CN113243089A

CN113243089A - 安全的纤维链路系统

Info

Publication number: CN113243089A
Application number: CN201980083271.9A
Authority: CN
Inventors: 盖理·M·韦纳
Original assignee: Association Analysis Network System Co ltd
Current assignee: Association Analysis Network System Co ltd
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2039-11-08
Also published as: JP2022507482A; CN113243089B; EP3881452A4; WO2020102020A1; EP3881452A1

Abstract

公开了一种用于确保光纤上通信安全的系统和方法。系统包括配置成将光学信号耦合到光纤的空间路径中的发射空间复用器，多个光学信号中的第一个是所需的信息序列的光学调制版本，旨在通过光纤传输，并且耦合到空间路径的第一条中；多个光学信号中的第二个是光学箔条信号，并且耦合到与第一条空间路径不同的第二条空间路径中，并且第三光学信号是由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号，第三光学信号耦合到光纤的空间路径的一条中，从而沿着光纤的抽头不能确定发射的所需的信息序列。

Description

安全的纤维链路系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月14日提交的美国专利申请16/190,801的权益，其内容通过引用合并于本文。

技术领域

本公开通常涉及光纤电缆，并且更具体地涉及检测和防止光纤电缆的窃听。

背景技术

入侵者可以通过弯曲纤维的一段或多段或通过施加热量来拉伸纤维的一段或多段，例如，使纤维的一段或多段逐渐变细，来窃听光纤传输线并且窃取信息。这样做可以读取和解析来自弯曲的或拉伸的纤维逸出的信号能量。尽管还有从光纤中窃听信息的其他的方法，但是基于纤维弯曲的或拉伸的窃听易于实现，有效，并且难以检测。窃听在全球光纤基础设施上传输的宝贵的数据对每个主要的行业和政府组织，尤其是对使用多种设施的大型组织来说，都是威胁。尽管这些组织可能能够将光纤电缆固定在它们自己的设施内，但它们对那些设施之间的光纤电缆链路的控制通常要少得多。

光纤容易被窃听的漏洞以及，尤其是，由于纤维的弯曲或拉伸而容易被窃听的漏洞，使许多组织容易受到数据盗窃的影响。这样的数据盗窃可能导致机密信息的泄漏，从而对正在通过此被窃听的光纤传输数据的实体造成伤害。在商业背景中，信息泄漏，诸如营销策略或开发技术的泄漏，可能最终导致利润损失。在政府背景中，泄露涉及国家安全的信息可能危及公民的生命。现有的解决方案不足以检测或防止使用光纤的窃听来提取数据。

通常认为数据加密可以保护在纤维链路上传输的数据。通常使用高级加密标准(AES)来实现这种加密。但是，这种方法忽略了以下事实：虽然对数据有效载荷进行了加密，但在互联网中引导数据分组的IP标头信息却未进行加密。此标头揭示了每一个分组的来源和目的地，因此，揭示了有关在互联网上发送的任何消息的信息。

光学时域反射仪(OTDR)是用于表征纤维，监视纤维，以及对纤维进行故障排除的已知的工具。OTDR通常地通过发送不同宽度的激光脉冲以及监视在纤维的脉冲发射端接收到的反射来进行操作。OTDR可以查明纤维链路中故障的位置，并且OTDR可以发现并且表征光纤中的反射事件和非反射事件。因此，通过与纤维弯曲之前的较早的OTDR迹线进行比较，例如，与在第一次安装链路时形成的迹线进行比较，可以在建立纤维链路之后使用OTDR来检测在纤维链路中引入的弯曲。通过在与用于承载旨在传送的数据的信道不同波长的信道上运行测试脉冲，OTDR可以用于测试在用光纤，即，承载有旨在传送至目的地的数据的在用光纤。

不幸的是，对于高度安全的政府通信，通常优选地不由收发器修改光学数据信号。此优先选择，在有要求时，意味着承载有安全的通信的纤维也不能同时承载OTDR要求的脉冲。

此外，众所周知，由OTDR使用的技术具有所谓的“死区”，该死区是发生反射事件之后OTDR无法看到的区域。当试图观察长度很长的光纤时，此死区通常会在纤维的起始处出现很长的距离。这是因为当试图观察很长的光纤时，必须发动大量的功率才能够看到光纤的末端的状况。当发动大量的光学功率时，发射的光学信号的脉冲宽度会增加。使用大的脉冲宽度会降低OTDR可以进行的测量的分辨率，分辨率降低的结果可能会延伸到数百米远。由于在发射脉冲和接收器之间数百米能够看到反射的脉冲，因此发射端附近的故障被掩盖了。

如果在发射点附近有故障，它也会产生大的反射，使接收器饱和并且使接收器超负荷。光纤的该长度也称为“死区”，因为在接近OTDR的长度内故障被掩盖了。接收器需要一定的时间才能从饱和状态恢复。取决于OTDR的设计、波长和大小，OTDR可能需要例如500米或更长的距离才能从发射点附近的此故障中完全恢复。

大多数OTDR手册建议使用OTDR装备外部的发射纤维来解决这些问题。发射纤维是规定长度的纤维，它们被放置在OTDR与要测量的实际的纤维之间，从而为接收器稳定提供了时间以及为克服与脉冲宽度有关的分辨率提供了时间。在使用发射纤维时，由OTDR可以看到被测的纤维的末端附近的故障。它们不会干扰被测的实际的纤维并且是一种用于识别从被测的纤维的第一个接口到最后一个接口的总长度中的故障的成熟的技术。此发射纤维因此位于OTDR和被测纤维之间的线轴上或“发射箱”内，从而为测试光纤的故障创造了合适的条件。

其次，由于政府的偏好或要求，通常不应将附加的信号耦合到承载有旨在传递到目的地的安全数据的纤维上，此外，此发射纤维将是附加的不安全篡改点。

因此，提供一种克服现有技术的不足之处的解决方案将是有利的。

发明内容

以下是本公开的几个示例性实施例的概述。设置该概述是为了方便读者对此实施例的基本理解，并且不完全限定本公开的广度。该概述不是所有预期的实施例的详尽的概述，并且旨在既不标识所有实施例的关键的或重要的元件，也不描写任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或更多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细的描述的序言。为了方便起见，术语“一些实施例”在本文中可以用于指代本公开的单个实施例或多个实施例。

