Волоконно-оптическая система передачи со спектральным уплотнением

Изобретение относится к устройствам передачи данных в системах связи и может быть использовано при разработке защищенных от восстановления волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) со спектральным уплотнением (СП). Технический результат состоит в повышении защищенности информации. Для этого в систему вводят первый и второй N-канальные коммутаторы с N информационных входов и выходов, N2 управляющих входов, первый и второй формирователи сигналов управления (ФСУ), N информационных входов первого коммутатора - информационные входы ВОСП, а N информационных выходов второго - выходы, n-й информационный выход, где , первого коммутатора соединен с соответствующим входом электронно-оптического преобразователя (ЭОП), n-й вход, где , второго коммутатора - с соответствующим выходом оптико-электронного преобразователя (ОЭП), N2 управляющих выходов первого ФСУ соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора, а дополнительный синхронизирующий выход первого ФСУ соединен с дополнительным входом ЭОП, N2 управляющих выходов второго ФСУ с соответствующими управляющими входами второго коммутатора, дополнительный выход ОЭП соединен со входом второго. 4 ил.

 

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи информации в системах связи и может быть использовано при разработке волоконно-оптических систем передачи данных со спектральным уплотнением, защищенных от восстановления смыслового содержания передающихся данных при их несанкционированном съеме с боковой поверхности оптического волокна.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) со спектральным уплотнением, принцип работы которой основан на мультиплексировании и демультиплексировании оптических сигналов разных длин волн (частотных каналов) при их передаче по одному оптическому волокну (В.В.Шубин. Волоконно-оптические системы и информационная безопасность. СПб.: Ива, 2006, с.94. P.P.Убайдуллаев. Волоконно-оптические сети. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000, с.53).

Недостатком указанной выше ВОСП является низкая защищенность передаваемых данных от восстановления смыслового содержания при несанкционированном выводе излучения небольшой мощности через боковую поверхность оптического волокна.

Техническое решение, на которое направлено изобретение, заключается в повышении защищенности информации, передающейся в ВОСП со спектральным уплотнением.

Техническое решение достигается тем, что в известную волоконно-оптическую систему передачи со спектральным уплотнением, содержащую последовательно соединенный N-канальный электронно-оптический преобразователь, оптический мультиплексор, оптическое волокно, оптический демультиплексор, N-канальный оптико-электронный преобразователь, дополнительно введены первый и второй N-канальные коммутаторы, каждый из которых имеет N информационных входов и N информационных выходов, а также N2 управляющих входов, первый и второй формирователи сигналов управления, первый из которых имеет N2 управляющих и один дополнительный синхронизирующий выходов, а второй - один вход и N2 управляющих выходов, при этом N информационных входов первого коммутатора являются информационными входами волоконно-оптической системы передачи, а N информационных выходов второго коммутатора являются выходами волоконно-оптической системы передачи, n-й информационный выход, где , первого коммутатора соединен с соответствующим входом электронно-оптического преобразователя, а n-й вход, где , второго коммутатора - с соответствующим выходом оптико-электронного преобразователя, N2 управляющих выходов первого формирователя сигналов управления соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора, а дополнительный синхронизирующий выход первого формирователя сигналов управления соединен с дополнительным входом электронно-оптического преобразователя, N2 управляющих выходов второго формирователя сигналов управления соединены с соответствующими управляющими входами второго коммутатора, дополнительный выход оптико-электронного преобразователя соединен со входом второго формирователя сигналов управления.

Суть этих технических решений состоит в пространственной коммутации каналов, передающих электрические сигналы, и синхронизации времени коммутации на передающей и принимающей сторонах устройства в реальном масштабе времени. Совершенствование систем передачи информации в ВОСП со спектральным уплотнением в направлении повышения их защищенности является практической реализацией требований по решению комплексных задач повышения эффективности и качества защиты информации.

Сущность изобретения заключается в следующем.

