié)距不可能無限減小。實驗表明，當(dāng)外界電磁干擾或網(wǎng)絡(luò)工作頻率超過30MHZ時，UTP的EMC性能下降，即網(wǎng)絡(luò)的可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應(yīng)增大，UTP廠商的技術(shù)資料里也承認(rèn)這一點。
以前的網(wǎng)絡(luò)一般工作在較低的頻率范圍，如10MBPS以太網(wǎng)工作頻率為10MHZ以內(nèi)，16MHZ令牌網(wǎng)的工作頻率在16MHZ以內(nèi)，UTP系統(tǒng)在這樣低的工作頻帶內(nèi)具有一定的EMC能力，而且計算機(jī)通信具有出錯重發(fā)及糾錯能力，所以網(wǎng)絡(luò)能夠在一定的電磁環(huán)境中正常工作。但是，隨著快速以太網(wǎng)(100MBPS)，ATM(155MBPS，622MBPS)及GBPS以太網(wǎng)技術(shù)逐漸實用化，網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不斷提高，同時外界電磁干擾頻率也日益提高，UTP的平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡(luò)本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。所以，對于高速網(wǎng)絡(luò)，非屏蔽布線系統(tǒng)要依賴壓縮編碼技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)壓縮到30MHZ以下，如ATM155MBPS及ATM622MBPS.采用CAP16或cap64編碼技術(shù)將帶寬壓縮到25.8MHZ。采用復(fù)雜的編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)的兩端加編碼及解碼設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降，而且，APM論壇不支持CAP編碼方式。
4.耐克森FTP(屏蔽雙絞線)的EMC原理及其特點
耐克森綜合屏蔽布線系統(tǒng)開發(fā)出一套基于雙層鋁箔屏蔽電纜的高性能屏蔽布線系統(tǒng)。
卓越的屏蔽布線系統(tǒng)性能
耐克森LanmarkFTP電纜采用了當(dāng)今全球獨一無二的雙層縱包鋁箔屏蔽布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即在UTP電纜的外面縱包兩層25um厚的鋁箔，這種雙層縱包結(jié)構(gòu)既可以避免電纜彎曲或受熱時屏蔽層出現(xiàn)微小的縫隙，又減小了轉(zhuǎn)移阻抗，提高了屏蔽效果，同時使接地(包括屏蔽接地和保護(hù)接地)更加方便、可靠。這種高性能的屏蔽電纜安裝起來也非常方便，其外徑只有6.35毫米。對于10MHZ以上的電磁波，利用屏蔽層的反射，吸收及趨膚效應(yīng)的機(jī)理來抵消電磁干擾及電磁輻射，頻率越高，屏蔽層的效果越明顯。對于低頻( 5MHZ)電磁波,則利用雙絞線的平衡特性抵消。。這種雙層鋁箔屏蔽電纜的最大特點有兩個方面：既具有卓越的屏蔽性能，又最大限度地方便用戶安裝。
更高帶寬的應(yīng)用需要更有效的措施將所傳輸?shù)膶拵盘柵c外界干擾隔離，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。從電磁兼容(EMC)的觀點出發(fā)，需要設(shè)計最佳的電纜路由，避免惡劣的電磁環(huán)境。但是，我們無法避免全部的電磁干擾，因為絕大部分電磁干擾在我們周圍是無處不在的。所以對于這樣的寬帶應(yīng)用，建議采用屏蔽布線系統(tǒng)。
為了檢驗這種雙層鋁箔屏蔽電纜的屏蔽及安裝性能，對其進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明，雙層鋁箔屏蔽電纜是將雙絞技術(shù)與鋁箔屏蔽技術(shù)最完美的結(jié)合。這種高品質(zhì)電纜為目前及未來的應(yīng)用提供了最佳的解決方案。
轉(zhuǎn)移阻抗
轉(zhuǎn)移阻抗是用來表示屏蔽層效率或者屏蔽層保護(hù)效果的參數(shù)。在IEC96-1第18款中給出了轉(zhuǎn)移阻抗的定義及其測試方法。轉(zhuǎn)移阻抗用單位長度量表示，即毫歐姆/米(mOhm/m)。對于某一長度的屏蔽電纜而言，假如在其屏蔽層的某個表面有一電流存在，那么在此屏蔽層的另一表面會由于此電流而感生一電勢差，上述電勢差與電流之比即為 轉(zhuǎn)移阻抗 。屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗決定了其屏蔽層的的效率，它包含兩個方面的含義：防止外界電磁干擾進(jìn)入電纜內(nèi)部的能力以及阻止電纜內(nèi)部信號向外輻射的能力。
至于安裝方面，有個說法：在電纜敷設(shè)的過程中，屏蔽層容易被破壞，影響屏蔽布線系統(tǒng)效果。但是，如果采用耐克森LanmarkFTP雙層鋁箔屏蔽電纜就不會存在這樣的問題。
一般非屏蔽(UTP)電纜在敷設(shè)過程中經(jīng)常遇到的問題之一是電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，絞合結(jié)構(gòu)被破壞，從而影響電纜的平衡特性，性能下降。耐克森Lanmark雙層鋁箔屏蔽電纜由于具有多重保護(hù)，包括絕緣的束縛薄膜和雙層的屏蔽鋁箔，保證了電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在敷設(shè)、彎曲時也不會被破壞，保證電纜的平衡及傳輸特性。
另外，由于屏蔽層的存在，相當(dāng)于在UTP周圍人為地制造了對稱的金屬層，與外界隔離開，保證了雙絞線的平衡特性不受電纜外部環(huán)境的影響。所以，在安裝時不必考慮電纜周圍是否存在金屬或隱蔽的地。前面提到，UTP被金屬包圍會使其特性阻抗減少，造成衰減增大。但是，F(xiàn)TP電纜在制造過程中已經(jīng)考慮到這個因素，利用特殊的工藝加以補償，保證FTP電纜的特性阻抗等于標(biāo)稱值(100，120，或150ohm)。
實驗證明，F(xiàn)TP電纜抵消電磁干擾及電磁輻射的能力比UTP電纜高40dB。
