シールドケーブルは、導体に巻き付けられた導体です。周囲の導体はシールド、通常は編組銅メッシュまたは銅箔(アルミニウム)と呼ばれます。シールドを接地する必要があり、外部干渉信号を地面に向けることができます。これにより、干渉信号が内層に入るのを防ぎ、信号損失も減少させます。
構造:(通常)断熱層 +シールド +導体。 (高度)断熱層 +シールド +信号導体 +シールドグランドコンダクター。
シールドケーブルを選択するとき、シールドグラウンド導体の断熱層は導電性であり、シールドとの連続性を提供できることに注意してください(一定の抵抗があります)。
シールドケーブルはヨーロッパで生まれました。標準のシールドされていないケーブルシステムに金属シールドを追加します。金属シールドの反射、吸収、皮膚効果を利用して、電磁干渉と放射を防ぎます。このシステムは、ツイストペアケーブルのバランスの取れた性質とシールドのシールド特性を組み合わせて、優れた電磁互換性(EMC)特性をもたらします。
EMCは、電子機器またはネットワークシステムが電磁干渉に耐えると同時に、過度の電磁放射を防ぐ能力を指します。言い換えれば、デバイスまたはネットワークシステムは、比較的過酷な電磁環境で正常に動作することができ、他の近くのデバイスやネットワークの通常の動作を妨げる過剰な電磁放射を防ぐこともできなければなりません。
U/UTP(シールドされていない)ケーブルのバランス特性は、コンポーネント自体(ねじれたペアなど)の品質によってのみ決定されるのではなく、周囲の環境の影響を受けます。これは、周囲の金属、隠された「接地」、および建設中の引っ張りと曲げがU/UTP(シールドされていない)ケーブルのバランスを破壊し、それによりEMCのパフォーマンスを低下させるためです。
したがって、一貫したバランスを達成するために、1つのソリューションのみがあります。すべてのコアを接地するためにアルミホイルの追加層を追加します。このアルミホイルは、壊れやすいねじれたペアコアに追加の保護を提供し、U/UTP(シールドされていない)ケーブルのバランスの取れた環境を人為的に作成し、現在シールドケーブルと呼ばれるものになります。
シールドケーブルのシールド原理は、ツイストペアケーブルのバランスの取れたキャンセル原理とは異なります。シールドケーブルは、4つのねじれたペアペアの周りに1つまたは2層のアルミホイルを使用します。これは、皮膚効果だけでなく、電磁波の金属の反射と吸収を利用します(皮膚効果は、周波数が増加するにつれて導体の断面の電流分布の傾向を指します。これにより、外部の電磁干渉がケーブルに入るのを効果的に防止し、内部信号が他のデバイスを放射して破壊するのを防ぎます。
実験により、5MHzを超える周波数を持つ電磁波は、厚さ38μmのアルミホイルしか浸透できないことが示されています。シールド層が38μmより厚い場合、ケーブルに浸透する可能性のある電磁干渉の周波数は主に5MHz未満になります。ツイストペアケーブルのバランスの取れたキャンセル原理は、5MHz未満の低周波干渉を効果的にキャンセルします。
ケーブルの最初の定義は、シールドされていないケーブル(UTP)とシールドケーブル(STP)を分類します。その後、技術の進歩とさまざまなプロセス技術により、さまざまなシールドタイプが登場しました。 2。フォイルと編組スクリーンケーブル:アルミホイルと銅の編組の二重層シールド。 A)SF/UTP:アルミホイルと銅の編組の両方が、4ペアの外層に巻き付けられています。 b)S/FTP(PIMF):各ペアには、アルミホイルでシールドされ、4つのペアの外層に包まれた銅の編組が包まれています。 PIMF =金属箔のペア。
シールドケーブルは、主にシールドシステムを介して信号透過の整合性を確保することにより、外部干渉から保護します。シールドされたケーブルシステムは、外部電磁干渉(EMI)および無線周波数干渉(RFI)から送信されたデータを保護します。電磁干渉(EMI)は主に低周波干渉であり、モーター、蛍光灯、電力線が一般的なソースです。無線周波数干渉(RFI)は、無線、テレビ放送、レーダー、その他のワイヤレス通信を含む、主に無線周波数干渉である高周波干渉です。
EMI保護の場合、通常、金属メッシュシールド、編み編みシールドは、その臨界抵抗が低いため、最も効果的です。 RFIの場合、金属製のメッシュシールドによって作成されたギャップにより、高周波信号が自由に通過できるため、金属ホイルシールドが最も効果的です。混合高周波と低周波の干渉フィールドの場合、二重シールドケーブル(S/FTP)として知られる金属ホイルと金属メッシュのシールド方法を組み合わせて使用します。これにより、金属メッシュシールドは低周波干渉から保護できますが、金属箔シールドは高周波干渉に適しています。
IBM ACSシールドケーブルのアルミホイルシールド層は、層あたり50〜62μmの厚さで、より完全なシールド効果を提供します。さらに、単一のシールドレイヤーを使用すると、インストールが簡素化され、設置中の損傷のリスクが軽減されます。さらに、アルミホイルの厚さは大きな損傷に耐えることができ、ユーザーに高品質の伝送性能を提供します。
シールドケーブル接続方法:
シールドケーブルの一方の端は接地され、もう一方の端は浮かんでいます。
信号ケーブルが長距離を移動すると、両端または電流がペンラインを流れる異なる接地抵抗は、2つの点で異なる接地電位につながる可能性があります。この場合、両端が接地されている場合、電流はシールドレイヤーを通過し、信号を妨げる可能性があります。したがって、一度に片方の端を接地し、もう一方の端を浮かんでいる間、この干渉を防ぐために使用されます。
シールドの両端を接地すると、シールドが向上しますが、信号の歪みが増加します。
2つのシールドレイヤーは相互に断熱され、分離する必要があることに注意してください!そうでない場合は、まだ単一のシールドと見なされるべきです!
