全綜合布線系統(tǒng)工程：為什么要建設(shè)屏蔽局域網(wǎng)

綜合布線系統(tǒng)工程：為什么要建設(shè)屏蔽局域網(wǎng)當(dāng)今時(shí)代，建設(shè)現(xiàn)代化的局域網(wǎng)，一種是非屏蔽的，一種是屏蔽的。對(duì)于要不要建設(shè)屏蔽局域網(wǎng)，業(yè)界曾有過(guò)討論。現(xiàn)在，我們從兩個(gè)方面來(lái)分析：1.綜合布線中的屏蔽與非屏蔽問(wèn)題。2.建設(shè)屏蔽局域網(wǎng)的因素。綜合布線中的屏蔽與非屏蔽問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)布線過(guò)程中不可避免地要遇到。許多業(yè)界人士對(duì)這一問(wèn)題都有相應(yīng)論述。一、綜合布線屏蔽還是非屏蔽1．屏蔽的目的屏蔽系統(tǒng)是為了保證在有電磁干擾環(huán)境下系統(tǒng)的傳輸性能，這里的抗干擾性應(yīng)包括兩個(gè)方面，即抵御外來(lái)電磁干擾的能力以及系統(tǒng)本身向外輻射電磁干擾的能力。對(duì)于后者而言，歐洲通過(guò)了電磁兼容性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)EMC規(guī)范，而對(duì)于前者，目前還沒(méi)有定量的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在外部電磁場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到多少V/M的情況下應(yīng)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(shù)屏蔽系統(tǒng)采用的方法）。2．理想與現(xiàn)實(shí)的差距對(duì)于屏蔽系統(tǒng)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(dǎo)入大地。但是，實(shí)際施工時(shí)，屏蔽系統(tǒng)存在一些不可忽視的困難：由于屏蔽系統(tǒng)對(duì)接地的苛刻要求，極容易造成接地不良，比如接地電阻過(guò)大、接地電位不均衡等，這樣在傳輸系統(tǒng)的某兩點(diǎn)間便會(huì)產(chǎn)生電位差，進(jìn)而產(chǎn)生金屬屏蔽層上的電流，造成屏蔽層不連續(xù)，破壞其完整性。這時(shí)，屏蔽層本身已經(jīng)成為一個(gè)最大的干擾源，因而導(dǎo)致其性能反而遠(yuǎn)不如非屏蔽系統(tǒng)。屏蔽線在高頻傳輸時(shí)，需要兩端接地，這樣更有可能在屏蔽層上產(chǎn)生電位差。由此可見(jiàn)，屏蔽系統(tǒng)本身的要求，恰恰構(gòu)成保證其性能的最大障礙。一個(gè)完整的屏蔽系統(tǒng)要求處處屏蔽，一旦有任何一點(diǎn)的屏蔽不能滿足要求，都勢(shì)必會(huì)影響到系統(tǒng)的整體傳輸性能。可是，目前市場(chǎng)上還很少有網(wǎng)絡(luò)集線器或計(jì)算機(jī)本身?yè)碛衅帘沃С?，所以很難實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳輸鏈路的屏蔽。3．屏蔽與非屏蔽，哪個(gè)更先進(jìn)目前國(guó)際上（歐、美兩大陣營(yíng)之間）存在著屏蔽系統(tǒng)與非屏蔽系統(tǒng)優(yōu)劣的爭(zhēng)論。采用屏蔽系統(tǒng)或非屏蔽系統(tǒng)，很大程度上取決于綜合布線市場(chǎng)的消費(fèi)觀念。在歐洲占主流的是屏蔽系統(tǒng)。然而，在綜合布線使用量最大的北美，則堅(jiān)定地推行非屏蔽系統(tǒng)。因?yàn)闊o(wú)論是屏蔽系統(tǒng)還是非屏蔽系統(tǒng)，只要是經(jīng)過(guò)符合標(biāo)準(zhǔn)的完善設(shè)計(jì)及安裝，都可以達(dá)到滿意的效果，只不過(guò)考慮到價(jià)格、安裝時(shí)的難易要求等因素.