Способ обнаружения несанкционированных отводов сигнала с одномодовых оптических волокон
Владельцы патента RU 2506701:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к способам контроля волоконно-оптических линий передачи на основе одномодовых оптических волокон и может быть использовано в качестве способа отделения локальных дефектов, образованных несанкционированными отводами, от локальных дефектов, вызванных неразъемными оптическими соединениями. Согласно способу измеряют рефлектограммы потерь в зависимости от длины оптического волокна с каждого из его полюсов с помощью метода обратного рассеяния на рабочей длине волны и на длине волны больше рабочей. По каждой рефлектограмме определяют участки с локальными дефектами и производят сравнение участков с локальными дефектами на всех рефлектограммах. Обнаружение несанкционированных отводов сигнала осуществляют по наличию обратно отраженного сигнала или в случае, когда величина прямых потерь на большей длине волны больше, чем на рабочей длине волны. При этом при измерении рефлектограмм с разных полюсов прямые потери на каждой длине волны должны быть равны между собой. Технический результат - повышение эффективности обнаружения в одномодовых оптических волокнах несанкционированных отводов. 4 ил.
Изобретение относится к способам контроля волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) на основе одномодовых оптических волокон (ОМ ОВ) и может быть использовано в качестве способа отделения локальных дефектов, образованных несанкционированными отводами, от локальных дефектов, вызванных неразъемными оптическими соединениями.
Известен «Способ обнаружения участков волоконно-оптической линии передачи с повышенным боковым излучением» (см. патент России №2252405, опубликован в БИ №14 от 20.05.2005 г.). Способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу обнаружения и поэтому выбран в качестве прототипа. Способ заключается в том, что с помощью метода обратного рассеяния (МОР) получают рефлектограмму потерь в ОМ ОВ ВОЛП в зависимости от 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 волоконно-оптических систем передачи
αл мах=-10lg[1-QWпор10-0,1α(L-1)/ (KпWп)],
для систем с квантовым зашумлением
αл мах=-10lg[1-Q(2еВIп)1/210-0,05α(L-1)/Kп(WпMS)1/2],
где Wпор - порог чувствительности приемника перехвата при отношении сигнал/шум, равном 1;
Q - максимально допустимое отношение сигнал/шум для приемника разведки, обеспечивающее невозможность перехвата информации;
Kп - коэффициент передачи, показывающий, какая часть потерянного в волоконно-оптической линии излучения попала на входной полюс приемника перехвата;
Wп - 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-1);
L - длина волоконно-оптической линии передачи;
1 - расстояние от передатчика до места с измеренной величиной локальных внесенных потерь;
е - заряд электрона;
В - полоса частот передаваемых информационных сигналов;
Iп - 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.
Недостатком вышеуказанного способа является невозможность определения несанкционированных отводов сигнала с ОМ ОВ в отличие от его сварных соединений, особенно после монтажа ВОЛП.
Решаемой технической задачей является создание способа обнаружения и локализации несанкционированных отводов («закладок») в ОВ после монтажа ВОЛП с помощью МОР, которые могут быть созданы до включения системой защиты волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа.
Достигаемым техническим результатом является повышение эффективности обнаружения в ОМ ОВ «закладок» с помощью МОР за счет измерения зависимости потерь от длины ОВ на двух длинах волн и с разных полюсов линии.
Для достижения технического результата в способе обнаружения несанкционированных отводов сигнала с одномодовых оптических волокон, заключающемся в том, что с помощью метода обратного рассеяния на рабочей длине волны измеряют одну рефлектограмму потерь в зависимости от длины оптического волокна с одного из его полюсов, определяют участки с локальными дефектами, новым является то, что дополнительно измеряют рефлектограммы с обоих полюсов оптического волокна на длине волны, большей рабочей длины, и с другого полюса оптического волокна на рабочей длине волны, производят сравнение участков с локальными дефектами на всех рефлектограммах, осуществляют обнаружение несанкционированных отводов сигнала по наличию обратно отраженного сигнала или в случае, когда величина прямых потерь на большей длине волны больше, чем на рабочей длине волны, при этом при измерении рефлектограмм с разных полюсов прямые потери на каждой длине волны должны быть равны между собой.
