Kabel ekranowany to przewodnik owinięty wokół przewodu. Otaczający przewodnik nazywa się tarczą, zazwyczaj plecioną miedzianą siatką lub folią miedzi (aluminium). Tarcza musi być uziemiona, umożliwiając skierowanie wszelkich zewnętrznych sygnałów zakłóceń. Zapobiega to wprowadzaniu sygnałów interferencyjnych do warstwy wewnętrznej, przy jednoczesnym zmniejszeniu utraty sygnału.
Struktura: (zwykła) warstwa izolacyjna + tarcza + przewodnik; (Advanced) Warstwa izolacyjna + przewodnik sygnałowy + przewodnik uziemienia.
Wybierając kabel osłonięty, zauważ, że warstwa izolacyjna przewodnika uziemiającego tarczy jest przewodząca i może zapewnić ciągłość tarczy (mając pewien opór).
Ochrony ekranowane pochodzi z Europy. Dodaje metaliczną tarczę do standardowego systemu okablowania. Wykorzystuje odbicie, wchłanianie i efekt skóry metalicznej tarczy, aby zapobiec zakłóceniu elektromagnetycznym i promieniowaniu. System ten łączy zrównoważoną naturę okablowania skręconego pary z właściwościami osłony tarczy, co powoduje doskonałe charakterystykę kompatybilności elektromagnetycznej (EMC).
EMC odnosi się do zdolności urządzeń elektronicznych lub systemów sieciowych do odporności na zakłócenia elektromagnetyczne, a jednocześnie zapobiega nadmiernemu promieniowaniu elektromagnetycznemu. Innymi słowy, urządzenie lub system sieci musi być w stanie normalnie działać w stosunkowo surowym środowisku elektromagnetycznym, jednocześnie zapobiegając nadmiernemu promieniowaniu elektromagnetycznemu, które zakłóca normalne działanie innych pobliskich urządzeń i sieci.
Charakterystyka bilansu kabla U/UTP (Unshield) nie jest określana wyłącznie przez jakość samych komponentów (takich jak skręcone pary), ale także na nich wpływ na otaczające środowisko. Wynika to z faktu, że otaczający metal, ukryty „uziemienie” oraz ciągnięcie i zginanie podczas budowy mogą zakłócać równowagę kabla U/UTP (Unshield), zmniejszając w ten sposób wydajność EMC.
Dlatego, aby osiągnąć spójną równowagę, istnieje tylko jedno rozwiązanie: dodaj dodatkową warstwę folii aluminiowej, aby uziemić wszystkie rdzenie. Ta folia aluminiowa zapewnia dodatkową ochronę kruchych rdzeni skręconej pary i sztucznie tworzy zrównoważone środowisko dla kabla U/UTP (Unshield), co powoduje, co teraz nazywamy kablem osłoniętym.
Zasada ochrony kabla ekranowanego różni się od zrównoważonej zasady anulowania kabla skręconego pary. Kabel ekranowany wykorzystuje jedną lub dwie warstwy folii aluminiowej wokół czterech par skręconej pary. Wykorzystuje to odbicie metalu i wchłanianie fal elektromagnetycznych, a także efekt skóry (efekt skóry odnosi się do ścięgien rozkładu prądu w przekroju przewodnika, aby skłonić się do powierzchni przewodu wraz ze wzrostem częstotliwości. Wyższe częstotliwości zmniejszają głębokość skóry, co oznacza, że wyższe częstotliwości zmniejszają penetrację fal elektromagnetycznych). To skutecznie zapobiega wprowadzaniu zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych do kabla, jednocześnie zapobiegającym promieniowaniu sygnałów wewnętrznych i zakłócaniu innych urządzeń.
Eksperymenty wykazały, że fale elektromagnetyczne o częstotliwościach przekraczających 5 MHz mogą przenikać tylko folię glinu o grubości 38 μm. Jeśli warstwa osłonięcia jest grubsza niż 38 μm, częstotliwości zakłóceń elektromagnetycznych, które mogą przenikać kabel, będą przede wszystkim poniżej 5 MHz. Zważona zasada anulowania kabla skręconego pary skutecznie anuluje zakłócenia niskiej częstotliwości poniżej 5 MHz.
