浅谈综合布线系统的电磁干扰及防护

2005-5-23

摘要：随着信息时代的高速发展，各种高频的通信设施不断出现，相互之间的电磁幅射和电磁干扰影响也日趋严重。本篇主要对综合布线中的电磁干扰及防护措施进行浅析。
关键词：综合布线　电磁干扰　防护


综合布线系统是为了综合业务数据网的发展需求而设计的一套布线系统，它把语言、数据、图像和控制信号系统用统一的传输媒介集为一体，方便在智能建筑中组成一套标准、灵活，开放的布线系统。目前已被人们在世界上广泛地采用。
随着信息时代的高速发展，各种高频的通信设施不断出现，相互之间的电磁幅射和电磁干扰影响也日趋严重。在国外，已把电磁影响看作一种环境污染，成立专门的机构对电信和电子产品进行管理，制定电磁辐射限值标准，加以控制。
事实上在综合布线系统的周围环境中，不可避免地存在着这样或那样的干扰源，如：荧光灯、氩灯、电子启动器或交感性设备，电梯、变压器、无线电发射设备、开关电源、电磁感应炉、雷达设备和500伏电压以下的电力线路和电力设备等。其中危害最大的莫过于电磁干扰和电磁辐射。电磁干扰是电子系统辐射的寄生电能，这里的电子系统也包括电缆。这种寄生电能能在附近的其它电缆或系统上影响综合布线系统的正常工作，降低数据传输的可靠性，增加误码率，使图像扭曲变形、控制信号误动作等。电磁辐射则涉及信息在正常传输中被无关人员窃取的安全问题，或者造成电磁污染。为了抑制电磁干扰必须采取保护措施。
对电磁干扰的防护，笔者认为，应该在以下二个方面进行加强。
1、加强布线系统内在的结构及材料的抗干扰性。
对计算机设备、通信、电子等设备，应在产品外形结构上应该采用金属材料制成的箱、盒、柜、架，使其成为法位第茏形式，加上接地端子作好良好的接地，一定程度上加强了设备抗干扰和防辐射的能力。
对综合布线系统电缆的材料及性能选择上，应根据用户要求，结合建筑物的周围环境状况进行考虑，一般采取以抗干扰能力和传输性能为主，经济因素次之的原则。目前常用的各种电缆和配线设备的抗干扰能力参考值如下：
UTP　电缆（无屏蔽层）　40dB
FTP　电缆（纵包铝箔）　85dB
SFTP电缆（纵包铝箔，加铜编织网）　90dB
STP电缆（第对芯线和电缆线包铝箔、加铜编织网）98dB
配线设备插入后恶化　≤30dB
对综合布线系统的链路上，通常采用双绞线，双绞线具有吸收和发射电磁场的能力。测试显示，如果双绞线的绞距同电磁波的波长相比很小，我们可以认为电磁场在第一个绞节内产生的电流与第二个绞节内产生的电流相同，这样，电磁场对双绞线中产生的影响可以抵消。而另一方面，电缆中的电流产生电磁场，按照电磁感应的原理，我们可以确定电磁场的方向。第一个绞节内的电缆产生的电磁场与第二个绞节内产生的电磁场大小相等、方向相反、相加为零。但是，这种情况只有在理想的平衡电缆中才能发生，实际上理想的平衡电缆是不存在的。首先，弯曲会造成绞节的松散，另一方面，电缆附近的任何金属物体都会形成与双绞线的电容耦合，使相邻绞节内的电磁场方向不再完全相反。如果上述情况发生、电缆就会发射电磁波。
因此，当周围环境的干扰场强度或综合布线系统的噪声电平高于《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72：97第　12.2.1条第3款规定：“干扰源信号或计算机网络信号频率大于或等于30MHZ时，应根据其超过标准的量级大小，分别选用FTP、SFTP、STP等不同的屏蔽电缆系统和屏蔽配线设备”。
屏蔽电缆的屏蔽层通常用一定厚度的金属箔包裹制成。它具有以下三个方面的因素：
（1）、反射损耗：一部分电磁干扰被屏蔽层的外层反射；另一部分射入屏蔽层的电磁干扰被屏蔽的内层反射。
（2）、吸收损耗：射入屏蔽层的电磁干扰由于传播损耗而被吸收。
（3）、趋肤效应：电磁干扰会由于趋肤效应沿屏蔽层的外层传导。
因此，对电缆和配线设备采用屏蔽系统，可以增强抗干扰、防辐射的能力。
对屏蔽系统而言，单单有了一层金属屏蔽层是不够的，更重要的还要有正确、良好的接地系统，并且每一个部位的配线柜都应采用适当截面的导线单独布线至接地体；综合布线系统的所有屏蔽应保持连续性且两端接地，若存在两个接地体，其接地电位差不应大于1Vr.m.S（有效值）。
　　
2、注重设备传输线路离不同干扰源间距的影响。
综合布线系统除采用屏蔽做好接地，以提高自身的抗干扰，防辐射力外，还须尽可能地远离干扰源，以减少其对系统正常运行的影响。
下面做两个实验：
（1）、采用UTP网络。用对讲机对传输电缆施加干扰，距电缆0.5米开对讲机，1分钟的文件要1分45秒才传完，且屏幕出现扭曲，但结果正常。采用FTP网络，做同样的实验电缆不受干扰，1分钟传完文件，图像不扭曲。当采用UTP电缆，对讲机离开2米以外时，无干扰。
（2）、采用