Новая совокупность существенных признаков в заявляемом способе позволяет повысить эффективность контроля ОМ ОВ от «закладок» с помощью МОР за счет измерения зависимости потерь от длины ОВ на двух длинах волн и с разных полюсов линии.
На фиг.1 приведена рефлектограмма ОМ ОВ с локальным дефектом, имеющим большой отраженный сигнал.
На фиг.2 представлены рефлектограммы ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные на двух длинах волн 1,31 и 1,55 мкм.
На фиг.3 приведены рефлектограммы одного и того же изгиба ОМ ОВ, измеренные на двух длинах волн 1,31 и 1,55 мкм.
На фиг.4 представлены рефлектограммы ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные с противоположных оптических полюсов.
Заявляемый способ работает следующим образом. Подключение фотоприемных устройств (ФПУ) для отвода и регистрации оптических сигналов можно осуществить двумя способами: с помощью разъемного оптического соединителя (отводов с оптическим соединителем) или с помощью локального изгиба ОВ (или другого способа без разрыва ОВ).
Любое подключение к ОВ ФПУ с помощью оптических соединителей неизбежно приводит к появлению в точке подключения воздушного зазора и, соответственно, к появлению отраженного сигнала на рефлектограмме. На фиг.1 представлен дефект с отводом сигнала с ОВ с помощью разъемного оптического соединения.
Подключение к ОВ ФПУ с помощью изгиба или другого способа без разрыва ОВ приводит к тому, что образуется локальный дефект только с прямыми потерями. Размер модового пятна в ОМ ОВ, имеющего гауссову форму, увеличивается с увеличением длины волны. Это приводит к тому, что при выводе оптического сигнала без разрыва ОВ в первую очередь выводится излучение с «хвоста» модового пятна. Получается, что при любом безразрывном способе вывода с большего модового пятна выходит большее количество бокового излучения. Например, на фиг.2 представлены рефлектограммы одного и того же изгиба ОМ ОВ, измеренные на двух динах волн 1,31 мкм и 1,55 мкм. Из фиг.2 видно, что величина прямых потерь на длине волны 1,55 мкм превышает величину прямых потерь на длине волны 1,31 мкм в 20 раз. В сварных соединениях, наоборот, прямые потери на двух длинах волн приблизительно равны. На фиг.3 приведены рефлектограммы одного и того же ОМ ОВ со сварными соединениями, измеренные на двух длинах волн.
Сварные соединения представляют собой соединения отрезков ОВ, имеющих различные параметры (в пределах допусков, определяемых стандартами), что приводит к тому, что размеры модовых пятен в соединении не совпадают. Поэтому потери в сварном соединении не совпадают при измерении с разных сторон не только по величине, но и по знаку (эффект «усиления» сигнала). Поэтому в стандартах измерение потерь по рефлектограммам вычисляется как среднее арифметическое значение при измерениях с обоих полюсов ОВ. На фиг.4 приведены рефлектограммы ОМ ОВ, измеренные с двух сторон на длине волны 1,31 мкм. При измерении локального дефекта без разрыва ОВ потери, измеренные с разных сторон, совпадают.
Для подтверждения работоспособности способа были проведены измерения с помощью микрорефлектометра FOD - 7005 ОМ ОВ со сварными соединениями и изгибами на длинах волн 1,31 и 1,55 мкм, которые представлены на фиг.1-4.
Способ обнаружения несанкционированных отводов сигнала с одномодовых оптических волокон, заключающийся в том, что с помощью метода обратного рассеяния на рабочей длине волны измеряют одну рефлектограмму потерь в зависимости от длины оптического волокна с одного из его полюсов, определяют участки с локальными дефектами, отличающийся тем, что дополнительно измеряют рефлектограммы с обоих полюсов оптического волокна на длине волны, большей рабочей длины, и с другого полюса оптического волокна на рабочей длине волны, производят сравнение участков с локальными дефектами на всех рефлектограммах, осуществляют обнаружение несанкционированных отводов сигнала по наличию обратно отраженного сигнала или в случае, когда величина прямых потерь на большей длине волны больше, чем на рабочей длине волны, при этом при измерении рефлектограмм с разных полюсов прямые потери на каждой длине волны должны быть равны между собой.
