RU2551802C2 - Device for protecting optical network from unauthorised probing by optical reflectometry methods - Google Patents
Device for protecting optical network from unauthorised probing by optical reflectometry methods Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551802C2 RU2551802C2 RU2012154691/08A RU2012154691A RU2551802C2 RU 2551802 C2 RU2551802 C2 RU 2551802C2 RU 2012154691/08 A RU2012154691/08 A RU 2012154691/08A RU 2012154691 A RU2012154691 A RU 2012154691A RU 2551802 C2 RU2551802 C2 RU 2551802C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optic
- fiber
- protection device
- optical
- noise
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/85—Protection from unauthorised access, e.g. eavesdrop protection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
- H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
- H04K3/80—Jamming or countermeasure characterized by its function
- H04K3/82—Jamming or countermeasure characterized by its function related to preventing surveillance, interception or detection
- H04K3/825—Jamming or countermeasure characterized by its function related to preventing surveillance, interception or detection by jamming
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
- H04K2203/00—Jamming of communication; Countermeasures
- H04K2203/10—Jamming or countermeasure used for a particular application
- H04K2203/14—Jamming or countermeasure used for a particular application for the transfer of light or images, e.g. for video-surveillance, for television or from a computer screen
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники защиты конфиденциальной информации от утечки через оптические кабельные системы и сети объекта информатизации. Устройство позволяет не допустить проведение несанкционированного зондирования оптической сети методами оптической рефлектометрии для получения доступа к циркулирующей на объекте информации в виде физических полей, которая может иметь конфиденциальный характер.The invention relates to the field of technology for protecting confidential information from leakage through optical cable systems and networks of an object of informatization. The device allows you to prevent unauthorized sounding of the optical network by optical reflectometry methods to gain access to information circulating on the object in the form of physical fields, which may be confidential.
Уровень техники определяется тем, что волоконно-оптические технологии находят широкое применение в системах передачи информации, для волоконно-оптического удлинения интерфейсов, в распределенных измерительных системах и датчиках, а также в системах обеспечения безопасности, заменяя электронные (медные) кабельные системы и сети. Широкое распространение волоконно-оптических технологий приводит к проблеме обеспечения безопасности информации в защищаемых офисах, зданиях, кампусах. Проблема усложняется в связи с усовершенствованием измерительной волоконно-оптической техники, которая применяется для обеспечения надежности передачи информации и точности измерений. Одним из таких приборов, широко используемых для мониторинга оптических сетей и проведения высокоточных измерений, является оптический рефлектометр.The prior art is determined by the fact that fiber-optic technologies are widely used in information transmission systems, for fiber-optic extension of interfaces, in distributed measuring systems and sensors, as well as in safety systems, replacing electronic (copper) cable systems and networks. The widespread use of fiber-optic technologies leads to the problem of ensuring the security of information in protected offices, buildings, campuses. The problem is complicated in connection with the improvement of measuring fiber-optic technology, which is used to ensure the reliability of information transfer and measurement accuracy. One of these devices, widely used for monitoring optical networks and conducting high-precision measurements, is an optical reflectometer.
Оптическая рефлектометрия строится на зондировании оптического кабеля светом, который взаимодействует с веществом волокна и формирует обратно направляемый световой отклик. Обратно распространяющийся по волокну световой отклик формируется в результате упругого/неупругого рассеяния, отражения и переизлучения. Причем величина отклика значительно возрастает на оптических неоднородностях и дефектах, которые в свою очередь могут быть чувствительны к внешним физическим поля. Нарушитель, используя отработанную технологию оптической рефлектометрии, может получить доступ к информативным сигналам на объекте информатизации.Optical reflectometry is based on sensing the optical cable with light, which interacts with the fiber substance and forms a backward directed light response. The light response propagating back through the fiber is formed as a result of elastic / inelastic scattering, reflection, and reemission. Moreover, the magnitude of the response increases significantly at optical inhomogeneities and defects, which in turn can be sensitive to external physical fields. The intruder, using the proven technology of optical reflectometry, can gain access to informative signals at the object of informatization.
Простейшими способами защиты являются оптическая изоляции защищаемого сегмента оптической сети от зондирования. Для чего может быть использован оптический изолятор на эффекте Фарадея или преобразование оптического сигнала в электрический и обратно в оптический сигнал в цифровых сетях. Данные способы полностью оптически разбивают сеть на не связанные сегменты, что не позволяет проводить санкционированный контроль всей сети и противоречит технологии полностью оптических сетей.The simplest methods of protection are optical isolation of the protected segment of the optical network from sounding. What can be used an optical isolator based on the Faraday effect or the conversion of an optical signal into an electrical signal and vice versa into an optical signal in digital networks. These methods completely optically divide the network into unconnected segments, which does not allow authorized control of the entire network and contradicts the technology of fully optical networks.
