原创 12口三层网管交换机的冰火两重天 （EMS试验和高低温测试）

机子行不行，全靠试验评。我们该如何确定产品的稳定和可靠性，本期测试的是12口三层网管型交换机。随武汉海翎光电的小编一起看一下这款交换机的硬件规格和产品特性，如下图。我们可以看到该款交换机是冗余电源，并支持多种配置方式和环网协议，不仅保证了网络安全，还具有非常强的可靠性，交换芯片采用的是盛科CTC7132，交换芯片内嵌ARM53处理器。1GB DDR4的内存，采用TTF推拉自锁航插、防护等级可达IP65。

本次我们为CMIL-IEGM210系列做4项试验：高低温测试、EMS试验3项（静电放电测试、浪涌测试、EFT测试）。通过以上4处测试，能够有代表性地检测此款交换机的可靠性及稳定性。接下来我们就跟随海翎光电的小编一起来详细了解下吧！

    4项测试的必要性

    您可能会问，这些测试真的有必要吗？

    干这行的都知道，军用级交换机和工业级交换机大部分的工作环境都不在空调房内。这意味着交换机必须能够保证，即使在恶劣的环境中，也能稳定可靠的正常运作。

    特别是一些重要的领域，一个细微的差错，都会引起重大损失，威胁人民的生命财产安全，如智能电网、城市地下综合管廊、军工等领域。

    一款产品投入使用之前，都要先检测其是否安全、可靠、稳定，以验证在未来的使用环境中的真实运行状况。而这4项测试，就是检测交换机能否确保在不同恶劣环境下正常运行的最重要保障。

    其中，高低温测试属于环境可靠性测试，主要检验交换机在极端温度环境下的运行情况。

    静电放电测试、浪涌测试、EFT测试都属于EMS（电磁敏感性）试验，主要检测电子设备受到外界的电磁能量，造成自身性能下降的容易程度。

    一、高低温试验

    高低温测试仅是检测交换机在不同温度的运行情况吗？

    事情没这么简单，如果试验中仅规定温度而未规定湿度，军用级交换机和工业交换机对此类温度测试一般不会出现品质问题，更考验产品的是高温+高湿，因此除了温度，还要调整相对湿度。

    低温试验采用的严酷等级是-40℃，并遵循GB/T2423.1和IEC60068-2-1标准，高温严酷等级是75℃，遵循GB/T2423.2和IEC60068-2-2标准，试验时间均为16个小时。

图为试验设备

图为：低温试验结果，在-40℃环境下所有端口正常工作，无丢包。

图为：高温试验结果，在75℃，湿度95%环境下所有端口正常工作，无丢包。

    我们可以看到，试验期间海翎光电研制的CMIL-IEGM210系列12口三层网管型交换机正常运行，没有数据帧丢失，试验等级为A级。以上所采取的严酷等级较高，且标准高于各工业标准要求。等级越高，交换机通过测试的几率越小，试验中浮现潜在硬件材料问题、制程问题和工艺问题的可能性越大。一旦测试通过，则说明该交换机的环境可靠性越强。

    高低温试验中，海翎光电研制的CMIL-IEGM210系列交换机的12个端口数据呈现正常，fps、IP payload错误、FCS错误等均为0；发送端 TX帧数与接收端 RX帧数相同，也就是没有丢包、宕机及损坏。

    由此可推断出，海翎光电研制的CMIL-IEGM210系列交换机在严寒和高温高湿环境中，不仅能正常稳定运行，还非常可靠，适用对温度有较高要求的布线环境。

    二、EMS试验

    EMS到底是什么？一做就是3个子试验。

    实际上，EMS单单主要试验就有10个，而静电放电测试、浪涌测试、EFT测试是电子设备的重点检测项目。因为对于常年工作于恶劣环境的交换机来说，自然避免不了来自各方的干扰。更令人担忧的是，如果这些干扰“攻击”一些重要的电子设备，如医疗设备、电厂重要设备等，则会造成不堪设想的后果。

    我们可以把 EMS当成一个盾牌，例如我们同时使用电视机和收音机时，收音机就会产生电磁干扰，被干扰的电视机就会出现雪花。这表明出现雪花的电视机“盾牌”就不行，在受到电磁干扰“攻击”的情况下，电磁敏感度高，容易受伤，抵御能力弱。没有雪花的电视机“盾牌”抵御能力强，也就是电磁敏感度较低。

