RU2707385C1

RU2707385C1 - Method for information protection of distributed random antenna element

Info

Publication number: RU2707385C1
Application number: RU2018126620A
Authority: RU
Inventors: Олег Николаевич Маслов; Валерий Федорович Шашенков
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-11-26

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to protection of confidential information. Essence of the invention is increase of efficiency of protection of confidential information from leak through connection lines of internal arrangement, which are part of the distributed random antenna. Method of information protection of a distributed random antenna element in the form of a cable connecting line of internal arrangement by means of a magnetic shield, which reduces intensity of an electromagnetic field created in an external medium by a signal circulating in a distributed random antenna, is characterized by the fact that the magnetic screen is in the form of a spiral tape of amorphous cobalt alloy 71CNR and is placed on the outer surface of the coating of the cable connecting line, which is part of the distributed random antenna.

EFFECT: invention can be used for protection of radio systems integrated by the distributed random antennae term.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации (КИ) и может быть использовано для защиты радиотехнических систем, объединенными термином «распределенные случайные антенны» (РСА).The invention relates to the field of protection of confidential information (CI) and can be used to protect radio systems, combined by the term "distributed random antennas" (SAR).

Для обеспечения защиты КИ важное значение имеет выявление и последовательное перекрытие всех технических каналов утечки, в том числе по соединительным линиям (СЛ) как внутреннего, так и внешнего размещения – соответственно, расположенным внутри и выходящим за пределы подлежащего защите помещения (ПЗП). Примерами ПЗП являются офисы, аппаратные залы, служебные кабинеты, переговорные комнаты, конференц-залы и т.п., предназначенные для работы с КИ. Примерами СЛ, выступающих в роли элементов РСА, являются провода электропитания, заземления, оповещения, охранной и пожарной сигнализации; кабельные линии внешней, внутриофисной и компьютерной связи; трубы систем вентиляции и центрального отопления; металлические части несущих конструкций в зданиях и т.д. [1-3]To ensure KI protection, it is important to identify and sequentially shut off all technical leakage channels, including along connecting lines (SL) of both internal and external placement, respectively, located inside and outside the premises to be protected (PPP). Examples of PPPs are offices, hardware rooms, service rooms, meeting rooms, conference rooms, etc., designed to work with KI. Examples of SLs acting as PCA elements are power, ground, warning, security and fire alarm wires; cable lines of external, internal office and computer communications; pipes of ventilation systems and central heating; metal parts of load-bearing structures in buildings, etc. [1-3]

Информационная защита РСА предполагает в первую очередь применение методов и средств пассивной защиты СЛ, входящих в ее состав: электромагнитного экранирования (ЭМЭ) для снижения интенсивности электромагнитных полей (ЭМП), формирующих каналы утечки КИ во внешнюю среду; заземления, фильтрации КИ-сигналов и др. Одним из наиболее эффективных среди них в настоящее время является хорошо апробированный, надежный и универсальный метод ЭМЭ [4-7].Information protection of the SAR assumes first of all the application of the methods and means of passive protection of SLs included in its composition: electromagnetic shielding (EME) to reduce the intensity of electromagnetic fields (EMF) that form the channels of CI leakage into the external environment; grounding, filtering KI signals, etc. One of the most effective among them at the present time is a well-tested, reliable and universal method of EME [4-7].

Из уровня техники известны способы реализации ЭМЭ при помощи герметичных по ЭМП, полностью замкнутых конструкций (экранирующие покрытия и оболочки СЛ, кожухи и корпуса аппаратуры, экранированные камеры и ПЗП – далее ЭМЭ-конструкции), исключающих взаимодействие КИ-сигналов с внешней средой [6-7]. Поскольку СЛ внутреннего размещения не выходят за пределы ПЗП, ЭМЭ-конструкции такого рода применимы и для информационной защиты РСА. The prior art describes methods for implementing EME using EMF-sealed, completely enclosed structures (shielding coatings and SL shells, housings and equipment housings, shielded cameras and PZP - hereinafter EME constructions) that exclude the interaction of KI signals with the external environment [6- 7]. Since SLs of internal placement do not extend beyond the boundaries of the PPP, EME constructions of this kind are also applicable for information protection of SAR.