К технике защиты информации от оптического зондирования можно отнести способы и устройства, в которых при воздействии на оптический канал физического поля с шумовым спектром понижается отношение сигнал/шум для всех проходящих световых потоков, которое не позволяет осуществить несанкционированное зондирование сети. Например, в патентах на изобретение RU 2416167 и RU 2416167, H04K 3/00, 27.04.2009 г. описывается способ и устройства внесения шума в оптический канал для предотвращения подслушивания через оптические кабельные системы. Но данная техника мало эффективна в случае оптической рефлектометрии оптических сетей.Techniques for protecting information from optical sounding include methods and devices in which, when a physical field with a noise spectrum is exposed to an optical channel, the signal-to-noise ratio for all transmitted light flux decreases, which does not allow unauthorized sounding of the network. For example, in the patents for the invention RU 2416167 and RU 2416167,
Обсудим схему защиты с помощью волоконно-оптического генератора шума с глубиной модуляции m, включаемого между оптическим рефлектометром и защищаемым сегментом сети (фиг.1) в соответствии с патентами RU2 416167 и RU 2416167, H04K 3/00, 27.04.2009 г. Введем характеристику - коэффициент шума устройства защитыWe will discuss the protection scheme using a fiber-optic noise generator with a modulation depth m included between the optical reflectometer and the protected network segment (Fig. 1) in accordance with patents RU2 416167 and RU 2416167,
NFD=SNRin/SNRout,NFD = SNR in / SNR out ,
которая определяется отношением сигнал/шум SNRin на входе устройства к отношению сигнал/шум на его выходе SNRout. Значение NFD показывает насколько устройство защиты увеличивает вклад шума в сигнал. Успешная защита достигается при SNRout<1. В качестве наилучшей оценки для входного сигнала утечки примем SNRin=5 тогда NFD>5.which is determined by the signal-to-noise ratio SNR in at the input of the device to the signal-to-noise ratio at its output SNR out . The NFD value indicates how much the protection device increases the noise contribution to the signal. Successful protection is achieved with SNR out <1. As the best estimate for the input leakage signal, we take SNR in = 5 then NFD> 5.
Коэффициент шума устройства защиты по прямой схеме включения (фиг.1) в зависимости от глубины модуляции определяетсяThe noise figure of the protection device in a direct switching circuit (Fig. 1) depending on the modulation depth is determined
NFD=(1+m-SNRin)/(l-m).NFD = (1 + m-SNR in ) / (lm).
Как следует из выражения, прямое включение в оптическую сеть волоконно-оптического генератора шума позволит нейтрализовать только зондирование без дефектного сегмента сети с SNRin чуть больше 1 и то, только, при т более 10%. При этом, коэффициент шума устройства достигнет значений 1,2 для прямых световых потоков, что может сказаться на работе оптической сети.As follows from the expression, the direct inclusion of a fiber-optic noise generator into the optical network will only neutralize sounding without a defective network segment with SNR in a little more than 1 and then, only at t more than 10%. At the same time, the noise figure of the device will reach 1.2 for direct light fluxes, which may affect the operation of the optical network.
Применение дифференциального зондирования, которое состоит в сравнении между собой откликов сигналов от двух дефектов, размещенных за устройством защиты в защищаемом сегменте оптической сети, позволяет повысить эффективность зондирования. Вычитание мощностей сигналов позволяет уменьшить вклад аддитивных шумов, а их отношение - мультипликативных шумов, если шумы для разных откликов когерентны между собой. Аддитивные и мультипликативные шумы когерентны между собой, если они образованы одним устройством защиты с полосой спектра шума, таким что за время задержки одного отклика относительно другого шумовой сигнал устройства не изменяется.The use of differential sensing, which consists in comparing the responses of signals from two defects located behind the protection device in the protected segment of the optical network, improves the sensing efficiency. Subtracting the signal powers reduces the contribution of additive noises, and their ratio - multiplicative noises, if the noise for different responses is coherent with each other. Additive and multiplicative noises are coherent with each other if they are formed by one protection device with a noise spectrum band, so that during the delay of one response relative to another the noise signal of the device does not change.
