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淺析屏蔽機柜連接電纜后的輻射發射

屏蔽機柜使用概述

隨著人們對涉密信息系統電磁泄漏發射危害性認識的逐步加深，在建設涉密信息網絡時開始大量采用各種防電磁泄漏發射的手段，包括建設電磁屏蔽室、鋪設光纜和屏蔽雙絞線、使用低輻射設備、紅黑電源隔離插座、屏蔽機柜和干擾器等。其中屏蔽機柜具有體積小、安裝方便、使用靈活的特點，非常適合在那些不適宜安裝電磁屏蔽室又需要對信息設備提供保護的場合使用。

但是實際檢測中發現，通過了實驗室嚴格測試的屏蔽機柜在實際使用環境的使用效果往往達不到設計要求，這使許多用戶產生了屏蔽機柜并不能有效防護電磁泄漏發射的印象。經過認真分析，發現許多用戶在對屏蔽機柜中的設備進行通信線連接時，往往出于對成本的考慮不使用光纖，而是直接使用屏蔽雙絞線進行連接，連接時僅僅將屏蔽雙絞線的屏蔽層與柜體進行簡單的處理，更有甚者將非屏蔽雙絞線直接接入屏蔽機柜中。這些做法都會導致屏蔽機柜的屏蔽效能大大降低，甚至不僅不能提供保護，反而變成信息泄漏發射的發射源。隨著屏蔽機柜使用得越來越廣泛，錯誤使用的情況也越來越多，問題日益突出，存在泄密隱患。

屏蔽機柜連接電纜后的輻射發射

1．使用現場屏蔽機柜屏蔽效能降低的原因

電纜是系統中導致電磁兼容問題的主要因素。在電磁兼容試驗中經常出現這樣的情況：設備無論如何改進都無法通過電磁兼容試驗，但在將設備的外拖電纜取下時設備能順利地通過試驗；在實際使用電子設備時也經常遇到這樣的情況：設備無法正常工作甚至經常死機，但將連接電纜拔下來之后一切正常了。事實上，我們在現實中遇到的電磁兼容問題，大部分是由電纜引起的。

屏蔽機柜在實驗室中不連接任何電纜時能夠滿足標準的嚴格要求，但在使用現場卻經常只有50dB左右的屏蔽效能甚至完全無效。這是因為在使用現場將電纜與機柜進行了不正確的連接，在將連接電纜拔掉后機柜的屏蔽效能又恢復正常。這說明電纜是導致系統屏蔽效能降低的直接原因。事實上，電纜是一根高效的接收和發射天線，若連接不當會直接將機柜中的電磁泄漏發射信號發射出去。在將非屏蔽雙絞線直接接入屏蔽機柜這種情況下，相當于直接為屏蔽機柜連入了一根發射天線，這會使屏蔽機柜完全失去屏蔽作用，因此實際使用時要絕的對杜絕這種錯誤。

2．屏蔽機柜連接電纜的輻射模型

其中差模電流回路是電纜中的信號電流回路，而共模電流回路則是由電纜與大地形成的。

在很多電磁兼容書籍中都可以找到關于這個模型的數學分析，在此不再做該部分工作，僅僅是將其結論拿來使用。該模型相當于兩個電流環天線，其發射能力與環路面積和環路中電流的大小成正比。實際在涉密網絡中使用的都是屏蔽雙絞線，電纜中包含了信號線和信號地線，兩者之間的距離很小，由此形成的差模電流環路的面積也非常小，因此其差模輻射并不強。另外，由于相鄰絞節中的電流方向相反，其產生的磁場方向也相反，則在空間中抵消。因此實際產生的輻射主要來自共模輻射。

共模輻射由共模電流產生，共模電流的環路由電纜與大地形成，具有較大的環路面積，會產生較強的輻射。共模電流由共模電壓產生，共模電壓是電纜與大地之間的電壓，產生該電壓的原因很多，在我們討論的使用屏蔽機柜的情況下，共模電壓的產生主要來自于機柜內設備的電磁泄漏發射在電纜上感應生成及電路中的電容性耦合和電感性耦合。

屏蔽機柜連接電纜后的輻射發射問題比較嚴重，希望從事這方面工作的朋友能夠從本篇文中獲益。