СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) ЗАЩИТЫ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ОТ ВНЕШНИХ ДЕСТРУКТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ Российский патент 2012 года по МПК H04L29/14 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, позволяющей осуществлять постоянный мониторинг электромагнитной обстановки (ЭМО).

Известен способ, заложенный в устройстве «Анализатор параметрических отказов и сбоев» (патент RU №2270470, G05B 23/00, G06F 11/30, 2006 г.), позволяющий идентифицировать факт отказа технических устройств по заданному количеству сбоев за выбранный интервал времени и включающий оценку длительности периода пребывания параметра в области работоспособности при попадании среза эталонного импульса, соответствующего максимально допустимой длительности выхода параметра за границу работоспособности, а также сравнение полученной оценки с минимальным временем выполнения задачи. При меньшем значении оценки по сравнению с минимальным временем выполнения задачи момент первоначального пересечения параметром границы фиксируется как отказ, а длительность рассмотренного эталонного импульса входит в суммарную продолжительность отказов. При пересечении параметром границы в направлении области работоспособности и достижении длительности минимального времени выполнения задачи анализатором принимается решение о возвращении параметра в работоспособное состояние, одновременно с этим осуществляется сброс формирователя эталонного импульса. При нахождении параметра в области неработоспособности в более короткий период времени анализатор фиксирует факт возникновения и длительность сбоя. При достижении числа сбоев порогового значения анализатор фиксирует факт отказа.

Недостатком данного аналога является низкая устойчивость и защищенность элементов системы связи в условиях внешних деструктивных воздействий.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявленному является способ, реализованный в устройстве активной защиты и обеспечения технической готовности элементов распределенной локальной вычислительной сети (ЛВС) в условиях внешних деструктивных воздействий (патент RU №2316810, G06F 11/30, 2008 г.), включающий определение значений напряженности электрического поля Е_min - минимального значения напряженности электрического, при котором сбои и отказы в электронно-вычислительной машине (ЭВМ) распределенной ЛВС не возникают, и Е_max - максимального значения напряженности электрического поля, при котором сбои и отказы ЭВМ и ЛВС возникают, определение E_кр - порогового значения напряженности электрического поля, при котором еще возможно переключение пользователя с подвергшейся воздействию ЭВМ в составе распределенной ЛВС на ЭВМ, не подверженную воздействию. Измерение напряженности электрического поля в точке расположения ЭВМ происходит непрерывно, кроме того, осуществляется оценивание технического состояния ЭВМ и прогнозируется время, в течение которого ЭВМ будет находиться в работоспособном состоянии. При достижении порогового значения напряженности электрического поля Е_кр в точке расположения ЭВМ осуществляется индикация сигнализации о вероятности появления отказа ЭВМ и минимальном времени сохранения работоспособности ЭВМ.

При такой совокупности описанных действий достигается непрерывность предоставления информационных услуг пользователям распределенной ЛВС за счет снижения времени отключения пользователей ЛВС от ЭВМ.

Однако способ-прототип имеет недостаток: низкая устойчивость и защищенность элементов системы связи в условиях внешних деструктивных воздействий вследствие ограниченности в применении из-за того, что в нем осуществляется только переключение абонентов на резервные средства связи, не подверженные воздействию, при этом средство связи, подвергающееся воздействию, не защищается.

При перестройке с одной частоты на другую задействованы не все блоки и устройства, входящие в систему связи (Ю.Ф.Урядников, С.С.Аджемов. Сверхширокополосная связь. Теория и применение. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - С.290-313).

Задачей изобретения является создание способа (вариантов) защиты системы связи от внешних деструктивных воздействий, позволяющего расширить класс решаемых задач и повысить устойчивость и защищенность элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

Задача изобретения в первом варианте решается тем, что способ (варианты) защиты системы связи от внешних деструктивных воздействий, заключающийся в том, что задают основные (к которым подключены пользователи) и резервные (на которые будет осуществляться переключение пользователей) элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, записывают их в электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, измеряют значения напряженности электрического поля Е_изм в местах расположения элементов системы связи, записывают эти значения на электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, осуществляют постоянный мониторинг, диагностирование и прогнозирование электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев в определенный (заданный) момент времени, при необходимости заблаговременно переключают пользователей на резервные средства связи, не подвергающиеся воздействию электромагнитного импульса, согласно изобретению дополнен: задают значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, времени длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}, времени функционирования системы связи t_{функц.СС}, при прогнозировании времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, не отключая пользователей (абонентов), заблаговременно, на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, разрывают соединительные линии между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, заземляют вышеуказанные устройства, измеряют текущее время перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ}, сравнивают текущее время перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} с требуемым временем перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, после окончания перестройки рабочей частоты восстанавливают соединительные линии между устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и снимают с них заземление, на время, равное длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}.