Проведенный анализ включения устройства защиты, функционирующего по принципу уменьшения отношения сигнал/шум, показывает малую эффективность данного включения. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности защиты информации методами зангумления оптического канала.The analysis of the inclusion of the protection device, operating on the principle of reducing the signal-to-noise ratio, shows the low efficiency of this inclusion. The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of information protection by means of humming the optical channel.
Сущность изобретения состоит в том, что эффективность волоконно-оптического генератора шума можно повысить включив его в оптическую сеть по схеме Маха-Цендера. Суть данного включения состоит в применении двух оптических ответвителей (например, с делением 10%-90%), имеющих встречное несимметричное соединение между собой, когда сращиваются выход с меньшим ответвлением с выходом с большим ответвлением. В случае, когда параметры ответвителей и сращивания идентичны, а шумы, возникающие при суммировании разделенных сигналов на выходе интерферометра, незначительны, то существенных помех в работу оптической сети такая конструкция не вносит. Включение в одно из плеч волоконно-оптического генератора шума делает данную конструкцию невзаимной по коэффициенту шума. В самом деле, при условии деления k/(1-k) в ответвителях получаем коэффициент шума для прямого NFD+ и обратного NFD- направления распространения света не равными между собойThe essence of the invention lies in the fact that the efficiency of a fiber-optic noise generator can be improved by including it in an optical network according to the Mach-Zehnder scheme. The essence of this inclusion is the use of two optical couplers (for example, with a division of 10% -90%), having a counter asymmetric connection between each other, when the output with the smaller branch merges with the output with a large branch. In the case when the parameters of the couplers and splices are identical, and the noise arising from the summation of the separated signals at the output of the interferometer is insignificant, this design does not introduce significant interference into the operation of the optical network. The inclusion of a fiber-optic noise generator into one of the arms makes this design non-reciprocal in terms of noise figure. In fact, subject to the division of k / (1-k) in the couplers, we obtain the noise figure for the direct NFD + and the reverse NFD - the directions of light propagation are not equal to each other
NFD+=(1+k·m·SNRin)/(1-k·m)NFD + = (1 + km m SNR in ) / (1-k m)
иand
NFD-=(1+(1-k)·m·SNRin)/(1-(1·k)·m). В частности, при k=0.1, m=1 и SNRin=5 получаем NFD+≈1.6 и NFD-=45, что полностью исключает саму возможность зондирования защищаемого сегмента сети при включенном генераторе шумами относительно слабо ухудшает параметры сети. При уменьшении коэффициента ответвления до k-1%, коэффициент шума примет значения NFD+≈1.06 и NFD-≈105, что позволит говорить о полной недоступности зондирования. Также, регулирование, в том числе дистанционное, глубины модуляции m генератора шума при фиксированной величине ответвления k позволяет плавно изменять NFD в широких пределах.NFD - = (1+ (1-k) · m · SNR in ) / (1- (1 · k) · m). In particular, for k = 0.1, m = 1, and SNR in = 5, we obtain NFD + ≈1.6 and NFD - = 45, which completely excludes the very possibility of probing the protected network segment when the generator is turned on with noise, relatively weakly worsens the network parameters. With a decrease in the branch coefficient to k-1%, the noise figure will take the values NFD + ≈1.06 and NFD - ≈105, which allows us to talk about the complete inaccessibility of sounding. Also, regulation, including remote control, of the modulation depth m of the noise generator at a fixed branch value k allows you to smoothly change NFD over a wide range.