北美認(rèn)為，在高容量主干及嚴(yán)重干擾條件下使用光纖更為實(shí)際。4．對(duì)用戶的建議針對(duì)國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，我們建議用戶在對(duì)各種因素進(jìn)行全面均衡時(shí)，有必要仔細(xì)考慮下述問(wèn)題：□目前不同廠家的屏蔽式8芯插頭之間的插頭/插座之間的兼容問(wèn)題、屏蔽的有效程度及插頭的接觸面能否長(zhǎng)期保持穩(wěn)定等方面都沒(méi)有定論。□屏蔽系統(tǒng)倘若安裝不當(dāng)，達(dá)不到整體的屏蔽完整性，其性能將比非屏蔽系統(tǒng)更差。我們認(rèn)為，UTP（非屏蔽雙絞線）是目前較為成熟、可靠的綜合布線技術(shù)，在通常情況下完全可以滿足在干擾環(huán)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(huán)境存在極為嚴(yán)重的干擾，建議直接使用光纜，以滿足嚴(yán)酷的EMC要求。二、屏蔽與非屏蔽的誤區(qū)當(dāng)UTP應(yīng)用在結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上并廣泛地被世界接受時(shí)，一些有關(guān)使用屏蔽式電纜的誤區(qū)相繼出現(xiàn)。誤區(qū)一：當(dāng)頻率高于30MHz時(shí)，UTP電纜不能符合EMC的要求；或當(dāng)頻率高于30MHz時(shí)，必須使用STP電纜。事實(shí)一：差分傳輸信號(hào)頻譜（DifferentialTransmittedSignalSpectrum）與放射性能（RadiatedEmissionPerformance）的關(guān)系取決于以下因素：□印刷電路板的設(shè)計(jì)□輸出過(guò)濾器和磁場(chǎng)特性□注明的信號(hào)強(qiáng)度□使用的通信協(xié)議□信號(hào)端的平衡（LCL）□傳送銅線及信號(hào)端注明的普通模式阻抗□連接件的屏蔽有效程度以上誤區(qū)與信號(hào)頻譜使用的屏蔽無(wú)關(guān)。SYSTIMAXSCS384A寬帶視頻轉(zhuǎn)換器已經(jīng)測(cè)試并保證高致550MHz的高頻率，符合EMC標(biāo)準(zhǔn)。誤區(qū)二：FTP電纜有UTP電纜的所有平衡特性，并加額外的屏蔽保護(hù)。事實(shí)二：當(dāng)在UTP電纜上加上屏蔽時(shí)，以下情況便出現(xiàn)：□屏蔽改變了整條電纜的電容耦合，從而衰減增加□平衡（LCL）降級(jí)平衡降級(jí)將在電纜內(nèi)的絞線上引起強(qiáng)大的耦合普通模式信號(hào)，從而在屏蔽層上引起強(qiáng)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(hào)會(huì)使系統(tǒng)發(fā)出輻射。當(dāng)頻率增高時(shí)，情況更嚴(yán)重。誤區(qū)三：屏蔽式電纜決定了系統(tǒng)的整個(gè)EMC性能。事實(shí)三：一個(gè)屏蔽系統(tǒng)只是跟其最弱的EMC元件差不多。在屏蔽系統(tǒng)中，最弱的鏈路為跳接面板、連接器信息插座以及設(shè)備界面本身。誤區(qū)四：屏蔽電纜可在任何頻率防止干擾。事實(shí)四：在低頻時(shí)，屏蔽電纜所產(chǎn)生的噪音，至少跟非屏蔽電纜產(chǎn)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(dāng)）。誤區(qū)五：屏蔽式電纜只需在一端接地即可。事實(shí)五：只有當(dāng)頻率低于1MHz時(shí)，這才是事實(shí)，當(dāng)頻率高于1MHz時(shí)，EMC認(rèn)為最好在多個(gè)位置接地，一般至少應(yīng)做到兩端接地。誤區(qū)六：為了安全起見(jiàn)，必須使用屏蔽電纜。事實(shí)六：由英國(guó)政府及一家有名的電腦廠商的一項(xiàng)合作研究表明，電腦安全的問(wèn)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(jīng)批準(zhǔn)的闖入等）。