公开的实施例包括用于确保在光纤上安全通信的系统。系统包括发射空间复用器，发射空间复用器配置为将多个光学信号中的一个耦合到光纤的多条空间路径中的一条上，每一条空间路径都能够承载光学信号，其中，多个光学信号中的至少第一个是旨在于光纤上传输的所需的信息序列的光学调制版本，多个光学信号中的至少第一个耦合到多条空间路径中的第一条中；其中多个光学信号中的至少第二个是光学箔条信号，多个光学信号中的至少第二个耦合到多条空间路径中的与第一条不同的第二条中；并且其中多个光学信号中的至少第三个是由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号；由此，沿着纤维的抽头无法确定所发射的所需的信息序列。

公开的实施例还包括一种用于确保在具有多条空间路径的光纤上发射的信息安全的方法。方法包括将一组光学信号中的每一个耦合到多条空间路径中的至少一条中；其中，一组光学信号中的至少一个是旨在于光纤上传输的所需的信息序列的光学调制版本，多个光学信号中的至少第一个耦合到多条空间路径中的第一条中；其中一组光学信号中的至少第二个是光学箔条信号，多个光学信号中的至少第二个耦合到多条空间路径中的与第一条不同的第二条中；并且其中多个光学信号中的至少第三个是由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号。

公开的实施例还包括用于确保光纤上通信安全的终端装备。终端装备包括：发射空间复用器，发射空间复用器配置为将多个光学信号耦合到光纤的多条空间路径中的相应的空间路径中，空间路径的每一条均能够承载光学信号；其中多个光学信号中的至少一个是旨在于光纤上传输的所需的信息序列的光学调制版本；并且其中多个光学信号中的至少一个是与由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号多路复用的光学箔条信号；由此，沿着纤维的抽头无法确定发射的所需的信息序列。

公开的实施例还包括用于确保光纤上通信安全的系统。系统包括在一端处能够耦合到光纤的多条空间路径的接收空间解复用器，多条空间路径中的至少两条承载有光学信号；其中，至少两条空间路径中的第一条上的光学信号至少包括旨在从光纤接收的所需的信息序列的光学调制版本；其中，与至少两条空间路径中的第一条不同的至少两条空间路径中的第二条包括光学箔条信号；并且其中接收空间解复用器配置为从多条空间路径中的至少一条接收由光时域反射仪(OTDR)使用的信号，并且将接收到的由OTDR使用的信号供应给OTDR。

附图说明

图1是根据一个实施例的安全的纤维链路系统的框图；

图2A，图2B和图2C是使用放大自发发射(amplified spontaneous emission，ASE)的箔条源的说明性实施例的框图。

图2D示出了使用箔条信号的副本和可选的延迟线的箔条发生器的说明性实施例；

图3是根据一个实施例的具有可选的滤波器的ASE源的频谱与数据信道的频谱相比的说明图；以及

图4示出了说明性实施例，其中，终端容纳在了安全箱内。

具体实施方式

重要的是要注意本文公开的实施例仅是本文创新教导的许多有利用途的示例。通常，在本申请的说明书中做出的陈述不必限制任何所要求保护的实施例中的任何一个。此外，某些陈述可能施加于某些发明特征，而不施加于其他的特征。通常，除非另外指出，否则单数元件可以是复数，反之亦然，而不会失去一般性。在附图中，相同的附图标记通过若干视图指代相同的部分。

术语“真实信号”，“真实数据”，“信息信号”，“真实数据信号”和“数据信号”可互换使用，以表示旨在于链路端部的合法用户之间传送的所需的信息序列。箔条信号是不承载真实数据的信号。

在一个实施例中，安全纤维链路系统配置为允许将数据传输到预期的用户，同时使信号对通过在此窃听点利用干扰信号能量压倒信息信号而在整个链路上的除预期的接收器之外的任何位置窃听的窃听者不透明或无法解释，并且还实现通过使用光时域反射仪(OTDR)对窃听、移动或对光缆的此类类似干扰的检测。

为此，安全的纤维链路系统在纤维电缆的第一空间路径上，例如，在多芯纤维的芯上，以第一“合法”或真实信号的形式发送所需的信息序列，或发送通常旨在于位于链路端部的合法用户之间传输的一组真实信号。同样，纤维电缆的至少一条其他的空间路径，例如，多芯纤维中的不同的芯，承载箔条信号，并且至少一条空间路径承载可以由OTDR监视的信号，以检测那些信号中的变化，信号中的变化可能是由于对纤维窃听的行为造成的。OTDR信号可以被承载在专用的芯上，或可以与一个或更多个真实信号或与一个或更多个箔条信号进行波长多路复用。这使得能够在纤维光学链路系统的终端处检测到窃听或篡改。

箔条信号，其是不需要传递真实信号的干扰信号，可以在链路的一端或两端施加于链路。类似地，OTDR信号可以被施加于链路的一端或两端。

在一个实施例中，安全的纤维链路系统配置为：在至少某些时间与由OTDR使用的信号相结合，例如，诸如使用频分复用与由OTDR使用的信号进行多路复用，来提供与在光纤的多条空间路径中的另一条上传播的至少一个箔条信号并行地在光纤的多条空间路径中的至少一条上传播的数据信号的物理安全性。

在采用多条空间路径以各自承载各个箔条信号的实施例中，承载箔条信号的多条空间路径中的多于一条上可以承载复用的OTDR信号。在此实施例中，可以在承载有箔条信号的空间路径中的一条或更多条空间路径上连续地承载OTDR信号，或可以在承载箔条信号的各条空间路径之间对OTDR信号进行时间多路复用，或可以采用两者的组合。

在本公开的实施例中，承载数据信号和箔条信号的空间路径可以是多芯纤维的芯。

系统配置为确保链路另一端的预期的接收者接收到真实数据。

如上所述，纤维链路的窃听可以是改变纤维的行为，例如通过将物理力施加在纤维电缆上，例如通过弯曲纤维，或通过修改纤维，例如施加热量以允许纤维的一段或多段轴向拉伸但不破坏纤维。此技术使在纤维内传播的能量由此泄漏出去，从而可以被检测到，例如，黑客试图窃取在电缆上发射的信息。

安全的纤维链路系统的实施例可以与当代数据速率、格式和电信协议，以及信号波长供应，例如波分复用(WDM)兼容。公开的实施例也可能与将来开发的装备和协议无关。

图1示出了根据一个实施例的说明性安全的纤维链路系统100的框图。系统100包括经由光学链路，例如，由光纤150-1和光纤150-2连接的收发器终端110-1和收发器终端110-2，其中每条光纤可以是例如多芯纤维、多模纤维或少模纤维，其最好允许空分复用。注意，尽管出于解释目的将光纤150-1和150-2示为分离的光纤，但是可以将其实现为作为同一物理光纤的部分的不同的空间路径。这样，它们可以例如表示多芯纤维内的不同的光学芯。

