Помехи от электромагнитного излучения и безопасность передаваемых данных

Помехи, вызываемые электромагнитным излучением, часто также называемые радиопомехами, являлись раздражающим фактором в электронике, начиная с той поры, когда Маркони (Marcony) и Дефорест (Deforest) создавали помехи друг другу при проведении радиоиспытаний во время соревнований гоночных яхт в Ньюпорте накануне наступления двадцатого века.

В настоящее время помехи, вызванные электромагнитным излучением, являются гораздо большим чем просто раздражающим фактором — они могут привести к трагическим последствиям. Например, в системах управления современных авиалайнеров все интенсивнее применяется компьютерная цифровая техника. Недавно один второй пилот отпустил саркастическое замечание (относительно техники пилотажа современных самолетов), что совершенно не обязательно знать, как вообще управлять полетом самолета, но обязательно надо обладать навыком набирать на клавиатуре компьютера не менее 80 слов в минуту.

Это замечание просто-напросто показывает, какими зависимыми стали современные самолеты от надежности работы бортовых компьютеров и средств взаимообмена между цифровыми устройствами. Если радиопередатчик, радиолокатор или электродвигатель действует в непосредственной близости от линии внутренней связи, то оказывается вполне возможным, что его работа может либо привести к генерированию ложных сигналов, либо же исказить передаваемые данные в тех случаях, если в конструкции не будут предусмотрены специальные меры защиты. Также следует помнить, что электромагнитные помехи вызываются электрическими или магнитными полями, связанными с прохождением электрического сигнала в электрических кабелях, поэтому волоконно-оптический кабель, не имеющий подобных электрических полей, сам совершенно не создает электромагнитных помех.

Одним из преимуществ волоконно-оптического кабеля является отсутствие воздействия электромагнитного излучения на передаваемый сигнал. Такому влиянию оказываются подверженными только электронные схемы, установленные на концах волоконно-оптического кабеля.

Электрическая изоляция используется во всех электрических системах и не только для того, чтобы обеспечить безопасность персонала, а также для того, чтобы исключить повреждение электрических и электронных систем.

В ряде промышленных процессов используются высокие напряжения, однако электронные приборы и системы, управляющие такими процессами, питаются, как правило, низкими напряжениями, кроме того, контрольно-измерительные приборы заземлены. В результате нарушения электрической изоляции высоковольтное напряжение может повредить контрольно-измерительные приборы. В системах же с волоконно-оптическими кабелями оказывается возможным использовать датчики с плавающим напряжением, а затем передавать данные от них по волоконно-оптическому кабелю к электрически заземленному, низковольтному компьютеру, устройству или системе управления.

Волоконно-оптический кабель может передавать световой пучок между электронными схемами, которые не являлись бы связанными между собой электрически, что делает подобные системы на основе волоконно-оптических кабелей идеальными для применения в средах со взрывоопасными газами или парами, в ядерных реакторах или в других опасных условиях. Регулярно возникающее искрение на контактах электрических переключателей или реле при их замыкании или размыкании может привести к взрыву или воспламенению взрывоопасных газов или паров. Подобный трагический взрыв произошел накануне 1980 г. в операционной госпиталя, а электрическая искорка, проскочившая между контактами переключателя, привела к взрыву на бензозаправочной станции.

Сохранность и безопасность передаваемых данных обеспечивается тем, что от волоконно-оптического кабеля очень трудно сделать отвод. Это связано с тем, что в системе оптической связи необходимо сделать реальное физическое подключение, которое немедленно приведет к ощутимым потерям мощности оптического сигнала. В проводных же, традиционных системах емкостные или индуктивные методы съема информации позволяют получить электрический сигнал, который гораздо меньше полного сигнала. Также следует учитывать, что волоконно-оптическая система связи обеспечивает гораздо более высокую безопасность и в другом смысле этого слова, так как передающее и принимающее оборудование систем связи, в которых используются волоконно-оптические кабели, может быть спроектировано как имеющее повышенную надежность, чтобы один случайный сбой не привел бы к нарушению работы всей системы.