PL198720B1 - Układ ochrony informacji w polowej aparatowni komputerowej - Google Patents

Abstract

Uk lad ochrony informacji w polowej aparatowni kompu- terowej ma wszystkie transmisyjne kable przy laczeniowe miedziane kazde swoim torem odpowiednio po laczone poprzez swoje zlacza do wielotorowego zespo lu (3, 27) filtruj aco-zabezpieczaj acego maj acego dwuwej sciowe uk lady zabezpieczaj ace przepi eciowe. Ka zdy wspomniany zespó l zawarty jest w wydzielonej stalowej obudowie (72, 84) przymocowanej sci sle do stalowej p lyty (44) czo lowej. Do ekranowanego z lacza (52) zasilania mocy w uk ladzie (49) zasilania do laczony jest podwójnie ekranowany kabel zasilaj acy, którego ekrany zewn etrzny (56) i we- wn etrzny (58) obejmuj a tylko jego pocz atkowy odcinek rozpoczynaj acy si e przy ekranowanym z laczu (52) zasila- nia. Wewn etrzny ekran (58) polaczony jest z zaciskiem (59) wej sciowym masy filtru (61) zasilacza. Serwer (1) aplikacji polaczony jest bezpo srednio poprzez pierwszy zestaw (2) asynchronicznych konwerterów cyfrowych i wielotorowy zespó l (3) filtruj aco-zabezpieczaj acy i przez nieekranowane kable (5) z pojedynczymi u zytkownikami (6) systemu (7) laczno sci utajnionej. Do zespo lu (30) wielokrotnych wej sc komputerowego przelacznika (22) po srednio poprzez ze- spó l (27) filtruj aco-zabezpieczaj acy dolaczonych jest po- przez ekranowane polowe kable (25) skr etkowe wiele indywidualnych standardowych terminali (24) ko ncowych, a do zespo lu (37) wej sc transmisyjnych tego prze lacznika (22) dolaczone s a poprzez kable swiat lowodowe . . . . . . . . PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ ochrony informacji w polowej aparatowni komputerowej umieszczonej w nieszczelnym elektromagnetycznie nadwoziu samochodowym, a pracującej w stanie rozwiniętym na polu walki w warunkach polowych lub stacjonarnych. Układy te pracują w warunkach zagrożenia i są narażone zarówno na działanie zewnętrznych środków niszczących układy i informacje, jak również na ciągły nieprzyjacielski podsłuch dotyczący przetwarzania danych i informacji w postaci elektronicznej w samej aparatowni oraz w dołączonych do niej polowych jawnych i utajnionych sieci komputerowych i teletransmisyjnych.

Tematyka ochrony informacji w wojskowych urządzeniach i sieciach teleinformatycznych występuje w literaturze jako ochrona przed emisją ujawniającą promieniowaną i ochrona przed emisją ujawniającą przewodzoną lub ochrona informacji zgodna z NATO-wskim programem TEMPEST. Poprzez zastosowanie techniki cyfrowego przetwarzania sygnałów można odtworzyć ważne informacje dotyczące działania programów, algorytmów obliczeń i baz danych. Dokonuje się tego przez rejestrację szczątkowych sygnałów, nałożonych na użytkowe sygnały, przeznaczone do wychodzenia na zewnątrz wojskowych urządzeń informatycznych oraz poprzez obwody uziemienia lub zasilania zewnętrznego. Z tych sygnałów o małej amplitudzie rzędu nawet mikrowoltów można odtworzyć informacje które mają ważne znaczenie. Z drugiej strony gdy urządzenia informatyczne posiadają zabezpieczenia wejściowe np. w postaci zapór zwanych informatycznymi ścianami ogniowymi, nieprzyjaciel intencjonalnie działając z zewnątrz uszkadza elektryczną część systemu obliczeniowego by spowodować zwiększony wypływ sygnałów śladowych niosących ważne informacje lub by całkowicie zniszczyć system, zwłaszcza przez jego układ zasilania obejmujący wszystkie urządzenia. Dokonywane jest to przez dalekie wybuchy niewielkich ładunków jądrowych lub przez kierowane bomby elektromagnetyczne. Uszkodzenie może też powstać całkowicie przypadkowo poprzez wyładowania atmosferyczne. Te szybkie wyładowania elektromagnetyczne o dużej energii indukują we wszystkich połączeniach kablami metalowymi, w ich ekranach oraz we wszystkich elementach konstrukcyjnych metalowych szybkozmienne impulsy prądowe i napięciowe, które uszkadzają urządzenia elektroniczne. Stąd problem zabezpieczeń wiąże się równocześnie z dużymi i bardzo małymi prądami i napięciami w paśmie do kilkudziesięciu GHz. Wyprowadzane do otwartej niezabezpieczonej przestrzeni sygnały użytkowe są też zabezpieczone przed przechwyceniem poprzez stosowanie urządzeń kodujących i utajniających. Korzystanie z sygnałów wymaga z kolei dodatkowych urządzeń odtajniających. Znane jest rozwiązanie aparatowni łączności cyfrowej w postaci ruchomego węzła łączności cyfrowej, które ma wbudowane urządzenia utajniające do kodowania sygnałów użytkowych wychodzących drogą przewodową z niego do obszaru otwartego niestrzeżonego. Zabezpieczenie ruchomego węzła łączności cyfrowej przed emisją ujawniającą promieniowaną jest uzyskane poprzez całkowicie szczelnie zamkniętą spawaną stalową obudowę przewoźnego systemu, posiadającego szczelne elektromagnetycznie drzwi i okna. Aparatownia umieszczona jest na ruchomym podwoziu samochodowym. Wychodzące z obudowy połączenia przewodowe zasilające metalowe mają wbudowane filtry. Z aparatowni ruchomego węzła łączności cyfrowej można też dokonywać połączeń taktycznymi kablami światłowodowymi, które nie emitują zakłóceń i nie można ich zakłócić ani w łatwy sposób dołączyć niepożądane ukryte urządzenia odbiorcze. Wadą powyższego rozwiązania jest to, że nie może ono pracować z wieloma rodzajami użytkowników np. terminalami końcowymi nie posiadającymi urządzeń utajniających.

