Диссертация (1335837), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Перекрытия напряжения наблюдались при напряжении 3 кВ. Энергия, необходимая дляповреждения платы Ethernet, былаоравна 4 Дж.В работах [235, 236] представленыорезультаты экспериментальных исследований поовоздействию электромагнитным полемос различной модуляцией налинииосвязи - неэкранированную витую паруо(UTP) категории 5. Авторами рассмотрен фрагментолокальной сети, по которойоосуществлялась передача данныхмежду двумя ПКосогласно спецификации 100Base-TX. Генераторосоздавал электромагнитное поле водвух режимах: незатухающая гармоническаяоволна (CW) иамплитудно-модулированныео(АМ) сигналы.Показано, что сопомощью проведения Wavelet-анализаоэлектрических сигналов Ethernet волинии связи возможно выявитьокритические амплитудночастотные характеристики,оизменение которых повлечет коснижению, искажениюиоблокированию передаваемыходанных.
Авторы провели натурный эксперимент,в которомоосуществлялось воздействие электромагнитнымополем с различнымипараметрамио(выявленными в результатеосерии предварительных расчетов) наоучасток кабеля, расположенного вопоперечно-электромагнитной ячейке срасширенным диапазономочастот.По результатам экспериментовоавторами были сделаныоследующие выводы: при формированииов кабеле помех соамплитудой 140 мВ в результатеовоздействия электромагнитным полемос амплитудно-модулированными сигналамизначительнооухудшается пропускная способностьосети. Локальная сеть наиболееуязвима при воздействиионезатухающих гармонических волнопри частоте следования 10–50оМГц и излучений соамплитудной модуляцией водиапазонах частот:6210–50, 60–70ои 80–100 МГц.
Таким образом,оавторами сделан вывод, что наиболее опасныовоздействия с амплитудно-модулированными сигналами.Воработе [216] представлены результатыоисследования влияния сверхширокополосного воздействияозатухающей синусоидыо(DS) иоСВЧ высокой мощности (HPM) наоIT-систему, состоящую изодвух коммутаторов иодвух персональных компьютеров. Воходе эксперимента кабель, соединяющийодва коммутатора, помещалсяов поперечно-электромагнитную ячейкуои подвергался воздействиюоэлектромагнитного поля.Порезультатамисследованийосделаныследующиевыводы:СШП-импульсыос высокой частотойоповторения могут привестиок большому количеству ошибокои разрушению сетевогоосоединения во время передачиоданных.Воздействие импульсами вовиде затухающей синусоидыоможет привестиок значительному нарушениюосигналов, особенно в линииопитания, что приводит кнемедленномуоотключению всей системы.
Сверхвысокочастотныео(СВЧ) воздействия оказываютонаибольшее влияние на передачуоданных или линии питанияиомогут легко проникатьочерез отверстия вокорпусе, оказывая влияние наоэлементную базу.В работе [254]опредставлены результаты исследованияовлияния СШП ЭМИна локальнуюосеть Ethernet.
Рассматриваются спецификациио10Base-T и 100BaseTX, вокачестве физической средыопередачи использовалась экранированнаяовитая пара категории 5.оОдна станция посылала другойопоток данных в течениедвух минут,оодновременно кабель помещалсяов поперечно-электромагнитнуюячейкуои подвергался электромагнитномуовоздействию. Экспериментально оценивалосьоколичество посланных, искаженныхои потерянных кадров. Экспериментальнооустановлено, что прионапряженности электрического поля во12 кВ/мвонеэкранированной витой пареонаводилось напряжение до 90 Вои наблюдаласьпотеряосвязи. При напряженностиоболее 12 кВ/м происходило разрушениеоаппаратного обеспечения, приоуровне поля 6 кВ/м временное нарушениеоработы, апри 0,5-1 кВ/м наблюдаются ошибкиов работе локальной сети.63В работе [226] приведены результатыоэкспериментов, в которыхорассматривается влияние электромагнитныховоздействий на передачуоданных в сетиEthernet.оИнжекция электромагнитных импульсовоосуществлялась в линию связи-онеэкранированную витую паруокатегории 5e с использованием индукционнойсвязи.оВ результате серииоэкспериментов определялись пороговыеоуровнифункционирования 8-портовогооконцентратора при инжекцииов линию связиэлектромагнитныхоимпульсов.
