通信设备防护

通信设备防护0(2004/5/1112:02)随着运营商之间竞争的日趋激烈，保障网络良好运行显得越来越重要。而通信设备的稳定运行不仅取决于良好的产品质量，同时也取决于合格的运行环境和完善的防护手段。目前，各运营商所采用的设备大同小异，有些甚至采用的是同一批次的设备，但从各设备供应商的分析结果来看，网络的稳定性确大相径庭，这其中很重要的原因之一在于通信设备防护的水平差异。一、有关通信设备防护的基本概念：1、EMC（ElectromagneticCompatibility）电磁兼容是指设备在共同的电磁环境中各自完成其功能而不互相影响的一种共存状态，也就是说，一个电子、电工产品在通电工作时，既不通过传导、辐射、耦合等方式向外部发出超过标准规定的电磁干扰，同时又能够承受不定程度的来自外部或系统自身的电磁干扰而正常工作。通信产品在进行设计和生产时都必须努力提高抗电磁干扰的能力。2、静电（ElectroStatic）静电就是物体上多余的电荷，ESD（ElectroStaticDischarge），即静电放电的意思，它所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场，它可以表现为电流热（火花）效应（如静电引起的着火与爆炸）和电磁效应（如电磁干扰）等。3、雷害在科学技术日益发展的今天，虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电，已积累起很多有关防雷的知识和经验，形成一系列对防雷行之有效的方法和技术。对于通信局房，雷电进入到机房的来源无非通过以下几种途径：1）天馈线2）通信铁塔（包括铁塔与机房之间的馈线用金属走线架等）3）电力/电源线4）光缆（加强芯和金属铠装层）5）地电位升（反击）6）空间电磁场感应7）出局的信号线等。4、温度通信设备单板集成度高，使用了许多大规模芯片，这些芯片工作中发出的热量大，如果设备散热不好将导致温度升高，影响单板的正常工作，将可能导致支路或光路出现误码、信号中断等现象；部分对温度敏感的芯片或单板，长期工作在温度过高的情况下，会出现损坏或留下隐患、影响其长期使用。一般要求设备保证性能指标为-。。5、湿度相对湿度（RH）对表面积累电荷的性能产生直接影响。相对湿度越高，零部件储存电荷的时间就越短，空气的电导率也随之增加；相对湿度较小的情况下，物体表面的电荷增加，容易产生静电，损坏电路盘。但湿度过大的情况下会破坏防护镀层，结构强度下降、表面特性下降加速，金属或金属镀层生容易生锈。同时潮湿是霉菌生长的必要条件，一般霉菌生长最适宜的相对湿度是85~100%，低于65%时，除个别霉菌生长外，多数霉菌不再生长。一般要求设备保证性能指标为10%~90%（）。6、粉尘及有害气体日积月累的粉灰尘沉积在设备上会导致温度升高，同时会加速对潮湿的吸附。而空气中的有害物质如局房内装修材料释放的乙酸、醛等有机气体；SO2、H2S等有害气体都会慢性腐蚀设备，这些有害气体会使电路板、元器件的银层变黑，导致电路引线间短路或断线，电阻失效等故障。而沿海地区空气中盐雾含量较高，如果机房密封做得不好，也容易造成金属镀层和基材锈蚀，同时加速电化学反应导致金属导线断裂，元器件失效。7、工作地与保护地“工作地”为整个系统提供标准参考电位构成回路，有了这个参考电位系统才能正常工作，指交换或其它通信设备交流或直流供电电源的接地。而保护地通常指设备金属外壳的接地。二、通信机房环境的一般要求1、温、湿度要求根据各机房通信设备对环境要求的不同，可以将温、湿度要求分为三级。2、空气含尘浓度要求（含尘粒子为非导电/磁性和非腐蚀性的）3、电磁环境要求：在10KHz～10GHz范围内，环境电磁场强度不超过130dBuv/m（见通信机房环境条件GF014－95）电信中心环境：环境静电强度小于200V（见YD/T754－95通信机房静电防护通则）4、接地要求目前我国通信行业相关标准规定通信局（站）的接地应按照按均压、等电位的原则，将直流工作地、交流地、设备保护地和建筑物防雷地组成一个共用的联合接地网，机房内各类接地线应从接地汇集线或联合接地网上分别引入。目的是在雷电或者突发强电流冲击的条件下，保证整个系统（机房、设备、建筑物等）处于等电位的状态以及保障设备和人身安全要求。良好接地的前提是应有较小的接地电阻值，以使电流能快速泄放到大地，下面是YD/T1051-2000《通信局（站）电源系统总技术要求》中对各类通信机房的联合地网接地电阻值要求：三、主设备防护1、对设备本身的防护要求1）表面涂敷处理设备的表面涂敷应满足防腐的要求。所有喷漆（塑）零件的表面应光滑平整、色泽一致，不允许有划痕、斑疵、流挂、脱落和破损。电镀零件的表面应有金属光泽，不允许有裂纹、斑点、毛刺和缺陷。2）当设备加电运行时，插入或拔出机盘应不引起任何元件的损伤和缩短使用寿命。3）电磁兼容和抗电磁干扰（EMC&EMI）设备的电磁兼容性及抗电磁干扰应满足IEC-801-2、IEC-801-3和IEC-802-4的要求，或CEPTT/TRS1987的建议。4）设备具备较小的功耗，保证良好的散热手段。5）通信设备具备三大方面的防雷设计，即端口防雷设计、设备内部系统接地设计和电缆屏蔽设计。2、对设备的防护操作1）安装位置远离大型电机、UPS电源、逆变器10米以上。2）保持机房内良好的温度、湿度环境，定期除尘。