Revised April 4, 2006
July 28, 2000
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Products Affected |
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Problem Description |
A component failure (an isolation diode) may have occurred in some Cisco 12000 DC power entry modules (PEMs) during a manufacturing test, which was not subsequently detected and fixed prior to shipment. In a Cisco 12000 chassis using redundant DC PEMs, one of which has a bad isolation diode, it is possible for a safety hazard to exist under certain conditions. The safety hazard can exist in areas of the building that are not in close physical proximity to the Cisco 12000 chassis. The component failure is not traffic affecting, even for systems with non-redundant DC PEMs. The component failure does not affect redundancy or normal chassis operation. The type of safety hazard that can exist is an energy hazard, which is defined as a situation in which more than 240 VA (volt-amperes) are available between two components that can be short-circuited. Cisco estimates that less than 10 percent of PEMs are affected by this problem. WARNING: Failure to follow the instructions presented here can lead to a burn hazard and personal injury. |
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Background |
The diagram below (Figure 1) shows how a Cisco 12000 chassis is typically connected to the -48VDC battery feed of a data center or central office. Both A and B battery feeds are shown. The A and B battery feed circuit breakers isolate all equipment from each battery feed. The branch circuit breakers typically disconnect individual equipment or clusters of equipment.
Figure 1: Typical Connection of Cisco 12000 Series Router to -48VDC Battery The diagram below (Figure 2) shows how the PEMs on the Cisco 12000 feed power into the chassis itself. The PEM circuit breaker disconnects incoming battery feed power from the chassis. The auxiliary power supply provides power to the MBUS controller which, in turn, controls the power supply LED indicators (the 12016 does not have an MBUS controller). The isolation diode prevents reverse current flow and allows for redundant PEM operation.
Figure 2: Cisco 12000 Series PEM to Backplane Power Bus Interconnection The diagram below depicts a scenario in which, for maintenance reasons, one of the PEMs has been disconnected from the battery feed while the other PEM remains connected to its battery feed. The connected PEM provides power to the chassis backplane power bus. In the event of an external short circuit across the disconnected PEM terminal lugs (indicated here with a wrench), power does not flow through this external circuit due to the blocking action of the isolation diode.
Figure 3: Function of the Isolation Diode on a Cisco 12000 Series PEM |
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Problem Symptoms |
The diagram below (Figure 4) depicts a scenario in which a component failure (shorted isolation diode) permits current flow externally to a PEM that has been disconnected from its battery feed (through either a cable disconnection or a circuit breaker being switched off), but which is shorted by a conductive device (such as a wrench). Current to this external circuit comes from the backplane through the disconnected PEM. The backplane is receiving power from the PEM that is still connected to its battery feed. Note that in order for current to flow externally to the PEM, that PEM circuit breaker must be in the ON position. This situation may occur if maintenance personnel have switched the battery A or B feed main disconnect circuit breaker to OFF, have turned the battery feed branch circuit breaker to OFF, or have disconnected battery plant cabling without turning the PEM circuit breaker off. Note that such a short circuit could occur anywhere on that particular battery feed branch circuit, even if the equipment being worked on is not in close physical proximity to the Cisco 12000 chassis.
Figure 4: Failure of an Isolation Diode on a Cisco 12000 Series PEM |
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Workaround/Solution |
The following diagram (Figure 5) shows what happens if the circuit breaker on a PEM with a shorted isolation diode is switched to OFF while still installed in the Cisco 12000 chassis. Current is able to flow through the PEM auxiliary power supply from the backplane power bus, which causes the "Input OK" or "Power OK" LED to be ON on the disconnected PEM. On a PEM in which the isolation diode has not been shorted, the "Input OK" or "Power OK" LED would be OFF in this situation. Therefore, turning the PEM circuit breaker OFF can be used as a test to detect if the PEM has a shorted isolation diode.
Figure 5: Failure of an Isolation Diode on a Cisco 12000 Series PEM with PEM Circuit Breaker Switched to "OFF" Position Cisco recommends the following procedure to test for a DC PEM with a shorted isolation diode. To use this procedure, you should be familiar with Cisco or equivalent router hardware and cabling, electronic circuitry and wiring practices, and preferably have experience as an electronic or electromechanical technician.
