|
以計算機技術(shù)為主的電子技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為我們的生產(chǎn)生活帶了極大的便利，各種各樣的電子產(chǎn)品也深入到社會的每一個角落，為人們的生活時時刻刻提供實時的資訊。 與此同時，各種電子電器產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁輻射也困擾著我們。對于其本身而言，這種電磁輻射是正常和合乎常規(guī)的，但對其它儀器、設(shè)備，尤其是精度較高的儀器設(shè)備而言，其影響就很有害了，并將其稱之為電磁干擾。另外在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，這些輻射中攜帶有計算機正在進行處理的數(shù)據(jù)信息，使用專門的接收設(shè)備將這些電磁輻射接收下來，經(jīng)過處理，就可恢復(fù)還原出原信息，所以其產(chǎn)生的輻射是最容易造成泄密。據(jù)有關(guān)報道，目前部分國家已研制出能在一公里之外接收還原計算機電磁輻射信息的設(shè)備，這種信息泄露的途徑使敵對者能及時、準(zhǔn)確、廣泛、連續(xù)而且隱蔽地獲取情報。 在美國和歐洲計算機應(yīng)用比較早，計算機設(shè)備的輻射問題早已有研究，在1967年的計算機年會上美國科學(xué)家韋爾博士發(fā)表了闡述計算機系統(tǒng)脆弱性的論文，總結(jié)了計算機四個方面的脆弱性，即：通信線路的輻射；處理器的輻射；轉(zhuǎn)換設(shè)備的輻射；輸出設(shè)備的輻射。 計算機電磁輻射泄密問題也引起了各個國家的高度重視，要防止這些信息在空中傳播，必須采取防護和抑制電磁輻射泄密的專門技術(shù)措施，這方面的技術(shù)措施有： Tempest技術(shù)、干擾技術(shù)和屏蔽技術(shù)。 TEMPEST技術(shù)，又稱計算機信息泄漏安全防護技術(shù)，是取瞬態(tài)電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)英文Transient Electromagnetic Pulse Emanation Standard的縮寫；TEMPEST最早起源于美國國家安全局的一項絕密計劃，它是控制電子設(shè)備泄密發(fā)射的代號。該項計劃主要包括：電子設(shè)備中信息泄漏（電磁、聲）信號的檢測；信息泄露的抑制。TEMPEST技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范研究；測試方法及測試儀器設(shè)備研究；防護及制造技術(shù)研究；服務(wù)、咨詢及管理方法研究。TEMPEST技術(shù)采用的主要措施包括：濾波、屏蔽、干擾、接地、隔離等措施，而且這些措施也可以結(jié)合起來使用。 目前，在計算機信息系統(tǒng)中的防范為TEMPEST 技術(shù)，其主要手段有電磁屏蔽與電磁干擾，而現(xiàn)實中又主要采用的是電磁屏蔽技術(shù)。 電磁屏蔽主要目的是用來防止高頻電磁場的影響，從而有效地控制電磁波從某一區(qū)域向另一區(qū)域進行輻射傳播。其基本原理是采用低電阻值的導(dǎo)體材料，利用電磁波在屏蔽體表面的反射，在導(dǎo)體內(nèi)部的吸收及傳輸過程中的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用。通常采用導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性較好的材料把所需屏蔽的區(qū)域與外部隔離開。 屏蔽體的有效性是用屏蔽效能來度量的，屏蔽效能（SE）的定義是：在電磁場中同一地點無屏蔽時的電磁場強度與加屏蔽體后的電磁場強度之比，它表明了屏蔽體對電磁波的衰減程度。常用分貝數(shù)(dB)表示。 SE=A＋R＋B 式中：A為吸收損耗； R為反射損耗； B為多次反射損耗。 由以上公式不難發(fā)現(xiàn)，屏蔽材料直接影響屏蔽效能。實驗表明:頻率超過5MHz的電磁波只能透過38μm厚的鋁箔。如果屏蔽層的厚度超過38μm，就如美國Albertson的F2TP電纜為雙層鋁箔屏蔽線纜(如圖1所示，其中鋁箔1厚度為25U 鋁面朝外，鋁箔2厚度為50U 鋁面朝內(nèi)，地線1/0.50TC)，高達75U的屏蔽厚度，使電纜幾乎達到全頻段抗電磁干擾的能力。 綜合布線系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，其性能直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性、安全性、可擴展性以及數(shù)據(jù)處理能力等。 綜合布線系統(tǒng)是應(yīng)用在商業(yè)樓宇、住宅樓工廠車間等，其存內(nèi)部在配電箱和配電網(wǎng)產(chǎn)生的高頻干擾、大功率電動機電火花產(chǎn)生的諧波干擾、熒光燈管、電子啟動器、電源開關(guān)、電話網(wǎng)的振鈴電流、信息處理設(shè)備產(chǎn)生的周期性脈沖以及家用電器等均會產(chǎn)生干擾源，如下表所示。 