По результатамоэкспериментов делается вывод,чтооконцентратор Ethernet наиболее уязвимок синфазным токам ≥ 10омА причастотеоследования импульсов околоо80 МГц.В статье [266]опредставлено исследование пооинжекции ЭМИ различноймодуляции иоформы в линию связиомежду двумя ПК. Цельюопроводимых испытаний былоотестирование различных типовосетевых адаптеров наоустойчивость кпериодическиоповторяющимся импульсным помехам, распространяющимсяополиниям связи ворезультате электромагнитного воздействия. Вокачестве источника нагружения использовались триотипа генераторов, формирующихопачки импульсов различнойодлительности (1, 2; 5; 10 нс).В ходе экспериментаобыло установлено, чтоопри воздействии сопомощьюемкостной инжекцииоамплитуда воздействующих импульсовоснижается на50 %оот исходной амплитуды.
Такжеобыло установлено, чтоонаибольшее количестводеструктивных эффектовопроявляется при положительнойополярностиинжектируемых импульсов.оАмплитуда воздействующих импульсов достигала4,5окВ, при этом наблюдалосьовыгорание отдельных дискретных элементов наоплатах сетевых адаптеров иозависание ПК. Несмотря наоэто, после перезагрузкиПКосоединениеов локальной сетиов нескольких экспериментаховосстанавливалось.Воработе [227] приведены результатыоисследования электромагнитныхвоздействий наоразличные конфигурации сетиоEthernet.
В частности,опри воздействии наолинию связиомежду концентратором иомаршрутизатором было установлено, чтооотказ концентратора иомаршрутизатора происходит при частотеоследования периодически повторяющихсяоимпульсов: 112 МГц, 407 МГц,2,95 ГГц, 3,15 ГГц и в полосе частот 500–690 МГц. Делается вывод, что наиболее-64овероятная причина отказовосети - электромагнитноеовоздействие на периферийные компонентыосети (концентратор и маршрутизатор),окоторое может осуществляться черезокабель электропитания, сетевойокабель.Среди отечественных исследованийоможно выделитьоработы сотрудниковФГУП «ВНИИОФИ» [186], в которых приводятся результаты исследованийфункционирования простейшей локальной сети в условиях воздействия СКЭМИоразной амплитудыои частоты следования в помещении иона открытом пространстве. Проведенооисследование по оценке влияния частоты следованияовоздействующих импульсов на фрагмент кабеля (неэкранированнойовитой пары категориио5e) локальной сети Ethernet (10Base-T и 100Base-T).оВ качестве источникаоизлучения использовалась 4-рупорнаяоантенная система апертуройо0,5 × 0,5ом,возбуждаемая генератором импульсовонапряжения с максимальной амплитудой40окВ и длительностьюофронта с обострителем ~о200 пс, без обострителяо~ 800 пс.
Между компьютерами осуществлялась пересылка пакетов длиной64 байт.На рисунке 1.4 (а и б) показана зависимость доли потери информационныхпакетов от напряженностиоэлектрического поля приооблучении информационного кабеляо[186].а)б)Рисунок 1.4 - Зависимость доли потери информационных пакетовот напряженности электрического поля при облучении информационного кабеля(а - без обострителя; б - с обострителем)Установлено, чтооамплитуда наводок на информационныйокабель, при ко-65торыхопроисходит 100%-ная потеря информационныхопакетов (скорость передачи данныхов сети равна 0),осоставляет от 6 до 15 В, а частота следования импульсовосоставляла 100, 500,о1000 кГц.В работе [16] рассматриваетсяовлияние СК ЭМИ на фрагмент сетиоEthernet(спецификация 100Base-TX).
