CN1472859A - 以太网端口的防雷方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了以太网端口的防雷方法及其装置，其中方法为：在差分线对的差分线之间提供瞬时高压的电流泄放通路，电流泄放电路由气体放电管提供，位于保护电路最前级；差分线间因雷电、高压静电而产生的高电压由所述瞬时高压的电流泄放通路将其释放；差分电路后级采用压敏电阻和TVS管进行电压嵌位；通过空气放电管后的残压被压敏电阻和TVS管钳位到一个较低的电压值，实现对后级电路的保护。防雷装置包括：接收差分线对、发送差分线对和瞬时高压的电流泄放电路；所述瞬时高压的电流泄放电路分别连接于所述的接收差分线对和发送差分线对的两差分线之间。本发明主要用于以太网防雷，具有安全性高、成本低和组网灵活的特点。

Description

以太网端口的防雷方法及装置

技术领域

本发明涉及防雷装置，特别是一种以太网端口的防雷方法及其装置。

背景技术

随着国内宽带城域网的大力兴建，企业网络和宽带小区中越来越多的采用以太网交换机作为用户的接入设备。随着交换机应用环境的扩大和恶化，特别是在楼道中使用，运营商要求改善以太网端口的安全性能，增加端口防雷能力，以满足设备可靠远行的需要。

带有防雷功能的以太网端口，可以抗雷击、防静电，支持更加恶劣的组网环境，有效提高网络设备和其它电气设备的安全行，因此在企业网及宽带组网应用当中，越来越受到重视。

当前，市场上还没有其它有效的以太网端口防雷手段。具体组网中，以太网设备对雷击、高压静电等自然灾害，只能采用深埋等施工手段作一定程度的防范。这种方式的缺点是：

1、安全性差。采用深埋网线的方式，一般只能保护上行口或其它重要以太网用户接口，其它接口的网线还是露天，因此雷击和静电的危险仍然存在。

2、成本高。一般施工手段，都存在人力、物力成本居高不下的情况，而且往往还延长施工工期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以太网防雷的方法及其装置，以提高网络的安全性、降低成本等。

本发明的方法是：

在差分线对的差分线之间提供瞬时高压的电流泄放通路；

差分线间因雷电、高压静电而产生的高电压由所述瞬时高压的电流泄放通路将其释放。

根据上述方法：

所述电流泄放通路采是指空气放电管或瞬时电压消除(TVS)管。

所述电流泄放通路是指相互并联的空气放电管和瞬时电压消除(TVS)管。

所述的电流泄放通路设置在以太网端口外或设置在以太网端口后级。

本发明的防雷装置包括：

接收差分线对、发送差分线对和瞬时高压的电流泄放电路；所述瞬时高压的电流泄放电路分别连接于所述的接收差分线对和发送差分线对的两差分线之间。

根据上述的防雷装置：

所述瞬时高压的电流泄放电路为一瞬时电压消除(TVS)管或为一空气放电管。

所述瞬时高压的电流泄放通路包括空气放电管、一瞬时电压消除(TVS)管，所述瞬时电压消除(TVS)管和空气放电管并联于差分线之间。

所述空气放电管和瞬时电压消除(TVS)管之间的差分线上串接有大功率电阻。

所述差分线对两端分别电连接一插头或插槽，以方便与其它设备连接。

本发明的效果：

1、安全性高：在以太网设备上采用内置或外部防雷模块设计，可以可靠降低设备雷击损害概率。同时还可以有效避免其它电气设备造成的高压危险，以及避免对其它电气设备造成高压危险。

2、成本低：采用本发明，可减少挖沟等工程施工量，降低组网成本。

3、组网灵活：采用本发明，以太网设备可以根据实际需求选配防雷模块或电路，适应复杂的组网环境。此外也便于网络管理和维护。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明另一结构的电路原理图，

图3为本发明又一结构的电路原理图。

图4为本发明的防雷装置在以太网设备外部的组网图；

图5为本发明的防雷装置在以太网设备内部的组网图。

具体实施方式

本发明是在以太网差分线对的差分线之间提供瞬时高压的电流泄放通路，当以太网中的差分线间因雷电、高压静电而产生高电压时，由瞬时高压的电流泄放通路将其释放掉，以防止雷电或高压静电进入以太网设备内部，损伤电路和器件。

