СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ УЧАСТКОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ С ПОВЫШЕННЫМ БОКОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ Российский патент 2005 года по МПК G01M11/00 

Изобретение относится к способам обнаружения участков волоконно-оптических линий передачи с повышенным боковым излучением и может быть использовано в качестве методов постоянного или периодического контроля (мониторинга) для волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) информации с ограниченным доступом.

Известен способ обнаружения доступа к волоконно-оптической линии связи из статьи “ВОСП и защита информации” (Фотон-Экспресс, №18, февраль 2000 г.).

Способ состоит в том, что на передающем конце к волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП) посредством оптического ответвителя подключается аппаратура оптической рефлектометрии. Контроль состояния ВОЛП позволяет выявить появившиеся неоднородности, анализ которых позволяет фиксировать попытки несанкционированного доступа, вызвавшие эту неоднородность. При этом сигнал тревоги вырабатывается в блоке передающей аппаратуры и снимается проблема передачи этого сигнала для управления ВОСП. Важнейшим преимуществом способа является возможность определения координаты места предполагаемого доступа.

К недостатку данного способа следует отнести отсутствия критерия, по которому величину измеренных локальных внесенных потерь следует считать опасной.

Решаемая техническая задача - повышение информационной безопасности волоконно-оптической связи за счет выявления участков волоконно-оптической линии передачи с повышенным уровнем бокового излучения.

Техническим результатом является определение величины локальных внесенных потерь в ВОЛП, при которых в данном месте линии связи произошел или возможен скрытный съем информации через боковую поверхность оптического волокна.

Этот технический результат достигается с помощью способа обнаружения участков волоконно-оптической линии передачи с повышенным боковым излучением, заключающийся в том, что с помощью метода обратного рассеяния получают рефлектограмму потерь в волоконно-оптической линии передачи в зависимости от ее 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.

Новым является то, что определяют максимально допустимую величину внесенных потерь по формулам:

для обычных волоконно-оптических систем передачи

для систем с квантовым зашумлением

где W_пор - порог чувствительности приемника перехвата при отношении сигнал/шум, равном 1;

Q - максимально допустимое отношение сигнал/шум для приемника перехвата, обеспечивающее невозможность перехвата информации;

К_n - коэффициент передачи, показывающий, какая часть потерянного в волоконно-оптической линии излучения попала на входной полюс приемника перехвата;

W_n - мощность оптического сигнала на входном полюсе приемника волоконно-оптической системы передачи, обеспечивающая требуемое качество передачи;

α - величина внесенных потерь в волоконно-оптической линии средняя на участке (L-l);

L - длина волоконно-оптической линии передачи;

l - расстояние от передатчика до места с измеренной величиной локальных внесенных потерь;

е - заряд электрона;

В - полоса частот передаваемых информационных сигналов;

I_n - интеграл Персоника;

S - передаточная характеристика фотодетектора приемника волоконно-оптической системы,

сравнивают измеренную величину внесенных потерь с рассчитанной максимально допустимой величиной, определяют участки с повышенным боковым излучением при превышении измеренной величины над максимально допустимой величиной.

Совокупность существенных признаков заявляемого способа позволяет определить, является ли опасным, с точки зрения утечки информации по оптическому каналу, величина измеренных локальных внесенных потерь.

На чертеже представлена типовая рефлектограмма ВОЛП, где

L - длина волоконно-оптической линии передачи;

l - расстояние от передатчика (начало линии) до места с повышенными внесенными потерями;

α_л - величина локальных внесенных потерь;

х - координата по длине волоконно-оптической линии передачи;

δх - разрешение рефлектометра по длине;

α - внесенные потери.

Основная составляющая внесенных потерь для современных ВОЛП - потери на релеевское рассеяние. Часть этого рассеянного излучения выходит из оптического волокна через боковую поверхность. Величина рассеянного излучения по длине волокна пропорциональна текущему значению коэффициента затухания.

Возможность регистрации этого бокового излучения определяет потенциальную возможность перехвата информации. В случае, если величина этого излучения недостаточна для надежной регистрации, то с помощью, например, простого изгиба волокна можно ее увеличить на несколько порядков. При этом пропорционально увеличится величина локальных внесенных потерь в месте съема. Таким образом, всегда можно обнаружить и определить место перехвата информации или место, где попытка скрытного перехвата возможна.

Способ состоит в том, что по рефлектограмме определяются места с локальными внесенными потерями. Измеряются величины l и α_л.

