DWDM通信設備的熱設計
發布時間:2010-11-09
中心議題:
當代通信技術的發展極為迅速,通信設備的速度已經從前幾年的155M,發展到現今的622M、2.5G、10G,甚至40G,可以肯定的是,今後還將朝著更高的速度發展。在SDH、DWDM等deng高gao速su傳chuan輸shu設she備bei中zhong普pu遍bian使shi用yong了le多duo層ceng電dian路lu板ban和he高gao密mi度du的de表biao麵mian貼tie裝zhuang元yuan件jian,但dan隨sui之zhi而er來lai的de是shi愈yu發fa不bu容rong忽hu視shi的de散san熱re問wen題ti。當dang這zhe些xie設she備bei內nei部bu的de溫wen度du過guo高gao時shi,將jiang可ke能neng導dao致zhi電dian支zhi路lu或huo光guang支zhi路lu出chu現xian誤wu碼ma或huo者zhe信xin號hao中zhong斷duan等deng現xian象xiang,嚴yan重zhong影ying響xiang通tong信xin質zhi量liang和he設she備bei的de長chang期qi正zheng常chang使shi用yong,因yin此ci必bi須xu在zai係xi統tong設she計ji過guo程cheng中zhong對dui設she備bei進jin行xing認ren真zhen細xi致zhi的de散san熱re設she計ji。
密集波分複用(DWDM)設備的散熱設計
32波DWDM設備包括光終端設備、光中繼設備和光分插複用設備三大類,采用靈活的模塊式結構,插入到不同的子架構成不同的設備。下麵介紹32X2.5GDWDM終端在機械機構方麵的特點。
32X2.5GDWDM終端由一個光放大與監控子架和兩個光信道子架組成。光放大及監控子架和光信道子架采用靠背椅結構,子架的光、電信號均采用前出線,高度為11U。3U電源子架提供-48V電源,機架采用21″標準機架。子架工作時的功率參數和環境條件見表1與表2。

自然散熱方式
由表1可知DWDM終端的功率並不大,但每個子架中的單盤多達18塊,出於電磁屏蔽的需要,子架的左右側板、上shang下xia托tuo盤pan與yu單dan盤pan的de麵mian板ban之zhi間jian形xing成cheng了le一yi個ge緊jin密mi的de金jin屬shu盒he體ti,影ying響xiang了le子zi架jia內nei單dan盤pan與yu外wai界jie環huan境jing正zheng常chang的de熱re交jiao換huan,同tong時shi設she備bei需xu要yao長chang期qi在zai惡e劣lie的de環huan境jing條tiao件jian下xia運yun行xing,若ruo沒mei有you良liang好hao的de散san熱re,可ke能neng會hui損sun壞huai部bu分fen對dui溫wen度du比bi較jiao敏min感gan的de芯xin片pian和he單dan盤pan。圖tu1是21″DWDM終端設備光信道子架結構圖。

子架的熱設計主要包括單盤和子框的熱設計,具體的方法如下。
(1)在功率較大的電子元器件上安裝小風扇或銅、鋁導熱條、散熱肋片。
(2)PCB板上電子元件安裝的方位要符合冷卻氣流的流動特性,即與氣流流動的方向一致。
(3)合理安排元件,把不耐熱的元件放在冷卻氣流的入口處,耐熱性好的元件放在冷卻氣流的出口處。
(4)起qi拔ba器qi采cai用yong導dao熱re係xi數shu高gao的de材cai料liao。由you於yu起qi拔ba器qi外wai側ce直zhi接jie暴bao露lu在zai環huan境jing空kong氣qi中zhong,實shi際ji上shang起qi到dao了le導dao熱re肋lei片pian的de散san熱re作zuo用yong。數shu量liang眾zhong多duo的de起qi拔ba器qi能neng夠gou有you效xiao地di降jiang低di子zi架jia內nei部bu的de溫wen度du。
(5)麵板、上下托盤、左右側板、qianhougaibanquanbucaiyongdaorexishujiaogaodelvhejin,bingqiezaishangxiatuopanbiaomianduichengweizhichongchuxiangtongdeyuankong,baozhengqiliudechangtong。kaolvdaodiancipingbidexuyao,yuankongdechicunyibanyingxiaoyu5毫米。
強迫通風散熱-整機係統的熱設計
DWDM設(she)備(bei)中(zhong)僅(jin)僅(jin)對(dui)子(zi)架(jia)采(cai)用(yong)自(zi)然(ran)散(san)熱(re)方(fang)式(shi)是(shi)不(bu)夠(gou)的(de),還(hai)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)風(feng)機(ji)進(jin)行(xing)強(qiang)迫(po)通(tong)風(feng)散(san)熱(re)。具(ju)體(ti)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)設(she)備(bei)中(zhong)每(mei)一(yi)個(ge)子(zi)架(jia)的(de)下(xia)麵(mian)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)風(feng)機(ji)盒(he)-風扇子架,在機架的頂部安裝一個風扇子架,通過強迫通風降低每個子架內的溫度。機架的結構如圖2所示。
采用強迫通風散熱設計的關鍵在於風扇子架的設計和正確選擇風道以便合理地控製和分配氣流。
