面對(duì)用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全的日益重視，屏蔽系統(tǒng)發(fā)展到今天，已經(jīng)被越來越多的用戶所接受和采用，并日益彰顯其活力。屏蔽布線系統(tǒng)主要出現(xiàn)的場合：一是對(duì)安全和電磁干擾考慮比較多的場合，另一個(gè)是對(duì)傳輸速率有更高要求的場合，例如萬兆。銅纜在傳輸速率更高的時(shí)候會(huì)存在線間干擾的問題，因此屏蔽的作用更加重要?，F(xiàn)在我國市場上除了進(jìn)口的屏蔽布線產(chǎn)品之外，有越來越多的國內(nèi)廠商也能提供自主產(chǎn)權(quán)的屏蔽布線產(chǎn)品。
今年，屏蔽布線系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及施工方面也有了更多標(biāo)準(zhǔn)的支持。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)信息通信專業(yè)委員會(huì)綜合布線工作組發(fā)布的《屏蔽布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)白皮書》，是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條款的細(xì)化，使施工人員在做工程的時(shí)候能有更多的資料可做參考。本期“主流談應(yīng)用”欄目的討論主題就是屏蔽布線系統(tǒng)的應(yīng)用。我們邀請(qǐng)到美國西蒙市場部經(jīng)理許向紅和康寧通信(大中國區(qū))企業(yè)網(wǎng)技術(shù)部馬繼濤先生，請(qǐng)他們就屏蔽布線產(chǎn)品的特性、優(yōu)勢、應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢等來做一分享。
屏蔽布線系統(tǒng)源于歐洲，它是在普通非屏蔽布線系統(tǒng)的外面加上金屬屏蔽層，利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應(yīng)實(shí)現(xiàn)防止電磁干擾及電磁輻射的功能。屏蔽系統(tǒng)綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用，因而具有非常好的電磁兼容(EMC)特性。為了對(duì)屏蔽布線系統(tǒng)進(jìn)行更準(zhǔn)確更權(quán)威的解釋，我們查找了相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
2001年公布的TIA/EIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)屏蔽(ScTP)布線系統(tǒng)的支持，特別是TIA/EIA-568-B.2中新增的附錄K用了12頁的篇幅來描述屏蔽(ScTP)布線系統(tǒng)的要求，并詳細(xì)說明了線纜和連接硬件轉(zhuǎn)換阻抗的測量及計(jì)算方法。
“當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)被采用時(shí)，可以改善對(duì)信號(hào)載體電磁輻射的控制以及對(duì)外界電磁干擾源的抗擾能力。”——由此可見，相對(duì)UTP系統(tǒng)而言，ScTP系統(tǒng)的優(yōu)勢在于增加了對(duì)內(nèi)對(duì)外的雙重EMI保護(hù)。而目前國內(nèi)屏蔽用戶看重的主要還是對(duì)于外界電磁干擾的防護(hù)。
“然而，提供這些好處的屏蔽能力基于多種因素。包括布線系統(tǒng)部件(線纜和連接器)的特性，安裝的方法和保護(hù)，以及相連有源設(shè)備的設(shè)計(jì)。”——可見，光靠簡單的選用屏蔽線纜和接插件，是不能夠滿足所希望的傳輸和屏蔽效果的。
