国际商业机器全球服务(中国)有限公司 朱文辉
 
国际上公认的15类电磁干扰源
    随着各种类型的电子信息系统在建筑物内的大量设置,各种干扰源将会影响到综合布线电缆的传输质量与安全。这些射频应用设备(干扰源)又称为ISM设备,国际无线电干扰特别委员会(CISPR)推荐的ISM设备有15种。
信息安全等级保护工作的政策和法律依据:
    《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》第二章安全保护制度部分规定:
     计算机信息系统实行安全等级保护。安全等级的划分标准和安全等级保护的具体办法,由公安部会同有关部门制定。
    《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB 17859-1999规定:
    国家对信息系统实行五级保护。
    第一级:用户自主保护级
    第二级:系统审计保护级
    第三级:安全标记保护级
    第四级:结构化保护级
    第五级:访问验证保护级
    等级保护基本概念:信息系统安全等级保护是指对信息安全实行等级化保护和等级化管理。根据信息系统应用业务重要程度及其实际安全需求,实行分级、分类、分阶段实施保护,保障信息安全和系统安全正常运行,维护国家利益、公共利益和社会稳定。
    等级保护的核心是对信息系统特别是对业务应用系统安全分等级、按标准进行建设、管理和监督。国家对信息安全等级保护工作运用法律和技术规范逐级加强监管力度。突出重点,保障重要信息资源和重要信息系统的安全。
信息系统安全等级保护工作涉及的部分标准
国家标准
    《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB 17859-1999
    推荐标准
    《信息系统安全等级保护基本要求》
    《信息安全技术 信息系统安全管理要求》(GB/T 20269-2006)
    《信息安全技术 网络基础安全技术要求》(GB/T 20270-2006)
    《信息安全技术 信息系统通用安全技术要求》(GB/T 20271-2006)
    《信息安全技术 操作系统安全技术要求》(GB/T 20272-2006)
    《信息安全技术 数据库管理系统安全技术要求》(GB/T 20273-2006)
    行业标准
    《信息安全技术 终端计算机系统安全等级技术要求》(GA/T 671-2006)
    《信息安全技术 终端计算机系统安全等级评估准则》(GA/T 672-2006)
    《信息安全等级保护管理办法》公通字[2007]43号
    安全要素与安全防护等级的关系
抗电磁干扰手段之三:屏蔽
    屏蔽布线系统通过在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。
EMC(Electromagnetic Compatibility)
  电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。 国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是:系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他系统和设备造成干扰。
  各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响,在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。电磁兼容EMC对产生的干扰水平、抗干扰水平和抑制措施做出明确的规定,使处于同一电磁环境的设备都是兼容的,同时又不向该环境中的任何实体引入不能允许的电磁扰动。EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份。
屏蔽电缆的屏蔽原理不同于双绞线的平衡抵消原理,屏蔽电缆是在四对双绞线的外面加多一层或两层铝箔,利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱),有效的防止外部电磁干扰进入电缆,同时也阻止内部信号辐射出去,干扰其它设备的工作。