Благодаря прогнозированию времени нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности, при которых возникают отказы и сбои устройств, и заблаговременному, не отключая пользователей (абонентов), разрыву соединительных линий между оконечными устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и заземлению вышеуказанных устройств на заданный интервал времени (в этом случае оконечные устройства, не принимающие участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, не подвергаются электромагнитному воздействию) в первом варианте заявленного способа обеспечивается возможность повышения устойчивости и защищенности элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

Задача изобретения во втором варианте решается тем, что способ (варианты) защиты системы связи от внешних деструктивных воздействий, заключающийся в том, что задают основные (к которым подключены пользователи) и резервные (на которые будет осуществляться переключение пользователей) элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, записывают их в электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, измеряют значения напряженности электрического поля Е_изм в местах расположения элементов системы связи, записывают эти значения на электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, осуществляют постоянный мониторинг, диагностирование и прогнозирование электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев в определенный (заданный) момент времени, при необходимости заблаговременно переключают пользователей на резервные средства связи, не подвергающиеся воздействию электромагнитного импульса, согласно изобретению дополнен: задают значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, времени длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}, времени функционирования системы связи t_{функц.СС}, постоянно, не отключая пользователей (абонентов), на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты, разрывают соединительные линии между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, заземляют вышеуказанные устройства, измеряют текущее время перестройки рабочей частоты, сравнивают текущее время перестройки рабочей частоты с требуемым временем перестройки рабочей частоты, после окончания перестройки рабочей частоты восстанавливают соединительные линии между устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и снимают с них заземление, на время, равное длительности передаваемого сигнала.

Благодаря постоянному, не отключая пользователей (абонентов), разрыву соединительных линий между оконечными устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и заземлению вышеуказанных устройств на заданный интервал времени (в этом случае оконечные устройства, не принимающие участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, не подвергаются электромагнитному воздействию), во втором варианте заявленного способа обеспечивается возможность повышения устойчивости и защищенности элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

Задача изобретения в третьем варианте решается тем, что способ (варианты) защиты системы связи от внешних деструктивных воздействий, заключающийся в том, что задают основные (к которым подключены пользователи) и резервные (на которые будет осуществляться переключение пользователей) элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, записывают их в электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, измеряют значения напряженности электрического поля Е_изм в местах расположения элементов системы связи, записывают эти значения на электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, осуществляют постоянный мониторинг, диагностирование и прогнозирование электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев в определенный (заданный) момент времени, при необходимости заблаговременно переключают пользователей на резервные средства связи, не подвергающиеся воздействию электромагнитного импульса, согласно изобретению дополнен: задают время функционирования системы связи t_{функц.СС}, значение времени рассинхронизации оконечной аппаратуры, при котором ведение связи невозможно t_{рассинх} ^треб, требуемое время разрыва соединительных линии (включения заземлений) t_{разрыва} ^треб, при ведении связи постоянно, с заданной периодичностью, на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, при прогнозировании времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, разрывают соединительные линии между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, и заземляют эти устройства, измеряют текущее время разрыва соединительных линий (включения заземлений) t_{разрыва} и сравнивают его с требуемым временем разрыва соединительных линий (включения заземлений), при равенстве текущего времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) и требуемого времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) восстанавливают соединительные линии и снимают заземление с вышеуказанных устройств.

Благодаря результатам прогнозирования значений электромагнитных импульсов, приводящих к выходу из строя элементов системы связи и постоянному, с заданной периодичностью, разрыву соединительных линий между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, и заземлению этих устройств на заданный интервал времени (в этом случае все устройства, принимающие участие в приемо-передающем тракте, не подвергаются электромагнитному воздействию), в третьем варианте способа обеспечивается возможность повышения устойчивости и защищенности элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков обеспечивает возможность повысить устойчивость и защищенность элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

Проведенный анализ позволил установить, что аналоги, тождественные признакам заявленного способа (вариантов), отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа (вариантов) условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ с достижением указанного в изобретении назначения.