W przypadku pracy z zachowaniem tajności przesyłanych informacji urządzenia i terminale współpracujące muszą mieć możliwość pracy z niestandardowymi sygnałami elektrycznymi i optycznymi łączności utajnionej poprzez konwertery cyfrowe i konwertery optyczno-elektryczne. To znacznie zawęża zakres zastosowań tego systemu. Szczelna elektromagnetycznie obudowa zapewnia dobrą ochronę tak, że ruchomy węzeł łączności cyfrowej może pracować w strefie zagrożonej jak i niezagrożonej podsłuchem. Jest to rozwiązanie kosztowne. Znane są rozwiązania spotykane w aparatowniach w ruchomych stanowiskach dowodzenia służące do zabezpieczeń przed przepięciami, które mogą zniszczyć urządzenia informatyczne, polegające na zastosowaniu układów zabezpieczających na wejściu wydzielonych obwodów zasilających mocy gdzie kabel zasilający, dołączony poprzez złącze zasilające umieszczone na płycie czołowej i poprzez wyłącznik zasilania z kolei dołączony był do zespołu odgromników i warystorów zabezpieczających przed przepięciami połączonych z masą urządzeń i poprzez uziom z ziemią. Za wyłącznikiem zasilania bezpośrednio znajduje się wyłącznik różnicowy prądowy zasilania zabezpieczający obsługę przed porażeniem prądami upływu. Serwery, routePL 198 720 B1 ry, przełączniki komputerowe, stacje robocze i inny sprzęt komputerowy zainstalowany w ruchomych aparatowniach zasilany jest zazwyczaj z napięcia 220V prądu zmiennego. Stąd wprowadzenie takiego napięcia do metalowego pomieszczenia aparatowni, gdzie zaciski mas sprzętu połączone są z metalowymi elementami dotykanymi przez obsługę, wymaga stosowania wyłączników różnicowych bezpieczeństwa, szyn ekwipotencjalnych i uziomów połączonych z ziemią. Zewnętrzne urządzenia teleinformatyczne dołączone są do aparatowni kablami standardowymi i skrętkowymi. Zabezpieczenie przed emisją ujawniającą dokonywane jest w nich przy pomocy ekranów na kablach i filtrów dolnoprzepustowych umieszczonych w torach kablowych. Wewnętrzne połączenia są dokonywane kablami ekranowanymi. Wadą tych rozwiązań jest słabe zabezpieczenie przed emisją ujawniającą oraz niska odporność na szybkozmienne przepięcia pochodzące od silnych wyładowań zwłaszcza bomb elektromagnetycznych, zwłaszcza w miejscach połączeń z aparatownią. Nie są znane aparatownie mające otwory w nadwoziu zapewniające bezpieczną pracę w zakresie emisji sygnałów niepożądanych.

Istota układu, według wynalazku, polega na tym, że wszystkie transmisyjne kable przyłączeniowe miedziane każde swoim torem odpowiednio są połączone poprzez swoje złącza, do wielotorowego zespołu filtrująco-zabezpieczającego mającego dwuczęściowe układy zabezpieczające przeciwprzepięciowe, a każdy wspomniany zespół zawarty jest w wydzielonej szczelnej stalowej obudowie przymocowanej ściśle do stalowej płyty czołowej i obejmującą tylko tą część jej powierzchni, gdzie są zamocowane wspomniane złącza transmisyjnych kabli przyłączeniowych. Do ekranowanego złącza zasilania mocy w układzie zasilania dołączony jest podwójnie ekranowany kabel zasilający, którego ekrany zewnętrzny i wewnętrzny obejmują tylko jego początkowy odcinek rozpoczynający się przy ekranowanym złączu zasilania, przy czym wewnętrzny ekran połączony jest z zaciskiem wejściowym masy filtru zasilacza, natomiast ekranowane złącze zasilające ma swój ekran i połączony z nim zewnętrzny ekran, odizolowane od stalowej obudowy ekranującej wejście obwodu zasilania, na której jest umocowany a połączone jest z zaciskiem masy na stalowej obudowie układu zabezpieczającego obwód zasilania i z węzłem uziemiającym mocy połączonym z szyną ekwipotencjalną i z jednym z wielu uziomów wbijanych w ziemię. Serwer aplikacji połączony jest bezpośrednio poprzez pierwszy zestaw asynchronicznych konwerterów cyfrowych i wielotorowy zespół filtrująco-zabezpieczający i przez nieekranowane kable z pojedynczymi użytkownikami systemu łączności utajnionej, natomiast rozległe sieci komputerowe tego systemu łączności utajnionej połączone są pośrednio poprzez wspomniany wielotorowy zespół filtrująco-zabezpieczający i dalej pośrednio poprzez drugi zestaw synchroniczno-asynchronicznych konwerterów cyfrowych do serwera aplikacji lub do routera. Router brzegowy innego elementu systemu łączności utajnionej, połączony jest pośrednio torem światłowodowym poprzez drugi przełącznik pierwszego pola przełączającego z routerem lub z komputerowym przełącznikiem, w którym z kolei do jego zespołu wielokrotnych wejść pośrednio poprzez wielotorowy zespół filtrująco-zabezpieczający, dołączonych jest poprzez ekranowane polowe kable skrętkowe wiele indywidualnych standardowych terminali końcowych. Do zespołu wejść transmisyjnych komputerowego przełącznika poprzez kable światłowodowe, dołączone są wynośne koncentratory linii komputerowych, zaś do każdego z nich również poprzez ekranowane polowe kable skrętkowe, dołączone są pojedyncze wynośne terminale końcowe. Do komputerowego przełącznika dołączony jest także przełącznikiem drugiego pola przełączającego, wspomniany serwer aplikacji, w którym dodatkowo jest zainstalowany między innymi pakiet oprogramowania o architekturze typu Server-based Computing zwanego również oprogramowaniem w technologii cienkiego klienta. Ponadto cała aparatownia na zewnątrz jest otoczona odizolowaną elektrycznie od zewnętrznych metalowych części nadwozia metalową elastyczną siatką ekranującą połączoną z ziemią wieloma dodatkowymi uziomami. Nieekranowane kable przyłączeniowe oraz ekranowane skrętkowe kable polowe każde poprzez swoje gniazda oraz wejściowe połączone są bezpośrednio z częścią silnoprądową zespołu filtrującozabezpieczającego znajdującego się z drugiej strony stalowej płyty czołowej, a część silnoprądowa połączona jest odpowiednio zespołem kabli ograniczających z częścią szybkodziałającą zawartą we wspólnej obudowie z wyjściowym filtrem o dużej tłumienności, przy czym obudowa ta wspawana jest na całym swym obwodzie do wnętrza szczelnej stalowej obudowy zespołu filtrującozabezpieczającego. Stalowa płyta czołowa połączona jest z szyną ekwipotencjalną obejmującą zamkniętą pętlą całe wnętrze aparatowni i połączenie to jest dokonane w punkcie, gdzie przyłączony jest uziom boczny wbijany w ziemię. Zacisk wejściowy masy filtru zasilacza jest rozdzielony od zacisku wyjściowego masy tego filtru szczelnym ekranem elektromagnetycznym powstałym przez połączenie obudowy połączeniem spawanym ze stalową obudową obejmującą ściśle układ zasilania, ponadto wspomniany szczelny ekran rozdziela układ zasilania na dwie części, przy czym zespół wyłączników

