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6A类综合布线产品是指用于传输万兆以太网的物理层介质之一，它使用铜作为基本的传输介质。由于材料的限制，6A类综合布线系统的物理带宽定义为500MHz，远远低于万兆光纤的带宽值。但是，由于光纤接口设备昂贵，使双绞线传输技术仍然走俏，这也许就是在数年前推出万兆光纤技术后，仍然必须研发万兆铜缆的原因。在本文中，将从技术角度分析6A类屏蔽双绞线相对于6A类非屏蔽双绞线的价值。由于本文是笔者在去年所写的《6A类屏蔽布线系统》一文的继续，因此其中部分文字来源于原文。

在6A类双绞线中，仍然延续着各自过去的习惯，拥有着屏蔽和非屏蔽这两大类产品。其中屏蔽6A类技术来自于7类布线系统，只有非屏蔽6A类产品是在IEEE组织开始研究万兆铜缆以太网时逐步研发的。

自贝尔实验室在二十多年前推出综合布线系统以来，非屏蔽布线产品从当时的10MHz等级的3类布线系统，突破了30MHz的理论界限，逐步出现了4类、5类、超5类、6类乃至现在的6A类非屏蔽布线产品，从技术上看，这是人类对电磁场理论的理解越来越深入的又一表征，是值得祝贺的。不过，从应用上看，6A类非屏蔽技术还并不足以取代6A类屏蔽布线产品。

屏蔽6A类布线产品源自7类布线系统，经过十多年的不断完善，现在的7类布线产品已经遍及600MHz～1500MHz中的各个系列，因此在7类屏蔽布线系统的基础上形成6A类布线产品就变成了轻而易举的事情。

对于德特威勒公司而言，屏蔽布线系统是它的强项之一，因此它在完善其产品系列的时候，所选择的是6A类屏蔽布线产品。

6A类布线产品的传输性能受到IEEE、TIA、ISO/IEC等标准化组织的制约，物理传输带宽已经设定在500MHz。因此，所分析的问题是怎样以最理想的方式去完善传输性能，而其中众说纷纭的问题是电磁性能。

与金属管道之间的电磁耦合造成有用信号的衰减，传输理论中，计算机的网络接口必须有一定幅度的信号方能正确检测，而且信噪比的定义也说明在同等干扰的情况下，信号幅度越小信噪比越差。因此，信号衰减一直是综合布线系统的重要指标。

“魔鬼频段”根据电磁场原理，当金属电线管内穿入了双绞线时，双绞线的芯线与电线管的管壁之间必然会产生分布电容C，这个分布电容的作用与屏蔽双绞线的屏蔽层与芯线之间的分布电容一样，都会造成部分信号被泄漏到大地去，造成信号的衰减等关键参数产生变化。

以16mm金属电线管为例。由于6A类非屏蔽双绞线的外径可达9mm，在一根16mm的电线管内只能摆放1根双绞线。当双绞线穿入电线管后，双绞线的四周都是金属，也就是说，它与四周的电线管之间都存在着分布电容，而由此所产生的容抗Z=1/(2πfc)，当频率f高达500MHz时，可以想象容抗不到6类非屏蔽双绞线的一半（频率升高一倍、外径增加），也就是说在金属电线管上的感应电流远大于6类非屏蔽双绞线。这就是传输过程中信号的衰减的一种原因。由此可见，当6A类非屏蔽双绞线在遇到金属电线管之类的大面积金属物体时，由于耦合电容的作用，会有大量的信号“逃”离，造成局部的强信号衰减。

在综合布线的性能测试中，专门为平行的两根双绞线内同色线对之间的电磁干扰提出了ANEXT指标（福禄克DTX-1800和DSX-5000可以测试这项参数），这说明在两根双绞线之间必然存在由于分布电容而产生的电磁耦合，这时同色线对之间的最近距离为两个护套的总厚度+两个绝缘体的总厚度。由此，当在双绞线旁边就是一块大面积的金属物体（如金属电线管）时，也必然存在因分布电容而引起的电磁耦合。

