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[摘 要]：网络机房常用网络防雷箱做防雷击，为数据线路提供精细保护，使敏感电子设备不受雷击侵害。本文通过实际应用中安装网络防雷箱对网络传输影响做了理论分析。特别是新建机房的防雷建设和老旧机房的防雷改造所遇到的问题，安装网络防雷器对网络数据传输造成的影响和解决方法进行了总结。
[关键词] 网络防雷箱;机房防雷;网络传输
引 言
近年来，数据存储和备份已然成为信息化圈子的热点，一些单位开始对机房进行改造升级。2017年-2018年先后对某些单位新建办公楼的互联网外网、内网机房进行防雷设计，对老旧机房进行改造，外网，内网引入网络防雷箱。
1 网络防雷箱安装原则
1.1安装位置
1.网络防雷箱可安装在雷电保护分区的LPZOB-1界面或更高的界面。
2.某单位新建办公楼的外网，内网两个独立网络机房，网络交换机与服务器布置在同一机房内，距离较近，所以通常将网络防雷器安装在交换机的出入口端，这样可以同时保护交换机与服务器。如果只在服务器的网卡端口安装浪涌保护器，则只可对服务器进行保护，交换机仍有雷电浪涌侵入的危险。
1.2安装要求
防雷防护是一个系统工程，从雷电泄流、接地点选择、地电位反击，网络信号的屏蔽、衰减各方面来设计。根据逐级降压的原理，还要考虑机房所使用的敏感设备的分布，工作参数。选择网络防雷器应具有反映
时间短，残压低的特点，确保敏感设备免受雷击。施工前的机房是否早已做好防雷接地，再根据实际需要来确定雷电防护的等级，以市地税局的防雷工程为例子，防雷三级防护最佳，6mm2的多股软铜线做接地线，机房已做好防雷接地。网络防雷箱选择24端口，1000Mbps的设备，具有插损小，响应时间快，良好的传输特性。
2 网络防雷箱结构
本次设计采用机架式网络防雷箱，其网络信号电涌保护器依据IEC及ITU-T相关防雷标准设计。接口采用标准RJ45屏蔽水晶头，适用于ETHERNET10/100/1000M BASET网络设备的过电压防护。采用串联方式连接，安装于被保护设备和外线之间。按以上原理设计的网络防雷箱，为数据线提供高能粗级保护和低能量的精细保护，用于LPZ2- LPZ3分区界面的RJ45网线接口上。从另一方面看，在网络得到保护的同时，电涌保护器件和低电容、超快速恢复二极管矩阵结构的存在电阻及分布电容，对于高速的速据信号就会引起信号的衰减和畸变，在实际工程中也遇到了信号中断的问题，表现在网络接入防雷箱后不可僻免的插入损耗。
3 问题和分析
某些单位的网络防雷箱都与网络交换机、路由器、防火墙、服务器安装在同一机房内，在安装网络防雷箱后曾出现断网、数据掉包以下几个情况：
1.网络时好时坏，数据掉包频繁。表现在远端计算机联网不稳定。
2.没接网络防雷器网络是通的，接后远程计算机网络中断。表现在机房端交换机或路由器对应口端的指示灯不亮，没有接时网络防雷器时正常。
3.网络能通，网速率下降。表现在机房端1000Mbps 交换机或路由器的指示灯不亮。
故障分析：信号在双绞线中传输时，必然要受到电阻和电容的影响，这就导致了网络信号的衰减和畸变。信号的衰减或者畸变达到一定的程度，就会影响到信号的有效、稳定传输。网络防雷箱未接入交换机前，信号传输是正常的，接入交换机后出现数据掉包，排除机器故障的原因，防雷箱的插损大对信号传输产生影响，之后会介绍解决插损问题的办法。