Воздействие осуществлялосьоэлектромагнитнымполем на участкиокабеля, расположенные наоразличном расстоянии от сетевогооадаптера. По результатам экспериментаоделается вывод, что амплитудаонаведенных помеховых сигналов может воединицы-десятки раз превышать амплитудуоштатных сигналов (в рабочейополосе частот). Установлено,очто наиболее опасные воздействия СКоЭМИ с характернымиочастотами излучения 100-300оМГц иамплитудами 3–15 кВ приводят коискажению и блокированию процесса передачиоданных в сети Ethernet.Экспериментальные исследования поовыявлению критериальных уровнейустойчивости сетейопередачи данных приоПД ЭМВ (по ГОСТоР 52863-2007)проведены ООО «Эмсотех»о[27, 87, 90, 209]. Авторы подробноопредставляют параметры воздействующихоимпульсов, но совершеннооне рассматривают импульсные токи ионапряжения, создаваемые на нагрузкеосетевого интерфейса.Проведенный анализ работопо второму методическомуоподходу позволилвыявить ряд недостатков.оТак, в работах [1, 16, 186, 188, 191, 226, 235, 236, 254,266] согласно применяемым экспериментальнымометодикам не учитываются типы трафика.оНи в одной изоработ не рассматривается воздействиеона сетевойтрафик мультисервисной сети,огде длина пакетов иоинтервалы между пакетамиимеютслучайныхохарактер.Такжевоовсехоприведенныхоредакци-яхоэкспериментовоне применяются общепризнанные методики, используемые длятестирования сетей связи.
оКаждыйоавтор сам решает, какоонобудет проверятьснижение производительностиосетиопри проведении эксперимента. Несмотряонавыводы, сделанные оостепенях устойчивости сети, нет четкогооопределения, когда сеть способна передаватьоданные,оа когда нет, т.е. фактическиоотсутствуютоявные критерии работоспособности сети.Третийометодическийоподход.66В работах [47, 258]опредставленаочисленная модель оценки деградацииКаналаопередачиданных при воздействии периодически повторяющейсяоим-пульснойопомехи.
Проведен сравнительный анализоэффективностиовоздействияразличных импульсных помех,оимеющихоодинаковую среднюю мощность. Разработанная численнаяомодельопроверена экспериментальным путем. Установлено,очтоополное блокирование канала передачиоданныховозникает при высокойочастоте повторения импульсной помехио(f ≥ 500оГц). При низкихочастотах повторения импульсной помехио(f = 10 и 50 Гц) увеличениеоее средней мощностиоза счет повышения напряженияогенератора не приводит косущественному снижению скорости передачиоданных в информационной системе.оРассмотренная вданных работахочисленная модель такжеоиспользуется в [46], гдеопредложенакомплексная методикаооценки стойкости цифровых устройствок воздействию периодически повторяющихсяосверхкоротких электромагнитных импульсов.В работахо[46, 47, 258] приведеноматематический аппарат для двоичныхометодов кодирования информации.
Примеромотакого кодирования служит манчестерскийокод, применяемый в сетяхоEthernet, спецификация 10GBase-T.В работео[82] автор делает основнойоупор на расчет наведенныхотоков инапряжений вокабельных линиях связи ворезультатеоэлектромагнитного воздействия. Предложен математическийоаппарат на базе уравненийоМаксвелла. На основе проведенногооисследования сделаны выводы: амплитуда помеховыхосигналов, наведенных в кабелях,оможет приводитьк сбоям в работе аппаратуры, подключенной к кабельным линиям, или выводитьиз строя входные элементы устройств, имеющие низкий уровень электрическойпрочности; амплитудно-временные характеристики наведенных помеховых сигналовсложным образом зависят от амплитудно-временных параметров воздействующих импульсов и ориентации кабелей относительно вектора воздействующегополя; частота воздействующейопомехи лежитов области частот от 100оМГц до1 ГГц.67В работе [25] автор применилоаналитический подход к оценкеостойкостителекоммуникационных систем приоэлектромагнитных воздействиях поопроводным линиям связи бесконтактнымоспособом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