N информативных электрических сигналов si(t) поступают на входы первого коммутатора, в котором осуществляется их разбиение на временные интервалы определенной длины Δt и перенос части сигнала из определенного временного интервала одного канала в тот же временной интервал другого канала. Взаимооднозначное соответствие коммутируемых каналов для каждого временного интервала определяется алгоритмом функционирования первого формирователя сигналов управления.

Структурная схема устройства передачи информации в волоконно-оптической системе передачи данных со спектральным (волновым) уплотнением представлена на фигуре 1, где обозначено:

1 - первый коммутатор;

2 - электронно-оптический преобразователь (ЭОП);

3 - оптический мультиплексор;

4 - оптическое волокно (ОВ);

5 - оптический демультиплексор;

6 - оптико-электронный преобразователь (ОЭП);

7 - второй коммутатор;

8 - первый формирователь сигналов управления;

9 - второй формирователь сигналов управления;

si(t) - входные электрические сигналы, где i=1…N;

s'k(t) - преобразованные электрические сигналы, где k=1…N;

s'λk(t) - оптические сигналы на несущей длине волны λ, где k=1…N;

u - синхронизирующий управляющий сигнал, передающий служебную информацию;

uλN+1 - синхронизирующий управляющий сигнал, преобразованный в

оптический на несущей длине волны λN+1;

s'λk+λN+1(t) - суммарный оптический сигнал.

Предлагаемая волоконно-оптическая система передачи со спектральным уплотнением работает следующим образом. Входные электрические сигналы si(t) поступают на соответствующие информационные входы первого коммутатора (1), в котором осуществляется их разбиение на временные интервалы определенной длины Δt и перенос (пространственная коммутация) части сигнала из определенного временного интервала одного канала в тот же временной интервал другого канала. Пространственная коммутация каналов осуществляется в первом коммутаторе (1) под воздействием управляющих напряжений, сформированных первым формирователем сигналов управления (8), поступающих с N2 управляющих выходов данного формирователя.

Первый формирователь сигналов (8) работает следующим образом: производится генерация сигналов управления случайным образом через временные интервалы Δt, а также производится наложение на сгенерированные сигналы сигналов ключа, преобразование полученного сигнала в параллельный код и передача его на N2 управляющих входов первого коммутатора (1). Одновременно синхронизирующий сигнал и с дополнительного выхода первого формирователя сигналов (8) передается на дополнительный вход многоканального электронно-оптического преобразователя (2) для передачи его на приемную часть ВОСП и последующего формирования сигналов управления вторым коммутатором (7). N информационных сигналов s'k(t) с выходов первого коммутатора (1) поступают на N входов многоканального электронно-оптического преобразователя (2), преобразуются там в оптические сигналы s'λk(t) и uλN+1 на разных длинах волн, мультиплексируются в оптическом мультиплексоре (3), и N+1 сигналов передаются по оптическому волокну (4) в виде суммарного оптического сигнала s'λk+λN+1(t).

На выходе оптического волокна (4) оптические сигналы попадают в оптический демультиплексор (5), демультиплексируются в нем, а затем в многоканальном оптико-электронном преобразователе (6) преобразуются в электрические, далее N информационных сигналов s'k(t) попадают на соответствующие информационные входы второго коммутатора (7). Одновременно синхронизирующий сигнал u попадает на вход второго формирователя сигналов управления (9).

Второй формирователь сигналов управления (9) работает следующим образом: синхронизирующий сигнал с дополнительного выхода оптико-электронного преобразователя (6) попадает на его вход в виде последовательного кода, на который накладываются сигналы ключа. Полученный сигнал преобразуется в параллельный код и подается на N2 управляющих входов второго коммутатора (7). Во втором коммутаторе (7) осуществляется обратная операция пространственной коммутации каналов для каждого временного интервала Δt. В результате на выходе второго коммутатора (7) получают исходные электрические сигналы si(t).