对于6A类屏蔽双绞线而言，在护套内铺设了铝箔或铜网屏蔽层，当屏蔽层接地后，按照电磁理论，护套外的金属电线管不会再与芯线之间产生耦合电容。这时，护套内的屏蔽层与芯线之间仍然因电容耦合造成信号逃离，而大面积的金属物体不会再次造成信号衰减。从以上的定性分析可见：6A类屏蔽双绞线的信号衰减是双绞线长度的函数，与外界是否存在金属物体无关；6A类非屏蔽双绞线的信号衰减则与外界是否存在金属物体有关。在这样的情况下，6A类屏蔽双绞线在设计时必然已经考虑了屏蔽层所造成的信号衰减因素，6A类非屏蔽双绞线只有在设计时考虑外界大面积金属物体所产生的衰减因素时，才能确保在任何工程环境下都能保证其性能指标仍然合格。即：6A类屏蔽双绞线在金属环境中的稳定性优于6A类非屏蔽双绞线。

在双绞线的设计中，对抗信号衰减的主要手段是增加铜芯线的直径，使直流阻抗和交流阻抗下降。这就是为什么在5类和超5类屏蔽双绞线中铜芯线的直径超过非屏蔽双绞线的芯线直径的原因之一。

根据现在所掌握的数据，6A类屏蔽双绞线的线径为AWG23（实际值为0.57mm，AWG23线规所定义的线径为0.573-0.62mm），而6A类非屏蔽双绞线的线径达到AWG22（即0.644-0.723mm），其原因就在于要补偿信号衰减所造成的损失。

与金属管道之间的电磁耦合造成特性阻抗和回波损耗的波动

特性阻抗和回波损耗（RL）是综合布线系统中的另两个重要指标，在上世纪九十年代，特性阻抗是必须检测的指标；而现在，回波损耗是必测指标。尽管这两个参数的定义不一样，但他们都能从各自的角度说明信号在双绞线中传递的品质。

在电子学中，特性阻抗匹配是保证信噪比最佳的手段之一。在双绞线中，如果能够把刚出厂的双绞线“切割”成一段段的长度，那么可以看出每一段的特性阻抗都有差异，其原因在于制造工艺和材料特性的有规则波动和无规则波动。由于每一段的信噪比都不同，因此特性阻抗会在一个很小的范围内波动，这一现象可以在性能测试的波形中看出。在工程中，在模块与双绞线的端接处，在弯角处，在双绞线被打圈处等等地方（金属电线管所传输的特性阻抗突变和回波反射也有可能存在），特性阻抗都会发生变化，造成阻抗不匹配，而整根双绞线累加的结果就是链路的特性阻抗值。

回波损耗是指信号在向前传输时，由于遇到障碍物，使其中的一部分信号折回来，向反方向传输，造成向前传输的信号能量下降。这与声波、红外线、光波在遇到障碍时出现的折射和发射现象十分相近。当然，双绞线中的回波也会象声波一样在各个障碍之间反复的回荡。根据波的传输原理，在传输路径中，在两种介质（对于声波和光波而言，可以想象是在砖墙与空气之间）的交界面上，会形成很强的回波发射。在双绞线中，特性阻抗发生变化的地方就是电波出现回波的地方。对于双绞线而言，最理想的状态是整根双绞线连续、无伤痕、无突变（包括弯曲、端接变形等等），这样才能保证特性阻抗和回波损耗的指标处于良好的状态。

在特性阻抗的计算公式中，特性阻抗，其中L为铜芯线的电感值，C为链路中的分布电容之和。当6A类非屏蔽双绞线穿入金属电线管的部分，由于增加了铜芯线与金属电线管之间的分布电容，必然造成特性阻抗波动，也造成信号在电线管中的各个端面处形成回波损耗。要想减少特性阻抗波动所造成的危害，只能假设铜芯线与大面积金属物体（如：金属电线管）之间的分布电容<<总的分布电容。在布线工程中，因为可能会出现整根双绞线全部穿管的可能性，这一点就意味着其它的分布电容要大，而且电感量也要大。电感量大要求铜芯线直径大，其它分布电容大要求芯线之间的间距小。这样一来，就相当于把屏蔽双绞线的技术用于非屏蔽双绞线！而且更为麻烦的是，工程中是千变万化的，非屏蔽双绞线并不一定全部穿管，也可能在各种类型的金属桥架中，或干脆是平躺在地面上，这时就只能保证特性阻抗在工程测试时处于合格的范围之内。