每一个终端110-1或110-2，统称为终端110，每一个可以包括至少一个发射器，例如发射器121-1或121-2，至少一个接收器，例如接收器130-1或130-2，至少一个箔条发生器，例如箔条发生器140-1或140-2，以及至少一个OTDR，例如OTDR 151-1或151-2。为了清楚和教学目的，但不限于此，下面将参考自终端110-1发射的并且在终端110-2接收的多种光学信号来讨论图1。然而，如本领域的普通技术人员将容易认识到的那样，在不背离公开的实施例的情况下，这样的光学信号可以类似地自终端110-2发射并在终端110-1接收。因此，除非另外特别地指出，否则应当理解，关于终端110-1的任何特定组件的任何描述在细节上作必要修改后都适用于终端110-2的其对应物和类似标示的组件，反之亦然。注意，并非针对终端110示出的每一个特征都需要在终端的每个实施例中实现，并且其他的实施例可以包括图1中未示出的其他的特征。

图1示出了一个实施例，其中向终端110-1供应电气输入数据信号101-1，并且特别地，在发射器121-1处接收电气输入数据信号101-1。电气输入数据信号101-1由被用作光电-光(OEO)转换器的发射器121-1转换成光学输入数据信号102-1。在本发明的其他的实施例中，代替电气输入数据信号101-1供应给终端110-1并且由发射器121-1转换成光学输入数据信号102-1，光学输入数据信号102-1可以直接供应给终端110-1作为输入数据源，即，作为真实信号，并且特别是供应给空间复用器180-1。在此实施例中，例如，根据要求或偏好，光学输入数据信号102-1将不被终端110-1修改，并且因此将不采用发射器121-1。

终端110-1分别经由光纤150-1和150-2发射和接收信号。在一个实施例中，在终端110-1内产生箔条信号，箔条信号是如本文所解释的用于引起相对于真实信号在抽头处产生干扰的信号，并且与如上所述的真实的光学输入数据信号102-1一起经由光纤150-1发射。在终端110-1内，可以由箔条发生器140-1产生箔条信号，或可以将经由纤维150-2从终端110-2接收到的箔条信号重新用于沿着光纤150-1传播。在后一种情况下，箔条重用模块141-1的输出连接代替在图1中以虚线示出的箔条发生器140-1的输出连接。尽管本领域普通技术人员可以采用用于产生合适的箔条信号的任何装置，图2中示出了可以用作箔条发生器140-1或140-2的说明性箔条发生器，并且在下文中做了进一步描述。

根据本公开的原理，OTDR，例如终端110-1内的OTDR 151-1，产生用于检测与其耦合的光纤150中的一个的问题的信号，例如，光纤150-1，以及此类问题的位置。一个这样的问题可能是抽头。因此，OTDR可以查明抽头的位置。可以经由发射器152中的一个，例如通常结合在OTDR151-1内的发射器152-1，来发射OTDR信号。

还典型地与OTDR(例如OTDR 151-1)合并的是接收器和信号处理器153，例如，接收器和信号处理器153-1，以及耦合器154，例如耦合器154-1。耦合器154-1通常布置为使得其在第一方向上将来自发射器152-1的信号耦合至发射电缆155，例如发射电缆155-1，而在第二方向上将接收自发射电缆155-1的信号耦合至接收器和信号处理器153-1。在第二方向上，耦合器155-1还可以充当滤波器以阻止箔条信号的反射。

发射器152-1通常是高功率激光发射器，其发射光脉冲以顺着光纤150中的一根进行发送。反向散射光和反射光从光纤150中的一根返回到每一个OTDR 151。在终端110-1中，通过耦合器154-1将此反向散射光和反射光导向接收器和信号处理器153-1。来自发射器152-1的OTDR信号可以由分离器158分离或引导，然后由分离器156-1或157-1进一步分离或引导，以使得能够将相同的OTDR信号的副本基本同时发射到光纤150的多条空间路径中。这样做是有用的，因为通常不需要识别出纤维路径中的哪一条特定的路径，例如，多芯纤维的芯中的哪一个特定的芯受到窃听或篡改的影响。各种分离器可以但不必是无源分离器。

替代地，分离器156-1或157-1可以被交换机代替，交换机可以将OTDR脉冲连续地路由到空间路径中不同的空间路径，并且将其相应的反射引导到接收器153-1。

虽然通常将箔条信号和数据信号配置为在各个纤维150中以相同的方向传播，但是OTDR发射电缆155-1可以通过空间或波长复用器或两者耦合到纤维150-1或150-2或同时耦合到纤维150-1和150-2。特别地，可以将由OTDR 151-1供应的OTDR信号与一个或更多个真实数据信号、一个或更多个箔条信号、真实数据信号和箔条信号的任何所需组合进行波长多路复用，或可以将由OTDR 151-1供应的OTDR信号供应给它自己的空间路径而无需与任何其他的信号多路复用。在这些各种可能性中，图1示出了使用分离器158-1对来自OTDR发射电缆155-1的信号进行分离，最终通过在波长复用器143-1和143-2中与箔条信号进行波长复用、随后在空间复用器180-1和180-2中进行空间复用的方式提供给纤维150-1和150-2的情况。

在一个实施例中，光纤150-1和150-2可以被构造为多芯电缆。多芯纤维的每一个芯能够沿着多芯纤维的整个长度独立地引导光信号。在传输的信号波长下，各个芯可以是单模或多模。

在一个实施例中，将组合的光学箔条信号和OTDR信号提供给光纤150-1的至少一条空间路径，例如，当光纤150-1是多芯纤维时，提供给其一个芯，而真实信号提供给光纤150-1的不同的空间路径。

在实施例中，代替OTDR 151-2通过使用反向散射光和反射光来检测对光纤150-2的干扰，例如，抽头，以及可能是其位置，终端110-1中的设备，例如，诸如OTDR 151-1之类的OTDR类型的设备，可被用于确定对光纤150-2的干扰。这可以通过使用可选的分离器157-1来实现。例如，分离器157-1可以复制由终端110-1的OTDR 151-1提供的OTDR信号，并且将其提供给附接到终端110-1的纤维150-2。然后处理来自光纤150-2的OTDR信号的反射，例如由接收器和信号处理器153-1来处理。类似地，例如，分离器157-2可以复制由终端110-2的OTDR 151-2提供的OTDR信号，并且将其提供给附接到终端110-2的纤维150-1以便例如由接收器和信号处理器153-2来处理。

