Оценка возможности формирования канала утечки информации из оптического волокна тепловым воздействием

Работа посвящена оценке возможности формирования канала утечки информации с дефекта оптического волокна, созданного путем теплового воздействия. Свойства неоднородностей оптического волокна, вызванные таким воздействием, на сегодняшний день практически не изучены, что определяет актуальность исследований. С учетом вышесказанного, целью исследования является определение характеристик неоднородностей оптического волокна, вызванных тепловым воздействием.

Используемые методы. В работе проведен расчет потерь мощности излучения, вносимых дефектом, вызванным тепловым воздействием при высокой температуре, а также мощности излучения, отводимой с дефекта за пределы оптического волокна. В ходе исследований характеристики неоднородностей оптического волокна, вызванных тепловым воздействием, оценивались также и по рефлектограммам.

Результат. В работе показано, что при помощи локального температурного воздействия удается сформировать дефект оптического волокна, позволяющий выводить часть оптического излучения за пределы этого волокна, то есть создать канал несанкционированного съема данных. Величина вносимых потерь мощности излучения на создаваемом дефекте возрастала с увеличением времени теплового воздействия на оптическое волокно. При времени теплового воздействия на оптическое волокно менее 1 с сформировать дефект с существенными вносимыми потерями мощности излучения не удавалось, а при времени теплового воздействия более 10 с вносимые потери на дефекте превышали 20 дБ (в этом случае прекращается передача данных зональных и магистральных ВОЛС). Показано, что с увеличением длины волны распространяющегося по волокну оптического излучения возрастают потери мощности излучения на дефекте, сформированном тепловым воздействием на оптическое волокно. Установлено, что при одинаковой потере мощности на дефекте, сформированном тепловым воздействием, мощность оптического излучения, отводимая с такого дефекта, имеет наибольшее значение при использовании оптического волокна G652, а наименьшее ‒ при использовании волокна G657.

Научная новизна работы состоит в исследовании ранее неизученных свойств неоднородностей оптического волокна, вызванных тепловым воздействием.

Практическая значимость. Результаты, приведенные в статье, могут найти применение при проектировании систем защиты информации, передаваемой по волоконно-оптическим линиям связи

1. Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи. СПб.: Лань, 2021. 268 с.

2. Senior J.M., Jamro M.Y. Optical fiber communications: principles and practice. Financial Times/Prentice Hall, 2009. 1127 р.

3. Ионов А.Д. Волоконно-оптические линии передачи. Новосибирск: СибГУТИ, 2003. 152 с.

4. Govind P. Agrawal Fiber-Optic Communication Systems. New York: Wiley-Interscience, 2002. 563 р.

5. Зеневич А.О. Обнаружители утечки информации из оптического волокна. Минск: Белорусская государственная академия связи, 2017. 142 с.

6. Гулаков И.Р., Зеневич А.О., Кочергина О.В., Матковская Т.А. Исследование канала утечки информации в области изгиба оптического волокна // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 3. С. 44‒49. DOI:10.31854/1813-324X-2022-8-36-44-49. EDN:CPHMYU

7. Гулаков И.Р., Зеневич А.О, Матковская Т.А., Новиков Е.В. Исследования свойств микроизгиба одномодового оптического волокна // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 4. С. 15‒20. DOI:10.31854/1813-324X-2023-9-4-15-20. EDN:QFEQEF

8. Wang Q., Farrell G., Freir T. Theoretical and Experimental Investigations of Macro-Bend Losses for Standard Single Mode Fibers // Optics Express. 2005. Vol. 13. Iss. 12. PP. 4476‒4484. DOI:10.1364/OPEX.13.004476

9. Schermer R.T., Cole J.H. Improved Bend Loss Formula Verified for Optical Fiber by Simulation and Experiment // IEEE Journal of Quantum Electronics. 2007. Vol. 43. Iss. 10. PP. 899‒909. DOI:10.1109/JQE.2007.903364

10. Шубин В.В. Информационная безопасность волоконно-оптических систем. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2015. 257 с.

11. Девисилов В.А., Дроздова Т.И., Тимофеева С.С. Теория горения и взрыва: учебное пособие. М.: ФОРУМ, 2012. 352 с.

12. Стариков А.Н. Основы теории горения и взрыва. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2019. 148 с.

13. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон. М.: ЛЕСАРарт, 2005. 208 с.

14. Зеневич А.О., Новиков Е.В., Матковская Т.А., Горбадей О.Ю., Василевский Г.В. Обнаружение изгибов оптического волокна вблизи сварных и механических соединений // Проблемы инфокоммуникаций. 2022. № 2(16). С. 32‒38. EDN:QGIWAB

15. Рекомендация МСЭ-Т G652 (11/2016). Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля.

16. Рекомендация МСЭ-Т G655 (11/2009). Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля с ненулевой смещенной дисперсией.

17. Рекомендация МСЭ-Т G657 (11/2016). Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля, не чувствительного к потерям на изгибе.