光通讯V槽
㈠ 光纤中传输的信息可以被窃听吗 实验报告需要
论据支持:航船电子工程 2011年第四期 光纤通讯技术防窃听技术现状与展望
作者:谭联群 吴俊
注意:以下文字并非直接从参考论据中引用。
随着现代社会对光纤网络通信的依赖性不断增强,光纤通信的保密性已成为许多领域内通信业务关注的重点之一。随着光通信技术的快速发展,光纤传输数据的能力变得越来越强,光纤到户的进程也在积极推进。与此同时,针对光纤信号的窃听技术也日趋成熟,对光纤通信进行全程实时窃听已不存在技术障碍,光纤通信的所谓保密性已不再有效,所有这些因素都促使光纤通信窃听及其检测技术成为人们关注的重点。
由于传统的光缆线路监测方法根据光功率的变化来反映传输线路的变化状况,但是这并不能有效地起到检测窃听的效果。比如,如果一个光纤信道的功率在减小,与此同时,其他光纤信道的功率在增加,总的功率可能保持不变,这样就很难有效地检测信道变化的真实情况。因此,在深入研究传统检测手段有效性的同时,探讨新型的检测技术也具有十分重要的实际意义。
光纤窃听方法:
通过改变光纤的某些物理特性可以获得在光纤中传输的信号,但是大部分窃听手段都将对光纤信号产生一定的可以被检测出来的破坏性影响。根据是否对光纤或光纤信号产生破坏性影响来区分,光纤窃听可以分为隐蔽窃听和非隐蔽窃听两类。目前,光纤窃听的方法主要包括光纤弯曲法、V型槽切口法、散射法、光束分离法、渐近耦合法等。
1、光纤弯曲法(FiberBending):将裸纤适当地弯曲,迫使在其中以完全反射方式前进的光信号的传输路径发生改变,并泄露部分信号到光纤外面,,泄露的光信号能量取决于弯曲半径和夹角,通过检测在弯曲处泄露的光信号,实现对光纤信号的窃听。光纤弯曲法是最容易实现的隐蔽窃听方式,利用光纤弯曲损耗辐射出的约1%光功率就可以将源信号恢复出来。光纤弯曲法示意这种方法对源信号没有影响,也不需要破坏光纤,因此隐蔽性强。对于具有较高分辨率的光纤弯曲法窃听器,由于引入的信号衰减十分微小,利用实时的全在线网络监控器和测试仪器也很难识别出来。
2、V型槽切口法(V-grooves):V型槽切口法是通过一个接近纤心的V型槽导出光纤信号进行窃听的方法。它要求V型槽的切面与光纤信号传输方向之间的夹角大于完全反射的临界角。当达到这个条件后,在保护层中传输的部分信号和在V型槽切面发生迭加效应的信号发生完全反射,导致信号通过光纤边界泄露。由于这种窃听方法导致的信号衰减很小,因此很难被发现。V型槽切口法需要精确的切割和切面抛光设备,窃听部署需要持续较长时间,因此,光纤保护层的切割和抛光过程将面临被发现的危险。
3、散射法(Scattering):散射法是采用光纤Bragg光栅技术实现的一种隐蔽窃听方法,它采用一个紫外光激态激光器产生紫外光的迭加并影响目标光纤信号,通过在目标光纤纤心形成的Bragg光栅反射出的一部分光信号实现对目标光纤的隐蔽窃听,。图2散射法示意散射法是目前最先进的光纤窃听技术,常规的网络检测和监控手段都很难识别这种窃听行为。散射法不需要对光纤进行弯曲、切割或抛光,但是它需要更精密的窃听设备并且部署非常困难,比如产生有效的外部干扰干涉光束,并在目标光纤纤心产生光栅耀斑都需要精密的控制技术,而对于光栅耀斑反射出的光信号的检测也需要精密的检测技术。
4、光束分离法(Splitting):光束分离法是一种需要切断光纤的窃听方法,即切断光纤并接入光分束器,。使目标信号分为两个完全相同的信号,其中一个信号仍然在原来的光纤中传输,另一个信号被窃听。这种方法通常都将造成几分钟的光纤通信中断。因此,光束分离法是一种非隐蔽窃听方法,很容易被发现。
5、渐近耦合法(EvanescentCoupling):渐近耦合法首先抛光光纤的保护层,使窃听光纤纤心尽可能贴近目标光纤纤心,通过减少保护层的反射引出部分信号到窃听光纤里面。由于光纤纤心非常细,实施这种方法非常困难,又由于光纤的保护层被抛光将产生1~2dB的光纤损耗,因此很难实现隐蔽的窃听。
以上几种窃听光纤信号的方法都可以通过一些技术手段得到光纤信号,特别是光纤弯曲法、V型槽切口法,能够实现隐蔽窃听,又由于实施相关窃听相对容易一些,因此具有较高的实战应用价值。但是,如何隐蔽地精确部署窃听装置,如何探测和分析导出的部分微弱光信号并获得有用的信息,是各种窃听方法必须解决的关键问题。相应地,如何快速精确地检测一些精确部署的窃听(比如光纤弯曲法只需要光束的1%左右,甚至更少的信号能量)是光纤通信安全必须解决的实际问题。
㈡ 光纤通信中的熔纤是什么意思呀
熔纤就是熔接光纤,也就是把光纤焊接起来。
光纤熔接技术主要是用熔纤机将光纤和光纤或光纤和尾纤连接,把光缆中的裸纤和光纤尾纤熔合在一起变成一个整体,而尾纤则有一个单独的光纤头。
熔接前根据光纤的材料和类型,设置好最佳预熔主熔电流和时间及光纤送入量等关键参数。熔接过程中还应及时清洁熔接机“V”形槽、电极、物镜、熔接室等,随时观察熔接中有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象。
注意OTDR跟踪监测结果,及时分析产生上述不良现象的原因,采取相应的改进措施。如多次出现虚熔现象,应检查熔接的两根光纤的材料、型号是否匹配,切刀和熔接机是否被灰尘污染,并检查电极氧化状况,若均无问题,则应适当提高熔接电流。
(2)光通讯V槽扩展阅读:
光纤熔接主要分为四个步骤:剥、切、熔、护。
光纤冷接和光纤熔接的区别:
热熔:需要使用熔接机,光纤切刀,将两根光纤接起来,不需要其它辅助材料。优点是质量稳定,接续损耗小(约0.03至0.05db),缺点是设备成本过高,设备的储电能力有限,野外作业爱限制。总之, 熔接质量好,衰耗低,但操作麻烦,需要熔接机。
冷接:不需要太多设备,光纤切刀即可,但每个接点需要一个快速连接器(可以说是未来的主流操作),大约5至10元钱,优点是便于操作,适合野外作业,缺点损失偏大,约0.2至0.5dB每个点.冷接子”。
目前国内可以直接生产的厂家较少,成本较高,在商务和技术服务上没有可供选择的余地,其次是冷接子中使用匹配液,因使用少,时间短,老化问题需要时间的考验。
㈢ 光通讯的原理与应用
【光通信原理】光纤通信(Fiber-optic communication),也作光纤通讯。光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式,首先将电信号转换成光信号,再透过光纤将光信号进行传递,属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。自1980年代起,光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性 ,同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。光纤通信传输容量大,保密性好等优点。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。