在本公开的另外的实施例中，可以通过OTDR 151-1和终端110-2中的OTDR类型的设备，例如OTDR 151-2，共同起作用来检测对光纤150-1的干扰。

在一个实施例中，与OTDR信号多路复用的至少一个箔条信号以及至少一个数据信号在发射器端耦合到光纤的各个芯或信道中。

真实数据和箔条信号，无论是否与OTDR信号组合，都使用各个耦合器耦合到光纤150中的一根光纤的各个信道中，例如，当光纤150是多芯纤维时，光纤150中的各个芯。用于本发明的实施例的耦合器可以是，例如，1)基于透镜纤维的耦合器，2)锥形玻璃纤维耦合器，3)自由空间体光学耦合器，或4)任何其他已知的或已开发的耦合器。耦合器还可以包括光纤路径和自由空间路径。这些耦合器共同地相当于发射空间复用器，例如，发射空间复用器180-1和180-2中的一个，因为它们将多个光学信号耦合到一根光纤150的多条空间路径中的相应的空间路径中。

可以类似地获得期望提取的真实数据信号或任何箔条信号，例如，如下文描述中那样使用，例如，通过使用接收空间解复用器，诸如空间解复用器190-1和190-2中的一个，空间解复用器190-1和190-2可以由单独的解耦器组成。此解耦器可以是为此目的反向操作的耦合器，或可以是任何其他的已知的或开发的解耦器。这样的耦合器可以双向操作，以便也将信号耦合到它们耦合到的光纤150中的一根中。可替代地，可以将承载真实数据信号的纤维芯简单地单独扩展到接收器中。

在一个实施例中，产生的箔条信号与真实数据信号不相关。箔条信号的带宽可以至少与用于真实数据信号的带宽一样宽。此外，箔条信号可以被布置为具有足够的光学强度以减小光学信噪比(OSNR)，或等效地提高误码率(BER)，这可以由窃听者在沿着光纤150中的一根放置在任何位置的抽头处观察到，使得由窃听者获得的信息是不可解释的，例如，数据信号中承载的信息不能在抽头处恢复。

在接收器处，仅真实信号需要被恢复。为此，可以仅将承载真实信号的芯耦合到接收器130-2中，接收器130-2可以包括光电转换器，例如，一个或更多个光电二极管。在另一个实施例中，真实信号可以以光学形式被传递以进一步处理。有利地，在多芯纤维150-1和150-2的接收器端，预期的接收者将能够获得由真实信号承载而与箔条信号无关的数据。

OTDR信号可以在光纤的一端或两端处可用，以检测对光纤的篡改，例如，检测抽头及其位置。

箔条信号的特性因此为光纤设置了防止篡改的保护。这些特性，将在下面更详细地讨论，防止将真实数据信号与所得的组合信号分离，该组合信号是在光纤的抽头处获得的真实数据和箔条信号的组合。

安全的纤维系统沿着光纤的整个长度提供了保护，而无需沿着光纤的昂贵的防护装置或包装物。这使得安装和安全维护的成本降低，尤其是在与长光纤一起使用时。另外，尽管可以对真实信号采用加密，但是没有必要这样做。有利的是，不采用加密会增加可用于传输数据的带宽，否则数据加密通常会消耗这些带宽。

应该注意的是，在图1中仅出于简单目的并且不限于公开的实施例，示出了两个终端110和两根光纤150。在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用附加的终端和/或光纤。波分复用也可以根据需要用于数据信号和箔条信号，只要要保护的每个数据信号都伴随一个或更多个共同传播的箔条信号，优选地，箔条信号至少占用与数据信号基本相同的波长范围。

图2A示出了根据一个实施例实现的说明性箔条源200-A。在该实施例中，箔条源包括光学放大器(OA)210以及用作放大自发发射(ASE)发生器。OA 210可以是，例如，以下任何一种：1)半导体放大器，2)拉曼放大器，3)掺杂纤维光学放大器，例如，没有信号源作为输入的掺铒放大器，以及4)类似的放大器。来自OA 210的自发发射可以被放大到高强度。

图2B示出了根据另一实施例实现的说明性箔条源200-B。在该实施例中，箔条源200-B包括耦合到OA 225的可选的光学滤波器220。光学滤波器220位于箔条发生器200-B的输出级，以展平和限制在预定的频带上的频谱。如图3的说明性ASE频谱310中所示，光学滤波器225将箔条源200-B的输出展平到至少覆盖数据信号频谱320。

图2C示出了根据另一个实施例实现的说明性箔条源200C。在该实施例中，第一光学放大器230耦合到光学滤波器240，光学滤波器240耦合到第二光学放大器250。光学放大器250是箔条发生器200-C的输出级，并且被用于放大从光学滤波器240接收的输出信号，即，箔条信号。

单独的箔条源，诸如图2A-图2C中所示的那些，可以在箔条发生器140被用来产生从其供应的每个箔条信号。可替代地，主箔条源的输出，可以是箔条源200-A、200-B或200-C的一个，如图2D所示，可以通过分离器260将主箔条源的输出分离成多个副本以获得各种箔条信号。可以使用例如光纤延迟线270-1至270-N使箔条信号的这些副本相对于彼此延迟，以使它们解相关。

在一个实施例中，可以使箔条信号非常强大，以使抽头的光能水平超过了窃听者的窃听装备中检测器的动态范围。在这种情况下，可能不需要构造箔条信号的格式，因为它们的总功率只会使窃听装备不堪重负。

只要基本上没有泄漏到承载数据信道的芯，预期的接收者在一个接收器130处看到的数据信道的OSNR基本上不会因多芯纤维的其他芯中存在箔条信号而降低。预期的接收者看到的OSNR由数据信道中检测到的信号强度与检测到的总噪声功率的比值得出

其中，P_signal,Rx是自终端装备接收的信号功率，并且ASE_total是在链路上产生并且在接收器处检测到的总的放大自发发射功率。这两个量成负相关，OSNR越高，BER越低，反之亦然。对于每一种数据格式，都有阈值BER，超过该阈值BER信号信息不能被提取。箔条与多芯纤维结合的目的是确保在沿光纤任何位置的抽头处看到的BER都高于此阈值。