Первый и второй коммутаторы (1 и 7) ВОСП могут быть изготовлены, например, на основе диодной матрицы и логических элементов "ИЛИ", а первый и второй формирователи сигналов управления (8 и 9) - на основе цифровых изделий электронной техники, выпускаемых отечественной промышленностью.

На фигуре 2 представлена схема, поясняющая работу первого и второго коммутаторов (1 и 7), выполненных, например, на основе диодной матрицы и логических элементов "ИЛИ", для трех каналов передачи данных N=3. На фигурах 3 и 4 представлены соответственно иллюстрация совокупности управляющих выходов первого формирователя сигналов управления (8) и временные диаграммы управляющих сигналов на выходе первого формирователя сигналов управления (8) ВОСП при N=3.

На входы первого коммутатора (фиг.2) поступают информационные сигналы si(t): s1(t), s2(t) и s3(t). Под воздействием сигналов управления Uyi, формируемых первым формирователем сигналов (фиг.3 и 4), коммутатор (1) через равные временные интервалы Δt меняет свое состояние Мс: M1, М2, М3, М4, осуществляя коммутацию своих входов и выходов: на выход k коммутатора (1) в течение времени Δt подается фрагмент сигнала .

В результате на выходах коммутатора (1) формируются сигналы s'k(t):s'1(t), s'2(t), s'3(t) (фиг.2), каждый из которых является последовательностью фрагментов сигналов , определяемой алгоритмом коммутации. Например, сигнал s'2(t) является последовательностью фрагментов (фиг.2). Далее сигналы s'k(t) поступают на последовательно соединенные ЭОП (2), мультиплексор (3), оптическое волокно (4), демультиплексор (5), ОЭП (6), с выходов которого поступают на соответствующие входы второго коммутатора (7). Во втором коммутаторе (7) осуществляется обратная операция пространственной коммутации каналов под воздействием управляющих сигналов с выхода второго формирователя сигналов управления (9) для каждого временного интервала Δt (фиг.2). В результате этого на выходе коммутатора (7) формируются исходные электрические сигналы si(t): s1(t), s2(t), s3(t).

Злоумышленник, осуществляя несанкционированный съем информации с боковой поверхности ОВ, после демультиплексирования и преобразования оптического сигнала в электрический получает сигнал в виде s'k(t). Съем злоумышленником подобного сигнала с боковой поверхности ОВ значительно затрудняет восстановление смыслового содержания передающихся данных, поскольку он не осведомлен об алгоритме коммутации, о номере канала передачи синхронизирующих управляющих сигналов, о времени смены алгоритма коммутации. По этим причинам ему весьма сложно провести правильную коммутацию информационных сигналов, структуризацию, исправление ошибок, которые возникают вследствие ограниченной мощности оптических сигналов, снимаемых с боковой поверхности ОВ.

Волоконно-оптическая система передачи со спектральным уплотнением, содержащая последовательно соединенные N-канальный электронно-оптический преобразователь, оптический мультиплексор, оптическое волокно, оптический демультиплексор, N-канальный оптико-электронный преобразователь, отличающаяся тем, что дополнительно введены первый и второй N-канальные коммутаторы, каждый из которых имеет N информационных входов и N информационных выходов, а также N2 управляющих входов, первый и второй формирователи сигналов управления, первый из которых имеет N2 управляющих и один дополнительный синхронизирующий выходов, а второй - один вход и N2 управляющих выходов, при этом N информационных входов первого коммутатора являются информационными входами волоконно-оптической системы передачи, а N информационных выходов второго коммутатора являются выходами волоконно-оптической системы передачи, n-й информационный выход, где первого коммутатора соединен с соответствующим входом электронно-оптического преобразователя, а n-й вход, где второго коммутатора - с соответствующим выходом оптико-электронного преобразователя, N2 управляющих выходов первого формирователя сигналов управления соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора, а дополнительный синхронизирующий выход первого формирователя сигналов управления соединен с дополнительным входом электронно-оптического преобразователя, N2 управляющих выходов второго формирователя сигналов управления соединены с соответствующими управляющими входами второго коммутатора, дополнительный выход оптико-электронного преобразователя соединен со входом второго формирователя сигналов управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам отображения в оптической транспортной сети. .

