در جهان پیشرفته امروزی که مفاهیم نوآوری و اتصالات شبکه‌ای با رشد چشمگیری همراه شده‌اند، مراکز داده به‌عنوان ستون حیات اقتصاد دیجیتال و نظام اطلاعات جهانی، میزبان بی‌شماری اطلاعات و دستگاه‌ها می‌شوند. با افزایش حجم اطلاعات و پیشرفت فناوری، چالش بزرگی در مقابله با تهدیدات الکترومغناطیسی در دیواره‌های مراکز داده به وجود آمده است.
در این زمینه، “حفاظت الکترومغناطیسی مراکز داده” به عنوان یک مجموعه از تکنیک‌ها و فناوری‌ها برای کنترل و مدیریت فیلد‌ها و امواج الکترومغناطیسی در دیواره‌های مراکز داده تعریف می‌شود. این حفاظت هدف از جلوگیری از تأثیرات آسیب‌زای مخرب الکترومغناطیسی بر تجهیزات حیاتی و اطلاعات حساس موجود در مراکز داده را دنبال می‌کند.
در زمینه الکترومغناطیس، دو نوع اندازه‌گیری اساسی وجود دارد که در مطالعات حفاظت الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرند:
سنجش میزان تأثیر یک قطعه الکترونیکی بر محیط: در این نوع اندازه‌گیری، تلاش می‌شود تأثیر امواج الکترومغناطیسی تولید شده توسط یک قطعه الکترونیکی بر محیط اطراف آن اندازه گیری شود. این اطلاعات اهمیت زیادی در بررسی تأثیرات زیست‌محیطی و امنیت الکترونیکی دارد.
سنجش میزان تأثیر محیط بر عملکرد یک قطعه الکترونیکی: در این مورد، میزان تأثیر امواج الکترومغناطیسی محیط بر عملکرد یک قطعه الکترونیکی مورد بررسی قرار می‌گیرد. این نوع اندازه‌گیری مهم است زیرا محیط‌های مختلف می‌توانند تأثیرات مخربی بر عملکرد تجهیزات الکترونیکی داشته باشند.
نویزهای محیطی، به خصوص نویز هدایتی کابل‌های حامل برق شهر، از جمله چالش‌های مهم در این زمینه هستند. پس از راه‌اندازی قفس فرادی و نصب شیلدهای آن، نیاز به مدیریت تأثیرات نویزهای حاصل از کابل‌های برق شهر حس می‌شود. برای این منظور، از فیلتر EMI (الکترومغناطیسی) استفاده می‌شود که از سلف و خازن تشکیل شده است. این فیلتر، که یکی از اجزای مهم حفاظت الکترومغناطیسی است، قادر به حذف نویزهای با فرکانس‌های بین ۱۰ کیلوهرتز تا ۱۰ گیگاهرتز است. تنظیم دقیق مقادیر این اجزا بر اساس نوع سیستم و توان آن متغیر است و به بهینه‌سازی عملکرد سیستم در برابر تأثیرات الکترومغناطیسی کمک می‌کند.
کاربردهای حفاظت الکترومغناطیسی مراکز داده:
حفاظت از تجهیزات الکترونیکی حیاتی:
با توجه به گستردگی استفاده از سرورها، رایانه‌ها و تجهیزات ذخیره‌سازی در مراکز داده، حفاظت الکترومغناطیسی می‌تواند از خسارت‌های ناشی از امواج الکترومغناطیسی جلوگیری کند. این اقدام به عنوان یک دیوار مؤثر در مقابل تأثیرات الکترومغناطیسی عمل کرده و عمر مفید تجهیزات را با کاهش آسیب‌ها بهبود می‌بخشد.
حفاظت از اطلاعات حساس:
یکی از اهداف اساسی حفاظت الکترومغناطیسی، تضمین امنیت اطلاعات حساس و محرمانه در مراکز داده است. این اقدامات به طور فعال از نفوذ امواج الکترومغناطیسی به دیواره‌ها و تجهیزات مراکز داده جلوگیری می‌کنند، که نه تنها امنیت اطلاعات بلکه همچنین حریم شخصی و کنفیدانسی کاربران و اطلاعات کلان را تضمین می‌کنند.