在一个实施例中，当光纤150是多芯光纤时，在将箔条信号供应给光纤150的芯之前，将来自OTDR 151中的一个的监视信号与箔条信号中的至少一个组合，例如，与箔条信号中的至少一个复用。因此，将组合的OTDR和箔条信号供应给多芯纤维150中的一个的至少一个芯。OTDR信号可用于检测对电缆的篡改，例如检测抽头及其位置，方法是将信号反射回生成它的OTDR 151中的一个，或由光纤对端的OTDR或类似的检测器接收。

图4示出了本公开的说明性实施例，其中，终端的实施例，例如，终端110-1(图1)容纳在安全箱400内。在图4的实施例中，真实数据信号作为光学信号被供应给输入460。

在图4中，例如，由箔条源411，例如，可以包括箔条发生器200(图2)中的一个，产生箔条信号。光学箔条信号作为来自箔条源411的输出被供应，例如，通过纤维417被供应，并且被耦合到2：N光学耦合器459-1的第一端口413，其中N是等于或大于1的整数，尽管通常N会大于1。

来自OTDR的监视信号407，例如，来自OTDR 151-1的监视信号407，例如可以从发射器121-N供应(图1)，耦合到2：N光学耦合器459-1的第二端口415，例如，通过发射纤维157-1耦合到2：N光学耦合器459-1的第二端口415，发射纤维157-1可以布置为纤维线圈。为了清楚起见，在图4中未示出可以包括图1中所示的OTDR 151-1中的发射器、接收器和信号处理器以及耦合器。2：N光学耦合器459-1将光学箔条信号和OTDR监视信号进行组合，并且生成组合的(例如，复用的)箔条信号和OTDR监视信号的N个副本，每一个副本分别被提供给其输出端口405-1至405-N中的每一个的相应的输出端口。

2：N光学耦合器459-1可以使用例如1)纤维，2)光学集成电路，3)自由空间耦合，或4)其他的方法及其组合来实现。在本发明的一个实施例中，如本领域中已知的，2：N光学耦合器459-1可以由1：2和2：2耦合器的树构造。在将OTDR和箔条信号的解相关组合发送到多芯纤维的各个芯403-1至403-N之前，可以将例如图2D中所示的差分延迟引入到2：N耦合器输出405-1至405-N中。数据信号可以发送到中央芯403-N+1，例如，作为光学信号460从外部直接提供给箱400。

来自输出端口405的组合的箔条和OTDR监视信号中的至少一个被提供给多芯纤维150的芯403中的至少一个，芯403包括芯403-1至403N。

向芯403-N+1供应在输入数据源460处接收到的真实数据信号。在如图4中所示的实施例中，接收到的真实信号已经具有适合的格式，例如，在芯403-N+1内通过纤维150传输的格式。在这方面，请注意，如上所述，通常有强烈的偏好或要求，例如政府方面为了高度安全的政府通信，光学数据信号不能被收发器修改。图4中所示的布置，有利地，特别适合此应用。

箔条信号，无论是否与OTDR信号组合，都耦合到多芯纤维150的各个信道中，例如，使用相应的耦合器421-1至421-N。另外，耦合器421-N+1提供了将输入数据源460耦合到芯403-N+1的光学路径。此耦合器可以是，例如，1)基于透镜纤维的耦合器，2)锥形玻璃纤维耦合器，3)自由空间体光学耦合器，或4)任何其他的已知的或已开发的耦合器及其组合。耦合器还可以包括纤维路径和自由空间路径。这些耦合器共同相当于发射空间复用器，因为它们将多个光学信号耦合到光纤150的多条空间路径中的相应空间路径的中。

尽管在图4中仅示出了单个真实数据信号，在其他的实施例中，可以采用至少一个真实数据信号，每一个真实数据信号被供应给芯403中的其自己的相应的芯。

尽管图4示出了使用每一个芯不用来承载真实数据信号，因为其承载了箔条和监视信号405的组合中的一个，只需要其中一个芯承载自输出端口405输出的组合箔条信号和监视信号中的一个。其他的芯可以承载其他的信号或根本不承载任何信号。例如，仅可以承载箔条信号。实际上，芯的数量，箔条和OTDR复用信号的数量，真实数据信号的数量，以及仅箔条信号的数量不需要直接相关，并且由实施者自行决定。所有的芯不需要使用所有的箔条或不需要使用与产生的OTDR信号复用的箔条。

根据本公开的一个方面，可以将已知的所谓的“死区”的OTDR布置为大致容纳在安全箱400内。在本公开的一个实施例中，这可以通过将发射纤维155-1长度为布置足够长以使其基本上延伸OTDR死区的长度来实现。在本公开的另一个实施例中，容纳在安全箱400内的光纤150的长度被布置成基本上容纳OTDR死区，并且发射纤维155-1的长度以及到光纤150的光学路径可以相对较短。在本公开的又一个实施例中，包括发射纤维155-1，2：N耦合器459-1，互连以及安全箱400内的光纤150的组合长度的光学路径被布置为足够长，以便基本上延伸OTDR死区的长度。有利地，根据本公开的该方面，光纤150的延伸超过安全箱400的部分落入可以被OTDR 151监视篡改行为的区域。因此，OTDR信号可以用于检测在沿大致上位于安全箱400外部的光纤150的整个部分的任何一点的篡改(诸如弯曲或抽头)及其位置，而链路的自OTDR 151到光纤150的出口点的那些由于位于死区内而不能被OTDR 151监视的部分安全地位于安全箱400内，并且因此无法被篡改或以其他方式窃听。

在本公开的实施例中，安全箱400内的纤维的长度可以在10米至100米的范围内，使得OTDR 151的整个死区都包含在安全箱400内。

在本公开的一个实施例中，安全箱400可以是符合用于保护配电系统(PDS)的国家安全系统委员会(CNSSI)7003的安全外壳。

在本公开的实施例中，可以使用单独的纤维耦合器代替使用2：N耦合器459-1，例如1：2和2：2纤维耦合器，将各个箔条信号中的相应箔条信号中的至少一个与OTDR监视信号耦合。各个箔条信号中的每一个可以单独产生，或可以是单个箔条信号的副本，例如，通过使用1：M耦合器，M是大于或等于2的整数，或这些方法的组合，例如，一个或更多个是单独生成的并且至少两个是耦合器产生的副本。

在另一个实施例中，2：N耦合器459-1可以是配置为例如在不同的时间将与箔条信号复用的OTDR信号供应给不同的输出405的设备。例如，OTDR信号可以与箔条信号进行复用，以便在循环的基础上将组合后的信号供应给芯403-1至403-N中的一个。

