電磁干擾對結構化布線(xiàn)的影響

電磁兼容性和客戶(hù)樓宇布線(xiàn)

由于多數電纜安裝方安裝的是無(wú)源系統(如電纜、連接器、配線(xiàn)架和插座)，因此，要對已裝布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行電磁兼容性測試存在一些問(wèn)題。計算機和通信設備通常由網(wǎng)絡(luò )所有人連接到已安裝的布線(xiàn)系統上，不是由布線(xiàn)安裝方直接控制。電磁兼容性主要由聯(lián)網(wǎng)計算機和通信設備的制造商負責。網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)有著(zhù)明確的規定 (如5e類(lèi)和6類(lèi)電纜)，因此，計算機設備制造商需要處理的連接環(huán)境也非常明確。

可按以下方式考慮布線(xiàn)系統的電磁兼容性能：

Ÿ 電子設備/系統制造商考慮到電磁兼容性認證相關(guān)布線(xiàn)規范。然后針對連接不同類(lèi)型電纜(如5e類(lèi)或6類(lèi)UTP)的情況，確定其產(chǎn)品說(shuō)明

Ÿ 由提供“系統集成”服務(wù)(并保證系統整體性能)的布線(xiàn)系統供應商負責

所有布線(xiàn)標準委員會(huì )將繼續對布線(xiàn)系統的電磁性能進(jìn)行調查?，F行標準的新版本和未來(lái)版本將納入性能要求和參數，以獲得出色的電磁性能。

四個(gè)潛在領(lǐng)域為：

Ÿ 旨在控制射頻放射的差分到共模轉換限制(相反則為抗擾度控制)

Ÿ 屏蔽系統的屏蔽效果(電纜加連接器加連接硬件產(chǎn)生的耦合衰減和/或傳輸阻抗)

Ÿ 屏蔽系統的完整性

Ÿ 屏蔽布線(xiàn)的接地規范

除此類(lèi)標準以外，用戶(hù)還應確保以下各項：

Ÿ 有源產(chǎn)品與無(wú)源產(chǎn)品之間的電磁兼容性

Ÿ 電纜、連接器和連接硬件之間的兼容性

Ÿ 布線(xiàn)須符合相關(guān)設計和安裝標準

克服電磁兼容性的方法

局域網(wǎng)的一個(gè)特有問(wèn)題就是與多種布線(xiàn)系統的互聯(lián)問(wèn)題。就電磁信號而言，電纜只不過(guò)是一種能有效發(fā)射其中出現的共模信號的天線(xiàn)，因此，局域網(wǎng)設計的主要目標一定是對這種信號進(jìn)行有效的限制。

有兩種常見(jiàn)方法可為通信鏈路(不包括同軸電纜和光纜)提供電磁兼容性能保障 — 即屏蔽雙絞線(xiàn)(FTP/STP) 和非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)。

原則上，由于屏蔽系統將整個(gè)鏈路封存于金屬屏蔽體之中，因而似乎可提供最佳電磁兼容性控制。在這種方案下，外部噪聲使電流在屏蔽體中流動(dòng)，結果在信號導線(xiàn)中產(chǎn)生極性相反的等效電流。這種電流流過(guò)導線(xiàn)和屏蔽體的阻抗，產(chǎn)生噪聲電壓。當在整個(gè)環(huán)路(包括屏蔽體的接地連接)中匯集時(shí)，導線(xiàn)上的噪聲電壓將抵消屏蔽體上的電壓。不幸的是，要發(fā)揮屏蔽布線(xiàn)系統的效用，屏蔽體必須在各端正確接地，而這通常會(huì )違反安全或其他要求。另外，對于復雜的安裝系統，要確保其屏蔽完整性持續不變也存在一定的難度。屏蔽法采用的是“法拉第筒”模式：將一個(gè)導電屏蔽體安放在導線(xiàn)及所有相關(guān)接口的周?chē)?。但是，這種模式在很大程度上取決于導電屏蔽體的完整性以及屏蔽體的接地方式和接地位置。需要記住的是，屏蔽體同時(shí)也是導體，如果未能當作屏蔽體正確處理，也會(huì )像任何其他導體一樣傳輸信號、發(fā)射或接受噪聲?？紤]屏蔽樓宇布線(xiàn)系統時(shí)必須滿(mǎn)足以下條件：

