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关于综合布线系统双绞线电缆的屏蔽问题(一)
来源:安防知识网 时间:2018-05-11 9:15:02 浏览:240次
1、网络综合布线技术的发展

目前,网络综合布线技术已广泛应用于我国,快速发展各种信息技术和相应的传播手段随之而来,应用于智能建筑的各种局域网层出不穷,为更好地满足智能大厦各种语音、数据、图像等通信业务的传输需求。综合布线系统的信息传输速率由10Mbit提升至100Mbit直至1000Mbit以上,所采用线缆用材也由5类、超5类双绞线相应地发展至6类、超6类、7类双绞线以及皮线光缆等多种类型。 

2、综合布线系统中屏蔽线缆的作用

网络综合布线系统的优点之一是它具有很强的兼容性。可以将话音、数据与图像等不同网络的配线经过统一的规划、设计,采用不同的传输介质、信息插座、交联设备、适配器等综合到1套标准的布线系统中,构建内部信息传输系统的模块化管理模式可以显著提高网络的灵活性。除去皮线光缆,不同性质的线缆一般都是沿着弱电通道敷设,由于线缆之间的电磁干扰(尤其是同频干扰)现象严重,电信号在传输过程中会产生电磁场,电磁场中的其他电缆必然会产生感应信号。感应信号的强度则取决于磁场强度、辐射源以及被感应线缆的距离、感应线缆的长度等因素。辐射源信号越强,频率越高,产生的电磁场就越强;线缆距辐射源越近,线缆越长,感应信号也就越强;辐射线与感应线平行敷设时感应强度达到峰值。

考虑一下经济投资的原因等等,传输质量的一部分需要较低的网络来选择非屏蔽双绞线电缆。而对于某些抗干扰性能要求高的网络则应选择使用屏蔽双绞线,以确保各类缆线之间的屏蔽性能。

屏蔽性能直接关系到网络的安全性、稳定性,确保综合布线系统的电磁兼容(EMC)性能良好。一是可以有效抑制因电磁干扰而引起的线缆之间杂音、串音、数据丢包等现象,从而提高传输业务的稳定性。 

二是防止电磁信号泄漏。目前,先进的电磁侦测设备能够在千米之外接收到来自计算机网络、通信语音线路辐射出来的电磁波,通过还原、复现等技术手段窃取相关信息,从而危害个人、企业甚至国家信息安全。具有良好性能的屏蔽电缆可以阻断传输线高频信号产生的电磁辐射,阻断电磁信号外泄,避免将承载的电磁信号耦合到同处弱电通道的相邻线缆中造成信息外泄。中华人民共和国信息产业部《GB50311-2007综合布线系统工程设计规范》——3.5规定:

(1)综合布线区域内存在的电磁干扰场强高于3V/m时,宜采用屏蔽布线系统进行防护。
(2)用户对电磁兼容性有较高的要求(电磁干扰和防信息泄漏)时,或网络安全保密的需要,宜采用屏蔽布线系统。
(3)采用非屏蔽布线系统无法满足安装现场条件对缆线的间距要求时,宜采用屏蔽布线系统。
(4)屏蔽布线系统采用的电缆、连接器件、跳线、设备电缆都应是屏蔽的,并应保持屏蔽层的连续性。

3、屏蔽线缆的应用

网络综合布线外护套与芯线之间有屏蔽层阻隔的线缆称为屏蔽线缆,屏蔽层(单层或双层)主要由铜、铝等非磁性金属材料制成,其厚度远小于其趋肤深度。目前,使用最广泛的是屏蔽双绞线(STP,ShieldedSwistedPair),它兼顾双绞线的平衡性和屏蔽层的屏蔽性,在四对双绞线的外面加装一层或两层铝箔,利用屏蔽层对电磁波的反射、吸收和趋肤效应的原理,结合双绞线平衡抵消串扰的传输性能,它可以有效地防止外部电磁干扰进入电缆,也可以防止内部信号的泄漏。

所谓趋肤效应是指导体中有电流通过时将在其周围产生磁场,磁场会在导体中产生感应电流,感应电流随频率的增加倾向于沿导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱。

4、屏蔽层的接地

《GB50311-2007综合布线系统工程设计规范》7.0.4规定:网络综合布线系统应采用共用接地接地系统,如单独设置接地体时,接地电阻不应大于4Ω。例如,当接线系统的接地系统中有两个不同的接地体时,其接地电位差不应大于1Vr.m.s。

屏蔽电缆必须独立接地,以有效地抑制电磁干扰。但是,如果接地方式不当,会直接影响屏蔽效果,无法解决干扰问题。在实现屏蔽层接地时,还必须注意应将屏蔽层用专用连结器连接(如金属夹钳接),避免产生所谓“猪尾巴”效应(所谓猪尾巴效应,是指电缆屏蔽层接地时没有全方位搭接,导致高频搭接阻抗增大,电磁干扰耦合电压增加,并且会导致静电电流泄放困难)。 

(1)对于不同的传输信号频率,屏蔽接地方式也是不同的,可以根据低频和高频两种情况进行分类。工作频率小于1MHz的低频电路中,接线和器件之间的电感小,接地电路形成的电路对干扰有很大的影响。故应采用单点接地;信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗明显变大,需尽量降低地线阻抗,故应采用多点接地;信号工作频率为1~10MHz时,最长的走线或接地引线线长小于波长的1/20时用单点接地,否则应用多点接地。

(2)从电路参考点的角度来看,如果整个过程是接地的,屏蔽层可以达到最佳效果,但在现实中很难实现。因此,屏蔽层接地主要分为单端接地、两端接地和悬浮地(与大地绝缘,特殊情况使用)。复合布线的屏蔽层必须完成并连接。当单端接地时,现场应通过贯通屏蔽层连接到建筑物的接地体。(各楼层弱电间屏蔽线尽汇聚可能采取并联方式);两端接地时,可选择连接至各楼层的保护地,例如机柜内保护地线排、桥架、信息点底盒等,通过保护地上连建筑物的联合接地体。我们必须清楚地认识到两端的利弊之间的矛盾。《GB50217-1994电力工程电缆设计规范》——3.6.8控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:

(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。

(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地。双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。




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