Нейтрализация дифференциального зондирование производится путем независимого некогерентного воздействия в устройстве защиты на отклики от разделенных участков оптической сети. Для этого необходимо, чтобы при прохождении через устройство защиты сигналов отклика, различающихся временем прохождения, значения шума были различны. Это достигается добавлением к основному спектру шума, защищающего от утечки информативный сигнал, высокочастотного спектра с полосой, определяемой параметрами защищаемого сегмента сети. Например, пусть длина защищаемого сегмента оптической сети L0, а разрешающая способность оптического рефлектометра по длине ΔL, тогда дополнительный высокочастотный шум должен иметь полосу от c(2ΔL0n)-1 до c(2ΔLn)-1. В частности, для L0=1000 м и ΔL=0.1 м дополнительный высокочастотный шум должен занимать полосу спектра от 0.1 МГц до 1000 МГц. В случае добавления в спектр шума высокочастотной составляющей соседние отклики от дефектов внутри защищаемого сегмента сети будут иметь случайную связь между собой, что исключает выделение информативного сигнала.Differential sounding is neutralized by independent incoherent effect in the protection device on responses from separated sections of the optical network. To do this, it is necessary that when passing through the protection device of the response signals that differ in the transit time, the noise values are different. This is achieved by adding to the main spectrum of noise, protecting the informative signal from leakage, a high-frequency spectrum with a band determined by the parameters of the protected network segment. For example, if the length of the protected segment of the optical network is L 0 and the resolution of the optical reflectometer is ΔL in length, then the additional high-frequency noise should have a band from c (2ΔL 0 n) -1 to c (2ΔLn) -1 . In particular, for L 0 = 1000 m and ΔL = 0.1 m, additional high-frequency noise should occupy the spectrum band from 0.1 MHz to 1000 MHz. If a high-frequency component is added to the noise spectrum, adjacent responses from defects within the protected network segment will have a random connection with each other, which excludes the selection of an informative signal.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, являетсяThe technical result provided by the given set of features is
1. Отсутствие помех оптическим излучениям, проходящим через устройство защиты в выключенном состоянии;1. No interference to optical radiation passing through the protection device in the off state;
2. Включение устройства защиты позволяет создать помехи зондированию методами оптической рефлектометрии, которые полностью исключают ее применение, не оказывая существенного влияния на работу оптической сети;2. Turning on the protection device allows you to interfere with sounding by optical reflectometry methods, which completely exclude its use without significantly affecting the operation of the optical network;
3. Также, включение устройства позволяет создать помехи, нейтрализующие зондирование в схемах на прохождение света, в дополнение к оптической рефлектометрии.3. Also, the inclusion of the device allows you to create interference, neutralizing sounding in circuits for the passage of light, in addition to optical reflectometry.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: The invention is illustrated by drawings, which depict:
Фиг.1. Представлена модель защиты сегмента (2) оптической сети (1) с оконечным элементом (3) от угрозы зондирования оптическим рефлектометром (5) с помощью устройства защиты (4);Figure 1. A model of protecting a segment (2) of an optical network (1) with a terminal element (3) against the threat of sensing by an optical reflectometer (5) using a protection device (4) is presented;
Фиг.2. Показана схема реализации устройства защиты (2), соединяемого с оптической сетью (1) с помощью разъемов (3, 4) и содержащего ответвители (5, 6), модулятор (7), генератор шума (8) и блок питания (9) с управлением по защищаемой оптической сети через ответвитель (10).Figure 2. The implementation diagram of the protection device (2) is shown, connected to the optical network (1) using connectors (3, 4) and containing taps (5, 6), a modulator (7), a noise generator (8) and a power supply (9) with control over the protected optical network through a coupler (10).
Фиг.3. Показана схема реализации симметричного устройства защиты (2), соединяемого с оптической сетью (1) с помощью разъемов (3, 4), содержит ответвители (5, 6), модуляторы (7), генератор шума (8) и блок питания (9) с управлением по защищаемой оптической сети через ответвитель (10).Figure 3. A diagram of the implementation of a symmetrical protection device (2), connected to the optical network (1) using connectors (3, 4), contains couplers (5, 6), modulators (7), a noise generator (8) and a power supply (9) with control over the protected optical network through a coupler (10).
Фиг.4. Показана схема реализации устройства защиты (2), соединяемого с оптической сети (1) с помощью разъемов (3, 4), содержит разветвители (5, 6), модуляторы (7), генератор шума (8) и блок питания (9) с управлением по защищаемой оптической сети через ответвитель (10).Figure 4. The implementation diagram of the protection device (2) connected to the optical network (1) using the connectors (3, 4) is shown; it contains splitters (5, 6), modulators (7), a noise generator (8) and a power supply unit (9) with control over the protected optical network through a coupler (10).
Фиг.5. Показана схема реализации устройства защиты (2), соединяемого с оптической сети (1) с помощью разъемов (3, 4), содержит оптический изолятор (5), модулятор (6), генератор шума (7) и блок питания (8).Figure 5. The implementation diagram of the protection device (2) connected to the optical network (1) using the connectors (3, 4) is shown; it contains an optical isolator (5), a modulator (6), a noise generator (7) and a power supply unit (8).
Фиг.6. Показана схема реализации устройства защиты (2), соединяемого с оптической сети (1) с помощью разъемов (3, 4) и содержащего ответвители (5, 6), источник света (7), приемник света (8), генератор шума (9) и блок питания (10) с управлением по защищаемой оптической сети.6. The implementation diagram of a protection device (2) connected to an optical network (1) using connectors (3, 4) and containing taps (5, 6), a light source (7), a light receiver (8), a noise generator (9) is shown and a power supply unit (10) controlled by a protected optical network.
