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音视频系统中使用屏蔽型与非屏蔽
浏览量:195 上传更新:2023-08-17
音视频系统中使用屏蔽型与非屏蔽


音视频系统中使用屏蔽型与非屏蔽型网络通信线缆有何区别

 

 






如果稍不注意,线缆就可能成为音视频系统中最薄弱的环节。如果使用错误的线缆,即使最亮眼、最先进的音视频系统也会受到不良影响。那么,该怎样做才能把想要的信号放进来,将噪音挡在外面呢?说到这方面,就涉及到网络通信线缆,因为某些类别的线缆能够帮助解决问题。


网络通信线缆采用双绞线制作,当线缆携带一个平衡信号时(即:振幅相等,相位相反的信号),该信号在双绞线的内部和周围产生自己的电磁场。当信号达到平衡时,其自身就会对外界噪声干扰产生免疫力。


为了防止外界电气干扰阻碍信号传送,屏蔽层可能会是另一种好方法。这种方法还可以防止线缆内部的信号影响其他线缆,稍后再作详细介绍。对于有噪声的环境或者敏感信号(常见于音视频装置中),如果正确选择和正确安装屏蔽型网络通信线缆,则可能会带来一定益处。



屏蔽型线缆是更好的选项,还是必要的解决方案?这要根据自身情况判断,但首先解答这个问题的应该设备制造商。制造商应推荐合适的线缆类型, 并应根据相关要求设计系统。(这并不表示客户不会遇到问题。 也许客户希望设计一种支持多应用程序的系统,以及希望在项目嵌入满足未来需求的理念。)


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当屏蔽线缆应用于网络通信布线时,就必须了解什么是 “屏蔽线缆”。首先,线缆屏蔽层通常采用以下两种方式制作:


  1. 金属箔层

  2. 金属编织层




这两种方式均可使用,也可混搭使用。铝箔是最常见,屏蔽覆盖率达到100%,非常适合传输高频信号,但缺点是柔韧性不好。因此,在通常盘旋铺设线缆的特殊应用中,偶尔会使用金属编织屏蔽线缆。金属编织屏蔽线缆采用多股细金属丝围绕一根线缆编织而成。由于每股线缆之间有一定间距,因此金属。编织屏蔽线缆仅适合传递低频信号。出于这个原因考虑,金属编织屏蔽线缆通常与铝箔屏蔽线缆结合使用



网络通信线缆系统通常由四对双绞线组成,可利用每对双绞线单独包裹或者两对合并包裹的方式,将屏蔽层包裹在这四对双绞线的外侧。无论想要屏蔽外部噪音,还是想要将线缆内部每对双绞线之间的噪音屏蔽掉,都必须保持整个布线系统屏蔽层的连续性,包括连接器内部的屏蔽层(这经常被忽略)。稍后,我们将讨论为什么外部噪音通常是音视频项目中的最大干扰因素。



对于大多数常见线缆,比如5e类、6类和6a类线缆,有以下两种类型可供选择:


1.非屏蔽双绞线(UTP) 



2.总体铝箔屏蔽,英文缩写为“F/UTP”,即通常所说的屏蔽型网络通信线缆



另外,也存在某些特种屏蔽层,但通常用于特定的恶劣环境,比如我们前面提到的那些要求使用高柔韧性线缆的应用环境。


屏蔽层的工作原理是将外部噪音信号产生的感应电流输送到地面,使之远离双绞线。这就要求线缆屏蔽层和连接器都要接地。Belden不仅供应屏蔽线缆,还提供屏蔽型插座、插头、配线架和跳线。




我们的建议是:按照TIA标准,使屏蔽层在布线系统的两端接地;但该建议并不适用所有情况,如果盲目采取这种做法,则可能导致其他问题产生。通常来说,很多系统都会安装可伸缩接地装置,但这种装置仅一端接地,所以并不理想。因为如果两端不能全部接地,未接地的一端就可能产生天线效应(向外部噪音发出邀请),使事情变得更糟。