参考图1，差分线rx⁺、rx^-和差分线tx⁺、tx^-之间分别连接电压钳位型瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，简称TVS管)VD1和VD2。TVS管VD1和VD2集成在一个管内，其型号为SLVU2_8.4。差分线对的两对连接插座或插头，以方便与其它设备连接。TVS管是一种限压保护器件，是利用器件的非线性特性将过电压钳位到一个较低的电压值实现对后级电路的保护。当差分线之间因雷电等产生瞬间高压时，TVS管对高压进行嵌位，该结构对10/100BASE-T以太网端口进行单级保护。

参考图2，图示结构则是用空气放电管作为高电压释放通路，空气放电管的型号为3r097cxa_2。空气放电管是一种开关型保护器件，工作原理是气体放电。当两极间电压足够大时，极间间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，类似短路。导电状态下两极间维持的电压很低，一般在20～50V，因此可以起到保护后级电路的效果。该结构主要释放静电等引起的高电压。

参考图3，图示结构采用电压钳位型瞬态抑制二极管(Transient VoltageSuppressor，简称TVS管)和空气放电管作为瞬时高压的电流泄放通路和电压嵌位电路，对10/100BASE-T以太网端口进行两级保护。差分线rx⁺、rx^-和差分线tx⁺、tx^-之间分别连接空气放电管G1和G2、TVS管VD1和VD2。TVS管的型号为SLVU2_8.4，空气放电管的型号为3r097cxa_2。TVS管和空气放电管之间采用2W的大功率压敏电阻R1、R2、R3和R4连接。

压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值。

当差分间产生高压时，空气放电管两极间电压足够大，极间间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，类似短路。导电状态下两极间维持的电压很低，一般在20～50V。压敏电阻和TVS管将过电压钳位到一个较低的电压值，从而实现对后级电路的保护。

图4是防雷模块放在以太网设备外部的组网图。整个防雷模块连接在以太网端口外，即网口连接器RJ45与用户设备PC之间，做成单独的防雷装置。

图5是防雷模块设置在端口后级，即网口连接器RJ45和网口变压器之间，成为以太网设备的一部分。

本实施例防雷装置主要保护10/100BASE-T以太网口的收、发差分线对。采用发明所述的方法或装置，以太网设备端口最大可以抵抗10KA的瞬时电流，同时电路稳定可靠，完全可满足以太网设备的组网需要。

Claims (10)

1、一种以太网端口的防雷方法，其特征在于：

在差分线对的差分线之间提供瞬时高压的电流泄放通路；

差分线间因雷电、高压静电而产生的高电压由所述瞬时高压的电流泄放通路将其释放。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电流泄放通路是指空气放电管或电压钳位型瞬态抑制二极管(TVS)。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电流泄放通路是指连接在前级差分线间的空气放电管，以及连接在后级差分线间的电压钳位型瞬态抑制二极管(TVS)和压敏电阻。

4、根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于所述的电流泄放通路设置在以太网端口外。

5、根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于所述的电流泄放通路设置在以太网端口后级，成为以太网设备的一部分。

6、一种以太网端口的防雷装置，其特征在于包括：接收差分线对、发送差分线对和瞬时高压的电流泄放电路。所述瞬时高压的电流泄放电路分别连接于所述的接收差分线对和发送差分线对的两差分线之间。

7、根据权利要求6所述的防雷装置，其特征在于：所述瞬时高压的电流泄放电路为电压钳位型瞬态抑制二极管(TVS)或为空气放电管。

8、根据权利要求6所述的防雷装置，其特征在于：所述瞬时高压的电流泄放通路包括空气放电管、电压钳位型瞬态抑制二极管(TVS)，所述空气放电管连接在差分线对的前级差分线之间，所述电压钳位型瞬态抑制二极管(TVS)连接于后级差分线之间。

9、根据权利要求8所述的防雷装置，其特征在于：所述空气放电管和电压钳位型瞬态抑制二极管(TVS)之间的差分线上串接有大功率压敏电阻。

10、根据权利要求6至9之一所述的防雷装置，其特征在于所述差分线对两端分别电连接一插头或插槽，以方便与其它设备连接。

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