如今，企业高度依赖于计算机网络，事实上，如果没有高科技电子设备，它们几乎无法有效运转。一旦投资购置，这些电子设备的可靠运行就变得至关重要。系统故障不但会造成业务机会丧失或生产效率降低等严重后果，而且会使用户对系统的信心快速下滑。结果，用户要么设法避开网络，因而无法获得全部商业优势，或者，将该系统更换为更可靠性的产品，并由此导致额外的成本。
对电磁兼容性(EMC)的关注以及制定相应标准的动力源自个人计算机、局域网等电子设备的快速增长，源自这些设备持续增加的数据速率。更重要的是，便携式电子设备的使用也出现爆发式增长，给通信环境带来难以预料的风险。
现代电子系统多以计算机或微处理器为基础，通常会对系统中的高频信号产生有害影响，这些影响来源于另一系统接口电缆中的传导电流或者电磁场导致的电磁感应。另外，采用数字电子设备的系统含有电流和电压高速交换电路，会导致较高的高频电磁辐射。
本文以电磁兼容性(EMC)为主题，旨在增进对电磁兼容性(EMC)及相关标准的了解，并在此基础上探讨电磁兼容性(EMC)对布线系统的影响。
电磁效应
电磁效应可分为两大类。第一类指电子设备因电磁感应电压和电流而发生故障或损坏,或对此类故障或影响的免疫能力。第二类与不必要的电磁噪声的放射问题相关。
现今，电子设备的应用已达到前所未有的程度，系统的可靠性及抗故障能力可能对安全、生产效率、可靠性等造成显著影响。
除设备或系统的电磁辐射敏感性以外，另一重点在于，不得产生显著超过正常信号水平的电磁放射，无论是传导信号还是辐射信号均须如此。目前，许多国家通过严厉的法律手段对其进行控制
什么是电磁干扰?
电磁干扰(EMI)的含义非常广泛，它是造成电子系统暂时或永久故障的原因，其根源既可能是相关系统所处的自然环境或人为电磁环境，也可能是通过接口电缆从其他设备馈入的意外感应电流和电压。
流经电子系统和电气系统的高频电流也可能导致电磁干扰。如果系统设计上可承受操作环境中的电磁威胁，且不放射超过规定水平的电磁辐射，则该系统设计符合电磁兼容性标准。
若要保护每件设备，使其免受任何电磁干扰的威胁，其成本将非常高昂。弄清所需防护水平，评估设备的操作电磁环境，这是设计的第一步。
放射
时变电荷分布和电流会产生电磁波。所有电气和电子设备及系统都含有支持时变电流和电压的导线，因而或多或少都会产生一定的电磁辐射，具体取决于以下因素：
• 时变电压和电流的大小
• 导线的长度
• 电压和电流的变化速率
• 系统中导线相互之间及其相对于接地基准点的几何布局。
需要注意的是，由于切换操作中电流和电压快速发生变化，所以，即使是直流(DC)系统和甚低频系统也可能产生显著的电磁辐射。这可能造成一种短暂的干扰源。
敏感性
为了弄清使现代电子设备敏感性不断增加的原因，我们必须首先考虑小型化技术取得的巨大进步。得益于此类进步，执行同样复杂的任务所需要的功率降低了;这就意味着，用来在设备内部和设备之间发射信号的电压和电流也大幅降低了。不幸的是，结果相对增强了干扰信号的显著性。除了降低功率水平以外，小型化还拉近了设备各区域之间的距离，因而加大了干扰几率。
造成系统敏感性增加的另一因素是电路带宽的增加，这是更快处理速度需求造成的结果。如前所述，这不但会产生无用的电磁(EM)放射，同时还会使系统对更为广泛的频率作出无用反应。
电磁场中的磁性元件与电子系统中的环路结合后会产生感应电压，此外，与电场元件对齐的导线或者电场元件中的正常导线，如达到一定长度，将会产生感应电流。对于操作信号水平达几伏特且/或操作电流达几微安培的系统，若不采取预防措施，则极易受到电磁场的干扰。用于避免敏感性问题的诸多措施同时也能降低电磁放射。
电磁干扰问题的解决办法
如前所述，对电磁干扰问题的全方位解决方案取决于设备以及需要遵循的抗扰度规范的性质。
设计的各个方面均须纳入考虑范围，从电路板到连接器，从机柜到电源和接口电缆。
以下即是有助于增强系统整体性能的所有设计因素，有源电子器件和布线系统均是如此：
• 印刷电路板设计
• 机柜设计
• 连接器技术
• 电源和接口电缆
本文讨论的是接口电缆的设计。
电磁兼容性标准
以下为四类电磁兼容性标准：
