Метод захисту кабельних ліній зв’язку телекомунікаційних мереж від потужних імпульсних електромагнітних завад

Abstract

UА: Розроблена методика та одержані співвідношення для визначення багатомірних передавальних функцій каскадного з’єднання нелінійних інерційних ланцюгів, що дозволило визначити реакцію багатокаскадних нелінійних систем на довільний вплив електромагнітних завад. Проведено оцінку впливу конструкції та нелінійних характеристик пристроїв захисту на амплітудно - часові параметри наведеного струму. Запропонована методика експериментальних досліджень, яка дозволила підвищити достовірність оцінки завадостійкості інформаційних каналів зв’язку від впливу електромагнітних завад. Розроблені, теоретично обґрунтовані та експериментально перевірені технічні пропозиції по підвищенню стійкості провідних ліній зв’язку в умовах дії електромагнітних завад. На ґрунті розроблених методик створено алгоритм і програмне забезпечення “ЗАХИСТ”, який дозволяє аналітично визначати похибки, що вносяться до інформаційного каналу зв’язку нелінійними пристроями захисту, а також проводити адекватний аналіз процесів із заліком нелінійних та інерційних якостей пристроїв захисту. Порівняння результатів розрахунків із результатами, що одержані за допомогою експерименту, показало, що похибка розрахунків не перевищує 17%, що дає можливість використання створеного програмного забезпечення для подальших розрахунків. RU: Диссертация посвящена разработке метода защиты кабельных линий связи телекоммуникационных сетей информационных систем от мощных импульсных электромагнит ных помех. Проведенное в диссертационной работе исследование процессов взаимодействия электромагнитных помех с протяжёнными коаксиальными линиями связи с последующим анализом результатов взаимодействия показал недостаточную эффективность используемых устройств защиты и необходимость их дальнейшего усовершенствования. В связи с тем, что все используемые устройства защиты имеют нелинейные харак теристики, то в работе исследованы нелинейные инерционные процессы, возникающие в протяжённых коаксиальных линиях связи с устройствами защиты. Для учёта нелинейного характера процессов использован математический аппарат функциональных рядов Вольтерра. При этом для определения эффективности использования нелинейных устройств защиты предложено использовать ядра Вольтерра в качестве критерия их эффективности. Созданная методика определения ядер Вольтерра каскадного соединения произвольного конечного количества нелинейных звеньев линии связи позволила существенно расширить аналитические возможности и область использования математического аппарата функциональных рядов Вольтерра. При этом получено рекурсивное выражение для определения многомерных передаточных функций каскадного соединения нелинейных инерционных звеньев, что позволило определить реакцию многокаскадного соединения нелинейных систем на произвольное воздействие электромагнитных помех. Проведена оценка влияния конструкции и нелинейных характеристик устройств защиты на амплитудно - частотные характеристики наведенного тока. Предложена методика экспериментальных исследований, которая позволила повысить достоверность оценки помехозащищенности информационных каналов связи в условиях действия электромагнитных помех. Разработаны, теоретически обоснованы и экспериментально проверены технические предложения по повышению стойкости проводных линий связи в условиях действия электромагнитных помех. В частности эти устройства - имеют постоянную готовность к работе; - не влияют на характеристики передаваемого по линии связи сигнала; - не снижают механическую прочность линии связи; - эффективно работают с существующими устройствами защиты. На базе разработанных методик созданы алгоритмы и программное обеспечение “ЗАХИСТ”, позволяющий аналитически определять величины искажений, вносимых в информационный канал связи нелинейными устройствами защиты, а также проводить адекватный анализ процессов с учетом нелинейных и инерционных свойств используемых средств защиты. Сравнение результатов расчета с результатами, полученными с помощью эксперимента, показало, что погрешность вычисления не превышает 17%, что говорит о возможности применения созданного программного обеспечения для дальнейших расчетов. Разработанные практические рекомендации по повышению помехоустойчивости линий связи информационных систем стали основой для разработки устройств защиты. При этом проведённая проверка работоспособности устройств защиты в составе информационных каналов связи измерительных систем показала их высокую эффективность защиты (снижение наведенного тока на 16 – 20 дБ), и возможность осуществления квазигальванической развязки канала передачи информации при измерении импульсных сигналов. EN: A technique was developed with certain quantitative relations for calculation of multidimensional transmission functions for cascade connections of non-linear slow-response units. It allows determining reaction of multiple cascade connection of non-linear systems on arbitrary electro-magnetic interference. Estimations were given as to the influence of structure and non-linear properties of protection devices on amplitude/frequency properties of noise current. Included also is an experimental technique improving reliability of estimations of noise protection degree of informational communication channels in noise conditions. Technical proposals concerning increase of noise resistance of wire communication lines were developed and theoretically grounded. On the basis of the above mentioned technique a algorithms and software package "ЗАХИСТ" were created. They allow either analytical calculation of error values introduced into a communication channel by non-linear protection devices or adequate analysis of the processes taking into account non-linear and inertial properties of protection devices being used. The error of analytically calculated results was no more than 17 % in comparison to the experimental data, which makes the software applicable for further calculations.