Ochrona przed przepięciami w sieciach ISDN

Transkrypt

1 OGANICZANIE PZEPIĘĆ W YEMACH PZEYŁ YGNAŁÓW Ochron przed przepięcimi w siecich IDN Andrzej ow Wstęp Wzrost zpotrzeowni n usługi odiegjące od klsycznego przekzu telefonicznego spowodowł gwłtowny rozwój sieci telefonicznych z integrcją usług tzw. sieci IDN (ng. Integrted ervices Digitl Network). Wśród podstwowych zlet sieci IDN nleży wymienić: wykorzystnie istniejącej infrstruktury w otoczeniu onent (oniż to zncznie koszt wprowdzni systemu), cyfrowy przekz sygnłu od onent do centrli onenckiej i systemu komutcyjnego włącznie, możliwość przekzu nie tylko głosu, le również relizowni usług niefonicznych (np. przekzy cyfrowe, dostęp do z dnych, grfik, orzy ruchome ). jednoliceni sposoów przesyłu sygnłów umożliwi tworzenie systemów telekomunikcyjnych i teleinformtycznych przy jednoczesnym wzroście wymogów dotyczących ich niezwodnego i ezwryjnego dziłni. tworzenie wrunków do tkiej prcy wymg zstosowni ogrniczników przepięć, które instlowne w siecich IDN powinny spełnić nstępujące wymgni: nie wpływć n jkość przesyłnych sygnłów, ogrniczć przepięci poniżej poziomu odporności udrowej stosownych urządzeń, chrkteryzowć się włściwościmi ochronnymi dekwtnymi do występującego zgrożeni. ieci IDN Wprowdzenie techniki trnsmisji sygnłów cyfrowych n poziomie łączy onenckich spowodowło znczną poprwę jkości usług (m.in. elimincję przesłuchów, szumów, zkłóceń i znieksztłceń) orz umożliwiło trnsmisję dowolnego typu informcji. jednolicenie form przesyłu dnych stworzyło możliwości: o wykorzystni tych smych łączy i urządzeń technicznych (stndryzcj urządzeń), o ujednoliceni zsd udostępnini użytkownikowi różnego rodzju informcji, o ciągłego rozszerzni zestwu usług oferownych onentowi, o połączeni ze soą wielu innych sieci (np. komputerowych). Ay umożliwić przyłączenie do sieci IDN różnego rodzju urządzeń końcowych zdefiniowno ogrniczoną liczę styków użytkownik z siecią. Określją one stndrd elektryczny, mechniczny, procedurlny i funkcjonlny. Ogólny schemt dostępu użytkownik do sieci IDN przedstwi rysunek 1. W centrli instlowne są urządzeni L i E zpewnijące włściwą jej współprcę z łączem onenckim. Dodtkowo urządzenie L njczęściej zwierją elementy lu ukłdy chroniące wyposżenie centrli przed przepięcimi tmosferycznymi. Pozostłe urządzeni przedstwione n rys.1. instlowne są u onent. ki podził kompetencji powoduje, że njczęściej użytkownicy powinni podjąć decyzję o ewentulnym zstosowniu ogr-