با فراهم کردن یک محیط امن و خصوصی برای اطلاعات، حفاظت الکترومغناطیسی از موارد زیر برای تضمین امنیت در مراکز داده استفاده می‌کند:
- جلوگیری از نفوذ امواج الکترومغناطیسی: حفاظت الکترومغناطیسی با فراهم کردن سدی قوی برای نفوذ امواج الکترومغناطیسی به داخل دیواره‌ها و تجهیزات، از دسترسی غیرمجاز به اطلاعات حساس جلوگیری می‌کند.
- ایجاد محیط امن: این اقدام به ایجاد یک محیط امن و مطمئن برای حفاظت از اطلاعات کلان مرتبط با کاربران، سازمان‌ها و مراکز داده می‌پردازد.
- تضمین امانت و کنفیدانسی: با جلوگیری از تأثیرات آسیب‌زای امواج الکترومغناطیسی بر تجهیزات حیاتی و اطلاعات حساس، حفاظت الکترومغناطیسی به اطمینان از امانت و کنفیدانسی داده‌های موجود در مراکز داده می‌افزاید.
به این ترتیب، حفاظت الکترومغناطیسی به‌عنوان یک استراتژی جامع در مراکز داده به منظور حفاظت از اطلاعات و ایجاد یک محیط امن و قابل اعتماد برای اطلاعات حساس و محرمانه استفاده می‌شود
کاهش خطرات ناشی از امواج الکترومغناطیسی:
یکی از مزایای چشمگیر حفاظت الکترومغناطیسی، تقویت ایمنی تجهیزات الکترونیکی در برابر خطرات سوختگی به دلیل اثرات حرارتی الکترومغناطیسی است. این اقدامات جلوی آسیب‌های ناشی از امواج الکترومغناطیسی را می‌گیرند و بر تجهیزات الکترونیکی تأثیرات مثبت زیادی گذاشته و ایمنی آن‌ها را بهبود می‌بخشند.
تقویت ایمنی تجهیزات الکترونیکی:
- حفاظت در برابر خطرات سوختگی: حرارت‌های الکترومغناطیسی می‌توانند منجر به سوختگی تجهیزات الکترونیکی شوند. حفاظت الکترومغناطیسی با جلوگیری از نفوذ امواج الکترومغناطیسی، موجب کاهش حرارت و احتمال سوختگی سیستم‌های الکترونیکی می‌شود.
- جلوگیری از قطعی ناگهانی: امواج الکترومغناطیسی می‌توانند باعث قطعی ناگهانی در سیستم‌های الکترونیکی شوند. حفاظت الکترومغناطیسی از این خطر جلوگیری می‌کند و پایداری عملکرد تجهیزات را تضمین می‌کند.
- افت ناگهانی در سیستم‌ها: نوسانات الکترومغناطیسی می‌توانند باعث افت ناگهانی در سیستم‌های الکترونیکی شوند. با اعمال حفاظت الکترومغناطیسی، این افت‌های ناگهانی کاهش یافته و سیستم‌ها به طور پایدار فعالیت می‌کنند.
- تضمین عمر مفید بیشتر: با جلوگیری از تأثیرات حرارتی الکترومغناطیسی، حفاظت الکترومغناطیسی به تجهیزات الکترونیکی امکان می‌دهد تا عمر مفید بیشتری داشته باشند و مقاومت آن‌ها در برابر سوختگی و خطرات حرارتی افزایش یابد.
از این رو، حفاظت الکترومغناطیسی به‌عنوان یک ابزار حیاتی در تقویت ایمنی تجهیزات الکترونیکی و جلوگیری از خطرات سوختگی و افت‌های ناگهانی، نقش مؤثری را در افزایش عملکرد و پایداری سیستم‌های الکترونیکی ایفا می‌کند.