根據DWDM終端的整機功率,確定風扇子架由3個3.5W的直流風扇並聯組成的,子架高度為1U。為了形成風道,在風扇子架的上下表麵衝出較大尺寸的圓孔,並且將風扇的軸心安裝在功能子架的中心;同(tong)時(shi)在(zai)機(ji)架(jia)的(de)頂(ding)部(bu)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)風(feng)扇(shan)子(zi)架(jia),子(zi)架(jia)的(de)前(qian)後(hou)門(men)開(kai)小(xiao)圓(yuan)孔(kong),這(zhe)樣(yang)風(feng)扇(shan)可(ke)以(yi)將(jiang)環(huan)境(jing)空(kong)氣(qi)吸(xi)入(ru)機(ji)架(jia)內(nei),空(kong)氣(qi)在(zai)子(zi)架(jia)旁(pang)流(liu)過(guo)帶(dai)走(zou)部(bu)分(fen)熱(re)量(liang),最(zui)後(hou)由(you)機(ji)架(jia)頂(ding)部(bu)的(de)方(fang)孔(kong)排(pai)出(chu),形(xing)成(cheng)風(feng)道(dao)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)保(bao)證(zheng)了(le)機(ji)架(jia)的(de)進(jin)風(feng)和(he)熱(re)空(kong)氣(qi)的(de)流(liu)通(tong),起(qi)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)散(san)熱(re)作(zuo)用(yong)。
為了保證風扇子架和DWDM終端設備的正常工作,在風扇子架麵板上設置了告警燈,可以及時檢測風扇的工作情況;在機架頂的電源與環境監控板上設計了溫度檢測功能,當子架的工作溫度超過警戒溫度時發出告警。
對DWDM終端設備的熱設計進行測試
對DWDM終端設備的高溫測試結果見表3,該測試結果表明產品的熱設計完全符合ITU-T的要求,可以長期穩定可靠運行。
熱設計是DWDMdenggaosutongxinxitongshejizhongbixukaolvdewenti,shejidehaohuaiyufouzhijieyingxiangdaoshebeigongzuodewendingxingyukekaoxing。shangmianjieshaodeshejifangfajiandanshiyong,duiqitashebeidereshejiyeyouhenhaodejiejianzuoyong。
- 密集波分複用(DWDM)設備的散熱設計
- 起拔器采用導熱係數高的材料
- PCB板上電子元件安裝的方位要符合冷卻氣流的流動特性
- 在功率較大的電子元器件上安裝小風扇或銅、鋁導熱條、散熱肋片
- 麵板、上下托盤、左右側板、前後蓋板全部采用導熱係數較高的鋁合金
當代通信技術的發展極為迅速,通信設備的速度已經從前幾年的155M,發展到現今的622M、2.5G、10G,甚至40G,可以肯定的是,今後還將朝著更高的速度發展。在SDH、DWDM等deng高gao速su傳chuan輸shu設she備bei中zhong普pu遍bian使shi用yong了le多duo層ceng電dian路lu板ban和he高gao密mi度du的de表biao麵mian貼tie裝zhuang元yuan件jian,但dan隨sui之zhi而er來lai的de是shi愈yu發fa不bu容rong忽hu視shi的de散san熱re問wen題ti。當dang這zhe些xie設she備bei內nei部bu的de溫wen度du過guo高gao時shi,將jiang可ke能neng導dao致zhi電dian支zhi路lu或huo光guang支zhi路lu出chu現xian誤wu碼ma或huo者zhe信xin號hao中zhong斷duan等deng現xian象xiang,嚴yan重zhong影ying響xiang通tong信xin質zhi量liang和he設she備bei的de長chang期qi正zheng常chang使shi用yong,因yin此ci必bi須xu在zai係xi統tong設she計ji過guo程cheng中zhong對dui設she備bei進jin行xing認ren真zhen細xi致zhi的de散san熱re設she計ji。
密集波分複用(DWDM)設備的散熱設計
32波DWDM設備包括光終端設備、光中繼設備和光分插複用設備三大類,采用靈活的模塊式結構,插入到不同的子架構成不同的設備。下麵介紹32X2.5GDWDM終端在機械機構方麵的特點。
32X2.5GDWDM終端由一個光放大與監控子架和兩個光信道子架組成。光放大及監控子架和光信道子架采用靠背椅結構,子架的光、電信號均采用前出線,高度為11U。3U電源子架提供-48V電源,機架采用21″標準機架。子架工作時的功率參數和環境條件見表1與表2。

自然散熱方式
由表1可知DWDM終端的功率並不大,但每個子架中的單盤多達18塊,出於電磁屏蔽的需要,子架的左右側板、上shang下xia托tuo盤pan與yu單dan盤pan的de麵mian板ban之zhi間jian形xing成cheng了le一yi個ge緊jin密mi的de金jin屬shu盒he體ti,影ying響xiang了le子zi架jia內nei單dan盤pan與yu外wai界jie環huan境jing正zheng常chang的de熱re交jiao換huan,同tong時shi設she備bei需xu要yao長chang期qi在zai惡e劣lie的de環huan境jing條tiao件jian下xia運yun行xing,若ruo沒mei有you良liang好hao的de散san熱re,可ke能neng會hui損sun壞huai部bu分fen對dui溫wen度du比bi較jiao敏min感gan的de芯xin片pian和he單dan盤pan。圖tu1是21″DWDM終端設備光信道子架結構圖。

