专利名称：一种高等级防静电的工业以太网交换机的制作方法
技术领域：
—种高等级防静电的エ业以太网交换机技术领域[0001]本实用新型涉及ー种高等级防静电的エ业以太网交换机，特别是涉及エ业以太网交换机的电磁兼容。
背景技术：
エ业以太网交换机面板常出的接ロ有百兆电ロ、百兆光ロ、千兆电ロ、千兆光ロ等。光 ロ 主要使用 1X9 封装的光模块出 SC (Square Connector)、FC (Ferrule Connector) >ST (Stab&Twist Connector)接口和SFP封装的光模块用来出LC接ロ。1X9封装的光模块接ロ形式用分为SC接ロ、FC接ロ、ST接ロ。目前市面上很多エ业以太网交换机厂家都是以1X9封装光模块出的百兆光接ロ。变电站网络通信系统中推荐使用1X9封装的百兆光模块出ST接ロ。这种接ロ成本比SFP接ロ的成本低，光接ロ连接可靠性高。千兆光ロ都推荐使用SFP接ロ。另外，各个厂家通常都是使用1X9封装的百兆光模块直接通过机壳出接ロ，成本低，使用方便，板内占用空间少。见图I。现今，エ业以太网交换机都需要在电磁兼容设计上达到一定的等级，例如静电放电测试需要通过エ业四级，即±8KV的接触放电测试和±15KV的空气放电测试。测试方法是使用静电放电枪模拟人手的放电，只要是人手能接触到的地方都需要进行静电放电测试，接触壳体使用接触放电模式，塑料壳体使用空气放电模式。电磁兼容静电放电的エ业四级判定结果分为A、B、C、D四个判据。简单来说，A判据是设备性能没有下降；B判据是设备性能有所下降，但十扰消失后，能自动恢复；C是设备发尘死机等，需要人为重启能恢复エ作的；D判据是设备损坏，不能恢复。(具体见IEC6100042标准)。目前，多数场合设备只要能通过电磁兼容静电放电エ业四级的B判据就能通过相关行业的测试认证，就能满足应用的要求。但是有个别行业及客户要求此项指标需要能过A判据，例如国家电网在智能变电站的应用就有此要求，如果不能通过电磁兼容静电放电エ业四级A判据，设备就不能在智能电网项目中销售。SFP封装的光模块出LC接ロ，只要机壳接触良好，能通过电磁兼容エ业四级静电放电A判据。但使用1X9封装的百兆光模块直接通过机壳出接ロ(包括SC、FC、ST接ロ)这种常用方式，在做电磁兼容静电放电エ业四级的实验时，都会有误码、丢包，即性能会有下降，只能通过B判据。分析其原因主要是1X9封装的百兆光模块是静电敏感器件，其是塑料外壳，尤其内部光转电的接收信号很弱，所以在其接ロ附近做静电放电时，其很容易受到干扰，导致误码。
发明内容为了解决上述技术问题，本发明提出ー种高等级防静电的エ业以太网交换机。—种高等级防静电的エ业以太网交换机，包括光模块和光纤转换器，所述光纤转换器为所述高等级防静电的エ业以太网交换机的外接接ロ，所述光模块包括集成电路板、发射组件和接收组件，所述发射组件和接收组件分别通过自身的信号输出管脚一端与所述集成电路板焊接连接，所述发射组件和接收组件的信号输出管脚另一端分别与所述光纤转换器通过光纤连接，此距离至少为15_。所述集成电路板包括调制芯片和驱动芯片，所述调制芯片接收所述接收组件的信号Al进行限幅放大处理后向所述高等级防静电的エ业以太网交换机内部输入差分信号，所述驱动芯片对所述高等级防静电的エ业以太网交换机内的信号进行驱动处理后向发射组件输出信号BI。所述发射组件和接收组件的信号输出管脚首先与所述光纤转换器的输出端ロ的端ロ组件连接，构成所述发射组件和接收组件的一部分。所述接收组件的信号输出管脚加装金属屏蔽。 所述光纤转换器为同型法兰盘或异形法兰盘。所述光纤能够采用0. 9mm、2mm或3mm的光纤。