تضمین پایداری عملکرد سیستم:
حفاظت الکترومغناطیسی یک راهکار جامع است که با هدف ایجاد محیطی پایدار و مطمئن برای عملکرد بهینه سیستم‌ها و تجهیزات در طول زمان به کار گرفته می‌شود. این اقدام برای کاهش اختلالات و نوسانات الکترومغناطیسی در شبکه‌های برق و تجهیزات مختلف طراحی شده است، از جمله مزایای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پایداری سیستم‌ها: حفاظت الکترومغناطیسی با جلوگیری از تأثیرات نوسانات الکترومغناطیسی، به پایداری عملکرد سیستم‌ها و تجهیزات کمک می‌کند. این پایداری از اهمیت به‌سزایی برخوردار است، زیرا افت‌ها و نوسانات می‌توانند به کارایی سیستم‌ها ضربه بزنند.
- کاهش اختلالات شبکه برق: حفاظت الکترومغناطیسی با ایجاد موانع در مسیر امواج الکترومغناطیسی، باعث کاهش اختلالات و نوسانات غیرمطلوب در شبکه‌های برق می‌شود. این امر به بهبود کیفیت تامین انرژی و جلوگیری از قطعی ناگهانی کمک می‌کند.
- تضمین عملکرد بهینه: با حفاظت از تجهیزات و سیستم‌ها در برابر امواج الکترومغناطیسی، عملکرد بهینه و بدون اختلال در طول زمان تضمین می‌شود. این اقدام با افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش نرخ خرابی، به بهبود کارایی و کارایی تجهیزات کمک می‌کند.
- جلوگیری از خسارات ناشی از امواج الکترومغناطیسی: حفاظت الکترومغناطیسی به عنوان یک سد مؤثر در برابر ورود امواج الکترومغناطیسی زیاد، از خسارات ناشی از این امواج به تجهیزات و سیستم‌ها جلوگیری می‌کند.
- حفاظت از داده‌ها و اطلاعات حساس: از آنجایی که امواج الکترومغناطیسی می‌توانند به اطلاعات حساس و محرمانه نفوذ کنند، حفاظت الکترومغناطیسی به عنوان یک لایه ایمنی مؤثر علیه نفوذ به داده‌ها و اطلاعات حساس عمل می‌کند.
با تلفیق این مزایا، حفاظت الکترومغناطیسی به عنوان یک استراتژی گسترده، به ارتقاء امنیت، پایداری، و بهره‌وری در مراکز داده و سیستم‌های الکترونیکی اساسی می‌پردازد.
امکان ادامه فعالیت در شرایط اضطراری:
حفاظت الکترومغناطیسی یکی از جنبه‌های بسیار حیاتی در مراکز داده است که امکان ادامه فعالیت در شرایط اضطراری و بحرانی را تضمین می‌کند. این اقدام از تأثیرات الکترومغناطیسی در شرایط اضطراری جلوگیری کرده و پایداری و عملکرد مداوم سیستم‌ها را حفظ می‌نماید.
- ادامه فعالیت مراکز داده در شرایط اضطراری: حفاظت الکترومغناطیسی، به ویژه از طریق استفاده از اقدامات مانند قفس فرادی و سیستم‌های UPS، امکان ادامه فعالیت مراکز داده را در شرایط اضطراری و بحرانی فراهم می‌کند. این اقدامات با اطمینان از پایداری سیستم‌ها، جلوی از دست دادن اطلاعات حساس را می‌گیرند.
- تأمین انرژی پایدار با UPS: سیستم‌های UPS به عنوان نگهبان الکترونیکی مهم در حفاظت الکترومغناطیسی، در شرایط قطع برق به تأمین انرژی پایدار برای تجهیزات الکترونیکی کمک می‌کنند. این امر ادامه فعالیت در شرایط بحرانی و پیش‌بینی ناپذیر را تضمین می‌کند.
- جلوگیری از قطعی ناگهانی: با حفاظت از سیستم‌ها در برابر نوسانات الکترومغناطیسی، حوادث ناگهانی و قطع برق غیرمنتظره کاهش می‌یابد. این امر به عنوان یک مزیت اساسی در ادامه فعالیت پایدار مراکز داده در شرایط فوری و اضطراری محسوس است.
