軟考網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：烽火網(wǎng)絡(luò)交換機防雷解決方案

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷工作一直以來是運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個難點，尤其是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)中，數(shù)量眾多的LAN交換機部署在樓道或者戶外的交接箱中，一但產(chǎn)生雷電，這些交換機就面臨著雷擊的危險。

　　前言

　　運營商的固定資產(chǎn)將遭受巨大損失。進入8月份，南方的雷雨愈加頻繁，防雷是一個不容忽視的問題。雷災(zāi)出現(xiàn)的特點與以往的表現(xiàn)有了極大的不同，如電子通信、計算機等行業(yè)，由于大量使用的微電子設(shè)備，具有極端靈敏的特點，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)生雷擊的時候，會產(chǎn)生很強的電場，一旦設(shè)備感應(yīng)到瞬間高壓時，避雷針就無能為力了。運營商寬帶接入網(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)推出交換機防雷解決方案，幫助運營商減少雷擊帶來的損失。

　　烽火 網(wǎng)絡(luò)交換機防雷方案

　　很多運營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時候為了省事，對樓道交換機電源并沒有進行接地連接，也沒有安裝電源防護裝置，在交換機的上下行接口上也沒有保護，因此在雷雨季節(jié)到來的時候，特別是在南方相當部分省市(例如廣西、廣東等省)頻繁發(fā)生雷擊情況時，造成雙絞線引起過電壓，從而使樓道交換機端口和電源被擊壞，并對接入網(wǎng)絡(luò)形成大規(guī)模癱瘓，給運營商帶來了極大的損失，也直接導(dǎo)致寬帶用戶長時間斷網(wǎng)，所產(chǎn)生的直接和間接經(jīng)濟損失和影響非常大。

　　烽火網(wǎng)絡(luò)通過對以太網(wǎng)交換機在實際工程使用環(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，由于接地電阻的存在，會產(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，大地上的電荷會向無窮遠處流散，使地電位升高，產(chǎn)生反擊。有時感應(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)外防雷標準，烽火網(wǎng)絡(luò)對交換機產(chǎn)品進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，F(xiàn)-engine 3200、S3500、S3600系列園區(qū)交換機對數(shù)據(jù)口和電源口都做了防雷擊設(shè)計。依據(jù)IEC61000-4-5的測試要求，電源口分別可以做到6KV/3KA的防護能力。依據(jù)郵電部標準YD/T 1082---2000測試表明，數(shù)據(jù)口能達到6KV的防護能力，都達到和超過標準所要求的防護等級，已經(jīng)可以非常有效地防護大部分的感應(yīng)雷擊。

　　具體地講，在電源口的防護中，實現(xiàn)了橫向和縱向的雙重防護。橫向防護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間增加，其漏電流特性變差，也不會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使氣體放電管保持導(dǎo)通狀態(tài)，這樣就會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，故縱向保護主要是靠電源本身去“抗”雷擊。在具體設(shè)計中主要注意了以下幾點：加大共模抑制電感的感量;增強電源初次極各部分之間的絕緣強度;PCB合理的布線;合理地設(shè)置雷電波放電的最薄弱點。實際測試證明，這些改進措施效果很明顯，即使在用戶不具備接地條件的情況下，一樣能有較強的共模防護能力。

　　在數(shù)據(jù)口的防護中，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)計了PCB走線�？紤]信號線平衡性，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。在大量實驗的基礎(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。由于兼顧了工程實際情況的多樣性，使得設(shè)備在強干擾的環(huán)境中也能可靠地工作。

　　結(jié)論

　　烽火網(wǎng)絡(luò)的S2200ME、S2100ME、S2100M系列樓道交換機目前大量應(yīng)用在三大運營商的寬帶接入網(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)樓道交換機經(jīng)受住了雷電的考驗，獲得了運營商的認可。交換機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，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。烽火網(wǎng)絡(luò)S2000ME系列交換機在“信息產(chǎn)業(yè)部通信產(chǎn)品防雷性能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”取得該系列產(chǎn)品的防雷性能檢驗報告，該報告表明烽火網(wǎng)絡(luò)S2000ME系列交換機在經(jīng)過以太網(wǎng)口雷電抗擾度試驗(10/700uS、6KV波形沖擊)，電源口雷電抗擾度試驗(1.2/50uS- 8/20uS組合波沖擊)功能正常，性能未出現(xiàn)劣化，完全達到和滿足設(shè)計使用要求。