PL 198 720 B1 różnicowych prądowych jest dołączony do wyjścia filtru zasilania i też jest oddzielony wspomnianym szczelnym ekranem od wejściowego zacisku masy filtru zasilania. Do wejść komputerowego przełącznika dołączone są przełącznikiem drugiego pola przełączającego, serwer baz danych oraz przełącznikiem tego pola serwer aplikacji a przełącznikiem tego pola, jedyna stacja robocza.

Układ zabezpieczeń według wynalazku, umożliwia bezpieczną transmisję komputerową w strefach niechronionych poprzez przesyłanie między aparatownią i terminalami końcowymi jedynie wyników obliczeń i komend, które nie niosą ważnych informacji o przetwarzaniu i tych obliczeniach. Układ zapewnia bezpieczne dołączenie i działanie wielu odległych od aparatowni terminali końcowych poprzez wynośne odległe koncentratory linii połączone, nie emitującym sygnałów elektrycznych, taktycznym polowym kablem światłowodowym. Transmisja między terminalami końcowymi i koncentratorem linii też odbywa się w sposób bezpieczny, gdyż polega ona na przesyłaniu jedynie komend i obrazów. Transmisja ta może być jeszcze dodatkowo szyfrowana przez serwer aplikacji. Dzięki temu przeciwnik wiedzący o zastosowaniu architektury typu Server-based Computing nie jest w stanie, w czasie rzeczywistym, uzyskać czytelnych informacji z przechwyconych sygnałów przesyłanych polowymi kablami skrętkowymi. Dzięki zastosowaniu wielozespołowego przełącznika pierwszego pola przełączającego możliwe jest odłączenie od zespołu wielokrotnych wejść komputerowego przełącznika tych kabli, które wraz z podłączonym do niego ekranowanym zakręconym gniazdem nie są w danym momencie podłączone do terminala końcowego i wtedy są źródłem niepożądanej emisji sygnałów na zewnątrz. Układ zapewnia równoczesną bezpieczną pracę standardowej sieci komputerowej obsługiwanej przez standardowe terminale końcowe i system łączności utajnionej z sygnałami niestandardowymi oraz wzajemne łączenie bądź zastępowanie routerem aparatowni routera brzegowego innego systemu komputerowego w systemie łączności utajnionej. Dzięki temu uzyskuje się zwiększenie przepustowości sieci komputerowej przy jednoczesnym zachowaniu tajności sieci. Dzięki zastosowaniu pierwszego przełącznika możliwe jest dołączenie routera do systemu łączności utajnionej bez konieczności stosowania dodatkowych komputerów. Układ zapewnia silną filtrację sygnałów niepożądanych wychodzących z aparatowni w szerokim paśmie częstotliwości z jednoczesnym skutecznym zabezpieczeniem przed uszkodzeniem filtrów i urządzeń zainstalowanych w aparatowni przez szybkozmienne wyładowania o dużej energii. Układ daje silną filtrację mikrowoltowych szerokopasmowych sygnałów niepożądanych i zakłóceń w paśmie gigahercowym, wydostających się poprzez obwody zasilania, dokonaną przez zastosowanie wysokowydajnego filtru o rozdzielonych ekranem zaciskach wejściowych i wyjściowych masy i jednocześnie zapewnia niezawodną i bezpieczną dla obsługi pracę układu zasilania przez zastosowanie wyłącznika różnicowo-prądowego w odekranowanym obwodzie wyjściowym filtru zasilania. Dodatkowo obwód zasilania nie powoduje przesłuchów między przewodem zasilanym zewnętrznym i obwodami wejściowymi. Aparatownia mimo posiadania otworów w swej obudowie ma zapewnioną szczelność elektromagnetyczną dzięki zastosowaniu zewnętrznej elastycznej siatki ekranującej. Aparatownia jest rozwiązaniem tanim, bo jest zbudowana na standardowym nadwoziu samochodowym a mimo to zapewnia zabezpieczenie podobne jak aparatownia umieszczona w stalowym, szczelnym, drugim pojemniku.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowo-blokowy połączeń układu ochrony informacji w polowej aparatowni komputerowej.