“…它(ScTP布線系統(tǒng))包括屏蔽水平線纜，屏蔽主干線纜，屏蔽工作區(qū)連接硬件，屏蔽電信間連接硬件，屏蔽跳接線。”——屏蔽跳線是整個(gè)系統(tǒng)中最容易被忽視的環(huán)節(jié)，所以說，跳線是應(yīng)用的基礎(chǔ)，需要采用工廠檢驗(yàn)的屏蔽跳線把屏蔽鏈路真正地延伸到“端到端”的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
“它(標(biāo)準(zhǔn))定義了屏蔽匹配性和屏蔽接地要求，能優(yōu)化電磁兼容(EMC)性能。”——匹配性是指模塊化插頭插座的性能匹配，關(guān)系到產(chǎn)品間的兼容性，而接地則是屏蔽布線系統(tǒng)的重要必備步驟。
另外，針對(duì)轉(zhuǎn)換阻抗(Transfer Impedance)，標(biāo)準(zhǔn)中的敘述有：“衡量屏蔽性能的參數(shù)，由被屏蔽層包圍的導(dǎo)體上的電壓與屏蔽層外表面電流之比來表示。”
“轉(zhuǎn)換阻抗直接影響屏蔽線纜和屏蔽連接硬件的屏蔽功效(受電磁場影響的屏蔽質(zhì)量)。“符合轉(zhuǎn)換阻抗標(biāo)準(zhǔn)的線纜和連接硬件并不足以保證鏈路和信道的正確轉(zhuǎn)換阻抗。線纜屏蔽層必須完全按照制造商操作手冊端接到連接硬件的屏蔽層上。不同網(wǎng)線廠家的相關(guān)屏蔽層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是相對(duì)獨(dú)立的。”
屏蔽系統(tǒng)要求必須正確有效地接地。如果接地不良，屏蔽系統(tǒng)將有可能會(huì)比非屏蔽系統(tǒng)提供更差的性能水平;甚至在最壞的情況下，屏蔽本身可能會(huì)成為一個(gè)輻射源，生成電流接地環(huán)路，或接收周圍輻射。這樣的屏蔽將形同虛設(shè)，毫無意義。所以說接地是屏蔽布線工程中的關(guān)鍵一環(huán)。關(guān)于屏蔽系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)中有如下敘述：
“接地系統(tǒng)是電信布線系統(tǒng)的整體組成部分之一。除了保護(hù)個(gè)人和設(shè)備受電壓危害，一個(gè)正確的接地系統(tǒng)能減少對(duì)于和來自電信布線系統(tǒng)的電磁干擾(EMI)。不恰當(dāng)?shù)慕拥叵到y(tǒng)會(huì)引入電壓干擾電信線路。”
“端接ScTP線纜時(shí)，接地漏極線必須按照制造商的要求連接至連接硬件。在跳接空間的連接硬件必須連接至ANSI/TIA/EIA-607接地系統(tǒng)。”
“ScTP線纜的屏蔽層必須在電信間用導(dǎo)線連接至電信接地總線。工作區(qū)的接地通過設(shè)備電源連接。工作區(qū)的屏蔽連接一般由ScTP跳線完成。在水平布線的工作區(qū)端，在屏蔽層和為設(shè)備供電的電插座接地線之間測得的電壓不能超過1.0Vrms。在使用這條線路前，任何造成高電壓的因素都要被排除。”
一般和其他系統(tǒng)聯(lián)合接地時(shí)，接地電阻不得超過1Ω。如果單獨(dú)接地，接地電阻不得超過4Ω。
美國國家電氣規(guī)范NEC條款250和EIA/TIA 607還指出，實(shí)心銅制接地母線孤立絕緣地安裝在入口設(shè)施處和設(shè)備間，每個(gè)電信間也如此。每根母線按照國家電氣制造協(xié)會(huì)NEMA標(biāo)準(zhǔn)鉆孔，經(jīng)常用以附接壓縮閂裝置、電信設(shè)備、機(jī)架、機(jī)柜和電壓保護(hù)器等。所有房間的母線由主干絕緣實(shí)心銅線連接。這個(gè)主干連接電信入口處的主接地總線，連至電氣入口處的大地接地，連至每層樓的鋼筋結(jié)構(gòu)。接地導(dǎo)體布線必須用綠/黃色或正確標(biāo)注。
如今大部分新大樓的建筑部門已經(jīng)在弱電間或電信間、設(shè)備間、入口設(shè)施之間提供了低壓接地總線。安裝布線系統(tǒng)的安裝商，應(yīng)該在每個(gè)TR使用1根接地線連接機(jī)架/柜至上述低壓接地總線，這些接地線可以是AWG 6或更粗絕緣銅線，顏色是綠/黃。
如果是沒有接地系統(tǒng)的舊樓，安裝商必須和建筑部門協(xié)調(diào)，按照607或地方法規(guī)自行安裝主干接地系統(tǒng)。不可以連接至水管。
