Усовершенствование инструментария контроля защищенности акустической информации

 

Защита акустической информации очень важна при разработке комплексной системы защиты информации (КСЗИ) на объекте. От качества выполнения данной работы напрямую завесит уровень угроз и степень риска, которому подвергается конфиденциальная информация, циркулирующая на режимном объекте.

Под контролем акустической защищенности, прежде всего, понимают контроль эффективности работы пассивных средств защиты, которые были применены при разработке КСЗИ.

К пассивным методам защиты акустической информации, прежде всего, относят звукоизоляцию. Звукоизоляция помещений направлена на локализацию источников акустических сигналов внутри них.

Звукоизоляция оценивается величиной ослабления акустического сигнала и обеспечивается с помощью архитектурных и инженерных решений, а также применением специальных строительных и отделочных материалов [1,2].

В случае если звукоизоляция помещения не обеспечивает требуемой эффективности защиты информации, то для ее повышения используют специальные звукопоглощающие материалы.

Наиболее часто применяют облицовочные звукопоглощающие материалы в виде плоских плит (плиты "Акмигран", "Акмант", "Силаклор", "Винипор", ПА/С, ПА/О, ПП-80, ППМ, ПММ), располагаемые или вплотную, или на небольшом расстоянии от сплошной строительной конструкции (стены, перегородки, ограждения и т.п.). Используются также звукопоглощающие облицовки из слоя пористо-волокнистого материала (стеклянного или базальтового волокна, минеральной ваты) в защитной оболочке из ткани или пленки с перфорированным покрытием (металлическим, гипсовым и др.) [3].

Одним из наиболее слабых звукоизолирующих элементов ограждающих конструкций выделенных помещений являются двери и окна, в связи с этим их звукоизоляции следует обратить особое внимание.

Звукопоглощающая способность окон зависит, главным образом, от поверхностной плотности стекла и степени прижатия притворов [2].

Согласно общепринятым методам оценки звукоизоляции, ее производят на частотах указанных в таблице 1.

Таблица 2.1 – Октавные полосы частот, на которых производят измерения

Номер полосы

Частотные границы полосы, fн - fв, Гц

Среднегеометрическая частота полосы, fi, Гц

1

90 - 175

125

2

175 - 355

250

3

355 - 710

500

4

710 - 1400

1000

5

1400 - 2800

2000

6

2800 - 5600

4000

7

5600 - 11200

8000

Испытания проводят согласно схеме изображенной на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема расположение блоков систем для измерения уровня звукоизоляции

В составе передающей и приемно-измерительной систем находятся частотные фильтры в количестве равному количеству полос, на которых производят измерения [4].

Для более точного определения уровня звукоизоляции материалов рекомендуется производить большее количество замеров с уменьшенным шагом частоты полос, например в восемнадцати полосах третьоктавных диапазонов частот (см. таблицу 2).

Таблица 2 – Третьоктавные полосы частот

Номер полосы

Частотные границы полосы, fн - fв, Гц

Среднегеометрическая частота полосы, fi, Гц

1

180 - 224

200

2

224 - 280

250

3

280 - 355

315

4

355 - 450

400

5

450 - 560

500

6

560 - 710

630

7

710 - 900

800

8

900 - 1120

1000

9

1120 - 1400

1250

10

1400 - 1800

1600

11

1800 - 2240

2000

12

2240 - 2800

2500

13

2800 - 3550

3150

14

3550 - 4500  

4000

15

4500 - 5600

5000

16

5600 - 7100

6300

17

7100 - 9000

8000

18

9000 - 11200

10000

Такой подход позволить более качественно определить уровень звукоизоляции исследуемой конструкции и экономить денежные средства за счет применения звукоизоляционных материалов действующих на определенных частотах именно в тех диапазонах частот, где уровень звукоизоляции оказался ниже всего.

Получить полосовой фильтр можно путем последовательного включения фильтров нижних и верхних частот [5]. При таком включении получим фильтр второго порядка, принципиальная схема такого фильтра изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Принципиальная схема фильтра второго порядка

Основными характеристиками такого фильтра являются коэффициент  передачи KP на резонансной частоте и добротность Q.

Значение добротности Q можно рассчитать по формуле (1)

 (1)

где - резонансная частота,

- верхняя граница частоты в полосе,

 - нижняя граница частоты а полосе

Для схемной реализации можно использовать операционный усилитель с частотно-зависимой обратной RC – связью [5]. Принципиальная схема такого фильтра на операционном усилителе с отрицательной обратной связью представлена на рисунке 3. Расчет его элементов можно произвести с помощью последовательности описанной ниже.

Приняв, что емкости С1 и С2 равны и выбрав стандартное значение емкости С, можно рассчитать величину сопротивления R3 по формуле (2)

 (2)

Выбрав значение сопротивления R2 из стандартных значений, по формуле 3 рассчитываем величину сопротивления R1

 (3)

В соответствии с данной методикой был произведен расчет параметров полосовых фильтров. Результаты расчета были сведены в таблицу 3.

Рисунок 3 - Принципиальная схема полосового фильтра на операционном усилителе

Таблица 3 – Результаты расчетов полосовых фильтров

Полоса

Частотные границы полосы, Гц

Величина емкости, С, нФ

Величина сопротивления, R1, кОм

Величина сопротивления, R2, кОм

Величина сопротивления, R3, кОм

1

180-224

20

360

200

4,4

2

224-280

20

290

200

3,5

3

280-355

20

210

200

3,0

4

355-450

20

160

200

2,4

5

450-560

20

150

200

1,8

6

560-710

20

100

200

1,5

7

710-900

20

86

200

1,2

8

900-1120

20

72

200

0,91

9

1120-1400

20

56

200

0,72

10

1400-1800

20

39

200

0,62

11

1800-2240

2

360

200

4,5

12

2240-2800

2

280

200

3,6

13

2800-3550

2

210

200

3,0

14

3550-4500

2

160

200

2,4

15

4500-5600

2

140

200

1,8

16

5600-7100

2

100

200

1,5

17

7100-9000

2

76

200

1,2

18

9000-11200

2

7,2

200

0,88

Литература

1.    Кученков Е.Б., Музалев Е.А. Экспериментальная оценка акустической защищенности исследуемых помещений// Вопросы защиты информации. – М.: 1999. – № 3.

2.    Снижение шума в зданиях и жилых районах/Под ред. Осипова Г.Л., Юдина Е.Я. М.: – Стройиздат, 1987.

3.    Справочник проектировщика. Защита от шума/Под ред. Юдина Е.Я. – М.: Стройиздат, 1974.

4.    ГОСТ 26602.3-99

5.    6.5.2.3 Полосовые фильтры (Электронный ресурс) Способ доступа: http://analogiu.ru/6/6-5-2-3.html. - Заглавие с экрана