Заявленный способ (варианты) поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг.1 - варианты воздействий электромагнитного импульса;

фиг.2 - блок-схема последовательности действий, реализующих первый вариант предлагаемого способа;

фиг.3 - блок-схема последовательности действий, реализующих второй вариант предлагаемого способа;

фиг.4 - блок-схема последовательности действий, реализующих третий вариант предлагаемого способа;

фиг.5 - схема, поясняющая порядок заземления устройств и разрыва соединительных линий между устройствами во всех вариантах предлагаемого способа;

фиг.6 - схема приемо-передающего тракта, включающего в себя устройства, работающие в режиме ППРЧ.

Учитываемые в заявке варианты воздействий электромагнитного импульса схематично представлены на фиг.1. На схеме представлены два возможных варианта воздействий.

Первый вариант воздействий предполагает воздействие ЭМИ во временном интервале, равном t_{перестр.РЧ} (интервал времени t1-t2 - фиг.1), когда осуществляется перестройка рабочей частоты и оконечные устройства (каналообразующая аппаратура, оконечная аппаратура, аппаратура сопряжения) не принимают участия в процессе перестройки рабочей частоты. В этом случае, при условии выполнения действий, описанных в первом и втором вариантах способа, выхода из строя оконечных устройств (каналообразующей аппаратуры, оконечной аппаратуры, аппаратуры сопряжения), не принимающих участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, не произойдет. Из строя выйдет аппаратура, принимающая участие в процессе перестройки с одной частоты на другую.

Второй вариант воздействий предполагает воздействие ЭМИ во временном интервале, равном t_{прд.сигнала} (интервал времени t2-t3 - фиг.1), когда в приемо-передающем тракте задействованы все устройства (элементы) системы связи. В этом случае, независимо от выполнения действий, описанных в первом и втором вариантах способа, из строя выйдут и оконечные устройства (каналообразующая аппаратура, оконечная аппаратура, аппаратура сопряжения), не принимающие участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и аппаратура, принимающая участие в процессе перестройки с одной частоты на другую.

В первом и втором вариантах заявленного способа рассматривается только первый вариант воздействий ЭМИ. Второй вариант воздействий ЭМИ в первом и втором вариантах заявленного способа не рассматривается, так как предлагаемые действия, в данном случае, не приводят к достижению технического результата.

В третьем варианте заявленного способа рассматриваются оба варианта воздействий ЭМИ (интервалы времени t1-t2 и t2-t3 - фиг.1). В этом случае, при условии выполнения действий, описанных в третьем варианте способа, за время отключения и заземления всех устройств, входящих в приемо-передающий тракт на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, выхода из строя устройств (элементов) системы связи не произойдет.

Варианты заявленного способа направлены на устранение противоречия между уровнем защиты средств связи с использованием существующих способов и реальными возможностями предотвращения деструктивных воздействий на систему связи со стороны нарушителя.

На фиг.2 представлена блок-схема последовательности действий, реализующих первый вариант предлагаемого способа, где в первом блоке задают элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, времени длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала} и времени функционирования системы связи t_{функц.СС}, во втором блоке записывают значения Е_min и Е_max в электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ), в третьем блоке измеряют Е_изм в местах расположения элементов системы связи, затем в четвертом блоке записывают эти значения в ЭППЗУ, в пятом блоке осуществляют постоянный мониторинг, диагностирование и прогнозирование электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев в определенный (заданный) момент времени Δt_заданн, если значение времени не равно значению времени, при котором прогнозируют электромагнитный импульс (ЭМИ), и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, то возвращаются в пятый блок, если значение времени равно значению времени, при котором ЭМИ, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, то в седьмом блоке заблаговременно, на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, разрывают соединительные линии между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, в восьмом блоке заземляют вышеуказанные устройства на t_{перестр.РЧ} ^треб, в девятом и десятом блоках измеряют текущее значение времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ}, сравнивают текущее значение времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} с требуемым значением времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, если текущее значение времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} равно требуемому значению времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, то в восьмом блоке восстанавливают соединительные линии между устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и снимают с них заземление, на время, равное длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}, в тринадцатом и четырнадцатом блоках сравнивают значения времени функционирования системы связи t_{функц.СС} с текущим значением времени t, при их равенстве функционирование системы связи прекращается, если время функционирования системы связи t_{функц.СС} не закончилось, то последовательность действий возвращается к пятому блоку.

