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RS-232串行口的电涌保护
2009-05-13 13:51:54

    要使您的计算机受到完全的保护,你就必须知道计算机易受到电涌攻击的薄弱点,以便在设计安装时采取相应有效保护措施。在计算机硬件中设计的互联网络系统中,RS-232串行数据线常常和各种终端、打印机、调制解调器相连,和被称为"零插槽"(zero slot)的局域网联线。RS-232是破坏性噪声和电涌侵入设备的一个通道。RS-232口常常是计算机安装中"唯一易受攻击的致命弱点",UPS和其它电源保护设备对此无能为力。        侵入RS-232口的电涌来源多种多样,包括系统间地线噪声、电话线冲击电流和线路故障。        第一,系统的地线噪声是造成RS-232数据发生错误、RS-232驱动器和主板损坏的主要原因。系统间地线噪声是由互联设备地线(绿线)之间的电压差造成的。当计算机地线分别接地或有一个地线从其它地方灌入了噪声或电涌,就产生了地线压差。压差可以是小到如射频噪声,大到如高能电涌。系统间地线噪声会带来很坏的结果,对计算机系统有很大的危害。        第二,电话线电涌能通过调制解调器侵入计算机的RS-232口,虽然现在的调制解调器将RS-232口和电话线隔离开来,但电话线电涌仍然很轻易的越过这个阻碍,在计算机上产生破坏性的后果。        第三,我们常说的线路故障指的是计算机本身或周围环境中的交流电源线对RS-232线的干扰,它一般是由计算机附近的高电压交流线缆引起的。虽然这种故障并不常见,但它的破坏性很大,很可能会损坏计算机RS-232口上连接的每一台设备。        RS-232标准        RS-232通讯标准是为了提供计算机和终端与通讯设备(调制解调器)的接口。这种情形下RS-232通讯线很短(只有1.2米),虽然总的通讯线路(调制解调器和电话线)可能有数公里长。在商业上RS-232主要用来将多用户系统工作站、终端和单个主机连接起来,RS-232连线可能有70米长。虽然现代的电缆工艺能使数据在这么长的线路上可靠地传输,但是不可避免的要冒计算机和周边设备硬件损坏的风险。        在RS-232接口进行数据的传输依靠四根线:发送数据线、接收数据线、握手信号线和公共线。以送和传输的数据是以数据线与公共线之间的压差表示的。RS-232的公共线将工作站或终端和CPU主板的公共点连接起来了,所以假定的公共端电压相等。然而虽然互联设备的公共端被连接起来应该迫使各个设备的公共端电压相等,但公共线上有民阻和电感,所以公共线并非象短路那么理想。结果数据发送端和接收端压差不一样,数据传送会受影响,严重的会损坏硬件。        安全接地        当前使用的所有的计算机电源线都是带有地线的三芯线,而许多设备如灯泡电源只需两根线就能输送交流电。第三根线是安全接地线,它接在计算机设备裸露的金属外壳上,接地端都在墙上,它和建筑的下水管道或金属构件相连,这样能避免因裸露金属带电而使用户有独电危险。为了安起见,RS-232连接口和打印机口都算暴露的金属部件。因此任何连接器腿须接地或相对于地的电压很小,结果实际上所有的计算机设备、CPU公共端或参考点都和设备的安全地线连上了。        但是安全地线可能会引起一些相冲突的地方,每一个RS- 232 工作站都有两根连线充当RS-232电压参考公共端:1)RS-232线中工作站和主机公共端连线;2)工作站安全接地线。这种情形有时称为"地线环",它的存在会导致工作站和主机地线的压差,损坏硬件和干扰数据通讯。不应将地线压差和其它的电源问题如共模/常模噪声,电磁干扰或射频干扰混淆,地线压差是系统间地线噪声。        RS-232互联设计规则        RS-232互联设计规则是使计算机系统更加安全的设计指南。在国际上有APC这样的公司已着手研究解决象RS-232口上出现的电涌之类的电源问题了。在现实生活中带远距离RS-232终端的多用户系统最易出现问题,所以这个规则着重阐述了多用户主机和终端的互联,它也适用于其它的RS-232边接。规则只起指南作用,可根据实际环境和安装和安装知识加以灵活应用。        在欧洲,VDE 0800标准了下述要求,请参考VDE 0800标准配置你的系统以满足要求。        1、如果你系统的终端靠近主机,那么工作站和主机应由同一电气线路供电。        2、如果系统很小(不到10个工作站),那么工作站和主机应由同一插头供电。 如果用一台UPS供电且其容量足够所有工作站和主机运行,那么它们就都用UPS供电,即使UPS要额外引出些线。        3、安装分布式多用户系统时,要规划好每台工作站由哪个电路供电,为每个电路装上电流断路器。记录个信息。        4、如果所有工作站经由同一个电流断路器,那么每个工作站民主机的距离不应超过20米,电流断路器上不应连上其它特殊的设备。除了标准的UPS保护措施外,   为需其它预防措施。        5、如果你的所有工作站经由同一个电流断路器,且每个工作站与主机的距离都不超过20米的话,那么你唯一的预防措施是<