2 niczników przepięć do ochrony wykorzystywnych urządzeń sieci IDN. Informcje przedstwione w tym rtykule powinny ułtwić rozwiąznie tego prolemu. V E1 2 1 E2 A L Oszr dziłni telekomunikcji E Oznczeni E (ng. Exchnge ermintion) Logiczne zkończenie podłączeni linii telefonicznej do centrli, L (ng. Line ermintion) Fizyczne podłączenie linii telefonicznej do centrli 1 (ng. Network ermintion type1) rządzenie zkończeni sieciowego od strony centrli, 2 - (ng. Network ermintion type2) rządzenie zkończeni sieciowego od strony onent (wewnętrzn centrl telefoniczn IDN), A - rządzenie umożliwijące podłączenie urządzeń nlogowych lu cyfrowych nie ędących urządzenimi IDN (np. stry telefon nlogowy czy modem komputerowy) do sieci IDN, E1 (ng. erminl Equipment type 1) erminl cyfrowy IDN, E2 - (ng. erminl Equipment type 2)erminl nlogowy lu cyfrowy nie ędący terminlem IDN,,,,,V (ng. eference Point) znormlizowne punkty odniesieni (przekroje). W przypdku rku urządzeni typu 2 punkty i są utożsmine i oznczone /, ys.1. truktur dostępu do sieci IDN W celu relizcji dostępu podstwowego do sieci IDN wykorzystuje się już zinstlowne linie onenckie. Loklizcj styku odpowid odcinkowi linii onenckiej, łączącej użytkownik sieci IDN z jego centrlą. odzj i jkość przewodów używnych w tym miejscu zncznie różni się od sieie w poszczególnych krjch. Dltego odstąpiono od międzynrodowej stndryzcji styku. W prktyce stosown jest lini dwuprzewodow cłkowit przepustowość styku musi wynosić 160 kit/s dl kżdego kierunku trnsmisji. W gestii producentów orz opertor sieci pozostwiono również doór prmetrów styku V zloklizownego wewnątrz wyposżeni centrlowego. Pozostłe punkty odniesieni zostły ściśle zdefiniowne odpowiednimi normmi CCI, co gwrntuje możliwość wzjemnej współprcy urządzeń różnych producentów. Dotyczy to szczególnie styku przeznczonego do przyłączni z jego pośrednictwem terminli onenckich. W tej części oszru sieci IDN wykorzystuje się łącze cztero przewodowe (oddzieln pr przewodów dl kżdego kierunku trnsmisji). Odporność udrow urządzeń sieci IDN W przypdku cyfrowej trnsmisji sygnłów IDN zkres dń i poziomy odporności udrowej określją zleceni CCI.

3 W przypdku urządzeń końcowych dołącznych do sieci IDN dni polegją n doprowdzeniu do urządzeni udrów npięciowo-prądowych o ksztłcie 1,2/50 8/20 w ukłdzie przedstwionym n rys.2. Genertor udrowy A B C D Bdne urządzenie elektroniczne foli metlow Z ys. 2. Połączenie genertor udrów npięciowo prądowych z dnym urządzeniem przypdek urządzeni dołącznego do szyn / sieci IDN Zlecny poziom odporności udrowej urządzeń wynosi 1000 V ( tl.1). lic 1. Odporność udrow urządzeń dołączonych do szyn / instlcji IDN orz urządzeń onenckich. Bdne urządzenie Wrunki dń rządzeni onenckie Ksztłt udru proierczego Wrtość szczytow npięci udrowego 10/700 1 kv ( przewód-ziemi) kv (przewód-ziemi) Licz udrów tosowne zezpieczeni 2 Brk Ochron podstwow rządzeni dołączone do szyn / instlcji IDN 1,2/50 8/20 1 kv Ocenijąc odporność udrową urządzeń zkończeni sieciowego nleży uwzględnić zrówno przepięci dochodzące ze styku (odporności udrowe zgodnie z dnymi w tl.1.) jk i ze styku. W przypdku przepięć przychodzących z sieci pulicznej (styk ) odporność udrow urządzeń powinn yć dn npięciem udrowym o ksztłcie 10/700 o wrtościch szczytowych uzleżnionych od zstosowni lu rku w linii ukłdów ochrony przeciwprzepięciowej (tl. 1). Ochron urządzeni zkończeni sieciowego Wymgni wyodręnieni tzw. podsieci onenckiej w strukturze sieci IDN, stwrzją konieczność zinstlowni u onent urządzeni zkończeni sieciowego. rządzenie może yć wykonne w formie jednego modułu lu rozdzielone n dw loki 1 i 2. Grnice między siecią onent siecią puliczną wyzncz lok 1 stnowiący interfejs między linią dwuprzewodową i oklowniem czteroprzewodowym. tosowne oecnie loki 1 mją postć pudełek (modułów) instlownych u onent i stnowią zkończenie jego linii. Bloki 2, njczęściej również w postci niewielkich modułów, umożliwiją udowę podsieci onenckiej, której struktur uzleżnion jest od wymgń użytkownik. Doór ukłdów chroniących przed przepięcimi urządzeni prcujące w sieci IDN jest njczęściej kompromisem pomiędzy występującym zgrożeniem, wymgnimi dotyczącymi ezwryjnego dziłni sieci orz ogrniczników przepięć. W przypdku umieszczeni urządzeni w sąsiedztwie centrli (instlowne są w tym smym udynku) orz krótkich linii do urządzeń końcowych możn nie stosowć ukłdów chroniących przed przepięcimi (rys.).

