Отличия дорогих Ethernet-коммутаторов от дешёвых на примере Zyxel

Ни для кого не секрет, что почти вся современная электроника выпускается в Китае, даже если разрабатывается в США, Европе, Японии или на Тайване – китайцы не только научились делать вещи качественно, но и вырастили у себя таких IT-гигантов, как Huawei, Inspur и десятки других, которые уже сами могут учить других, как надо делать бизнес-оборудование. Но так ли всё хорошо у мелких компаний, не имеющих десятков лет наработок и обратной связи от пользователей, но старающихся сэкономить буквально на каждой детали? Как правило, приобретая сетевой коммутатор в компанию, никто не задумывается, что у него внутри: стальной корпус закрыт гарантийной пломбой, да даже если бы её и не было, ну кто, в самом деле будет его вскрывать, чтобы посмотреть, как он устроен? Мы возьмём два коммутатора: тайваньский брендовый Zyxel и китайский аналог от малоизвестного производителя и посмотрим на различия в конструкции, и на что они влияют.

Первое – помехоподавляющий фильтр на входе

Напряжение синфазной помехи на входе может достигать опасных для человека величин, поэтому он должен отводиться в провод заземления. Для подавления синфазных помех используются очень надёжные конденсаторы класса Y. В дорогих блоках питания устанавливаются 4 Y + 1 X конденсатора, а в дешёвых – всего 2 Y-конденсатора. На фото ниже вы видите полноценный фильтр ЭМИ на блоке питания коммутатора Zyxel с дополнительными помехоподавляющими конденсаторами на входе и ферритовым кольцом в AC-проводнике. Я бы сказал, что защита от помех здесь абсолютная, и даже избыточная.

Схемы с 4 Y-конденсаторами имеют лучшие параметры сглаживания помех, но в эксплуатации разница не будет заметна, кроме каких-то особых случаев установки устройства в очень неблагоприятной среде с высокими ЭМИ.

В качественных импульсных блоках питания, кроме варисторов используются газовые разрядники или Gas-Filled Surge Arresters (SVT – разрядники, наполненные инертным газом). Включение газового разрядника параллельно одной из катушек индуктивности используется для защиты от сатурации и всплесков напряжения, связанных с резонансным эффектом. На фотографии блока питания коммутатора Zyxel (сверху) мы видим два газоразрядника (ближайший к нам имеет обозначение GT3), но вообще-то, их там больше.

А теперь посмотрим на блок питания тоже 24-портового 1-гигабитного PoE-коммутатора от китайской компании. Выглядит он, конечно, пустовато: здесь мы видим упрощённый фильтр с двумя Y-конденсаторами, причём место для ещё двух так и осталось нераспаянным. Ферритового кольца на проводнике нет, хотя в кадр розетка ввода не попала.

Газоразрядных элементов тоже нет, а для защиты по току используется предохранитель, и о нём нужно сказать отдельно.

Второе – защита от превышения по току

Причин, по которым в коммутаторе может возникнуть повышенный ток, не так уж и много – чаще всего это выход из строя какого-то компонента с одновременным коротким замыканием. Защита по току обязательна в современных устройствах, ведь она предотвращает возникновение пожара при КЗ.

В дорогих коммутаторах для этой цели используются тепловые или электромагнитные реле, самовосстанавливающиеся после срабатывания.

В дешёвых же китайских свитчах вы можете встретит обычные плавкие предохранители, которые и вовсе могут быть запаяны на плате. Ложные срабатывания защиты по току – крайне редкое явление, но я считаю, что если где-то стоит предохранитель – он должен меняться голыми руками без разбора устройства, но «дядюшка Ляо» считает что его экономия важнее, поэтому в китайском свитче он распаян.

Третье – охлаждение

Казалось бы, в схемах охлаждения давным-давно поставлена точка: схемы расположения вентиляторов отработаны, и ошибки быть не может, однако ошибаются все - и «дядюшка Ляо», который совершенно не прочь сэкономить, и именитые бренды, которые "не ведают, что творят". Почти все современные коммутаторы формата 1U охлаждаются «на отрицательном давлении» – сбоку установлены вентиляторы, работающие «на выдув», забирая воздух в основном с противоположной стороны корпуса и немного через порты. Любая щель, любая неплотность в корпусе устройства при такой схеме охлаждения снижает его эффективность.

В хороших коммутаторах Zyxel установлены 1-2 вентилятора для блока питания и обычно 1 для всей электроники.