对于6A类屏蔽双绞线而言，屏蔽层切断了铜芯线与外界金属物体之间的分布电容和电磁耦合，因此屏蔽双绞线不会因外界材料的变化而改变特性阻抗，由此可以保证特性阻抗和回波反射性能仍然保持在理想状态。当然在遇到弯角、打圈或端接时，屏蔽双绞线同样也会出现特性阻抗突变及回波反射现象。

在新的标准中，允许6A类非屏蔽双绞线的外直径（缆径）可以达到9mm。由于双绞线的外径决定了桥架、电线管、底盒等支撑材料的尺寸，在6A类屏蔽双绞线的外径只有7.4mm时，所需的支撑材料明显发生了数量上的变化。例如，根据设计规范（民用建筑电气设计规范，JGJ/T16-92，新版本尚未执行，姑且用之），当电线管中穿2根双绞线时，缆径为2根双绞线直径之和的1.35倍，即电线管的内径要求为24.3mm，这时如果采用标称直径为25mm的电线管，那么对电线管的种类就提出了要求，因为许多类别电线管的内径小于标称直径。当使用6A类屏蔽双绞线时，德特威勒的缆径仅为7.4mm（6类非屏蔽双绞线的缆径通常为6.2～6.6mm）。通过计算可知，穿一根管中穿2根双绞线时，电线管的内径仅要求为20.8mm，因此对于标称直径为25mm的电线管而言，十分富裕。

对于桥架而言，6A类非屏蔽双绞线的9mm外径相比6A类屏蔽双绞线的7.4mm外径，使桥架的内部空间必须增加48%。应该说明的是，在中国的建筑电气设计规范和综合布线验收规范中，还不允许双绞线直接采用吊挂方式。

只要是双绞线，必然会存在电磁干扰。在6A类双绞线中，除了线对之间的干扰（如：NEXT）外，线间干扰（ANEXT）也浮出水面。对于ANEXT干扰，各个厂商采用了各种各样的解决方案，目的是将干扰值降低到允许的限值以下。在德特威勒看来，这些电磁干扰发自双绞线，收自双绞线，因此最理想的方式是彻底切断其中的耦合和辐射，而不是仅仅考虑将干扰降低。

事实上，屏蔽是最为理想的抗电磁干扰手段，它将电磁辐射完全切断，而线对之间的电场耦合也变成了线对与屏蔽层之间的耦合，使线对之间失去了直接耦合的可能。为了达到理想的屏蔽效果，德特威勒采用的6A类屏蔽双绞线为S/FTP双绞线，即每个线对都有铝箔屏蔽层，而在护套内又裹了一层铜丝网，利用铜、铝两种材料、丝网、金属箔两种结构组合形成了极强的抗电磁干扰效果，使线对之间的电磁干扰（NEXT等）和线间电磁干扰（ANEXT）都得到了有效的抑制。这一点在线对屏蔽双绞线的测试报告中得到了数据证明。

与“杂草是生长在不该生长的植物”这一定义一样，电磁干扰是出现在不该出现的地方的电磁波。为此，对于双绞线而言，就引出电磁干扰和电磁辐射这些电磁兼容性方面的问题。电磁兼容性是数据传输系统中必然会出现的天敌。对于综合布线系统而言，面对的电磁兼容性至少包括方面：线对之间的电磁干扰（以NEXT为代表）；线间同色线对之间的电磁干扰（ANEXT）；外部电磁干扰源的干扰电磁辐射而引发的信息泄漏和信号衰减。另外，在双绞线线对与外部金属材料（特别是铁磁材料，如：铁、钢等等）之间还存在着因电磁耦合而出现的不确定性电磁衰减。这些问题，在屏蔽双绞线中，特别是在S/FTP这样既存在每个线对的屏蔽，又有总的屏蔽，而且是铜/铝双重、致密性的金属箔/柔软的金属网混合使用这样的双重屏蔽双绞线中，这些问题一一得到了解决，而且这种解决并非是仅仅让指标符合标准，而是从理论上加以解决。因此6A类屏蔽双绞线可以从理论上解决IEEE组织所提出的ANEXT问题。