• 電纜屏蔽設計正確

• 連接器設計正確

• 連接器處的電纜包皮端接正確

• 安裝程序細致周全

• 有干凈電源可用

• 有良好的接地系統可用

• 有良好的接地程序

• 使接地阻抗保持低水平

UTP電纜的有效性取決于電纜本身的平衡性，更重要的是接口電路的平衡性。差分信號置于發(fā)射器端的一對線(xiàn)纜上，線(xiàn)對中的兩條線(xiàn)纜相互絞繞，在整個(gè)鏈路中都保持高度匹配。使用這種技術(shù)時(shí)，任何外部噪聲都會(huì )對線(xiàn)對中的兩條線(xiàn)纜產(chǎn)生相同的影響(稱(chēng)為共模噪聲)。在接收器端，線(xiàn)對中的差分信號被解釋為數據，而大部分共模噪聲則可以被抵消，或者被過(guò)濾掉并予以忽略。該因素在接口端電路的設計中加以考慮，因為這是有用差分數據信號向無(wú)用共模(輻射)信號轉換的地方。

平衡傳輸的目的在于確保在雙絞導線(xiàn)上產(chǎn)生極性相反的等效信號。這些信號會(huì )產(chǎn)生極性相反的等效電磁場(chǎng)，而這些磁場(chǎng)則會(huì )相互抵消，結果使雙絞線(xiàn)上的放射為零。另外，平衡傳輸使兩條導線(xiàn)上的噪聲影響相等，結果，不會(huì )將凈噪聲信號傳遞至接收器接口。一般而言，系統平衡性越出色，其放射量越少，抗噪能力越強。作為一種具有成本優(yōu)勢的電磁兼容性能改善方法，“平衡”法常常被忽視。對于接口處未使用的線(xiàn)對，通常在電子設備中以共模端接技術(shù)進(jìn)行端接。其目的是為線(xiàn)對提供恰到好處的共模接地阻抗，以減少共模信號的環(huán)路(天線(xiàn))區并使未用線(xiàn)對保持平衡。事實(shí)表明，這種端接方法可極大地改善系統的電磁兼容性能。同時(shí)也是局域網(wǎng)標準委員會(huì )為所有高速應用推薦的端接法。

實(shí)際上，使系統達到完美屏蔽或完美平衡狀態(tài)是不可能的。就如大多數技術(shù)問(wèn)題一樣，這里同樣存在一個(gè)工程上的折衷問(wèn)題，必須進(jìn)行審慎評估，以便為一系列既定條件找到最佳答案。平衡UTP系統將取得可接受抗擾度的最大籌碼押在接口電子元件和布線(xiàn)元件(電纜、連接器和互聯(lián)硬件)的設計上，而電子設計師確保使設備取得最佳電磁兼容性能的做法已成為標準慣例。得益于這種時(shí)下盛行的設計模式，UTP系統安裝和維護起來(lái)更加方便、成本更低。另一方面，FTP/STP系統在端點(diǎn)處則依賴(lài)于信號通道本身。從發(fā)射器到接收器(包括端點(diǎn)電子元件)，必須維持鏈路的屏蔽性能;否則，屏蔽效果將大打折扣。安裝方必須對各個(gè)鏈路的系統缺陷進(jìn)行評估。在安裝中，驗證屏蔽的完整性極其困難，因此，難以發(fā)現或糾正缺陷。另外，屏蔽體的設計和結構也對布線(xiàn)元件和安裝的性能及成本有一定的決定作用。

電磁兼容性和美國康普解決方案

與美國康普布線(xiàn)系統配合使用時(shí)，設計得當、制造精良、安裝到位的IT設備將符合電磁兼容性要求。盡管在受控實(shí)驗室環(huán)境中進(jìn)行的放射測試不一定能考慮到現場(chǎng)遇到的所有變量，但康普的布線(xiàn)系統已被成功地安裝到許多最?lèi)毫拥纳虡I(yè)和工業(yè)環(huán)境之中，展現出良好的外部噪聲抗擾性能，并且沒(méi)有造成任何干擾問(wèn)題。

美國康普對其布線(xiàn)系統進(jìn)行了全面的獨立測試。電纜和連接器均經(jīng)過(guò)獨立驗證，符合現行國際布線(xiàn)標準。雖然多數電磁兼容性標準并不直接適用于布線(xiàn)系統，但康普進(jìn)行的廣泛測試提供了一種基準，使有源電子元件制造商可以專(zhuān)注于其設備的合規條件。