Курсовая работа: Информационная защищенность волоконно-оптических линий связи
Максимальный угол отклонения единственного наблюдаемого дифракционного максимума равен двум углам Брэгга (2Q B ). Частота отклоненной электромагнитной волны приблизительно равна частоте основного информационного потока. Вычисления показывают, что для многомодового оптоволокна с параметрами (d /D )=(50/125) при акустическом воздействии с длиной волны звука Λ = 10 мкм и длине взаимодействия L = 10-3 м максимальный угол отклонения от первоначального направления распространения составляет 5 градусов.
Даже при невысоких интенсивностях звуковой волны выводимое электромагнитное излучение достаточно велико для регистрации его современными фотоприемниками. При фиксированной интенсивности звука, путем изменения области озвучивания L можно добиться максимального значения интенсивности в дифракционном максимуме, тем самым увеличить интенсивность света отводимого в канал утечки.
– оптическое туннелирование света , т.е. приведение в оптический контакт с волокном другого оптического волокна с показателем преломления равным или большим основного, что приводит к “захвату” части информационного светового потока без обратного рассеянного излучения;
Явление оптического туннелирования состоит в прохождении оптического излучения из среды показателем преломления n 1 через слой с показателем преломления n 2 меньшим n 1 в среду с показателем преломления n 3 при углах падения больших угла полного внутреннего отражения. На принципах оптического теннелирования в интегральной и волоконной оптике создаются такие устройства как оптический ответвитель, оптофоны, волоконно-оптические датчики физических величин.
Формирование канала утечки оптическим туннелированием; n 1 , n 2 – показатели преломления сердцевины и оболочки оптоволокна, n 3 – показатель преломления дополнительного оптоволокна.
Интенсивность излучения переходящего в дополнительный волновод определяется выражением:
I = I 0 sin 2 ( k . S ), (2.3)
где k – коэффициент связи оптических волокон, S – длина оптического контакта двух волокон. Максимум значения коэффициента связи достигается при нулевом расстоянии между оболочкой и дополнительным оптоволокном (l =0) и показателе преломления дополнительного волокна n 3 = n 1 .
Излучение периодически переходит из одного волновода в другой.
Отличительной особенностью оптического туннелирования является отсутствие обратно рассеянного излучения, что затрудняет детектирование несанкционированного доступа к каналу связи. Этот способ съема информации наиболее скрытный.
– специальные напыляемые покрытия и оптические смазки основного оптоволокна, которые приводят к эффекту интерференции света в тонких пленках, что позволяет выводить часть излучения также без обратного рассеяния;
– воздействие стационарных электромагнитных полей, что вызывает изменение оптических свойств на границе сердцевина – оболочка оптоволокна, которое приводит к нарушению полного внутреннего отражения.
Надо отметить, несмотря на то, что изменения значения предельного угла, вызываемое как механически напряжениями, так и электрическим полем малы, но комплексное воздействие с другими способами может привести к эффективному способу формирования канала утечки. Рассмотренные выше методы обладают одним недостатком, который позволяет легко фиксировать каналы утечки, созданные на их основе. Это определяется значительным обратным рассеянием света в местах каналов утечки. С помощью рефлектометрии обратно рассеянного света такие подключения легко детектируются с высоким пространственным и временным разрешением.
2. Нарушение отношения показателей преломления
Растяжение представляет собой механическое воздействие без изменения формы волокна.
Растяжение волокна вызывает изменение отношения показателя преломления оболочки к показателю преломления сердцевины оптоволокна.
С учетом того, что плавленый кварц выдерживает большие напряжения (до 106 Па в идеальном состоянии), то, прикладывая большие механические напряжения 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.
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.
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 ;