【導(dǎo)讀】對(duì)于G.FAST等高帶寬線路，放置在線路上的任何電路保護(hù)元件的電容都可能會(huì)降低信號(hào)強(qiáng)度，從而降低其速率和覆蓋范圍。但是節(jié)點(diǎn)中的G.FAST調(diào)制解調(diào)器和電路必須受到保護(hù)，以防止雷電引起的浪涌造成損壞。以下將分析G.FAST電路保護(hù)所面臨的挑戰(zhàn)。
盡管客戶(hù)駐地設(shè)備(CPE)設(shè)計(jì)人員可采取三種基本的電路保護(hù)方案：氣體放電管(GDT)、瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管陣列和保護(hù)型晶閘管，但他們所選擇的任何設(shè)備都必須使其設(shè)計(jì)最小程度地符合浪涌TIA-968B(以前稱(chēng)為FCC第68部分)的要求。在美國(guó)，任何連接到公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)的通信設(shè)備均需具備此性能。其他國(guó)家也有類(lèi)似要求，如表1所示。一些G.FAST供應(yīng)商可能會(huì)傾向于在美國(guó)市場(chǎng)采用符合GR-1089-Core的安全設(shè)計(jì)。
表1
GDT、TVS二極管陣列和保護(hù)型晶閘管在G.FAST電路保護(hù)方面各有優(yōu)缺點(diǎn)：
GDT的優(yōu)點(diǎn)包括浪涌電流額定值高達(dá)20 kA，電容額定值低至 1 pF，0 V偏壓。它們通常用于一次保護(hù)，這是因?yàn)樗鼈兊睦擞款~定值很高，但是它們對(duì)高頻元件的干擾度較低，由此可用于高速數(shù)據(jù)鏈路。但是，對(duì)于G.FAST應(yīng)用來(lái)說(shuō)它們也有一些缺點(diǎn)，包括初始電壓閾值過(guò)高（這意味著在發(fā)生超過(guò)系統(tǒng)正常工作電壓的電涌時(shí)，它們可能無(wú)法在足夠低的閾值下激活以保護(hù)電路），安裝于黑暗環(huán)境中時(shí)GDT性能特征可能會(huì)發(fā)生變化，占用空間相對(duì)較大、電源故障期間會(huì)產(chǎn)生熱積累。
TVS二極管陣列是可提供低電壓閾值導(dǎo)通值的箝位型元件。然而，由于其箝位特性，它們會(huì)耗散更高的功率水平，因此必須加大尺寸，以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于晶閘管箝位元件的浪涌額定值。這種尺寸較大的硅封裝可產(chǎn)生可能與高帶寬信號(hào)不兼容的較高斷態(tài)電容值。
保護(hù)型晶閘管是一種PNPN元件，可以被認(rèn)為是沒(méi)有柵極的晶閘管。當(dāng)它超過(guò)峰值斷態(tài)電壓(VDRM)時(shí)，它會(huì)將瞬態(tài)電壓箝位在器件的開(kāi)關(guān)電壓(VS)額定值內(nèi)。然后，一旦流經(jīng)它的電流超過(guò)其開(kāi)關(guān)電流，它就會(huì)快速切斷（撬棍）并模擬短路狀況。而流經(jīng)它的電流小于其載流(IH)時(shí)，它將復(fù)位并恢復(fù)到其高斷態(tài)阻抗。該應(yīng)用的下一代保護(hù)型晶閘管優(yōu)點(diǎn)包括響應(yīng)時(shí)間快速、電氣特性穩(wěn)定、長(zhǎng)期可靠性和電容較低。而且由于它們是開(kāi)關(guān)型保護(hù)器，不會(huì)因電壓造成損壞。
在美國(guó)，電信公司在網(wǎng)絡(luò)側(cè)安裝設(shè)備的電路保護(hù)（例如，安裝光纖網(wǎng)絡(luò)終端單元或ONT的附近機(jī)柜中）必須符合NEBS（網(wǎng)路設(shè)備建設(shè)系統(tǒng)）設(shè)計(jì)指南，這反過(guò)來(lái)可能需要符合GR-1089第6期端口類(lèi)型3浪涌。由于這些回路很短，端口類(lèi)型可被指定為類(lèi)型3a / 5a。每個(gè)供應(yīng)商應(yīng)界定其自身的防雷電要求。端口類(lèi)型3是這類(lèi)設(shè)備中的最嚴(yán)重情況。欲了解有關(guān)端口類(lèi)型的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)表2。
表2
來(lái)源：Littelfuse