Изобретение относится к системам передачи информации, телеметрии и оптоэлектроники и может быть использовано для передачи конфиденциальной информации. .

Изобретение относится к способам передачи данных в системах связи и может быть использовано при разработке волоконно-оптических систем передачи данных со спектральным уплотнением.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, позволяющей осуществлять непрерывный контроль состояния работоспособности линейного тракта волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) с мультиплексированием по длине волны (МДВ) и волоконно-оптическими усилителями (ВОУ).

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи со спектральным уплотнением каналов, в частности к управляемым и реконфигурируемым оптическим мультиплексорам ввода/вывода каналов.

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи со спектральным уплотнением каналов, в частности к управляемым оптическим мультиплексорным устройствам.

Изобретение относится к технике оптической связи и предназначено для оптоволоконных линий оптических АТС (ОАТС) широкополосной городской и междугородной видеотелефонной, мультимедийной и телефонной связи.

Изобретение относится к технике оптической связи и может найти применение как для построения магистральных систем передачи, так и для внутриобъектовых локальных систем сбора данных и управления.

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи со спектральным уплотнением каналов, в частности к многоканальным реконфигурируемым и управляемым оптическим мультиплексорам ввода/вывода.

Изобретение относится к технике связи, а именно к технике передачи информации по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с уплотнением по длинам волн излучения, и может быть использовано для обеспечения связи как в местных, так и в глобальном масштабах

Изобретение относится к области оптической сети и обеспечивает экономию полосы пропускания транспортного канала

Изобретение относится к пассивной оптической сети и предназначено для поддержания более высоких скоростей передачи либо большего числа блоков оптической сети

