Проблема электромагнитной совместимости технических систем

До недавнего времени обеспечение ЭМС рассматривалось только в отношении радиоэлектронных средств (РЭС), в силу явно выраженного в процессе работы излучения электромагнитного поля. Это определяет и сегодня необходимость процедуры согласования их совместного использования. Однако в современном мире наблюдается бурное развитие микроэлектроники и широкое внедрение ее изделий в состав практически всех технических средств (ТС), в том числе и обрабатывающих защищаемую информацию (в дальнейшем под техническим средством понимается, средство привлекаемое (либо совместно функционирующее) для обработки защищаемой информации). Наличие в составе таких средств элементов микроэлектроники, как правило, выполняющих управляющие функции, либо хранящие информацию непосредственно, существенно повышает их восприимчивость к воздействию электромагнитных полей или электромагнитных помех (ЭМП). Понятие “восприимчивость к помехам” определяет способность ТС, обрабатывающего информацию, при воздействии электромагнитных помех искажать содержание или безвозвратно утрачивать информацию, останавливать или нарушать процесс управления ее обработкой, изменять состав и последовательность функций средства и т.п., а также физического разрушения микроэлементов. Это обязывает при организации защиты информации решать задачи обеспечения ЭМС технических средств ее обрабатывающих.

В широком смысле решение проблемы ЭМС отдельного технического средства заключается в создании условий, при которых оно идеально совместимо с окружающей его средой или, другими словами, невосприимчиво к внешним помехам и не создает помехи для других средств. Во всех случаях электромагнитная помеха возникает при наличии трех факторов: ТС-источника помехи, среды ее распространения и технического средства, обладающего восприимчивостью к этой помехе (его часто называют рецептором).

Нежелательное воздействие на рецептор может быть непосредственным или косвенным. При косвенном влиянии отсутствует прямая передача электромагнитной энергии рецептору. В этом случае воздействие помехи заключается в изменении среды функционирования, параметров элементов, устройств технического средства или режимов их работы. Непосредственное влияние обусловлено передачей энергии помехи от источника к рецептору либо ее излучением в окружающее его пространство, либо по проводникам (цепям заземления и электропитания, соединительным и коммутационным линиям, шасси и кожухам технических средств). Часто на практике встречаются случаи комбинированного пути, когда помеха воздействует на рецептор, распространяясь в пространстве как электромагнитное поле, и посредством электрического тока наведенного им в проводниках.

Помеху, передаваемую по проводникам, можно классифицировать по виду связи: кондуктивная, емкостная (электрическая) и индуктивная (магнитная). Кондуктивная связь является результатом омического контакта между двумя техническими средствами (элементами их схем или соединяющими их проводниками и т.п.). Она может возникнуть из-за гальванической связи при несовершенстве изоляции или наличии общих цепей заземления и т.п. Емкостная связь является результатом паразитной емкости, а индуктивная – результатом взаимной индуктивности между ТС-источник помехи и ТС-рецептор. Емкостная связь обусловлена воздействием, в основном, электрического поля, когда оно в ближней зоне является преобладающим. Это относится к проводникам, имеющим большое сопротивление относительно “земли”. Примером этого может служить многопроводный кабель. Индуктивная связь возникает между низкоомными проводниками, имеющими малое сопротивление относительно “земли” и образующими по форме петлю (рамку), то есть являющимися излучателями магнитного поля.

Необходимо отметить некоторую условность приведенной классификации, поскольку емкостные и индуктивные помехи передаются на рецептор фактически по проводнику, в котором они возбуждаются соответствующим полем.

Пространственная помеха образуется практически при работе любого технического средства, при этом создаваемые ими в окружающем пространстве электромагнитные поля принято подразделять на:

- функциональные – излучаемые с целью передачи полезной информации предназначенными для этого радиоэлектронными средствами через антенно-фидерное устройство; их уровень стремятся усилить в направлении на корреспондента в достаточно необходимой полосе частот и при этом по возможности занимать ее как можно меньший интервал времени;

- сопутствующие (паразитные) – сопровождающие работу технического средства и являющиеся эффектом его технического несовершенства, оказывающие мешающее воздействие работе соседних ТС; их уровень стремятся устранить или снизить до допустимых пределов применением конструкторских и схемных решений, как правило, на этапе проектирования и последующего производства данного средства.

В любом случае электромагнитное поле вокруг работающего технического средства монопольно занимает какое-то пространство в определенной полосе частот на период своей работы. Причем независимо от того, каким является поле для его источника, для ТС, обрабатывающего защищаемую информацию, оно является помехой. Пространственные параметры электромагнитной помехи характеризуются образованием “зоны мешания”. Под “зоной мешания” понимают область пространства, в пределах которой уровень энергии и частотный спектр излучаемого ТС электромагнитного поля не позволяет одновременно использовать другие ТС без снижения качества их функционирования. Размеры “зоной мешания” зависят от полосы частот, в которой генерируется поле, его энергетического уровня, а также способа его излучения и окружающих условий распространения.