- حفظ پایداری سیستم‌ها: با کاهش تأثیرات الکترومغناطیسی بر سیستم‌ها و تجهیزات، پایداری عملکرد آن‌ها در شرایط غیرمنتظره تضمین می‌شود. این امر باعث حفظ سلامت و عملکرد بهینه سیستم‌های الکترونیکی می‌شود.
- امکان ادامه ارائه خدمات: حفاظت الکترومغناطیسی این امکان را ایجاد می‌کند که مراکز داده حتی در شرایط فوری و استثنایی، خدمات خود را به کاربران ادامه دهند. این امر در مواقع بحرانی بسیار حیاتی است و از پایداری سیستم‌ها در مقابل تهدیدات الکترومغناطیسی حفاظت می‌کند.
با تلفیق این مزایا، حفاظت الکترومغناطیسی یک لایه مؤثر در تضمین ادامه فعالیت سیستم‌ها و مراکز داده در شرایط اضطراری محسوب می‌شود
تهدیدات الکترومغناطیسی می‌توانند بر تجهیزات الکترونیکی حیاتی در مراکز داده تأثیر گذار باشند. برای دفاع در برابر این تهدیدات، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که در زیر به صورت لیست شده و توضیح داده می‌شوند:
روش‌های دفاع در برابر تهدیدات الکترومغناطیسی:
1.استفاده از فیلترهای EMI:
فیلترهای EMI، اقدامی حیاتی در مسیر حفاظت الکترومغناطیسی می‌باشند. این دستگاه‌ها از اجزایی همچون سلف و خازن بهره می‌برند و برای حذف نویزهای الکترومغناطیسی با فرکانس‌های بین ۱۰ کیلوهرتز تا ۱۰ گیگاهرتز عمل می‌کنند. اهمیت این فیلترها در بهینه‌سازی تأثیرات نویزهای ناشی از کابل‌های برق شهر بر تجهیزات الکترونیکی می‌باشد.
با تنظیم دقیق این فیلترها، امکان مقاومت به امواج الکترومغناطیسی و بهبود کارایی تجهیزات فراهم می‌شود. به عبارت دیگر، فیلترهای EMI به عنوان سدی مؤثر در مقابل تهاجم امواج الکترومغناطیسی، عملکرد بهینه تجهیزات را تضمین می‌کنند و در دفاع از امنیت و عمر مفید مراکز داده نقشی اساسی را ایفا می‌کنند.
2. شیلدهای الکترومغناطیسی:
شیلدهای الکترومغناطیسی به عنوان پوشش‌هایی از فلزات رسانا ساخته می‌شوند که به طور مؤثر از نفوذ امواج الکترومغناطیسی به داخل مراکز داده جلوگیری می‌کنند. این ساختارها به اندازه کافی حساس هستند تا امواج را به سمت خود جذب کنند و از تجهیزات الکترونیکی داخلی امواج را دور نگه دارند. اهمیت شیلدهای الکترومغناطیسی در افزایش سطح حفاظت محیط‌های حساس الکترونیکی، از جمله سرورها و تجهیزات شبکه، می‌باشد. با ایجاد یک پوشش محافظ، این شیلد‌ها از تأثیرات ناشی از نویزها و امواج الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کنند و اطمینان از عملکرد بهینه تجهیزات فراهم می‌آورند.
3. قفس فارادی (Faraday Cage):
“قفس فارادی“به عنوان یک ساختار از فلزات رسانا طراحی شده است که امواج الکترومغناطیسی را به خود جذب کرده و از نفوذ به داخل محیط محافظت‌شده جلوگیری می‌کند. این ساختار به ویژه برای مراکز داده حیاتی استفاده می‌شود، زیرا امکان ایجاد یک محیط امن و پرسرعت برای نگهداری از تجهیزات الکترونیکی حیاتی و اطلاعات حساس را ایجاد می‌کند. اهمیت قفس فارادی در تضمین امنیت کامل تجهیزات الکترونیکی در برابر تهدیدات الکترومغناطیسی که مراکز داده با آن مواجه هستند.
