1 前言
相關標準規定， 電信設備必須能夠耐受浪湧和電源故 障。 通過提供遠端或設備終端保護， 或者兩者同時實施， 便 可以實現耐受性。 此外， 製造更可靠耐用的設備也可配合或 替代遠端或設備終端保護來實現保護。
在規劃電信設備的電路保護策略時， 重要的是考慮整個 系統。 為了降低成本， 可能會縮減保護方案的能力， 但是必 須使用更可靠的其它部件來補償這一點。 然而， 在這種情況 下增強下游部件可靠性的成本， 可能超過採用穩健性較差的 保護器所節約的成本。 有效的設計將會優化這些折衷平衡。
2 VDSL設計考慮事項
甚高速數位用戶線路路(ver y-high-speed digital subscriber line, VDSL)技術能夠支援高達52Mb/s的資訊傳輸速率。 標準 VDSL部署利用高達12MHz的頻譜， 而VDSL2允許選擇採用
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圖1 試驗資料顯示不同過電壓保護配置的電容效應
圖2 協同電路保護方案説明減少允通能量
高達30MHz的頻譜。
VDSL的能力取決於運營商和終端客戶設備之間的距 離， 以及現有銅纜的條件和銅纜外面的銅基礎設施。 根據環 路條件， VDSL能夠支持變化的位元速率和高頻寬服務， 比如 在電話銅纜線對上傳輸的HDTV節目頻道。
由於VDSL設備與公用交換電話網路(PSTN)的銅基礎設施 連接， 使得設備可能暴露於交流電力搭碰、電力線感應和雷 電浪湧引起的過電流和過電壓危害。
3 降低插入和回程損耗
隨著VDSL2的出現， 信號頻率從10MHz升高到30MHz， 使得系統設計人員面臨許多新的挑戰。 最重要的問題是降低 高速應用中的插入和回程損耗， 以及減少這些損耗對有效傳 輸距離和速率的影響。
用於保護系統的器件可能導致系統插入損耗增加， 因此VDSL的頻譜上限和過電壓保護設備的電容都是不容忽視 的問題。 有見及此， TE Connectivity(TE)已經完成了VDSL應
用中低電容晶閘管和GDT的信號損耗對比試驗。
圖3 GDT和晶閘管在4kV電壓水準下的試驗結果
圖1說明電容對幾種過電壓保護配置的插入損耗的影 響。 圖中顯示低電容GDT(1pF)的插入損耗最低， 而標準50A 晶閘管(50V DC偏壓時電容為15pF)和100 A微電容器件(50V DC偏壓時電容為20pF)的插入損耗略高。
該試驗圖中所示插入模組由230V 3極GDT或兩個270V
串聯晶閘管組成， 它們與兩個0.3m Cat 5e雙絞線對連接。
採用配備兩個North Hills的0301BB 50:100Ohm寬頻帶變 壓器的Agilent 8753ES向量網路分析儀進行插入損耗測定。
變壓器用於測量100Ohm阻抗條件下(等於VDSL頻譜的 線路阻抗)的模組插入損耗。 採用HP 4195低頻阻抗分析儀測 定1MHz在無偏壓條件下的電容。
4 實施VDSL低電容解決方案
圖2電路圖顯示了一個有效降低電容和允通能量(energylet-through)， 並且優化了電路保護方案的VDSL解決方案。
如該電路圖所示， GDT1提供了一級保護(350V- 1000V)。
G DT 2 和 G DT 3 器 件 與 晶 閘 管 串 聯 連 接 。 在 這 種 情 況 下， 晶閘管説明降低GDT的擊穿電壓， 並且降低浪湧時的 允通能量。 通過將高電容晶閘管與低電容GDT串聯來降低 總體電容。 TE的PolySwitch聚合物正溫度係數(PPTC)器件幫 助協調一級保護和二級保護。
圖3顯示GDT-晶閘管組合在雷擊時的性能表現( 4kV、 ITU K.20 10/700μS浪湧)。
330V， 晶閘管的擊穿電壓是250V。 在這種情況下， 動態擊 穿電壓由GDT決定。
5 總結
GDT通常用於説明保護敏感電信設備不受雷擊和設備 開關運作引起的瞬態浪湧電壓的損害。 GDT放在敏感設備 的前部和與其並聯， 可以充當高阻抗部件， 而並不影響正常 運作的信號。 由於GDT的電容低， 所以其插入損耗低於許 多其它過電壓保護技術器件。
由於GDT具有快速且準確的擊穿電壓特性， 因此適合 用於總配線架(MDF)模組、高資料率電信應用(例如VDSL和 xDSL)以及及電力線浪湧保護等應用。 當與PPTC器件和晶閘 管一起用於協同保護方案時， 它們能夠説明設備生產商滿足 最嚴苛的監管標準要求。
與任何類型的保護方案一樣， 解決方案的有效性取決 於個體佈局、主機板類型、特定部件及獨特的設計考慮。 大多 數電路保護器件生產商可與OEM客戶一起合作， 説明確定
和實施最佳保護方案。
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