防窃听光纤报警系统技术方案

本发明专利技术提供了一种防窃听光纤报警系统包括：激光器、环形器、光缆、光电转换模块、信号处理模块和报警模块；所述光缆包括通信光纤和传感光纤；所述激光器的光输出端通过所述环形器与所述传感光纤的光入射端连接，所述传感光纤的光入射端通过所述环形器与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述报警模块连接；所述通信光纤用于正常通信；所述传感光纤用于监测侵扰情况。本发明专利技术提供的防窃听光纤报警系统，通过在光缆的保护层内加载另一路光纤，并利用分布式传感的方式监测保护层内光纤的断点及应力发生，从而对整个通信光路进行保护。

Anti eavesdropping optical fiber warning system

The invention provides an anti eavesdropping fiber alarm system includes a laser, ring, optical fiber, photoelectric conversion module, signal processing module and alarm module; cable comprising optical fiber communication and sensing fiber; the laser light output end through the circulator and the sensing optical fiber light incident end connection the light incident of the fiber end are connected by the circulator and the photoelectric conversion module, the photoelectric conversion module and the signal processing module is connected to the signal processing module is connected with the alarm module; the communication optical fiber for normal communication; the optical fiber sensor for monitoring the situation. Anti eavesdropping fiber alarm system provided by the invention, through the cable protective layer to load a fiber, and the use of distributed sensing monitoring protection layer and fiber break stress, so as to protect the whole optical communication.

