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屏蔽電纜的原理

文章出處：責任編輯：發布時間：2022-06-20 16:48:01 點擊數：- 【大 中 小】

什么是屏蔽電纜？
屏蔽電纜是導體外部有導體包裹的導線叫屏蔽電纜，包裹的導體叫屏蔽層，一般為編織銅網或銅泊（鋁），屏蔽層需要接地，外來的干擾信號可被該層導入大地。作用是避免干擾信號進入內層，導體干擾同時降低傳輸信號的損耗。屏蔽電纜有普通結構和高級結構，普通結構是絕緣層+屏蔽層+導線，高級結構是絕緣層+屏蔽層+信號導線+屏蔽層接地導線。

屏蔽電纜

屏蔽電纜的原理：
屏蔽布線系統源于歐洲，它是在普通非屏蔽布線系統的外面加上金屬屏蔽層，利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應實現防止電磁干擾及電磁輻射的功能，屏蔽系統綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用，因而具有非常好的電磁兼容（EMC）特性。
電磁兼容（EMC）是指電子設備或網絡系統具有一定的抵抗電磁干擾的能力，同時不能產生過量的電磁輻射。也就是說，要求該設備或網絡系統能夠在比較惡劣的電磁環境中正常工作，同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設備及網絡的正常工作。
U/UTP(非屏蔽)電纜的平衡特性并不只取決于部件本身的質量（如絞對），而會受到周圍環境的影響。因為U/UTP（非屏蔽）周圍的金屬、隱蔽的“地”、施工中的牽拉、彎曲等等情況都會破壞其平衡特性，從而降低EMC性能。
所以，要獲得持久不變的平衡特性，只有一個解決方案：在所有芯線外加多一層鋁箔進行接地。鋁箔為脆弱的雙絞芯線增加了保護，同時為U/UTP（非屏蔽）電纜人為的創造了一個平衡環境。從而形成我們現在所說的屏蔽線纜。
屏蔽電纜的屏蔽原理不同于雙絞的平衡抵消原理，屏蔽電纜是在四對雙絞線的外面加多一層或兩層鋁箔，利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應原理（所謂趨膚效應是指電流在導體截面的分布隨頻率的升高而趨于導體表面分布，頻率越高，趨膚深度越小，即頻率越高，電磁波的穿透能力越弱），有效的防止外部電磁干擾進入電纜，同時也阻止內部信號輻射出去，干擾其它設備的工作。
實驗表明，頻率超過5MHz的電磁波只能透過38μm厚的鋁箔。如果讓屏蔽層的厚度超過38μm，就使能夠透過屏蔽層進入電纜內部的電磁干擾的頻率主要在5MHz以下。而對于5MHz以下的低頻干擾可應用雙絞線的平衡原理有效的抵消。
根據布線最早的定義，分為非屏蔽線纜-UTP和屏蔽線纜-STP兩種。后來隨著技術的發展和各家不同的工藝，衍生出了很多不同屏蔽的種類 1．F/UTP Foil Screened Cable 單層的鋁箔屏蔽結構 2．Foil and Braid Screened Cable 鋁箔和銅質編織網雙層屏蔽結構 a) SF/UTP 鋁箔和銅質編織網同時包裹在四對線的外層 b) S/FTP (PIMF) 線對單對鋁箔屏蔽加上包裹在四對線的外層的銅質編織網 PIMF =Pair in Metal Foil。
屏蔽電纜抵抗外界干擾主要體現在：信號傳輸的完整性可以通過屏蔽系統得到一定的保證。屏蔽布線系統可以防止傳輸數據受到外界電磁干擾和射頻干擾的影響。電磁干擾（EMI）主要是低頻干擾，馬達、熒光燈以及電源線是通常的電磁干擾源。射頻干擾（RFI）是高頻干擾，主要是無線頻率干擾，包括無線電、電視轉播、雷達及其他無線通信。
對于抵抗電磁干擾，選擇編織層屏蔽最為有效，也就是金屬網屏蔽，因其具有較低的臨界電阻。而對于射頻干擾，金屬箔層屏蔽最有效，因為金屬網屏蔽所產生的縫隙可使得高頻信號自由地進出。對于高低頻混合的干擾場，則要采用金屬箔層加金屬網的組合屏蔽方式，也就是S/FTP形式的雙層屏蔽電纜，這樣可使得金屬網屏蔽適用于低頻范圍的干擾，金屬箔屏蔽適用于高頻范圍的干擾。
IBM ACS的屏蔽線纜中鋁箔屏蔽層單層厚度即達到50-62μm,起到了更完整的屏蔽效果。同時由于只采用單層屏蔽，對于施工而言將更加簡單，便于安裝，不易在施工過程中造成人為的損壞，且鋁帛的厚度可以承受更大的破壞力。從而能給用戶提供更高品質的傳輸性能。

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