Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2016, № 12 · RADIO ENGINEERING

Моделирование электромагнитных помех в неэкранированной витой паре при внешних электромагнитных воздействиях

Z.M. Gizatullin1, R.M. Gizatullin1, M.S. Shkinderov1, M.G. Nuriev1, R.I. Salimov1

1 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Russia
Full text (PDF) UDC 621.391.82; 004.3 EDN YFYPBF

Abstract

Computer networks must meet certain requirements in terms of reliability, security, timeliness and reliability of the transmission of information, without which there is no effective management and production activities. The problem of effects of external electromagnetic interference on computer networks based on UTP is considered in the article. An effective solution to the problem of noise immunity the computer networks is its accounting at the development and introduction. Substantiates a decision on the need to improve the noise immunity of computer networks under the influence of electromagnetic interference on the based on the simulation results. Mathematical models for analysis of electromagnetic interference in the unshielded twisted pair under the influence of external electromagnetic field in the far-field region are suggested in this project. Limits of mathematical models are defined. Simulation results of electromagnetic interference are used to the solution of the problem the noise immunity problem analysis computer networks. A theoretical technique for the analysis of noise immunity of computer networks are proposed. The results of the study are presented.

  • computer networks
  • noise immunity
  • electromagnetic interference
  • unshielded twisted pair
  • mathematical model
  • technique
  • simulation
Аннотация (на русском)

Моделирование электромагнитных помех в неэкранированной витой паре при внешних электромагнитных воздействиях

К компьютерным сетям предъявляются требования по надежности, безопасности, своевременности и достоверности передачи информации, без которых невозможна эффективная управленческая и производственная деятельность. В работе рассмотрена проблема помехоустойчивости компьютерных сетей на основе неэкранированной витой пары при воздействии внешних электромагнитных полей. Эффективным решением проблемы помехоустойчивости компьютерных сетей является ее учет на этапе разработки и внедрения. Решение о необходимости повышения помехоустойчивости компьютерных сетей при воздействии помех формируются на основе результатов моделирования. Предложены математические модели для анализа электромагнитных помех в неэкранированной витой паре при воздействии электромагнитного поля в дальней зоне. Определены ограничения математических моделей. Приведены результаты моделирования электромагнитных помех, которые используются для решения задачи прогнозирования помехоустойчивости компьютерных сетей. Предложена методика для анализа помехоустойчивости компьютерных сетей. Представлены результаты исследований.

For citation

Gizatullin Z.M., Gizatullin R.M., Shkinderov M.S., Nuriev M.G., Salimov R.I. Моделирование электромагнитных помех в неэкранированной витой паре при внешних электромагнитных воздействиях // Journal of Radio Electronics. – 2016. – No. 12.

References

  1. ГОСТ Р 30804.4.4-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний. - М.: Стандартинформ, 2014. - 27 с.
  2. ГОСТ Р 56115-2014. Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Средства защиты от преднамеренных силовых электромагнитных воздействий. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2015. - 46 с.
  3. Gizatullin Z.M., Gizatullin R.M. Study of the electromagnetic compatibility of local area networks under the action of nanosecond electromagnetic disturbances // Journal of Communications Technology and Electronics. - 2014. - No. 5. - pp. 424-426.
  4. Сахаров К.Ю., Соколов А.А., Михеев О.В. Исследование функционирования локальной вычислительной сети в условиях воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов // Технологии электромагнитной совместимости. - 2006 - №3. - С. 36-46.
  5. Mojert C., Nitsch D., Friedjoff H., Maack J., Sabath F., Camp M., Garbe G. UWB and EMP susceptibility of microprocessors and networks // Proceedings of the 14th International Zürich Symposium EMC. - Zurich, 2001. - pp. 47-52.
  6. Jeffrey J., Gilmore C., Siemens G., LoVetri J. Hardware Invariant Protocol Disruptive Interference for 100BaseTX Ethernet Communications // IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility. - 2004. - No. 3. - pp. 412-422.
  7. Maki M., Hamada S., Tokuda M., Shimoshio Y. Immunity of communications systems using a balanced cable // Proceedings of the IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. - Fort Lauderdale, 2010. - pp. 37-42.
  8. Kreitlow M., Sabath F., Garbe H. A test method for analyzing disturbed Ethernet data streams // Advances in Radio Science. - 2015. - No. 13. - pp. 149-153.
  9. Киричек Р.В. Исследование влияния свехкоротких электромагнитных импульсов на процесс передачи данных в сетях Ethernet: Автореф. дис. … канд. техн. наук. - СПб., 2011. - 20 с.
  10. Ларионенко А.В. Разработка требований к средствам защиты локальных вычислительных сетей от деструктивного воздействия сверхкоротко импульсного электромагнитного излучения: Автореф. дис. … канд. техн. наук. - М., 2010. - 28 с.
  11. Li-Hua S., Yang Y., Ying-Hui Z., Bi-Hua Z. Statistical results on the EMP conductive susceptibility of a serial network measurement and control device // Proceedings of the 5th Asia-Pacific Conference on Environmental Electromagnetic. - Beijing, 2009. - pp. 13-16.
  12. Кечиев Л.Н., Степанов П.В. ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций. - М.: Издательский Дом «Технологии», 2005. - 320 с.
  13. Armenta R.B., Sarris C.D. Efficient evaluation of the terminal response of a twisted-wire pair excited by a plane-wave electromagnetic field // IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility. - 2007. - No. 3. - P. 698-707.
  14. Taylor C.D., Castillo J.P. On the response of a terminated twisted-wire cable excited by a plane-wave electromagnetic field // IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility. - 1980. - No. 1. - pp. 16-19.
  15. Smith A. Coupling of external electromagnetic fields to transmission lines. - New York: Inter science, 1977. - 125 p.
  16. Гизатуллин З.М. Помехоустойчивость средств вычислительной техники внутри зданий при широкополосных электромагнитных воздействиях: монография. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2012. - 254 с.