電子通信設備的案例
「通信」變電站通信相關設備簡介
變電站通信屬于變電站內極小的構成，但是其作用及造價并不低于其他設備，也是技經中難以把握的一部分重要組成；小編對這塊也是摸不著頭腦，今天給大家分享點通信設備的初級知識，希望大家能夠加深對變電站通信部分的認識。
電力系統通信網簡介
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行而應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。目前，它更是電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化的基礎；是確保電網安全、穩定、經濟運行的重要手段；是電力系統的重要基礎設施。由于電力通信網對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速性和準確性具有及嚴格的要求，并且電力部門擁有發展通信的特殊資源優勢，因此，世界上大多數國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統專用通信網。
一、電力系統通信設備分類
傳輸復用設備
電話交換設備
接入設備
通信配線設備
通信電源設備
二、變電站常見的通信設備
光端機
ＰＣＭ
調度電話系統
ＡＴＭ交換機
調度數據網路由器
各類配線設備
通信常用線纜
通信電源系統
三、通信光纜的類別
目前，我們所使用的光纜類型主要為：
空地線復合光纜（OPGW）
具有普通地線和通信光纖光纜的雙重功能。用于電力系統內部的通信極輸電線路維護保養信息的傳送，也可用于一般的公共服務網絡，作為電力系統繼電保護的高頻通道、運動信號及通信頻道等使用，同時能起到良好導體屏蔽地線的作用。
展開 電子設備熱設計- 電子設備的組合傳熱模式
一、電子設備的組合傳熱模式
盡管我們已經詳細介紹了三種傳熱模式，但在實際工程中，我們通常會看到三種模式同時結合的情況。例如，在計算機芯片中，熱量以平行路徑從結傳導到外殼和引線。然后，熱量從引線傳導到電路板，并從外殼傳導到散熱器。同時，導線和散熱器中的熱量被對流到空氣中并輻射到周圍環境中。
如下圖所示三種模式下用于傳熱和熱阻的方程。
解決組合模式問題的最簡單方法是建立電阻網絡。通過這種方式，我們可以圖形化地檢查同時、并聯和串聯傳熱的每種模式的路徑。
當熱量通過單一材料的單個壁傳導時，熱傳導速率和熱梯度是恒定的。然而，當熱量在不同材料的串聯路徑中傳導時，每種材料的溫度梯度都不同。檢查三種材料串聯的復合墻，如下圖所示。
對于更常見的串聯和并聯熱流組合問題，如下圖所示，通過由串聯和并聯熱流路徑組成的壁的熱傳導，我們可以看到并聯材料的熱阻。
在涉及傳導和對流串聯傳熱模式的電子冷卻問題中，如下圖所示，電子模塊中的傳導和對流。硅芯片封裝在環氧泡沫絕緣體外殼中。大部分的熱傳遞是通過模具表面進行的。所以當我們知道熱耗率時，我們通常必須確定設備的溫度升高。
二、大功率IGBT模塊DBC襯底的熱仿真分析
IGBT功率模塊是電子產品的基礎部件之一，在工業電子升級過程中發揮著至關重要的作用。它被認為是電力電子行業的CPU。IGBT結合了GTR和功率MOSFET的優點。IGBT功率模塊是電力系統的核心部件，其性能對應用系統有著至關重要的影響。影響功率模塊性能和應用的因素包括：功率密度、功率損耗、運行速度、可靠性、使用壽命、體積、重量和成本等，主要取決于芯片技術和封裝理念、技術和制造工藝。
由于功率半導體器件處于工作狀態，芯片流過數百安培的電流。
展開 戶外通信機柜電子散熱仿真
背景
戶外通信機柜廣泛應用于電力和通訊系統，其內部裝有工作模組、蓄電池等設備。由于機柜直接暴露于自然環境中受太陽輻射，加之機柜內部各元件工作產生熱量，容易造成柜內溫度過高，影響系統的可靠性。因此，熱設計是戶外通信機柜設計的重要環節。
數值仿真技術為復雜電子設備的散熱性能評估提供了全新的手段，可有效加速產品設計進程、降低成本。本案例使用具有自主知識產權的電子散熱軟件Simetherm對某戶外通信機柜進行熱仿真與優化設計。
仿真目標
戶外通信機柜在熱設計時須同時考慮兩點：一是內部器件的發熱量是否可以通過合理的路徑散出；二是機柜是否有良好的隔熱性能，在受太陽輻射與周圍高溫環境影響時避免過多的熱量導入。