Фиг.7. Показана схема реализации устройства защиты (2), соединяемого с оптической сети (1) с помощью разъемов (3, 4) и содержащего ответвители (5, 6), модулятор (7), генератор шума (8), блок управления (9) и блок питания (10), соединяемый с оптической сетью через ответвитель (11).7. The implementation diagram of a protection device (2) connected to the optical network (1) using connectors (3, 4) and containing couplers (5, 6), a modulator (7), a noise generator (8), a control unit (9), and a power supply unit (10) connected to the optical network through a coupler (11).
Работа устройства поясняется на следующих примерах реализации. The operation of the device is illustrated in the following implementation examples.
Пример 1. Example 1
Одна из реализаций устройства представлена на фиг.2. Устройство образовано двумя одинаковыми ответвителями (5, 6) с фиксированным несимметричным делением потока в канал ответвления 10% и в основной канал 90%. Ответвители соединены встречным способом - канал ответвления соединяется с основным каналом, так что они образуют интерферометр Маха-Цендера. В одно из плеч включается волоконно-оптический модулятор (7) проходящего светового потока. Входом устройства является ответвитель (5), выход ответвления которого соединен с модулятором. Оптические плечи интерферометра подбираются идентичными, так чтобы деление света на входе не приводило к изменению параметров потока после их объединения на выходе. К волоконно-оптическому модулятору присоединяется генератор шума (8), вместе они образуют волоконно-оптический генератор шума. Генератор формирует шум с различными видами спектра - белый, розовый, коричневый и другие, которые имеют ширину полосы, перекрывающую нейтрализуемый информативный сигнал. Спектр шума расширяется за счет высокочастотных шумов, который определяется геометрией защищаемого сегмента оптического кабеля, для исключения отделения шума от информативного сигнала путем сравнения сигналов от близлежащих дефектов. Работа устройства обеспечивается блоком питания (9). Управление осуществляется по дополнительному ответвлению (10) от оптического ответвителя, которое позволяет включать/выключать волоконно-оптический генератор, выбирать тип шумов, спектр шума и глубину модуляции.One of the implementations of the device is presented in figure 2. The device is formed by two identical taps (5, 6) with fixed asymmetric division of the flow into the
Устройство защиты включается в оптическую сеть, как показано на фиг.1, и защищает сегмент (2) от устройства защиты (4) до терминального устройства (3). Включение в сеть (1) устройства производится с помощью сварного или разъемного соединения, так что вход соединяется с общей сетью, а выход с защищаемым сегментом. В штатном режиме работы сети устройство защиты (4) выключено, информационные потоки проходят интерферометр без изменений, вносимые шумы, потери и другие изменения не оказывают влияния на работу сети. В случае опасности зондирования рефлектометром (5) устройство защиты (4) включается со 100% глубиной модуляции, тогда все излучение, проходящее по плечу с модулятором, будет иметь шумовой характер. В прямых потоках к терминальному устройству (3) помехи возрастут в NFD+=(9/J0+SNRin/9) раз, что не окажет существенного влияния на связь, зато для обратных излучений вклад помех возрастет в NFD-=(10+9·SNRin) раз, т.е. более чем в 10 раз. Таким образом, сегмент оптической сети (2) будет защищен от зондирования оптическим рефлектометром (5).The protection device is included in the optical network, as shown in figure 1, and protects the segment (2) from the protection device (4) to the terminal device (3). The device is connected to the network (1) using a welded or detachable connection, so that the input connects to the general network, and the output connects to the protected segment. In the normal mode of network operation, the protection device (4) is turned off, information flows through the interferometer without changes, introduced noise, losses and other changes do not affect the network operation. In case of danger of sounding with an OTDR (5), the protection device (4) is turned on with a 100% modulation depth, then all radiation passing along the arm with the modulator will have a noise character. In direct flows to the terminal device (3), the interference will increase by NFD + = (9 / J0 + SNR in / 9) times, which will not have a significant effect on communication, but for reverse emissions, the interference contribution will increase by NFD - = (10 + 9 SNR in ) times, i.e. more than 10 times. Thus, the segment of the optical network (2) will be protected from probing by an optical reflectometer (5).