     实验表明,频率超过5MHz的电磁波只能透过38μm厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38μm,就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在5MHz以下。而对于5MHz以下的低频干扰可应用双绞线的平衡原理有效的抵消。
对于屏蔽电缆根据防护的要求,可分为
1. Foil Screened Cable 单层的铝箔屏蔽结构
    F/UTP(电缆金属箔屏蔽)
    U/FTP(线对金属箔屏蔽)
2. Foil and Braid Screened Cable 铝箔和铜质编织网双层屏蔽结构
    SF/UTP(铝箔和铜质编织网同时包裹在四对线的外层)、
    S/FTP (PIMF) (线对单对铝箔屏蔽加上包裹在四对线的外层的铜质编织网)
    PIMF = Pair in Metal Foil
    SS/UTP (双层的铝箔屏蔽结构)
    几种结构。
    不同的屏蔽电缆会产生不同的屏蔽效果。屏蔽电缆抵抗外界干扰主要体现在:信号传输的完整性可以通过屏蔽系统得到一定的保证。屏蔽布线系统可以防止传输数据受到外界电磁干扰和射频干扰的影响。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是高频干扰,主要是无线频率干扰,包括无线电、电视转播、雷达及其他无线通信。
  对于抵抗电磁干扰,选择编织层屏蔽最为有效,也就是金属网屏蔽,因其具有较低的临界电阻。而对于射频干扰,金属箔层屏蔽最有效,因为金属网屏蔽所产生的缝隙可使得高频信号自由地进出。对于高低频混合的干扰场,则要采用金属箔层加金属网的双重绝缘组合屏蔽方式,也就是(SF/UTP、S/FTP、SS/UTP)形式的双层屏蔽电缆,这样可使得金属网屏蔽适用于低频范围的干扰,金属箔屏蔽适用于高频范围的干扰。可以同时抵御线对之间和来自外部的电磁辐射干扰,减少线对之间及线对对外部的电磁辐射干扰。
    对于综合布线的传输品质而言,屏蔽综合布线能够提供更高的性能。
    比较综合布线的性能,首先要从数据传输品质说起。衡量数据传输品质的基本参数是误码率,根据实验室对于非屏蔽综合布线与屏蔽综合布线的误码率的对比测试,屏蔽接地以后,即使是单端接地,误码率也要比非屏蔽低2个数量级,传输品质就大大高于非屏蔽线缆。
    另一方面,我们又比较了数据的传输率,根据香浓定理:最大数据传输率 (bps) = 带宽x Logv ( 1 + SNR) ,可以看出,影响最大数据传输率的因素有两个:一是带宽和二是噪音;
    同一类别的屏蔽线缆和非屏蔽线缆的带宽是相同的,但是对于噪音的抑制能力却有着显著的区别。
    STP: 屏蔽接地的线缆上允许受到的最大噪音级别为:
             0.5V (with 40 dB screen efficiency)
    UTP: 线缆上允许的最大噪音级别: 
             0.015 V
    STP 在接地系统上的耐受噪音级别是 UTP 30倍以上!!
    从而,可以看到屏蔽系统比非屏蔽系统在抵抗噪音方面有着先天的优势。随着技术的发展,噪音的抑制在数据的传输过程中越来越重要,尤其是对于最新的超六类(Cat.6A)10G铜缆传输标准而言,除了标准中有提出的关于外部线缆与线缆间的干扰之外,在实际的场合中,还会受到各种强电及无线电对于线缆的干扰,此时屏蔽线缆的传输性能及传输速率与非屏蔽线缆相比将会表现的尤为出色及明显;同时,对于最新的超六类(Cat.6A)10G铜缆传输标准,施工也会变得愈加重要,非屏蔽线缆微小的结点都会造成线对间绞距的破坏,从而影响整个系统的性能;屏蔽线缆由于屏蔽层的存在,反而可以忽视掉这些微小的损耗,提高施工的效率。
    相对于屏蔽电缆而言,非屏蔽电缆的平衡特性并不只取决于部件本身的质量(如绞对),而会受到周围环境的影响。因为U/UTP(非屏蔽)周围的金属、隐蔽的“地”、施工中的牵拉、弯曲等等情况都会破坏其平衡特性,从而降低EMC性能。
屏蔽布线系统的应用场合:
    综合布线区域内存在的电磁干扰场强高于3V/m时,宜采用屏蔽布线系统进行防护。
    用户对电磁兼容性有较高的要求(电磁干扰和防信息泄漏)时,或网络安全保密的需要,宜采用屏蔽布线系统。
    采用非屏蔽布线系统无法满足安装现场条件对缆线的间距要求时,宜采用屏蔽布线系统。
    有严重电磁干扰环境的用户,如工厂、广播站、电台、机场以及地铁等。
出于安全考虑,严格要求保密的单位,如国防、政府、财政金融系统、大学、研究所。