前言
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷工作一直以來是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個(gè)難點(diǎn)，尤其是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)中，數(shù)量眾多的LAN交換機(jī)部署在樓道或者戶外的交接箱中，一但產(chǎn)生雷電，這些交換機(jī)就面臨著雷擊的危險(xiǎn)。運(yùn)營商的固定資產(chǎn)將遭受巨大損失。進(jìn)入8月份，南方的雷雨愈加頻繁，防雷是一個(gè)不容忽視的問題。雷災(zāi)出現(xiàn)的特點(diǎn)與以往的表現(xiàn)有了極大的不同，如電子通信、計(jì)算機(jī)等行業(yè)，由于大量使用的微電子設(shè)備，具有極端靈敏的特點(diǎn)，雖然通過裝有避雷針的建筑物，可以避免遭直擊雷的損壞，但是雷擊通過避雷針的地線從建筑物頂端流入大地或附近發(fā)生雷擊的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，一旦設(shè)備感應(yīng)到瞬間高壓時(shí)，避雷針就無能為力了。運(yùn)營商寬帶接入網(wǎng)設(shè)備防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性大大增加，雷電的防御工作不光是防直擊雷、感應(yīng)雷還包括防雷擊電磁脈沖等，因此烽火網(wǎng)絡(luò)推出交換機(jī)防雷解決方案，幫助運(yùn)營商減少雷擊帶來的損失。
烽火網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防雷方案
很多運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時(shí)候?yàn)榱耸∈�，對樓道交換機(jī)電源并沒有進(jìn)行接地連接，也沒有安裝電源防護(hù)裝置，在交換機(jī)的上下行接口上也沒有保護(hù)，因此在雷雨季節(jié)到來的時(shí)候，特別是在南方相當(dāng)部分省市（例如廣西、廣東等�。╊l繁發(fā)生雷擊情況時(shí)，造成雙絞線引起過電壓，從而使樓道交換機(jī)端口和電源被擊壞，并對接入網(wǎng)絡(luò)形成大規(guī)模癱瘓，給運(yùn)營商帶來了極大的損失，也直接導(dǎo)致寬帶用戶長時(shí)間斷網(wǎng)，所產(chǎn)生的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失和影響非常大。
烽火網(wǎng)絡(luò)通過對以太網(wǎng)交換機(jī)在實(shí)際工程使用環(huán)境的分析，了解到雷電引起設(shè)備故障主要有以下兩個(gè)原因：1、由于電源線和雙絞線，都很容易對雷電產(chǎn)生感應(yīng)，從而引起設(shè)備的損害。2、雷電流流入大地時(shí)，由于接地電阻的存在，會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，使地電位抬高，反向擊穿設(shè)備；或雷云在大地感應(yīng)出相反電荷，若雷云消失時(shí)，大地上的電荷會(huì)向無窮遠(yuǎn)處流散，使地電位升高，產(chǎn)生反擊。有時(shí)感應(yīng)的電壓不足于一次擊壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但日積月累，由于過壓沖擊設(shè)備，引起設(shè)備的老化，設(shè)備壽命下降，所以在雷擊中，老設(shè)備更加容易被破壞。因此，參照相關(guān)國內(nèi)外防雷標(biāo)準(zhǔn)，烽火網(wǎng)絡(luò)對交換機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行了防雷性能的布置，提供了完善的解決方案。該解決方案的推出大大提高了烽火網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的雷擊防護(hù)能力，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
