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
　　屏蔽系統是為了保證在有電磁干擾環境下系統的傳輸性能，
這里的抗干擾性應包括兩個方面，即抵御外來電磁干擾的能力以
及系統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準E M C規范，而對于前者，目前還沒有定量
的標準規定在外部電磁場強達到多少V / M的情況下應該采用屏
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屏
蔽系統采用的方法），然而，這種方法的有效程度到底如何呢？
　　(2) 理想與現實的差距
　　對于屏蔽系統而言，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入大地。但是，實際施工時，屏蔽系統存在一些不可忽視的困難：由于屏蔽
系統對接地的苛刻要求，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
的某兩點間便會產生電位差，進而產生金屬屏蔽層上的電流，造成屏蔽層不連續，破壞其完整性。這時，
屏蔽層本身已經成為一個最大的干擾源，因而導致其性能反而遠不如非屏蔽系統。屏蔽線在高頻傳輸時，
需要兩端接地，這樣更有可能在屏蔽層上產生電位差。由此可見，屏蔽系統本身的要求，恰恰構成保證其
性能的最大障礙。
　　一個完整的屏蔽系統要求處處屏蔽，一旦有任何一點的屏蔽不能滿足要求，都勢必會影響到系統的整
體傳輸性能。可是，目前市場上還很少有網絡集線器或計算機本身擁有屏蔽支持，所以很難實現整個傳輸
鏈路的屏蔽。
　　(3) 屏蔽與非屏蔽，哪個更先進
　　目前國際上（歐、美兩大陣營之間）存在著屏蔽系統與非屏蔽系統優劣的爭論。采用屏蔽系統或非屏
蔽系統，很大程度上取決于綜合布線市場的消費觀念。在歐洲占主流的是屏蔽系統。然而，在綜合布線使
用量最大的北美，則堅定地推行非屏蔽系統。因為無論是屏蔽系統還是非屏蔽系統，只要是經過符合標準
的完善設計及安裝，都可以達到滿意的效果，只不過考慮到價格、安裝時的難易要求等因素，北美認為，
在高容量主干及嚴重干擾條件下使用光纖更為實際。
　　(4) 對用戶的建議
　　針對國內的實際情況，我們建議用戶在對各種因素進行全面均衡時，有必要仔細考慮下述問題：
　　? 目前屏蔽式8芯插頭尚沒有標準，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定等方面都沒有定論。
　　? 屏蔽系統倘若安裝不當，達不到整體的屏蔽完整性，其性能將比非屏蔽更差。
　　? 目前沒有現場測試屏蔽有效程度的方法。
　　我們認為，UTP（非屏蔽雙絞線）是目前較為成熟、可靠的綜合布線技術，在通常情況下完全可以滿足
在干擾環境下的使用需求。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。如果使用環境存在極為嚴重的干擾，建議直接使用光纜，以滿足嚴酷的EMC要求。
　　2. 屏蔽與非屏蔽的誤區
　　當UTP應用在結構化布線系統上并廣泛地被世界接受時，一些有關使用屏蔽式電纜的誤區相繼出現，令
用戶感到混亂和不安。
　　誤區一：當頻率高于30MHz時，UTP電纜不能符合EMC的要求；或當頻率高于30MHz時，必須使用STP 電
纜。
　　事實一：差分傳輸信號頻譜（Differential Transmitted Signal Spectrum）與放射性能（Radiated
Emission Performance）的關系取決于以下因素：
　　? 印刷電路板的設計；
　　? 輸出過濾器和磁場特性；
　　? 注明的信號強度；
　　? 使用的通信協議；
　　? 信號端的平衡（LCL）；
　　? 傳送銅線及信號端注明的普通模式阻抗；
　　? 連接件的屏蔽有效程度。
　　以上誤區與信號頻譜使用的屏蔽無關。SYSTIMAX SCS 384A寬帶視頻轉換器已經測試并保證高致550MHz
的高頻率，符合EMC標準。
　　誤區二：FTP電纜有UTP電纜的所有平衡特性，并加額外的屏蔽保護。
　　事實二：當在UTP電纜上加上屏蔽時，以下情況便出現：
　　? 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的絞線上引起強大的耦合普通模式信號，從而在屏蔽層上引起強烈的耦合。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會使系統發出輻
射。當頻率增高時，情況更嚴重。
　　誤區三：屏蔽式電纜決定了系統的整個EMC性能。
　　事實三：一個屏蔽系統只是跟其最弱的EMC元件差不多。在屏蔽系統中，最弱的鏈路為跳接面板、連接
器信息插座以及設備界面本身。
　　誤區四：屏蔽電纜可在任何頻率防止干擾。
　　事實四：在低頻時，屏蔽電纜所產生的噪音，至少跟非屏蔽電纜產生的一樣高。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）。
　　誤區五：屏蔽式電纜只需在一端接地即可。
　　事實五：只有當頻率低于1MHz時，這才是事實，當頻率高于1MHz時，EMC認為最好在多個位置接地，一
般至少應作到兩端接地。
　　誤區六：為了安全的理由，必須使用屏蔽電纜。
　　事實六：由英國政府及一家有名的電腦廠商的一項合作研究表明，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、未經批準的闖入等）。由VDUs及電腦熒屏引致
的輻射比由電纜引致的輻射更大。
　　誤區七：安裝完全屏蔽的布線系統，可使用較便宜的電子硬件。
　　事實七：電子硬件即芯片的價格主要取決于其生產數量。根據世界性的有關布線系統市場的統計資料
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電子硬件將更經濟。
　　總之，基于上述事實，有關屏蔽式電纜較優越的認識是站不住腳的。用戶不可能知道屏蔽式系統的性
能是否如其所說的一般，皆因目前根本沒有標準可測試安裝后屏蔽系統的屏蔽有效程度。這是一個大問
題，因為屏蔽系統的安裝是很困難的，而金屬箔屏蔽電纜在安裝時或日后使用時亦很容易破損。