4 ) 2 1 oznczeni: - Ogr.1 i 2 - ogrniczniki chroniące przed przepięcimi dochodzącymi odpowiednio od strony linii dwu- i czteroprzewodowej, - w instlcji elektrycznej możn zstosowć ogrniczniki klsy II lu III. ) V Ogr. 1. ys.. Zsdy ochrony przed przepięcimi urządzeni : ) urządzenie niechronione, ) ochron przed przepięcimi dochodzącymi z linii dwuprzewodowe, c) ochron od strony linii dwu i czteroprzewodowej, d) kompleksow ochron od strony linii sygnłowych i instlcji elektrycznej. c) d) Ogr. 2 Ogr Ogrnicznik klsy II lu klsy III V Ogr. 1 20V Ogr. 1 20V Doprowdznie do urządzeni linii dwuprzewodowych z zewnątrz oiektu powoduje wzrost zgrożeni i stwrz wymóg stosowni ogrniczników chroniących przed przepięcimi występującymi w tych linich (rys.). zczególnie dotyczy to oiektów wolnostojących posidjących instlcje piorunochronne. Do ochrony stosowne są njczęściej ogrniczniki skłdjące się z odgromników gzownych i diod lu wrystorów. Przykłdowe rozwiązni tkich ukłdów ochronnych przedstwiono n rys.. Blok może znjdowć się w stosunkowo liskim sąsiedztwie urządzeń końcowych (odległości od kilkunstu do ok. 200m struktur tzw. krótkiej mgistrli psywnej). Odległości pomiędzy lokiem urządzenimi E1 mogą yć również zncznie większe i przekrczć 500m, w przypdku podłączeni do sieci grupy urządzeń końcowych, nwet dochodzić do 1000m jeśli użytkownik wykorzystuje tylko jedno urządzenie końcowe podłą czone do loku. W przypdku zncznych odległości orz wyprowdzni linii cyfrowego przesyłu sygnłów poz udynek nleży dodtkow zstosowć ogrniczniki chroniące przed przepięcimi dochodzącymi do styku urządzeni (rys.c). Doierjąc włściwości ogrniczników nleży uwzględnić podstwowe dne (ptrz tlic 2) chrkteryzujące styk.

5 ygnlizcj optyczn Zwor termiczn Zwor termiczn MOV Odgromnki Odgromniki MOV c d e ermo wyłącznik Zwor termiczn ermo wyłącznik Odgromnk ys.. chemty ogrniczników zpewnijących ochronę przed przepięcimi dochodzącymi z sieci pulicznej (styk - lini dwuprzewodow) lic 2. Podstwowe dne chrkteryzujące styk ID Prmetr zykość przesyłu Amplitudy przesyłnych impulsów Przewód- przewód (pr) Pr-pr przewodów Znmionowy prąd rooczy Impedncj flow kłd przewodów kłdy ochronne n wejściu przewodów yp łącz Wrtość 192 kbit/s 750 mv ±10% n 50 Ω 0 V Brk dnych 100Ω 2 pry skręconych przewodów Brk ukłdów 2 x IO 8877 (J5) Do ochrony przed przepięcimi dochodzącymi do styku stosowne są njczęściej ogrniczniki skłdjące się z odgromników gzownych orz ukłdów diod lwinowych o stosunkowo niewielkich pojemnościch (rys.5.). Do ochrony przed przepięcimi dochodzącymi od strony zsilni urządzeni nleży, zgodnie z zlecenimi dl instlcji elektrycznych w oiektch telekomunikcyjnych [], zstosowć kilkustopniowy (njczęściej dwustopniowy) system ochrony. W przypdku zncznych odległości pomiędzy ogrnicznikmi klsy III urządzeniem nleży zstosowć ogrniczniki przepięć klsy III (rys.d). Istnieje również możliwość wykorzystni ogrniczników kominownych chroniących przed przepięcimi występującymi w instlcji elektrycznej (odpowiednik ogrnicznik klsy II) orz w sieci pulicznej (styk ).

