СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ОТВОДОВ СИГНАЛА С ОДНОМОДОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
METHOD OF DETECTING UNAUTHORISED SIGNAL TAPPING FROM SINGLE-MODE OPTICAL FIBRES

Изобретение относится к способам контроля волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) на основе одномодовых оптических волокон (ОМ ОВ) и может быть использовано в качестве способа отделения локальных дефектов, образованных несанкционированными отводами, от локальных дефектов, вызванных неразъемными оптическими соединениями.
Известен «Способ обнаружения участков волоконно-оптической линии передачи с повышенным боковым излучением» (см. патент России №2252405, опубликован в БИ №14 от 20.05.2005 г.). Способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу обнаружения и поэтому выбран в качестве прототипа. Способ заключается в том, что с помощью метода обратного рассеяния (МОР) получают рефлектограмму потерь в ОМ ОВ ВОЛП в зависимости от длины, по которой определяют участки с локальными внесенными потерями, на которых измеряют величину внесенных потерь и расстояние от начала линии до участка с внесенными потерями. Определяют максимально допустимую величину внесенных потерь по формулам: для обычных волоконно-оптических систем передачи
л мах
пор
п
п
-0,1α(L-1)
α=-10lg[1-QW10/ (KW)],
для систем с квантовым зашумлением
л мах
п
п
п
1/2
-0,05α(L-1)
1/2
α=-10lg[1-Q(2еВI)10/K(WMS)],
пор
где W - порог чувствительности приемника перехвата при отношении сигнал/шум, равном 1;
Q - максимально допустимое отношение сигнал/шум для приемника разведки, обеспечивающее невозможность перехвата информации;
п
K - коэффициент передачи, показывающий, какая часть потерянного в волоконно-оптической линии излучения попала на входной полюс приемника перехвата;
п
W - мощность оптического сигнала на входном полюсе приемника волоконно-оптической системы передачи, обеспечивающая требуемое качество передачи;
α - величина внесенных потерь в волоконно-оптической линии, средняя на участке (L-1);
L - длина волоконно-оптической линии передачи;
1 - расстояние от передатчика до места с измеренной величиной локальных внесенных потерь;
е - заряд электрона;
В - полоса частот передаваемых информационных сигналов;
п
I - интеграл Персоника;
S - передаточная характеристика фотодетектора приемника волоконно-оптической системы,
сравнивают измеренную величину внесенных потерь с рассчитанной максимально допустимой величиной, определяют участки с повышенным боковым излучением при превышении измеренной величины над максимально допустимой величиной.
Недостатком вышеуказанного способа является невозможность определения несанкционированных отводов сигнала с ОМ ОВ в отличие от его сварных соединений, особенно после монтажа ВОЛП.
Решаемой технической задачей является создание способа обнаружения и локализации несанкционированных отводов («закладок») в ОВ после монтажа ВОЛП с помощью МОР, которые могут быть созданы до включения системой защиты волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа.
Достигаемым техническим результатом является повышение эффективности обнаружения в ОМ ОВ «закладок» с помощью МОР за счет измерения зависимости потерь от длины ОВ на двух длинах волн и с разных полюсов линии.
Для достижения технического результата в способе обнаружения несанкционированных отводов сигнала с одномодовых оптических волокон, заключающемся в том, что с помощью метода обратного рассеяния на рабочей длине волны измеряют одну рефлектограмму потерь в зависимости от длины оптического волокна с одного из его полюсов, определяют участки с локальными дефектами, новым является то, что дополнительно измеряют рефлектограммы с обоих полюсов оптического волокна на длине волны, большей рабочей длины, и с другого полюса оптического волокна на рабочей длине волны, производят сравнение участков с локальными дефектами на всех рефлектограммах, осуществляют обнаружение несанкционированных отводов сигнала по наличию обратно отраженного сигнала или в случае, когда величина прямых потерь на большей длине волны больше, чем на рабочей длине волны, при этом при измерении рефлектограмм с разных полюсов прямые потери на каждой длине волны должны быть равны между собой.
Новая совокупность существенных признаков в заявляемом способе позволяет повысить эффективность контроля ОМ ОВ от «закладок» с помощью МОР за счет измерения зависимости потерь от длины ОВ на двух длинах волн и с разных полюсов линии.
На фиг.1 приведена рефлектограмма ОМ ОВ с локальным дефектом, имеющим большой отраженный сигнал.
На фиг.2 представлены рефлектограммы ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные на двух длинах волн 1,31 и 1,55 мкм.
На фиг.3 приведены рефлектограммы одного и того же изгиба ОМ ОВ, измеренные на двух длинах волн 1,31 и 1,55 мкм.
На фиг.4 представлены рефлектограммы ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные с противоположных оптических полюсов.
Заявляемый способ работает следующим образом. Подключение фотоприемных устройств (ФПУ) для отвода и регистрации оптических сигналов можно осуществить двумя способами: с помощью разъемного оптического соединителя (отводов с оптическим соединителем) или с помощью локального изгиба ОВ (или другого способа без разрыва ОВ).
Любое подключение к ОВ ФПУ с помощью оптических соединителей неизбежно приводит к появлению в точке подключения воздушного зазора и, соответственно, к появлению отраженного сигнала на рефлектограмме. На фиг.1 представлен дефект с отводом сигнала с ОВ с помощью разъемного оптического соединения.
Подключение к ОВ ФПУ с помощью изгиба или другого способа без разрыва ОВ приводит к тому, что образуется локальный дефект только с прямыми потерями. Размер модового пятна в ОМ ОВ, имеющего гауссову форму, увеличивается с увеличением длины волны. Это приводит к тому, что при выводе оптического сигнала без разрыва ОВ в первую очередь выводится излучение с «хвоста» модового пятна. Получается, что при любом безразрывном способе вывода с большего модового пятна выходит большее количество бокового излучения. Например, на фиг.2 представлены рефлектограммы одного и того же изгиба ОМ ОВ, измеренные на двух динах волн 1,31 мкм и 1,55 мкм. Из фиг.2 видно, что величина прямых потерь на длине волны 1,55 мкм превышает величину прямых потерь на длине волны 1,31 мкм в 20 раз. В сварных соединениях, наоборот, прямые потери на двух длинах волн приблизительно равны. На фиг.3 приведены рефлектограммы одного и того же ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные на двух длинах волн.
Сварные соединения представляют собой соединения отрезков ОВ, имеющих различные параметры (в пределах допусков, определяемых стандартами), что приводит к тому, что размеры модовых пятен в соединении не совпадают. Поэтому потери в сварном соединении не совпадают при измерении с разных сторон не только по величине, но и по знаку (эффект «усиления» сигнала). Поэтому в стандартах измерение потерь по рефлектограммам вычисляется как среднее арифметическое значение при измерениях с обоих полюсов ОВ. На фиг.4 приведены рефлектограммы ОМ ОВ, измеренные с двух сторон на длине волны 1,31 мкм. При измерении локального дефекта без разрыва ОВ потери, измеренные с разных сторон, совпадают.
Для подтверждения работоспособности способа были проведены измерения с помощью микрорефлектометра FOD - 7005 ОМ ОВ со сварными соединениями и изгибами на длинах волн 1,31 и 1,55 мкм, которые представлены на фиг.1-4.