深度好文：超六类屏蔽与非屏蔽布线系统分析

  随着网络传输速率的逐步的提升，网络的应用面越来越广，它对传输带宽的需求与能力也慢慢变得高。作为数据传输的基础设施——综合布线系统面临挑战。尤其是对作为万兆应用的铜缆传输系统提出了更高的要求。

  当用户有铜缆系统万兆应用需求的时候，对于ClassEA /Cat.6A（超六类）系统在屏蔽与非屏蔽的选择上，往往举棋不定。在系统性能、造价、实施、验收、维护等方面总会存在一些疑问。本文就将针对ClassEA /Cat.6A（超六类）铜缆布线系统的几个维度做详细分析，以方便用户依据自己的需求做出合适的选择。

  为什么要选择超六类系统首先，当用户有铜缆接口需要满足至少万兆（10Gbps）传输速率需求的时候，须选择超六类以上系统。

  其次，从国际标准角度，ISO/IEC 和TIA对于数据中心及新安装的项目应或建议采用超六类系统：

  建议新安装项目采用Cat.6A布线系统：TIA-4966教育学习管理机关；TIA-862-B智能化楼宇。再次，国内标准GB50174-2017中规定：对于承担数据业务的水平子系统应采用6A类及以上对绞电缆（含6A类接插件）。

  超六类系统应用分析ISO/IEC和TIA两个标准，对于超六类系统的规定一致：物理带宽500MHz，传输速率10Gbps（通常称为万兆到桌面），永久链路长度90米，信道长度为100米。（见下图第2行）

  从上图也能清楚的看出，之前国内市场主流的六类系统（见上图第1行），物理带宽只有250MHz，传输速率只有1Gbps（通常称为千兆到桌面），在标准规定的永久链路和信道长度内，不能够满足10Gbps （万兆到桌面）的应用。

  而七类系统（见上图第3行），超七类系统（见上图第4行）也支持10Gbps 的应用，但由于线缆、接插件等造价相比来说较高，同时受限于其接插件为非RJ45接口，所以没有过多的有源设备与之配套使用，应用也不多；八类系统（见上图第5/6行），虽然物理带宽和传输速率都有很大幅度提升，接插件沿用RJ45端口，但由于40Gbps的电换机还没普遍的使用，同时受40Gbps的传输距离只有30m限制，如果八类系统只用于10Gbps，其性价比不高。

  另外，第三方机构调查与研究报告数据显示，超六类系统在铜缆布线系统中的比例正在逐年上升，将逐渐取代之前的六类布线年市场调查与研究为例，

  超六类在数据中心、医疗、政府行业的应用达到5500万美元市场占有率占整个铜缆市场占有率的15%。其中41%采用了屏蔽超六类系统，59%的用户采用了超六类非屏蔽系统（数据来源BSRIA）。从前文提到的国际、国内标准相关规定也能够准确的看出，未来超六类系统将成为铜缆布线超六类系统选择屏蔽还是非屏蔽？

  在国家标准（GB 50311-2016）条文说明中规定了屏蔽电缆类型的表示方法，同样也符合ISO/IEC 11801-2002 中的要求，具体如下：

  在命名规则中，用不同的字母（U、F、S）去区分各种屏蔽类型。例如：U 为非屏蔽、F 为铝箔屏蔽、S 为丝网屏蔽，并使用“/”区分是采用4 对芯线外进行屏蔽，还是在每对芯线上进行屏蔽。

  对于超六类非屏蔽双绞线结构，为减少线对之间干扰和线间串扰通常设计为线对或线芯隔离，外护套内侧设计为“锯齿”结构，或增加填充物，或加大外护套厚度，或设计为非连续性屏蔽层等结构，来提升线缆本身数据传输的电气性能和抗干扰能力。因此非屏蔽超六类双绞线的外径正常的情况下都比较粗，有些达到8.5mm以上（个别厂家能控制在7mm以上）。

  非屏蔽对绞电缆采用的制造工艺已可实现平衡传输，但不足以抑制外界干扰。对绞电缆的线MHZ 时，非屏蔽对绞电缆易受到外部电磁干扰的影响和产生信息的泄露。

  对于双绞线而言（俗称网线）超六类也是屏蔽和非屏蔽的分水岭，以目前的双绞线生产技术，非屏蔽最高只能做到超六类系统，超六类以上系统一定要采用屏蔽结构才可以实现。

  在欧洲市场，绝大多数用户会选择超六类屏蔽系统。欧洲认为屏蔽系统无论从系统的性能指标、抗电磁干扰、保密等各方面都优于非屏蔽系统。这也是怎么回事很多欧洲的企业（比如制造业）在国内有项目需求时，布线系统都要求屏蔽的原因。

  在国内市场，长期以来非屏蔽系统占据主流。除非有特别的条件才会选择屏蔽系统。原因主要在于，大部分国内客户都有一个普遍的印象：屏蔽系统造价高、施工/维护不方便，非屏蔽系统造价低，施工/维护简单。

  注意：非屏蔽超六类跳线，如果单体要符合规定标准要求，RJ45水晶头是非屏蔽，但跳线本身必须是屏蔽结构。若是纯非屏蔽超六类跳线，在保证跳线线径不能太粗的情况下，只有3米以下才有机会通过单体测试。3米以上跳线本身（除水晶头外）必须是屏蔽结构才可以。

  国产的一些厂商号称也可以制造和生产S/FTP结构的屏蔽双绞线，但根据笔者的调研、对比发现，国产的生产的基本工艺仍有待提高。

  屏蔽系统还具有更加好的EMC（电磁兼容性）性能，非屏蔽没有。尤其在超六类高频传输系统中，电磁辐射和电磁干扰更加受到客户的重视。特别在数据中心项目中，最大的电磁辐射和电磁干扰源是数量众多的交换机、服务器、UPS等有源设备，这些用电巨大的设备在运行过程中，将会产生非常高的电磁辐射和电磁干扰，就双绞线而言，对数据传输有较大影响。