6 ys.5. Przykłdy schemtów ukłdów ochrony urządzeni przed przepięcimi dochodzącymi do styku : Ochron urządzeń końcowych W stndrdzie CCI przewidzino możliwość prcy w sieci IDN dwóch rodzjów urządzeń końcowych E1 i E2 (ptrz rys.1.). rządzeni E1, podłączne ezpośrednio do sieci IDN, podzielono n trzy grupy w zleżności od ich złożoności orz stopni integrcji funkcji (rys.6.). Występownie zncznych odległości pomiędzy urządzenimi końcowymi E1 i urządzeniem i ich rozmieszczenie w różnych oiektch może stworzyć konieczność zstosowni ogrniczników chroniących urządzeni końcowe. W tkich przypdkch ogrniczniki nleży instlowć ezpośrednio przed urządzenimi E1, niezleżnie od grupy, do której są one zliczne ( rys.7.). Ogrniczniki mogą yć instlowne przed urządzeniem ezpośrednio w torze sygnłowym (ptrz ogrnicznik z rys.5.) lu w montownych w knłch klowych gnizdch, z których sygnły doprowdzne są do urządzeń. erminle cyfrowe E1 erminle jednofunkcyjne (proste ), relizujące tylko jedną wyrną usługę (np. telefon cyfrowy) erminle mieszne (niefoniczne) łączące wiele rodzjów usług (np. sknery, drukrki, kmery, pmięci) erminle wielofunkcyjne (złożone) spełnijące funkcje stcji rooczych (łączenie usług oliczeniowych i telekomunikcyjnych) ys.6. ypowy podził terminli cyfrowych E1

7 telefks YK elefon cyfrowy komputer Zkończenie sieciowe Przetwrznie dnych Ogrnicznik przepięć ys.7. Przykłdowe rozmieszczenie ogrniczników przepięć chroniących urządzeni dołączone do styku Istnieje również możliwość stosowni ogrniczników chroniących urządzeni E1 przed przepięcimi od strony styku orz dochodzącymi z instlcji elektrycznej. W przypdku ochrony urządzeń końcowych E2 zsdy dooru ogrniczników są nlogiczne. Jedyną różnicą jest stosownie przedstwionych typów ogrniczników przed lokiem A (rys.1.). tosując przedstwione zsdy ochrony przeciwprzepięciowej stwrzmy wrunki do ezwryjnego dziłni urządzeń sieci IDN, które są w podsieci onenckiej Litertur 1. Kościelnik D.: IDN cyfrowe sieci zintegrowne usługowo. W Wrszw ow A., Jężk.: Ochron przed przepięcimi w typowych oiektch Zkłdów Energetycznych. PPiEE, Poznń CCI, Blue Book, Volume IX, ec.k.22. Overvoltges esistiility of Equipment Connected to n IDN / Bus.. Zleceni dl instlcji elektrycznych w oiektch telekomunikcyjnych P.A. z punktu widzeni komptyilności elektromgnetycznej. Wprowdzone Zrządzeniem Nr 56 Prezes P.A. z dni Hsse P: Üerspnnungsschutz von Niederspnnungsnlgen. Betrie elektronischer Geräte uch ei direkten Blitzschlägen. ÜV Verlg 1998.