VIỄN THÔNG – Điện toán tiên tiến: Thử nghiệm điện từ và an toàn điện

Chuỗi blog này là bài đánh giá về các thông số kỹ thuật và phương pháp thiết kế cần thiết để tạo các nền tảng điện toán có thể được triển khai trong Môi trường Viễn thông Biên.

GR-1089-CORE, Khả năng tương thích điện từ (EMC) và An toàn điện, bao gồm các yêu cầu và tiêu chí kiểm tra để thiết bị điện tử hoạt động đáng tin cậy trong môi trường viễn thông , chẳng hạn như Văn phòng trung tâm (CO) và Nhà máy bên ngoài (OSP). Điều này liên quan đến cả khả năng miễn nhiễm với nhiễu điện và điện từ cũng như tạo ra phát xạ điện từ gây rối. Cũng như GR-63-CORE, các tiêu chí thử nghiệm giúp đảm bảo môi trường an toàn cho các kỹ thuật viên lắp đặt và bảo trì.

Ban đầu, tiêu chí EMC và An toàn điện là một phần của GR-63-CORE. Tuy nhiên, vào đầu những năm 1990, quyết định được đưa ra là tách các tiêu chí vật lý và điện thành hai tài liệu riêng biệt. GR-63-CORE giữ phần vật lý trong khi phần điện phân nhánh vào tài liệu mà cuối cùng trở thành GR-1089-CORE.

GR-1089-Core chủ yếu xử lý điện từ và an toàn điện, giải quyết vấn đề bảo vệ chống Phóng điện tĩnh điện (ESD), Xung điện nhanh (EFT) và Nhiễu điện từ (EMI). Tài liệu được chia thành các phần và các yêu cầu được kiểm tra là:

1. 1. Xả tĩnh điện (ESD)/Độ bền thoáng qua nhanh (EFT)
   2. Nhiễu điện từ (EMI)
   3. Lỗi sét và điện
   4. Tiêu chí an toàn điện và quang
   5. ăn mòn
   6. Liên kết và nối đất
   7. Tiêu chí cổng nguồn DC

Ngoài ra còn có các trung đoàn thử nghiệm về cảm ứng điện ở trạng thái ổn định và chênh lệch điện thế DC, nhưng các thiết bị điện toán thường được miễn các thử nghiệm này.

Độ bền của ESD/EFT

Mọi người đều có kinh nghiệm với ESD, từ việc chạm vào tay nắm cửa vào một ngày mùa đông khô lạnh, cho đến việc lê bước trên thảm và hạ gục ai đó chỉ để gây phiền nhiễu. Đây là sự tích tụ của các electron trên một bề mặt, chẳng hạn như cơ thể con người, đột ngột được giải phóng khi tiếp xúc với mặt đất. ESD có thời lượng rất ngắn, thường được đo bằng nano giây.

ESD có thể đạt tới mức hàng chục nghìn vôn và tàn phá thiết bị điện tử. Ngoài việc thiết lập lại ngay lập tức hoặc lỗi, ESD có thể đưa ra các điểm yếu có thể không được nhìn thấy ngay lập tức nhưng có thể dẫn đến giảm tuổi thọ của sản phẩm.

Đối với Thử nghiệm ESD, Bộ tạo ESD hoặc Súng được sử dụng để tạo ra các lần phóng điện tại các điểm tiếp xúc bảo trì thông thường, chẳng hạn như cổng mạng, tay cầm và đầu nối nguồn. Bất kỳ lỗi không thể khôi phục, hư hỏng, mất chức năng hoặc hỏng bất kỳ dữ liệu nào được lưu trữ hoặc truyền đi đều được coi là lỗi thử nghiệm.

Trong khi ESD có thời lượng ngắn, Điện cực nhanh (EFT) là các sự kiện xung điện lặp đi lặp lại bùng phát trong thời gian dài hơn. Thử nghiệm tương tự được thực hiện trên Thiết bị đang thử nghiệm (EUT) bằng cách sử dụng cấu hình EFT, với tiêu chí đạt/không đạt tương tự như tiêu chí cho ESD.

Nhiễu điện từ (EMI)

Kiểm tra EMI, cả phát xạ và miễn nhiễm, thường được thực hiện trong buồng bán phản xạ. Các thành buồng hấp thụ RF, sử dụng bọt polyurethane được tẩm bụi than chì. Vật liệu hấp thụ này không cho phép phản xạ RF, điều này mô phỏng việc thiết bị được thử nghiệm được lắp đặt trong một không gian vô tận. Theo cách này, thiết bị giám sát RF sẽ chỉ phát hiện năng lượng bức xạ thực tế từ EUT và không ghi lại bất kỳ phản xạ nào.

Khả năng tương thích EMI chủ yếu được thúc đẩy bởi các quy tắc do Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) đặt ra.

