光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用

2018年4月的方向,而一般的高速公路是不允许掉头的,这无形中就耽误了时间,原本30min可以到达的地方,也许就需要2h了。

而4G无线通信技术就不会出现此类的问题,在实际的应用过程之中,4G技术能够以非常快的速度将手机中断所发出的信息数据接收,并在接受后快速的将数据反馈回手机终端,整个过程十分的快捷,而且无线通信技术的扫描周期非常短,这样就能够使驾驶员在行驶车辆时能够实时的接收到高速公路的相关的信息,也能够对行驶线路根据导航的提示及时做出调整。

4结束语4G网络通信技术大大提高了所有使用者的上网体验,在高速公路的实践应用之中,使用户的手机定位系统更加的精确,在实际的使用过程之中,能够最大限度的提高用户的使用体验,为所有的手机用户提供一个更为舒适的上网环境以及流畅的上网体验,在接下来的研究工作之中,对于无线网络通信技术的研究还要更进一步,在确保整个数据传输稳定,高速的同时,进一步提高整个无线网络通信的带宽以及传输的速率。

参考文献[1]赵明信.探究4G无线通信技术在高速公路实践应用[J].数字通信世界,2016(12).[2]张莹.4G无线通讯技术在现代高速公路机电系统的应用[J].信息系统工程,2017(9):148~149.[3]王汗青.高速公路机电系统的GPRS无线通信技术应用[J].电脑知识与技术,2017,13(20):208~209.[4]雷栋.GPRS技术在高速公路可变情报板改造中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2010(7):302~304.收稿日期：2018-3-20光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用吴家力，肖星，莫朋机（广东南方通信建设有限公司）【摘要】随着科学技术的发展，越来越多的科技产品应用到人们的生活当中。

采用全光网络，利用其高传输宽带，高处理能力的特点，可以大大提升现阶段的网络通信速度。

与此同时，由于全光网络在传输过程中包含了很多网络信息，为了确保信息传递的安全性和可靠性，必须加强对其的管理。

本文将简单介绍全光网络的特点，研究光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用，为相关工作者提供参考。

【关键词】光纤传感器；全光网络；安全与防范；应用【中图分类号】TP212.1【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2018）04-0043-021引言随着社会的发展,人们生活水平也在不断的提高。

尤其是进入到21世纪以来,网络通信成为人与人之间的重要沟通通道之一。

全光网络的出现,使得用户间的信号传输和交换以光信号的形式进行,提升了传输速率的同时,对电磁干扰的抵抗能力也得到了极大的增强,在干线通信网中的应用越来越广泛。

为了确保在信息传输过程中的安全,需要对全光网络的安全及防范进行加强。

因此,研究光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用具有重要的现实意义。

2光纤传感器的概述利用广在光纤中传导过程中受到被测对象的影响,导致光出现一定的变化,通过对这种变化进行分析,从而实现对被测对象的检测或控制的目的,是光纤传感器的原理。

相比较其他传感器,光纤传感器的灵敏度更高,而且具有良好的绝缘性能,防爆且具有良好的耐腐蚀性能。

此外,还具有结构简单,体积小和重量轻等特点。

现阶段被广泛应用于国防、环保以及公共安全领域。

根据传感器的不用,可以将传感器分为以下几种:(1)传感原理的不同,可以分为功能型光纤传感器和非功能型光纤传感器;(2)被调制光波的参数不同,可以分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器以及偏振调制光纤传感器等;(3)新型光纤传感器:光子晶体光纤传感器、聚合物光纤传感器、长周期光纤光栅传感器等。

随着科学技术的进步,越来越多的光纤传感器应用到各行各业当中,尤其是分布传感技术的应用,可以对所测试目标进行动态的分布测试,对全光网络的安全性和可靠性有着显著的提高效果。

3全光网络的安全隐患业务层、适配层和光层组成了全光网络。

虽然各层之间都设置了相关的安全机制,确保在运行过程中信息传输和交换的安全性,但是对于光层的安全机制还存在缺失,主要体现在以下几个方面:(1)当全网网络的部分构件出现故障或者问题时,很容易导致系统出现故障,甚至瘫痪,对信息传输的安全性带来一定的影响。

例如光缆被破坏、光部件或者监管系统等。

(2)部分光纤没有进行保护,可能会被人为的利用,导致系统因此遭受到攻击影响信息传递的安全性。

(3)如果在全光网络中,同时存在多个波长在进行传输工作,相互之间的信道会产生干扰,给信息的传输带来一定的影响。

(4)由于全光网络的高传输速率,传输的数据量较大,如果系统遭受到攻击,即便是十分短暂的攻击,也会导致大量的数据被破坏。

(5)缺少数据流重建功能,对于透明节点无法进行进行信号调制和编码格式的确定,也对系统的安全性产生了影响。

与此同时,随着科学技术的发展,全光网络也得到了不断的发展和完善,虽然在一定程度上提升了网络传输的性能,但同时也增大了全光网络的安全隐患。

当前,其主要安全问题体现在以下几个方面:(1)带内干扰:在链路当中,插入由单个高能发射机产生的信息,降低了接收机的解译能力,从而对链路上的信号产生了一定的影响。

此外,该种干扰还会将所有和此链路相关联的通信设计与应用432018年4月图1带外干扰攻击示意图节点上的其他链路也会出现信号减弱的问题。

(2)带外干扰:这种干扰因素主要来自于外界,在干扰的同时,攻击者借助光学器的杂乱现象,对系统发动攻击,借助泄漏组件或交叉调制,对全光网络通道内的信号能量进行削弱。