我们如何判断EMS试验结果的好坏呢？

对于 EMS（电磁敏感性）试验，其性能判断依据可分为四个等级：

A 级：试验中性能指标正常；

B 级：试验中性能暂时降低，功能不丧失，试验后能自行恢复；

C 级：功能允许丧失，但能自恢复，或操作者干预后能恢复；

R 级：除保护元件外，不允许出现因设备（元件）或软件损坏或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。

  （1）静电放电测试

    静电放电测试（ESD试验）到底有多重要？

    ESD 是一种常见的近场危害源，可形成高电压，强电场，瞬时大电流，并伴有强电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲，容易造成电子设备的损坏。试验的目的主要是模拟交换机在实际使用过程中，遭遇 ESD静电放电时，功能和性能的真实情况。对于 IEC标准，接触放电测试是首选方式，但在实际的工作环境，空气放电也较为常见，因此一般的试验，两种测试方式都会同时做。

    静电测试主要试验产品的电磁兼容性能，采用试验等级3级，并遵循GB/T17626.2、IEC61000-4-2和EN61000-4-2标准，也就是空气放电±8kv，接触放电±6kv。技术要求是受试设备在试验期间，应无数据帧丢失。

    试验期间，数据结果显示，海翎光电研制的CMIL-IEGM210系列12口三层网管型交换机发送包总数与接收包总数一致，则说明无数据帧丢失，性能指标正常，结果评价为A级。

图为：接触放电试验数据、空气放电试验数据

   （ 2）浪涌试验

    为什么说绝大部分用电设备的损坏都与浪涌有关？

    浪涌包括浪涌电压和浪涌电流，即电压或电流瞬间出现超出稳定值的峰值。产生浪涌的主要原因有两个：电力系统的开关瞬间和雷电产生瞬间。对于处在雷电频繁地区的项目，雷雨天气是最难熬的时候，即使不直接击中，雷电通常能够产生强大的电压和脉冲电流，给设备带来致命的冲击，甚至造成永久性的破坏。

    浪涌试验的目的便是测试电气和电子设备在遭受浪涌时的性能状况，不同的设备和测试部位，测试方式与角度不尽相同，此处不再铺开细节。

    浪涌试验试验等级3级，遵循GB/T 17626.5 、IEC61000-4-5和EN61000-4-5标准，试验电子的共模±2kv，差模±1kv；试验脉冲次数正负5次；脉冲间隔时间为60s。

    观察试验结果海翎光电研制的CMIL-IEGM210系列12口三层网管型交换机发送包总数与接收包总数相同（无数据帧丢失），则被评定为A。

图为：浪涌试验结果，没有数据帧丢失，评定等级A级。

    （3）EFT试验

    为什么 EFT干扰的危害比你想象中的还要严重？

    因为EFT脉冲不仅成群出现，还具有重复频率高、波形上升时间短暂等特点。因此很有可能因为某电路的机械开关，对电感性负载的切换，而对同一电路的其它电气和电子设备产生干扰，所以交换机必须做EFT实验。

    试验的目的是验证由闪电、接地故障、电源开关动作、或电路中继电器等电感性负载动作，而引起的瞬时扰动对整个控制回路中产生干扰时，交换机的抗干扰能力。

    EFT试验还是用试验等级3级，遵循的是 GB/T 17626.4、IEC61000-4-4和EN61000-4-4标准。试验电平分别是电源、报警输出的±2kv和通信±1kv干扰信号重复频率5kHz，干扰信号持续时间正负极性各60s。

   整个试验期间，海翎光电研制的CMIL-IEGM210系列12口三层网管型交换机能够正常运行（无宕机等状况），性能无任何下降，评定为A级，说明抗快速瞬变脉冲群能力强。

图为：EFT试验结果，没有数据丢失。

    由此可见，环境可靠性试验和EMS试验主要是模拟交换机在实际情况下的运行状态，是交换机在未来的恶劣工业环境的一种检验，所以4项测试必不可少。

    综上所述，环境可靠性试验和EMS试验共有3套试验标准，即国家标准（GB/T）、国际标准（IEC）、欧盟标准（EN）。而CMIL-IEGM210每项测试都顺利通过了3套标准的检验，也就是说未来遇到恶劣的突发状况时，也会表现出更完善的防御能力。

    好了，以上内容就是海翎光电关交换机EMS试验和高低温测试的相关详细介绍，希望能对大家有所帮助！