В рубрику "Кабели связи, кабельное оборудование" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В статье рассмотрены магистральные защищенные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП). Приведены внешний вид, структурная схема и параметры универсальных контроллеров защиты, а также сетевые стандарты, которые они поддерживают. Представлены структурные схемы включения контроллеров в составе магистральных защищенных ВОСП.
The secure optical fiber trunking systems (OFTS) are considered in this article. Especially, the physical configuration, the block diagram, the parameters of the general-purpose security controller and network standards, which they support. Besides, here further are presented block diagrams, which show the switching on of the controllers, compound into the secure optical fiber trunking systems (OFTS).
Для защиты информации ограниченного доступа при передаче за пределами контролируемой зоны (КЗ) могут быть использованы либо криптографические средства защиты информации (КСЗИ), либо защищенные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП). Защищенные ВОСП имеют неоспоримое преимущество по сравнению с КСЗИ, но могут быть применены только для выделенных каналов связи, то есть в случае, когда линия связи не имеет разрывов. При этом защищенные ВОСП должны иметь в своем составе сертифицированный контроллер защиты и соответствовать требованиям нормативных документов ФСТЭК России [1, 2]. Современные магистральные ВОСП основаны на использовании технологии плотного волнового уплотнения (Dense Wavelength Division Multiplexing – DWDM), и каждый информационный сигнал передается в них на своей оптической частоте (длине волны). Типовая спектральная характеристика одномодовых оптических волокон (SMF) приведена на рис. 1.
Первоначально для ВОСП появилось окно прозрачности 1 в диапазоне длин волн от 0,78 до 0,86 мкм, которое используется сегодня только для внутриобъектовых или коротких межобъектовых ВОСП. Позже стали использовать окно прозрачности 2 (длины волн от 1,26 до 1,36 мкм) для межобъектовых ВОСП. И наконец, появилось окно прозрачности 3 (от 1,530 до 1,565 мкм) для ВОСП дальней связи. Для технологий волнового уплотнения и соответствующих им новых типов волокон (рекомендации Международного союза электросвязи ITU-T [3–5]) стали использовать окна прозрачности, ориентированные на многоканальные ВОСП с волновым уплотнением: О, Е, S, C, L, U. В табл. 1 и на рис. 1 отмечены спектральные диапазоны, характерные для систем с волновым уплотнением.
Основной (О) и расширенный (Е) диапазоны используются только для CWDM ВОСП масштаба города. Сверхдлинный диапазон (U) появился совсем недавно и еще не освоен промышленностью. В настоящее время для ВОСП по технологии DWDM в основном используются три диапазона: коротковолновый (S), стандартный (C) и длинноволновый (L).
Для магистральных ВОСП информации на расстояния более 80–100 км необходимо использование периодического восстановления оптических сигналов. Известно, что возможно использование трех классов регенерации:
Для защищенных ВОСП целесообразно ограничиться использованием только восстановления типа R1, так как восстановления типов R2 и R3 разбивают оптическую цепь на отдельные участки, каждый из которых необходимо защищать отдельно, то есть около регенераторов должны быть расположены контроллеры защиты. Кроме того, регенераторы R2 и R3 должны быть расположены в пределах КЗ, а это накладывает дополнительные требования к защищенной ВОСП. Регенераторы должны быть защищены от утечки информации по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН).
Для восстановления R1 лучше всего подходят волоконно-оптические усилители (ОУ) на активных волокнах, легированных эрбием (Erbium Doped Fiber Amplifier – EDFA). Эти усилители используются для основного спектрального диапазона. В этом случае мощность оптического сигнала восстанавливается без его преобразования в электрический сигнал (и соответственно обратно в оптический). Поэтому полностью устраняется возможность утечки информации с ОУ по каналу ПЭМИН. Диапазон работы контроллера защиты распространяется дальше на участок волокна за усилителем. Кроме того, ОУ может быть выполнен в защищенном исполнении и располагаться за пределами контролируемой зоны (КЗ) в грунте, канализации, на дне водоема. Особенностью применяемых в защищенных ВОСП усилителей является необходимость постоянного коэффициента усиления и его высокая временная стабильность.
Для компенсации уширения информационных импульсов за счет дисперсии в волокне используются участки волокна с отрицательной дисперсией. Таким образом, могут быть спроектированы каналы связи с 15–20 участками по 100 км без ретрансляторов R2 и R3 типов (дальность 1500–2000 км) и даже более. Например, российская компания "Т8" предлагает передачу без регенерации на расстояния до 4000 км. Ширина спектральной характеристики современных ОУ не превышает 30–35 нм, поэтому их использование возможно только в ВОСП по технологии плотного волнового уплотнения (DWDM), так как спектральная полоса оптических сигналов в ВОСП CWDM составляет от 140 до 340 нм и только для восьми или 16 каналов. Технологии DWDM позволяет передавать по одному волокну каналы с интервалами между следующими несущими длинами волн (частот):
Применение технологии WDM (спектральное уплотнение каналов) в ВОСП дает дополнительные преимущества по безопасности информации за счет:
Основные структурные схемы защищенных магистральных однопролетных ВОЛП с использованием контроллеров защиты приведены на рис. 2:
Таким образом, защищенные магистральные ВОСП, кроме систем мониторинга, выполненных на основе рефлектометра, должны включать постоянно работающий контроллер защиты. При этом должна быть обеспечена прозрачность линии связи, что возможно при использовании регенерации типа R1 на основе оптических усилителей. Усилители должны иметь постоянный коэффициент усиления в заданном диапазоне и высокую временную стабильность.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2014
Посещений: 21562
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Кабели связи, кабельное оборудование" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