Najwcześniejsza definicja okablowania kategoryzuje nietypowe kable (UTP) i kable osłonięte (STP). Później, w przypadku postępów technologicznych i różnych technologii procesowych, pojawiły się różne typy ekranowania: 1. Kabel ekranowy folii F/UTP: struktura ekranowania z jednowarstwową aluminiową folii. 2. Kabel ekranowany w folii i warkocz: Podwójna warstwowa tarcza folii aluminiowej i miedzianej warkocz. A) SF/UTP: Zarówno folia aluminiowa, jak i miedziana warstwa są owinięte wokół zewnętrznych warstw czterech par. B) S/FTP (PIMF): Każda para jest chroniona folią aluminiową, a także miedzianą warkocz owiniętą wokół zewnętrznych warstw czterech par. PIMF = para w metalowej folii.
Kabel ekranowany chroni przede wszystkim przed zakłóceniami zewnętrznymi poprzez zapewnienie integralności transmisji sygnału za pośrednictwem systemu osłonięcia. System okablowania chroni transmitowane dane przed zewnętrznymi zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) i interferencji częstotliwości radiowej (RFI). Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) to przede wszystkim zakłócenia niskiej częstotliwości, a silniki, światła fluorescencyjne i linie energetyczne są wspólnymi źródłami. Interferencja częstotliwości radiowej (RFI) to zakłócenia o wysokiej częstotliwości, przede wszystkim zakłócenia częstotliwości radiowej, w tym radiowe, telewizyjne, radar i inne komunikacje bezprzewodowe.
W przypadku ochrony EMI zaplatane ekranowanie, zazwyczaj metalowe ekranowanie siatki, jest najskuteczniejsze ze względu na jego niską oporność krytyczną. W przypadku RFI ekranowanie metalowej folii jest najskuteczniejsze, ponieważ luki stworzone przez metalową tarczę z siatki pozwalają swobodnie przechodzić sygnały o wysokiej częstotliwości. W przypadku mieszanych pól interferencyjnych o wysokiej i niskiej częstotliwości stosuje się połączoną metodę ekranowania folii metalowej i siatki metalowej, znaną jako kabel podwójnie osłonięty (S/FTP). Umożliwia to chronić metalową tarczę przed zakłóceniami o niskiej częstotliwości, podczas gdy metalowa tarcza folii jest odpowiednia do zakłóceń o wysokiej częstotliwości.
Aluminiowa warstwa ekranowania folii w kablach ekranowanych IBM ACS ma grubość 50-62 μm na warstwę, zapewniając pełniejszy efekt ekranowania. Ponadto zastosowanie pojedynczej warstwy ekranowej upraszcza instalację i zmniejsza ryzyko uszkodzenia podczas instalacji. Ponadto grubość folii aluminiowej może wytrzymać większe szkody, zapewniając w ten sposób użytkownikom wydajność transmisji wyższej jakości.
Metoda podłączenia kabla ekranowanego:
Jeden koniec osłoniętego kabla jest uziemiony, a drugi koniec jest unoszący się.
Gdy kable sygnałowe przemieszczają się na duże odległości, różne rezystancje uziemienia zarówno na końcach lub prąd przepływające przez linię pióra mogą prowadzić do różnych potencjałów uziemienia w dwóch punktach. W takim przypadku, jeśli oba końce są uziemione, prąd przepłynie przez warstwę tarczy, potencjalnie zakłócając sygnał. Dlatego uziemianie jednego końca na raz, pozostawiając drugi koniec pływającego, jest ogólnie stosowany, aby zapobiec tej ingerencji.
Uziemienie obu końców tarczy zapewnia lepsze osłony, ale zniekształcenie sygnału wzrośnie.
Zauważ, że dwie warstwy tarczy muszą być wzajemnie izolowane i izolowane! Jeśli nie, nadal powinny być uważane za jedną tarczę!
Uziemienie obu końców zewnętrznej tarczy wynika z tego, że różnica potencjału wprowadza prąd, generując strumień magnetyczny, który zmniejsza wytrzymałość pola magnetycznego źródła, tym samym zasadniczo anulując napięcie indukowane bez zewnętrznej tarczy.