Ну а в дешёвых китайских коммутаторах «дядюшка Ляо» может и вовсе вместо 3 вентиляторов, предполагаемых по конструкции, поставить два, а вместо третьего оставить пустую решётку. Как результат – весь воздух идёт внутрь не через корпус коммутатора с противоположной стороны корпуса, а через эту решётку, то есть циркулирует по кругу. В любом шкафу без сильной принудительной вентиляции, такое устройство будет греться сильнее, чем если бы всё было правильно. К счастью, этот "косяк" легко устраняется, если заклеить пустующую вентиляционную решётку скотчем.

Грозозащита

Защита от импульсных перенапряжений может выглядеть как вереница диодов с шунтирующими конденсаторами между физическим портом и согласующим трансформатором, реже – искровые и газовые разрядники и варисторы. На PoE-моделях с 24 и более портами, грозозащита может быть вынесена на дочернюю плату. В любом случае, грозозащита не встраивается в какие-то чипы, и если она реально есть на плате – вы её увидите.

Если встроенной грозозащиты нет, вам придётся покупать её отдельно, для тех кабелей, которые проходят по открытой местности. Самое странное в данной ситуации то, что в документации к дешёвым китайским коммутатором может быть указана защита от импульсных перенапряжений, но она может относиться только к блоку питания, а сетевые порты её не имеют. В общем, пока не вскроешь корпус и воочию не убедишься – не поймёшь.

На фото выше как раз пример такого китайского коммутатора, для которого в характеристиках заявлена грозозащита, но на самом деле её нет.

Производители и качество компонентов

Когда вы открываете дорогое брендовое устройство, будь то блок питания, ИБП или сетевой коммутатор, вы ожидаете увидеть компоненты определённых производителей. Как правило, причиной поломки устройства чаще всего выступают вздувшиеся конденсаторы и остановившиеся вентиляторы.

Качественные конденсаторы:

Nippon Chemi-con (коричневые)
Nichicon (коричневые)
Rubycon (чёрненькие)
Panasonic (чёрненькие)
Sanyo (твердотельные серебристые с фиолетовой полосой)
Elna

Средние по качеству конденсаторы:

Jamicon (зелёные)
Samsung
Capxon (чёрные)

Конденсаторы низкого качества:

Все остальные

Конденсаторы при поломке зачастую вызывают короткое замыкание, после чего устройство просто не включается, не устранишь поломку. В этом плане, выбор качественных конденсаторов куда важнее, чем например, вентиляторов, которые можно установить с избыточностью: остановится первый – будет работать второй.

Самые качественные вентиляторы:

Y.S. Tech (используются в средних коммутаторах Zyxel для бизнеса)
Delta (используются в топовых коммутаторах Zyxel для бизнеса)

Просто хорошие качественные вентиляторы:

AVC (в коммутаторах встречаются редко - чаще в брендовых серверах)
Sunon (используются в брендовых неттопах, ноутбуках, серверах, промышленном оборудовании)
Sanyo Denki (сегодня встречаются редко, в основном в промышленном оборудовании)

Вентиляторы с качеством «как повезёт»:

Все остальные

Если вы покупаете 1 сетевой коммутатор, то возможно никогда и не ощутите на себе разницу между хорошими качественными компонентами и ширпотребом: вам может повести, и коммутатор из компонентов с помойки проработает 10 лет без перерыва. Но если у вас парк из десятков или сотен устройств, качество компонентов даст о себе знать с первых дней эксплуатации: внезапные поломки, выгорания портов, перегрев и шум.

Выводы

Как вы можете видеть, дорогие коммутаторы от хорошего производителя построены на качественной элементной базе. Электрические компоненты день ото дня дешевле не становятся, и кстати, даже Zyxel, чей свитч мы использовали в качестве эталона в данной статье, тоже не святой - в обзоре XMG1930 (модельный ряд 2023 года), я обращал внимание, что по сравнению с моделями 2022 года, параметр MTBF снизился почти в 2 раза, но всё равно составлял около 60 лет беспрерывной работы. Чего уж говорить о "доковидных" временах, когда люди ещё не знали, что такое дефицит компонентов, и свитчи Zyxel имели наработку на отказ - 100 лет. Когда ты вскрываешь корпус и видишь дорогие японские конденсаторы и лучшие в своём классе вентиляторы, у тебя не возникает сомнений, что свои честные 3-5 лет устройство отработает без поломок.

В то же время, малоизвестные китайские производители, вынужденные играть низкой ценой, не могут себе позволить ни квалифицированных инженеров, ни использование качественной компонентной базы. Установка в проект таких устройств связана с риском, что рано или поздно монтажникам придётся срочно ехать и менять сгоревший свитч на новый, и по закону подлости - в дождь, ночью, в воскресенье. Или в пятницу вечером, что ещё страшнее.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
30/12.2023