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千兆计算机网络雷电防护
近年来,计算机网络技术发展迅速,其传输速率从10M、100M到CAT-5e也不过几年的时间,目前,1000M,万兆网络业已投入使用。但网络防雷技术在国内还停留在100M网络的水平上。1000M网络防雷产品还是空白。研究开发千兆网SPD越来越显得重要了。

    山东华普信息科技有限公司经过一年多研究开发,于2005年7月生产出了千兆网络避雷器(SPD),并于同年10月通过北京雷电防护装置测试中心(国家一级测试中心)的测试。该产品的研制成功,填补了国内空白,达到了国际领先水平。本文就产品的研发技术和产品技术指标做一下初步介绍。

    一、千兆以太网1000Base-T

    众所周知,传统快速以太网(100Base-TX)使用5类UTP四对线中的两对,一对用于发送数据,一对用于接收数据。由于100Base-TX的编码方式为4B/5B,故实际传输码速为125Mbaud。目前,1000 Mbaud以太网多采用6类布线,5类UTP在千兆以太网上的应用正在研究中。1000Base-T的传输码速也是125Mbaud,但它要使用CAT-6中全部四对线,并在每一对线上同时实现收发操作,即125Msymbols/s×8bit/symbol=1Gb/s。在铜线上传输1000Mb/s高速的码流,布线系统的支持是最主要的问题。即在CAT-6的四对线上传输1000Mb/s的数据流,所面临的信号衰减、回波、返回损耗、串音和电磁干扰等问题是影响网络性能的重要数据。CAT-6布线中是以线缆的特殊结构来实现的,它解决了回波损耗、信号衰减、串扰等问题。我国目前尚未出台1000M以太网的执行标准。国际标准为TIA/EIA-568B-2.1。

    二、千兆以太网1000Base-T 防护的必要性

     在组建1000M网络的同时必须注意任何可能会限制网络性能的因素,更应该防止由于雷击、感应雷击、电源尖波等电磁干扰造成设备损坏、网络瘫痪所带来的巨大损失。尽管在电源和通信线路等外接引入线路上安装了防雷保护装置,由于雷击发生时网络线(如双绞线)感应到的过电压,会影响网络的正常运行甚至彻底破坏网络系统。虽然1000M网络线大部分在室内传输,但雷击发生时产生的巨大瞬变电磁场,仍然会感应到极强的感应雷电流,当电源线或通信线路传输过来雷击电压时,或感、容性负载(如空调机)正常启动关机时也会产生相应的大小不等的感应过电压;还有建筑物的地线系统在泻放雷电流时,所产生的瞬变电磁场,对于网络传输线路来说,所感应的过电压已经足以一次性破坏网络系统。双绞线以太网是目前应用最多的方式。由于双绞线屏蔽效果较差,因此感应雷击的可能性比较大,对于跨越房间、接近窗口或在室外的双绞线和网络设备之间均需安装信号防雷器,以防止双绞线引入的过电压损坏与之相链的网络设备。 智能建筑的综合布线,是智能建筑的通信网络和办公自动化系统设立的支撑平台。它所采用的信息系统的微电子设备,其组成步入大规模集成电路为主的格式。晶片越来越小、功能越来越强,而整体耐过电压、耐过电流的水平直线下降,设备的耐压只有几伏、十几伏。因而对浪涌电压(SURGE)的防护要求也越来越高了。雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏网络电子设备的最大隐患。1000M网络防护的概念不仅仅是防雷电,防操作过电压同样重要。保护也不仅仅是设备,网络的瘫痪所带来的损失比设备损坏要大的多。

    三、千兆以太网1000Base-T对SPD性能的要求

     千兆以太网1000Base-T数据传输的特殊性,应当用一些特殊的参数来描述:衰减、远近端串扰、远近端回波损耗、衰减串扰比、串扰功率总值、Power Sum ACR是衡量1000M网络性能的重要参数,必须同时达到要求,有一项不合格,应当视为网络或SPD不合格。它不是用插损、传输速率一两个数据就能衡量的。因此,千兆以太网SPD必须具备网络性能的要求,否则,它将是不适用的。

    1. 超低的保护电压。千兆以太网SPD的保护电压必须降到微电子设备所能够承受的范围以内。网络信号传输电压一般较低1-6V,保护电压在保证信号传输的前提下越低越好。一般应在18V以内。
    2. 良好的频率传输特性。必须符合TIA/EIA-568B-2.1标准的要求,对1000M网络六类布线参数不产生不良影响。
    3. 较大的通流量。以达到较大的电涌承受能力,提高实用性和使用经济性。泻放电流的能力如果太小,SPD就容易损坏,使用就不经济而且会带来麻烦的维修。
    4. 较快的响应速度。防雷规范GB50343-2004规定响应时间小于等于10ns.响应速度越快,残余能量就会越低。我们知道,任何电子器件
发表于:2008-10-16 17:50:44
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