最も外側のシールドの両端の接地は、導入された電位差が電流を誘導し、ソース磁場強度を低下させる磁束を生成するため、外側シールドなしで誘導される電圧を本質的にキャンセルするためです。
ただし、最も内側のシールドの片端を接地することは、潜在的な違いがないため、一般的なESD保護にのみ使用されます。次の仕様が最良の証拠を提供します!
原則は次のとおりです。
1.片方の端が接地された単一層シールドは、潜在的な違いを生成せず、一般にESD保護に使用されます。
2。二重層シールド、最も外側のシールドの両端が接地され、内側のシールドの片端が同じ電位に接地されています。この場合、電位差は外側のシールドに電流を誘導し、ソース磁場強度を低下させる磁束を生成し、それにより、外側シールドなしで誘導される電圧を本質的にキャンセルします。
ESDの干渉を防ぐために、シールドが単一であるか二重層であるかに関係なく、単一点接地が不可欠です。これは、単一点の接地がESDを最速で排出するためです。
次の2つの状況は除外されています。
1.強力な外部電流干渉があり、単一点接地は最速の静的放電を保証することはできません。
接地ワイヤに大きな断面積がある場合、最速の静的放電を確保する場合、単一点接地も必要です。もちろん、この場合、二重シールドは不要です。
それ以外の場合、二重シールドが必要です。外側のシールドは、主に干渉強度を低下させることであり、それを排除するのではありません。この場合、複数の接地点が必要です。干渉を完全に排除するわけではありませんが、できるだけ早く削減する必要があります。これを達成するために、複数の接地点が最良のオプションです。
たとえば、エンタープライズ内のケーブルトレイは実際には外側のシールド層であり、干渉源の強度を低下させるために、防御線として複数の点に接地する必要があります。
内側のシールド層(実際、人々は二重層ケーブルを購入しません。一般に、外側の層はケーブルトレイであり、内側の層はシールドケーブルのシールド層です)は、外部強度が低下したため、単一点に接地する必要があります)。
2。外部電気ショックや稲妻保護などの安全要件。この場合、2層の保護が必要です。外層は干渉を排除するために使用されません。安全上の理由です。個人および機器の安全性を確保するには、複数のポイントに接地する必要があります。内側の層は干渉を防ぐために使用されるため、単一のポイントに接地する必要があります。
シールドケーブルは、敏感な機器から電磁ノイズ源を分離し、ノイズの伝播経路を遮断します。シールドは、アクティブでパッシブシールドに分けることができます。アクティブシールドは、ノイズが外側に放射されるのを防ぎ、ノイズ源を効果的にシールドすることを防ぎます。受動的なシールドは、敏感な機器がノイズ源によって干渉されるのを防ぎ、敏感な機器を効果的に保護します。 シールドケーブルのシールド層は、主に銅やアルミニウムなどの非磁性材料で作られています。その厚さは非常に薄く、動作周波数での金属の皮膚の深さよりもはるかに少ない。シールド効果は、主に金属自体による電界と磁場の反射または吸収によるものではなく、シールド層の接地によるものです。異なる接地方法は、シールドの有効性に直接影響します。さまざまな接地方法が、電界および磁場シールド層に使用されます。接地されていない、シングルエンド、または両端の接地を使用できます。