• 基本标准
• 通用标准
• 产品系列标准
• 产品标准
通用标准、产品系列标准和产品标准在测试方法方面须参考基本标准。以下是与局域网和相关设备的测试及合规性相关标准：
放射标准
• IEC CISPR 22或EN 55022 - 关于信息技术设备射频干扰特性的限制和测量方法
• IEC/EN 61000-6-3 - 通用放射标准第一部分：住宅、商业和轻工业环境
• IEC/EN 61000-6-4 - 通用放射标准第二部分：工业环境
抗扰度标准
• IEC CISPR 24或EN 55024 - 产品标准：信息技术设备抗扰度
• IEC/EN 61000-6-1 - 通用抗扰度标准第一部分：住宅、商业和轻工业环境
• IEC/EN 61000-6-2 - 通用抗扰度标准第二部分：工业环境
• IEC 61000-4 - 基本电磁兼容性标准系列
第二部分：静电放电(ESD)抗扰度测试
第三部分：辐射场抗扰度测试
第四部分：电快速瞬变脉冲群(EFT)/猝发抗扰度测试
第五部分：电涌抗扰度测试
第六部分：导电场抗扰度测试
第八部分：电频磁场抗扰度测试
最常见的局域网硬件和结构化布线放射及抗扰度标准分别为EN 55022 (IEC CISPR 22)和EN 55024 (IEC CISPR 24)。EN 55022对A类和B类环境中的辐射放射和传导放射要求作了规定。“A类”对应于商业环境;“B类”则为住宅环境。
电磁兼容性和客户楼宇布线
由于多数电缆安装方安装的是无源系统(如电缆、连接器、配线架和插座)，因此，要对已装布线网络进行电磁兼容性测试存在一些问题。计算机和通信设备通常由网络所有人连接到已安装的布线系统上，不是由布线安装方直接控制。电磁兼容性主要由联网计算机和通信设备的制造商负责。网络布线有着明确的规定 (如5e类和6类电缆)，因此，计算机设备制造商需要处理的连接环境也非常明确。
可按以下方式考虑布线系统的电磁兼容性能：
Ÿ 电子设备/系统制造商考虑到电磁兼容性认证相关布线规范。然后针对连接不同类型电缆(如5e类或6类UTP)的情况，确定其产品说明
Ÿ 由提供“系统集成”服务(并保证系统整体性能)的布线系统供应商负责
所有布线标准委员会将继续对布线系统的电磁性能进行调查。现行标准的新版本和未来版本将纳入性能要求和参数，以获得出色的电磁性能。
四个潜在领域为：
Ÿ 旨在控制射频放射的差分到共模转换限制(相反则为抗扰度控制)
Ÿ 屏蔽系统的屏蔽效果(电缆加连接器加连接硬件产生的耦合衰减和/或传输阻抗)
Ÿ 屏蔽系统的完整性
Ÿ 屏蔽布线的接地规范
除此类标准以外，用户还应确保以下各项：
Ÿ 有源产品与无源产品之间的电磁兼容性
Ÿ 电缆、连接器和连接硬件之间的兼容性
Ÿ 布线须符合相关设计和安装标准
克服电磁兼容性的方法
局域网的一个特有问题就是与多种布线系统的互联问题。就电磁信号而言，电缆只不过是一种能有效发射其中出现的共模信号的天线，因此，局域网设计的主要目标一定是对这种信号进行有效的限制。
有两种常见方法可为通信链路(不包括同轴电缆和光缆)提供电磁兼容性能保障 — 即屏蔽双绞线(FTP/STP) 和非屏蔽双绞线(UTP)。
原则上，由于屏蔽系统将整个链路封存于金属屏蔽体之中，因而似乎可提供最佳电磁兼容性控制。在这种方案下，外部噪声使电流在屏蔽体中流动，结果在信号导线中产生极性相反的等效电流。这种电流流过导线和屏蔽体的阻抗，产生噪声电压。当在整个环路(包括屏蔽体的接地连接)中汇集时，导线上的噪声电压将抵消屏蔽体上的电压。不幸的是，要发挥屏蔽布线系统的效用，屏蔽体必须在各端正确接地，而这通常会违反安全或其他要求。另外，对于复杂的安装系统，要确保其屏蔽完整性持续不变也存在一定的难度。屏蔽法采用的是“法拉第筒”模式：将一个导电屏蔽体安放在导线及所有相关接口的周围。但是，这种模式在很大程度上取决于导电屏蔽体的完整性以及屏蔽体的接地方式和接地位置。需要记住的是，屏蔽体同时也是导体，如果未能当作屏蔽体正确处理，也会像任何其他导体一样传输信号、发射或接受噪声。考虑屏蔽楼宇布线系统时必须满足以下条件：
上一篇：EMI电流探头的校准方法研究