Известен коаксиальный кабель с многослойным экраном для экранирования помех, обусловленных протеканием по наружной поверхности СЛ токов помехового происхождения, который обеспечивает повышенную эффективность ЭМЭ сигнальных проводников при биметаллическом исполнении кабеля, когда внутренний слой – это хорошо проводящий материал, а наружный – материал с повышенным значением магнитной проницаемости [8]. Известна кабельная СЛ с защищенностью от «выбросов» наводимых ЭДС, в состав которой входит реле, которое при увеличении ЭДС выше заданного уровня размыкает контакт в цепи связи и замыкает контакт в цепи заземления, благодаря чему ЭДС не проходит по кабелю [9]. Known coaxial cable with a multilayer screen for shielding interference caused by leakage currents on the outer surface of the cable of interfering origin, which provides increased efficiency of EME signal conductors with bimetallic cable design, when the inner layer is a highly conductive material, and the outer one is a material with an increased magnetic permeability [8]. Known cable SL with protection from "emissions" induced EMF, which includes a relay, which, when the EMF increases above a predetermined level, opens the contact in the communication circuit and closes the contact in the ground circuit, so the EMF does not pass through the cable [9].

Известна многожильная кабельная СЛ c повышенной помехозащищенностью, в которой сердечники кабелей заключены в металлические оболочки, отделенные изоляционным покрытием от броневых покровов, выполненных из материала с высокой магнитной проницаемостью в виде спирально уложенных стальных лент [10]. Известна кабельная СЛ, содержащая многожильный сердечник, металлическую оболочку, изоляцию между оболочкой и броней, наружную изоляцию, изолирующую муфту и электрические соединения между броней и оболочкой, а также между жилами сердечника и металлической оболочкой, в которой помеховые токи и напряжения существенно снижены ввиду наличия электрического соединения между оболочкой и жилами кабеля [11]. Known multicore cable SL with increased noise immunity, in which the cores of the cables are enclosed in metal sheaths, separated by an insulating coating from the armor covers made of a material with high magnetic permeability in the form of spirally laid steel tapes [10]. Known cable SL containing a multicore core, a metal sheath, insulation between the sheath and the armor, an outer insulation, an insulating sleeve and electrical connections between the armor and the sheath, as well as between the core conductors and the metal sheath, in which the interference currents and voltages are significantly reduced due to the presence of electric the connection between the sheath and the cores of the cable [11].

Известны также типовые конструкции защищенных кабельных СЛ (двужильных и многожильных), в которых под оболочкой, между внешним экраном и внутренними жилами, расположены незамкнутые магнитные экраны, выполненные из аморфных сплавов типа 71КНСР, эффективно снижающие интенсивность ЭМП, создаваемого КИ-сигналами во внешней среде [7]. Typical designs of protected cable SLs (two-core and multi-core) are also known, in which under the shell, between the external screen and the inner cores, there are open magnetic shields made of amorphous alloys of the 71KNSR type, effectively reducing the intensity of the EMF created by KI signals in the external environment [ 7].

Наиболее близким по технической сущности известным решением является помехозащищенный экранированный кабель [12] (прототип предлагаемого изобретения), который содержит сердечник, поверх которого наложен по меньшей мере один повив изолированных кабельных жил, внешний экран, защитную оболочку и неизолированную заземляющую жилу, которая периодически контактирует с экраном. The closest in technical essence to the known solution is a noise-shielded shielded cable [12] (prototype of the invention), which contains a core over which at least one coil of insulated cable cores is laid, an external screen, a protective sheath and an uninsulated grounding conductor that periodically contacts screen.

Общим недостатком известных ЭМЭ-конструкций, включая прототип предлагаемого изобретения, является невозможность использования для эффективной (в том числе оперативно управляемой) защиты РСА – поскольку их защитные свойства не могут быть улучшены без изменения конструкции СЛ, образующих РСА. В то же время аппаратура для перехвата КИ постоянно совершенствуется; требования по защите оборудования ПЗП, включая РСА, ужесточаются; состав и структура самих РСА изменяются в зависимости от режима работы ПЗП – все это требует оперативной замены и (или) переделки используемых ЭМЭ-конструкций, перемонтажа кабельных СЛ и т.д., что связано со значитальными временными и материальными затратами.A common drawback of the known EME structures, including the prototype of the invention, is the inability to use for effective (including operationally controlled) protection of the PCA - since their protective properties cannot be improved without changing the design of the SL forming the PCA. At the same time, the equipment for intercepting CI is constantly being improved; the requirements for the protection of the equipment of PZP, including SAR, are tightened the composition and structure of the SARs themselves vary depending on the mode of operation of the PZP - all this requires prompt replacement and (or) alteration of the used EME structures, reassembly of cable SLs, etc., which is associated with significant time and material costs.

Предлагаемое решение проблемы состоит в обеспечении управляемого повышения эффективности ЭМЭ-конструкции, используемой в элементах РСА, без замены, переделки и (или) перемонтажа СЛ, образующих РСА. The proposed solution to the problem is to provide a controlled increase in the efficiency of the EME design used in SAR elements without replacement, alteration, and (or) remounting of SLs forming SAR.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности информационной защиты элементов РСА путем нанесения на внешнюю поверхность СЛ внутреннего размещения, образующих РСА, защитного покрытия (например, в виде спирально уложенных лент из аморфных сплавов типа 71КНСР и др. [13]), обеспечивающего снижение интенсивности ЭМП, создаваемого КИ-сигналами во внешней среде. The technical result of the invention is to increase the efficiency of information protection of PCA elements by applying a protective coating (for example, in the form of spirally laid ribbons from amorphous alloys of type 71KNSR and others [13]), providing a reduction in the intensity of EMF created by KI signals in the external environment.

