Xung nhiễn điện trên đường truyền tín hiệu có thể phá hủy thiết bị điện tử trong cả môi trường kinh doanh và văn phòng. Nhiều người sử dụng đánh giá cao rủi ro từ xung nhiễu trên đường nguồn nhưng lại bỏ qua xung nhiễu trên đường tín hiệu. Bài viết này giải thích xung nhiễu được tạo ra như thế nào, làm thế nào chúng có khả năng tàn pha các thiết bị điện tử, và làm thế nào thiết bị chống xung (SPD – surge suppression devices) có thể giúp bảo vệ chống lại xung nhiễu.
Rối loạn điện gây ra mối đe dọa lớn cho các thiết bị điện tử và dữ liệu. Rối loạn điện có rất nhiều tên như gai, dâng, quá áp tạm thời,... Bất kể với cái tên nào, tác động của rối loạn điện là: sự gián đoạn, sự xuống cấp và hư hại, mà chắc chắn là giảm tuổi thọ của thiết bị. Với sự gia tăng và phổ biến của mạng máy tính, ảnh hưởng của xung nhiễu lên đường truyền tín hiệu là vấn đề rất quan trọng. Đường truyền tín hiệu đi vào một tòa nhà, có thể là bên trên hay dưới mặt đất đều có thể chuyển xung nhiễu vào. Được tạo ra từ rất nhiều đoạn kết nối (truyền tải năng lượng điện từ hệ thống này đến hệ thống khác thông qua các từ trường), xung nhiễu là nguyên nhân gây phá hủy nghiêm trọng việc truyền thông trong một tòa nhà. Có nhiều nguyên nhân tạo ra xung nhiễu, một lớp sóng đột biến đi vào đường truyền có thể không phù hợp để che chắn hoàn toàn cho các đường truyền nội bộ và các thành phần điện tử khỏi xung nhiễu điện áp.
Khi thảo luận về những tác động cụ thể mà một sự đột biến điện có thể có trên đường truyền tín hiệu, trước tiên chúng ta phải hiểu thees nào là đường truyền dữ liệu và nó vận chuyển dữ liệu dưới hình thức điện năng như thế nào. Một đường truyền tín hiệu là một cáp dẫn truyền thông mang điện áp thấp cho mục đích truyền thông (thông tin liên lạc) giữa các thiết bị kèm theo. Một số cáp truyền dữ liệu phổ biến như: cáp đồng trục, cáp Ethernet CAT5, CAT6, CAT6 and PoE, và cáp điện thoại. Dữ liệu được truyền từ một thiết bị (thành phần) tới thiết bị khác bằng cách gửi các cấp điện áp khác nhau từ thiết bị phát sóng dọc theo đường truyền dữ liệu đến thiết bị (thành phần) ở đầu bên kia cáp dữ liệu. Các thiết bị nhận sẽ xử lý các cấp điện áp, phân tích và dịch chúng thành dữ liệu mà nó hiểu.
Mặc dù các đường truyền dữ liệu được thiết kế chỉ để mang cấp điện áp thấp, nhưng chúng đều được làm bằng vật liệu dẫn điện nên xung điện, đột biến điện đều sẽ xảy ra tương tự như trên các loại dây dẫn điện khác. Nói chung, một đột biến điện là một sai lệch ngắn hạn (thoáng qua) từ mức điện áp thấp mong muốn (hay tín hiệu trong các thiết bị điện tử, máy tính). Sự sai lệch không mong muốn này có thể gây ra hư hỏng hay trục trặc cho thiết bị điện tử. Một số thiết bị được thiết kế sử dụng truyền thông qua đường truyền tín hiệu với ngưỡng điện áp hoạt động rất thấp, và có thể dễ dàng bị pha hủy nếu điện áp tăng quá mức mong muốn. Hơn nữa, đột biến điện được tạo ra từ rất nhiều nguồn khác nhau nên không một cấu hình của thiết bị nào có thể miễn nhiễm được.
Hình 1 minh họa kết quả nghiên cứu bởi Florida Power chia tách vấn đề chất lượng nguồn điện do các nhóm nguyên nhân gây ra. Trong đó, sét gây ra 15%, các trạm chuyển đổi là 5%, và xung nhiễu được tạo ra chủ yếu bởi các thiết bị văn phòng chiếm 60%.