Lỗi sét và điện

Mục tiêu chính của GR-1089-CORE là bảo vệ chống lại sét và các sự cố về điện cũng như khả năng tồn tại của thiết bị khi có thể. Thiết kế thiết bị vừa hoạt động vừa an toàn để xử lý sau khi gặp sét, sự cố nguồn điện hoặc đoản mạch là rất quan trọng để tạo ra một mạng có tính sẵn sàng cao và linh hoạt.

Đầu tiên, tất cả các điểm xâm nhập tiềm năng cho sét, lỗi điện và ngắn mạch đều được xác định. Tùy thuộc vào các loại giao diện đã xác định được liệt kê, một loạt thử nghiệm xung sét mô phỏng, sự cố nguồn và đoản mạch được thực hiện trên các cổng được xác định bằng EUT.

Mọi hư hỏng vĩnh viễn hoặc can thiệp thủ công để khôi phục EUT đều được coi là lỗi thử nghiệm.

Tiêu chí an toàn điện và quang

Chuỗi thử nghiệm này đo điện áp và dòng điện nhằm bảo vệ người vận hành khỏi bị thương trong các điều kiện vận hành thông thường.

Đầu tiên, EUT cần phải được đăng ký với cơ quan niêm yết được chứng nhận, chẳng hạn như Underwriter’s Laboratory (UL) và có số niêm yết được phê duyệt.

Các giao diện được liệt kê và xác minh là an toàn khi tiếp xúc trực tiếp. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng đầu dò kim loại, có hình dạng gần giống ngón tay, được đặt vào các cổng được liệt kê của EUT để kiểm tra bất kỳ sự chuyển đổi điện áp nào. Hầu hết các máy chủ được thiết kế với giao diện tiêu chuẩn công nghiệp, đáp ứng các yêu cầu về an toàn. Mối quan tâm thực sự là các giao diện không chuẩn không gây nguy hiểm.

ăn mòn

Điều này yêu cầu thiết bị được triển khai tới Nhà máy bên ngoài (OSP) phải sử dụng điện áp DC có cực âm. Đối với mạng viễn thông và mạng không dây, -48VDC là yêu cầu nguồn điển hình để đáp ứng các yêu cầu về ăn mòn. Phần “âm” của -48VDC có nghĩa là cực dương của nguồn điện/ắc quy được nối đất để cực âm của nguồn cấp là nguồn nóng.

Nối đất cực dương của nguồn cấp -48VDC giúp bảo vệ chống ăn mòn, đặc biệt là về điện, nơi có khả năng tồn tại môi trường ẩm ướt.

Liên kết và nối đất

Phần Nối đất và Nối đất bao gồm một loạt các thử nghiệm để tạo môi trường an toàn cho nhân viên lắp đặt và bảo trì, bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng liên quan đến lỗi, giảm thiểu nhiễu của thiết bị với các thiết bị đặt cùng vị trí khác và xác thực các phương pháp nối đất và nối đất tốt nhất điều đó sẽ góp phần tạo nên một thiết bị đáng tin cậy hơn và có tính sẵn sàng cao hơn.

Tiêu chí cổng nguồn DC

Chuỗi thử nghiệm này xác nhận việc tuân thủ các mức điện áp được chỉ định của Liên minh Giải pháp Công nghiệp Viễn thông (ATIS) dành cho Thiết bị Viễn thông.

Mặc dù -48VDC là điện áp được chấp nhận chung cho thiết bị viễn thông và mạng, nhưng đây là một phạm vi hoạt động, ví dụ từ -57VDC đến -37VDC, để tính đến sự sụt giảm điện áp DC theo khoảng cách trong khi vẫn đảm bảo thiết bị hoạt động.

Nguồn DC kiểm tra EUT trong dải điện áp DC và xác minh hoạt động, rằng thiết bị sẽ tắt khi điện áp giảm xuống dưới ngưỡng quy định và thiết bị sẽ hoạt động trở lại khi điện áp được phục hồi về dải hoạt động.

Các thử nghiệm được thực hiện đối với tình trạng quá điện áp và quá điện áp thấp để xác minh rằng thiết bị có thể tự bảo vệ, không bị hư hại và khôi phục hoạt động khi quá độ điện áp qua đi.

Việc tuân thủ cả tiếng ồn phát ra và khả năng miễn nhiễm đều được kiểm tra theo thông số kỹ thuật ATIS. Việc xác minh rằng việc dán nhãn thích hợp cho các đầu vào nguồn điện cũng được kiểm tra.

GR-1089-Core là một bộ kiểm tra điện và điện từ toàn diện với mục tiêu chính là bảo vệ con người khỏi bị tổn hại, bảo vệ thiết bị khỏi bị hư hại và cung cấp một môi trường viễn thông đáng tin cậy và không gây gián đoạn. Đối với phần GR-1089-Core của chứng nhận NEBS Cấp 3, một máy chủ thông thường sẽ phải trải qua hơn 60 trường hợp thử nghiệm, có khả năng mất vài tháng thời gian thử nghiệm để hoàn thành.