本案例通過Simetherm建模仿真獲取機柜內部的流場及溫度分布，考察關鍵組件的溫升是否符合設計要求（注：風扇入口處溫度不超過65℃）；同時，針對以上兩點考量對機柜結構設計進行優化后，通過仿真評估結構改變對結果的影響。
仿真模型建立
Simetherm提供了立方體、機箱、PCB板、流動阻尼、體積熱源、風扇等智能建模宏（Flex Part），支持搭積木式的快速建模，并對模型中的組件賦值材料、熱屬性等信息。本案例采用以下幾種方案對戶外通信機柜進行建模：
方案1（基線）：原結構，包含外殼、柜門、柜頂以及內部的電池、支架隔板、風扇和工作模組。各部件的材料、發熱量等屬性列于下表：
注：由于工作模組包含多塊擋板、PCB板及之上的電阻、電容、電感等元件，如果將這些部件全部詳細建模求解將耗費較長時間，因此參考文獻[1]中的處理方式，只保留擋板和PCB板的幾何構體，而將PCB板上其他元件的產熱量用體熱源來替代、對流動的影響用流動阻尼來替代。
模型結構如下圖所示：
方案2：在方案1的基礎上增加換熱器。
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行業應用方案 | 5G通信設備、基站與場景
Ansys 行業應用方案連載（3） | 5G通信設備、基站與場景
廣義上，所有移動體間通過無線電波進行實時連接的通信都屬于移動通信，通常每隔10年，移動通信領域就會發生巨大變化。5G，即第五代移動通信技術，是最新一代蜂窩移動通信技術，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統之后的延伸。為實現5G的高數據速率、低延遲、節能、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接等要求，5G系統有必要采用新型的網絡架構，引入大規模MIMO技術、同時同頻全雙工、CA技術。從目前的異構網絡發展趨勢來看，5G網絡將會是一個高密度新型分布式協作與自組織組網，各個異構系統之間采用無線資源聯合調配技術實現資源高效利用，以提升系統性能。
這樣的新型網絡架構及其相應的關鍵技術，給設計帶來了極大的挑戰。建立5G系統新型網絡架構下的仿真平臺，對關鍵技術進行評估，對新方案進行驗證，是快速迭代和推出產品的基礎。Ansys 5G仿真解決方案能夠讓設備、網絡和數據中心設計的復雜性得以簡化，實現設計的快速迭代和優化，提升產品的性能和效率。
Ansys解決方案
Ansys 5G仿真解決方案以HFSS為基礎，在Ansys Electronic Desktop平臺中提供了電磁、半導體、電子散熱和結構分析工具，可以實現精確模擬 5G 電磁場和相關問題。該解決方案可以靈活部署在企業部署的高性能計算平臺，讓設計師的設計工作更加高效。
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國產接口芯片兼容替換TI MM1192，用于通信設備協議
工采網代理的HBUS芯片 - MS1192是適用于HBS總線規范（日本電子工業協會）的適配器芯片，具備發送接收數據的功能。在發送接收單元中采用AMI編碼方式，可使用雙絞線進行互聯，信號傳輸采用差分方式。
HBS協議對國際標準化組織(ISO)提出的開放系統互連(OSI)七層模型作了精簡，引用了其中的1，2，7層，由三層結構組成，分為物理層、數據鏈路層和應用層。
物理層描述了信號模式和傳輸介質。信號線采用普通的雙絞線。HBS總線上的信號采用脈寬編碼的方式。由于選用的HBS通信芯片要求傳輸信號的頻率最大在 10 kHz左右，所以采用50μs低電平，50μs高電平表示邏輯“0”；50μs低電平，150μs高電平表示邏輯“1”。采用這種方式，抗干擾能力強。接收端通過計算兩個下降沿之間的時間來判斷邏輯“0”和邏輯“1”。協議的數據鏈路層主要是通訊幀結構的設計。通訊以幀的形式進行，所有從主機模塊發出的幀是定長的，數據幀的內容包括起始字節、地址字節、數據字節、校驗字節。
芯片采用單電源5V供電，并且內部集成了輸出三極管以減少外圍電路所需的器件數量。接口芯片 - MS1192一般主要用于電話及相關設備、安全裝置、AV設備、空調設備等。