窃听光纤的窃听者看到的OSNR由下式给出：

其中α_signal和α_chaff分别是终端装备与光纤被窃听的位置之间数据信号和箔条遭受的衰减。ρ_signal和ρ_chaff是抽头位置的信号和箔条的输出耦合系数。P_signal,Tx是来自终端装备发射的信号功率，并且ASE_chaff是在终端装备处产生的箔条信号中的功率。

如上所述，安全的光纤系统可以利用多芯光纤。此纤维被布置为具有沿着多芯纤维的长度平行延伸的一组芯。光学信号可以在每一个芯中独立地传播。芯的尺寸可以对应于单模纤维、少模纤维以及多模纤维。多芯纤维因此允许使用空分复用以及波分复用和时分复用。

多芯纤维可以制成具有多种芯的几何形状，包括但不限于，纤维中的同心折射率层，其产生同心的芯以及以各种横截面构造布置的单个芯。这些构造包括但不限于：线性，圆形，六边形，矩形等。

在安全的纤维链路系统中使用的多芯纤维的各个芯可以彼此相同或彼此不同。在各种实施例中，一个或更多个芯可以是弯曲敏感的，而一个或更多个芯可以是弯曲不敏感的。弯曲不敏感的芯可以使用折射率沟槽或围绕承载信号的芯的空气芯环制成，这将限制纤维弯曲时可以从纤维中逸出的光量。

在一个实施例中，多芯纤维的中心芯承载真实信号并且多芯纤维的中心芯是弯曲敏感的芯，而一个或更多个外芯(其中至少一个承载箔条和至少一个OTDR信号)属于弯曲不敏感的类型。在窃听者窃听时，信号信道中的能量将下降，并且可通过OTDR在链路的末端的至少一个终端处检测到。抽头的位置也可以被检测到。在类似的实施例中，如果有M个芯承载所需信号，M≥1，N个芯承载箔条信号，N≥1，其中承载箔条的芯中的至少一个还承载OTDR信号，因此，如果多芯纤维中的总芯数≥M+N，则M个信号芯可以是弯曲敏感的类型，而N个箔条芯可以是弯曲不敏感的类型。

在另一个实施例中，多芯纤维的承载真实信号的中心芯是弯曲不敏感的，并且至少一个还承载有OTDR信号的承载有箔条信号的任何外芯都是弯曲敏感的类型。这将提高安全纤维链路系统在被窃听者窃听时的OSNR优势，因为从箔条芯中泄漏出的能量要多于真实信号芯。在类似的实施例中，如果在多芯纤维中有M个芯承载有真实信号，M≥1，N个芯承载有箔条信号，N≥1，其中承载有箔条信号的芯中的至少一个也承载有OTDR信号，使得多芯纤维中的芯总数≥M+N，则承载有M个真实信号的芯可以是弯曲不敏感的类型，而承载有箔条的N个芯可以是弯曲敏感的类型。

优选地，箔条信号与真实数据信号不相关，并且具有至少与用于在纤维链路上传输的数据信号所使用的带宽相同的带宽。箔条信号还应具有足够的强度，以降低OSNR或等效地提高BER以实现窃听者对纤维链路的窃听。

在其他的实施例中，代替多芯纤维，可以使用多个独立的承载信息的光学信号可以同时传播的任何传输介质，例如少模纤维和多模纤维，从而采用空分复用技术。

因此，如果根据各种公开的实施例利用防窃听系统，则无论窃听者如何应用其光纤弯曲或拉伸机制，产生的保护都是相同的。对于当前的安全的系统，假设每个箔条和真实信号信道可以分别在发射器端选择性地耦合到纤维的箔条和真实信号信道，并且使用适当的耦合器在链路的另一端(接收器)选择性地耦合输出。这样的耦合器包括基于透镜纤维的耦合器、锥形玻璃纤维耦合器、基于聚合物的耦合器和自由空间体光学耦合器。

在典型的实施例中，光纤介质应具有既使系统的防窃听能力的有效性最大化又不抑制系统用户之间的合法信息传递的特性：纤维的相关特性是通过弯曲或拉伸产生的真实和箔条信道的耦合输出效率(dB)，沿纤维链路的箔条和真实信号信道的衰减(dB/m)，以及箔条和真实信号信道之间的串扰(dB)。各种公开的实施例包括涉及沿链路的窃听点处的箔条信号能量相对于真实信号能量的相对耦合输出，以及如通过窃听者看到的对OSNR的对应影响。真实信号和箔条信号的强度取决于相应源的强度、纤维中从源到沿纤维链路发生窃听的点处的信号的衰减，以及在窃听点处每一个信号的耦合输出效率。重要的一点是，与真实信号能量相比，窃听者在窃听点处从纤维链路提取的总箔条能量应足够强，以使窃听者观察到的OSNR足够低，从而比特错误率将足够高以防止窃听者从真实信号中提取有用的信息。同时，由每个合法地耦合有真实信号的预期的接收器(例如，接收器130-1或130-2中的一个)观察到的OSNR应当足够高，以使得预期的接收器可以从真实信号中提取所有信息。

如果串扰(γ(dB/m)是箔条和真实信号信道之间的纤维的每单位长度的串扰)显著，则这可能严重地限制沿合法信号信道的数据传输。由于信号和箔条信道都将包含信号信息，因此对纤维进行窃听也可能会更容易。

优选地，应将其中某些信道可能承载OTDR信号的真实数据信号和箔条信道之间的纤维中的串扰减至最小。

在一个实施例中，站反射器可以在承载有箔条信号的多芯纤维芯的终端处使用，使得在中央局产生的箔条产生信号可以在电缆中“重用”。这可能不需要在接收者的场所生成箔条信号，从而减少客户场所需要的装备。这对于纤维到户可能是有利的，其中该实施例最大限度地减少客户家中所需的装备。这有助于网络管理，因为所有箔条信号产生都可以在中央局进行，从而使维修更容易，并且对家庭客户的侵入也更少。可以在多芯纤维链路的末端放置反射器，该反射器仅反射箔条信道而不反射真实信号芯。一种选择是使用多信道扇出耦合器，然后利用连接器端接各个箔条扇出信道，连接器上具有反射器，该反射器将放大的自发发射能量通过多信道扇出耦合器反射回多芯纤维。信号信道不会利用反射器端接。此反射器可以被认为是箔条发生器的实现方式，例如，箔条发生器140中的一个的实现方式。