外部串扰:高速信号杀手



对于一条双绞线而言,其最大的噪声源之一就是它旁边的双绞线。而构成噪声源的双绞线可能位于线缆内部和外部。通过执行预测性处理,芯片制造商明白了如何将线缆内部其他双绞线的噪声过滤掉。但对于来自线缆外部的信号,至今仍不清楚其来源,更无法过滤掉。这种类型的串扰被称为“外部串扰”或“线缆外部串扰”。


外部串扰标志着5e类和6类线缆与6A类线缆的分水岭。6A类线缆的特点是具有特殊的对绞设计,并嵌入隔离带,可显著减少来自邻近线缆的串扰。这是考虑升级到6A类布线系统的另一个重大原因。这类线缆采用增强设计,可以改善网络内部对外部噪声的抵抗性,因此,即使用户不需要拥有高达10 Gb/s的网速,也仍然可以从中受益。



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正确进行接地



为了取得最佳效果,屏蔽层应当是连续的,并且两端接地。这在前面也曾提到过。



Belden最近完成了10 Gb/s信号和6A类F/UTP线缆及UTP线缆的测试工作。在这项测试中,使一个10 Gb/s信号受到0 MHz至500 MHz的外部噪声信号干扰,我们的工作就是测量该信号在这种情况下的完整性。



不出所料,我们发现最有效的解决方案是使屏蔽型F/UTP线缆屏蔽层的两端接地。但是,当屏蔽层仅一端接地时, UTP线缆的性能表现就会惊人地优于F/UTP线缆。该研究发现有助于进一步印证我们的立场:屏蔽线缆需要两端接地才能变得最有效。


避免接地回路



当然,线缆屏蔽层两端接地的做法也可能有其消极的一面,以下事实就是其中一例:在某些条件下,两端接地可能导致产生接地回路(由于两个接地点之间产生电位差,从而导致屏蔽层表面产生电流)。


当两座建筑物之间的布线距离非常远的时候,这种不利影响就显得尤为突出。值得注意的是:在一座建筑物的内部,接地才是最关键的安全问题。请寻找合格的专业人士来解决接地问题。如果产生接地回路,线缆上就可能出现大量噪音和嗡嗡声,而这有可能授人以柄,成为摒弃屏蔽线缆,转而使用UTP线缆的好借口。


屏蔽线缆也会导致成本增加。通常情况下,屏蔽型线缆、连接器、配线架和跳线的成本往往高于非屏蔽型。除了增加材料成本,还需要更多劳动力执行屏蔽层接地工作。与UTP系统相比,这些附加费用的累计总额可能会使屏蔽型系统的每次引入安装成本增加25%。



如果不选择UTP系统, REVConnect屏蔽系统也是一个不错的选项。与UTP系统相比,该屏蔽系统可以最大限度地减少额外劳动力,将每次引入线缆的附加成本从25%降至15%以下。另外,由于屏蔽线缆的直径较大,因此需要增加管道及线缆桥架空间,还有些屏蔽型解决方案需要较大弯曲半径。



最后,真正的问题是:增加成本以及增加操作步骤是否能够保证F/UTP解决方案的有效应用?是否可以确保正确完成安装工作?现场的电气干扰有多大?以往是否出现过噪音问题?与大多数情况相似,不存在放诸四海皆准的答案。当回答这个问题时,还需要考虑以下方面:


  1. 设备制造商有什么建议?

  2. 所处环境中的电气噪音有多大分贝?

  3. 两端是否可以使用共有接地?

  4. 未来的系统需求是否会发生改变?



这两种备选解决方案都可以由Belden提供,我们也非常愿意帮助您解决工作中的各种需求。不要错过我们即将发布的文章,Hirschmann赫思曼交换机|PRYSMIAN普睿司曼电缆|赫思曼交换机|Lapp缆普电线高性能电缆百通电缆|Hirschmann交换机|Nexans耐克森综合布线|Belden同轴Furukawa电缆|Belden音频电缆我们的推文将重点介绍什么是平衡良好的线缆,讲述这些线缆的用途,以及分析如何与屏蔽线缆进行比较。当涉及到如何减少噪音时,我们将随时帮助您做出正确决定。



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