حفاظت الکترو مغناطیسی مراکز داده
مراکز داده عموما تحت تاثیر نویزهایی مانند امواج الکترومغناطیسی هستند. این امواج به دو صورت می توانند روی عملکرد دستگاه های مرکز داده اثر بگذارند: از طریق هادی و از طریق تشعشعی. برای محافظت از یک مرکز داده از امواج الکترومغناطیسی تشعشعی، پیشنهاد می شود که از یک قفس فارادی استفاده شود.
قفس فارادی در واقع با استفاده از چندین لایه شیلد الکترومغناطیس که همگی هادی هستند، تشعشعات الکترومغناطیسی را تا حد امکان کاهش می دهد. تعداد لایه ها و میزان کاهش امواج الکترومغناطیسی، به نوع مرکز داده بستگی دارد. هر چه حساسیت ها پیرامون این داده ها بالاتر باشد، باید از لایه های محافظ بیشتر و قوی تری استفاده شود.
یک قدم مهم در حفاظت از اتاق مرکز داده، استفاده از لایه های شیلد الکترومغناطیس است. این لایه ها باید در شش وجه در اطراف اتاق یا دستگاه مورد نظر نصب شوند تا عبور تشعشعات را کاهش بدهند. این لایه ها باید هادی جریان برق بوده و با استفاده از فناوری های خاص در ضخامت های زیاد تولید شوند تا بتوانند کارآیی لازم را داشته باشند. دقت کنید که نحوه محافظت یک اتاق یا یک دستگاه در مقابل امواج الکتریکی و امواج مغناطیسی بسیار متفاوت است.
کاربردهای حفاظت الکترومغناطیسی
- کاهش اثر میدان های الکتریکی که امواج مغناطیسی تولید می کنند
- حفاظت تجهیزاتی که هادی نیستند
- محافظت از کابل و سیم ها
- محافظت از اتاق سرور، اتاق داده و سایر مراکز مهم
- حفاظت غیر دائم (در زمان تست و کالیبره کردن می تواند مورد استفاده قرار بگیرد)
- استفاده به عنوان زمین الکتریکی
- محافظت از تجهیزات پلاستیکی
اندازه گیری های الکترومغناطیسی
در مبحث الکترومغناطیس معمولا دو نوع اندازه گیری مهم داریم:
- سنجش میزان تاثیر یک قطعه الکترونیکی بر محیط
- سنجش میزان تاثیر محیط بر عملکرد یک قطعه الکترونیکی
یکی از مهم ترین انواع نویزهای محیطی، نویز هدایتی کابل های حامل برق شهر است. در واقع بعد از راه اندازی قفس فارادی و نصب شیلدهای آن، باید اثر نویزی کابل های برق را نیز مد نظر داشت. برای از بین بردن اثر برق شهر، از یک فیلتر EMI استفاده می شود. این فیلتر از سلف و خازن تشکیل شده است. تنظیم مقدار این المان ها با توجه به نوع سیستم و توان آن می تواند متفاوت باشد. این فیلتر غالبا نویز های بین ۱۰ کیلوهرتز تا ۱۰ گیگا هرتز را حذف می کند.
بمب های الکترومغناطیسی
امروزه جنگ اطلاعاتی نوع دیگری از جنگ است که بین کشورهای جهان وجود دارد. در همین راستا، نیروهای نظامی تلاش می کنند از ابزارهایی در جنگ استفاده کنند که بدون تلفات انسانی، مراکز اطلاعاتی و داده های مهم دشمن را هدف بگیرد. برای این منظور، از بمب های الکترومغناطیسی استفاده می شود. این بمب ها در زمان انفجار، یک میدان بسیار قوی الکترومغناطیسی ایجاد می کنند که باعث از کار افتادن قطعات الکترونیکی می شود. بنابراین برای آن که از مراکز مهم هر سازمان یا شرکت محافظت شود، باید استفاده از شیلدهای محافظ در دستور کار این سازمان ها قرار بگیرد.
