屏蔽布线系统的安装方法

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目前,业界客观存在“屏蔽与非屏蔽”的争论,但我们认为作为每一种的布线解决方案,都有其存在的基础,或者说是都有各自的优缺点。

屏蔽布线的方式最早源于欧洲,其主要在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,原理是利用金属屏蔽层的发射、吸收以及趋肤效应,主要体现在它具有的很强的抵抗外界电磁干扰、射频干扰的能力,同时也能够防止内部传输信号向外界的能量辐射,具有很好的系统安全性。屏蔽系统综合利用了双绞线平衡的原理以及屏蔽层的屏蔽作用,因此其具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。此外,屏蔽布线在电磁兼容方面也慢慢地显露优势,目前欧美、北美等众多国家都已经使用此类布线了。

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目前,业界客观存在“屏蔽与非屏蔽”的争论,但我们认为作为每一种的布线解决方案,都有其存在的基础,或者说是都有各自的优缺点。全面的否定某一类的布线方案是片面的和不负责任的。无论是屏蔽布线系统还是非屏蔽系统都有着广泛的使用基础,基于屏蔽布线具有的优势能助力互联网的快速发展,很多大型数据中心都是使用屏蔽布线系统,因此使用屏蔽布线系统是以后网络布线的主要趋势之一。

从统计的数据来看,42.2%的被调查者认为屏蔽布线施工会是比较难,21.2%的被调查者认为屏蔽布线系统的维护有一定的难度,而对屏蔽规划和设计认为比较难的被调查者之和只有20.6%,看来对屏蔽布线系统的担心已经从规划和设计领域转到了屏蔽布线的施工上,而维护也已经开始为人们所重视。对于一个屏蔽布线系统,要体现其特点,在设计和施工时,我们需要注意以下两点:

  1. 屏蔽布线系统的功能体现需要做到所有连接硬件都使用屏蔽产品,包括:传输电缆、配线架、模块和跳线。
  2. 屏蔽布线系统安装必须正确和良好接地,如果传输信道各连接元件的屏蔽层不连续或者接地不良,可能会比非屏蔽系统提供的传输性能更差。

屏蔽布线系统安装

屏蔽布线系统的安装主要涉及两个方面:楼层配线间和工作区的屏蔽电缆端接和系统接地。

针对屏蔽系统的特殊性,需要保证电缆的屏蔽层在360度的范围均与模块和配线架的屏蔽层有良好的接触,而不是在某些点上实现连接,同时屏蔽层不能在同一条链路中间出现断裂。

第1步:使用专门的端接工具去除屏蔽电缆的外皮

第2步:把剥开的4对双绞线芯线分开,不要拆开各芯线线对,按照信息模块上所指示的芯线颜色线序,两手平拉上一小段对应的芯线,稍稍用力将导线一一置入相应的线槽内。

第3步:全部芯线都嵌入好后即可用打线钳再一根根把芯线进一步压入线槽中。将打线工具的刀口对准信息模块上的线槽和导线,模块外多余的线被剪断。重复该操作,同时还要把线缆中的排流线与模块后面的金属片连接。

第4步:将信息模块的塑料防尘片沿缺口穿入双绞线,并固定于信息模块上,然后把模块的铁盖盖上,压紧后即可完成模块的制作全过程。然后再把制作好的信息模块放入信息插座中。

第5步,信息模块制作好后当然也可以测试一下连接是否良好,此时可用万用表进行测量。把万用表的档位打在x10的电阻档,把万用珠的一个表针与网线的另一端相应芯线接触,另一万用表笔接触信息模块上卡入相应颜色芯线的卡线槽边缘(注意不是接触芯线),如果阻值很小,则证明信息模块连接良好,否则再用打线钳压一下相应芯线,直到通畅为止。也可以使用专业测试仪,如FLUKE,根据不同的对象选择不同的屏蔽测试标准。

一个完整的屏蔽布线系统安装要求处处屏蔽,一个连续的、完整的屏蔽路径,才能达到用户预期的效果。如果选择采用屏蔽系统,除了电缆外,模块、配线架等连接件都需要使用屏蔽的,同时再辅以金属桥架和管道。静电屏蔽的原理是使干扰电流经屏蔽外层流入大地,因此屏蔽层的妥善接地十分重要。

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接地

屏蔽的妥善接地是十分重要的,否则不但不能减少干扰,反而会使干扰增大。因为当接地点安排不正确,接地电阻过大,接地电位不均衡时,会引起接地噪声,即在传输通道的某两点产生电位差,从而使金属屏蔽层上产生干扰电流,这时屏蔽层本身就形成了一个***的干扰源,导致其性能远不如非屏蔽传输通道。因此,为保证屏幕效果,必须对屏蔽层正确可靠接地。

