RU2506701C1 - Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres - Google Patents

Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres Download PDF

Info

Publication number
RU2506701C1
RU2506701C1 RU2012133005/28A RU2012133005A RU2506701C1 RU 2506701 C1 RU2506701 C1 RU 2506701C1 RU 2012133005/28 A RU2012133005/28 A RU 2012133005/28A RU 2012133005 A RU2012133005 A RU 2012133005A RU 2506701 C1 RU2506701 C1 RU 2506701C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wavelength
reflectograms
local defects
tapping
unauthorised
Prior art date
Application number
RU2012133005/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Шубин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2012133005/28A priority Critical patent/RU2506701C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506701C1 publication Critical patent/RU2506701C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to methods of monitoring fibre-optic lines based on single-mode optical fibres and can be used as a method of separating local defects formed through unauthorised tapping from local defects caused by permanent optical connections. The method involves measuring loss reflectograms depending on the length of the optical fibre from each of its terminals using a backscattering method at the operating wavelength and at a wavelength larger than the operating wavelength. Areas with local defects are determined on each reflectogram and areas with local defects on all reflectograms are compared. Unauthorised tapping is indicated by presence of a reflected signal and by the value of direct losses at the longer wavelength being higher than that at the operating wavelength. When measuring reflectograms at different terminals, direct losses at each wavelength must be equal.
EFFECT: high efficiency of detecting unauthorised tapping in single-mode optical fibres.
4 dwg

Description

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.The invention relates to methods for monitoring fiber-optic transmission lines (FOCL) based on single-mode optical fibers (OM OM) and can be used as a method for separating local defects formed by unauthorized taps from local defects caused by one-piece optical connections.

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 передачиThe well-known "Method for detecting sections of a fiber optic transmission line with increased lateral radiation" (see Russian patent No. 2252405, published in BI No. 14 dated 05/20/2005). The method is the closest in technical essence to the claimed detection method and is therefore selected as a prototype. The method consists in the fact that using the backscattering method (MOR), a loss trace is obtained in the OM OF the FOCL depending on the length by which the sections with local introduced losses are determined, which measure the amount of introduced losses and the distance from the beginning of the line to the section with entered losses. The maximum permissible value of the introduced losses is determined by the formulas: for conventional fiber-optic transmission systems

αл мах=-10lg[1-QWпор10-0,1α(L-1)/ (KпWп)],α l max = -10lg [1-QW pore 10 -0.1α (L-1) / (K p W p )],

для систем с квантовым зашумлениемfor systems with quantum noise

αл мах=-10lg[1-Q(2еВIп)1/210-0,05α(L-1)/Kп(WпMS)1/2], α l max = -10lg [1-Q (2еВI p ) 1/2 10 -0,05α (L-1) / K p (W p MS) 1/2 ],

где Wпор - порог чувствительности приемника перехвата при отношении сигнал/шум, равном 1;where W then is the sensitivity threshold of the interception receiver at a signal-to-noise ratio of 1;

Q - максимально допустимое отношение сигнал/шум для приемника разведки, обеспечивающее невозможность перехвата информации;Q is the maximum allowable signal-to-noise ratio for the reconnaissance receiver, ensuring the impossibility of intercepting information;

Kп - коэффициент передачи, показывающий, какая часть потерянного в волоконно-оптической линии излучения попала на входной полюс приемника перехвата;K p - transmission coefficient, showing what part of the radiation lost in the fiber optic line fell on the input pole of the interception receiver;

Wп - мощность оптического сигнала на входном полюсе приемника волоконно-оптической системы передачи, обеспечивающая требуемое качество передачи;W p - the power of the optical signal at the input pole of the receiver of the fiber optic transmission system, providing the required transmission quality;

α - величина внесенных потерь в волоконно-оптической линии, средняя на участке (L-1);α is the value of the introduced losses in the fiber optic line, the average in the area (L-1);

L - длина волоконно-оптической линии передачи;L is the length of the fiber optic transmission line;

1 - расстояние от передатчика до места с измеренной величиной локальных внесенных потерь;1 - distance from the transmitter to the place with the measured value of the local introduced losses;

е - заряд электрона;e is the electron charge;

В - полоса частот передаваемых информационных сигналов;B - frequency band of transmitted information signals;

Iп - интеграл Персоника;I p - the integral of Person;

S - передаточная характеристика фотодетектора приемника волоконно-оптической системы, S is the transfer characteristic of the photodetector of the receiver of the fiber optic system,

сравнивают измеренную величину внесенных потерь с рассчитанной максимально допустимой величиной, определяют участки с повышенным боковым излучением при превышении измеренной величины над максимально допустимой величиной.compare the measured value of the introduced losses with the calculated maximum allowable value, determine the areas with increased lateral radiation when the measured value exceeds the maximum allowable value.