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств

Изобретения относятся к области волоконно-оптических систем передачи, в частности к системам со спектральным разделением каналов, основанных на различных планах мультиплексирования (WDM, CWDM, DWDM, HDWDM), используемым для передачи конфиденциальной информации. Технический результат состоит в повышении скрытности передачи дополнительной информации с переменной скоростью и заданной достоверностью. Для этого предложены способ и устройство, позволяющие скрывать защищаемую информацию в спектрально-тактовых наборах N мультипротокольных информационных потоков. Благодаря введению на физическом уровне решающей обратной связи и возможности адаптации скорости передачи к качеству стеганографического канала передачи достоверность приема защищаемой информации существенно повышается. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к технике волоконно-оптических систем передачи, в частности к многоканальным управляемым оптическим мультиплексорам ввода-вывода, входящим в состав волоконно-оптических систем передачи со спектральным разделением каналов (ВОСП-СР). Техническим результатом является разработка мультиплексора ввода/вывода на основе типовых спектральных каналов, не требующих управляемой динамической перестройки коэффициентов передачи составляющих элементов, в котором обеспечиваются высокое быстродействие, низкие вносимые потери, большая величина переходного затухания между соседними каналами, возможность коммутации и ввода/вывода всех типовых спектральных каналов, передаваемых по линейному тракту ВОСП-СР. Для этого устройство состоит из разделителей каналов третьего, второго и первого уровней, коммутаторов типовых спектральных каналов третьего (ГСК-16), второго (ГСК-4) и первого (ОСК) уровней, объединителей каналов первого, второго и третьего уровней, а также блока управления, формирующего команды на установку режима работы мультиплексора и на коммутацию типовых спектральных каналов. 4 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системе связи с многостанционным доступом с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Технический результат состоит в увеличении пропускной способности канала передачи Для этого используется канал сигнализации для предоставления сообщения сигнализации, подтверждения приема и регулирования мощности на терминалы доступа в пределах системы. Совместно используемый канал сигнализации назначается на предварительно заданное число поднесущих в пределах любого цикла. Назначение предварительно заданного числа поднесущих для совместно используемого канала сигнализации устанавливает фиксированные затраты в полосе пропускания для канала. Фактические поднесущие, назначенные для канала, периодически меняются и меняются согласно предварительно заданному графику скачкообразной перестройки частоты. Величина мощности сигнала, распределенной каналу сигнализации, изменяется посимвольно в зависимости от требований по мощности канала связи. Совместно используемый канал сигнализации направляет каждое сообщение, переносимое по каналу, на один или более терминалов доступа. Сообщения одноадресной передачи позволяют управлять мощностью канала в соответствии с потребностями отдельных каналов связи. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов передачи. Для этого система связи содержит: узлы (1021-102n), выполненные с возможностью обеспечения связи с одним или несколькими устройствами; центральный узел (100); пассивную оптическую сеть (106), содержащую устройство (108) мультиплексора/демультиплексора, выполненное с возможностью разуплотнения первого оптического сигнала, передаваемого из центрального узла (100) в узлы (1021-102n), и уплотнения вторых оптических сигналов, получаемых от одного или нескольких узлов (1021-102n), каждому из которых назначена длина волны, на которой он излучает оптический сигнал; причем для прямой передачи сигналов из одного узла (1021-102n) по меньшей мере в один из других узлов (1021-102n) указанный один узел (1021-102n) выполнен с возможностью излучения на длине волны, назначенной указанному по меньшей мере одному другому узлу (1021-102n), оптического сигнала, содержащего сигнал, который должен передаваться; и устройство (108) мультиплексора/демультиплексора пассивной оптической сети (106) выполнено с возможностью объединения оптического сигнала от указанного одного узла (1021-102n) с первым оптическим сигналом. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области средств коммуникации, в которых перенос информации осуществляется поверхностными электромагнитными волнами, точнее поверхностными плазмон-поляритонами (ППП) терагерцового (ТГц) диапазона, направляемыми плоской поверхностью проводящей подложки, и может найти применение в плазмонных сетях связи, а также в устройствах сбора и обработки информации с использованием электромагнитных волн ТГц диапазона. Технический результат состоит в обеспечении возможности оперативного сопряжения основного и вторичного плазмонных каналов связи. Для этого способ включает размещение в нем неоднородности, создают каналы на индивидуальных подложках, грани всех подложек выбирают прямоугольными, в качестве неоднородности используют край подложки, ориентированный перпендикулярно треку исходного поверхностного плазмон-поляритона (ППП), с помощью этого края преобразуют ППП в объемную волну (ОВ), которую разделяют на ряд пространственно разнесенных вторичных ОВ, число которых не меньше числа вторичных каналов, в каждом из которых соответствующей ОВ с помощью края подложки генерируют производный от исходного ППП. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технике связи и может использоваться в телекоммуникационных технологиях. Технический результат состоит в повышении числа присоединяемых абонентов и обеспечении возможности реализации эффективных системно-сетевых решений в широкополосных мультимедийных услугах в оптических сетях доступа, в магистральных и других оптических телекоммуникационных сетях. Для этого изобретение содержит блок волнового уплотнения и разделения, устройство разделения направлений распространения светового потока, а также группу внешних коннекторов. Кроме этого, применение оптических мультиплексоров-демультиплексоров с разделением направлений распространения позволяет повысить число присоединяемых абонентов в одноволоконной сетевой инфраструктуре пассивной сети широкополосного доступа с волновым разделением, а также удвоить число каналов в одноволоконных системах передачи и в других оптических системах с волновым уплотнением, без изменения числа длин волн, используемых в данных системах. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам передачи данных в системах связи и может быть использовано при разработке защищенных от восстановления волоконно-оптических систем передачи со спектральным уплотнением

Наверх