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光纖瑞利散射信號探測器的制作方法

文檔序號:7697110閱讀:409來源:國知局
專利名稱:光纖瑞利散射信號探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種光通信技術(shù)領(lǐng)域的器件,具體是一種基于全反射原理的光纖 瑞利散射信號探測器。
背景技術(shù)
長久以來,人們在光網(wǎng)絡(luò)的安全性上認(rèn)識不足。傳統(tǒng)上認(rèn)為光纖通信具有保 密性好、抗干擾能力強(qiáng)的特點,從而忽視了對光纖通信的安全性分析。近年來, 隨著對光網(wǎng)絡(luò)中光器件的認(rèn)識不斷深入和對網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)攻擊方法的研究逐 漸深入,光網(wǎng)絡(luò)的安全問題成為一個重要的課題。由于光網(wǎng)絡(luò)的傳輸數(shù)據(jù)率很 高,單根光纖的傳輸速率超過T比特級,所以即使遭受短時間的攻擊也會導(dǎo)致 大量數(shù)據(jù)泄露,造成巨大損失;光網(wǎng)絡(luò)的透明特性對于攻擊信號和傳輸信號同 樣透明,給網(wǎng)絡(luò)安全帶來極大潛在隱患;目前光網(wǎng)絡(luò)中使用的一些器件都存在 一定的安全隱患,其安全性不能適應(yīng)保密通信的要求等。由此可見,對光網(wǎng)絡(luò) 及光纜的安全攻擊、防守與竊聽的技術(shù)研究十分緊迫。
光纖中光信號的提取是光網(wǎng)絡(luò)攻防的關(guān)鍵技術(shù)點之一,目前主要有接入法、 分光法和非接觸式竊聽三類,三類方法都有各自不同的優(yōu)缺點
(1) 、接入法即采用將光纖短暫地插入竊聽設(shè)備實現(xiàn)竊聽。如果時間足夠短, 網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短暫的小差錯而允許光繼續(xù)傳輸。由于目前單根光 纖中的信息傳輸課達(dá)T比特級,所以即使短時間的竊聽也能得到大量有用信息, 從而實現(xiàn)間斷地竊聽。從實現(xiàn)的角度看,接入法是最簡單的方法。但是此法本 質(zhì)上是一種破壞原有通信的方法,易被發(fā)現(xiàn)。
(2) 、分光法即對待竊聽光纖進(jìn)行特定地操作,使得光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌?分泄漏到光纖外部,再將泄漏出的部分光搜集起來,恢復(fù)出光纖中傳輸?shù)脑?信號,以達(dá)到光纜竊聽的目的。分光法的優(yōu)點是不破壞光纖中原有的數(shù)據(jù)流, 相對較易實現(xiàn),且當(dāng)光纖中泄漏出的光功率小于總功率的2%時,系統(tǒng)很難發(fā)現(xiàn)。由于分光法不可避免地導(dǎo)致部分光功率衰減,因此理論上仍然可以被探測到。 此種方案中最常見的是微彎法。微彎法是利用將光纖彎曲到一定的半徑,光纖 中傳輸?shù)墓庑盘枌胁糠中孤兜焦饫w外部,探測這部分泄露光信號可實現(xiàn)對 光纖的竊聽;還可利用光纖夾具夾持光纖,也會有部分光信號泄露出來,泄露 的光信號被搜集后可以恢復(fù)出被竊聽光纖中傳輸?shù)墓庑盘枴?br> (3)、非接觸式竊聽即不改變光纖中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流,也不改變光纖的狀態(tài), 從而實現(xiàn)光纖的竊聽。由于其"非接觸"和不從光纖中"偷"光的特點,所以 此法最不容易被發(fā)現(xiàn)。以下兩點可以實現(xiàn)光纖的非接觸式竊聽 一是通過射入 待竊光纖額外的光,通過其和光纖中原有光信號的相互作用,來推斷原光纖中 傳輸?shù)墓庑盘?;二是利用光信號在光纖中傳輸時輻射出光纖的瑞利散射信號, 以此推斷光纖中傳輸?shù)墓庑盘?,達(dá)到信息竊聽的目的。德國電信的Herbert Walter 提交的一份專利EP 0915356 Al, US 6,265,710 Bl,提出了利用搜集輻射出石英 光纖的瑞利散射信號來推斷光纖中信號的方法,但是具有搜集效率低的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種光纖瑞利散射信號探測 器,能大幅提高光信號搜集效率并可應(yīng)用于光纜信息竊取的瑞利散射信號搜集 結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的, 一種基于全反射原理的光纖瑞利散射 信號探測器包括 一個石英的橢圓柱體,所述橢圓柱體由兩個沿長軸方向切開 的半橢圓柱體組成,在橢圓柱體的兩個焦點處為兩個大小相等的圓形通道,在 其中一個通道中設(shè)置與通道形狀、長度相同的光電探測器。
所述橢圓柱體的長度為10 30mm。
所述的橢圓柱體外壁鍍鋁膜。橢圓柱體外壁鍍高反射膜的目的是減小透射 到圓柱體外部的瑞利散射信號,盡可能地保證光在柱體內(nèi)部反射,減小光信號 的損失。
所述圓形通道直徑為130Wn。主要取決于光電探測器的尺寸大小。橢圓柱體 被加工成兩部分,并在兩條焦點連接線的位置分別加工成與光纖和探測器尺寸匹配的凹槽(合成圓形通道),以利于后期裝配。