某些光纤放大器具有较差增益调制的功能,在此背景下,在一定程度上“滋生”了带外干扰的可能性(如图1)。

(3)非法探测:这种探测行为主要体现在部分系统攻击者,借助合法用户的共享资源,监听其相邻的信道中,所泄漏的道间串扰,以达到对其信号相关信息的窃取或者干扰。

通常情况下,攻击者采用非法探测的最重要目的在于对用户相关信息的窃取。

4光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用以现有的光纤传感器理论为基础,对一种新型的全分布式光纤传感器系统在全光网络安全及防范中的应用进行分析。

它可以利用反射信号的处理分析,对光纤传输的相关参数进行采集和分析,从而能够实现对全光网络的物理光层的监测。

在低温环境下,当光纤的温度发生变化时,不会造成Ravleigh 散射出现问题,因此,光纤的测温系统的工作原理就是借助Ravleigh 散射的变化,来实现温度信息的监测。

而光纤的微弯主要会对Rayleigh 散射产生影响,对于Brillouin 来说,影响几乎可以忽略不计。

所在实际测试过程中,可以利用Rayleigh 的散射实现光纤微弯的测量,并可以对Brillouin 散射中的两种光子的衰减系数进行修正。

而利用Brillouin 的散射,则可以实现对光纤温度或者盈利分布的测量。

(框图如图2所示)通过对其原理的分析,主要借助对两个彼此时延间隔t 的脉冲光信号的拍频处理。

光源来源于连续波振荡激光器,其光源频率调制的特点是线性三角波形。

当OFDR 系统工作在连续单模光纤的后向散射方式下时,探测器会产生拍频信号,当其所产生的反射光的点到光纤始端的距离增大时,拍频信号的频率不断增大,反之,两者都会随之减小。

然后,利用频谱分析仪,将拍频信号进行显示,通过对频率的功率计算,可以测算所观察的频率所对应的距离周围的光纤的散射光强的大小。

这种方法在进行系统构件时,相对简单,其对于测试位置的精准度要远远高于采用OTDR 方式测量所得到的结果。

所以,利用以上原理,全新的分布式光纤传感器系统,可以有效的对温度、应力以及微弯进行测量。

对于全光网络的安全可以实现全方位的监测。

具体安全性及方法应用如下:4.1带内干扰攻击前文提到,带内干扰攻击属于一种宽波带干扰攻击。

在进行干扰过程中,一些干扰信号回返回到反射当中,可以通过对这些干扰信号的观察来实现对全光网络的安全防范。

与导频音检测方法不同的地方在于,对于带内干扰的检测是在头端实施的。

如果在进行光频域反射计探测时,其探测信号存在调制,那么当干扰信号出现在光频域反射计的探测信号时,可以很敏感的进行检测到。

对于分支网络当中,不同分支发出不同波长的探测信号,可以实现对干扰信号的检测。

因此,采用分布式光纤传感器系统,可以对带内干扰信号进行全面的检测,同时还以跟踪其在分支网络当中的扩散情况。

4.2带外干扰攻击采用光频域反射计检测掺铒光纤放大器和光频域反射计检测光纤线路是完全不同的。

尤其当掺铒光纤放大器是单向放大作用时,放大的反射信号是无法起到应有的作用的,则必须采用双向放大器才能实现。

因此,采用光频域反射计是无法对掺铒光纤放大器层叠信号中的增益竞争行为进行检测的。

但是,当如果在使用掺铒光纤放大器时,其作为光频域反射计的预防大器,以及在通信系统中扮演能量放大器的角色,那么,是可以通过光频域反射计探测信号进行其增益竞争的检测的。

4.3窃听攻击由于在进行非法探测时,会对全光网络的光纤进行窜改,利用光频域反射计,可以对这种光纤的断点或者损耗行为进行检测,实现对攻击者进行非法探测行为的监控,保护了全光网络信号传输的安全性。

不过,对于通过合法渠道进入到网络当中,进行的窃听行为,现阶段0FDR 探测信号还无法进行有效的检测。

5结论综上所属,随着科学技术的进步,人们直接的沟通越来越科技化,智能化。

尤其是企业间的信息传输,大量借助了网络进行通信。

全光网络的出现提升网络传输的速度和效率的同时,也存在着一定的安全隐患。

因此,相关工作者应当加强对全光网络的认知,充分了解光纤传感器技术,借助先进的科学技术,提高全光网络的安全性,防止信息被非法窃取和破坏,促进全光网络在网络通信行业的全面应用和推广。

参考文献[1]唐军.光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用[J].数字通信世界,2016(2).[2]魏访.光纤传感器在全光网络安全管理中的应用[J].无线互联科技,2018(2).[3]曹铭志.光纤传感器应用于全光网络安全防范探析[J].信息通信,2012(2):247~248.[4]林微,孙强.光纤传感器在全光网络安全及防范措施中的应用[J].光通信技术,2007,31(8):50~52.收稿日期：2018-3-24图2利用Brillouin 和Rayleigh 光频域散射的全分布式光纤传感系统框图通信设计与应用44。