Сущность предлагаемого способа информационной защиты элемента РСА в виде кабельной СЛ внутреннего размещения при помощи магнитного экрана, обеспечивающего снижение интенсивности ЭМП, создаваемого во внешней среде сигналом, циркулирующим в РСА, состоит в том, что магнитный экран выполняется в виде спиральной ленты из аморфного кобальтового сплава 71КНСР или его аналогов, и размещается на внешней поверхности оболочки кабельной СЛ, входящей в состав РСА.The essence of the proposed method of information protection of the PCA element in the form of cable SL internal placement using a magnetic screen, which reduces the intensity of the EMF created in the external environment by the signal circulating in the PCA, is that the magnetic screen is made in the form of a spiral tape from an amorphous cobalt alloy 71KNSR or its analogs, and is located on the outer surface of the cable trunk cable sheath, which is part of the SAR.

Фиг. 1 демонстрирует принцип реализации способа-прототипа на примере экранированного многожильного кабеля, содержащего сердечник 1, поверх которого наложены жилы 2 в изоляционной оболочке 3, внешний экран 4 и внешнюю оболочку 5. FIG. 1 shows the principle of implementation of the prototype method using an example of a shielded stranded cable containing a core 1, over which conductors 2 are laid in an insulating sheath 3, an external shield 4 and an outer sheath 5.

Фиг. 2 иллюстрирует применение незамкнутого магнитного экрана на примере двужильной кабельной СЛ: 1 – внутренние жилы; 2 – магнитный экран; 3 – внешний экран; 4 – внешняя оболочка кабеля.FIG. 2 illustrates the use of an open magnetic screen by the example of a two-core cable SL: 1 - internal conductors; 2 - a magnetic screen; 3 - external screen; 4 - the outer sheath of the cable.

Фиг. 3 показывает реализацию предлагаемого способа информационной защиты элемента РСА в виде экранированного многожильного кабеля, который содержит сердечник 1, жилы 2 в изоляционной оболочке 3, внешний экран 4 и внешнюю оболочку 5, поверх которой размещен магнитный экран 6 в виде спиральной ленты из аморфного сплава типа 71КНСР.FIG. 3 shows the implementation of the proposed method of information protection of a PCA element in the form of a shielded stranded cable that contains a core 1, cores 2 in an insulating sheath 3, an external shield 4 and an outer sheath 5, on top of which is placed a magnetic shield 6 in the form of a spiral tape made of an amorphous alloy of type 71KNSR .

Фиг 4 демонстрирует возможность применения предлагаемого способа для защиты элемента РСА в виде кабельной СЛ изделия «ЭКОС-1М»: 1 – экранированный электронный блок; 2 – узел уплотнения кабельной СЛ; 3 – кабельная СЛ с магнитным экраном в виде спиральной ленты из аморфного сплава 71КНСР; 4 – крышка корпуса изделия.Fig 4 demonstrates the applicability of the proposed method for protecting the PCA element in the form of cable trunking of the product "ECOS-1M": 1 - shielded electronic unit; 2 - cable trunk sealing assembly; 3 - cable SL with a magnetic screen in the form of a spiral tape from an amorphous alloy 71KNSR; 4 - product housing cover.

Недостатки способа-прототипа.The disadvantages of the prototype method.

Прототип, который демонстрирует Фиг. 1, реализует хорошо известный из уровня техники, универсальный, надежный и многократно апробированный метод ЭМЭ. Его основным недостатком, с точки зрения информационной защиты РСА, является невозможность улучшить защитные свойства без изменения внутренней конструкции СЛ. Это относится и к предложению использовать для защиты кабельных СЛ незамкнутые магнитные экраны, выполненные из аморфных сплавов типа 71КНСР, включая его аналоги, поскольку элементы ЭМЭ-конструкции здесь также располагаются под оболочкой СЛ, между внешним экраном и внутренними жилами (см. Фиг. 2).The prototype that FIG. 1, implements a well-known from the prior art, universal, reliable and repeatedly tested method of EME. Its main drawback, from the point of view of SAR information security, is the inability to improve protective properties without changing the internal structure of the SL. This also applies to the proposal to use open magnetic shields made of amorphous alloys of the 71KNSR type, including its analogs, to protect cable SLs, since the elements of the EME design are also located under the SL sheath, between the external screen and the internal conductors (see Fig. 2) .