橢圓柱體由兩個半橢圓柱體組成,將待竊聽光纖的一段剝?nèi)ネ扛矊雍笾糜跈E 圓柱體的其中一焦點位置的圓形通道內(nèi),而在另一焦點線位置的圓形通道內(nèi)放 置園柱型的光電探測器。在橢圓柱體的橫截面上,從橢圓焦點處發(fā)出的瑞利散 射信號,經(jīng)過橢圓內(nèi)壁反射后,都將匯聚于橢圓的另一焦點處,從而實現(xiàn)瑞利 散射信號接收。
圓柱型的特殊光電探測器被放置于橢圓焦點位置,所以理論上在此橢圓截面 上的瑞利散射信號可以100%地被探測器搜集到,為后期的信號處理以提取該光 纖中傳輸?shù)男畔⒌於ɑA(chǔ)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明具有以下有益效果-
1、 待測光纖和光電探測器被分別放置于橢圓柱體的兩焦點處,光纖中輻射 出的瑞利散射信號在該橢圓柱內(nèi)全反射,且根據(jù)射線光學(xué)原理,在橢圓柱體橫 截面上一焦點處發(fā)出的瑞利散射信號一定被另一焦點處的光電探測器所搜集。 因此,該搜集結(jié)構(gòu)能夠有效提高光信號的搜集效率。
2、 采用石英材料制成的橢圓柱體,具有很好的傳光特性。
3、 橢圓柱體外壁上鍍高反射率的金屬薄膜,可有效減小透射到柱體外部的 光信號,提高光信號的搜集效率。
4、 橢圓柱體和待測光纖以及探測器之間裝配簡單、可擴(kuò)展性強(qiáng)。


圖1為光纖瑞利散射信號探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實施,給出了詳細(xì)的實施方式和過程,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實施例。
如圖1所示, 一種基于全反射原理的光纖瑞利散射信號探測器包括 一個 石英的橢圓柱體,所述橢圓柱體由兩個沿長軸方向切開的半橢圓柱體2、 3組成, 在橢圓柱體的兩個焦點處為兩個大小相等的圓形通道,在其中一個通道中設(shè)置
5與通道形狀、長度相同的光電探測器4。 所述橢圓柱體的長度為10 30mm。
所述的橢圓柱體外壁鍍鋁膜。橢圓柱體外壁鍍高反射膜的目的是減小透射 到圓柱體外部的瑞利散射信號,盡可能地保證光在柱體內(nèi)部反射,減小光信號 的損失。
所述圓形通道直徑為130Wn。主要取決于光電探測器4的尺寸大小。橢圓柱 體被加工成兩部分,并在兩條焦點連接線的位置分別加工成與光纖1和光電探 測器4尺寸匹配的凹槽(合成圓形通道),以利于后期裝配。
具體信號搜集過程如下待測光纖1和光電探測器4被分別放置于橢圓柱體 的兩焦點處的圓形通道內(nèi),光纖1中輻射出的瑞利散射信號在該橢圓柱內(nèi)全反 射。且根據(jù)射線光學(xué)原理,在橢圓柱體橫截面上一焦點處發(fā)出的瑞利散射信號 一定被另一焦點處的光電探測器4所搜集。因此,該搜集結(jié)構(gòu)能夠有效提高光 信號的搜集效率。輻射出光纖1的瑞利散射信號經(jīng)光電探測器4搜集后,轉(zhuǎn)換 為電信號5,對此電信號進(jìn)行進(jìn)一步的分析即可推斷出原光纖1中傳輸?shù)墓庑盘枺?從而實現(xiàn)光纖1中光信號竊聽的目的。
權(quán)利要求
1、一種光纖瑞利散射信號探測器,其特征在于包括一個石英的橢圓柱體,所述橢圓柱體由兩個沿長軸方向切開的半橢圓柱體組成,在橢圓柱體的兩個焦點處設(shè)有兩個大小相等的圓形通道,在其中一個通道中設(shè)置與通道形狀、長度相同的光電探測器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖瑞利散射信號探測器,其特征是,所述橢圓柱體的長度為10 30腿,
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖瑞利散射信號探測器,其特征是,所述的橢 圓柱體外壁鍍鋁膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖瑞利散射信號探測器,其特征是,所述圓形 通道直徑為130陶。
全文摘要
本發(fā)明是一種光通信技術(shù)領(lǐng)域的光纖瑞利散射信號探測器,包括一個石英的橢圓柱體,所述橢圓柱體由兩個沿長軸方向切開的半橢圓柱體組成,在橢圓柱體的兩個焦點處設(shè)有兩個大小相等的圓形通道,在其中一個通道中設(shè)置與通道形狀、長度相同的光電探測器。待竊聽光纖被剝掉涂覆層后置于橢圓柱體的一焦點位置處的圓形通道內(nèi),而圓柱型的光電探測器被放置于橢圓柱體的另一個焦點處的圓形通道內(nèi)。橢圓柱體外壁鍍高反射率金屬薄膜,以保證光在橢圓柱內(nèi)全反射。該搜集結(jié)構(gòu)能夠有效提高光信號的搜集效率,具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、裝配簡單等優(yōu)點。
文檔編號H04B10/08GK101557257SQ200910049880
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者杰 史, 肖石林, 荷 陳, 韋建文 申請人:上海交通大學(xué)
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