在一个实施例中，一个或更多个承载有非真实信号的芯可用于承载光，光将被用于将功率从中央局传输到接收站，在接收站处，光电池将光能转换为可用于运行接收站的电能，或如果接收器使用了一个电池可以将电能存储在电池中。这将实现诸如电话系统所提供的功能，这种功能已经存在多年，在这种系统中，无需本地电力公司的电力即可为有线电话供电。可选地，在这种情况下，可以使用箔条重用模块141来将这种接收到的光转换为功率，接收到的光可以是OTDR信号与其复用或不与其复用的接收到的箔条信号的形式。因此，由实施者酌情决定，箔条重用模块141可以以功率的形式重用箔条信号，如上文所述的箔条信号，或以功率与箔条信号的组合来使用。在由包含光电池的箔条重用模块141产生的电力不足，并且由箔条信号产生的电力完全地为终端110供电的情况下，为终端供电所需的电力可以简单地减少由于转换箔条信号而产生的电量。注意，如果没有实现由波长复用器181提供的功能，例如，没有将接收到的箔条信号重用为箔条信号，则与OTDR信号复用的箔条信号可以直接提供给箔条重用模块141以转换为电力。

尽管在图1的说明性实施例中示出为两个分离的电缆光纤150-1和150-2，但在实施例中，在实现双向传输的同时，可以采用仅单根光纤。例如，单根光纤中的一个或更多个芯可以用于在一个方向上传输真实的信号，而单根光纤中的其他的芯可以用于在相反方向上传输真实的信号。可以使用单根光纤的其余芯中的芯来传输箔条信号，箔条信号中的一个或更多个可以与由OTDR使用的信号复用。

应当注意，所公开的实施例可以与现有或将来的布置结合使用，以防止对光纤的窃听或其他的篡改。因此，除了本文公开的技术之外，还可以采用其他的措施来保护发射的数据，例如数据加密，由防护装置巡逻数据线，入侵检测监视器传感器，以及通过将数据线装入混凝土或钢制导管中来加固数据线。然而，公开的实施例的使用可以减少或消除对那些措施中的一些或全部的需要。

本文公开的各个实施例所需的任何电子设备，例如，对于OTDR或处理接收到的信号，可以被实现为硬件或作为在硬件上运行的固件和/或软件的组合。此外，软件可以被实现为有形地体现在程序存储单元或计算机可读介质上的程序。程序可以被上载到包括任何合适架构的机器上并由机器执行。可以适当地使用具有诸如一个或更多个中央处理单元(“CPU”)、存储器以及输入/输出接口的硬件的计算机平台。计算机平台还可以包括操作系统和微指令代码。本文描述的各种处理和功能可以是微指令代码的一部分或应用程序的一部分，或是它们的任何组合，可以由CPU执行，无论是否明确示出了这种计算机或处理器。另外，各种其他的外围单元可以连接到计算机平台，例如附加数据存储单元和打印单元。此外，非暂时性计算机可读介质是除了暂时性传播信号之外的任何计算机可读介质。

应该理解的是，本文中使用诸如“第一”，“第二”等的名称对元件的任何引用通常不限制那些元件的数量或顺序。而是，这些名称在本文中通常用作区分两个或更多个元件或元件实例的便利方法。因此，对第一和第二元件的引用并不意味着在那里仅可以采用两个元件，或第一元件必须以某种方式在第二元件之前。同样，除非另有说明，否则元件组包括一个或更多个元件。此外，在说明书或权利要求书中使用的形式为“A，B，或C中的至少一个”或“A，B，或C中的一个或更多个”或“包括A，B和C的组中的至少一个”或“A，B和C中的至少一个”的术语是指“A或B或C或这些元件的任何组合。”例如，该术语可以包括A，或B，或C，或A和B，或A和C，或A和B和C，或2A，或2B，或2C，等等。

本文叙述的所有示例和条件语言旨在用于教学的目的，以帮助读者理解所公开实施例的原理以及发明人为促进本领域技术而贡献的概念，并且应解释为不限于此类具体叙述的示例和条件。此外，本文中叙述公开的实施例的原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能上的等同物。另外，旨在等同物包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物，即，开发的执行相同功能的任何元件，而与结构无关。

Claims

1.一种用于确保光纤上的安全通信的系统，包括：

发射空间复用器，所述发射空间复用器配置为将多个光学信号中的一个耦合到光纤的多条空间路径中的一条中，所述空间路径中的每一条均能够承载光学信号；

其中，所述多个光学信号中的至少第一个是旨在于所述光纤上传输的所需的信息序列的光学调制版本，所述多个光学信号中的所述至少第一个耦合到所述多条空间路径中的第一条中；

其中，所述多个光学信号中的至少第二个是光学箔条信号，所述多个光学信号中的至少第二个耦合到所述多条空间路径中的与所述第一条不同的第二条中；以及

其中，所述多个光学信号中的至少第三个是由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号；

由此，沿着所述光纤的抽头无法确定所发射的所需的信息序列。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，将由OTDR使用的所述光学信号与所述光学箔条信号进行波长多路复用，并且通过所述空间复用器将由OTDR使用的所述光学信号与所述光学箔条信号一起耦合到所述第二空间路径上。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，由OTDR使用的所述光学信号被供应给所述多条空间路径中的与所述第一条以及所述第二条不同的第三条。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光纤是多芯纤维，并且其中，所述多条空间路径中的所述第一条是所述多芯纤维的第一芯，并且所述多条空间路径中的所述第二条是所述多芯纤维的第二芯。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，由OTDR使用的所述至少一个光学信号耦合到所述多芯纤维的第三芯。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，将由OTDR使用的所述光学信号与所述第一个光学信号和所述第二个光学信号中的至少一个进行波长复用，并且至少耦合到与所述光学信号复用的所述第一光学信号和所述第二光学信号中的至少一个相同的芯。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：箔条信号发生器，所述箔条信号发生器配置为产生所述箔条信号，使得所述箔条信号占用与所述所需的信息序列的光学调制版本基本上相同的带宽。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，由光时域反射仪使用的所述光学信号的频率不同于所述箔条信号的频率。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括：