Мощность оптического сигнала, рассеянная или выведенная в месте с внесенными локальными потерями, которая может попасть на входной полюс приемника перехвата составит:

где W_l - мощность информационного излучения в ВОЛП в месте с локальными внесенными потерями;

α_л - величина локальных внесенных потерь;

С другой стороны, мощность оптического информационного излучения, которая допускается на входном полюсе приемника перехвата для того, чтобы информация была не перехвачена с вероятностью не выше заданной, составит:

для обычных ВОСП;

для ВОСП с квантовым зашумлением

мощность информационного сигнала в месте с координатой l составит:

Равенство (3) и (4), (3) и (5) и подстановка (6) дает требование по допустимой величине локальных внесенных потерь:

для обычных ВОСП и по формуле

для ВОСП с квантовым зашумлением.

Сравнивая измеренное значение α_л с рассчитанным по (7) или (8), можно сделать вывод возможности перехвата информации в месте с координатой l.

Изобретение относится к способам обнаружения участков волоконно-оптических линий передачи (ВОСП) с повышенным боковым излучением и может быть использовано в качестве методов постоянного или периодического контроля ВОСП с ограниченным доступом. Для определения величины локальных внесенных потерь в линии ВОСП, при которых в данном месте линии произошел или возможен скрытный съем информации через боковую поверхность оптического волокна, с помощью метода обратного рассеяния получают рефлектограмму потерь в линии ВОСП в зависимости от ее 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 ВОСП

α _лmax=-10lg[1-QW_пор10^{-0,1α (L-l)}/(K_nW_n)]

для систем с квантовым зашумлением

α _лmax=-10lg[l-Q(2eBI_n)^l/210^{-0,05α (L-l)}/K_n(W_nMS)^l/2 ]^,

где W_пор - порог чувствительности приемника перехвата при отношении сигнал/шум, равном 1;

Q - максимально допустимое отношение сигнал/шум для приемника перехвата, обеспечивающее невозможность перехвата информации; К_n - коэффициент передачи, показывающий, какая часть потерянного в линии ВОСП излучения попала на входной полюс приемника перехвата;

W_n - мощность оптического сигнала на входном полюсе приемника ВОСП, обеспечивающая требуемое качество передачи;

α - величина внесенных потерь в линии ВОСП средняя на участке (L-l);

L - длина линии ВОСП;

l - расстояние от передатчика до места с измеренной величиной локальных внесенных потерь;

е - заряд электрона;

В - полоса частот передаваемых информационных сигналов;

I_n - интеграл Персоника;

S - передаточная характеристика фотодетектора приемника ВОСП, сравнивают измеренную величину внесенных потерь с рассчитанной максимально допустимой величиной, определяют участки с повышенным боковым излучением при превышении измеренной величины над максимально допустимой величиной. Изобретение обеспечивает повышение информационной безопасности ВОСП за счет выявления участков линии ВОСП с повышенным уровнем бокового излучения.1 ил.

Способ обнаружения участков волоконно-оптической линии передачи с повышенным боковым излучением, заключающийся в том, что с помощью метода обратного рассеяния получают рефлектограмму потерь в волоконно-оптической линии передачи в зависимости от ее 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, отличающийся тем, что определяют максимально допустимую величину внесенных потерь по формулам:

для обычных волоконно-оптических систем передачи

α _лmax=-10lg[1-QW_пор10^{-0,1α (L-l)}/(K_nW_n)] ,

для систем с квантовым зашумлением

α _лmax=-10lg[l-Q(2eBI_n)^l/210^{-0,05α (L-l)}/K_n(W_nMS)^l/2 ]^,

где W_nop - порог чувствительности приемника перехвата при отношении сигнал/шум равном 1;

Q - максимально допустимое отношение сигнал/шум для приемника перехвата, обеспечивающее невозможность перехвата информации;

К_n - коэффициент передачи, показывающий, какая часть потерянного в волоконно-оптической линии излучения попала на входной полюс приемника перехвата;

W_n - мощность оптического сигнала на входном полюсе приемника волоконно-оптической системы передачи, обеспечивающая требуемое качество передачи;

α - величина внесенных потерь в волоконно-оптической линии средняя на участке (L-l);

L - длина волоконно-оптической линии передачи;

l - расстояние от передатчика до места с измеренной величиной локальных внесенных потерь;

е - заряд электрона;

В - полоса частот передаваемых информационных сигналов;

I_n - интеграл Персоника;

S - передаточная характеристика фотодетектора приемника волоконно-оптической системы,

сравнивают измеренную величину внесенных потерь с рассчитанной максимально допустимой величиной, определяют участки с повышенным боковым излучением при превышении измеренной величины над максимально допустимой величиной.