Układ ochrony informacji w polowej aparatowni komputerowej według wynalazku posiada dwa serwery. Pierwszy z nich serwer 1 aplikacji jest dołączony poprzez pierwszy zestaw 2 asynchronicznych konwerterów cyfrowych i dalej poprzez wielotorowy zespół 3 filtrująco-zabezpieczający z pierwszym zespołem 4 gniazd wejściowych dołączonych z kolei poprzez zewnętrzne kable 5 nieekranowane do pojedynczych użytkowników 6 systemu 7 łączności utajnionej. Drugi zestaw 8 synchroniczno-asynchronicznych konwerterów elektrycznych ma wyjście dołączane przełącznie pierwszym przełącznikiem 9 pierwszego pola 10 przełączającego bądź do wielowejściowej karty serwera 1 aplikacji albo do szeregowej karty synchroniczno-asynchronicznej routera 11. Wejście pierwszego zestawu 2 asynchronicznych konwerterów cyfrowych połączone jest przez dokładnie ekranowane kable 12 z wielotorowym zespołem 3 filtrująco-zabezpieczającym. Wejście drugiego zestawu 8 konwerterów elektrycznych połączone jest wielotorowym zespołem 3 filtrująco-zabezpieczającym a następnie przez drugi zestaw 13 gniazd wejściowych dołączonych z kolei przez inne kable 14 nieekranowane do sieci 15 komputerowych rozległych w ramach systemu 7 łączności utajnionej. Do routera 16 brzegowego innego elementu systemu 7 łączności utajonej dołączony jest poprzez taktyczny kabel 17 ze złączem światłowodowym a następnie przez wewnętrzny pojedynczy kabel 18 światłowodowy do drugiego przełącznika 19 pierwszego pola 10 przełączającego. Ten drugi przełącznik 19 przełącza sygnały

PL 198 720 B1 optyczne w jednej pozycji, poprzez pierwszy konwerter 20 optyczny i jego wyjście elektryczne, do portu pracującego w standardzie V.35 routera 11, a w drugiej pozycji poprzez drugi konwerter 21 optyczny, z kolei którego pierwsze wyjście elektryczne jest połączone z wejściem komputerowego przełącznika 22 a drugie wyjście elektryczne jest połączone poprzez pierwszy przełącznik 23 drugiego pola krosowego do innego portu pracującego w standardzie Ethernet 10BaseT wspomnianego routera 11. Wiele indywidualnych standardowych terminali 24 końcowych dołączone jest każde własnym ekranowanym skrętkowym kablem 25 polowym poprzez zespół ekranowanych zakręconych gniazd 26 wejściowych i poprzez szerokopasmowy zespół 27 filtrująco-zabezpieczający i wewnętrzny zestaw kabli 28 ekranowanych oraz poprzez wielozespołowy przełącznik 29 do zespołu wielokrotnych wejść 30 komputerowego przełącznika 22. Natomiast pierwsze wyjście 31 komputerowego przełącznika 22 połączone jest poprzez drugi przełącznik 32 drugiego pola 33 przełączającego do serwera 1 aplikacji a jego drugie wyjście 34 przez trzeci przełącznik 35 drugiego pola 33 przełączającego dołączone jest do serwera 36 baz danych pracującego jako drugi serwer aparatowni. Do zespołu 37 wejść transmisyjnych komputerowego przełącznika 22 pracujących w standardzie Ethernet 10BaseT dołączone są poprzez czwarty przełącznik 38 pierwszego pola 10 przełączającego i poprzez wielotorowy kabel 39 elektryczne wyjścia zespołu 40 konwerterów optycznych transmisyjnych połączonych swymi wejściami optycznymi poprzez zespół 41 wewnętrznych kabli światłowodowych i zespoły 42 i 43 światłowodowych złącz transmisyjnych umieszczonych na stalowej tablicy 44 przyłączeniowej i poprzez indywidualne taktyczne kable 45 światłowodowe z wynośnymi koncentratorami 46 linii komputerowych a do każdego z nich są dołączone indywidualnie poprzez ekranowane polowe kable 47 skrętkowe pojedyncze wynośne terminale 48 końcowe. Aparatownia posiada osobny układ 49 zasilania oddzielony galwanicznie od autonomicznego obwodu 50 zasilania mocy pojazdu 51 samochodowego na którym zainstalowana jest aparatownia. Układ 49 zasilania posiada ekranowane złącze 52 zasilające, którego ekran 53 połączony jest z zaciskiem masy na stalowej obudowie układu 54 zabezpieczającego obwód zasilania z sieci prądu zmiennego ale jest on odizolowany od obudowy 55 stalowej ekranującej wejście obwodu zasilania na której jest umocowany. Zewnętrzny ekran 56 kabla 57 zasilającego obejmuje tylko pewien początkowy jego odcinek i połączony jest z ekranem 53 gniazda 52 zasilającego a drugi wewnętrzny ekran 58 kabla 57 połączony jest z wejściowym zaciskiem 59 masy umieszczonego na stalowej obudowie 60 filtra 61 zasilacza. Obudowa 60 filtru 61 zasilacza jest szczelnie połączona połączeniem 62 spawanym ze stalową obudową 63 obejmującą ściśle układ 49 zasilania dzieląc równocześnie układ 49 zasilania na dwie odseparowane części. Do wyjścia filtru 61 dołączony jest zespół 64 wyłączników różnicowo-prądowych, do których dołączone są obwody zasilania wszystkich zainstalowanych w aparatowni urządzeń a obwody 65 masy wszystkich zainstalowanych urządzeń przechodzące połączeniem powrotnym przez zespół 64 wyłączników różnicowo-prądowych dołączone są do wyjściowego zacisku 66 masy filtru 61 zasilania znajdującego się w innej rozdzielonej połączeniem 62 spawanym części stalowej obudowy 63. Do zespołu 64 wyłączników różnicowo-prądowych dołączony jest też zespół zarządzanych z obu wspomnianych serwerów 1 i 36 zasilaczy 67 podtrzymania zasilania. Stalowa płyta 44 czołowa połączona jest z szyną 68 ekwipotencjalną obejmującą zamkniętą pętlą całe wnętrze aparatowni. Połączenie to jest dokonane w tym samym punkcie 69 gdzie przyłączony jest uziom 70 boczny wbijany w ziemię. Do szyny 68 ekwipotencjalnej dołączona jest też stalowa obudowa 63 oraz węzeł 71 uziemiający mocy, do którego dołączony jest zacisk masy stalowej obudowy układu 54 zabezpieczającego, układu 49 zasilania z sieci oraz wejściowy zacisk 59 masy umieszczony na stalowej obudowie 60 filtru 64 mocy i jeden z wielu zewnętrznych uziomów wbijanych w ziemię. Do wydzielonej stalową obudową 72 zespołu 3 filtrująco-zabezpieczającego części powierzchni płyty 44 czołowej dołączone są nieekranowane gniazda 4 i 13 wejściowe przez które odbywa się komunikacja z systemem 7 łączności utajnionej wchodząc bezpośrednio po drugiej stronie płyty 44 czołowej do dwustopniowego układu 73 zabezpieczającego przed przepięciami, którego część 74 silnoprądowa jest umieszczona właśnie bezpośrednio przy gniazdach 4 i 13 a część 75 szybkodziałająca jest oddzielona zespołem 76 kabli ograniczających i jest zawarta we wspólnej stalowej obudowie z wyjściowym wielotorowym filtrem 77 o dużej tłumienności i którego własna stalowa obudowa jest wspawana na swym obwodzie do wnętrza stalowej obudowy 72 zespołu 3 oddzielając obwody wyjściowe filtru 77 do których dołączone są ekranowane kable 12 i drugie dokładnie ekranowane kable 78 połączone z wejściem drugiego zestawu 8 synchroniczno-asynchronicznego. Analogicznie do wydzielonej osobną stalową obudową szerokopasmowego zespołu 27 filtrująco-zabezpieczającego części powierzchni płyty 44 czołowej dołączony jest zespół ekranowanych zakręcanych złącz 26 naburtowych, wchodząc bezpośrednio po drugiej stronie tej płyty 44 czołowej do dwustopniowego układu 79 zabezpieczające6