  对于屏蔽系统而言，可应用绝于大部分场景。非屏蔽系统则有一定的局限性。从技术应用角度分析，最主要的因素就是非屏蔽系统电磁兼容性较差。

  在欧洲标准EN 50173.1-2007 中，电磁兼容性为4 类恶劣环境中的一种，其等级可分为3级：E1（商业环境）、E2（半工业环境）和E3（工业环境）。上述等级在其它标准中也有类似的划分。

  IEC 61000-4-3 辐射、射频和电磁场的抗扰性实验中具体描述了辐射、无线射频、电磁场对线缆影响的测试，实验频率范围80MHz至 2GHz，以模拟可能的干扰来源，如移动无线电装置，基站或电视的发射塔，对讲机，工业射频等。按照ISO/IEC 11801-2017 E1~E3的辐射干扰采样水平的射频发射强度进行实验对照。发射天线米处，在测试过程中，天线依次对准装置的四个方向。

  测试对每个系统分别进行了1Gbps， 1Gbps和10Gbps 交替操作和10Gbps的操作模式。· S/FTP系统在所有状态下都满足E3的要求。· F/UTP系统在1 Gbps状态下满足E3的要求，在10Gbps状态下满足E1/E2的要求。

  1Gbit/s传输速率时，非屏蔽和屏蔽信道在E1/E2环境中正常传输数据。10 V/m ≥ Radiated RF ≥3 V/m时，非屏蔽信道不可用，屏蔽信道正常传输数据。使用10Gbit/s传输速率，近距离使用对讲机以及移动电话（GSM信号）时，非屏蔽信道不可用。 屏蔽信道正常传输距离。屏蔽信道辐射射频干扰能力远优于非屏蔽信道。

  按照EN 61000-4-4进行瞬发脉冲抗扰性实验，这种干扰通常由瞬发开关引起的，如关掉负荷，继电器的接触，荧光灯电路等的开关等。使用电容耦合钳产生260V到4KV的突发脉冲，每个脉冲的大小为5/50ns。

  使用1Gbit/s传输速率时，非屏蔽和屏蔽通道在E1环境中正常传输数据。2 KV ≥ 瞬变电压 ≥ 500 V，非屏蔽通道不可用，屏蔽通道正常传输数据。使用10Gbit/s传输速率，非屏蔽通道在E1环境中传输数据受到严重干扰， 屏蔽通道正常传输距离。2 KV ≥ 瞬变电压 ≥ 500 V屏蔽通道正常传输数据。从测试数据上看屏蔽通道瞬变脉冲抗扰能力远优于非屏蔽通道。

  如果电源线紧靠数据传输电缆放置，每次开关产生的脉冲都会对系统产生一定的影响，即使荧光灯放在更远的距离也会如此。实际实验：低电压网状电缆桥架

  因此对于非屏蔽系统来说，电源线和数据线一定要保持一定的间距，对屏蔽系统来说就没这个限制了。4.4.3 耦合衰减要求

  根据实测效果，屏蔽系统耦合衰减测试数据结果优于非屏蔽系统。对比测试数据，显而易见非屏蔽耦合衰减测试数据仅适合ISO/IEC 11801限定的E1环境，屏蔽系统耦合衰减测试数据适合ISO/IEC 11801规定的E1~E3环境。

  第一，当采用非屏蔽系统时，必须首先考虑机房无线电骚扰和工频磁场是不是满足采用非屏蔽系统的最低要求。根据GB50174-2017数据中心设计规范要求，主机房和辅助区内的无线MHz频段范围内不应大于130 dB（μv/m）；工频磁场场强不应大于30A/m，超过这个要求，一定要采用屏蔽系统。

  对于数据中心内有集束双绞线或集束预端接铜缆需求的客户，目前德特威勒的集束双绞线，全部采用S/FTP Cat.7屏蔽结构，我们不推荐采用非屏蔽集束结构。主要是因为线间串扰的问题会大大影响高频数据的通讯（后面工程验收和测试会专对于ANEXT讲解）。

  其次，屏蔽布线系统必须有良好的接地才能发挥其最大的性能特点，因此机房接地系统是不是满足规范要求，也是屏蔽布线系统一定要考虑的问题。在GB50174-2017数据中心设计规范中，对机房的接地防雷要求有非常明确的要求，而且接地防雷是作为一项单独系统来设计和验收，因此在设计使用屏蔽布线系统时，并不是特别需要过多担心机房的接地状况。

  XX医院弱电系统初步设计的具体方案。ANSI EIA/TIA 568A《商务建筑电信布线《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及检验收取规范》 EIA/TIA 568A 工业标准及国际商务建筑布线标准。我们所依据上述...

  目前在市面上楼宇对讲系统所采用的线缆大都是RVV、RVVP、SYV等类线缆，他们所表现的功能为：传输语音、数据、视频图像，同时线缆要求还表现在语音传输的质量、数据传输的速率、视频图像传输的质量及速...

  摘要：本章着重介绍在机房建设中普遍应用的综合布线、门禁、闭路监控、机房环境动力监控、机柜、系统集成、KVM机房常用的视频监视显示设备。上走线采用线槽。但采用弹起插座必须要格外注意:不要将插座布置在...

  答：双绞线类线类线类线，前者线径细而后者线）一类线：大多数都用在语音传输（一类标准大多数都用在八十年代初之前的电话线缆），不同于数据传输。五类...