主要特點：
脈沖變壓器置換
高可靠性
可在 5V 單個電源下工作
低成本
外接零件少、設計簡單
波特率可達 119200bps
應用：
電話及相關設備
空調設備
安全設備
AV 裝置
內部框圖：
目前接口芯片 - MS1192型號產品大量現貨供應，有需求的聯系：13392805792(微信同號)
展開 
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從0到1搭建通信設備光模塊可靠性測試體系
光模塊作為現代通信網絡的核心部件，是實現光電轉換的關鍵元器件，其可靠性直接影響整個通信系統的穩定性和壽命。光模塊可靠性測試是一套系統化、標準化的評估體系，旨在驗證光模塊在特定環境和應力條件下保持正常工作的能力。隨著5G、物聯網、人工智能等技術的快速發展，網絡傳輸速率不斷提升，對光模塊的可靠性要求也日益嚴格。了解光模塊可靠性測試的全貌，對于通信設備制造商、網絡運營商以及相關領域的技術人員都具有重要意義。
01
可靠性測試的重要性
在通信網絡中，光模塊常被部署在復雜多樣的環境中——從溫度可控的數據中心到惡劣的室外基站，其面臨的應力條件差異巨大。特別是電信級光模塊，應用環境更為復雜，通常需要應對高溫、低溫、高濕、硫化和粉塵污染等惡劣條件。例如，在室外基站上使用的電信級光模塊，可能面臨-40℃至0℃的最低工作溫度范圍，以及70℃至85℃的最高工作溫度范圍，因此需具備較寬的工作溫度范圍以保證性能和可靠性。可靠性測試的重要性主要體現在三個方面：首先，它能夠預防早期失效，通過篩選剔除存在缺陷的產品；其次，它可以評估光模塊的壽命特征，為網絡規劃和維護計劃提供數據支持；最后，它有助于建立產品的可靠性聲譽，增強市場競爭力。尤其在高速率光模塊如400G/800G應用中，熱電制冷器（TEC）等精密元件的引入使得可靠性測試更為關鍵，任何微小的性能偏差都可能導致系統性能大幅下降
02
可靠性測試的整體框架
完整的光模塊可靠性測試框架通常包含環境可靠性測試、機械可靠性測試、壽命測試等多個維度。環境測試模擬溫度、濕度等應力條件；機械測試評估振動、沖擊等機械應力下的性能；壽命測試則通過加速老化方式預測產品壽命。這些測試共同構成了一個全面的可靠性評估體系，確保光模塊在各種應用場景下的穩定運行。
展開 一文了解5G通信設備、基站與場景仿真解決方案
廣義上，所有移動體間通過無線電波進行實時連接的通信都屬于移動通信，通常每隔10年，移動通信領域就會發生巨大變化。5G，即第五代移動通信技術，是最新一代蜂窩移動通信技術，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統之后的延伸。為實現5G的高數據速率、低延遲、節能、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接等要求，5G系統有必要采用新型的網絡架構，引入大規模MIMO技術、同時同頻全雙工、CA技術。從目前的異構網絡發展趨勢來看，5G網絡將會是一個高密度新型分布式協作與自組織組網，各個異構系統之間采用無線資源聯合調配技術實現資源高效利用，以提升系統性能。
這樣的新型網絡架構及其相應的關鍵技術，給設計帶來了極大的挑戰。建立5G系統新型網絡架構下的仿真平臺，對關鍵技術進行評估，對新方案進行驗證，是快速迭代和推出產品的基礎。Ansys 5G仿真解決方案能夠讓設備、網絡和數據中心設計的復雜性得以簡化，實現設計的快速迭代和優化，提升產品的性能和效率。
Ansys 5G仿真解決方案以HFSS為基礎，在Ansys Electronic Desktop平臺中提供了電磁、半導體、電子散熱和結構分析工具，可以實現精確模擬 5G 電磁場和相關問題。該解決方案可以靈活部署在企業部署的高性能計算平臺，讓設計師的設計工作更加高效。
01接入網（基站）
5G接入網（基站）在5G網絡的投資占比超過一半以上，是5G網絡建設的絕對重點，也是最大挑戰之一。mMIMO/Beamforming等關鍵技術都需要通過仿真技術進行設計和優化。
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