光学耦合器，所述光学耦合器用于将所述箔条信号和由光时域反射仪使用的所述光学信号耦合在一起；以及

光学滤波器，耦合到所述箔条信号和由光时域反射仪使用的信号耦合到的所述空间路径，以阻止在所述发射空间复用器处接收回的所述箔条信号的反射。

10.根据权利要求1所述的系统，进一步包括安全壳体，所述安全壳体包含：

所述发射空间复用器；

箔条信号发生器，所述箔条信号发生器配置为生成所述箔条信号，使得所述箔条信号占用与所述所需的信息序列的所述光学调制版本基本相同的带宽；

光时域反射仪，所述光时域反射仪产生所述光学信号以由所述光时域反射仪使用，并且配置为检测相对于所述光纤的较早状况的所述光纤的状况的变化；以及

发射纤维，所述发射纤维在其第一端处耦合到所述光时域反射仪。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述发射纤维在其第二端处耦合到光学路径，所述光学路径将由OTDR使用的所述光学信号提供给所述空间复用器。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，由所述OTDR使用的所述光学信号在所述安全壳体内行进的光学路径的长度足够长，以防止在由所述OTDR使用的所述光学信号离开所述安全壳体的点处出现OTDR死区。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，由所述OTDR使用的所述光学信号在所述安全壳体内行进的所述光学路径的长度根据以下各项组成的组中的至少一项来确定：所述光纤的长度和由所述OTDR使用的所述光学信号的功率。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，由所述OTDR使用的所述光学信号在所述安全壳体内行进的所述光学路径的长度基本上等于所述发射纤维的长度。

15.根据权利要求10所述的系统，在所述安全壳体内进一步包括：

光学滤波器，耦合到所述发射纤维，以阻止被所述光时域反射仪接收的所述箔条信号的反射。

16.根据权利要求1所述的系统，进一步包括位于远离所述发射空间复用器的所述光纤的一端的光电池，所述光电检测器被耦合以接收所述光学箔条信号并将所述光学箔条信号转换为电能。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述电能被用于至少部分地为在所述远端耦合到所述光纤的接收器供电。

18.一种用于确保在具有多条空间路径的光纤上发射的信息安全的方法，包括：

将一组光学信号中的每一个耦合到所述多条空间路径中的至少一条中；

其中，所述一组光学信号中的至少一个是旨在于所述光纤上传输的所需的信息序列的光学调制版本，所述多个光学信号中的至少第一个耦合到所述多条空间路径中的第一条；

其中，所述一组光学信号中的至少第二个是光学箔条信号，所述多个光学信号中的所述至少第二个耦合到所述多条空间路径中的与第一条不同的第二条中；以及

其中，所述多个光学信号中的至少第三个是由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，将由OTDR使用的所述光学信号与所述光学箔条信号进行波长多路复用，并且将由OTDR使用的所述光学信号与所述光学箔条信号一起耦合到所述多条空间路径中的第二条上。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，将由OTDR使用的所述光学信号与承载所需的信息序列的所述光学信号进行波长多路复用，并且通过所述空间复用器将由OTDR使用的所述光学信号与承载所需的信息序列的所述光学信号一起耦合到所述多条空间路径中的第一条上。

21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个光学箔条信号占用的光学频率范围与所述所需的信息序列的所述光学调制版本所占用的光学频率范围基本相同。

22.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

操作光学放大器以通过放大自发发射来生成所述至少一个光学箔条信号。

23.根据权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个光学箔条信号在耦合到其光学路径时的光学功率使得在沿着所述光纤的任何点处的抽头处，代表所述所需的信息序列的光学调制版本的信号足够强，以能够从中确定由于在所述抽头点处发生的所述光学箔条信号的存在造成的干扰，而无法获得所述所需的信息序列。

24.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

基于由OTDR使用的所述光学信号的返回的光能，在执行耦合的所述光纤的端处确定所述光纤上是否有抽头。

25.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

当检测到所述光纤的抽头时，在执行耦合的所述光纤的一端，基于由OTDR使用的所述光学信号返回的光能确定所述抽头的位置。

26.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

在与执行所述耦合的所述纤维相反的一端，基于在所述光纤的与执行所述耦合的端相反的端处接收的、由OTDR使用的所述光学信号的能量，来确定所述光纤上是否有抽头。

27.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

当检测到所述光纤的抽头时，在所述光纤与执行所述耦合的端相反的端处，基于在所述纤维的相反端接收的、由OTDR使用的所述光学信号的能量，来确定所述抽头的位置。

28.一种用于确保光纤上的安全通信的终端装备，包括：

发射空间复用器，所述发射空间复用器配置为将多个光学信号耦合到光纤的多条空间路径中的各条中，所述空间路径中的每一条均能够承载光学信号；

其中，所述多个光学信号中的至少一个是旨在于所述光纤上传输的所需的信息序列的光学调制版本；以及

其中，所述多个光学信号中的至少一个是与由光时域反射仪(OTDR)使用的光学信号进行光学信号复用的光学箔条信号；

因此，沿着所述纤维的抽头无法确定所述发射的所需的信息序列。

29.根据权利要求28所述的终端装备，其中，所述光纤是多芯纤维，并且其中，所需的信息序列的所述光学调制版本通过所述发射空间复用器耦合到所述多芯纤维的第一芯，并且所述光学箔条信号与所述光学信号进行多路复用以由所述光时域反射仪使用的耦合到所述多芯纤维的第二芯的所述光学箔条信号的至少一个。

30.一种用于确保在光纤上的安全通信的系统，包括：

接收空间解复用器，所述接收空间解复用器能够在其一端耦合到所述光纤的多条空间路径，所述多条空间路径中的至少两条空间路径承载光学信号；

其中，所述至少两条空间路径中的第一条上的光学信号至少包括旨在从所述光纤接收的所需的信息序列的至少一个光学调制版本；

其中，在所述至少两条空间路径中的与所述至少两条空间路径中的第一条不同的第二条上的光学信号包括光学箔条信号；以及

其中，所述接收空间解复用器配置为从所述多条空间路径中的至少一条接收由光时域反射仪(OTDR)使用的信号，并且将所述接收到的由OTDR使用的信号供应给OTDR。

31.根据权利要求30所述的系统，其中，由OTDR使用的所述信号源自所述光纤的所述一端。

32.根据权利要求30所述的系统，其中，由OTDR使用的所述信号源自与所述光纤的所述一端相对的所述光纤的端。

33.根据权利要求30所述的系统，其中，所述箔条信号源自所述光纤的所述端，并且由OTDR使用的所述信号源自与所述光纤的所述一端相对的所述光纤的端。

34.根据权利要求30所述的系统，其中，所述箔条信号在所述光纤中沿与由OTDR使用的所述信号的方向相反的方向行进。

35.根据权利要求30所述的系统，进一步包括：

其中，所述接收空间解复用器布置为供应所需的信息序列的所述光学调制版本作为输出。