4. سیستم‌های UPS (نگهبان الکترونیکی):
سیستم‌های UPS به عنوان نگهبان الکترونیکی مهمی در دفاع در برابر تهدیدات الکترومغناطیسی به شمار می‌روند. این سیستم‌ها با فراهم‌کردن انرژی پایدار و پشتیبانی در شرایط قطع برق، از تأثیرات ناشی از تغییر وضعیت برق بر تجهیزات الکترونیکی جلوگیری می‌کنند. اهمیت سیستم‌های UPS در افزایش امانت سیستم‌ها و حفاظت از اطلاعات حساس مراکز داده است. با ایجاد پایداری در تامین انرژی، این سیستم‌ها به حفظ سلامت و عملکرد بهینه تجهیزات الکترونیکی کمک می‌کنند و در نتیجه، از خسارات احتمالی ناشی از تهدیدات الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کنند.
5. مدیریت سیم‌های برق:
مدیریت صحیح سیم‌ها و کابل‌ها با شیلد الکترومغناطیسی یکی دیگر از اقدامات حیاتی در دفاع در برابر تهدیدات الکترومغناطیسی است. استفاده از این سیم‌ها کمک می‌کند تا تأثیرات نویزهای الکترومغناطیسی به تجهیزات الکترونیکی کاهش یابد و ایمنی سیستم افزایش یابد. اهمیت این اقدام در ارتقاء عملکرد سیستم و کاهش خطرات ناشی از امواج الکترومغناطیسی است. با انتخاب و استفاده از سیم‌ها با شیلد الکترومغناطیسی، می‌توان محیط مراکز داده را مقاومت‌پذیرتر نسبت به تهدیدات الکترومغناطیسی کرد و از عملکرد پایدار تجهیزات اطمینان حاصل کرد.
6. آموزش و آگاهی کارکنان:
آموزش و آگاهی کارکنان نقش مهمی در حفاظت الکترومغناطیسی دارند. آموزش کارکنان در زمینه استفاده صحیح از تجهیزات و اقدامات حفاظت الکترومغناطیسی باعث افزایش ادراک آن‌ها نسبت به خطرات ممکن از تهدیدات الکترومغناطیسی می‌شود. این آگاهی به افراد امکان می‌دهد تا در مواقع فوری با استفاده صحیح از تجهیزات و ابزارهای حفاظتی مراکز داده عمل کنند. اهمیت این بخش در افزایش دامنه اقدامات حفاظتی و کاهش خطرات احتمالی است. با توجه به پیچیدگی محیط‌های مراکز داده، آموزش به کارکنان از اهمیت بسیاری برخوردار است و در حفظ امانت و امنیت اطلاعات تأثیرگذار می‌باشد.
تاثیر مخرب امواج الکترومغناطیس در زندگی انسان:
امواج الکترومغناطیس، که از منابع مختلفی همچون تلفن همراه، وای‌فای، تجهیزات الکتریکی و مغناطیسی، و لپ‌تاپ‌ها به وجود می‌آیند، تأثیرات قابل توجهی بر زندگی انسان دارند. این امواج می‌توانند به عنوان تهدیدات مخرب به سلامتی افراد محسوب شوند.
یکی از اثرات اصلی امواج الکترومغناطیس، افزایش تولید گرما در بافت‌های بدن است. این گرما ممکن است باعث افزایش دما و تغییرات در فعالیت سلول‌ها شود که در نتیجه مشکلات سلامتی مانند استرس حاصل می‌شود. برخی از تحقیقات نشان داده‌اند که تماس مداوم با امواج الکترومغناطیس می‌تواند منجر به اختلالات در سیستم عصبی، افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی و عروقی، و حتی افزایش خطر ابتلا به برخی انواع سرطان شود.
