Разработка методов защиты информации в ВОЛС на основе использования концепции кодового зашумления

В области систем передачи информации с большой информационной емкостью и высокой надежностью работы волоконно-оптические линии связи не имеют конкурентов. Это объясняется тем, что они значительно превосходят проводные по таким показателям, как пропускная способность, длина регенерационного участка, а также помехозащищенность. Все континенты связаны подводными волоконно-оптическими кабелями связи, общая длина которых составляет 600 000 км (достаточно, чтобы обмотать земной шар 15 раз).

За последние несколько лет возникло и бурно развивается новое направление волоконно-оптических систем связи - обеспечение широкополосного (до 10 Гбит/с) доступа населения к источникам информации (к Интернету).

В ряде стран интенсивно выполняется программа «Волоконный световод в каждый дом» (Fiber To The Home (FTTH)). Массовое подключение к Интернету означает обеспечение населения дополнительными социальными услугами, включая телеобразование, телемедицину, телеработу и ряд других. В настоящее время Интернетом пользуется 1 миллиард человек, и ожидается, что к 2015 г. это число возрастет до ~5 миллиардов (при численности населения Земли около 7 миллиардов).

Из выше перечисленного следует, что волоконно-оптические линии связи станут в будущем главным средством передачи информации [1-4].

В последние время проводятся интенсивные работы по созданию волоконно-оптических линии связи, обеспечивающих защиту передаваемой информации от несанкционированного доступа.

Предложен оптоэлектронный метод противодействия к современным техническим средствам несанкционированного съёма информации в ВОЛС. Принцип оптоэлектронного метода заключается в следующим. ВОЛС, по которой передается информационный сигнал, со стороны приемника информации облучается шумоподобным оптическим сигналом, который распространяется по всей длине волоконно-оптической лини связи в обратном направлении информационного сигнала. Таким образом, в волоконно-оптической линии связи сформируется смешенные сигналы, состоящие из информационного сигнала и шумоподобного сигнала. По этому при несанкционированном съёме информации из любого участки волоконно- оптической линии связи злоумышленниками, полученный сигнал является смешенным сигналом и не поддается выделению информационного сигнала, из неизвестности характера изменения шумоподобного сигнала.

В приемной стороне ВОЛС шумоподобный сигнал в смешанном сигнале компенсируется с одним и тем же шумоподобным сигналом, который облучается волоконно-оптической линии связи.

Для этого в передающей части ВОЛС передаваемый информационный сигнал ис(1) преобразуется в оптического излучения рс(1) и фокусируется на вход волоконно-оптической линии связи, который на приемной части ВОЛС имеют два выхода. Преобразованное в оптическое излучения информационный сигнал, пройдя всю длину волоконно-оптической линии связи, фокусируется на приемнике излучения.

Со стороны принимающей части второго выхода волоконно-оптической линии вводят оптический шумоподобный сигнал рш(1), который в обратном направлении информационного сигнала распространяется по всю длину волоконно-оптической линии.

При этом на чувствительную площадь приемника излучения воздействует суммарный оптический сигнал:

Р фп (0 =Р с ОО + Р ш (0                              ⁽¹⁾

Согласно выражению (1) на выходе приемника излучения сформируется фотоэлектрический сигнал:

и ф>п (1) =П с (1) + Н ш (1)                                        (2)

где: н_с(1) - информационный сигнал на выходе приемника излучения u_ш(t) — шумоподобный сигнал на выходе приемника излучения.

Для компенсации шумоподобного электрического сигнала в выражение (2), к смешанным электрическим сигналам добавляется инвертированный по фазе шумоподобный электрический сигнал с выхода источника шумоподобного сигнала. Тогда имеем:

и фп (1) =Ц с (1) + Н ш (1) — П шо (1)                       (3)

где: u_ш0(t) - инвертированный по фазе шумоподобный электрический сигнал.

При условии uш(t) = uш0(t) на основе [4] имеем uфп(t) =uс(t)                              (4)

Таким образом, в составе смешанного суммарного электрического сигнала полностью компенсируется шумоподобный электрический сигнал.

Предложенный оптоэлектронный метод обеспечивает высокую степень защиты от перехвата информации на волоконно-оптической линии связи.