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シールドケーブルの原理

Feb 10, 2022

シールド配線システムはヨーロッパから発生しました。通常の非シールド配線システムの外側に添加された金属シールド層です。金属シールド層の反射、吸収、皮膚効果は、電磁干渉や電磁波放射を防ぐために使用されます。シールドシステムは、ツイストペアのバランス原理とシールド層のシールド効果を総合的に利用するため、電磁両立性(EMC)特性が非常に良好です。

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電磁両立性(EMC)とは、電子機器やネットワークシステムが電磁干渉に抵抗する能力を持ち、同時に過度の電磁放射を発生させることができないことを意味します。つまり、比較的過酷な電磁環境ではデバイスやネットワークシステムが正常に動作し、同時に過度の電磁波を放射して他の周辺の機器やネットワークの正常な動作を妨げることが必要です。


U/UTP(シールドなし)ケーブルのバランスの取れた特性は、コンポーネント自体の品質(ツイストペアなど)によって決まるだけでなく、周囲の環境によっても影響を受けます。U/UTP(シールドなし)、隠された「グランド」、建設中の引っ張り、曲げなどの金属はバランス特性を破壊し、EMCのパフォーマンスを低下させます。


だから、永続的なバランスのとれた特性を得るための唯一の解決策があります:アルミニウム箔の余分な層ですべてのコアを接地します。アルミホイルは、U/UTP(シールドなし)ケーブルのバランスのとれた環境を人工的に作成しながら、脆弱なツイストペアコアに保護を追加します。したがって、シールドケーブルと呼ばれるものを形成します。


シールドケーブルのシールド原理は、ツイストペア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組のツイストペアの外側にアルミニウム箔の1つまたは2つの層を追加し、金属を使用して電磁波の反射、吸収および皮膚効果の原理(いわゆるトレンド)を使用することです。皮膚効果とは、導体断面における電流の分布が、周波数が高くなるにつれて導体の表面に分布する傾向があることを意味する。電磁干渉はケーブルに入りますが、内部信号が放射するのを防ぎ、他の機器の作業を妨害します。


5MHzを超える周波数の電磁波は、厚さ38μmのアルミ箔しか通過できないという実験が行われています。シールド層の厚さが38μmを超えると、シールド層を通してケーブルに侵入する電磁干渉の周波数は主に5MHz以下となります。5MHz未満の低周波干渉の場合、ツイストペアのバランス原理を適用して効果的にキャンセルすることができます。


配線の最も初期の定義によると、それは2つのタイプに分かれています:シールドなしケーブル-UTPとシールドケーブルSTP。その後、技術の発展と異なる職人技により、さまざまなタイプのシールドが導き出されました。F/UTPホイルスクリーンケーブル単層アルミ箔シールド構造2.箔と三編スクリーニングケーブル二重層シールド構造アルミ箔と銅三つ編みa)SF/UTPアルミ箔と銅三つ編みは、4組のワイヤーの外側層に同時に包まれたb)S/FTP(PIMF)ペアワイヤーシングルペア4組のワイヤ。


シールドケーブルの外部干渉に対する抵抗は、主に、シールドシステムによって信号伝送の完全性を保証することができる。シールド配線システムは、外部電磁干渉や無線周波数干渉の影響を受けないように送信されたデータを防ぐことができます。電磁干渉(EMI)は主に低周波干渉です。モーター、蛍光灯、送電線はEMIの一般的な供給源です。無線周波数干渉(RFI)は、無線、テレビ放送、レーダ、その他の無線通信を含む無線周波数干渉を中心に、高周波干渉である。


電磁干渉に対する抵抗性のために、編組シールドは最も効果的な選択、すなわち、金属メッシュシールド、その低臨界抵抗のため。無線周波数干渉の場合、金属メッシュシールドによって作成されるギャップにより、高周波信号が自由に出入りできるため、金属箔シールドが最も効果的です。高低周波の混合干渉分野では、金属箔層と金属メッシュの複合シールド方式、すなわち、金属メッシュシールドを低周波域の干渉に適したS/FTPの形で二層シールドケーブルと、高周波域の干渉に適した金属箔シールドを採用する必要があります。


IBM ACS シールドケーブルのアルミ箔シールド層の単層厚は 50~62 μm に達し、より完全なシールド効果を持ちます。同時に、シールドの単層のみが使用されるので、建設作業が簡単で、取り付けが容易で、建設工程で人為的な損傷を引き起こすことは容易ではなく、アルミ箔の厚さは、より大きな破壊力に耐えることができます。これにより、ユーザーは高品質の伝送パフォーマンスを実現できます。

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