Пример 2. Схема реализации симметричного устройства защиты представлена на фиг.3. Отличительной особенностью данной реализации от устройства по примеру 1 является симметричное включение волоконно-оптических модуляторов (7) в каждое плечо интерферометра, которое приводит к симметричности входа-выхода по коэффициенту шума. Каждый модулятор включается независимо друг от друга. Одновременное включение обоих модуляторов приводит к полному зашумлению оптического канала в обоих направлениях и разрыву связи. Включение только одного модулятора приводит к зашумлению только одного направления распространения сигнала. Таким образом, дистанционное включение-выключение позволяет выделять направление защиты в оптической сети по требованию.Example 2. A diagram of the implementation of a symmetrical protection device is presented in figure 3. A distinctive feature of this implementation from the device of example 1 is the symmetrical inclusion of fiber-optic modulators (7) in each arm of the interferometer, which leads to a symmetry of the input-output in terms of noise figure. Each modulator turns on independently of each other. The simultaneous inclusion of both modulators leads to a complete noise of the optical channel in both directions and breaks the connection. Turning on only one modulator leads to noise of only one direction of signal propagation. Thus, remote on-off allows you to highlight the direction of protection in the optical network on demand.
Пример 3. Другая реализация представлена на фиг.4, в которой вместо ответвителя используется два разветвителя Y-типа 1xn (в случае, показанном на фиг.4 1×7), т.е. имеется один вход и n выходов, которые соединены между собой. Разветвители выбираются с произвольным делением и произвольно соединяются между собой так, что встречные потоки составляли разные доли от основного потока. Волоконно-оптический генератор шума присоединяется либо ко всем плечам, либо к части плеч (в случае, показанном на фиг.4, помехи создаются в 3 из 7 плечах). Подобная конструкция позволяет добиваться большей энергетической эффективности, т.е. при меньшей глубине модуляции можно добиться большего зашумления прямых и обратных потоков. А также, такое деление на большое число потоков может дать меньшие потери на прохождение и формирование обратных излучений. Example 3. Another implementation is presented in FIG. 4, in which instead of a coupler two Y-type 1xn splitters are used (in the case shown in FIG. 4 1 × 7), i.e. there is one input and n outputs that are interconnected. The splitters are selected with arbitrary division and are randomly connected to each other so that the oncoming flows make up different fractions of the main stream. The fiber-optic noise generator is attached either to all shoulders or to part of the shoulders (in the case shown in Fig. 4, interference is generated in 3 of 7 arms). This design allows you to achieve greater energy efficiency, i.e. with a smaller modulation depth, greater noise can be achieved in forward and reverse flows. And also, such a division into a large number of streams can give smaller losses on the passage and formation of backward emissions.
Пример 4.Example 4
Другая реализация представлена на фиг.5, в которой деления потоков не производится, а используется один оптический канал, в который введен волоконно-оптический генератор шума и оптический изолятор.Another implementation is presented in FIG. 5, in which the division of the flows is not performed, but one optical channel is used, into which a fiber-optic noise generator and an optical isolator are introduced.
Например, оптический изолятор на основе эффекта Фарадея с электромагнитным управлением позволяет включением и выключением регулировать его работу. При необходимости санкционированного зондирования изолятор выключается, а когда есть необходимость защитить сегмент оптической сети, он включается. Совместное использование с оптическим изолятором волоконно-оптического генератора шума позволяет добить максимальной эффективности для защиты как от зондирования на основе оптической рефлектометрии - обратных потоков нет при включении оптического изолятора, так и от зондирования на прохождение излучения - зондирующий поток имеет составляющую шума, превосходящую вклад информативного сигнала утечки при включении волоконно-оптического генератора шума.For example, an optical insulator based on the Faraday effect with electromagnetic control allows you to turn on and off to regulate its operation. If necessary, authorized sensing isolator is turned off, and when there is a need to protect the segment of the optical network, it is turned on. Combined use of a fiber-optic noise generator with an optical isolator allows achieving maximum efficiency for protection both from sounding based on optical reflectometry - there are no reverse flows when the optical isolator is turned on, or from sounding through the radiation - the probing stream has a noise component that exceeds the contribution of the informative signal leakage when turning on the fiber optic noise generator.
