工業(yè)交換機(jī)和普通交換機(jī)功能上的區(qū)別

   工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在功能上與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊更接近，比如與各種現(xiàn)場總線的互通互聯(lián)、設(shè)備的冗余以及設(shè)備的實(shí)時(shí)等；而性能上的區(qū)別則主要體現(xiàn)在適應(yīng)外界環(huán)境參數(shù)的不同。工業(yè)環(huán)境除了有很多如：煤礦、艦船等特別惡劣的環(huán)境外，還有在EMI（電磁兼容性）、溫度、濕度以及防塵等方面有特殊要求的環(huán)境。其中溫度對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響面是最廣泛的。

一、衡量設(shè)備可靠性的指標(biāo)

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。任何產(chǎn)品不論是機(jī)械、電子，還是機(jī)電一體化產(chǎn)品都有一定的可靠性，產(chǎn)品的可靠性與實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的維護(hù)有著極大的關(guān)系。

衡量可靠性的指標(biāo)很多，常見的有以下幾種：

1．可靠度R（t），即產(chǎn)品在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，亦稱平均無故障時(shí)間MTBF(mean time between failure)；

2．平均維修時(shí)間MTTR是指產(chǎn)品從發(fā)現(xiàn)故障到恢復(fù)規(guī)定功能所需要的時(shí)間；

3．失效率λ（t），是指產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下使用到時(shí)刻t后，產(chǎn)品失效的概率。產(chǎn)品的可靠性變化一般都有一定的規(guī)律，其特征曲線形狀像浴盆，通常稱之為“浴盆曲線”。在實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)初期，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中的錯(cuò)誤、軟件不完善以及元器件篩選不夠等原因而造成早期失效率高；通過修正設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝、老化元器件、以及整機(jī)試驗(yàn)等，使產(chǎn)品進(jìn)入穩(wěn)定的偶然失效期；使用一般時(shí)間后，由于器件耗損、整機(jī)老化以及維護(hù)等原因，產(chǎn)品進(jìn)入了耗損失效期。這就是可靠性特征曲線呈“浴盆曲線”型的原因。衡量一個(gè)電子產(chǎn)品、尤其是工業(yè)類產(chǎn)品最常用的是MTBF，也就是平均無故障時(shí)間。

二、溫度和MTBF的關(guān)系

由于現(xiàn)代電子設(shè)備所用的電子元器件的密度越來越高，這將使元器件之間通過傳導(dǎo)、輻射和對流產(chǎn)生熱耦合。因此，熱應(yīng)力已經(jīng)成為影響電子元器件失效率的一個(gè)最重要的因素。對于某些電路來說，可靠性幾乎完全取決于熱環(huán)境。所以，為了達(dá)到預(yù)期的可靠性目的，必須將元器件的溫度降低到實(shí)際可以達(dá)到的最低水平。有資料表明：環(huán)境溫度每提高10℃，元器件壽命約降低1/2。這就是有名的“10℃法則”。

MTBF測試：目前國外廣泛采用Bellcore的RPP來測量設(shè)備的MTBF，這其中包括晶體管數(shù)量、功率衰減以及環(huán)境參數(shù)。我們分析其中用風(fēng)扇散熱的24口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的檢測報(bào)告，在環(huán)境溫度為30℃，40℃，50℃時(shí)，無風(fēng)扇交換機(jī)和有風(fēng)扇交換機(jī)的測試結(jié)果為：

另外，我們通過實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)結(jié)果：

1．如果不采用任何散熱措施，一臺24口的交換機(jī)（不含光口）正常工作4小時(shí)后，它的機(jī)內(nèi)溫度要比周圍的環(huán)境溫度高約40℃；而采用風(fēng)扇降溫的同樣的交換機(jī)的機(jī)內(nèi)溫度只比周圍的環(huán)境溫度高約15℃。

2．機(jī)內(nèi)溫度達(dá)到85℃時(shí)，實(shí)際上溫度已經(jīng)開始影響到了機(jī)內(nèi)主板很多芯片器件的壽命，也就是說，如果不采用很好的散熱措施，在外部環(huán)境溫度為45～50℃時(shí)，交換機(jī)的MTBF會大大下降。

由此可見，溫度對于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的影響是非常大的，如果像商用交換機(jī)一樣采用風(fēng)扇降溫，能夠有效降低機(jī)內(nèi)溫度而延長設(shè)備的MTBF，但風(fēng)扇本身的壽命又非常有限（2.28年）.