本发明提出的ー种高等级防静电的エ业以太网交换机，采取了包括光模块和光纤转换器，所述光纤转换器为所述高等级防静电的エ业以太网交换机的外接接ロ，所述光模块包括集成电路板、发射组件和接收组件，所述发射组件和接收组件分别通过自身的信号输出管脚一端与所述集成电路板焊接连接，所述发射组件和接收组件的信号输出管脚另ー端分别与所述光纤转换器通过光纤连接，此距离至少为15_，使得所述的高等级防静电的エ业以太网交换机满足了电磁兼容静电放电测试エ业四级的A判据，提高了所述交换机的电磁兼容的性能。
图I为交换机通常的光模块结构图图2为改进的交換机通常的光模块结构图图3为优化的交換机通常的光模块结构图图4收发一体光模块的内部电路结构框图图5为交换机网络报文转发监测图图6为常规百兆1X9收发一体光模块图7为改进的百兆1X9收发一体光模块
具体实施方式
下面具体结合说明书附图详细描述ー种高等级防静电的エ业以太网交换机，包括光模块和光纤转换器，所述光纤转换器为所述高等级防静电的エ业以太网交换机的外接接ロ，所述光模块包括集成电路板、发射组件和接收组件，所述发射组件和接收组件分别通过自身的信号输出管脚一端与所述集成电路板焊接连接，所述发射组件和接收组件的信号输出管脚另一端分别与所述光纤转换器通过光纤连接，此距离至少 所述集成电路板包括调制芯片和驱动芯片，所述调制芯片接收所述接收组件的信号Al进行限幅放大处理后向所述高等级防静电的エ业以太网交换机内部输入差分信号，所述驱动芯片对所述高等级防静电的エ业以太网交换机内的信号进行驱动处理后向发射组件输出信号BI。所述发射组件和接收组件的信号输出管脚首先与所述光纤转换器的输出端ロ的端ロ组件连接，构成所述发射组件和接收组件的一部分。所述接收组件的信号输出管脚加装金属屏蔽。所述光纤转换器为同型法兰盘或开形法兰盘。所述光纤能够采用
0.9mm>2mm或3_的光纤。下面具体以百兆光模块具体为例。把百兆光模块A放到机箱内部，使其远离设备机壳外壁，远离干扰源(即人手能接触到的地方)，接ロ处使用法兰盘C，光模块和法兰盘之间在机箱内部使用光跳线B连接。见图2。百兆光模块A可以使用1X9百兆光模块的SC(Square Connector)、FC(FerruleConnector)、ST (Stab&Twist Connector)接口中任意一种，也可以使用 SFF 和 SFP 封装的百兆光模块，其都是LC接ロ。这里推荐使用FC接ロ的1X9百兆光模块，因为其接ロ较短，光跳线的接头也短，可以减少机箱内部占用的空间，便于设备小型化，成本也比SFF和SFP封装的光模块低。法兰盘C也可以选择SC、FC、ST接口中的任意ー种，需要出哪种接ロ，就选什么接ロ的法兰盘，即接ロ F。法兰盘有很多种类，三种接ロ可以相互转换，例如有SC转FC的法兰盘，有FC转ST的法兰盘等，这些叫异形法兰盘，即接ロ E和接ロ F是不同的接ロ。 这里建议选用同种接ロ转同种接ロ的法兰盘，叫同形法兰盘，例如需要出SC ロ就选用SC转SC接ロ法兰盘，即接ロ E和接ロ F是相同的接ロ。同形法兰盘比异形法兰盘要便宜很多，可以节约成本。光跳线B的接头根据百兆光模块接ロ D和法兰盘的接ロ E做选择，光跳线可以根据需求可以选择直径为0. 9mm的紧包光纤，也可以选择常用的直径为3_的普通光纤等，这里最好选用直径为0.9_的紧包光纤，可以减小机箱内部占用的空间。另外，光跳线可以根据实际产品机箱内部的大小，选择不同长度的光跳线，光模块可以灵活选择焊接位置，应用起来更方便。另外，光模块离法兰盘和机壳的静电放电点之间要有15mm以上的距离，因为每毫米的距离基本能衰减IKV的静电放电的电磁干扰能量，这个距离能保证静电放电干扰对光模块基本没有影响。