什么会导致数据包在LAN上丢失？ 有不同的选项：冗余配置不正确，网络无法应付负载或LAN正在“风暴”。 但是原因并不总是在网络层。
LLC N公司制造了我们公司的矿山的自动化过程控制系统和视频监控系统，我们不会基于
Phoenix Contact开关给出名称。
网络的一部分存在问题。 在FL SWITCH 3012E-2FX-
2891120和FL SWITCH 3006T-2FX-
2891036交换机之间，通信通道非常不稳定。
通过一条敷设在一条通道中的铜电缆和一条6 kV电力电缆将设备连接起来。 电源线会产生强大的电磁场，从而引起干扰。 常规的工业交换机没有足够的抗扰性，因此丢失了一些数据。
在两端均安装了FL SWITCH 3012E-2FX-
2891120交换机时，连接稳定。 这些开关符合IEC 61850-3。 除其他外，该标准的第3部分描述了安装在电厂和变电站中的设备的电磁兼容性（EMC）要求。
为什么增强了EMC的交换机性能更好？
EMC-常规
事实证明，LAN中数据传输的稳定性不仅受到设备正确配置和传输数据量的影响。 数据包丢失或交换机故障的原因可能是电磁干扰：在网络设备旁边使用的对讲机，附近铺设的电源线或在短路期间断开电路的电源开关。
对讲机，电缆和交换机是电磁干扰的来源。 具有增强的电磁兼容性的开关经设计可在受到这种干扰时正常运行。
电磁干扰有两种类型：感应干扰和传导干扰。
感应噪声通过“空气”通过电磁场传输。 这些干扰也称为辐射或辐射。
传导干扰通过导体传输：导线，地线等。
当暴露于强大的电磁或磁场中时会发生感应干扰。 传导干扰的原因可能是开关电流电路，雷击，脉冲等。
像所有设备一样，开关也会受到感应干扰和传导干扰的影响。
让我们看一下工业设施中的各种干扰源，以及它们会产生什么样的干扰。
干扰源
无线电发射设备（对讲机，移动电话，焊接设备，感应炉等）任何设备都会发射电磁场。 该电磁场以感应和导电方式作用于设备。
如果产生的电场足够强，则它会在导体中产生电流，这会干扰信号传输过程。 强烈的干扰会导致设备关闭。 因此，表现出感应作用。
运营人员和安全服务人员使用手机，对讲机相互通信。 固定广播和电视发射机在该设施工作；蓝牙和WiFi设备安装在移动设备上。
所有这些设备都是强大的电磁场发生器。 因此，为了在工业环境中正常运行，开关需要能够承受电磁干扰。
电磁环境取决于电磁场的强度。
在测试开关对电磁场的抗扰性时，会在开关上感应出10 V / m的磁场。 在这种情况下，开关必须完全起作用。
交换机内部的所有导体以及所有电缆均为无源接收天线。 无线电发射设备会在150 Hz至80 MHz的频率范围内引起电磁干扰。 电磁场在这些导体中感应出电压。 这些电压反过来会导致电流干扰开关。
为了测试交换机对传导电磁干扰的抵抗力，需要在数据端口和电源端口上施加电压。 GOST R 51317.4.6-99设置10 V的电压值以实现高水平的电磁辐射。 在这种情况下，开关必须完全起作用。
电力电缆，电力线，接地电路中的电流
电力电缆，电力线，接地电路中的电流会产生工业频率（50 Hz）的磁场。 磁场的影响会在封闭的导体中产生电流，这是一个障碍。
工业频率的磁场分为：
- 在正常工作条件下，电流引起的恒定且强度较低的磁场；
- 由紧急情况下的电流引起的相对较高的磁场，短暂作用直到触发设备。
在测试开关对工业频率磁场影响的稳定性时，会向其提供100 A / m的长期磁场和1000 A / m的3 s磁场。 验证期间，交换机必须完全操作。
为了进行比较，传统的家用微波炉会产生高达10 A / m的磁场。
雷击，电网紧急情况
雷击也会干扰网络设备。 它们不会持续很长时间，但是它们的大小可以达到几千伏。 这种干扰称为脉冲干扰。
