내부 배선에 연결된 이더넷 및 POTS 포트에 대한 낙뢰 서지 손상

Sep 13, 2023

편집자 주: 이 기사의 기반이 된 논문은 원래 2014 IEEE 제품 안전 공학 협회 심포지엄에서 발표되었으며, 그곳에서 최고의 심포지엄 논문으로 인정을 받았습니다. 이 내용은 2014 IEEE 제품 안전 공학 협회 제품 규정 준수 엔지니어링에 관한 국제 심포지엄의 절차에서 허가를 받아 여기에 재인쇄되었습니다. 저작권 2014 IEEE.

유선 통신 케이블의 낙뢰 위험에 대한 전통적인 관점은 전신주나 기타 노출된 환경과 같이 외부에 연결된 케이블에 초점을 맞춰 왔습니다. 일반적으로 건물 내부에 완전히 배선된 케이블은 본질적으로 낙뢰 서지로부터 보호되는 것으로 간주되어 왔습니다.

낙뢰 보호 엔지니어들은 이러한 견해가 엄밀히 말하면 정확하지 않다는 것을 항상 이해해 왔습니다. 근처의 낙뢰로 인해 내부 케이블에 서지가 발생할 수 있는 메커니즘이 알려져 있습니다. 그러나 알려진 메커니즘은 일반적으로 번개가 내부 케이블을 포함하는 건물에 가까운 물체에 부딪히거나 건물 자체의 외부 덮개에 부딪힐 때만 작동합니다. 그러한 사건은 비교적 드뭅니다.

최근 몇 년 동안 내부 케이블에 연결된 포트에서 예상보다 높은 서지 실패율이 보고되었습니다. 더 많은 내부 배선 포트가 배치되어 항상 존재했던 기존 서지 메커니즘이 더욱 분명해졌기 때문에 명백한 증가가 단순히 발생했을 가능성이 있습니다.

그러나 일부 업계 관찰자들은 이러한 명백한 증가가 내부 배선 시스템이 상호 연결되는 방식의 변화로 인한 것이라고 의심합니다. 이러한 변경으로 인해 새로운 서지 결합 메커니즘이 생성되었을 수 있습니다. 특히 관심을 끄는 부분은 AC 주전원의 서지가 어떻게든 통신 케이블에 결합될 가능성입니다.

내부 케이블의 서지 오류에 주의를 환기시키기 위한 첫 번째 응용 프로그램 중 하나는 광 네트워크 터미널(ONT)을 사용하는 것이었습니다. 많은 통신업체에서는 광섬유 케이블을 사용하여 가정이나 회사에 음성, 데이터 및 비디오 서비스를 제공하는 시스템을 배포했습니다. 건물 외피 위 또는 근처 어딘가에서 광섬유 케이블이 ONT에서 종료됩니다. 거기에서 ONT의 금속 케이블 포트는 건물 내에서 완전히 라우팅되는 케이블에 연결됩니다. 일반적인 포트 유형에는 데이터 서비스용 이더넷, 기존 아날로그 전화용 POTS(Plain Old Telephone Service) 포트, TV 서비스용 동축 케이블이 포함됩니다.

ONT에서 POTS 회로는 가입자 회선 인터페이스 회로(또는 SLIC)로 알려진 전원 공급 회로입니다. 이를 통해 일반 전화기를 ONT에 연결할 수 있습니다.

이 기사에서는 대표적인 장비 유형으로 ONT를 사용하지만 서지 문제는 ONT에만 국한되지 않습니다. 이더넷과 POTS를 모두 지원하는 VOIP 전화 시스템 제조업체도 비슷한 문제를 보고했습니다.

위에서 언급한 바와 같이, 서지 고장의 명백한 증가가 단순히 더 많은 내부 라인이 배치되었기 때문인지, 아니면 다른 요인으로 인한 것인지는 확실하지 않습니다. 예를 들어 연간 고장률이 1%라면 현장에 시스템이 1,000개만 배포된 제조업체의 관심을 끌지 못할 수도 있습니다. 연간 10개의 시스템이 낙뢰 피해를 입는 것은 과도해 보이지 않을 수 있습니다.

제조업체가 현장에 백만 대의 시스템을 배포하면 상황이 달라집니다. 이제 연간 고장률 1%는 연간 10,000개의 시스템 고장에 해당하므로 낙뢰 고장은 더 많은 관심을 끌 수 있습니다.

ONT의 경우 현장에 100만 개 이상의 시스템을 보유하고 있는 여러 통신업체가 있습니다. 그리고 ONT 오류로 인해 오류가 발생한 장치를 교체하기 위한 서비스 호출이 발생하므로 ONT 오류는 통신업체에 비용이 많이 듭니다.

대부분의 운송업체의 경우 1%의 실패율은 허용되지 않습니다. 실제로 일부 통신사에서는 0.1%를 허용되지 않는 것으로 간주합니다. 따라서 현재 주목을 받고 있는 낙뢰 고장은 단순히 항상 존재해 왔던 동일한 결합 메커니즘의 희생양이 되는 더 많은 시스템 때문일 가능성이 있습니다. 다른 관찰자들은 알려지지 않은 새로운 서지 커플링 메커니즘으로 인해 최근 실제 고장률이 증가했다고 생각합니다. 다음 섹션에서는 두 가지 가능성을 모두 살펴보겠습니다.