屏蔽配线架中的接地配件是接地用的汇流排,它可以将屏蔽模块全部通过它连接到统一的接地体上,形成配线架中的接地通道。

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屏蔽配线架用的接地配件主要有两类

1. 安装在配线架内的接地配件

安装在配线架内的接地配件具有弹性,当屏蔽布线系统安装模块插入配线架后,其金属壳体自动与接地配件形成良好的连接,完成了屏蔽模块的接地工作。

2. 独立的接地配件

独立的接地配件可以专用的非屏蔽配线架转变为屏蔽配线架,这类屏蔽模块中一般含有可插搭接线用的接地接口。当屏蔽模块插入配线架后,将接地配件中的搭接线插在屏蔽模块的接地接口上,形成屏蔽模块的接地连接。

配线架上应装有接地桩,使来自机柜的接地导线可以与之搭接。传统的屏蔽配线架所采用的方式是通过机柜中的金属立柱进行接地,这一方式现已不再使用。

配线架的屏蔽接地可以采用以下方式:

  1. 每个屏蔽配线架通过各自接地导线连接到机柜的汇流铜排上,形成星型接地结构;
  2. 机柜底部安装接地铜排,并使用独立的接地导线将接地铜排连接到配线间(电信间)的接地桩(接地铜排)上,使各个机柜之间的接地形成星型接地结构;
  3. 接地导线的截面积应大于6mm2;
  4. 接地导线两端应使用电工常用的冷轧焊片,以免线头散开组成短路;
  5. 为了提高高频干扰信号的泄放能力,建议接地导线需要编织导线,以更大的表面积满足高频电流的趋肤效应需求。

下面我们来看看网络布线的过程中屏蔽布线相关的问题:

1. 什么是EMC特性?

EMC是电磁兼容性,是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力,同时不能产生过量的电磁辐射。也就是说,要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作,同时有不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。

2. 如何测量屏蔽和非屏蔽系统之间的性能差异?

FTP电缆的屏蔽系统的优势是提供较UTP电缆更好的EMC性能,它是基于将系统隔绝于外部电磁环境。因为外部存在的电磁环境会影响到整个布线系统的数据传输。到目前为止,还没有性能指标或测试方法来表达或比较EMC性能。

3. UTP电缆是理想的平衡传输系统,为什么还要用FTP电缆?

UTP 电缆是通过芯线的双绞来达到EMC性能,这意味着EMI首先被UTP电缆所接收,随后才被抵消。但是,随着频率的提高,UTP的EMC性能将会 下降。经过测量发现,将电缆双绞只能满足到30MHz的EMC性能,对于更高的电磁干扰双绞线将**为力。而到目前为止,大多数的实际网络应用的工作频率都低于30MHz.

并且,理想的平衡传输系统是不存在的。UTP电缆的平衡特性并不只取决于部件本身的质量(如绞对),而会受到周围环境的影响。因为UTP周围的金属、隐蔽的“地”、施工中的牵拉、弯曲等等情况都会破坏其平衡特性,从而降低EMC性能。

事实上,我们安装电缆是通常会将它穿入金属导管、塑料导管或者其他有着不同接地阻抗的保护中。所以,要获得持久不变的对地性能,只有一个解决方案:在所有芯线外加多一层铝箔进行接地。铝箔为脆弱的双绞芯线增加了保护,同时为UTP电缆人为的创造了一个平衡环境。这意味着基于FTP电缆的屏蔽解决方案是 **于环境的,即与环境无关。FTP是融合了UTP的平衡特性和施工灵活性和STP的屏蔽效果,即平衡与屏蔽原理的***结合。

4. FTP电缆的屏蔽原理是什么?

不同于双绞线的平衡抵消原理,FTP电缆是在四对双绞线的外面加多一层或两层铝箔,利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理(所谓趋肤效应是指电 流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,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),有效的防止外部电磁干扰进入电缆,同 时也阻止内部信号辐射出去,干扰其它设备的工作。

通过实验表明,频率超过5MHz的电磁波只能透过38μm厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38μm,例如耐克森的FTP电缆为两层25μm厚的铝箔 屏蔽,就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在5MHz以下。而对于5MHz以下的低频干扰可应用双绞的原理有效的抵消。

屏蔽布线系统安装工程中,除了需要优质的线材,插接件以外,良好的施工技巧,细致的工作态度都是必不可少的。注重施工过程中的细节,做好屏蔽系统中各个接地环节,相信一定能做出优质的屏蔽工程

责任编辑:赵宁宁 来源: 电工电气学习
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