在排除故障的过程中也考虑到了传输线本身就存在的线损，双绞线邻域里存在电磁场之间的干扰，称之为“串扰”。用户使用的是非屏蔽双绞线，有效传输距离远不及100米，根据IEEE802.3标准要求，集线设备和网卡端口的PHY芯片只保证驱动100米的线缆。易受到外界电磁波变化的干扰，当背景噪声过大时，误码率也随之增高，进而影响网络信号的有效传输。在之后机房改造中统一使用屏蔽双绞线来提高网络信号的传输率，降低误码率。
最大延迟时间也在很大程度上制约着信道长度。以太网所允许的最大延迟为512比特时间（1比特时间=10纳秒）。也就是说，从信号发送到最后得到确认的时间不能超过512比特时间，否则，将认为该信号在传输途中丢失，不能到达目的地。
所以，逐个排查解疑，确保网线正常、网卡正常使用，找出故障主要是网络防雷箱的插损导致。网络防雷箱安装在外网，内网网络网络中就会出存在插入损耗，如插入损耗过大或原来的线路等因素的损耗加上网络防雷箱插入损耗正好使信号受损处于好坏的临界状态，信号的误码率过高，数据延迟，数据掉包频繁，网络时好时坏甚至网络中断。
4 对比测试
1.网络防雷箱插入测量近端串扰，按下面公式计算：
式中：Vi为输入值（也是正常电压值），Vn为所产生的干扰信号。
2.用网络测试仪测试近端串扰值与用上面公计算值相差比较大，仪器测试还要坏。
3.实地考察，出现远程计算机网络不能正常工作的现象，这些网络终端设备处于机房的远端，距离较远。网线原来就过长，两端直线距离接近100米。传输速率越大，传输距离就越短，在建筑物结构化布线中用于10Mb/s传输的双绞线和用于100Mb/s传输的双绞线的传输距离为100米左右[1]。根据综合布线的理论知识，普通双绞线长距离布线不合适。又插入损耗过大，网络的信号传输就处于临界状态。当接入网络防雷器加入插入损耗，网络就工作不正常或网络中断的现象出现。另一方面，测试双绞线的导通发现有时断时通的问题，就是终端插入RJ45屏蔽水晶头接触不良或网线乱绕折成直角型，造成内部的线芯损坏。
5 处理方法
1.网络防雷箱某一端口插入损耗偏大时，可更换端口一试，选择插损较小的端子解决问题。
2.尽量缩短网络防雷器端口与网络交换机或路由器之间的网线长度，减少插入网线的数量，或者使用高质量的传输线，这些方法都可以减少插入损耗。
3.根据客户单位的实际情况，网络防雷器放置在客户服务大厅的终端以保护网络设备，既要保护数据安全不受雷电干扰，又要保证用户端网络通畅，内、外网互访正常，因此在网络防雷器之前加一级交换机放大信号用来抵消插入损耗。
6 技术总结
1.网络防雷箱输入端（IN）与信号线相连，输出端（OUT）与被保护设备相连，不可以接反。
2.网络防雷箱的PE线必须要与防雷系统地严格的等电位连接，否则将影响工作性能。
3.网络防雷箱接地用尽可能短的线连接。该防雷器接地采用端子接地方式，接地线必须与防雷地线（或被保护设备的外壳）相连。信号的屏蔽线可直接接到接地端子上。
4.由于入户信号主干线现在使用光缆接入，防雷防式相对便于好处理。入户端对于架空网线遭受雷击电涌的可能性最大，这种情况应在入户两端分别加装网络电涌保护器。
5.对于规划中的网络机房使用网络防雷箱时一定要计算网络的插入损耗，规划网络防雷箱安装位置，网线过长时可考虑用楼层交换机做为补偿，网络防雷箱可与楼层交换机安排在一起使用。楼层交换机与机房网络信号可通过光缆接入。
6.对于已在使用的机房进行网络防雷箱的安装时一定要调查网络的运行情况，网络的布局，以慎之又慎态度决定是否安装网络防雷箱。
在以上工程完工后，为了验证网络防雷箱也适用于复杂的网络环境，我们又在另一重要局机关使用了这些方法。从2017年至今，客户单位的网络均工作正常。由此可以得出这种设计方法是可行的。
[参考文献]
[1]雷锐生，潘汉民，程国卿.综合布線系统方案设计.西安电子科技大学出版社.2004.3.