另外百兆光模块可以做成带尾纤的模块，即A和B做成一体，可以进ー步减小机箱内部占用的空间。见图3。除了之前的方案外，还有ー种方案。图4是光模块收发一体模块的内部电路结构图。调制芯片和接收组件之间、驱动芯片和发射组件之间都是集成电路板通过电信号Al和电信号BI分别与接收组件、发射组件连接。信号Al和信号BI离光模块接ロ很近，而且直接暴漏在外面，在设备接ロ附近做静电放电试验时，可能信号Al或信号BI被干扰，也可能信号Al和信号BI同时被干扰，导致误码、丢包。电路原理设计上，信号Al的信号比信号BI的信号更弱，更容易被干扰，另外，信号Al比信号BI更靠近接ロ，离干扰源更近，所以信号Al被干扰的可能性更大，但信号BI也不排除被静电场干扰。见图5，交換机通过光口和电ロ收发数据报文，网络测试仪同样收发数据报文用来监控交换机光口和电ロ的数据包情況。在光ロ附近做静电放电试验时，网络测试仪出现单向丢包，通过分析证明，光在设备接ロ附近做静电放电试验时，是信号Al被干扰，导致误码、丢包。 具体实施见图6和图7。图6是现在常规使用的百兆1X9收发一体光模块，也就是会导致静电放电测试丢包的光模块。图7是改进的百兆1X9收发一体光模块，具体改进点有三1、增加此光模块的接收组件的长度，使其和发射组件等长，使接收组件的敏感信号远离接ロ，见图7中标记I处。2、在接收组件的敏感信号处加金属屏蔽，使敏感信号被保护隔离，见图7中标记2处。3、为 了屏蔽后，信号便于焊接固定，避免与屏蔽壳短路，延长敏感信号的长度，使其在靠近电路板内部焊接固定，见图7中标记3处。
权利要求1.ー种高等级防静电的エ业以太网交换机，包括光模块和光纤转换器，所述光纤转换器为所述高等级防静电的エ业以太网交换机的外接接ロ，其特征在干所述光模块包括集成电路板、发射组件和接收组件，所述发射组件和接收组件分别通过自身的信号输出管脚一端与所述集成电路板焊接连接，所述发射组件和接收组件的信号输出管脚另一端分别与所述光纤转换器通过光纤连接，此距离至少为15_。
2.根据权利要求I所述的高等级防静电的エ业以太网交换机，其特征在于所述集成电路板包括调制芯片和驱动芯片，所述调制芯片接收所述接收组件的信号进行限幅放大处理后向所述高等级防静电的エ业以太网交换机内部输入差分信号，所述驱动芯片对所述高等级防静电的エ业以太网交换机内的信号进行驱动处理后向发射组件输出信号。
3.根据权利要求I所述的高等级防静电的エ业以太网交换机，其特征在于所述发射组件和接收组件的信号输出管脚首先与所述光纤转换器的输出端ロ的端ロ组件连接，构成所述发射组件和接收组件的一部分。
4.根据权利要求I所述的高等级防静电的エ业以太网交换机，其特征在于所述接收组件的信号输出管脚加装金属屏蔽。
专利摘要一种高等级防静电的工业以太网交换机，包括光模块和光纤转换器，所述光纤转换器为所述高等级防静电的工业以太网交换机的外接接口，所述光模块包括集成电路板、发射组件和接收组件，所述发射组件和接收组件分别通过自身的信号输出管脚一端与所述集成电路板焊接连接，所述发射组件和接收组件的信号输出管脚另一端分别与所述光纤转换器通过光纤连接，此距离至少为15mm，使得所述的高等级防静电的工业以太网交换机满足了电磁兼容静电放电测试工业四级的A判据，提高了所述交换机的电磁兼容的性能。
文档编号H05K9/00GK202406120SQ20112055943
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者郎庆凯 申请人:北京东土科技股份有限公司