PL 198 720 B1 go przed przepięciami, którego część 80 silnoprądowa jest umieszczona właśnie bezpośrednio przy zespole ekranowanych złącz 26 wejściowych a część 81 szybkodziałająca oddzielona jest zespołem 82 kabli ograniczających i jest zamknięta we wspólnej stalowej obudowie z wyjściowym wielotorowym filtrem 83 o dużej tłumienności i którego własna stalowa obudowa jest wspawana na swym obwodzie do wnętrza stalowej obudowy 84 zespołu 27 oddzielając obwody wyjściowe filtru 83, do których dołączony jest wewnętrzny zestaw 28 kabli ekranowanych. Do wejść komputerowego przełącznika 22 dołączone są przełącznikiem 35 drugiego pola 33 przełączającego serwer 36 baz danych oraz przełącznikiem 32 tego pola serwer 1 aplikacji jedyna stacja 85 robocza z zasilaczem 86 poprzez przełącznik 87, tego pola 33. Ponadto jedyna stacja 85 robocza poprzez czwarty przełącznik 87 drugiego pola 33, przełączającego i poprzez komputerowy przełącznik jest podłączona do obu serwerów 1 i 36 a dodatkowo w serwerze 1 aplikacji zainstalowane jest między innymi pakiet 88 oprogramowania o architekturze typu Server-based Computing zwanego też powszechnie w literaturze oprogramowaniem w technologii cienkiego klienta. Cała aparatownia posiada w nadwoziu 89 szereg otworów, drzwi i okien, przez co nie jest szczelna. Ponadto na zewnątrz aparatownia jest otoczona odizolowaną elektrycznie od zewnętrznych, metalowych części nadwozia 89 metalową, elastyczną siatką 90 ekranującą i połączoną z ziemią wieloma dodatkowymi uziomami 91 i 92. Cała aparatownia jest zasilana przez kabel 57, zasilający bądź z ogólnodostępowej sieci prądu zmiennego lub przez agregat 93 prądotwórczy mający na wyjściu układ 94 zabezpieczeń przed przepięciami zewnętrznymi i połączony własnym uziomem 95 z ziemią. We wnętrzu aparatowni znajdują się również bębny 96, z których rozwija się kable 25 polowe i taktyczne kable światłowodowe 17 i 45. Taktyczne kable światłowodowe mają wzmocnioną obudowę i pancerz chroniący światłowód przed zniszczeniem w warunkach pracy w polu. Zespoły 3 i 27 filtrująco-zabezpieczające mają dla każdego przewodu kabli transmisyjnych wydzielony tor. Transmitowany sygnał poprzez zestyk złącza wejściowego przechodzi przez jemu wydzielony tor części 74 lub 80 silnoprądowej a następnie przewodem zespołu 76 lub 82 kabli ograniczających jest połączony z odpowiednio wydzielonym torem części 75 lub 81 szybkodziałającej. Sygnał ten następnie przez również wydzielony tor filtru 77 lub 83 jest połączony poprzez odpowiedni przewód zespołu kabli ekranowanych z pojedynczym konwerterem pierwszego lub drugiego zestawu konwerterów cyfrowych.