作者简介：
作者简介：王博雅（1991-），女，汉族，本科学历，助理工程师，主要从事气象仪器装备与气象服务工作。
[关键词] 网络防雷箱;机房防雷;网络传输
引 言
近年来，数据存储和备份已然成为信息化圈子的热点，一些单位开始对机房进行改造升级。2017年-2018年先后对某些单位新建办公楼的互联网外网、内网机房进行防雷设计，对老旧机房进行改造，外网，内网引入网络防雷箱。
1 网络防雷箱安装原则
1.1安装位置
1.网络防雷箱可安装在雷电保护分区的LPZOB-1界面或更高的界面。
2.某单位新建办公楼的外网，内网两个独立网络机房，网络交换机与服务器布置在同一机房内，距离较近，所以通常将网络防雷器安装在交换机的出入口端，这样可以同时保护交换机与服务器。如果只在服务器的网卡端口安装浪涌保护器，则只可对服务器进行保护，交换机仍有雷电浪涌侵入的危险。
1.2安装要求
防雷防护是一个系统工程，从雷电泄流、接地点选择、地电位反击，网络信号的屏蔽、衰减各方面来设计。根据逐级降压的原理，还要考虑机房所使用的敏感设备的分布，工作参数。选择网络防雷器应具有反映
时间短，残压低的特点，确保敏感设备免受雷击。施工前的机房是否早已做好防雷接地，再根据实际需要来确定雷电防护的等级，以市地税局的防雷工程为例子，防雷三级防护最佳，6mm2的多股软铜线做接地线，机房已做好防雷接地。网络防雷箱选择24端口，1000Mbps的设备，具有插损小，响应时间快，良好的传输特性。
2 网络防雷箱结构
本次设计采用机架式网络防雷箱，其网络信号电涌保护器依据IEC及ITU-T相关防雷标准设计。接口采用标准RJ45屏蔽水晶头，适用于ETHERNET10/100/1000M BASET网络设备的过电压防护。采用串联方式连接，安装于被保护设备和外线之间。按以上原理设计的网络防雷箱，为数据线提供高能粗级保护和低能量的精细保护，用于LPZ2- LPZ3分区界面的RJ45网线接口上。从另一方面看，在网络得到保护的同时，电涌保护器件和低电容、超快速恢复二极管矩阵结构的存在电阻及分布电容，对于高速的速据信号就会引起信号的衰减和畸变，在实际工程中也遇到了信号中断的问题，表现在网络接入防雷箱后不可僻免的插入损耗。
3 问题和分析
某些单位的网络防雷箱都与网络交换机、路由器、防火墙、服务器安装在同一机房内，在安装网络防雷箱后曾出现断网、数据掉包以下几个情况：
1.网络时好时坏，数据掉包频繁。表现在远端计算机联网不稳定。
2.没接网络防雷器网络是通的，接后远程计算机网络中断。表现在机房端交换机或路由器对应口端的指示灯不亮，没有接时网络防雷器时正常。
3.网络能通，网速率下降。表现在机房端1000Mbps 交换机或路由器的指示灯不亮。
故障分析：信号在双绞线中传输时，必然要受到电阻和电容的影响，这就导致了网络信号的衰减和畸变。信号的衰减或者畸变达到一定的程度，就会影响到信号的有效、稳定传输。网络防雷箱未接入交换机前，信号传输是正常的，接入交换机后出现数据掉包，排除机器故障的原因，防雷箱的插损大对信号传输产生影响，之后会介绍解决插损问题的办法。
在排除故障的过程中也考虑到了传输线本身就存在的线损，双绞线邻域里存在电磁场之间的干扰，称之为“串扰”。用户使用的是非屏蔽双绞线，有效传输距离远不及100米，根据IEEE802.3标准要求，集线设备和网卡端口的PHY芯片只保证驱动100米的线缆。易受到外界电磁波变化的干扰，当背景噪声过大时，误码率也随之增高，进而影响网络信号的有效传输。在之后机房改造中统一使用屏蔽双绞线来提高网络信号的传输率，降低误码率。