Недостатком вышеуказанного способа является невозможность определения несанкционированных отводов сигнала с ОМ ОВ в отличие от его сварных соединений, особенно после монтажа ВОЛП.The disadvantage of the above method is the inability to determine the unauthorized signal taps with OM OM in contrast to its welded joints, especially after the installation of the fiber optic link.

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.The technical task to be solved is the creation of a method for detecting and localizing unauthorized taps (“bookmarks”) in the optical fiber after installing a fiber optic link with the help of MPAs, which can be created before the protection system of the fiber-optic transmission system (FOTS) of restricted access information is turned on.

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.Achievable technical result is to increase the efficiency of detection of “bookmarks” in the OM of OM using MPAs by measuring the dependence of losses on the length of OM at two wavelengths and from different poles of the line.

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.To achieve a technical result in the method for detecting unauthorized signal taps from single-mode optical fibers, which consists in the fact that using the backscattering method at the working wavelength, one loss trace is measured depending on the length of the optical fiber from one of its poles, and areas with local defects are determined , new is that they additionally measure reflectograms from both poles of the optical fiber at a wavelength longer than the working length, and from the other pole of the optical fiber and at the working wavelength, they compare the areas with local defects in all reflectograms, detect unauthorized signal taps by the presence of the back-reflected signal or in the case when the magnitude of direct losses at a longer wavelength is greater than at the working wavelength, while measuring reflectograms from different poles, direct losses at each wavelength should be equal to each other.

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.A new set of essential features in the present method allows to increase the efficiency of monitoring OM OM from "bookmarks" using MPA by measuring the dependence of losses on the length of OM at two wavelengths and from different poles of the line.

На фиг.1 приведена рефлектограмма ОМ ОВ с локальным дефектом, имеющим большой отраженный сигнал.Figure 1 shows the trace of OM OM with a local defect having a large reflected signal.

На фиг.2 представлены рефлектограммы ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные на двух длинах волн 1,31 и 1,55 мкм.Figure 2 presents the trace of OM OM with welded joints, measured at two wavelengths of 1.31 and 1.55 μm.

На фиг.3 приведены рефлектограммы одного и того же изгиба ОМ ОВ, измеренные на двух длинах волн 1,31 и 1,55 мкм.Figure 3 shows the traces of the same bend OM OM, measured at two wavelengths of 1.31 and 1.55 μm.

На фиг.4 представлены рефлектограммы ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные с противоположных оптических полюсов.Figure 4 presents the trace of OM OM with welded joints, measured from opposite optical poles.

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).The inventive method works as follows. The connection of photodetector devices (FPU) for the removal and registration of optical signals can be carried out in two ways: using a detachable optical connector (taps with an optical connector) or using a local bend of an optical fiber (or another method without breaking the optical fiber).

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.Any connection to the FPU using optical connectors inevitably leads to the appearance of an air gap at the connection point and, accordingly, to the appearance of a reflected signal on the trace. Figure 1 presents the defect with the tap signal from the OB using a detachable optical connection.

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.Connecting to the FP FP using a bend or other method without breaking the OB leads to the fact that a local defect is formed only with direct losses. The size of the mode spot in an OM OM having a Gaussian shape increases with increasing wavelength. This leads to the fact that when an optical signal is output without rupture of the optical radiation, the radiation from the “tail” of the mode spot is primarily output. It turns out that with any non-discontinuous method of output from a larger mode spot, a greater amount of side radiation comes out. For example, FIG. 2 shows traces of the same bend of OM OM, measured at two wavelengths of 1.31 μm and 1.55 μm. Figure 2 shows that the magnitude of direct losses at a wavelength of 1.55 microns exceeds the magnitude of direct losses at a wavelength of 1.31 microns by 20 times. In welded joints, on the contrary, direct losses at two wavelengths are approximately equal. Figure 3 shows traces of the same OM OM with welded joints, measured at two wavelengths.

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.Welded joints are joints of OM segments having different parameters (within the tolerances defined by the standards), which leads to the fact that the sizes of mode spots in the joint do not match. Therefore, the losses in the welded joint do not coincide when measuring from different sides, not only in magnitude, but also in sign (the effect of "amplification" of the signal). Therefore, in the standards, the measurement of losses by reflectograms is calculated as the arithmetic mean value when measuring from both poles of the OM. Figure 4 shows the traces of OM OM, measured on both sides at a wavelength of 1.31 μm. When measuring a local defect without rupturing the OM, the losses measured from different sides coincide.

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.To confirm the operability of the method, measurements were carried out using a FOD - 7005 OM OM microreflectometer with welded joints and bends at the wavelengths of 1.31 and 1.55 μm, which are presented in figures 1-4.