Działanie układu ochrony jest następujące. Aparatownia gdy pracuje w strefie zagrożonej podsłuchem emisji ujawniającej promieniowanej wywoływanej przez urządzenia wewnętrzne to wtedy okryta jest elastyczną siatką 90 ekranującą, która wraz z metalowym, częściowo ekranującym nadwoziem tworzy podwójną warstwę ekranującą, tłumiącą tą niepożądaną emisję. Natomiast połączenia kablami miedzianymi rozchodzą się wokoło aparatowni, który jest niechronioną strefą zagrożoną przechwyceniem emisji ujawniającej przewodzonej przez te przewody. Stąd transmisja przewodami metalowymi do i z aparatowni posiada trzy rodzaje zabezpieczeń. Śladowe sygnały powstałe przy procesach obliczeniowych są odfiltrowane przez zespoły 3 i 27 filtrujące, które równocześnie spełniają funkcje zabezpieczeń przed przepięciami powstałych w wyniku narażeń elektromagnetycznych kable transmisyjne. Drugim zabezpieczeniem jest oddzielony elektromagnetycznie układ 49 zasilania posiadający dodatkowo ściśle rozdzieloną obudowę 63 przez połączenie 62 spawane na dwie części. W ten sposób nie ma możliwości przesłuchu, poprzez pojemności rozproszone połączeń przewodowych, sygnałów ze strefy zakłóconej przed filtrem 61 do strefy wolnej od zakłóceń za filtrem 61. Ponieważ należy eliminować zakłócenia w paśmie częstotliwości ponad 10GHz stąd pojemności rozproszone między przewodami rzędu ułamków pikofarada stanowią w tych warunkach tor połączeń o małej reaktancji, znacznie obniżając tym skuteczność działania filtru. Podobne odseparowanie obwodów wejściowych i wyjściowych zastosowano w zespołach 3 i 27. Ponieważ skuteczność filtru zależy od impedancji obwodów masy wspólnych dla obwodów wejściowych i wyjściowych to zastosowano połączenia spawane mającą niską impedancję we wszystkich obwodach wejściowych a zwłaszcza przez wspawanie obudowy filtrów bezpośrednio do stalowych obudów 72 i 84 zespołów 3 i 27 filtrująco-zabezpieczających. Dodatkowo niską impedancję wspólnej masy kablowych obwodów wejściowych aparatowni uzyskuje się przez ścisłe połączenie stalowych obwodów 72 i 84 ze stalową płytą 44 czołową i dodatkowe objęcie szyną 68 ekwipotencjalną płyty czołowej i obudów 72 i 84 i połączenie jej przez uziom 70 do ziemi. Trzecim zabezpieczeniem przed emisją ujawniającą przewodzoną jest zabezpieczenie programowe. W aparatowni możliwe jest zastosowanie dowolnej architektury przetwarzania danych. W aparatowni według wynalazku pakiet 88 oprogramowania umożliwia jej pracę w architekturze typu Server-based Computing. Cechą charakterystyczną tego rozwiązania jest udostępnienie na ekranie dowolnego typu standardowego terminala końcowego a są nimi terminale 24 i 48, obraPL 198 720 B1 zu ekranu systemu operacyjnego Windows. Na ekranach terminali 24 i 48 nie jest wyświetlany obraz opracowany przez system zainstalowany w ich wnętrzu lecz ten, który powstaje w serwerze 1 aplikacji znajdującego się wewnątrz odległej aparatowni. Użytkownicy pracujący na terminalach końcowych w ramach lokalnej sieci komputerowej, rozwiniętej w polu wokół aparatowni, zasadniczo pracują na serwerze 1 aplikacji. Tam bowiem uruchamiane są wszystkie programy. Serwer 1 aplikacji wykonuje więc wszystkie programy uruchomione przez użytkowników i wysyła do ich terminali tylko wyniki obliczeń oraz obraz ekranu, które nie niosą z sobą ważnych informacji o procesach i algorytmach a obraz jest wyświetlany przez ich wewnętrzne podsystemy graficzne. Podczas pracy użytkowników terminali na serwerze 1 aplikacji, do niego są tylko wysyłane kody naciskanych klawiszy i ruchy myszką. Stąd niepożądane dołączenie do któregoś z kabli nie spowoduje dostępu w czasie realnym do zastrzeżonych procesów, algorytmów i danych na serwerach. Aparatownia może być dołączona dwoma drogami swoimi wejściami asynchronicznymi do systemów łączności utajnionej. Pierwszy zestaw 2 konwerterów cyfrowych asynchronicznych służy tylko do przyłączenia pojedynczych użytkowników 6 dołączonych do systemu 7 łączności utajnionej poprzez ich własne konwertery cyfrowe i mogących pracować z aparatownią na takich samych prawach jak użytkownicy terminali 24 i 48 końcowych tylko że z utajnieniem właściwym dla systemu łączności utajnionej. Drugi zestaw 8 konwerterów cyfrowych może pracować w dwojaki sposób. Może przez przełącznik 9 być dołączony do wejść serwera 1 aplikacji i asynchronicznie z nim współpracować tak jak konwerter 2 zwiększając tym samym liczbę pojedynczych użytkowników z systemu 7 łączności utajnionej. Natomiast gdy przez przełącznik 9 dołączony jest do routera 11 poprzez jego szeregową kartę synchroniczną-asynchroniczną to może wtedy w sposób synchroniczny współpracować z innymi sieciami komputerowymi poprzez łącza utajnione w ramach rozległej sieci komputerowej. Aparatownia jest też dołączona do systemu 7 łączności utajnionej poprzez tor światłowodowy o dużej przepustowości. Pierwszy konwerter 20 optyczny umożliwia dołączenie aparatowni do systemu 7 łączności utajnionej poprzez łącze o standardzie V.35. Dzięki temu możliwa jest współpraca routera 11 aparatowni z routerem 16 brzegowym urządzeń systemu 7 łączności utajnionej w trybie standardowej transmisji pakietowej. W ten sposób można zastąpić lub zdublować pracę routera 16 brzegowego w systemie 7 łączności utajnionej przenosząc jego funkcje na router 11 w aparatowni. Natomiast drugi konwerter 21 optyczny, który przetwarza niestandardowy sygnał optyczny łączności utajnionej na sygnał elektryczny w standardzie IEEE 802.3 10BaseT gdy dołączony jest przełącznikiem 19 do wspomnianego toru światłowodowego to umożliwia on szybką transmisję w tym standardzie między routerem 16 brzegowym i routerem 11 oraz serwerem 36 baz danych i serwerem 1 aplikacji, odpowiednio poprzez przełączniki 23, 35 i 32 oraz komputerowy przełącznik 22. Przełączniki pierwszego pola 10 przełączającego konfigurują połączenia torów transmisyjnych. Przełączniki drugiego pola 33 przełączającego konfigurują połączenia między urządzeniami wewnętrznymi aparatowni pozwalając na ich wielofunkcyjne wykonanie. Jedna stacja 85 zarządzająca może przez to obsługiwać oba serwery 1 i 36. Komputerowy przełącznik 22 przełącza sygnały pracujące w standardzie IEEE 802.3 10BaseT i IEEE 802.3 100BaseT. W takich standardach odbywa się transmisja z koncentratorami 46 linii komputerowych i dołączonymi do nich pojedynczymi terminalami 48 końcowymi, przy czym transmisja przez taktyczne kable 45 światłowodowa jest przetwarzana zespołem 40 konwerterów optycznych na standard IEEE 802.3 100Base FL. Stąd wszystkie terminale 48 końcowe mogą być standardowe a dzięki wynośnym koncentratorom 46 może ich być dołączone kilkadziesiąt sztuk, rozłożonych na obszarze o promieniu kilku kilometrów wyznaczonym długością taktycznych kabli 45 światłowodowych. Odległość terminali 48 końcowych od koncentratorów 46 wynosi około 100 metrów i jest wyznaczona długością i kategorią transmisyjną polowych kabli 47 skrętkowych. Router 11 pracuje zarówno w standardzie V.35 jak i w standardzie IEEE802.3 10BaseT i IEEE802.3 100BaseT mogąc tym samym obsługiwać wszystkich użytkowników dołączonych do aparatowni w różny sposób. W układzie 49 zasilania wyłącznik 64 różnicowy bezpieczeństwa jest włączony za filtrem 61 mocy i obejmuje wszystkie wewnętrzne przewody zasilające poszczególne urządzenia aparatami oraz ich przewody masy, które są dołączone do zacisku 66 wyjściowego masy filtru. Przez takie połączenie podczas włączania i wyłączania zasilania aparatami, duże prądy upływu wywołane dużymi wartościami pojemności kondensatorów w filtrze mocy, nie powodują niepotrzebnego zadziałania wyłącznika 64 różnicowego, a on może nadal skutecznie zabezpieczać obwody zasilania. Zastosowanie filtra 61 mocy z rozdzielonymi zaciskami 59 i 66 masy, poza zwiększeniem bezpieczeństwa elektrycznego, pozwala na skuteczne rozdzielenie szczelnym ekranem bez otworów obwodów wyjściowych i wejściowych układu zasilania. Taka struktura układu zapewnia skuteczność działania filtracji na poziomie 100dB w paśmie częstotliwości ponad 10GHz przy kilkuamperowych prądach zasilają8

