盡管客戶(hù)駐地設備(CPE)設計人員可采取三種基本的電路保護方案：氣體放電管(GDT)、瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管陣列和保護型晶閘管，但他們所選擇的任何設備都必須使其設計最小程度地符合浪涌TIA-968B(以前稱(chēng)為FCC第68部分)的要求。在美國，任何連接到公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò )(PSTN)的通信設備均需具備此性能。其他國家也有類(lèi)似要求，如表1所示。一些G.FAST供應商可能會(huì )傾向于在美國市場(chǎng)采用符合GR-1089-Core的安全設計。

 

表1

 

GDT、TVS二極管陣列和保護型晶閘管在G.FAST電路保護方面各有優(yōu)缺點(diǎn)：

 

GDT的優(yōu)點(diǎn)包括浪涌電流額定值高達20 kA，電容額定值低至 1 pF，0 V偏壓。它們通常用于一次保護，這是因為它們的浪涌額定值很高，但是它們對高頻元件的干擾度較低，由此可用于高速數據鏈路。但是，對于G.FAST應用來(lái)說(shuō)它們也有一些缺點(diǎn)，包括初始電壓閾值過(guò)高（這意味著(zhù)在發(fā)生超過(guò)系統正常工作電壓的電涌時(shí)，它們可能無(wú)法在足夠低的閾值下激活以保護電路），安裝于黑暗環(huán)境中時(shí)GDT性能特征可能會(huì )發(fā)生變化，占用空間相對較大、電源故障期間會(huì )產(chǎn)生熱積累。

 

TVS二極管陣列是可提供低電壓閾值導通值的箝位型元件。然而，由于其箝位特性，它們會(huì )耗散更高的功率水平，因此必須加大尺寸，以實(shí)現類(lèi)似于晶閘管箝位元件的浪涌額定值。這種尺寸較大的硅封裝可產(chǎn)生可能與高帶寬信號不兼容的較高斷態(tài)電容值。

 

保護型晶閘管是一種PNPN元件，可以被認為是沒(méi)有柵極的晶閘管。當它超過(guò)峰值斷態(tài)電壓(VDRM)時(shí)，它會(huì )將瞬態(tài)電壓箝位在器件的開(kāi)關(guān)電壓(VS)額定值內。然后，一旦流經(jīng)它的電流超過(guò)其開(kāi)關(guān)電流，它就會(huì )快速切斷（撬棍）并模擬短路狀況。而流經(jīng)它的電流小于其載流(IH)時(shí)，它將復位并恢復到其高斷態(tài)阻抗。該應用的下一代保護型晶閘管優(yōu)點(diǎn)包括響應時(shí)間快速、電氣特性穩定、長(cháng)期可靠性和電容較低。而且由于它們是開(kāi)關(guān)型保護器，不會(huì )因電壓造成損壞。

 

在美國，電信公司在網(wǎng)絡(luò )側安裝設備的電路保護（例如，安裝光纖網(wǎng)絡(luò )終端單元或ONT的附近機柜中）必須符合NEBS（網(wǎng)路設備建設系統）設計指南，這反過(guò)來(lái)可能需要符合GR-1089第6期端口類(lèi)型3浪涌。由于這些回路很短，端口類(lèi)型可被指定為類(lèi)型3a / 5a。每個(gè)供應商應界定其自身的防雷電要求。端口類(lèi)型3是這類(lèi)設備中的最嚴重情況。欲了解有關(guān)端口類(lèi)型的更多信息，請參見(jiàn)表2。

 

表2

 

來(lái)源：Littelfuse