[发明专利]能可靠进行防窃听传输的光纤结构

说明书

相关申请

本申请要求临时申请60/290106的优先权，该临时申请的申请日为2001年5月10日，该临时申请已经转让给本发明的受让人，且它被本文参引。

发明领域

本发明涉及光纤传输系统，尤其是涉及能防止光信号被盗用的光纤。

发明的背景技术

从光纤传输线中进行未授权和未发现的光信号窃听涉及到各种用户。传输电缆即使载有非常敏感的信息，也通常要穿过很长的不安全区域。当光纤被实际切断，并接入一窃听装置时，因为接收站的信号中断，因此很容易检测到该可能存在的不希望的接收者。不过，可以采用更高级的方法，该方法能够在不中断信号的情况下以非常小的功率损耗来窃取一部分信号，该非常小的功率损耗使得该窃听不会被检测到。一个这样的方法涉及在光纤芯中形成折射率光栅(refractive index grating)。通常，其中写入有光栅的光纤具有对光诱导折射率变化敏感的掺杂剂。一旦写入，光栅使一部分穿过光纤侧壁的波长信号衍射，这样，它很容易由位于该光纤附近的光电检测器“读出”。通过使很短的一段光纤芯暴露在合适激光辐射下以产生折射率扰动带，可以形成光栅。这对光纤的大量传输特性的损害并不足以被检测到。

另一种方法简单地说是在光纤中形成一个弯头。这使得信号“泄漏”到光纤覆层内，在该光纤覆层中，能够在不被发送源或接收站检测到的情况下对该信号进行窃听。

发明简介

根据本发明，通过使光纤构成有高吸收的UV涂层来对付第一种侵入。这防止形成光栅所需的“写”辐射接近光纤芯。在该实施例的一种变化形式中，在光纤中有一条或多条用于监测信号的光通路。该附加的光通路使得监测信号能够以与信息信号分离的方式在光纤中传输，以便对于任意试图使光纤覆层产生裂口的企图都发出信号。

通过使光纤对微弯(microbending)损耗的敏感程度增加到光纤的弯曲能引起非常高的信号衰减，以便使接收站能够检测到该弯曲，从而解决第二种侵入。

附图的简要说明

图1是一种未授权的光纤窃听方法的示意图；

图2是用于实现图1的方案的方法和根据本发明的一个实施例的预防方法的示意图；

图3是光功率对光纤半径的曲线图，表示光纤内的功率分布；

图4是光纤的折射率分布图，该光纤设计为防止利用微弯法进行未授权的窃听；

图5是对于5种不同光纤系数分布的弯曲损耗对弯曲半径的曲线图；以及

图6是光纤的示意剖视图，该光纤根据本发明设计成防止未授权的窃听。

发明的详细说明

从光纤中窃听电磁辐射的方法是本领域所已知的。例如见美国专利5061032、5832156和5850302，这些文献被本文参引。当未授权时，这些已知的电线窃听结果在本文中可以统称为光纤窃听。这些专利所述的方法需要在将进行窃听的光纤芯中写入闪烁(blazed)和发出线性调频脉冲(chirped)的折射率光栅。在很长传输线上载有敏感信息的光纤很容易为未授权的用户接近物理光纤提供机会。然后能很容易的剥去电缆护套和将窃听光栅写入暴露的光纤芯中。该操作中也能很容易地除去光纤涂层。通过光纤涂层写入光栅的方法是已知的，因此，在光纤窃听时甚至不需要剥去光纤涂层。因为从主信号中窃取的功率大小可以保持得较低(但仍足够能读出该信号)，接收站的信号功率损耗可能在系统的正常极限内，因此不能检测到该功率损失。

光纤窃听方法如图1所示，其中，光纤12如图所示有芯20和覆层21。所示的光纤部分剥去了普通光纤涂层。未授权用户将Bragg光栅14写入光纤的暴露部分。在芯20中传送的信号辐射的很小部分通过光栅而从芯中衍射，并利用透镜或棱镜23进行检测，以便将窃听的光束26聚焦到光电检测器24中。折射率匹配介质22可以用于增加窃听效率。

根据本发明，一种防止该形式的光纤窃听的方法是防止形成光栅14所需的UV辐射接近光纤芯。在一个实施例中，可以通过在光纤上形成高UV吸收覆层而实现。如前所述，光纤涂层很容易除去。覆层则不是这样。覆层在物理上与芯连续，两者形成整个玻璃体，同时还有很少量的添加杂质，该杂质使得覆层与芯区别开。因此，当UV辐射不能透过覆层时，形成光纤窃听所需的装置将很难接近光纤芯。这可以通过用强不透性材料例如金属涂覆光纤而实现。但是该方法不能抵抗包括除去不透性涂层的窃听方法。除去涂层可以在不被检测到的情况下很容易地实现。