內(nèi)置防雷措施是在設(shè)備內(nèi)部，針對電源口和數(shù)據(jù)口增加防雷電路，以提高端口的防雷擊性能。如烽火網(wǎng)絡(luò)F-engine S2200ME、S2100ME、S2100M系列樓道交換機(jī)，F(xiàn)-engine 3200、S3500、S3600系列園區(qū)交換機(jī)對數(shù)據(jù)口和電源口都做了防雷擊設(shè)計(jì)。依據(jù)IEC61000-4-5的測試要求，電源口分別可以做到6KV/3KA的防護(hù)能力。依據(jù)郵電部標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1082---2000測試表明，數(shù)據(jù)口能達(dá)到6KV的防護(hù)能力，都達(dá)到和超過標(biāo)準(zhǔn)所要求的防護(hù)等級(jí)，已經(jīng)可以非常有效地防護(hù)大部分的感應(yīng)雷擊。
具體地講，在電源口的防護(hù)中，實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的雙重防護(hù)。橫向防護(hù)采用了氣體放電管和壓敏電阻器相結(jié)合的方式。氣體放電管可以有效的消除壓敏電阻器的漏電流，所以即使壓敏電阻器隨使用時(shí)間增加，其漏電流特性變差，也不會(huì)有大額的漏電流流過壓敏電阻器而造成發(fā)熱和燃燒，保證了電路的安全性和可靠性；同樣由于氣體放電管存在續(xù)流現(xiàn)象，在雷擊波消失后,電源線路上的工作電壓依然會(huì)使氣體放電管保持導(dǎo)通狀態(tài)，這樣就會(huì)造成電源線路的短路。而壓敏電阻器有效地解決了氣體放電管的續(xù)流這一問題。
由于考慮到在許多工程應(yīng)用中，客戶無法提供良好接地，故縱向保護(hù)主要是靠電源本身去“抗”雷擊。在具體設(shè)計(jì)中主要注意了以下幾點(diǎn)：加大共模抑制電感的感量；增強(qiáng)電源初次極各部分之間的絕緣強(qiáng)度；PCB合理的布線；合理地設(shè)置雷電波放電的最薄弱點(diǎn)。實(shí)際測試證明，這些改進(jìn)措施效果很明顯，即使在用戶不具備接地條件的情況下，一樣能有較強(qiáng)的共模防護(hù)能力。
在數(shù)據(jù)口的防護(hù)中，采用了性能優(yōu)良的氣體放電管和退耦電路，并合理地設(shè)計(jì)了PCB走線�？紤]信號(hào)線平衡性，避免共模/差模的轉(zhuǎn)換；合理布局，充分發(fā)揮防護(hù)器件的作用，減小不同模塊間的耦合；加寬了PCB走線，增加通流能力； GDS附近布置接地螺柱，最小化浪涌泄放路徑。 在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，合理選擇器件參數(shù)，使得防雷電路不但能有效地防護(hù)雷擊，并使得防雷電路對數(shù)據(jù)通信的影響降到最小。由于兼顧了工程實(shí)際情況的多樣性，使得設(shè)備在強(qiáng)干擾的環(huán)境中也能可靠地工作。
結(jié)論
烽火網(wǎng)絡(luò)的S2200ME、S2100ME、S2100M系列樓道交換機(jī)目前大量應(yīng)用在三大運(yùn)營商的寬帶接入網(wǎng)建設(shè)中，在經(jīng)歷7月份的雷雨季節(jié)中，烽火網(wǎng)絡(luò)樓道交換機(jī)經(jīng)受住了雷電的考驗(yàn)，獲得了運(yùn)營商的認(rèn)可。交換機(jī)防雷解決方案的推出減少了電源防雷器和端口防雷器的使用，減少了網(wǎng)絡(luò)上的故障點(diǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。烽火網(wǎng)絡(luò)S2000ME系列交換機(jī)在“信息產(chǎn)業(yè)部通信產(chǎn)品防雷性能質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”取得該系列產(chǎn)品的防雷性能檢驗(yàn)報(bào)告，該報(bào)告表明烽火網(wǎng)絡(luò)S2000ME系列交換機(jī)在經(jīng)過以太網(wǎng)口雷電抗擾度試驗(yàn)（10/700uS、6KV波形沖擊），電源口雷電抗擾度試驗(yàn)（1.2/50uS-8/20uS組合波沖擊）功能正常，性能未出現(xiàn)劣化，完全達(dá)到和滿足設(shè)計(jì)使用要求。