در این مقاله قصد داریم انواع مختلف بمب های الکترومغناطیسی، میزان تخریب و نحوه مقابله با آن ها را بررسی کنیم. در ادامه با ما همراه باشید.
هنگامی که برای اولین بار از بمب های اتمی استفاده شد، میزان شدیدی از تداخل مغناطیسی کشف شد که تاثیرات مخربی بر عملکرد تجهیزات گوناگون در محل انفجار داشت. بعدها مشخص شد که این تاثیرات مخرب، از اثرات امواج گامای ناشی از انفجار و یونیزه شدن آن ها در برخورد با مولکول های هوا بوده است. به دلیل آن که در آن زمان به طور گسترده از تجهیزات الکترونیکی استفاده نمی شد، توجه چندانی به اثرات زیانبار این ماجرا نداشتند.
مقابله با امواج الکترومغناطیسی
قطعا پیشگیری از ایجاد مشکل در تجهیزات الکترونیکی، بسیار به صرفه تر از تعمیر یا جایگزینی آن ها است. گاهی می توان تجهیزات و المان های الکتریکی و الکترونیکی را به نحوی ساخت که در برابر امواج الکترومغناطیسی آسیب پذیر نباشند. اما تاکنون در ساخت بیشتر این المان ها، به این ویژگی اهمیت چندانی نشان داده نشده است. بنابراین توصیه می شود که حتما راه های مختلف برای محافظت از زیر ساخت ها مد نظر قرار داده شود. برای این منظور چندین روش وجود دارد که در زیر به آن ها اشاره می کنیم:
فیلتر: استفاده از فیلتر یک روش موثر برای کاهش نویزهای الکترومغناطیسی است. این فیلترها از المان هایی مانند سلف و خازن تهیه می شوند. البته در توان های بالا پاسخگوی نیاز مراکز داده نیستند.
شیلد: شیلد در لغت به معنی لایه محافظی است که به دور چیزی پیچیده می شود. در اینجا شیلدها عموما از جنس هادی هستند و به زمین الکتریکی نیز متصل می شوند تا از کابل یا سایر تجهیزات در برابر تشعشعات محافظت کنند. چند نوع مختلف از شیلد کردن وجود دارد که با توجه به نیازهای تجهیزات مورد نظر می توانند مورد استفاده قرار بگیرند: شیلد کابل، ایجاد زمین مجازی برای کاهش نویز، شیلد لایه لایه، محافظت از درب اتاق های حساس.
فیبر نوری: فیبرهای نوری به هیچ عنوان توسط تشعشعات الکترومغناطیسی دچار نویز نمی شوند. به همین دلیل استفاده از آن ها به جای کابل های معمولی توصیه می شود. البته دقت شود که نمی توان به جای همه المان های نویزپذیر از فیبر نوری استفاده کرد.
موج بر: موج بر یک راه حل ساده و در عین حال قدیمی است که برای پیشگیری از ایجاد تداخل در امواج الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرد؛ اما امروزه تاثیر چندانی بر المان های نیمه هادی ندارد.
مقاومت های متغیر با ولتاژ: این مقاومت ها هنگامی که در یک مدار با ولتاژ بالا قرار می گیرند، جریان را از خود عبور می دهند تا از سایر المان های مدار محافظت کنند. البته زمان پاسخ دادن این مقاومت ها کمی بالا است و در این مدت احتمال آسیب به مدار وجود دارد.
همان طور که در بالا نیز اشاره کردیم، هزینه محافظت از تجهیزات الکترونیکی بسیار کمتر از تعمیر آن ها است. بنابراین توصیه می شود که هنگام راه اندازی چنین سیستم هایی، روش های محافظت در برابر تشعشع را نیز در نظر بگیرید.
استفاده ار دیوارهای محافظت شده، زمین کردن و تجهیزات مقاوم می تواند قدم بزرگی در این زمینه باشد. خصوصا این که در کشور ما هنوز ضعف های زیادی در خصوص محافظت از مراکز داده و مکان های حساس وجود دارد.