布線系統中的屏蔽及非屏蔽

布線系統中的屏蔽及非屏蔽
* 為什么目前電磁兼容引起重視?
　　 一方面,　　數據通信速率迅速增長,因為通信已不只局限于語音,數據,還包括高質量的圖象信號。以局域網技術來講,網絡速率已經從以前的10MBPS提高到100MBPS,乃至ATM155MBPS,622MBPS, 及目前議論較多的GBPS局域網技術。網絡速率的提高,意味著工作頻率的提高,而高頻信號更易于受到電磁干擾,這就是在布線系統中引入電磁兼容概念的原因。
    另一方面,外界電磁環境越來越惡劣，新的電磁干擾源不斷產生，如無線尋呼,移動電話,微蜂窩個人通信系統等相繼出現,而且工作頻率不斷提高。
　　 * 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,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的條件:
　 1) UTP必須是理想的平衡系統 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:
　　 a)UTP的平衡特性受周圍環境影響 當UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時,由于不同導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受周圍環境影響。
　  b)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。當電纜彎曲時,相鄰絞節將疏密不同,不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。
　  2)UTP的節距與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,即節距越小,EMC性能越好。 但是,雙絞線的絞結節距不可能無限減小。實驗表明,當外界電磁干擾或網絡工作頻率超過30MHZ時,UTP的EMC性能下降,即網絡的可靠性降低,誤碼率增大,電磁輻射也相應增大,UTP廠商的技術資料里也承認這一點。

　　以前的網絡一般工作在較低的頻率范圍,如10MBPS以太網工作頻率為10MHZ以內,16MHZ令牌網的工作頻率在16MHZ以內,UTP系統在這樣低的工作頻帶內具有一定的EMC能力,而且計算機通信具有出錯重發及糾錯能力,所以網絡能夠在一定的電磁環境中正常工作。
　　但是,隨著快速以太網(100MBPS),ATM(155MBPS,622MBPS)及GBPS以太網技術逐漸實用化,網絡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絡本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。所以,對于高速網絡,非屏蔽系統要依賴壓縮編碼技術,將高速數據壓縮到30MHZ以下,如ATM155MBPS，采用CAP16編碼技術將帶寬壓縮到25.8MHZ。采用復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的兩端加編碼及解碼設備,網絡成本增加,而抗干擾能力降低,可靠性下降。