浅谈静电对光传输设备的影响及防护措施

浅谈静电对光传输设备的影响及防护措施
摘要:随着光传输设备传输速率的增长和集成度的提高,高速率传输设备的电路板对静电的敏感性也越来越高。

在我们日常生活中随处可见的小小静电,极有可能成为光传输设备的隐形杀手。

因此防静电工作在我们的光传输机房的日常维护中的地位也越来越重要了。

关键词:静电机房光传输设备湿度接地
1 静电对光传输设备的危害
静电放电(Electrostatic discharge.ESD)是电子设备应用领域的一大危害。

这主要表现为静电放电会造成电子设备内的集成电路、压电器件、膜电阻、薄膜及厚膜固态器件的损坏,因此使电子设备维修费用增加,维修时间加长,从而降低了电子设备的利用率。

静电对光传输设备损害特点有以下四点。

(1)隐蔽性:静电对光传输设备的损坏,一般来说,人体是不会感知的,当然静电放电除外。

由于人体感知静电放电的电压为2kV～3kV,发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,所以静电具有隐蔽性。

(2)潜伏性:由于光传输设备元器件制造技术越来越高,静电对光传输设备造成的元器件损坏一般仅仅造成光传输设备的性能有一定程度的变化,但并没有明显的下降,一般来说在维护光传输设备的过程中很难发现。

但是,多次静电损害特别是多次静电放电,就会造成光传
输设备元器件形成内伤,影响光传输设备的功能。

因此,静电对光传输设备的损害具有潜在性。

(3)随机性:一个元件从制造到组成光传输设备,直到该元件损坏,所有的过程都会受到静电威胁。

由此看来,静电对光传输设备的损害是随机的。

因此,其损害也就具备了随机型。

(4)复杂性:静电对光传输设备产生损害影响了设备的性能,由于电子元器件产品精、细、微小结构特点,因此设备日常维护工作也是困难的,不仅费时、费事、费钱,而且要求日常维护具有较高的技术水平。

即使如此,有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别,使人误把静电损伤故障当作其他故障。

同时,日常维护人员容易认为是单板元器件失效是其他因素造成的,就掩盖了元器件失效的真正原因。

所以,静电对光传输设备单板电子器件损伤的分析具有复杂性。

现在传输网运行的光传输设备静电敏感器件主要分为两大类:一类为光模块,另一类为高速数字电路。

随着传输产品速率增长和集成度的提高,高速率传输设备的电路板对静电敏感性也越来越高。

在人体移动、衣服摩擦、鞋与地板的摩擦或手拿普通所料制品等情况下,人体会产生静电磁场,并较长时间在人体上保存。

在接触设备,手拿插板、单板、IC芯片等很容易造成单板或器件的静电损伤。

2 各种行为、材料及湿度对静电大小的影响
静电电压的典型值(如表1)。

3 如何减小静电对光传输设备的影响
光传输设备的正常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。

在机房内,由于设备在运行,人员在活动,静电就时时刻刻存在着,减少静电的产生和最大程度地消除已经产生的静电,是防止静电危害的两条基本思路。

下面就机房防止静电的产生和静电防护的一些措施做一阐述。

(1)保持传输机房适当的湿度,湿度设置可以参照《电子信息系统机房设计规范》(GB50174–2008)中的环境要求,在室内放置一个湿度计,过度干燥时,开启加湿器;湿度过大时,开启除湿器(有独立空调的,可以使用空调的除湿功能,而不必单独设置除湿器),将湿度控制在合理的范围内。

(2)静电接地,静电接地是指将带电物体上的静电荷通过接地导线及时泄入大地,从而消除物体对地的电位差,避免高电位。

接地法是消除静电最简单的方法。

消除导电体上的静电,接地电阻一般为1kΩ。

但若绝缘体上带有静电,将绝缘体直接接地反而容易发生电火花,这时,
宜在绝缘体与大地之间保持有效的电阻值。

(3)机房电磁屏蔽,机房电磁屏蔽的基本原理是依据“法拉第笼”,根据接地导体静电平衡的条件,笼体是一个等位体,内部电位为零,电场为零,电荷分布在笼体的外表面上,从而消除外界电磁感应对机房的影响。

(4)合理布线,光传输机房的布线很多,合理布线,可以减少静电的产生。

主要从以下三个方面考虑:(1)强电线路与弱电线路分开敷设,防止强电干扰;(2)进入机房的线缆屏蔽层、金属桥架、光缆的金属接头等,应在进入机房处做一次接地处理,即与机房内汇流排可靠连接;(3)不同线缆的敷设其间距应适当。

尤其在防静电地板下面的线缆,强电线缆与弱电线缆在地面平铺,在工程中,应当把它们保持合理间距。

(5)光传输机房工作人员应穿戴防静电服装,配带腕带。

要求光传输机房的工作人员在进入机房前,应穿戴好防静电工作服,并在接触设备前,触摸一下接地良好的金属设施,释放身上的静电。

在机房内长时间工作的人员,最好戴上腕带,腕带的另一端应就近可靠接至设备机架或外壳。

(6)当光传输设备所用的防静电封装的单板从一个温度较低、较干燥的环境拿到机房,至少要放置30min后才能开封,禁止用手直接触摸单板的元器件。

严禁将单板或芯片放置在非防静电材质上。

更换下来的故障单板应放置在防静电屏蔽袋或防静电吸塑盒内,防静电屏蔽
袋应长于隔震外套2cm～3cm。

每个防静电屏蔽袋只能放置一块单板。

单板不能裸露叠放。

4 结语
综上所述,光传输设备的静电防护是一个系统工程,是一个具有系统性、立体化、全防位、全过程的综合性工作。

防止静电的产生和消除已产生的电荷,在防护工作中同等重要。

光传输机房应根据其所处环境、设备的耐受能力、系统的重要性等方面进行综合考虑,采取适当的静电防护措施。

通常,综合采用文中所述消除静电的方式,足以满足系统运行要求。