Комментарий к расчету

Проведем теперь анализ реального приемника перехвата для исследуемой системы связи. Этот расчет поможет нам увидеть, какие величины мощности необходимо отвести злоумышленнику, чтобы он мог обеспечить требуемую достоверность перехваченной информации.

Ниже приведены некоторые соображения и причины, по которым сделан выбор в пользу конкретных значений параметров.

Квантовый выход . У современных фотодиодов этот параметр уже доведен до значений, близких к единице и лежит в пределах 0.90.98.

Для исследуемого фотоприемника этот параметр равен 0,95.

Частота излучения . Исследуемая оптическая система связи работает на длине волны 1,3 мкм, следовательно параметр  равен

Коэффициент умножения M. Для pin-фотодиода этот параметр равен 1. Для лавинного же существует некоторый оптимальный коэффициент усиления, который минимизирует вероятность ошибки при заданной оптической мощности. Для используемого типа фотодиода этот показатель равен 50.

Ширина полосы пропускания f. Поскольку исследуемая система работает на первом уровне синхронной цифровой иерархии STM-1, то этот параметр равен 155 Мбит/с.

Дополнительная постоянная шума x. В приемнике перехвата предполагается использование кремниевого диода, поэтому этот параметр равен 0.5.

Абсолютная температура T_k. Взято значение 295K, что соответствует 22C.

Полное сопротивление нагрузки R_c. Входной каскад усилителя на полевых транзисторах либо интегральных схемах обладает высоким входным сопротивлением, поэтому этот параметр равен 1 МОм.

Полное сопротивление цепи обратной связи Rr. Наименьшее значение емкости, которое можно получить, равно C_r=0,5 пФ. Сопротивление резистора R_r выберем из условия обеспечения полосы пропускания усилителя, равной f, то есть

Суммарная емкость p-n-перехода C_r. В эту величину входят емкость p-n-перехода, емкость входных цепей усилителя и емкость обратной связи. В соответствии с паспортными данными фотодиода и с учетом влияния входных цепей в качестве емкости выбрана величина 400 пФ.

Мощность шума N_ia и N_ea. При информационной пропускной способности больше 50 Мбит/с требование низкого уровня шума при большом коэффициенте усиления заставляет применять полевые транзисторы. В этом случае имеем: N_ia=qI_b, где I_b=30 мкА (ток базы) и N_ea=2kT_kr_b, где r_b=20 Ом – сопротивление базы.

На основании вышеописанных данных построены графики зависимости вероятности ошибки в зависимости от уровня мощности для выбранного типа фотоприемника, используемого злоумышленником. Приведены зависимости для pin-фотодиода и для лавинного при оптимальном коэффициенте умножения.

Рис.15. Зависимость вероятности ошибки от величины оптической мощности в случае использования фотодетекторов на основе лавинного и pin-фотодиода.

Эти данные в дальнейшем помогут нам рассчитать величину той мощности, которую требуется отвести для обеспечения требуемой вероятности ошибки.

Выводы.

• Злоумышленнику приходится иметь дело с малыми величинами мощности, поэтому вероятность ошибки в канале перехвата высока.

• Вероятность ошибки зависит от отведенной мощности, а также от чувствительности фотодетектора. Злоумышленник вынужден использовать самые чувствительные фотодетекторы.