綜合布線系統(tǒng)在樓宇外部存在雷達、無線電發(fā)射設(shè)備、移動電話基站、高壓電線、電氣化鐵路、雷擊區(qū)等干擾源。在電磁干擾比較大的工礦、機場、地鐵；在信息保密的軍隊、警察、政府機構(gòu)、高科技研發(fā)機構(gòu)，以及在嚴(yán)格限制電磁干擾的醫(yī)院(儲如磁共振等精密醫(yī)療儀器)，對于整個計算機網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性的要求更加明確。儲如此類處于較高電磁場強度的環(huán)境應(yīng)采用屏蔽系統(tǒng)。 屏蔽線纜的選擇在整個屏蔽綜合布線系統(tǒng)中顯得非常重要，這不僅僅是由于數(shù)據(jù)信號大部分時間都在線纜上傳導(dǎo)，更是因為屏蔽線纜做為水平子系統(tǒng)，連接工作終端與配設(shè)備間的唯一通道，跨越樓宇內(nèi)部很多區(qū)域和其它有源設(shè)備，其產(chǎn)生的影響更大。 市場上鋁箔屏蔽線纜有很多，常規(guī)屏蔽線纜鋁箔包裹芯線的方式都是斜包方式，即鋁箔按一定的斜角纏繞在芯線上。而芯線在高速總絞的過程中，會有一定的晃動，而且屏蔽線纜在施工時，由于鋁箔帶在拖放的時候，也會有時慢時快的現(xiàn)象出現(xiàn)，特別在轉(zhuǎn)角外，很容易就會使包層產(chǎn)生翹角，這種現(xiàn)象無論是鋁箔帶左包或右包，或者雙層鋁箔左右同時包，都會發(fā)生。并且當(dāng)包層的重疊率不夠時，其翹角就會形成一個電磁泄露點，導(dǎo)致屏蔽效果大打折扣。如下圖所示： Albertsons雙層鋁箔屏蔽，內(nèi)層鋁箔使用25U軟鋁箔斜包，外層鋁箔使用50U厚鋁箔直包方式，有效解決翹角問題，并且直包重疊率超過周長的15％，大大增加屏蔽效果，做到真正意義上的屏蔽線纜，保證用戶的信號傳輸不受干擾或外泄。 另外，如果屏蔽體不完整，將導(dǎo)致電磁場泄漏。特別是電磁場屏蔽，它利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場干擾。如果屏蔽體不完整，渦流的效果降低，即屏蔽的效果大打折扣。 屏蔽電纜的屏蔽層由兩層導(dǎo)電面相對的鋁箔組成，雙層導(dǎo)電層相對的屏蔽結(jié)構(gòu)不僅改善了電纜的屏蔽性能，也防止由于施工安裝過程中的意外導(dǎo)致屏蔽層不完整，同時安裝方便。F2TP電纜采用了雙層斜包＋直包的鋁箔屏蔽結(jié)構(gòu)：即在電纜4芯絞線的外面斜包一層25μm厚的鋁箔，鋁面朝外；再直包一層50μm厚的鋁箔，鋁面朝內(nèi)。這樣既可以避免電纜彎曲或受熱時屏蔽層出現(xiàn)微小的縫隙，又提高了屏蔽效果，同時使接地更加方便、可靠。 從EMC (電磁兼容)的方面考慮，電纜的屏蔽層必須與大面積的金屬表面環(huán)繞接觸，即所謂的360℃接地。雙層屏蔽由兩層相對的鋁箔包裹著4對導(dǎo)體的構(gòu)成，它的屏蔽原理不同于UTP雙絞的平衡抵消原理，而是利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應(yīng)(指電流在導(dǎo)體截面的分布隨頻率的升高而趨于導(dǎo)體表面分布，頻率越高，趨膚深度越小)有效地防止外部電磁干擾進入電纜，同時也阻止內(nèi)部信號輻射出去干擾其它設(shè)備的工作。 在電纜端接時?可以非常容易地將電纜外護套和外面一層屏蔽層去掉?露出里面一層屏蔽層?導(dǎo)體層向外。 正因為雙層鋁箔結(jié)構(gòu)大大簡化了屏蔽電纜的連接?節(jié)省了安裝時間?使雙層鋁箔FTP電纜的安裝同UTP電纜的安裝一樣簡單。?Grounding 。在雙層鋁箔屏蔽系統(tǒng)中?只需將里面一層屏蔽層卡(耐克森專利產(chǎn)品Clip-onTM)卡在電纜導(dǎo)線架上即可?以保證屏蔽電纜在配線架和信息插座都實現(xiàn)360℃環(huán)繞接地絕對不會產(chǎn)生所謂的“天線效應(yīng)”。Clip-onTM電纜導(dǎo)線架與模塊化配線盤集成在一起，為了達到整個鏈路內(nèi)的連續(xù)屏蔽?給連接件加上EMC外殼?并配有專門的電纜導(dǎo)線架。 對于10MHz以上的電磁波?利用屏蔽層的反射?吸收及趨膚效應(yīng)的機理來抵消電磁干擾及電磁輻射?頻率越高?屏蔽層的效果越明顯。對于低頻?小于5MHz 電磁波?則利用雙絞線的平衡特性抵消。這種雙層鋁箔屏蔽電纜的最大特點有兩個方面：卓越的屏蔽性能?最大限度地方便用戶安裝。 綜上所術(shù)，人類經(jīng)濟的發(fā)展對信息技術(shù)的依賴越大，對計算機網(wǎng)絡(luò)的保密性，安全性要求就越高。并且隨著精密儀器設(shè)備的不斷推廣和應(yīng)用，對其工作環(huán)境提出了新的、特定的要求。全面了解電磁輻射的來源和傳播途徑，采取有效預(yù)防措施，改善精密儀器設(shè)備的運行環(huán)境，是使其穩(wěn)定工作的先決條件。 由屏蔽的電纜和屏蔽的元器件所組成的屏蔽結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)將是最佳選擇。 美國Albertson以其強大的技術(shù)實力和嚴(yán)格產(chǎn)品要求，為全球用戶提供安全的、可靠性的、穩(wěn)定的綜合布線系統(tǒng)。 |