PL 198 720 B1 cych. Takie duże tłumienie jest możliwe dodatkowo dzięki ekranowanemu gniazdu 52 zasilającemu i podwójnemu zaekranowaniu ekranami 56 i 58 początkowego odcinka kabla 57 zasilającego oraz połączeniu ekranu 58 wewnętrznego z wejściowym zaciskiem 59 masy wewnątrz stalowej obudowy 60 układu zasilania 49. To połączenie pozwala na uniknięcie przesłuchów między wspomnianymi wewnętrznymi przewodami poprzez otwory w metalowym nadwoziu 89 a dołączonym kablem 57 zasilającym. Rozproszone pojemności sprzęgające rzędu 1pF dla sygnałów o częstotliwościach rzędu GHz stanowią niskoreaktancyjny tor sprzęgający omijający zainstalowany filtr 61 mocy i cały układ 49 zasilający obniżając znacznie skuteczność filtracji i działanie separacyjne całego układu 49 zasilającego. Rozdzielone ekrany 56 i 58 obejmują tylko początkowy kilkunastometrowy odcinek kabla 57 zasilającego, bezpośrednio wychodzący z aparatowni gdyż to ten odcinek podlega opisanemu sprzężeniu pojemnościowemu. Ponadto rozdzielenie punktów uziemienia poszczególnych ekranów kabla zasilającego zwiększa skuteczność ich działania. Obwód zasilania musi być szczególnie starannie odfiltrowany i zabezpieczony ze względu na rozległość sieci zasilającej mogącej rozprowadzić sygnały niepożądane na duże odległości. Obydwa układy 73 i 79 zabezpieczające przed przepięciami składają się z dwu części ze względu na konieczność szybkiego działania i odprowadzania dużych energii do ziemi w czasie występowania wyładowań. Zespoły 76 i 82 kabli działają jako szerokopasmowe szeregowe ograniczniki przepięć resztkowych, nie objętych działaniem układów 74 i 80 silnoprądowych. Odpowiednio szybkodziałające części 75 i 81 układów zabezpieczających zwierają te przepięcia resztkowe do masy i są dodatkowo zamknięte we wspólnej obudowie z wyjściowym wielotorowym filtrem 77 i 83 by nie spowodować niepożądanego przedostania się tych szybkozmiennych przepięć bezpośrednio do zacisków wyjściowych tego filtra i uszkodzić dalsze urządzenia gdyż napięcia impulsów przepięć mogą osiągać wartość kilku kilowoltów o czasach narastania rzędu kilkunastu ns. Przepięcia dostające się poprzez zewnętrzny kabel 57 zasilający są zwierane do ziemi poprzez układ 54 zabezpieczający i doprowadzane do ziemi przez węzeł 71 uziemiający i uziom do ziemi. Połączona z węzłem 71 szyna 68 ekwipotencjalna i uziom 70 połączone dodatkowo w punkcie 69 z płytą 44 czołową równoważą szkodliwy rozpływ szybkozmiennych prądów wyładowań, które rozchodzą się w sposób niekontrolowany w przewodzących częściach metalowych nadwozia 89 i co mogłoby uszkodzić elektrycznie zainstalowane na niej urządzenia. Ma to miejsce dlatego, że aparatownia jest połączona z ziemią tylko przez uziomy, a prądy wyładowań osiągają wartości rzędu 100kA.

Claims (5)