部分设备风机盒防尘网长期不清扫、防尘网被堵住会导致设备温度升高，不要将机柜进风口和出风口挡住，在子架上面不要放置杂物，保证通风。不少设备的空槽位安装假面板是为了保证空气的良好流动，保证散热的效果。3）对设备或电路盘操作前戴好防静电手套，避免直接抓单板。4）拿单板时注意不要碰触单板上的器件，最好是拿单板的边沿。5）保证稳定的电源输入和良好的设备接地，保护地线上严禁接头，接地端子必须经过防腐、防锈处理，其连接应牢固可靠。6）通信设备到接地排的距离不应超过50米，且越短越好。当超过50米时，应重新就近设置接地排。四、配线设备防护配线设备是通信网络中使用最普遍的配套设备之一，这些设备运行稳定与否直接影响通信服务质量。一般来说，通信配套设备主要分为MDF、DDF、ODF和综合布线架等四类。1、总配线架（MDF：MainDistributionFrame）总配线架是市话通信线路中的一种接续和防护设备，主要用于传输低频音频信号或者XDSL信号。MDF一侧连接市话通信电缆，另一侧连接交换机用户电路，具有连接内、外线，跳线，对线路过压过流防护，故障告警及对线路进行测试等功能，在市话通信系统中是防护系统最主要的防护屏障。用户线通常也是引雷的一个重要来源。从用户线窜入的雷电流进局首先通过MDF，当用户线上的过电流过电压超过MDF架保安单元上的气体/固体放电管的击穿电压（通常在190V~260V之间）时，保安单元将动作，从而将雷电流下地。除了防雷击外，MDF还同时需要防电力线感应、防电力线触碰。2、数字配线架（DDF：DigitalDistributionFrame）数字配线架是数字复用设备之间、数字复用设备与交换设备或非话业务设备之间的配线连接设备。数字配线架主要连接75欧姆同轴电缆或者120欧姆对称电缆。DDF机架应提供工作地和保护地，其中保护地是指机架架体的接地，主要是为了防止机房人员遭受意外强电或感应电的伤害；而工作地是指同轴连接器外导体的接地，主要是提供一个基准零点位。同轴电缆外导体（屏蔽层）不仅起屏蔽作用，同时也是工作电路的一部分，同轴电缆传输理论上要求外导体应保持统一的接地零点位，若外导体积累了一定的电位差，则有可能影响数字信号的传输，产生误码。工作地与同轴外导体相连，保护地应保证主体框架的电气连通，工作地与保护地应分开，单元板与同轴外导体之间也应绝缘，以免机架或单元板意外带电而影响信号传输。由于一些设备之间（如传输、交换及移动基站设备）的工作电压及接地电位不同，可能会造成两端设备连接电缆外导体之间的电位差，同时，机房人员在DDF上插拔同轴时也可能将人体静电引入外导体而与端机设备形成电位差，易产生误码。如果在DDF上将外导体接地则可统一零点位，消除这些影响，并能防止一些意外的强电及雷电通过同轴电缆传到端机设备上造成损坏。3、光纤配线架（ODF：OpticalDistributionFrame）光纤配线架是光缆和光通信设备的配线连接设备，ODF主要用于光缆的固定、终结，光纤的盘储、保护和调度等。光缆的加强芯是金属的，特别是架空光缆由于光纤在外部暴露空间走线，可以感应非常高的雷击过电压。如果加强筋没有做接地处理，雷击时加强筋很可能对接地物体发生绝缘击穿，从而产生瞬间高温，或者由于雷击时的电感效应而产生的高电位差。在ODF架上应保证光缆加强芯接地线与ODF机架有良好的绝缘措施。固定时光缆的加强芯绝缘地固定在ODF架的专用端子上，然后通过10～16mm2的导线直接接到总地排上（如果距离较长的话，也需要增加相应的导线线径）。对光缆加强芯不是固定在ODF架而是固定在光缆终端盒上的光缆，金属光缆终端盒也应与走线架、设备机架保持良好的绝缘状态。4、综合配线架综合配线架集音频、光纤、数字配线单元于一体，能实现原总配线架、光纤、数字配线设备的功能，又节省了空间，且便于管理。一般使用综合配线架的局房条件较差，特别要注意接地问题，保证过压、过流保护器的安装。同时还需要加强用户外线电缆的管理，防止外线电缆与电力线搭接，对外线和电力线有交叉的地方应该做绝缘护套保护。五、相关参考标准和规范1、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》。2、YDJ26-89《通信局(站)接地设计暂行技术规定》。3、YD/T1051-2000《通信局（站）电源系统总技术要求》。4、YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》。5、YD5078-1998《通信工程电源系统防雷技术规定》。6、YD5098-2001通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范。7、国际电信联盟ITU-T相关建议及标准：K.27BondingConfigurationsandEarthinginsideaTelecommunicationBuilding.K.31BondingConfigurationsandEarthingofTelecommunicationInstallationinsideaSubscriber’sBuilding.K.41电信中心内部通信设备接口抗雷击能力通信系统是一个由多种业务和多种设备共同组成的一个综合系统，因此对设备防护的要求也相对较高。如果某一方面出现问题，都可能造成对本设备或其他设备的影响。因此，希望通过这篇文章引起大家对通信设备防护的足够重视，共同提高通信系统稳定性，为客户提供更高质量的服务。