Gãy, một dạng của đột biến điện, là một sự quá áp trong thời gian cực ngắn, và thường được đo bằng milli giây. Sự vượt giới hạn không mong muốn của năng lượng điện có thể được tạo ra từ bất kỳ loại dây dẫn nào. Năng lượng của xung nhiễu điện có thể phá hủy thiết bị, và là nguyên nhân gây trục trặc bằng việc cung cấp tín hiệu sai từ cấp độ điện áp không đúng. Các thiết bị được chế tạo từ các bộ vi xử lý và tích hợp các vi mạch (IC- integrated ciruits) rất dễ bị tổn thương bởi những đột biến điện trên đường truyền dữ liệu.
Xung điện cảm ứng được tạo ra trên đường truyền tín hiệu ít được biết đến như xung điện trực tiếp trên nguồn AC. Bất kỳ một dòng điện nào chảy qua một vật dẫn sẽ tạo ra một từ trường. Nếu một dây dẫn thứ hai đặt trong từ trường của dây dẫn đầu tiên, và cường độ từ trường là trạng thái tuôn ra của từ thông, sau đó từ trường sẽ tạo ra một dòng điện trên dây dẫn thứ hai. Việc sử dụng một từ trường để tạo ra dòng và điện áp kích thích mà không cần một kết nối vật lý đến một dây dẫn điện khác là cơ sở cho hoạt động của máy biến áp. Một máy biến áp sẽ tạo ra một từ trường kéo dài từ một cuộn dây sơ cấp, và gây ra một điện áp trong cuộn dây thứ cấp. Theo cùng một nguyên tắc, những sợi dây chạy liền kề trong một tòa nhà có thể bị ảnh hưởng từ tính lẫn nhau gây ra xung nhiễu như trong hình 2. Từ trường được tạo ra bởi đường nguồn gây ra một điện áp lên dây truyền dữ liệu, hay từ một dây truyền dữ liệu lên một dây khách (cái được xem như một điện áp xen vào).
Sét là nguyên nhân (có thể là nhiều nhất) điển hình tạo ra năng lượng cực mạnh lên một dây dẫn từ điện trường kết nối (magnetic coupling) khi nó không đánh trực tiếp lên dây dẫn đó, và chỉ cần một lần – sét có thể phá hủy tức thời các thiết bị. Hình 3 cho thấy hiện tượng sét đánh xuống mặt đất. Xung quanh mỗi tia sét được bao bọc bởi một điện trường cực mạnh. Trong nhiều trường hợp, giống như điện trường từ một dây dẫn có thể gây ra những xung điện trên một dây dẫn liền kề, điện trường của một tia sét có thể gây ra một dòng điện trong một dây dẫn mà không hề đánh trực tiếp lên dây dẫn đó. Điều quan trọng, nếu một tia sét xuất hiện đủ gần một tòa nhà, nó có thể gây ra xung nhiễu trên suốt chiều dài đường tín hiệu nội bộ. Những xung nhiễu này có thể gây sai lệch dữ liệu trong quá trình truyền tải trên dây dẫn, và nặng hơn là phá hủy thiết bị đi kèm. Những thuật ngữ để diễn tả điện từ cảm ứng là giao thoa điện (EMI – Electromagnetic Interference) hay nhiễu.
Điện từ cảm ứng (EMI) gây xung nhiễu trên đường tín hiệu được tạo ra từ hai dây dẫn liền kề và từ trường của sét là nguyên nhân chính, và hai dây dẫn liền kề chính là nguyên nhân chủ yếu gây phương hại đến cơ sở dữ liệu trong một tòa nhà. Do đó, khi lập kế hoạch kiểm tra, bố trí vị trí đường truyền dữ liệu cần chú ý những trường hợp sau:
• Các đường truyền dữ liệu được treo ở các ống dẫn điện
• Chạy cáp dữ liệu gần đường dây thoát sét (đường thoát sét là những đường hoặc cấu trúc
trong một tòa nhà được thiết kế để truyền tải năng lượng dòng sét xuống đất)
• Chạy cáp dữ liệu gần thép xây dựng (đặc biệt là ở các vùng lân cận của đường thoát sét)
• Chạy dòng dữ liệu quá gần với ánh sáng huỳnh quang (nguồn phát ra EMI)
Đây là một số trong những nguồn chính của điện từ cảm ứng trong các dòng dữ liệu, nhưng có thể tồn tại nhiều nguồn trong bất kỳ cơ sở nào.
to bee cuntinued .....