脉冲噪声可能会施加到交换机的电源端口以及数据传输端口。 由于过高的电压值，它们既会破坏设备的功能，又会完全烧坏设备。
雷击是脉冲噪声的特例。 可以归因于高能量的微秒脉冲噪声。
雷击可以有多种类型：进入外部电压电路的雷击，间接击穿，地面击穿。
当雷击外部电压电路时，由于流过外部电路和接地电路的大放电电流会产生干扰。
间接雷击是云层之间的闪电放电。 在这种冲击期间，会形成电磁场。 它们在电气系统的导体中感应出电压或电流。 这引起干扰。
当雷击地面时，电流流过地面。 它可能会在车辆的接地系统中产生电位差。
完全相同的干扰会产生开关电容器组。 这样的切换是切换瞬变。 所有开关瞬变都会引起高能量的微秒脉冲干扰。
当由保护装置触发时，电压或电流的快速变化也会导致内部电路中形成微秒脉冲噪声。
为了测试开关的抗脉冲噪声能力，使用了专用的测试脉冲发生器。 例如，UCS 500N5。 该发生器将各种参数的脉冲提供给测试的开关端口。 脉冲的参数取决于所执行的测试。 它们可以改变脉冲形状，输出电阻，电压，曝光时间。
在抗微秒脉冲干扰的测试过程中，向电源端口提供2 kV脉冲。 数据端口-4 kV。 通过此检查，可以假定操作可能会中断，但是在干扰消失之后，可以独立恢复操作。
切换无功负载，继电器触点“弹跳”，整流交流电时切换
在电气系统中，可能会发生各种开关过程：感应负载的中断，继电器触点的断开等。
这种切换过程也会产生脉冲噪声。 它们的持续时间从一纳秒到一微秒。 这种脉冲噪声被称为纳秒脉冲噪声。
为了进行测试，将纳秒脉冲的数据包馈送到交换机。 脉冲被馈送到电源端口和数据端口。
电源端口提供2 kV脉冲，数据端口提供4 kV脉冲。
在测试纳秒脉冲噪声的影响期间，开关必须完全可操作。
工业电子设备，滤波器和电缆的串扰
将开关安装在配电系统或电力电子设备附近时，可能会在其中感应不对称电压。 这种拾音器称为传导电磁干扰。
传导干扰的主要来源是：
- 配电系统，包括直流电和50 Hz的频率；
- 电力电子设备。
根据干扰源，干扰分为两种类型：
- 恒定电压和50 Hz的电压频率。 配电系统中的短路和其他故障会在基频上产生干扰；
- 电压范围为15 Hz至150 kHz。 这种干扰通常是由电力电子系统产生的。
为了测试开关，向电源和数据传输端口连续施加30 V的工作电压，并持续300 s施加有效电压1 s。 这些电压值对应于GOST测试的最高刚性。
如果设备安装在恶劣的电磁环境中，则必须承受这种影响。 其特点是：
- 被测设备将连接到低压电网和中压线；
- 设备将连接到高压设备的接地系统；
- 使用功率转换器将大量电流注入接地系统。
在车站或变电站中可以找到类似的情况。
电池充电时交流电压整流
整流后，输出电压始终脉动。 即，电压值随机地或周期性地变化。
如果开关由直流电压供电，则较大的纹波电压会干扰设备的运行。
通常，所有现代系统都使用特殊的平滑滤波器，并且纹波电平不大。 但是，当在电源系统中安装电池时，情况会发生变化。 给电池充电时，纹波会增加。
因此，还必须考虑这种干扰的可能性。
结论
具有改进的电磁兼容性的开关允许在恶劣的电磁环境中传输数据。 在我的例子中，在本文的开头，数据电缆暴露于工业频率的强大磁场中，并在0至150 kHz的频带内传导了噪声。 在这种情况下，传统的工业交换机无法应对数据传输，并且数据包丢失了。
受到以下干扰，具有增强的电磁兼容性的开关可以完全正常工作：
- 射频电磁场；
- 工业频率的磁场；
- 纳秒级脉冲噪声；
- 高能量的微秒脉冲噪声；
- 射频电磁场引起的传导噪声；
- 在0至150 kHz的频率范围内产生传导干扰；
- 纹波电压直流电源。