علاوه بر این، امواج الکترومغناطیس ممکن است خواب را تحت تأثیر قرار دهند. تحقیقات نشان داده‌اند که تماس مداوم با این امواج می‌تواند به اختلالات در الگوی خواب و افزایش استرس خواب منجر شود. این اثرات ناشی از تماس مداوم با امواج الکترومغناطیس، زندگی روزمره افراد را تحت تأثیر قرار داده و به سلامتی عمومی جامعه ابهام افزوده است.
در نتیجه، لازم است تا با توجه به رشد روزافزون فناوری و استفاده گسترده از تجهیزات الکترونیکی، اقدامات حفاظتی موثر اتخاذ شود تا اثرات منفی امواج الکترومغناطیس بر سلامتی انسان کاهش یابد و زندگی روزمره به شکلی سالم‌تر و امن‌تر تداوم یابد.
نمودار حفاظت الکترومغناطیسی:
نمودار حفاظت الکترومغناطیسی یک ابزار گرافیکی است که ارتباطات و ارتباطات میان متغیرها و راه‌حل‌های حفاظتی را به تصویر می‌کشد. این نمودار به منظور تجسم و درک بهتر ساختار و ارتباط بین مولفه‌های مختلف یک سیستم حفاظت الکترومغناطیسی استفاده می‌شود.
نمودار حفاظت الکترومغناطیسی معمولاً شامل متغیرهای اصلی مانند منابع امواج الکترومغناطیسی (مثل تجهیزات الکتریکی، ماشین‌آلات، و ابزارهای الکترونیکی)، راه‌حل‌های حفاظتی (مثل فیلترهای EMI، شیلدهای الکترومغناطیسی، و قفس فرادی) و اثرات ناشی از تهدیدات الکترومغناطیسی (از جمله اثرات بر سلامتی انسان و کاهش عملکرد تجهیزات) می‌شود.
این نمودار به مدیران، مهندسان، و تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند تا ساختار کلی حفاظت الکترومغناطیسی را درک کنند، ارتباطات بین عوامل مختلف را تجزیه و تحلیل نمایند، و در نهایت راه‌حل‌های بهینه برای حفاظت از تجهیزات و افراد را انتخاب کنند.
نمودار حفاظت الکترومغناطیسی نقش مهمی در بهبود ایمنی و کارایی سیستم‌های الکترونیکی و الکتریکی در مقابل تهدیدات الکترومغناطیسی ایفا می‌کند و اجزاء مختلف این سیستم را به یکدیگر متصل می‌سازد.
در نمودار حفاظت الکترومغناطیسی، با توجه به اسناد منتشر شده، تهدیدات با شدت میدانی از 20 کیلوولت بر متر تا 100 کیلوولت بر متر و فرکانسی از چندصد هرتز تا چند گیگاهرتز را شامل می‌شود. به منظور بهبود عملکرد و کاهش تأثیرات مخرب این میدان‌ها، مراکز به دسته‌بندی‌های حیاتی، حساس و مهم تقسیم شده‌اند. سطوح حفاظت الکترومغناطیسی برای هر دسته در محدوده 40 تا 100 دسی‌بل (SE=40-100dB) تنظیم شده است.
براساس استانداردهای کنونی، میزان تضعیف الزامی 80 دسی‌بل است. با در نظر گرفتن تهدیدات بر اساس استاندارد جدید که دامنه تهدید برابر با 50 کیلوولت بر متر است، شدت میدان مناسب برای کاهش اختلالات و حفاظت از تجهیزات الکترونیکی و مخابراتی جهت کارکرد بدون اختلال، کمتر از 10 ولت بر متر تعیین شده است.
به این ترتیب، نمودار حفاظت الکترومغناطیسی به‌عنوان یک راهنمای تصویری برای تصمیم‌گیری در زمینه بهبود حفاظت در مقابل تهدیدات الکترومغناطیسی خلق شده است. این نمودار، با ارائه راهکارهای حفاظتی با کارایی بالا، به مدیران و مسئولان کمک می‌کند تا بهبودهای لازم را در سیستم‌ها و تجهیزات خود اعمال کرده و امانت محیط‌های الکترونیکی و مخابراتی را افزایش دهند.