對(duì)于UTP或ScTP，上述步驟和要求是一致的。對(duì)于ScTP布線系統(tǒng)，安裝商需要在TR另外使用絕緣接地線連接ScTP配線架接地片和機(jī)架/柜的接地片。
屏蔽雙絞線的分類
屏蔽雙絞線按性能分類：FA級(jí)/7類，EA級(jí)/6A類，E級(jí)/6類，D級(jí)/5E類。
屏蔽雙絞線按結(jié)構(gòu)分類：
balanced element 平衡元素
element screen 每個(gè)單元線對(duì)的屏蔽層
overall screen 總體的屏蔽層
U = unscreened 非屏蔽
F = foil screened 鋁箔屏蔽
F = foil screened 鋁箔屏蔽
S = braid screen 編織網(wǎng)屏蔽
SF = braid and foil screen 編織網(wǎng)和鋁箔雙層屏蔽
屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線的不同特點(diǎn)
屏蔽與非屏蔽布線系統(tǒng)孰優(yōu)孰劣，一直是綜合布線領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。由于消費(fèi)歷史的不同，在10G應(yīng)用出現(xiàn)之前，歐洲用戶更多使用屏蔽布線系統(tǒng)，而北美用戶更多使用非屏蔽布線系統(tǒng)。隨著10G應(yīng)用的出現(xiàn)，情況出現(xiàn)了很大的變化。根據(jù) BSRIA 發(fā)布的新聞稿，在所有的被訪問者中，計(jì)劃在數(shù)據(jù)中心采用6類，6A類，7類的比例彼此之間相差不多;但在選擇10G銅纜鏈路的用戶中，有75%的都計(jì)劃采用屏蔽的布線解決方案。下面讓我們來分析一下屏蔽和非屏蔽雙絞線的一些特點(diǎn)。
1、 技術(shù)差別
抵抗電磁干擾的手段:
非屏蔽布線系統(tǒng)——采用雙絞的平衡結(jié)構(gòu)來抵消外界電磁干擾。
屏蔽布線系統(tǒng)—— 利用屏蔽鋁箔對(duì)電磁信號(hào)反射、吸收以及信號(hào)趨膚效應(yīng)來隔離外界干擾。
由于不可能生產(chǎn)完全理想結(jié)構(gòu)的UTP雙絞線，并且UTP線纜的雙絞結(jié)構(gòu)在施工過程中經(jīng)過拖拉拽放后，必然會(huì)發(fā)生微小的變化，這種變化帶來的電磁干擾影響隨著傳輸數(shù)率增加而越來越敏感。
雖然FTP屏蔽雙絞線鋁箔內(nèi)的線對(duì)也是精密的雙絞結(jié)構(gòu)，但它們已經(jīng)不承擔(dān)抵抗干擾的主要作用，接地的鋁箔對(duì)電磁信號(hào)具有非常優(yōu)異的反射、吸收、隔離的性能，它使傳輸數(shù)據(jù)的雙絞導(dǎo)線與外界的電磁環(huán)境完全隔離。
2、 性能特點(diǎn)
一般可以采用耦合衰減來衡量線纜抵抗干擾的能力。屏蔽系統(tǒng)一般比非屏蔽系統(tǒng)至少高20dB左右。
獲得SNR(信噪比)的余量是依賴于線纜的平衡性以及屏蔽層的共模和差?？垢蓴_能力。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要大于零的SNR余量來保證正確的信號(hào)傳輸和最小的誤碼率。隨著10GBASE-T的出現(xiàn)，由良好的線纜平衡性來保證的噪音隔離已經(jīng)幾乎不足以支持傳輸對(duì)象。而屏蔽系統(tǒng)與生俱來的抗外來串?dāng)_和噪音能力被證明能夠?qū)⑾戕r(nóng)容量(Shannon capacity)加倍，引起了系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)者的重視。實(shí)際上，現(xiàn)在的屏蔽系統(tǒng)綜合了2代局域網(wǎng)布線的優(yōu)點(diǎn)：其與非屏蔽一樣的雙絞結(jié)構(gòu)帶來的平衡性保證抵抗低頻的干擾，在30MHz以上線纜的平衡性開始顯著下降的情況下，其屏蔽結(jié)構(gòu)足以抵御高頻的干擾。
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