Пример 5. Другая реализация представлена на фиг.6, в которой защита построена на введении оптического сигнала шума, генерируемого источником света (7) с подключенным генератором шума (9), образующие волоконно-оптический генератор шума. В данном устройстве вместо модулятора применен источник света (7), который включается, когда на вход приемника (8) поступает управляющий сигнал или сигнал, образованный обратными излучениями. Оптический сигнал шума от волоконно-оптического генератора шума может быть непрерывным или иметь форму зондирующего сигнала со спектром шума. Непрерывный сигнал шума используется при слабых зондирующих сигналах, когда его форма не разрешима. В другом случае, сигнал шума повторяет форму зондирующего сигнала путем регистрации его приемником (8), который может быть включен как в направлении для регистрации обратных излучений, так и в прямом направлении, т.е. в том же, что и источник света. Example 5. Another implementation is presented in Fig.6, in which the protection is based on the introduction of an optical noise signal generated by a light source (7) with a connected noise generator (9), forming a fiber-optic noise generator. In this device, instead of a modulator, a light source (7) is used, which turns on when a control signal or a signal formed by reverse radiation is received at the input of the receiver (8). The optical noise signal from the fiber optic noise generator may be continuous or in the form of a sounding signal with a noise spectrum. A continuous noise signal is used for weak sounding signals when its shape is not solvable. In another case, the noise signal repeats the shape of the probe signal by registering it with a receiver (8), which can be turned on both in the direction for registering back radiation and in the forward direction, i.e. in the same way as the light source.
Пример 6. Example 6
Схема реализации устройства с наибольшей функциональностью представлена на фиг.7. В устройстве используется волоконно-оптический генератор шума на основе модулятора проходящих излучений. Оптическая схема устройства повторяет схему устройства примера 1. Оно отличается системой управления и питания. В оптической схеме применены управляемые ответвители (5, 6), которые позволяют выбирать коэффициент деления, причем для каждого ответвителя он может быть свой. Это позволяет изменять направление ожидаемой угрозы, т.е. можно отсекать обратные излучения как справа, так и слева по выбору. Изменение коэффициента деления на выходе устройства защиты позволяет применить модуляцию с меньшей глубиной и, следовательно, с меньшими энергетическими затратами. Например, на входе устанавливается деление 10% на 90%, а на выходе 1% на 99%, тогда для прямого направления коэффициент шума составит по порядку величины 1.3, а для обратного направления превысит 100 при 100% глубине модуляции, что позволяет снизить глубину модуляции и, следовательно, повысить энергетическую эффективность защиты.The implementation diagram of the device with the greatest functionality is presented in Fig.7. The device uses a fiber-optic noise generator based on a modulator of transmitted radiation. The optical circuit of the device repeats the circuit of the device of example 1. It differs in the control and power system. In the optical scheme, controlled couplers (5, 6) are used, which allow you to select the division coefficient, and for each coupler it can be different. This allows you to change the direction of the expected threat, i.e. it is possible to cut off the return radiation both on the right and on the left by choice. Changing the division ratio at the output of the protection device allows you to apply modulation with less depth and, therefore, with lower energy costs. For example, at the input, a division of 10% by 90% is established, and at the
Введение в структуру устройства блока управления (9) позволяет применить удаленное управление устройством по оптической сети, для чего используется тот же оптический канал, что и для передачи информации, или можно использовать собственный волоконно-оптический кабель для передачи управляющих сигналов. Блок управления (9) может выполнять функции контроля за работой устройства - выбирать оптимальный режим работы в зависимости от емкости питающего аккумулятора, выбирать используемый для спектра шума, его тип. Применение методов контроля проходящих световых потоков по примеру 2 позволит проводить адаптивное управление работой устройства.Introduction to the device structure of the control unit (9) allows you to apply remote device control over the optical network, which uses the same optical channel as for transmitting information, or you can use your own fiber-optic cable for transmitting control signals. The control unit (9) can perform the functions of monitoring the operation of the device - choose the optimal mode of operation depending on the capacity of the supply battery, select the type used for the noise spectrum. The application of control methods of passing light fluxes in example 2 will allow for adaptive control of the operation of the device.
Данная реализация устройства позволяет использовать световые потоки как источник энергии для подзарядки устройства. Устройство соединяется с оптической сетью с помощью ответвителя или отдельного кабеля и по нему передаются световые потоки, которые в устройстве регистрируются и преобразуются в фотоэлементе.This implementation of the device allows the use of light fluxes as a source of energy to recharge the device. The device is connected to the optical network using a coupler or a separate cable and light fluxes are transmitted through it, which are recorded and converted into a photocell in the device.
