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綜合布線中屏蔽線纜選擇

2018/9/18 22:39:06??????點擊:

 在銅纜結構化布線系統的各個級別中,有兩種主要技術型式:屏蔽以及非屏蔽布線系統。自最早的布線標準布立以來,這兩種技術型式就都廣泛存在于市場中。德國,澳大利亞,瑞士以及法國在最初就比較偏好屏蔽布線系統,而在世界上的其他地區,非屏蔽布線系統較為流行并很快被采用。屏蔽和非屏蔽都可以滿足千兆傳輸的速率要求,一舟總結發現當傳輸速率上升到萬兆甚至更高時,屏蔽系統支持高頻傳輸的穩定性優勢則變得非常明顯。

  線纜結構:


  屏蔽的作用是什么?

  F/UTP

  F/UTP線纜的屏蔽結構是在數據線纜的四對線外總包一層鋁箔屏蔽,這層總包的屏蔽會最大程度的降低:

  這根線纜在信號傳輸過程中向外散發的干擾信號對相鄰數據線纜的影響(例如:同一捆線纜中相鄰的數據線纜)

  來自其他數據線纜或其他干擾源的干擾信號對這根線纜的影響。

  對于一個高質量的數據傳輸系統,這兩種影響都不可小視。如果外部干擾信號足夠強則會與正常的傳輸信號發生疊一加,導致傳輸性能降低甚至整個系統不能正常工作。

  S/FTP

  S/FTP結構除了有一層總包的編織鋁箔屏蔽以外,在每一對雙絞線外都分別有一層鋁箔屏蔽以保護傳輸信號不受到互相干擾,因此近端串音衰減(NEXT)性能大幅提升。更好的NEXT性能意味著更高的信噪比以及更好的傳輸質量和更快的系統輸出。S/FTP屏蔽線纜優異的NEXT性能是其他結構的線纜(例如非屏蔽U/UTP)所不能比擬的,因此,ISO11801中對Cat.7類(600MHz)以及Cat.7A類(1000MHz)只規定了S/FTP結構的線纜,U/UTP無法滿足。

  10GBase-T 使數據線纜面臨的新問題: 外部串擾(Alien Crosstalk)

  2006年發布的銅纜萬兆以太網應用標準所提出的新的傳輸協議10GBASE-T相較于1000Base-T,其傳輸速率提升了10倍。

  1000BASE-T要求布線銅纜參數(衰減Attenuation,近端串音衰減NEXT,回波損耗 Return Loss等)頻寬要求達到1~100MHz,用超五類Cat.5e(Class D)布線系統即可滿足要求。

  10GBASE-T要求布線信道中所有元件參數均要達到500MHz的頻寬,這要求銅纜至少要達到Cat.6A(Class Ea)或者更高的級別。

  伴隨著10GBASE-T 的發展,外部噪音問題變的愈發明顯,因此產生了對于外部噪音的規范,以用來評估在同一捆線纜中,不同線纜之間的相互影響。這就是我們所說的外部串擾(Alien Crosstalk)。外部串擾會隨著頻率的增加而加重。

  糟糕的是,一舟10GBASE-T遭遇外部噪音的干擾時,將無法“自適應”到較低的速率,網絡可能隨之面臨癱瘓。

  因此,對于支持10GBASE-T應用的布線系統而言,抵抗外部串擾的能力致關重要。

  · 由于10GBASE-T 的高傳輸頻率和復雜的編碼方法使其對外部噪音非常敏感。

  · 屏蔽系統優異的耦合衰減(1)性能使其天生就具備抵抗外部串擾(Alien Crosstalk)的能力。

  · 非屏蔽系統在抵抗外部串擾這項性能上通常只有0 dB。

  · 屏蔽系統在設計上就完全滿足10G的應用。

  10GBase-T 的安裝: 非屏蔽(U/UTP) vs. 屏蔽( FTP)

  非屏蔽系統

  安裝時要盡可能遠離電力電纜

  不同的應用 (1 Gb/s and 10 Gb/s)在同一管道中傳輸會引起外部串擾。

  屏蔽系統

  可減少與電力電纜的分隔距離

  允許不同應用 (1 Gb/s and 10 Gb/s) 在同一管道中傳輸

  不需要額外的現場外部串擾測試

  “非屏蔽(U/UTP)安裝簡便而且便宜…” ––果真如此么?

  事實上不然,安裝屏蔽系統所獲得的益處遠勝于我們假設的因安裝非屏蔽系統所獲得的便捷和較低的花費。

  數據線纜與電力電纜之間的分隔距離

  在EN50174標準中定義了滿足的不同耦合衰減值的數據線纜的線纜級別,分別從A(低耦合衰減,較差)到D(高耦合衰減,很好)4個級別。

  摘自EN50174-2表三


  安裝商需要知道所用線纜的分隔等級,以確定所選用的數據線纜在標準要求中與電力電纜之間的最小分隔距離。數據線纜的耦合衰減值越高,與電力電纜之間的最小分隔距離就越小。請參照下面的三個例子(截圖自Nexans工具包。這個工具包可從Nexans網站免費下載)。

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  例1: 非屏蔽U/UTP: (B級線纜 – 耦合衰減 >/= 40dB) -> 225mm


  例2: 屏蔽F/UTP (C級線纜 – 耦合衰減 >/= 55dB) -> 114 mm


  例3: 屏蔽S/FTP (D級 – 耦合衰減 >/= 80dB) -> 24mm

  相對于屏蔽線纜,非屏蔽(U/UTP)線纜與電力電纜之間的分隔距離要更遠些。在項目實施中,若是需要將數據線纜與電力電纜隔離較遠的距離,我們就需要尺寸更大的管道/橋架,甚至增加額外的橋架,這樣做無疑會產生較高的成本費用,有時甚至受到橋架安裝空間的限制。更糟糕的是,這些附加的要求往往會被忽視或忽略,從而導致網絡系統運行的關鍵點受到干擾。

  這些計算是依照EN50174標準中的計算方法進行的。從結果中可看出線纜屏蔽效果明顯。

  外部串擾理論和比較測試也證明了屏蔽線纜有較高的抗高頻EMI干擾性能。

  接地

  對于屏蔽,非屏蔽系統以及一舟光纜,均需要實施保護接地。由于需要考慮人身與設備安全,因此不論采用了上述哪種布線系統,該系統中的金屬部分都要接地。

  對于屏蔽系統,還需要實施功能接地。屏蔽系統功能接地的實施相對于非屏蔽系統唯一的區別是,在安裝模塊時將連接器的屏蔽區域與線纜的屏蔽區域連接起來。

  耐克森布線系統對屏蔽接地進行了優化設計,模塊與配線架的屏蔽連接以及配線架與機柜的屏蔽連接在正常安裝后都是自動完成的,不需要額外的步驟。

  綜述

  屏蔽系統相對于非屏蔽系統EMC性能有了很大改進

  對于萬兆以太網應用來說,針對外部干擾的屏蔽效果至關重要,而屏蔽布線系統在設計上就已滿足標準中抗外部串擾(A-XT)的要求,可有效防御來自相鄰線纜間的外部串擾。

  一舟屏蔽布線系統,兩端正常接地的情況下,在抵抗外部干擾的特性上優于非屏蔽系統40dB。

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