双绞线生产技术的成熟性决定了废品率的高低，而废品率则影响产品的销售价格。在双绞线的生产领域，至今仍然存在着生产技术的成熟性问题。例如，超5类双绞线的生产技术已经完全成熟，各个厂商都能够生产，由此出现了大量的假冒产品；六类非屏蔽双绞线提高了生产的台阶；而6类屏蔽双绞线至今仍然是许多厂商生产中的难点。当然，这不是指生产不出样线，而是指废品率难以降下来。同样，在6A类双绞线的生产技术中，也存在着成熟性问题，对于一个研发周期就需要一年的双绞线，要想稳定生产必须要有足够的生产批次方能实现。

6A类非屏蔽双绞线是专门为万兆以太网而开发的，至今只有2～3年的生产经验；类屏蔽双绞线脱6A胎于7类双绞线技术，生产经验已达10年以上。对于德特威勒这样的能够生产物理带宽达到千兆赫兹以上的屏蔽双绞线的厂商，要想生产500MHz的6A屏蔽双绞线，自然是得心应手，只要将成熟的技术移植过来就行了。

记得在1997年笔者在上海第一次铺设7类双绞线时，听说它最好要埋地1米方能完全排除周围环境的影响时，感到十分困难。而现在，随着对屏蔽技术的理解，埋地1米已经成为过去的神话。

与双绞线护套内各线对之间存在分布电容、有电磁干扰一样，双绞线与外界的金属物体（特别是铁、钢等铁磁性物体）之间也存在附加的电磁耦合、也会将信号通过耦合方式传递到周边的金属物体上，造成自身信号的衰减，而且这个衰减随着传输带宽的增加也会增加（它与信号的频率F呈正比）。屏蔽布线系统的优点之一是：芯线的传输性能不受周围环境的影响，因为屏蔽层起到了阻隔的作用，它使芯线仅与屏蔽层发生电磁耦合，而屏蔽层与外界金属物体之间的分布电容对芯线而言毫无关系。这样，6A类屏蔽双绞线在安装时仅需安装综合布线系统的验收标准（国标）进行安装即可，不必考虑周边大的金属物体是否会对双绞线产生影响的问题。

价格优势一直是非屏蔽双绞线优于屏蔽双绞线的基本原因。然而，对于6A类双绞线而言，这一优势明显下降，理由如下：线径增加6A类非屏蔽双绞线的线径通常为AWG22，6A类屏蔽双绞线的线径可以达到AWG23。以对等比较方式计算，AWG23的最小线径为0.573mm，AWG22的最小线径为0.644mm，两者所产生的用铜量差异为==1.263，即用铜量增加了26.3%。对应的绝缘层和护套层材料也必然同步增加。相对于6类非屏蔽双绞线（带十字骨架）与6类屏蔽双绞线（四对芯线分别屏蔽）之间的价格差异52.9%而言，这一差距已明显缩小（仅相差21.1%，未算入专用十字骨架或麻线的造价）。可以想象，如果采用6类铝箔总屏蔽双绞线（带十字骨架），这一差距将会更小。

电缆外径增加造成桥架造价上升

对于桥架而言，6A类非屏蔽双绞线的9mm外径相比6A类屏蔽双绞线的7.4mm外径，使桥架的内部空间必须增加48%。尽管金属桥架的造价远不如非屏蔽双绞线的造价高，但从完整的系统看，它仍然是降低6A类非屏蔽双绞线造价优势的因素之一。这里需要说明的是，所有这些比较的前提是同一个品牌、同一套生产设备、同一批生产工人和同一类原材料。不同厂商之间的产品没有可比性。

最后，有必要提出一个事实：在各大网络厂商的RJ45型网络交换机中，其RJ45插座都是银白色的屏蔽插座。只有家用级的网络交换机上还可以看见黑色的非屏蔽插座。