Uziemianie jednego końca najbardziej wewnętrznej tarczy jest jednak wykorzystywane tylko do ogólnej ochrony ESD, ponieważ nie ma różnicy potencjalnej. Poniższe specyfikacje dostarczają najlepszych dowodów!
Zasady są następujące:
1. Wprowadzenie jednej warstwy, z jednym uziemionym końcem, nie powoduje różnicy potencjałów i jest ogólnie stosowana do ochrony ESD.
2. Podwójna ekranowanie, z obiema końcami najbardziej zewnętrznej tarczy uziemionej i jednym końcem wewnętrznej tarczy uziemionej na tym samym potencjale. W tym przypadku różnica potencjału indukuje prąd w zewnętrznej osłonie, generując strumień magnetyczny, który zmniejsza wytrzymałość pola magnetycznego źródła, w ten sposób zasadniczo anulując napięcie indukowane bez zewnętrznej tarczy.
Aby zapobiec zakłóceniu ESD, niezbędne jest uziemienie jednopunktowe, niezależnie od tego, czy tarcza jest pojedyncza, czy dwuwarstwowa. Wynika to z faktu, że jednopunktowe zrzuty uziemienia ESD najszybsze.
Wykluczono następujące dwie sytuacje:
1. Istnieje silne zakłócenia prądu zewnętrznego, a uziemienie jednopunktowe nie może zagwarantować najszybszego zrzutu statycznego.
Jeśli drut uziemiający ma duży obszar przekroju, zapewniając najszybsze statyczne wyładowanie, konieczne jest również uziemienie jednopunktowe. Oczywiście w tym przypadku podwójne ekranowanie jest niepotrzebne.
W przeciwnym razie konieczne jest podwójne ekranowanie. Zewnętrzna tarcza ma przede wszystkim zmniejszyć intensywność zakłóceń, a nie jej eliminowanie. W takim przypadku konieczne jest wiele punktów uziemienia. Chociaż może to nie całkowicie wyeliminować zakłócenia, należy ją jak najszybciej zmniejszyć. Aby to osiągnąć, najlepszą opcją jest wiele punktów uziemienia.
Na przykład zaska kablowa w przedsiębiorstwie jest w rzeczywistości zewnętrzną warstwą tarczy, która musi być uziemiona w wielu punktach jako pierwsza linia obrony, aby zmniejszyć intensywność źródła zakłóceń.
Wewnętrzna warstwa osłony (w rzeczywistości ludzie nie kupują kabli dwukrotnych; ogólnie warstwa zewnętrzna jest zasadą kablową, a warstwa wewnętrzna jest warstwą osłoną kabla ekranowanego) musi być uziemiona w jednym punkcie, ponieważ intensywność zewnętrzna została zmniejszona, a celem warstwy wewnętrznej jest rozładowanie i wyeliminowanie zakłóceń tak szybko.
2. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa, takie jak zewnętrzny porażenie elektryczne i ochrona błyskawicy. W takim przypadku konieczne są dwie warstwy ochrony. Zewnętrzna warstwa nie jest używana do wyeliminowania zakłóceń; To z powodów bezpieczeństwa. Aby zapewnić bezpieczeństwo osobiste i sprzętu, musi być uziemiony w wielu punktach. Warstwa wewnętrzna służy do zapobiegania zakłóceniom, więc musi być uziemiona w jednym punkcie.
Warstwa osłonięcia kabla ekranowego wykonana jest przede wszystkim z materiałów niemagnetycznych, takich jak miedź i aluminium. Jego grubość jest bardzo cienka, znacznie mniejsza niż głębokość skóry metalu przy częstotliwości roboczej. Efekt ekranowania nie wynika przede wszystkim z odbicia lub wchłaniania pól elektrycznych i magnetycznych przez sam metal, ale raczej uziemienie warstwy tarczy. Różne metody uziemienia bezpośrednio wpływają na skuteczność ochrony. Różne metody uziemienia są stosowane do warstw chroniących pola elektrycznego i magnetycznego. Można użyć uziemiania nieuzasadnionego, jednokierunkowego lub dwuwymiarowego.