Rối loạn điện gây ra mối đe dọa lớn cho các thiết bị điện tử và dữ liệu. Rối loạn điện có rất nhiều tên như gai, dâng, quá áp tạm thời,... Bất kể với cái tên nào, tác động của rối loạn điện là: sự gián đoạn, sự xuống cấp và hư hại, mà chắc chắn là giảm tuổi thọ của thiết bị. Với sự gia tăng và phổ biến của mạng máy tính, ảnh hưởng của xung nhiễu lên đường truyền tín hiệu là vấn đề rất quan trọng. Đường truyền tín hiệu đi vào một tòa nhà, có thể là bên trên hay dưới mặt đất đều có thể chuyển xung nhiễu vào. Được tạo ra từ rất nhiều đoạn kết nối (truyền tải năng lượng điện từ hệ thống này đến hệ thống khác thông qua các từ trường), xung nhiễu là nguyên nhân gây phá hủy nghiêm trọng việc truyền thông trong một tòa nhà. Có nhiều nguyên nhân tạo ra xung nhiễu, một lớp sóng đột biến đi vào đường truyền có thể không phù hợp để che chắn hoàn toàn cho các đường truyền nội bộ và các thành phần điện tử khỏi xung nhiễu điện áp.
Khi thảo luận về những tác động cụ thể mà một sự đột biến điện có thể có trên đường truyền tín hiệu, trước tiên chúng ta phải hiểu thees nào là đường truyền dữ liệu và nó vận chuyển dữ liệu dưới hình thức điện năng như thế nào. Một đường truyền tín hiệu là một cáp dẫn truyền thông mang điện áp thấp cho mục đích truyền thông (thông tin liên lạc) giữa các thiết bị kèm theo. Một số cáp truyền dữ liệu phổ biến như: cáp đồng trục, cáp Ethernet CAT5, CAT6, CAT6 and PoE, và cáp điện thoại. Dữ liệu được truyền từ một thiết bị (thành phần) tới thiết bị khác bằng cách gửi các cấp điện áp khác nhau từ thiết bị phát sóng dọc theo đường truyền dữ liệu đến thiết bị (thành phần) ở đầu bên kia cáp dữ liệu. Các thiết bị nhận sẽ xử lý các cấp điện áp, phân tích và dịch chúng thành dữ liệu mà nó hiểu.
Mặc dù các đường truyền dữ liệu được thiết kế chỉ để mang cấp điện áp thấp, nhưng chúng đều được làm bằng vật liệu dẫn điện nên xung điện, đột biến điện đều sẽ xảy ra tương tự như trên các loại dây dẫn điện khác. Nói chung, một đột biến điện là một sai lệch ngắn hạn (thoáng qua) từ mức điện áp thấp mong muốn (hay tín hiệu trong các thiết bị điện tử, máy tính). Sự sai lệch không mong muốn này có thể gây ra hư hỏng hay trục trặc cho thiết bị điện tử. Một số thiết bị được thiết kế sử dụng truyền thông qua đường truyền tín hiệu với ngưỡng điện áp hoạt động rất thấp, và có thể dễ dàng bị pha hủy nếu điện áp tăng quá mức mong muốn. Hơn nữa, đột biến điện được tạo ra từ rất nhiều nguồn khác nhau nên không một cấu hình của thiết bị nào có thể miễn nhiễm được.
Hình 1 minh họa kết quả nghiên cứu bởi Florida Power chia tách vấn đề chất lượng nguồn điện do các nhóm nguyên nhân gây ra. Trong đó, sét gây ra 15%, các trạm chuyển đổi là 5%, và xung nhiễu được tạo ra chủ yếu bởi các thiết bị văn phòng chiếm 60%.
