工業交換機和普通交換機功能上的區別

   工業以太網交換機在功能上與工業網絡通訊更接近，比如與各種現場總線的互通互聯、設備的冗余以及設備的實時等；而性能上的區別則主要體現在適應外界環境參數的不同。工業環境除了有很多如：煤礦、艦船等特別惡劣的環境外，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境。其中溫度對工業網絡設備的影響面是最廣泛的。

一、衡量設備可靠性的指標

可靠性是指產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。任何產品不論是機械、電子，還是機電一體化產品都有一定的可靠性，產品的可靠性與實驗、設計和產品的維護有著極大的關系。

衡量可靠性的指標很多，常見的有以下幾種：

1．可靠度R（t），即產品在規定條件下、規定時間內完成規定功能的概率，亦稱平均無故障時間MTBF(mean time between failure)；

2．平均維修時間MTTR是指產品從發現故障到恢復規定功能所需要的時間；

3．失效率λ（t），是指產品在規定的使用條件下使用到時刻t后，產品失效的概率。產品的可靠性變化一般都有一定的規律，其特征曲線形狀像浴盆，通常稱之為“浴盆曲線”。在實驗和設計初期，由于產品設計制造中的錯誤、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；通過修正設計、改進工藝、老化元器件、以及整機試驗等，使產品進入穩定的偶然失效期；使用一般時間后，由于器件耗損、整機老化以及維護等原因，產品進入了耗損失效期。這就是可靠性特征曲線呈“浴盆曲線”型的原因。衡量一個電子產品、尤其是工業類產品最常用的是MTBF，也就是平均無故障時間。

二、溫度和MTBF的關系

由于現代電子設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、輻射和對流產生熱耦合。因此，熱應力已經成為影響電子元器件失效率的一個最重要的因素。對于某些電路來說，可靠性幾乎完全取決于熱環境。所以，為了達到預期的可靠性目的，必須將元器件的溫度降低到實際可以達到的最低水平。有資料表明：環境溫度每提高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來測量設備的MTBF，這其中包括晶體管數量、功率衰減以及環境參數。我們分析其中用風扇散熱的24口網絡交換機的檢測報告，在環境溫度為30℃，40℃，50℃時，無風扇交換機和有風扇交換機的測試結果為：

另外，我們通過實驗還發現了兩個結果：

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

2．機內溫度達到85℃時，實際上溫度已經開始影響到了機內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，在外部環境溫度為45～50℃時，交換機的MTBF會大大下降。

由此可見，溫度對于工業網絡產品的影響是非常大的，如果像商用交換機一樣采用風扇降溫，能夠有效降低機內溫度而延長設備的MTBF，但風扇本身的壽命又非常有限（2.28年）.

工業類設備不同于商用設備，往往是一開機就常年運行，而且運行的環境也往往較惡劣，沙塵、昆蟲、潮濕都會直接影響風扇的運行。一個質量好的交換機，風扇使用壽命一般在20000小時，風扇到了年限以后，檢測并更換就變得非常重要。因為主動散熱性交換機在設計時散熱主要就是靠風扇散熱，一旦風扇失效而不及時更換，“10℃法則”將會起作用：機內環境溫度每提高10℃，元器件壽命就降低1/2。交換機的機內積熱將會快速導致交換機性能的下降，直至交換機崩潰。因此，工業交換機的散熱系統設計，也就是熱設計就顯得尤為重要了。

北京邁森簡介：

北京邁森科技有限公司是一家集自主研發、銷售集成業務、服務為一體的高科技技術企業，總部及研發基地設立于風景秀麗的北京市海淀區高新技術開發區，“中關村生命科學園”。公司銷售網絡覆蓋全國，技術和研發實力雄厚，并致力于成為政府認定的“高新技術企業”。

邁森業務涉及工業以太網通信、工業現場總線傳輸、工業光纖接入、工業電腦及電量管理系統等專業領域，主要產品均具有獨立的知識專權，CE、FCC、ROHS、IEC61850等多項國際認證和電力行業EMC電磁兼容等各種行業標準認證，并致力通過國網電力科學研究院A類認證測試等眾多國內專業機構組織的技術測試及認證，滿足智能電網、煤礦安全、軌道交通等各種行業標準要求。

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北京邁森產品展示：

MS8M系列百兆網管型導軌式工業級以太網交換機，滿足IEC61850-3標準，最多支持8個百兆口（最多支持4個光口）。

MS26MC系列百兆網管型機架式工業級以太網交換機，滿足IEC61850-3標準，最多支持24個百兆口和2個百兆光口。