Таким образом, в первом варианте способа, по результатам прогнозирования времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max и заблаговременного, не отключая пользователей (абонентов), разрыва соединительных линий между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, и заземления вышеуказанных устройств на время, равное t_{перестр.РЧ} ^треб, обеспечивается повышение устойчивости и защищенности элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

На фиг.3 представлена блок-схема последовательности действий, реализующих второй вариант предлагаемого способа, где в первом блоке задают элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, времени длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала} и времени функционирования системы связи t_{функц.СС}, во втором блоке записывают значения Е_min и Е_max в ЭППЗУ, в третьем блоке измеряют Е_изм в местах расположения элементов системы связи, затем в четвертом блоке записывают эти значения в ЭППЗУ, в пятом блоке постоянно на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, разрывают соединительные линии между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, в шестом блоке заземляют вышеуказанные устройства на t_{перестр.РЧ} ^треб, в седьмом и восьмом блоках измеряют текущее значение времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ}, сравнивают текущее значение времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} с требуемым значением времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, если текущее значение времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} равно требуемому значению времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, то в девятом и десятом блоках восстанавливают соединительные линии между устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и снимают с них заземление, на время, равное длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}, в одиннадцатом и двенадцатом блоках сравнивают значения времени функционирования системы связи t_{функц.СС} с текущим значением времени t, при их равенстве функционирование системы связи прекращается, если время функционирования системы связи t_{функц.СС} не закончилось, то последовательность действий возвращается к пятому блоку.

Таким образом, во втором варианте способа, в результате постоянного, не отключая пользователей (абонентов), разрыва соединительных линий между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, и заземления вышеуказанных устройств на время, равное t_{перестр.РЧ} ^треб, обеспечивается повышение устойчивости и защищенности элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

На фиг.4 представлена блок-схема последовательности действий, реализующих третий вариант предлагаемого способа, где в первом блоке задают элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, значения времени рассинхронизации оконечной аппаратуры, при котором ведение связи невозможно, t_{рассинх} ^треб, требуемое время разрыва соединительных линий (включения заземлений) t_{разрыва} ^треб и время функционирования системы связи t_{функц.СС}, во втором блоке записывают значения Е_min и Е_max в ЭППЗУ, в третьем блоке измеряют Е_изм в местах расположения элементов системы связи, затем в четвертом блоке записывают эти значения в ЭППЗУ, в пятом блоке прогнозируют время нарастания электромагнитного импульса (ЭМИ) и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, если значение времени не равно значению времени, при котором прогнозируют ЭМИ и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, то возвращаются в пятый блок, если значение времени равно значению времени, при котором прогнозируют ЭМИ и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, то в седьмом блоке, при ведении связи постоянно, с заданной периодичностью, на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, разрывают соединительные линии между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, в восьмом блоке заземляют эти устройства на время t_{разрыва} ^треб, в девятом и десятом блоках измеряют текущее время разрыва соединительных линий (включения заземлений) t_{разрыва}, и сравнивают его с требуемым временем разрыва соединительных линий (включения заземлений), при равенстве текущего времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) и требуемого времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) в одиннадцатом блоке восстанавливают соединительные линии между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, а в двенадцатом блоке снимают заземление с вышеуказанных устройств, в тринадцатом и четырнадцатом блоках сравнивают значения времени функционирования системы связи t_{функц.СС} с текущим значением времени t, при их равенстве функционирование системы связи прекращается, если время функционирования системы связи t_{функц.СС} не закончилось, то последовательность действий возвращается к пятому блоку.

Таким образом, в третьем варианте способа, по результатам прогнозирования времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, постоянно, с заданной периодичностью, разрывая соединительные линии между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, и заземляя эти устройства на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, обеспечивается повышение устойчивости и защищенности элементов системы связи от внешних деструктивных воздействий.

Схема, поясняющая порядок заземления устройств и разрыва соединительных линий между устройствами во всех вариантах предлагаемого способа, представлена на фиг.5,

где ЭК - электронный коммутатор оконечных устройств;

ЭКЗ - электронный коммутатор заземления оконечных устройств;

ЭК" - электронный коммутатор устройств, принимающих участие в ППРЧ;

ЭКЗ" - электронный коммутатор заземления устройств, принимающих участие в ППРЧ;

У - устройства, принимающие участие в ППРЧ;

УУ - устройство управления;

КОА - каналообразующая аппаратура;

ОА ТГ - телеграфная оконечная аппаратура;

ОА ТА - телефонная оконечная аппаратура;

AC - аппаратура сопряжения;

РРС - радиорелейная станция;

ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи.