子架的熱設計主要包括單盤和子框的熱設計,具體的方法如下。
(1)在功率較大的電子元器件上安裝小風扇或銅、鋁導熱條、散熱肋片。
(2)PCB板上電子元件安裝的方位要符合冷卻氣流的流動特性,即與氣流流動的方向一致。
(3)合理安排元件,把不耐熱的元件放在冷卻氣流的入口處,耐熱性好的元件放在冷卻氣流的出口處。
(4)起qi拔ba器qi采cai用yong導dao熱re係xi數shu高gao的de材cai料liao。由you於yu起qi拔ba器qi外wai側ce直zhi接jie暴bao露lu在zai環huan境jing空kong氣qi中zhong,實shi際ji上shang起qi到dao了le導dao熱re肋lei片pian的de散san熱re作zuo用yong。數shu量liang眾zhong多duo的de起qi拔ba器qi能neng夠gou有you效xiao地di降jiang低di子zi架jia內nei部bu的de溫wen度du。
(5)麵板、上下托盤、左右側板、qianhougaibanquanbucaiyongdaorexishujiaogaodelvhejin,bingqiezaishangxiatuopanbiaomianduichengweizhichongchuxiangtongdeyuankong,baozhengqiliudechangtong。kaolvdaodiancipingbidexuyao,yuankongdechicunyibanyingxiaoyu5毫米。
強迫通風散熱-整機係統的熱設計
DWDM設(she)備(bei)中(zhong)僅(jin)僅(jin)對(dui)子(zi)架(jia)采(cai)用(yong)自(zi)然(ran)散(san)熱(re)方(fang)式(shi)是(shi)不(bu)夠(gou)的(de),還(hai)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)風(feng)機(ji)進(jin)行(xing)強(qiang)迫(po)通(tong)風(feng)散(san)熱(re)。具(ju)體(ti)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)設(she)備(bei)中(zhong)每(mei)一(yi)個(ge)子(zi)架(jia)的(de)下(xia)麵(mian)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)風(feng)機(ji)盒(he)-風扇子架,在機架的頂部安裝一個風扇子架,通過強迫通風降低每個子架內的溫度。機架的結構如圖2所示。
采用強迫通風散熱設計的關鍵在於風扇子架的設計和正確選擇風道以便合理地控製和分配氣流。
根據DWDM終端的整機功率,確定風扇子架由3個3.5W的直流風扇並聯組成的,子架高度為1U。為了形成風道,在風扇子架的上下表麵衝出較大尺寸的圓孔,並且將風扇的軸心安裝在功能子架的中心;同(tong)時(shi)在(zai)機(ji)架(jia)的(de)頂(ding)部(bu)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)風(feng)扇(shan)子(zi)架(jia),子(zi)架(jia)的(de)前(qian)後(hou)門(men)開(kai)小(xiao)圓(yuan)孔(kong),這(zhe)樣(yang)風(feng)扇(shan)可(ke)以(yi)將(jiang)環(huan)境(jing)空(kong)氣(qi)吸(xi)入(ru)機(ji)架(jia)內(nei),空(kong)氣(qi)在(zai)子(zi)架(jia)旁(pang)流(liu)過(guo)帶(dai)走(zou)部(bu)分(fen)熱(re)量(liang),最(zui)後(hou)由(you)機(ji)架(jia)頂(ding)部(bu)的(de)方(fang)孔(kong)排(pai)出(chu),形(xing)成(cheng)風(feng)道(dao)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)保(bao)證(zheng)了(le)機(ji)架(jia)的(de)進(jin)風(feng)和(he)熱(re)空(kong)氣(qi)的(de)流(liu)通(tong),起(qi)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)散(san)熱(re)作(zuo)用(yong)。
為了保證風扇子架和DWDM終端設備的正常工作,在風扇子架麵板上設置了告警燈,可以及時檢測風扇的工作情況;在機架頂的電源與環境監控板上設計了溫度檢測功能,當子架的工作溫度超過警戒溫度時發出告警。
對DWDM終端設備的熱設計進行測試
對DWDM終端設備的高溫測試結果見表3,該測試結果表明產品的熱設計完全符合ITU-T的要求,可以長期穩定可靠運行。
熱設計是DWDMdenggaosutongxinxitongshejizhongbixukaolvdewenti,shejidehaohuaiyufouzhijieyingxiangdaoshebeigongzuodewendingxingyukekaoxing。shangmianjieshaodeshejifangfajiandanshiyong,duiqitashebeidereshejiyeyouhenhaodejiejianzuoyong。
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