Рефлектометрический метод определения каналов утечки информации в ВОЛС

В данном разделе работе рассматривается рефлектометрический метод определения каналов утечки информации в ВОЛС. Показано, что необходимость практического внедрения и эффективного использования защищенных ВОЛС в сетях связи является задачей сегодняшнего дня [11].

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 [12].

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 [11].

В заключение отметим, что анализ возможных каналов утечки информации позволяет выявить критические по информационной безопасности места в ВОЛС. Рассматриваемые каналы утечки информации требуют сложную и дорогую технику для их реализации злоумышленниками, но ценность государственной или коммерческой тайны может превысить стоимость затрат на технические средства доступа в эти каналы. В данном разделе рассмотрены далеко не все аспекты формирования возможных каналов утечки. На основании проведенного анализа и дальнейших исследований, мы предполагаем обосновать соответствующие способы защиты информации в ВОЛС основанные как на физических принципах защиты информационного канала ОВ, так и на криптографических методах. Основой системы фиксации несанкционированного доступа (далее НД) является система диагностики состояния (далее СДС) оптического тракта. СДС можно построить с анализом либо прошедшего через оптический тракт сигнала, либо отраженного сигнала (рефлектометрические СДС). СДС с анализом прошедшего сигнала является наиболее простой диагностической системой. На приемной части ВОЛС анализируется прошедший сигнал. При НД происходит изменение сигнала, это изменение фиксируется и передается в блок управления ВОЛС. При использовании анализатора коэффициента ошибок на приемном модуле ВОЛС СДС реализуется при минимальных изменениях аппаратуры ВОЛС, так как практически все необходимые модули имеются в составе аппаратуры ВОЛС. Недостатком является относительно низкая чувствительность к изменениям сигнала. Основным недостатком СДС с анализом прошедшего сигнала является отсутствие информации о координате появившейся неоднородности, что не позволяет проводить более тонкий анализ изменений режимов работы ВОЛС (для снятия ложных срабатываний системы фиксации НСИ). СДС с анализом отраженного сигнала (рефлектометрические СДС) позволяют в наибольшей степени повысить надежность ВОЛС. Для измерения больших уровней отражения необходимо подключать рефлектометр к линии с помощью аттенюатора, который позволяет уменьшить уровень сигнала с тем, чтобы отраженный сигнал не влиял на точность измерений [8].

Для контроля величины мощности сигнала обратного рассеяния в ОВ в настоящее время используется метод импульсного зондирования, применяемый во всех образцах отечественных и зарубежных рефлектометров (рисунок 1.4) [8].

Данное устройство работает следующим образом. В исследуемое ОВ вводится через ЛД мощный короткий импульс, который разрабатывает ГИ и усиливает УТ, и затем на этом же конце регистрируется излучение, рассеянное в обратном направлении на различных неоднородностях, по интенсивности которого можно судить о потерях в ОВ, распределенных по его длине на расстоянии до 100 - 120 км [11].

1 - генератор импульсов (ГИ); 2 - усилитель тока (УТ); 3 - лазерный диод (ЛД); 4 - приемник оптического излучения (ПОИ); 5 - преобразователь тока; 6 - осциллограф; 7 - Y-образный разветвитель; 8 - оптический кабель; 9 - механическое, оптическое или специальные воздействие на ОВ; 10 - устройство для прослушивания

Рисунок 1.4. Применение волоконно - оптического рефлектометра для определения каналов утечки информации в ВОЛС

Начальные рефлектограммы контролируемой линии фиксируются при разных динамических параметрах зондирующего сигнала в осциллографе и памяти компьютера и сравниваются с соответствующими текущими рефлектограммами. Локальное отклонение рефлектограммы более чем на 0,1 дБ свидетельствует о вероятности попытки несанкционированного доступа к ОВ в данной точке тракта. Основными недостатками СДС с анализом отраженного сигнала на основе метода импульсной рефлектометрии являются следующие: при высоком разрешении по длине оптического тракта (что имеет важное значение для обнаружения локальных неоднородностей при фиксации НД) значительно снижается динамический диапазон рефлектометров и уменьшается контролируемый участок волоконно - оптического линейного тракта (далее ВОЛТ). Мощные зондирующие импульсы затрудняют проведение контроля оптического тракта во время передачи информации, что снижает возможности СДС, либо усложняет и удорожает систему диагностики. Источники мощных зондирующих импульсов имеют ресурс, недостаточный для длительного непрерывного контроля ВОЛС. Специализированные источники зондирующего оптического излучения, широкополосная и быстродействующая аппаратура приемного блока рефлектометров значительно удорожает СДС [7].