В то же время требования к ЭМЭ кабельных СЛ внутреннего размещения постоянно ужесточаются ввиду необходимости предотвращать утечку КИ из ПЗП через РСА во все более сложных условиях, с учетом новых возможностей аппаратуры перехвата КИ. Поскольку переделка или замена указанных СЛ требует затрат временных и материальных ресурсов, в том числе финансовых вложений, существенный интерес представляют технические решения, позволяющие в оперативном порядке повысить эффективность защиты КИ от утечки во внешнюю среду через РСА, без замены и перемонтажа кабельных СЛ. At the same time, the requirements for the EME of cable SLs for indoor use are constantly being toughened due to the need to prevent leakage of CI from the BCP through the SAR in increasingly difficult conditions, taking into account the new capabilities of the equipment for intercepting CI. Since the alteration or replacement of these SLs requires the expenditure of time and material resources, including financial investments, technical solutions are of great interest, which can promptly increase the efficiency of protection of CIs from leakage into the external environment through SAR, without replacing and re-installing cable SLs.

С целью устранения указанных недостатков предлагается на внешней поверхности оболочки кабельной СЛ, входящей в состав РСА, размещать магнитный экран, выполненный в виде спиральной ленты из аморфного сплава 71КНСР или его аналогов.In order to eliminate these drawbacks, it is proposed that a magnetic screen made in the form of a spiral tape made of an amorphous 71KNSR alloy or its analogues be placed on the outer surface of the cable SL cable sheath that is part of the SAR.

Достоинства предлагаемого способа.The advantages of the proposed method.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Как это демонстрирует Фиг. 3, поверх внешней оболочки 5 кабельной СЛ, входящей в состав РСА, размещается защитное покрытие, которое представляет собой магнитный экран 6 в виде спиральной ленты, выполненной из аморфного материала, которым может быть кобальтовый сплав 71КНСР со следующими параметрами: ширина 5 мм; толщина 25±6 мкм; удельное сопротивление 1,4 Ом·мм²/ м; относительная магнитная проницаемость μ = 80000 … 210000 или его аналоги. The proposed method is as follows. As shown in FIG. 3, on top of the outer sheath 5 of the cable SL, which is part of the SAR, a protective coating is placed, which is a magnetic screen 6 in the form of a spiral tape made of amorphous material, which can be 71KNSR cobalt alloy with the following parameters: width 5 mm; thickness 25 ± 6 microns; specific resistance 1.4 Ohm · mm ² / m; relative magnetic permeability μ = 80,000 ... 210,000 or its analogues.

Поскольку спиральная лента является достаточно тонкой, размещение ее на внешней поверхности оболочки кабельной СЛ сложности не представляет. Как это показывает Фиг 4, на внешний вид и эргономические характеристики КИ-аппаратуры пленочное покрытие СЛ аморфным сплавом 71КНСР практически не влияет. В то же время выбор типа и параметров аморфного сплава позволяет обеспечить частотные свойства и эффективность ЭМЭ, необходимые для предотвращения утечки КИ через РСА во внешнюю среду – путем снижения до приемлемо-допустимых значений уровней ЭМП, создаваемых КИ-сигналами, циркулирующими по РСА, в заданной пространственно-частотно-временной области внешней среды. По финансовым и временным затратам предлагаемый вариант является безусловно предпочтительным по сравнению с заменой или перемонтажом любых СЛ внутреннего размещения, входящих в состав РСА. Since the spiral tape is quite thin, placing it on the outer surface of the cable trunk sheath is not difficult. As shown in FIG. 4, the film coating of the SL with the amorphous 71KNSR alloy practically does not affect the appearance and ergonomic characteristics of KI equipment. At the same time, the choice of the type and parameters of the amorphous alloy allows us to ensure the frequency properties and efficiency of EME necessary to prevent leakage of CI through SAR into the external environment - by reducing to acceptable acceptable values of the levels of EMF created by CI signals circulating through SAR in a given spatio-frequency-temporal region of the external environment. In terms of financial and time costs, the proposed option is certainly preferable in comparison with the replacement or remounting of any SL of internal placement included in the SAR.

Предлагаемый способ универсален и прост, он удобен для реализации и позволяет оперативно повысить эффективность информационной защиты РСА. The proposed method is universal and simple, it is convenient for implementation and allows you to quickly increase the effectiveness of information protection PCA.

Claims

A method of information protection of an element of a distributed random antenna in the form of a cable connecting line for internal placement using a magnetic screen, which reduces the intensity of the electromagnetic field created in the external environment by a signal circulating in a distributed random antenna, characterized in that the magnetic screen is made in the form of a spiral tape made of amorphous cobalt alloy 71KNSR and is located on the outer surface of the sheath of the cable connecting line, which is part of the distribution random antenna.