工業(yè)類設(shè)備不同于商用設(shè)備，往往是一開機(jī)就常年運(yùn)行，而且運(yùn)行的環(huán)境也往往較惡劣，沙塵、昆蟲、潮濕都會直接影響風(fēng)扇的運(yùn)行。一個(gè)質(zhì)量好的交換機(jī)，風(fēng)扇使用壽命一般在20000小時(shí)，風(fēng)扇到了年限以后，檢測并更換就變得非常重要。因?yàn)橹鲃?dòng)散熱性交換機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)散熱主要就是靠風(fēng)扇散熱，一旦風(fēng)扇失效而不及時(shí)更換，“10℃法則”將會起作用：機(jī)內(nèi)環(huán)境溫度每提高10℃，元器件壽命就降低1/2。交換機(jī)的機(jī)內(nèi)積熱將會快速導(dǎo)致交換機(jī)性能的下降，直至交換機(jī)崩潰。因此，工業(yè)交換機(jī)的散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也就是熱設(shè)計(jì)就顯得尤為重要了。

北京邁森簡介：

北京邁森科技有限公司是一家集自主研發(fā)、銷售集成業(yè)務(wù)、服務(wù)為一體的高科技技術(shù)企業(yè)，總部及研發(fā)基地設(shè)立于風(fēng)景秀麗的北京市海淀區(qū)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，“中關(guān)村生命科學(xué)園”。公司銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國，技術(shù)和研發(fā)實(shí)力雄厚，并致力于成為政府認(rèn)定的“高新技術(shù)企業(yè)”。

邁森業(yè)務(wù)涉及工業(yè)以太網(wǎng)通信、工業(yè)現(xiàn)場總線傳輸、工業(yè)光纖接入、工業(yè)電腦及電量管理系統(tǒng)等專業(yè)領(lǐng)域，主要產(chǎn)品均具有獨(dú)立的知識專權(quán)，CE、FCC、ROHS、IEC61850等多項(xiàng)國際認(rèn)證和電力行業(yè)EMC電磁兼容等各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，并致力通過國網(wǎng)電力科學(xué)研究院A類認(rèn)證測試等眾多國內(nèi)專業(yè)機(jī)構(gòu)組織的技術(shù)測試及認(rèn)證，滿足智能電網(wǎng)、煤礦安全、軌道交通等各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

更好的產(chǎn)品、更好的服務(wù)、更好的信譽(yù)，邁森通信秉承前瞻性的市場理念、卓越的通信產(chǎn)品和客戶利益至上的原則，憑借一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的嵌入式產(chǎn)品、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品、現(xiàn)場總線通訊傳輸以及工業(yè)通信管理機(jī)等產(chǎn)品，深入電力、能源、軌道交通、船舶、軍工、環(huán)保、煤炭、石油化工、工業(yè)控制等系統(tǒng)領(lǐng)域，產(chǎn)品已成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)、武漢地鐵2號4號線、重慶地鐵、三峽水利、華能風(fēng)電及多處大型煤礦等國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目。

北京邁森產(chǎn)品展示：

MS8M系列百兆網(wǎng)管型導(dǎo)軌式工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，滿足IEC61850-3標(biāo)準(zhǔn)，最多支持8個(gè)百兆口（最多支持4個(gè)光口）。

MS26MC系列百兆網(wǎng)管型機(jī)架式工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，滿足IEC61850-3標(biāo)準(zhǔn)，最多支持24個(gè)百兆口和2個(gè)百兆光口。