由電腦熒屏引致的輻射比由電纜引致的輻射更大。誤區(qū)七：安裝完全屏蔽的布線系統(tǒng)，可使用較便宜的電子硬件。事實(shí)七：電子硬件即芯片的價(jià)格，主要取決于其生產(chǎn)數(shù)量。根據(jù)世界性的有關(guān)布線系統(tǒng)市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)資料分析顯示，UTP在雙絞線電纜市場(chǎng)上占了82%，STP、FTP各占8%，因而UTP電子硬件將更經(jīng)濟(jì)?？傊?，基于上述事實(shí)，有關(guān)屏蔽式電纜較優(yōu)越的認(rèn)識(shí)是站不住腳的。用戶不可能知道屏蔽式系統(tǒng)的性能是否如其所說(shuō)的一般，皆因目前根本沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可測(cè)試安裝后屏蔽系統(tǒng)的屏蔽有效程度。這是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槠帘蜗到y(tǒng)的安裝是很困難的，而金屬箔屏蔽電纜在安裝時(shí)或日后使用時(shí)亦很容易破損。貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究已一次又一次地顯示，UTP是最適合使用在商業(yè)樓宇環(huán)境中的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，而SYSTIMAXSCSUTP安裝不用另外考慮屏蔽的效能，就可以達(dá)到與完美屏蔽系統(tǒng)同樣的EMC要求。在惡劣環(huán)境下，最好使用光纜，使布線系統(tǒng)達(dá)到完美的EMC性能。目前，世界上對(duì)非屏蔽和屏蔽布線系統(tǒng)的爭(zhēng)論仍在繼續(xù)。北美和其他世界上大多數(shù)地區(qū)推崇非屏蔽系統(tǒng)，而歐洲則大力推行屏蔽系統(tǒng)。從實(shí)質(zhì)上講，這只是消費(fèi)觀念的不同。目前，UTP完全可以用于強(qiáng)干擾的環(huán)境。非屏蔽系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：□安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，經(jīng)過(guò)正規(guī)培訓(xùn)的公司較多?！跽w價(jià)格便宜?！醴瞧帘坞p絞線的設(shè)計(jì)可很好地抗干擾，著名廠商的6類(lèi)線帶寬可達(dá)350MHz，完全可以支持622MbpsATM或千兆位以太網(wǎng)應(yīng)用?！鯇?duì)非屏蔽系統(tǒng)，目前已有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，保證了應(yīng)用兼容性?！趺绹?guó)數(shù)百萬(wàn)工程應(yīng)用也證明了非屏蔽系統(tǒng)的可用性。作者認(rèn)為：應(yīng)視具體情況來(lái)確定建設(shè)屏蔽的還是非屏蔽的布線系統(tǒng)。對(duì)于公安、銀行等保密性強(qiáng)的單位可建設(shè)屏蔽的局域網(wǎng)，因?yàn)橛幸韵乱蛩氐挠绊懀?.干擾電纜和設(shè)備通常會(huì)干擾其他的部件，或者被其他干擾源所影響，從而破壞數(shù)據(jù)的傳輸。嚴(yán)重時(shí)，干擾甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)完全癱瘓。根據(jù)PREN50174規(guī)定，一些干擾源列舉如下：□功率分配?！鯚晒鉄粽彰??！鯚o(wú)線電傳送設(shè)備（無(wú)線電話、無(wú)線電臺(tái)、電視）?！鮑TP對(duì)UTP電纜。□辦公設(shè)備（復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、電腦、碎紙機(jī)）。□雷達(dá)?！