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工業級交換機如何最佳散熱

2017-6-29 15:17:21

由于過高溫度對工業級交換機影響是致命的,所以在設計這類產品時,除了設備的元器件要選擇寬溫度范圍的工業級元器件外,更要充分重視設備的熱設計。本文主要介紹不同功率的工業級交換機如何散熱。

1.散熱風扇的設計

商業級交換機的風扇,其工作一直處于全速(FullSPD)狀態,這不但會造成電能浪費、增大整機噪音外,還會增加不必要的電源發熱,機箱內灰塵過多堆積等,更為重要的是風扇在全速狀態時其壽命約為2萬小時,也就是2.28年(由SANYOFANDATASHEET給出的數據),2萬小時后風扇轉速會逐漸下降,給整機帶來不穩定因素。因為于沒有監控單元,這種隱患很難發現:例如當交換機丟包率逐漸上升時,并不容易查到是由于風扇老化轉速降低及灰塵堆積太厚導致機箱內關鍵部件溫度升高所致。

工業級交換機應使用高速(HighSPD)風扇并帶有智能監控電路,實時監測和控制網絡交換機的運行狀況,例如監控機箱風扇的溫度、主交換芯片溫度、機箱溫度,光收發器件溫度等,這也就是我們所說的“智能風扇”。

工業級交換機工作過程中智能監控電路會根據被測元件的溫度或風扇轉速信號自動調節風扇轉速,給網絡交換機散熱。風扇的轉速主要與交換機負載和環境溫度有關。在環境溫度一定時,當工業級交換機數據負載減輕時,功耗減小,風扇轉速自動降低,當工業級交換機數據負載加重時,功耗加大,風扇速轉速自動上升。在數據負載一定的情況下,當工業級交換機處在低溫環境時,風扇轉速自動降低,處在高溫環境時風扇轉速自動升高。在高溫高負載情況下,風扇可處在應急高速(HighSPD)狀態,比全速(FullSPD)狀態更能保證網絡安全運行。

2.智能風扇控制器運行特性

采用智能風扇控制技術后可延長風扇壽命,減少機內灰塵堆積、降低風扇噪聲,節約電量使用,保證系統有效工作。另外控制器不僅能對風扇失效停轉、溫度超過警戒線提供報警,而且對于由于老化或風道阻力異常增大、轉速低于正常值或監測點溫度異常升高等前期隱患均能給出相應的中英文語音提示,方便網絡管理人員將事故消滅在萌芽階段。

綜上所述,由于工業級交換機所處的環境的特殊性以及使用時的特殊性(不能停機),在對付高低溫,主要是高溫環境時采用的對策與普通交換機有很多不同的。

(1)對于較低功率情況,一般P≤10W時,盡量不采用風扇散熱,而采用自然散熱,如果通過自然對流,或者增大外殼面積、外殼褶皺,或者采用導熱較好的型材,如鋁等。

(2)對于功率較大情況,P≥15W時,尤其是有多個光口,甚至是多個單模光口的情況下,不能靠自然散熱解決問題時,應該采用主動散熱方式解決熱問題。而主動散熱方式目前主要是指加裝風扇,但由于工業級交換機不能停機且要長期運行的特殊性,風扇的使用應有如下考慮。

①風扇不同于普通電子設備的風扇,它應是智能的,智能風扇在使用壽命以及功能上與普通風扇有質的區別。

②智能風扇應設計為可以熱插撥的,也就是在系統不停機情況下,如果智能風扇系統報警(工作壽命到期等)情況下,可以在線更換風扇。采取了以上熱設計和散熱措施,就可以大大提高網絡設備的MTBF,延長其壽命,從而避開法則,使工業級交換機長期工作在一個“穩定,舒適”的溫度環境中,這樣“10℃法則”就不起作用,這樣也就保證了自動化過程中通訊系統的穩定和可靠性。


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