最大延迟时间也在很大程度上制约着信道长度。以太网所允许的最大延迟为512比特时间（1比特时间=10纳秒）。也就是说，从信号发送到最后得到确认的时间不能超过512比特时间，否则，将认为该信号在传输途中丢失，不能到达目的地。
所以，逐个排查解疑，确保网线正常、网卡正常使用，找出故障主要是网络防雷箱的插损导致。网络防雷箱安装在外网，内网网络网络中就会出存在插入损耗，如插入损耗过大或原来的线路等因素的损耗加上网络防雷箱插入损耗正好使信号受损处于好坏的临界状态，信号的误码率过高，数据延迟，数据掉包频繁，网络时好时坏甚至网络中断。
4 对比测试
1.网络防雷箱插入测量近端串扰，按下面公式计算：
式中：Vi为输入值（也是正常电压值），Vn为所产生的干扰信号。
2.用网络测试仪测试近端串扰值与用上面公计算值相差比较大，仪器测试还要坏。
3.实地考察，出现远程计算机网络不能正常工作的现象，这些网络终端设备处于机房的远端，距离较远。网线原来就过长，两端直线距离接近100米。传输速率越大，传输距离就越短，在建筑物结构化布线中用于10Mb/s传输的双绞线和用于100Mb/s传输的双绞线的传输距离为100米左右[1]。根据综合布线的理论知识，普通双绞线长距离布线不合适。又插入损耗过大，网络的信号传输就处于临界状态。当接入网络防雷器加入插入损耗，网络就工作不正常或网络中断的现象出现。另一方面，测试双绞线的导通发现有时断时通的问题，就是终端插入RJ45屏蔽水晶头接触不良或网线乱绕折成直角型，造成内部的线芯损坏。
5 处理方法
1.网络防雷箱某一端口插入损耗偏大时，可更换端口一试，选择插损较小的端子解决问题。
2.尽量缩短网络防雷器端口与网络交换机或路由器之间的网线长度，减少插入网线的数量，或者使用高质量的传输线，这些方法都可以减少插入损耗。
3.根据客户单位的实际情况，网络防雷器放置在客户服务大厅的终端以保护网络设备，既要保护数据安全不受雷电干扰，又要保证用户端网络通畅，内、外网互访正常，因此在网络防雷器之前加一级交换机放大信号用来抵消插入损耗。
6 技术总结
1.网络防雷箱输入端（IN）与信号线相连，输出端（OUT）与被保护设备相连，不可以接反。
2.网络防雷箱的PE线必须要与防雷系统地严格的等电位连接，否则将影响工作性能。
3.网络防雷箱接地用尽可能短的线连接。该防雷器接地采用端子接地方式，接地线必须与防雷地线（或被保护设备的外壳）相连。信号的屏蔽线可直接接到接地端子上。
4.由于入户信号主干线现在使用光缆接入，防雷防式相对便于好处理。入户端对于架空网线遭受雷击电涌的可能性最大，这种情况应在入户两端分别加装网络电涌保护器。
5.对于规划中的网络机房使用网络防雷箱时一定要计算网络的插入损耗，规划网络防雷箱安装位置，网线过长时可考虑用楼层交换机做为补偿，网络防雷箱可与楼层交换机安排在一起使用。楼层交换机与机房网络信号可通过光缆接入。
6.对于已在使用的机房进行网络防雷箱的安装时一定要调查网络的运行情况，网络的布局，以慎之又慎态度决定是否安装网络防雷箱。
在以上工程完工后，为了验证网络防雷箱也适用于复杂的网络环境，我们又在另一重要局机关使用了这些方法。从2017年至今，客户单位的网络均工作正常。由此可以得出这种设计方法是可行的。
[参考文献]
[1]雷锐生，潘汉民，程国卿.综合布線系统方案设计.西安电子科技大学出版社.2004.3.
作者简介：
作者简介：王博雅（1991-），女，汉族，本科学历，助理工程师，主要从事气象仪器装备与气象服务工作。