Gãy, một dạng của đột biến điện, là một sự quá áp trong thời gian cực ngắn, và thường được đo bằng milli giây. Sự vượt giới hạn không mong muốn của năng lượng điện có thể được tạo ra từ bất kỳ loại dây dẫn nào. Năng lượng của xung nhiễu điện có thể phá hủy thiết bị, và là nguyên nhân gây trục trặc bằng việc cung cấp tín hiệu sai từ cấp độ điện áp không đúng. Các thiết bị được chế tạo từ các bộ vi xử lý và tích hợp các vi mạch (IC- integrated ciruits) rất dễ bị tổn thương bởi những đột biến điện trên đường truyền dữ liệu.
Xung điện cảm ứng được tạo ra trên đường truyền tín hiệu ít được biết đến như xung điện trực tiếp trên nguồn AC. Bất kỳ một dòng điện nào chảy qua một vật dẫn sẽ tạo ra một từ trường. Nếu một dây dẫn thứ hai đặt trong từ trường của dây dẫn đầu tiên, và cường độ từ trường là trạng thái tuôn ra của từ thông, sau đó từ trường sẽ tạo ra một dòng điện trên dây dẫn thứ hai. Việc sử dụng một từ trường để tạo ra dòng và điện áp kích thích mà không cần một kết nối vật lý đến một dây dẫn điện khác là cơ sở cho hoạt động của máy biến áp. Một máy biến áp sẽ tạo ra một từ trường kéo dài từ một cuộn dây sơ cấp, và gây ra một điện áp trong cuộn dây thứ cấp. Theo cùng một nguyên tắc, những sợi dây chạy liền kề trong một tòa nhà có thể bị ảnh hưởng từ tính lẫn nhau gây ra xung nhiễu như trong hình 2. Từ trường được tạo ra bởi đường nguồn gây ra một điện áp lên dây truyền dữ liệu, hay từ một dây truyền dữ liệu lên một dây khách (cái được xem như một điện áp xen vào).
Sét là nguyên nhân (có thể là nhiều nhất) điển hình tạo ra năng lượng cực mạnh lên một dây dẫn từ điện trường kết nối (magnetic coupling) khi nó không đánh trực tiếp lên dây dẫn đó, và chỉ cần một lần – sét có thể phá hủy tức thời các thiết bị. Hình 3 cho thấy hiện tượng sét đánh xuống mặt đất. Xung quanh mỗi tia sét được bao bọc bởi một điện trường cực mạnh. Trong nhiều trường hợp, giống như điện trường từ một dây dẫn có thể gây ra những xung điện trên một dây dẫn liền kề, điện trường của một tia sét có thể gây ra một dòng điện trong một dây dẫn mà không hề đánh trực tiếp lên dây dẫn đó. Điều quan trọng, nếu một tia sét xuất hiện đủ gần một tòa nhà, nó có thể gây ra xung nhiễu trên suốt chiều dài đường tín hiệu nội bộ. Những xung nhiễu này có thể gây sai lệch dữ liệu trong quá trình truyền tải trên dây dẫn, và nặng hơn là phá hủy thiết bị đi kèm. Những thuật ngữ để diễn tả điện từ cảm ứng là giao thoa điện (EMI – Electromagnetic Interference) hay nhiễu.
Điện từ cảm ứng (EMI) gây xung nhiễu trên đường tín hiệu được tạo ra từ hai dây dẫn liền kề và từ trường của sét là nguyên nhân chính, và hai dây dẫn liền kề chính là nguyên nhân chủ yếu gây phương hại đến cơ sở dữ liệu trong một tòa nhà. Do đó, khi lập kế hoạch kiểm tra, bố trí vị trí đường truyền dữ liệu cần chú ý những trường hợp sau:
• Các đường truyền dữ liệu được treo ở các ống dẫn điện
• Chạy cáp dữ liệu gần đường dây thoát sét (đường thoát sét là những đường hoặc cấu trúc
trong một tòa nhà được thiết kế để truyền tải năng lượng dòng sét xuống đất)
• Chạy cáp dữ liệu gần thép xây dựng (đặc biệt là ở các vùng lân cận của đường thoát sét)
• Chạy dòng dữ liệu quá gần với ánh sáng huỳnh quang (nguồn phát ra EMI)
Đây là một số trong những nguồn chính của điện từ cảm ứng trong các dòng dữ liệu, nhưng có thể tồn tại nhiều nguồn trong bất kỳ cơ sở nào.
to bee cuntinued .....