Claims (1)

Способ обнаружения несанкционированных отводов сигнала с одномодовых оптических волокон, заключающийся 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, отличающийся тем, 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. A method for detecting unauthorized signal taps from single-mode optical fibers, which consists in the fact that using the backscattering method at the working wavelength, one loss reflectogram is measured depending on the length of the optical fiber from one of its poles, areas with local defects are determined, characterized in that additionally measure reflectograms from both poles of the optical fiber at a wavelength longer than the working length, and from the other pole of the optical fiber at the working wavelength, compare areas with local defects in all reflectograms, they detect unauthorized signal taps by the presence of a back-reflected signal or in the case when the magnitude of direct losses at a longer wavelength is greater than at the working wavelength, while direct losses at each pole are measured from different poles wavelength should be equal to each other.
RU2012133005/28A 2012-08-01 2012-08-01 Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres RU2506701C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133005/28A RU2506701C1 (en) 2012-08-01 2012-08-01 Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133005/28A RU2506701C1 (en) 2012-08-01 2012-08-01 Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2506701C1 true RU2506701C1 (en) 2014-02-10

Family

ID=50032382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133005/28A RU2506701C1 (en) 2012-08-01 2012-08-01 Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506701C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739229C1 (en) * 2020-03-20 2020-12-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of controlling nodes docking in radio engineering systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130535A (en) * 1990-10-10 1992-07-14 At&T Bell Laboratories Methods of and apparatus for measuring bending loss along a length of optical fiber
KR20030041448A (en) * 2001-11-20 2003-05-27 주식회사 케이티 Remote fiber monitoring system for pon using looping elements
RU2234194C2 (en) * 1989-12-29 2004-08-10 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Method for protecting information against unauthorized access in fiber-optic communication line
RU2362271C1 (en) * 2007-11-01 2009-07-20 Открытое акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ОАО "Интелтех") Fibre-optic transmission system for detecting attempts at unauthorised access

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2234194C2 (en) * 1989-12-29 2004-08-10 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Method for protecting information against unauthorized access in fiber-optic communication line
US5130535A (en) * 1990-10-10 1992-07-14 At&T Bell Laboratories Methods of and apparatus for measuring bending loss along a length of optical fiber
KR20030041448A (en) * 2001-11-20 2003-05-27 주식회사 케이티 Remote fiber monitoring system for pon using looping elements
RU2362271C1 (en) * 2007-11-01 2009-07-20 Открытое акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ОАО "Интелтех") Fibre-optic transmission system for detecting attempts at unauthorised access

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739229C1 (en) * 2020-03-20 2020-12-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of controlling nodes docking in radio engineering systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3545278B1 (en) Detection of gainers and exaggerated losses in unidirectional otdr traces
US7880868B2 (en) Optical time domain reflectometer
US11035720B2 (en) Warning device for preventing underground cables against accidental excavation
CN106595776B (en) A kind of more physical quantity sensor-based systems of distribution type fiber-optic and method
CN107332101B (en) It is a kind of can Dynamic Execution optical time domain reflection detection component and detection method
CN201876348U (en) Tunable optical time domain reflectometer
CN108225538B (en) Distributed passive emergency rescue signal detection device for mine
CN101650197A (en) Optical frequency domain reflection-based optical fiber sensor system
CN204087417U (en) Temperature detected by optical fiber fire detector system
CN111024283B (en) Multi-parameter optical fiber sensing detection method and system for down-leading optical cable
CN104568218A (en) Method for increasing working distance of distributed spontaneous Raman scattering temperature sensor
CN103199920B (en) A kind of light time domain reflectometer system
CN102646308A (en) Perimeter security system based on single optical fiber and fiber bragg grating of single optical fiber
CN104596632A (en) Distributed optical fiber vibration sensor for enhancing long-distance detection, and method of distributed optical fiber vibration sensor
CN102401730A (en) Self-organized optical fiber cable identification instrument
CN104361707A (en) Fiber-optic temperature-sensing fire detector system
CN111103067A (en) Cable trench temperature monitoring method and system based on single-mode optical fiber
WO2020245893A1 (en) Determination device and determination method
RU2506701C1 (en) Method of detecting unauthorised signal tapping from single-mode optical fibres
CN105116285B (en) Power tunnel cable operation monitoring system
CN103528666A (en) Long-distance optical fiber vibration detection device and method on basis of Sagnac interference
CN202329986U (en) Self-organization optical fiber and optical cable identification instrument
WO2020098277A1 (en) Distributed optical fiber sensing system and control method and control device therefor, and storage medium
CN113624363B (en) Optical fiber temperature monitoring device
CN204286753U (en) Far-end speech optical cable identifier