【技术实现步骤摘要】
防窃听光纤报警系统
本专利技术涉及光纤防窃听领域，具体涉及一种防窃听光纤报警系统。
技术介绍
光纤通信安全已经成为影响作战指挥和国家安全主要因素。美国在1989年初，美国国家安全局就召集了全美的项尖光纤通信专家进行光纤光缆窃听的研究工作。美国研发的核动力潜艇“吉米卡特”号中具备进行海底光缆窃听的特殊挂舱，可以对海底光缆进行数据盗取，潜艇上有大型计算机可以进行解密计算。最新的情报表明美国新的技术已经可以在1-2秒就可以实现与线路物理连接，这种技术不但可以窃取数据也可以侵入链路发出破坏性指令，如果侵入指挥系统将可以改变战局后果不堪设想；侵入轨道交通系统可以发出错误指令制造火车相撞事故，战时同时发起多条线路侵入可以导致整个铁路系统瘫痪，从而使得部队无法进行铁路调遣，甚至造成社会混乱，达到不战而胜的目的。陆地线路入侵防护更加困难。我军通信线路上万公里，有大量线路都在老百姓的农田里，入侵者只需要盖个蔬菜大棚就可以很隐蔽的实施窃听。因此保障我军通信线路的安全成为一个紧要的任务。一般情况下，入侵事件都会引起信道信号衰减和功率波动变化等。有些入侵事件会导致通信突然中断等现象出现；安装窃听装置的过程中将会引起突发误码和突发功率波动，当窃听装置部署完毕后误码和功率波动将在一个新的水平上温和变化。现有光纤窃听检测技术主要是针对这些特性进行防范的。由于敌人入侵时采用的多种方法是不造成光纤切断的且造成衰减非常小，因此现有技术很难侦测出入侵事件，即使侦测出来事件发生也很难对入侵位置进行准确定位。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供的防窃听光纤报警系统，通过在光缆的外护套内加载另一路光纤，并利用分布式传感的方式监测入侵者实施入侵时产生的震动及压力等物理量变化，确认入侵行为，并实现对入侵点准确定位，实现对整个通信光路进行保护保护层内光纤的断点及应力发生，从而对整个通信光路进行保护。通过光路环形感应层设计加强了对中心通讯层的防护，有效提高了入侵侦测的准确率，降低了误报率。本专利技术提供的一种防窃听光纤报警系统，包括：激光器、环形器、光缆、光电转换模块、信号处理模块和报警模块；所述光缆包括通信光纤和传感光纤；所述激光器的光输出端通过所述环形器与所述传感光纤的光入射端连接，所述传感光纤的光入射端通过所述环形器与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述报警模块连接；所述通信光纤用于正常通信；所述传感光纤用于监测侵扰情况；所述激光器用于产生脉冲激光；所述光电转换模块用于接收所述传感光纤内的反射光，并将光信号转换为电信号；所述信号处理模块用于接收所述光电转换模块输出的电信号，对所述电信号进行处理，得到监测结果；所述报警模块用于根据所述监测结果进行报警。优选地，所述通信光纤外包裹有外护套，所述传感光纤以绞合缠绕的方式嵌在所述外护套中。优选地，包括多路所述传感光纤，多路所述传感光纤分别以不同的方向绞合缠绕在所述外护套中。优选地，多路所述传感光纤分别采用不同涂层的光纤。优选地，所述信号处理模块具体用于：接收所述电信号，进行模数转换得到监测数据；若所述监测数据大于所述阈值，则确定所述监测数据对应的点为入侵点；根据所述监测数据的时间信息，计算得到入侵点坐标。优选地，所述信号处理模块具体用于：接收所述电信号，进行模数转换得到监测数据；对所述监测数据进行降噪处理；提取降噪处理后的监测数据的特征值；将所述特征值输入预先训练好的分类器，得到分类结果；若所述分类结果为人为侵扰，则标记所述监测数据对应的点为疑似入侵点，根据所述监测数据的时间信息，计算得到疑似入侵点坐标，并输出入侵预警；若所述分类结果为已遭入侵，则根据所述监测数据的时间信息，计算得到入侵点坐标，并输出入侵警报；若所述分类结果为外界侵扰，则不进行坐标计算。优选地，所述提取降噪处理后的监测数据的特征值，包括：将降噪处理后的监测数据转化为频域信号，提取所述频域信号的频谱信息作为特征值。优选地，在降噪处理和提取特征值之间还包括以下步骤：将降噪处理后的监测数据与标准数据做差值计算，若差值大于预警阈值，则进行降噪处理。优选地，所述分类器的训练步骤包括：采集大量数据作为样本数据，对样本数据的类型进行标记；对所述样本数据进行降噪处理；提取降噪处理后的样本数据的特征值；将样本数据的特征值输入分类器，得到分类测试结果；若分类测试结果与标记的样本数据的类型不同，则调整所述分类器的参数；获取下一组样本数据进行训练，直到所述分类器的输出结果满足条件。优选地，所述报警模块具体用于：若监测结果为监测到入侵信号，则将所述监测结果中的入侵点坐标发送给卫星，并接收卫星回传的所述入侵点坐标处的图像信息，进行报警警情确认，若确认发生窃听事件，则发布报警信息。附图说明图1为本专利技术实施例提供的防窃听光纤报警系统的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的带有传感光纤的光缆的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的带有传感光纤的光缆的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的带有传感光纤的光缆的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种防窃听光纤报警系统，包括：激光器1、环形器2、光缆6、光电转换模块3、信号处理模块4和报警模块5。光缆6包括通信光纤8和传感光纤7，其中通信光纤8和传感光纤7的数量不做限定，可以是一路或多路。其中，通信光纤8用于正常通信。传感光纤7用于监测侵扰情况。激光器1用于产生脉冲激光。光电转换模块3用于接收传感光纤7内的反射光，并将光信号转换为电信号。信号处理模块4用于接收光电转换模块3输出的电信号，基于光时域反射(OTDR)原理对电信号进行处理，得到监测结果，监测结果包括是否发生入侵事件，以及入侵事件发生的地点。报警模块5用于根据监测结果进行报警。激光器1的光输出端通过环形器2与传感光纤7的光入射端连接，传感光纤7的光入射端通过环形器2与光电转换模块3连接，光电转换模块3与信号处理模块4连接，信号处理模块4与报警模块5连接。激光器1输出的脉冲激光经过输入传感光纤7，脉冲激光在传感光纤7中遇到障碍点后会发生反射，反射回的光被光电转换模块3接收后，由信号处理模块4进行分析计算，得到障碍点对应的坐标。本实施例提供的防窃听光纤报警系统，通过在光缆6的保护层内加载另一路光纤，并利用分布式传感的方式监测入侵者实施入侵时产生的震动及压力等物理量变化，确认入侵行为，并实现对入侵点准确定位，实现对整个通信光路进行保护保护层内光纤的断点及应力发生，从而对整个通信光路进行保护。通过光路环形感应层设计加强了对中心通讯层的防护，有效提高了入侵侦测的准确率，降低了误报率。其中，报警模块5若具体用于：监测结果为监测到入侵信号，则将监测结果中的入侵点坐标发送给卫星，并接收卫星回传的入侵点坐标处的图像信息，进行报警警情确认，若确认发生窃听事件，则发布报警信息，报警信息可以通过网络短信等多种形式发布。通过后台大数据平台进行报警设计分析、入侵位置锁定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防窃听光纤报警系统，其特征在于，包括：激光器、环形器、光缆、光电转换模块、信号处理模块和报警模块；所述光缆包括通信光纤和传感光纤；所述激光器的光输出端通过所述环形器与所述传感光纤的光入射端连接，所述传感光纤的光入射端通过所述环形器与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述报警模块连接；所述通信光纤用于正常通信；所述传感光纤用于监测侵扰情况；所述激光器用于产生脉冲激光；所述光电转换模块用于接收所述传感光纤内的反射光，并将光信号转换为电信号；所述信号处理模块用于接收所述光电转换模块输出的电信号，对所述电信号进行处理，得到监测结果；所述报警模块用于根据所述监测结果进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种防窃听光纤报警系统，其特征在于，包括：激光器、环形器、光缆、光电转换模块、信号处理模块和报警模块；所述光缆包括通信光纤和传感光纤；所述激光器的光输出端通过所述环形器与所述传感光纤的光入射端连接，所述传感光纤的光入射端通过所述环形器与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述报警模块连接；所述通信光纤用于正常通信；所述传感光纤用于监测侵扰情况；所述激光器用于产生脉冲激光；所述光电转换模块用于接收所述传感光纤内的反射光，并将光信号转换为电信号；所述信号处理模块用于接收所述光电转换模块输出的电信号，对所述电信号进行处理，得到监测结果；所述报警模块用于根据所述监测结果进行报警。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信光纤外包裹有外护套，所述传感光纤以绞合缠绕的方式嵌在所述外护套中。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，包括多路所述传感光纤，多路所述传感光纤分别以不同的方向绞合缠绕在所述外护套中。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，多路所述传感光纤分别采用不同涂层的光纤。5.根据权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块具体用于：接收所述电信号，进行模数转换得到监测数据；若所述监测数据大于所述阈值，则确定所述监测数据对应的点为入侵点；根据所述监测数据的时间信息，计算得到入侵点坐标。6.根据权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块具体用于：接收所述电信号，进行模数转换得到监测数据；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增良，李学文，张桐语，张东健，谢长福，刘康林，余国辉，
申请(专利权)人：唐山市镜圆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13