豕I(yè)機(jī)器（發(fā)動(dòng)機(jī)等）。線纜絞合只能保護(hù)電纜不被磁場(chǎng)干擾，但不能使其不被電場(chǎng)干擾。然而，許多干擾源發(fā)射的是電場(chǎng)或電磁場(chǎng)（輻射場(chǎng)），因此，只有屏蔽才能使網(wǎng)絡(luò)免受所有干擾源影響。對(duì)于高于10Mbps和10MHz的高速率、高頻率應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸越靈敏，屏蔽性就變得越重要。機(jī)械地限制絞合長(zhǎng)度會(huì)使絞合的效果減弱，絞合僅能有效地適應(yīng)30~40MHz的數(shù)據(jù)傳輸。由于安裝過(guò)程中對(duì)電纜的拉力和其他類(lèi)似彎曲半徑等因素的影響，會(huì)使UTP的均衡絞度遭到破壞。然而，屏蔽可以補(bǔ)償這種影響，它可以看作一種電磁和機(jī)械保護(hù)。2.竊聽(tīng)潛在的竊聽(tīng)者、情報(bào)人員、騙子和程序狂在不斷增加。他們可以攔截UTP線纜上傳輸?shù)男畔?，從而引起?yán)重的破壞和損失。使用了屏蔽線纜及元件的屏蔽網(wǎng)絡(luò)則可以明顯地降低周?chē)h(huán)境中的電磁能發(fā)射水平。如果沒(méi)有物理連接，而只將UTP線纜當(dāng)作傳送天線時(shí)，UTP線纜是很容易被攔截的。屏蔽雙絞線（STP）則由于它較低的散射而很難被攔截。在大多數(shù)不被保護(hù)狀態(tài)下，竊聽(tīng)者只需要一部雷達(dá)接收器、電子信號(hào)發(fā)生器和一臺(tái)便攜式計(jì)算機(jī)，在幾百米距離內(nèi)，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)攔截?！斑@種信息泄露的途徑使敵對(duì)者能及時(shí)、準(zhǔn)確、廣泛、連續(xù)而且隱蔽地獲取情報(bào)。計(jì)算機(jī)電磁輻射泄密問(wèn)題已經(jīng)引起了各個(gè)國(guó)家的高度重視，要防止這些信息在空中傳播，必須采取防護(hù)和抑制電磁輻射泄密的專(zhuān)門(mén)技術(shù)措施。因此，屏蔽技術(shù)較為適用于一些保密等級(jí)要求較高、較重要的大型計(jì)算機(jī)設(shè)備或多臺(tái)小型計(jì)算機(jī)集中放置的場(chǎng)合，如國(guó)防軍事計(jì)算中心、大型的軍事指揮所、情報(bào)機(jī)構(gòu)的計(jì)算中心等”。加密和解密是保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的另一種解決方式，但它需要較大的網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率，且其配套軟硬件配置非常昂貴。選擇加密的花費(fèi)將比一開(kāi)始就安裝屏蔽電纜高很多。不敷設(shè)屏蔽電纜，這種不安全感將會(huì)一直存在。與非屏蔽電纜相比，屏蔽電纜由于其較低的輻射而保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受竊聽(tīng)。從發(fā)射保密性的角度來(lái)說(shuō)，電纜的屏蔽應(yīng)是首要選擇，在個(gè)別情況下，加密可作為輔助措施使用（比如用于軍事應(yīng)用）。3.屏蔽系統(tǒng)的實(shí)施根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801，屏蔽必須是從傳送器到接收器的全程屏蔽。機(jī)房屏蔽、安裝電纜、信息插座和連接插頭都必須屏蔽。包括工作區(qū)和設(shè)備電纜（連接電纜）等在內(nèi)的所有元件都應(yīng)仔細(xì)挑選、正確安裝和連接；并且要保證整個(gè)屏蔽系統(tǒng)在電氣性能上的整體連接，具有良好、可靠的接地；不能有任何斷裂處，否則斷裂部分會(huì)造成天線效應(yīng)，不但不能屏蔽，反而效果更壞。4.屏蔽原理單獨(dú)的絞合線對(duì)或4線對(duì)組可以有一個(gè)金屬屏蔽層。不同的線對(duì)或