Решение задачи изобретения в первом варианте способа определяется следующим.

По результатам прогнозирования времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, разрыв соединительных линий между оконечными устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и заземление вышеуказанных устройств обеспечивают управляемые коммутаторы, описанные в журнале (В.Чулков. Электронный коммутатор входов для любительского УМЗЧ. // Радиохобби. - 2001. - №2. - С.51).

Измерение текущего значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} обеспечивает измерительный прибор, например частотомер, описанный в (Частотомер электронно-счетный 43-63/1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ДЛИ 2.721.007-02 ТО - 141 с.).

Сравнение текущего значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} с требуемым значением времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб обеспечивает таймер, описанный в (Таймер длительных интервалов. Радиохобби, 2003, №2, С 19).

Решение задачи изобретения во втором варианте способа определяется следующим.

Постоянный разрыв соединительных линий между оконечными устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и заземление вышеуказанных устройств на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, обеспечивают управляемые коммутаторы, описанные в журнале (В.Чулков. Электронный коммутатор входов для любительского УМЗЧ. // Радиохобби. - 2001. - №2. - С.51).

Измерение текущего значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} обеспечивает измерительный прибор, например частотомер, описанный в (Частотомер электронно-счетный Ч3 - 63/1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ДЛИ 2.721.007-02 ТО - 141 с.).

Сравнение текущего значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} с требуемым значением времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб обеспечивает таймер, описанный в (Таймер длительных интервалов. Радиохобби, 2003, №2, С.19).

Решение задачи изобретения в третьем варианте способа определяется следующим:

По результатам прогнозирования времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, при ведении связи, постоянно, с заданной периодичностью, разрыв соединительных линий между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, и заземление всех устройств, входящих в приемо-передающий тракт, на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, обеспечивают управляемые коммутаторы, описанные в журнале (В.Чулков. Электронный коммутатор входов для любительского УМЗЧ. // Радиохобби. - 2001. - №2. - С.51).

Измерение текущего времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) t_{разрыва} и сравнение его с требуемым временем разрыва соединительных линий (включения заземлений) обеспечивает таймер, описанный в (Таймер длительных интервалов. Радиохобби, 2003, №2, С.19).

Возможность реализации сформулированной задачи изобретения была проверена путем машинного моделирования описанных действий всех вариантов заявленного способа в условиях различных вариантов электромагнитных воздействий при следующих исходных данных.

1. Схема приемо-передающего тракта, включающего в себя устройства, работающие в режиме ППРЧ, представленная на фиг.6 [В.Ю.Бабков, В.В.Игнатов, А.А.Петухов. Основы синтеза радиосвязи. Под ред. В.В.Игнатова. С-Пб.: ВАС, 1993. - С.274].

2. Радиостанции Р-168-5УН и Р-168-5УТ, описанные в (http://www.search-manual.com/softporta112.in/radiostantsii_r-168-5un,_r-168-5ut._rukovodstvo_po_ekspluatatsii_itnya.464511.028r.zip).

3. Значение длительности электромагнитного импульса, равное τ≤40 нс (В.Д.Добыкин, А.И.Куприянов, В.Г.Пономарев, Л.П.Шустов. Радиоэлектронная борьба. Силовое поражение радиоэлектронных систем. - М: Вузовская книга, 2007. - 192 с.).

4. Значение длительности передаваемого сигнала, равное t_{прд.сигнала}=0,95 с (http://www.search-anual.com/softportal12.in/radiostantsii_r-168-5un,_r-168-5ut._mkovodstvo_po_ekspluatatsii_itnya.464511.028r.zip).

5. Значение длительности перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ}=0,08 с (http://www.search-anual.com/softportal12.in/radiostantsii_r-168-5un,_r-168-5ut._rukovodstvo_po_ekspluatatsii_itnya.464511.028r.zip).

6. При проведении расчетов учитывается допущение, что длительность электромагнитного импульса (τ=40 нс) много меньше, чем длительность времени перестройки рабочей частоты (t_{перестр.РЧ}=0,08 с).

7. Время простоя оконечных устройств (каналообразующей аппаратуры, оконечной аппаратуры, аппаратуры сопряжения), не принимающих участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, равно t_п(коа)=t_п(ока)=t_п(ас)=0,1 c.

