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關于EMC考慮的非屏蔽布線
日期：2025-04-11 10:00
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摘要：
關于EMC考慮的非屏蔽布線相信大家都有在探討，隨著科技不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷上升，電磁兼容越來越引起人們的重視。更多的設計被要求該設備或網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠在比較惡劣電磁環(huán)境中正常工作，同時又不能輻射過量電磁波干擾周圍其它設備及網(wǎng)絡正常工作。
一方面，外界電磁環(huán)境越來越惡劣，新電磁干擾源不斷產(chǎn)生，如無線尋呼，移動電話，微蜂窩個人通信系統(tǒng)等相繼出現(xiàn)，而且工作頻率不斷提高。
另一方面，數(shù)據(jù)通信速率迅速增長，因為通信已不只局限于語音，數(shù)據(jù)，還包括高質(zhì)量圖象信號。以局域網(wǎng)技術來講，網(wǎng)絡速率已經(jīng)從以前10MBPS提高到100MBPS，乃至ATM155MBPS，622MBPS， 及目前議論較多GBPS局域網(wǎng)技術。 網(wǎng)絡速率提高，意味著工作頻率提高，而高頻信號更易于受到電磁干擾，這就是在布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念原因。
在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關EMC法規(guī)及標準，如89/336/EEC，EN55022及55024，按照歐洲規(guī)定，從1996年1月1日起，所有有源設備必須符合EMC規(guī)定，同時貼有CE標志。布線系統(tǒng)屬于無源系統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡設備相連構成系統(tǒng)，它也必須服從EMC規(guī)定。
UTP(非屏蔽雙絞線)電纜EMC原理及局限性 UTP電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來抵消電磁干擾及電磁輻射。但是，利用這種平衡性來抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下條件:
1) UTP必須是理想平衡系統(tǒng) UTP只有具有理想平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想平衡UTP是不存在，因為:
a)UTP平衡特性受周圍環(huán)境影響 當UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時，由于不同導體與金屬物體或地距離不同，UTP平衡特性會遭到破壞。 實驗表明，將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中，其衰減會增大2.5%，說明其特性阻抗減小了，從而表明UTP受周圍環(huán)境影響。
b)彎曲也會破壞UTP平衡特性 在實際安裝時，電纜不可避免要彎曲。當電纜彎曲時，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。
2)UTP節(jié)距與電磁干擾或信號波長相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小，EMC性能越好。 但是，雙絞線絞結節(jié)距不可能無限減小。實驗表明，當外界電磁干擾或網(wǎng)絡工作頻率超過30MHZ時，UTPEMC性能下降，即網(wǎng)絡可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應增大，UTP廠商技術資料里也承認這一點。
以前網(wǎng)絡一般工作在較低頻率范圍，如10MBPS以太網(wǎng)工作頻率為10MHZ以內(nèi)，16MHZ令牌網(wǎng)工作頻率在16MHZ以內(nèi)，UTP系統(tǒng)在這樣低工作頻帶內(nèi)具有一定EMC能力，而且計算機通信具有出錯重發(fā)及糾錯能力，所以網(wǎng)絡能夠在一 定電磁環(huán)境中正常工作。
采用復雜編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)兩端加編碼及解碼設備，網(wǎng)絡成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降。隨著快速以太網(wǎng)(100MBPS)，ATM(155MBPS，622MBPS)及GBPS以太網(wǎng)技術逐漸實用化，網(wǎng)絡工作頻率不斷提高，同時外界電磁干擾頻率也日益提高，UTP平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡本身電磁輻射及外界電磁干擾。所以，對于高速網(wǎng)絡，非屏蔽系統(tǒng)要依賴壓縮編碼技術，將高速數(shù)據(jù)壓縮到30MHZ以下，如ATM155MBPS，采用CAP16編碼技術將帶寬壓縮到25.8MHZ
一方面，外界電磁環(huán)境越來越惡劣，新電磁干擾源不斷產(chǎn)生，如無線尋呼，移動電話，微蜂窩個人通信系統(tǒng)等相繼出現(xiàn)，而且工作頻率不斷提高。
另一方面，數(shù)據(jù)通信速率迅速增長，因為通信已不只局限于語音，數(shù)據(jù)，還包括高質(zhì)量圖象信號。以局域網(wǎng)技術來講，網(wǎng)絡速率已經(jīng)從以前10MBPS提高到100MBPS，乃至ATM155MBPS，622MBPS， 及目前議論較多GBPS局域網(wǎng)技術。 網(wǎng)絡速率提高，意味著工作頻率提高，而高頻信號更易于受到電磁干擾，這就是在布線系統(tǒng)中引入電磁兼容概念原因。
在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關EMC法規(guī)及標準，如89/336/EEC，EN55022及55024，按照歐洲規(guī)定，從1996年1月1日起，所有有源設備必須符合EMC規(guī)定，同時貼有CE標志。布線系統(tǒng)屬于無源系統(tǒng)，但是，一旦它與有源網(wǎng)絡設備相連構成系統(tǒng)，它也必須服從EMC規(guī)定。
UTP(非屏蔽雙絞線)電纜EMC原理及局限性 UTP電纜屬于平衡傳輸系統(tǒng)，它利用扭絞來抵消電磁干擾及電磁輻射。但是，利用這種平衡性來抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下條件:
1) UTP必須是理想平衡系統(tǒng) UTP只有具有理想平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想平衡UTP是不存在，因為:
a)UTP平衡特性受周圍環(huán)境影響 當UTP電纜附近存在金屬物體或隱蔽接地時，由于不同導體與金屬物體或地距離不同，UTP平衡特性會遭到破壞。 實驗表明，將UTP電纜穿入25.4MM鋼管中，其衰減會增大2.5%，說明其特性阻抗減小了，從而表明UTP受周圍環(huán)境影響。
b)彎曲也會破壞UTP平衡特性 在實際安裝時，電纜不可避免要彎曲。當電纜彎曲時，相鄰絞節(jié)將疏密不同，不能有效抵消電磁干擾及電磁輻射。
2)UTP節(jié)距與電磁干擾或信號波長相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小，EMC性能越好。 但是，雙絞線絞結節(jié)距不可能無限減小。實驗表明，當外界電磁干擾或網(wǎng)絡工作頻率超過30MHZ時，UTPEMC性能下降，即網(wǎng)絡可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應增大，UTP廠商技術資料里也承認這一點。
以前網(wǎng)絡一般工作在較低頻率范圍，如10MBPS以太網(wǎng)工作頻率為10MHZ以內(nèi)，16MHZ令牌網(wǎng)工作頻率在16MHZ以內(nèi)，UTP系統(tǒng)在這樣低工作頻帶內(nèi)具有一定EMC能力，而且計算機通信具有出錯重發(fā)及糾錯能力，所以網(wǎng)絡能夠在一 定電磁環(huán)境中正常工作。
采用復雜編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)兩端加編碼及解碼設備，網(wǎng)絡成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降。隨著快速以太網(wǎng)(100MBPS)，ATM(155MBPS，622MBPS)及GBPS以太網(wǎng)技術逐漸實用化，網(wǎng)絡工作頻率不斷提高，同時外界電磁干擾頻率也日益提高，UTP平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡本身電磁輻射及外界電磁干擾。所以，對于高速網(wǎng)絡，非屏蔽系統(tǒng)要依賴壓縮編碼技術，將高速數(shù)據(jù)壓縮到30MHZ以下，如ATM155MBPS，采用CAP16編碼技術將帶寬壓縮到25.8MHZ