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154691/08A RU2551802C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Device for protecting optical network from unauthorised probing by optical reflectometry methods |
PCT/RU2013/000610 WO2014098646A1 (en) | 2012-12-18 | 2013-07-17 | Device for protecting an optical network from unauthorized probing using optical reflectometry methods |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154691/08A RU2551802C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Device for protecting optical network from unauthorised probing by optical reflectometry methods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012154691A RU2012154691A (en) | 2014-06-27 |
RU2551802C2 true RU2551802C2 (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=50978801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154691/08A RU2551802C2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Device for protecting optical network from unauthorised probing by optical reflectometry methods |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2551802C2 (en) |
WO (1) | WO2014098646A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109163749B (en) * | 2018-09-30 | 2024-03-01 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | Unbalanced optical fiber M-Z interferometer, adjusting platform and manufacturing method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2072541C1 (en) * | 1990-02-28 | 1997-01-27 | Пирелли Кави С.п.А. | Clamping device for optical cable with fiber-optical ribbons |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2416167C2 (en) * | 2009-04-27 | 2011-04-10 | Владимир Васильевич Гришачев | Method and apparatus for actively protecting confidential voice information from leaking over acousto-optic fibre channel by using external optical noise masking |
US8773650B2 (en) * | 2009-09-18 | 2014-07-08 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Optical position and/or shape sensing |
-
2012
- 2012-12-18 RU RU2012154691/08A patent/RU2551802C2/en active
-
2013
- 2013-07-17 WO PCT/RU2013/000610 patent/WO2014098646A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2072541C1 (en) * | 1990-02-28 | 1997-01-27 | Пирелли Кави С.п.А. | Clamping device for optical cable with fiber-optical ribbons |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЖУРНАЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ. 2009, т.79, вып.12. ГЕНЕРАЦИЯ ПРОДОЛЬНЫХ МОД В АКТИВНОМ ВОЛОКОННОМ ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ ФАБРИ-ПЕРО ПРИ НАКАЧКЕ МАЛОМОЩНЫМ ОДНОЧАСТОТНЫМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ЛАЗЕРОМ. С.А.БУЛГАКОВ, А.Л.ДМИТРИЕВ. НАЙДЕНО В ИНТЕРНЕТ 10.12.2013:. http://journals.ioffe.ru/jtf/2009/12/p95-96.pdf * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012154691A (en) | 2014-06-27 |
WO2014098646A1 (en) | 2014-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107421570B (en) | Multifunctional distributed optical fiber sensing device | |
CN107917738B (en) | Distributed optical fiber sensing system capable of simultaneously measuring temperature, strain and vibration | |
Iida et al. | High-sensitivity coherent optical time domain reflectometry employing frequency-division multiplexing | |
CN106768278B (en) | Distributed optical fiber vibration and temperature dual-physical quantity sensing and positioning system | |
Artale et al. | A new low cost power line communication solution for smart grid monitoring and management | |
US11391644B2 (en) | Optical fiber testing method and optical fiber testing device | |
CN109039610A (en) | Underwater communications system and its implementation based on continuous variable quantum key distribution | |
US8909048B2 (en) | Reflective optical networks | |
US20130209029A1 (en) | Spectral Broadening for DTS Application | |
WO2005003714A1 (en) | Test system of beam path for searching trouble in beam path from user optical terminal side | |
US20130038879A1 (en) | Monitoring a system using optical reflectometry | |
RU2551802C2 (en) | Device for protecting optical network from unauthorised probing by optical reflectometry methods | |
CN104361707A (en) | Fiber-optic temperature-sensing fire detector system | |
JP6024634B2 (en) | Optical line fault detection device and optical line fault detection method | |
JP6748027B2 (en) | Optical pulse test apparatus and optical pulse test method | |
Downie et al. | Investigation of potential MPI effects on supervisory channel transmission below cable cut-off in G. 654 fibres | |
CA2610968C (en) | Module for testing electromagnetic compatibility of a high-speed ethernet interface onboard an aircraft | |
JP5945609B2 (en) | A method for transmitting an optical data signal in the opposite direction at the same carrier wavelength over an optical fiber medium | |
JP5907907B2 (en) | Optical line characteristic analyzer and analysis method thereof | |
Takahashi et al. | Connection loss measurement by bi-directional end-reflection-assisted brillouin analysis | |
Cen et al. | Efficient monitoring for ring-based long-reach passive optical networks | |
EP3100005A1 (en) | Optical distributed sensing device and method for measurements over extended ranges | |
ES2561679B2 (en) | System and method of continuous distributed characterization of a fiber optic medium | |
Xu et al. | Fault location for WDM‐PON using a multiple‐longitudinal‐mode laser modulated by chaotic wave | |
Handelman et al. | Wireless transmission through different media of an optical signal amplitude-modulated by a temporal superoscillation function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20150212 |