1. Układ ochrony informacji w polowej aparatowni komputerowej zawierający własny, wydzielony od autonomicznego obwodu zasilania nadwozia samochodowego, układ zasilania mocy oraz płytę czołową, do której przyłączone są ekranowane kable miedziane i taktyczne kable światłowodowe łączące aparatownię z innymi sieciami telekomunikacyjnymi tajnymi i jawnymi oraz z terminalami końcowymi, przy czym w torach kablowych miedzianych dołączonych do konwerterów cyfrowych, włączone są filtry dolnoprzepustowe a tory kablowe światłowodowe dołączone są do konwerterów optyczno-elektrycznych, zaś w obwodzie kabla zasilającego mocy dołączonego przez złącze i wyłącznik zasilania mocy, znajdują się filtr dolnoprzepustowy, obwód zabezpieczający przed przepięciami połączony dalej z masą oraz wyłącznik różnicowy prądowy zasilania a ponadto układ posiada szynę ekwipotencjalną połączoną poprzez uziom z ziemią natomiast wszystkie zainstalowane serwery, routery, stacje robocze i przełączniki komputerowe przetwarzające informacje zasilanie są z napięcia sieci prądu zmiennego i wewnętrzne połączenia są dokonywane kablami ekranowanymi, znamienny tym, że wszystkie transmisyjne kable przyłączeniowe miedziane każde swoim torem odpowiednio są połączone poprzez swoje złącza do wielotorowego zespołu (3) (27) filtrująco-zabezpieczającego mającego dwuczęściowe układy (73) (79) zabezpieczające przeciwprzepięciowe, a każdy wspomniany zespół (3) (27) zawarty jest w wydzielonej szczelnej stalowej obudowie (72) (84) przymocowanej ściśle do stalowej płyty (44) czołowej i obejmującą tylko tą część jej powierzchni, gdzie są zamocowane wspomniane złącza transmisyjnych kabli przyłączeniowych, a do ekranowanego złącza (52) zasilania mocy w układzie (49) zasilania dołączony jest podwójnie ekranowany kabel (57) zasilający, którego ekrany zewnętrzny (56) i wewnętrzny (58) obejmują tylko jego początkowy odcinek rozpoczynający się przy ekranowanym złączu (52) zasilania, przy czym wewnętrzny ekran (58) połączony jest z zaciskiem (59) wejściowym masy filtru (61) zasilacza, natomiast ekranowane złącze (52) zasilające ma swój ekran (53) i połączony z nim zewnętrzny ekran (56), odizolowane od stalowej obudowy (55) ekranującej wejście

PL 198 720 B1 obwodu zasilania, na której jest umocowany a połączone jest z zaciskiem masy na stalowej obudowie układu (54) zabezpieczającego obwód zasilania i z węzłem (71) uziemiającym mocy połączonym z szyną (68) ekwipotencjalną i z jednym z wielu uziomów wbijanych w ziemię, a serwer (1) aplikacji połączony jest bezpośrednio poprzez pierwszy zestaw (2) asynchronicznych konwerterów cyfrowych i wielotorowy zespół (3) filtrująco-zabezpieczający i przez nieekranowane kable (5) z pojedynczymi użytkownikami (6) systemu (7) łączności utajnionej, natomiast rozległe sieci (15) komputerowe tego systemu (7) łączności utajnionej połączone są pośrednio poprzez wspomniany wielotorowy zespół (4) filtrująco-zabezpieczający i dalej pośrednio poprzez drugi zestaw (8) synchroniczno-asynchronicznych konwerterów cyfrowych do serwera (1) aplikacji lub do routera (11), a router (16) brzegowy innego elementu systemu (7) łączności utajnionej, połączony jest pośrednio torem światłowodowym poprzez drugi przełącznik (19) pierwszego pola (10) przełączającego z routerem (11) lub z komputerowym przełącznikiem (22), w którym z kolei do jego zespołu (30) wielokrotnych wejść pośrednio poprzez wielotorowy zespół (27) filtrująco-zabezpieczający, dołączonych jest poprzez ekranowane polowe kable (25) skrętkowe wiele indywidualnych standardowych terminali (24) końcowych, a do zespołu (37) wejść transmisyjnych komputerowego przełącznika (22) poprzez konwertery i kable światłowodowe, dołączone są wynośne koncentratory (48) linii komputerowych, zaś do każdego z nich również poprzez ekranowane polowe kable (47) skrętkowe, dołączone są pojedyncze wynośne terminale (48) końcowe, do komputerowego przełącznika (22) dołączony jest także przełącznikiem (32) drugiego pola (33) przełączającego, wspomniany serwer (1) aplikacji, w którym dodatkowo jest zainstalowany między innymi pakiet (88) oprogramowania o architekturze typu Server-based Computing zwanego również oprogramowaniem w technologii cienkiego klienta, ponadto cała aparatownia na zewnątrz jest otoczona odizolowaną elektrycznie od zewnętrznych metalowych części nadwozia (89) metalową elastyczną siatką (90) ekranującą połączoną z ziemią wieloma dodatkowymi uziomami.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że nieekranowane kable (5) i (14) przyłączeniowe oraz ekranowane skrętkowe kable (25) polowe każde poprzez swoje gniazda (4) (13) oraz (26) wejściowe połączone są bezpośrednio z częścią (74) (80) silnoprądową zespołu (3) (27) filtrująco-zabezpieczającego znajdującego się z drugiej strony stalowej płyty czołowej, a część (74) (80) silnoprądowa połączona jest odpowiednio zespołem (76) (82) kabli ograniczających z częścią (75) (81) szybkodziałającą zawartą we wspólnej obudowie z wyjściowym filtrem (77) (83) o dużej tłumienności, przy czym obudowa ta wspawana jest na całym swym obwodzie do wnętrza szczelnej stalowej obudowy (72) (84) zespołu (3) (27) filtrująco-zabezpieczającego.

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że stalowa płyta czołowa (44) jest połączona z szyną (68) ekwipotencjalną obejmującą zamkniętą pętlą całe wnętrze aparatowni i połączenie to jest dokonane w punkcie (69), gdzie przyłączony jest uziom (70) boczny wbijany w ziemię.

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zacisk wejściowy (59) masy masy filtru (61) zasilacza jest rozdzielony od zacisku wyjściowego (66) masy tego filtru szczelnym ekranem elektromagnetycznym powstałym przez połączenie obudowy (60) połączeniem (62) spawanym ze stalową obudową (63) obejmującą ściśle układ (49) zasilania, ponadto wspomniany szczelny ekran rozdziela układ (49) zasilania na dwie części, przy czym zespół (64) wyłączników różnicowych prądowych jest dołączony do wyjścia filtru (61) zasilania i też jest oddzielony wspomnianym szczelnym ekranem od wejściowego zacisku (59) masy filtru (61) zasilania.

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że do wejść komputerowego przełącznika (22) dołączone są przełącznikiem (35) drugiego pola (33) przełączającego, serwer (36) baz danych oraz przełącznikiem (32) tego pola serwer (1) aplikacji a przełącznikiem (87) tego pola, jedyna stacja (85) robocza.