8. Время простоя аппаратуры, принимающей участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, равно t_{п(апППРЧ)}=0,2 с.

9. Рассматриваемый интервал времени функционирования системы связи равен t_{функц.СС}=2 с.

10. Время рассинхронизации оконечной аппаратуры, при котором ведение связи невозможно, t_{рассинх} ^треб≥0,3 с.

Общее время передачи сообщения в первом и втором вариантах заявленного способа рассчитывается по формуле

Формулы, приведенные в книге (Основы построения систем и сетей передачи информации: Учебное пособие для вузов./В.В.Ломовицкий, А.И.Михайлов, К.В.Шестак, В.М.Щекотихин; под. ред. В.М.Щекотихина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 382 с. / формула (3.2) 171 с.), позволяют вычислить коэффициент исправного действия Ки.

Численно коэффициент исправного действия равен отношению суммарной длительности периодов исправной работы tи_i к общему времени работы:

где m - количество интервалов исправной работы за время Т,

Т - общее время работы,

tи_i - длительность периода исправной работы.

С учетом выполнения действий, описанных в первом и втором вариантах способа, в случае воздействия электромагнитного импульса во временном интервале t1-t2, равном t_{перестр.РЧ}=0,08 с, (см. фиг.1), выхода из строя оконечных устройств (каналообразующей аппаратуры, оконечной аппаратуры, аппаратуры сопряжения), не принимающих участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, не произойдет. Из строя выйдет аппаратура, принимающая участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, на время, равное t_{п(апППРЧ)}=0,2 с.

Согласно формуле (2) коэффициент исправного действия Kи1 будет равен:

Без учета выполнения действий, описанных в первом и втором вариантах способа, в случае воздействия электромагнитного импульса во временном интервале t1-t2, равном t_{перестр.РЧ}=0,08 с, (см. фиг.1), из строя выйдут и оконечные устройства (каналообразующая аппаратура, оконечная аппаратура, аппаратура сопряжения), не принимающие участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и аппаратура, принимающая участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, на время, равное

где tп(кoa) - значение времени простоя каналообразующей аппаратуры,

tп(ока) - значение времени простоя оконечной аппаратуры,

tп(ас) - значение времени простоя аппаратуры сопряжения,

tп(апППРЧ) - значение времени простоя аппаратуры, принимающей участие в процессе перестройки с одной частоты на другую.

В этом случае согласно формуле (2) коэффициент исправного действия Kи2 будет равен:

Выигрыш для первого и второго вариантов заявленного способа, по сравнению со способом прототипом, рассчитывается следующим образом:

Таким образом, в результате проведенного моделирования (эксперимента) действий первого и второго вариантов заявленного способа Ки повысился на 0,185. Результаты расчета подтверждают возможность решения задачи изобретения.

Без учета выполнения действий, описанных в третьем варианте способа, в случае обоих вариантов воздействий ЭМИ (интервалы времени t1-t2 и t2-13 - фиг.1), из строя выйдет вся аппаратура связи.

В этом случае согласно формуле (2) коэффициент исправного действия будет равен:

С учетом выполнения действий, описанных в третьем варианте способа, в случае обоих вариантов воздействий ЭМИ (интервалы времени t1-t2 и t2-t3 - фиг.1), по результатам прогнозирования времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, при ведении связи, постоянно, с заданной периодичностью, разрывая соединительные линии между всеми устройствами, входящими в приемо-передающий тракт, и заземляя все вышеуказанные устройства, на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры, t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, выхода из строя устройств (элементов) системы связи, в вышеуказанный интервал времени, не произойдет. Коэффициент исправного действия, согласно формуле (2), будет стремиться к единице.

Выигрыш для третьего варианта заявленного способа, по сравнению со способом прототипом, рассчитывается следующим образом:

