通信与网络中的DWDM通信设备的热设计(图)

前言　　当代通信技术的发展极为迅速，通信设备的速度已经从前几年的155M，发展到现今的622M、2.5G、10G，甚至40G，可以肯定的是，今后还将朝着更高的速度发展。在SDH、DWDM等高速传输设备中普遍使用了多层电路板和高密度的表面贴装元件，但随之而来的是愈发不容忽视的散热问题。当这些设备内部的温度过高时，将可能导致电支路或光支路出现误码或者信号中断等现象，严重影响通信质量和设备的长期正常使用，因此必须在系统设计过程中对设备进行认真细致的散热设计。 密集波分复用(DWDM)设备的散热设计　　32波DWDM设备包括光终端设备、光中继设备和光分插复用设备三大类，采用灵活的模块式结构，插入到不 通信技术的飞速进步带来了设备速率的显著提升，从155M到622M、2.5G、10G，直至40G，未来还有可能继续攀升。随着SDH（同步数字体系）和DWDM（密集波分复用）等高速传输技术的应用，多层电路板和高密度表面贴装元件被广泛使用。然而，这些技术的引入同时也加剧了设备的散热挑战。当通信设备内部温度过高，可能导致电气或光学路径出现误码，甚至导致通信中断，严重影响通信质量与设备的长期稳定运行。 DWDM设备的散热设计是解决这一问题的关键。32波DWDM设备，包括光终端设备、光中继设备和光分插复用设备，通常采用模块化结构，可以根据需求灵活组合。例如，32X2.5G DWDM终端由光放大与监控子架和光信道子架构成，它们之间采用靠背椅结构，信号从前部进出，整体高度为11U。每个子架内部的单盘数量多，由于电磁屏蔽的需要，子架形成封闭的金属盒体，这限制了内部与外部环境的热交换。 热设计策略主要包括以下几个方面： 1. 在高功率元件上安装风扇或散热片，如铜、铝导热条，增强散热能力。 2. 设计PCB板时，要考虑元件布局与冷却气流方向一致，让耐热性较差的元件位于冷却气流入口，耐热性强的元件则置于出口。 3. 使用导热系数高的材料制作起拔器，利用其作为辅助散热组件。 4. 面板、托盘、侧板和盖板采用铝合金，冲出适当的孔洞以促进气流畅通，同时考虑电磁屏蔽需求，孔径需小于5毫米。 5. 对于整机系统，采用强迫通风散热，通过在子架下方安装风扇子架，以及在机架顶部设置风扇，形成风道，使空气能有效地循环，降低子架内部温度。 强迫通风散热的关键在于风扇子架的设计和风道规划。风扇子架通常由多个直流风扇并联组成，风扇位置要对应子架中心，上下表面开孔以引导气流。此外，机架顶部风扇子架的门孔设计也至关重要，它负责将冷空气引入，热空气排出，形成有效的散热风道。同时，通过温度监测和告警系统，确保风扇正常运行，并在温度过高时发出警告，保证设备的正常工作。 通信设备尤其是DWDM设备的热设计是保证设备性能和寿命的关键因素。通过合理的散热策略，可以防止因高温引起的误码和信号中断，从而保障通信系统的稳定性和可靠性。在设计阶段充分考虑散热问题，采用自然散热与强迫通风相结合的方式，能够有效应对高速通信设备面临的散热挑战。