- •Введение
- •Волны и частицы
- •1.2 Отражение и преломление света на границе раздела двух диэлектрических сред
- •1.3 Оптическое волокно
- •1.4 Классификация волокон
- •2 Геометрические и оптические параметры волокна
- •2.1 Распространение сигналов в ступенчатых оптических волокнах
- •2.2 Распространение сигналов в градиентных оптических волокнах
- •2.3 Ослабление сигнала в волоконных световодах
- •2.4 Дисперсия в оптических волокнах
- •2.5 Полоса пропускания оптического волокна
- •3 Оптические соединители
- •3.1 Оптические потери при непосредственном (торцевом) соединении волоконных световодов
- •3.2 Типы и конструкции оптических соединителей
- •3.3 Разъемные оптические соединители
- •4 Одномодовые оптические волокна
- •4.1 Многомодовые ов
- •4.2 Стандартное одномодовое ов с несмещенной нулевой дисперсией
- •4.3 Одномодовые ов со смещенной нулевой дисперсией
- •4.4 Одномодовые ов с минимизированными потерями
- •4.5 Специализированные одномодовые ов с ненулевой смещенной дисперсией
- •Сведения из оптики
- •Источники и приемники света
- •6.1 Источники света
- •6.1.1 Светоизлучающие диоды
- •6.1.2 Полупроводниковый лазер
- •6.1.3 Лазеры с двойной гетероструктурой
- •6.1.4 Лазеры для одномодовых ов
- •6.2 Приемники излучения
- •6.2.2. Лавинные фотодиоды
- •6.2.3 Шумы фотодиодов
- •7 Модуляция оптических колебаний
- •7.1 Виды оптической модуляции
- •7.2 Прямая модуляция оптического излучения
- •7.2.1 Нелинейные искажения при прямой модуляции сид
- •7.2.2 Частотная характеристика прямого модулятора с сид
- •7.2.3 Особенности прямой модуляции полупроводникового лазера
- •7.2.4 Шумы модуляции лазера
- •7.3 Внешняя модуляция оптического излучения
- •7.3.1 Электрооптическая модуляция
- •7.3.2 Модулятор Маха – Цендера
- •7.3.3 Акустооптическая модуляция
- •8 Фотоприемные устройства оптических систем передачи
- •8.1 Фотоприемные устройства с прямым детектированием
- •8.2 Фотоприемные устройства детектирования с преобразованием
- •8.3 Усилители фотоприемных устройств. Электрическая и оптическая полосы пропускания
- •8.3.1 Фотоприемник с интегрирующим усилителем
- •8.3.2 Фотоприемник с трансимпедансным усилителем
- •8.3.3 Отношение сигнал/помеха на выходе фпу
- •9 Оптические усилители
- •9.1 Разновидности усилителей edfa
- •9.2 Усилители на кремниевой основе
- •9.3 Усилители на фтор-цирконатной основе
- •10 Пассивные оптические компоненты для систем передачи
- •10.1 Линзы
- •10.2 Оптические аттенюаторы
- •10.3 Линия задержки
- •10.4 Оптические разветвители (ответвители)
- •10.5 Оптические изоляторы
- •10.6 Волоконно-оптические циркуляторы
- •10.7 Оптические мультиплексоры/демультиплексоры
- •10.8 Компенсация хроматической дисперсии
- •11 Спектральное уплотнение каналов
- •11.1 Виды wdm систем
- •11.2 Стабилизаторы длинны волны
- •11.3 Мультиплексоры и демультиплексоры
- •11.4 Тонкопленочные фильтры
- •11.5 Волоконные брэгговские решетки
- •12 Методы защиты информации от несанкционированного доступа
- •12.1 Физические принципы формирования каналов утечки информации в волоконно-оптических линиях связи
- •12.1.1 Нарушение полного внутреннего отражения
- •12.1.2 Нарушение отношения показателей преломления
- •12.1.3 Регистрация рассеянного излучения
- •12.1.4 Параметрические методы регистрации проходящего излучения
- •12.2 Методы защиты информации, передаваемой по волс
- •12.2.1 Физические методы защиты
- •12.2.2 Криптографические методы защиты
- •Хотя фотоны ведут себя при детектировании как частицы, они распространяются как волны. Вероятность того, что фотон, посланный отправителем, будет детектирован получателем равна
12.1.2 Нарушение отношения показателей преломления
Растяжение представляет собой механическое воздействие без изменения формы волокна. Вызывает изменение отношения показателя преломления оболочки к показателю преломления сердцевины оптоволокна.
Прикладывая большие механические напряжения (до 106 Па в идеальном состоянии) к оптоволокну, можно добиться изменения предельного угла на величину, достаточную для вывода части интенсивности основного информационного потока за пределы оптического волокна.
К способам, вызывающим изменение отношения показателя преломления оболочки к показателю преломления сердцевины оптоволокна путем механического напряжения, также относится и скручивание оптоволокна.
12.1.3 Регистрация рассеянного излучения
Современные оптические волноводы обладают очень маленькими потерями (вплоть до 0,2 дБ/км и менее на длине волны 1,55 мкм) – это позволяет передавать информацию на значительные расстояния без необходимости усиления сигнала. Расстояния между участками ретрансляции составляет более 100 км, что требует генерации световых импульсов значительной мощности. Высокие мощности входного светового потока создают значительное по величине рассеяние на ближайших к ретрансляторам участках, которые можно использовать для формирования каналов утечки информации. Современные приемники оптического излучения позволяют регистрировать световые потоки состоящие практически из одного фотона с временным разрешением менее 1 нс, что соответствует регистрации оптической мощности излучения менее 10-10 Вт.
Рассеянное излучение позволяет сформировать каналы утечки информации, основанные на следующих физических принципах:
– прямое измерение рассеянного излучения на длинах волн носителя информации ;
– регистрация рассеянного излучения на комбинационных частотах;
– специальная “обработка” оптоволокна внешними полями (тепловым, электромагнитным, радиационным), с целью увеличения интенсивности рассеянного излучения.
С помощью внешнего воздействия можно усилить потери в световоде на локальных участках формирования каналов утечки, что вызовет увеличение сигнала утечки.
12.1.4 Параметрические методы регистрации проходящего излучения
Оптическое излучение, являющееся носителем информации, при распространении по оптоволокну вызывает изменение его физических свойств. Модуляцию свойств оптоволокна в зависимости от интенсивности световых импульсов можно регистрировать специальными высокочувствительными устройствами. Изменение свойств оптоволокна является основой для формирования канала утечки информации. Среди них можно выделить следующие параметры оптоволокна, модулируемые световым потоком:
- показатель преломления;
- показатель поглощения при прохождении света;
- малые изменения геометрических размеров (фотоупругий эффект);
- регистрация модуляции свойств поверхности волокна.
Существующая техника измерений позволяет регистрировать очень малые изменения свойств волокна. В частности, применение спектроскопии потерь позволяет регистрировать незначительное изменение показателя поглощения, которое вызывается информационным потоком света.
В заключение надо отметить, что существует много других способов несанкционированного доступа и способов съема информации с оптоволокна. Это опровергает утверждение о невозможности формирования канала утечки из оптического волновода, которое прослеживается в повседневной жизни и в российских нормативных документах. В документе закреплено, что при использовании волоконно-оптических линий связи не требуется шифрование конфиденциальной информации, в отличии от других каналов передачи информации. Особенностью волоконно-оптических телекоммуникаций является необходимость физического контакта с линией связи для формирования канала утечки.