Таким образом, в результате проведенного моделирования (эксперимента) действий третьего варианта заявленного способа Kи повысился на 0,285. Результаты расчета подтверждают возможность решения задачи изобретения.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, позволяющей осуществлять постоянный мониторинг электромагнитной обстановки (ЭМО), оказывающей влияние на устойчивость элементов распределенной системы связи (СС), постоянно или заблаговременно отключать элементы распределенной СС, подвергающихся воздействию ЭМИ от пользователей и заземлять их на заданный интервал времени. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и защищенности элементов СС от внешних деструктивных воздействий. Для этого задают элементы СС, время функционирования СС, время перестройки рабочей частоты, время длительности передаваемого сигнала, время рассинхронизации оконечной аппаратуры, требуемое время разрыва соединительных линий, минимальные и максимальные значения напряженности электрического поля, измеряют значения напряженности электромагнитного поля, по результатам прогнозирования электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев или постоянно, не отключая пользователей, заблаговременно или постоянно, на заданный интервал времени разрывают соединительные линии между оконечными устройствами или всеми устройствами и заземляют вышеуказанные устройства, после окончания заданного интервала времени восстанавливают соединительные линии между оконечными устройствами или всеми устройствами и снимают с них заземление. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ защиты системы связи от внешних деструктивных воздействий, заключающийся в том, что задают основные (к которым подключены пользователи) и резервные (на которые будет осуществляться переключение пользователей) элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля Е_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, записывают их в электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, измеряют значения напряженности электрического поля Е_изм в местах расположения элементов системы связи, записывают эти значения на электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, осуществляют постоянный мониторинг, диагностирование и прогнозирование электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев в определенный (заданный) момент времени, при необходимости заблаговременно переключают пользователей на резервные средства связи, не подвергающиеся воздействию электромагнитного импульса, отличающийся тем, что задают значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестрРЧ} ^треб, времени длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}, времени функционирования системы связи t_{функц.СС} при прогнозировании времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, не отключая пользователей (абонентов), заблаговременно, на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, разрывают соединительные линии между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, заземляют вышеуказанные устройства, измеряют текущее время перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ}, сравнивают текущее время перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} с требуемым временем перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, после окончания перестройки рабочей частоты, восстанавливают соединительные линии между устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и снимают с них заземление на время, равное длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала}.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что задают значения времени перестройки рабочей частоты t_{перестр.РЧ} ^треб, времени длительности передаваемого сигнала t_{прд.сигнала} времени функционирования системы связи t_{функц.СС}, постоянно, не отключая пользователей (абонентов), на время, равное длительности паузы на перестройку рабочей частоты, разрывают соединительные линии между оконечными устройствами (каналообразующей аппаратурой, оконечной аппаратурой, аппаратурой сопряжения), не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, заземляют вышеуказанные устройства, измеряют текущее время перестройки рабочей частоты, сравнивают текущее время перестройки рабочей частоты с требуемым временем перестройки рабочей частоты, после окончания перестройки рабочей частоты восстанавливают соединительные линии между устройствами, не принимающими участие в процессе перестройки с одной частоты на другую, и снимают с них заземление на время, равное длительности передаваемого сигнала.

3. Способ защиты системы связи от внешних деструктивных воздействий, заключающийся в том, что задают элементы системы связи, минимальные значения напряженности электрического поля E_min, при которых отказы и сбои на средствах связи не возникают, и максимальные значения напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои, записывают их в электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, измеряют значения напряженности электрического поля Е_изм в местах расположения элементов системы связи, записывают эти значения на электронно-перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, осуществляют постоянный мониторинг, диагностирование и прогнозирование электромагнитной обстановки и возможности возникновения отказов и сбоев в определенный (заданный) момент времени, при необходимости заблаговременно переключают пользователей на резервные средства связи, не подвергающиеся воздействию электромагнитного импульса, отличающийся тем, что задают значения времени функционирования системы связи t_{функц.СС}, времени рассинхронизации оконечной аппаратуры, при котором ведение связи невозможно t_{рассинх} ^треб, требуемое время разрыва соединительных линий (включения заземлений) t_{разрыва} ^треб при ведении связи постоянно, с заданной периодичностью, на время, меньшее времени рассинхронизации оконечной аппаратуры t_{разрыва} ^треб<t_{рассинх} ^треб, при прогнозировании времени Δt нарастания электромагнитных импульсов и длительности их максимальных значений напряженности Е_max, при которых возникают отказы и сбои устройств, разрывают соединительные линии между всеми устройствами, входящими в приемопередающий тракт и заземляют эти устройства, измеряют текущее время разрыва соединительных линий (включения заземлений) t_{разрыва} и сравнивают его с требуемым временем разрыва соединительных линий (включения заземлений), при равенстве текущего времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) и требуемого времени разрыва соединительных линий (включения заземлений) восстанавливают соединительные линии и снимают заземление с вышеуказанных устройств.