光纤通信的原理就是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。光纤的导光特性基于光射线在纤芯和包层界面上的全反射,使光线限制在纤芯中传输。光纤中有两种光线,即子午光线和斜射光线,子午光线是位于子午面上的光光线,而斜射光线是不经过光纤轴线传输的光线。
【全光网络】未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。而目前的一切研发进展,都是“逼近”这个目标的过程。
骨干网是对速度、距离和容量要求最高的一部分网络,将ASON技术应用于骨干网,是实现光网络智能化的重要一步,其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面,从而实现对资源的按需分配。DWDM也将在骨干网中一显身手,未来有可能完全取代SDH,从而实现IPOVERDWDM。
城域网将会成为运营商提供带宽和业务的瓶颈,同时,城域网也将成为最大的市场机遇。目前基于SDH的MSTP技术成熟、兼容性好,特别是采用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新标准之后,已经可以灵活有效地支持各种数据业务。
对接入网来说,FTTH(光纤到户)是一个长远的理想解决方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程,即从FTTN(光纤到小区)到FTTC(光纤到路边)和FTTB(光纤到公寓小楼)乃至最后到FTTP(光纤到驻地)。当然这将是一个很长的过渡时期,在这个过程中,光纤接入方式还将与ADSL/ADSL2+并存。
基于上述全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。ASON、FTTH、DWM、RPR这四项目前是光通信行业最重要的技术。
【光通信技术】
1、ASON
无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(,智能光网络)是一种光传送网技术。目前的产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。
2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。
ASON在国外成功商用的经验表明,ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如,AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网;BT组建21CN网,目前已建40个ASON节点;Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网,等等。
然而,目前ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来我国将参与更多的ASON标准化工作,同时,ASON的标准化,尤其是其中ENNI的标准化,将在近年内取得突破性进展。
2、FTTH
FTTH(FiberToTheHome,光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。目前,实现FTTH的技术中,EPON将成为未来我国的主流技术,而GPON最具发展潜力。
EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。目前,国家已经将EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。
GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高,还无法在我国大规模推广。
我国的FTTH还处于市场启动阶段,离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中,运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素,采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式,更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看,FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容,而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。
3、WDM
WDM突破了传统SDH网络容量的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。 按照通道间隔的不同,WDM(,波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术,但CWDM也有其用武之地。
2006年,烽火、华为等设备厂商都推出了自己的DWDM系统,国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用,如利用DWDM来建设骨干网等。
相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年,电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空间,它适合快速、低成本多业务网络建设,如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。
4、RPR
弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)将成为未来重要的光城域网技术。近年来许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备,RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。
在标准化方面,IEEE802.17的RPR标准已经被整个业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。