If one or both PEMs have shorted isolation diodes, Cisco recommends a fix-on-fail strategy for this problem. As of approximately March 1, 2002, new products that were manufactured under Engineering Change Order (ECO) E006073 are guaranteed to be free of this problem. Refer to How to Identify Hardware Levels below for instructions on how to view the version of in-service product. Service Logistics has known-good inventory at this time. The standard RMA process and delivery times are in effect. Once replacement hardware is available on-site:
Figure 6: Checking Input Voltage on a Cisco 12000 Series PEM with PEM Circuit Breaker and Battery Feed Branch Circuit Breaker Both Switched to "OFF" Position Note: The Cisco 12016 chassis can have up to four DC PEMs. The four PEMs are divided between two "zones", each zone connecting to "A" and "B" battery plants via two PEMs as shown in the following diagram (Figure 7):
Figure 7: Schematic Representation of Battery Plant Connections for Cisco 12016 Chassis with Four (4) DC PEMs When performing the above procedure on a Cisco 12016 chassis, treat the "A" and "B" PEM pair in each zone separately. Test the "A" PEM in zone 1 first, then test the "B" PEM in zone 1, then test the "A" PEM in zone 2, then test the "B" PEM in zone 2. Please note that silkscreen label for the power source input LED can either be "Input OK" or "Power OK" depending on the particular model of PEM. The following table describes what silkscreen label is present for the PEMs affected by this issue:
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How To Identify Hardware Levels |
None of the Cisco 12000 power supplies shipped after March 1, 2002 from Manufacturing or RMA Spare Depots have this problem. Cisco has purged the effected power supplies from our RMA stock. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Other Considerations |
This section explains some of the different ways in which an safety energy hazard can manifest itself. The diagram below (Figure 8) shows a facility with two Cisco 12000 routers (GSR A and GSR B), along with three other pieces of equipment (C, D and E). Also shown in the diagram are independent battery feeds (A and B), along with main feed and branch circuit breakers. Also shown within the GSR equipment symbols are the PEM circuit breakers. In this discussion we assume that both GSR routers have shorted isolation diodes on the "A" PEM.
Figure 8: Schematic Representation of Example Battery Plant Connections for Two (2) Cisco 12000 Series Chassis with Three (3) Other Pieces of Equipment The next diagram (Figure 9) shows what happens when a technician shuts off the main circuit breaker for the A battery plant. The technician may make the assumption that the A power circuits downstream from the main A breaker are de-energized, when in fact they are energized from the B battery plant via the two Cisco 12000 routers. Power circuits that remain energized, but which a technician may believe are de-energized, are shown in red. Note that a technician may be performing power system maintenance on equipment D and that equipment D may not be in close physical proximity to either of the Cisco 12000 routers. Note also that equipment E is not even connected to the B battery plant, yet it remains energized in this scenario.
Figure 9: Schematic Representation of Example Battery Plant Connections for Two (2) Cisco 12000 Series Chassis with Three (3) Other Pieces of Equipment After Disconnect of Battery "A" Main Feed - Energized Sections of the Circuit are Shown in RED In the diagram above (Figure 9), note that the Cisco 12012 and 12016 routers with shorted isolation diodes allow up to 60A of current to flow from the B battery side into the A side of the circuit shown in red. This is because the Cisco 12012 and 12016 router circuit breakers are rated at 60A. Cisco 12008 routers allow up to 40A. In the diagram above, if the GSRs are 12016s, the total available current in the circuit shown in red would be 120A. Total available power would be 5760VA. The more Cisco 12000 routers connected into the circuit with shorted isolation diodes, the greater the available current in the presumed de-energized circuit. Turning off branch distribution circuit breakers can also lead to a technician believing a power circuit is de-energized when it is not. This is shown in the following diagram (Figure 10). In this case, a technician may believe the power circuits downstream from the branch circuit breakers are de-energized when in fact they remain energized as shown in red.
Figure 10: Schematic Representation of Example Battery Plant Connections for Two (2) Cisco 12000 Series Chassis with Three (3) Other Pieces of Equipment After Switching Branch Circuit Disconnects to "OFF" Position - Energized Sections of the Circuit are Shown in RED Whenever maintenance is being performed on a power distribution system that has one or more Cisco 12000 routers attached, Cisco recommends explicitly checking the power circuit with a voltmeter prior to performing any maintenance until such time as all of the Cisco 12000 PEMs on the circuit have been tested and repaired. The voltage reading should be below 2VDC before maintenance is performed on the circuit. WARNING: Failure to follow the instructions presented here can lead to a burn hazard and personal injury. |
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For More Information |
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