Волоконно-оптические линии связи

 

Содержание

 

 

Введение 3

1. Волоконно-оптические линии связи 5

2. Управление  политикой доступа 13

3. Диагностика  локальной сети 17

Заключение 26

Список использованной литературы 27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Современное общество все в большей  степени становится информационно-обусловленным, успех любого вида деятельности все  сильней зависит от обладания  определенными сведениями и от отсутствия их у конкурентов. И чем сильней  проявляется указанный эффект, тем  больше потенциальные убытки от злоупотреблений  в информационной сфере, и тем  больше потребность в защите информации.

В связи с широким использованием информационно-вычислительных сетей  проявляется повышенный интерес  к проблеме информационной безопасности. Потеря или утечка информации могут  повлечь за собой огромный ущерб  для предприятия. Одной из основных причин утечки или потери информации становятся действия работников компании - простых пользователей. Чаще всего  проблемы связаны с запуском запрещенного программного обеспечения, изменением настроек системы, а также подключение  носителей информации, на которых  находятся вирусные программы.

Проблема потери информации и сбоев  стоит очень остро, особенно в  крупных организациях. Неопытные  пользователи очень часто некорректными  действиями нарушают работу системы. Наибольшую опасность представляют вирусы и  троянские программы, проносимые пользователем  через все уровни защиты от внешних  угроз. Политика безопасности Windows частично решает проблему, но детальная настройка каждого компьютера отнимает огромное количество времени.

Задача определения эффективности  средств защиты зачастую более трудоемкая, чем их разработка, требует наличия  специальных знаний и, как правило, более высокой квалификации, чем  задача разработки. Это обстоятельства приводят к тому, что на рынке  появляется множество средств защиты информации, про которые никто  не может сказать ничего определенного.

Данная работа направлена на изучение теоретического материала по информационной безопасности и реализации программного продукта, удовлетворяющего требованиям заказчика.

Цель работы: изучение теоретических  основ методов защиты информации и создание программного продукта, реализующего избирательный метод  управления доступа к данным.

Задачи исследования:

изучение научно-технической литературы по методам защиты информации;

проанализировать различные средства по защите информации;

создание и поддержка интерфейса, обеспечивающего для пользователя ограничение доступа к неразрешенному программному обеспечению, функциям системы  и к самой программе

произвести расчет экономических  затрат на создание и эксплуатацию программного продукта;

удовлетворение современным требованиям  по быстродействию, эргономичности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Волоконно-оптические линии связи

 

Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором  информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным  под названием "оптическое волокно". Оптическое волокно в настоящее  время считается самой совершенной  физической средой для передачи информации, а также самой перспективной  средой для передачи больших потоков  информации на значительные расстояния. К примеру, В настоящее время волоконно-оптические кабели проложены по дну Тихого и Атлантического океанов и практически весь мир "опутан" сетью волоконных систем связи (Laser Mag.-1993.-№3; Laser Focus World.-1992.-28, №12; Telecom. mag.-1993.-№25; AEU: J. Asia Electron. Union.-1992.-№5). Европейские страны через Атлантику связаны волоконными линиями связи с Америкой. США, через Гавайские острова и остров Гуам - с Японией, Новой Зеландией и Австралией. Волоконно-оптическая линия связи соединяет Японию и Корею с Дальним Востоком России. На западе Россия связана с европейскими странами Петербург - Кингисепп - Дания и С.-Петербург - Выборг - Финляндия, на юге - с азиатскими странами Новороссийск - Турция. В Европе, также, как и в Америке, давно уже нашли широкое применение практически во всех сферах связи, энергетики, транспорта, науки, образования, медицины, экономики, обороны, государственно-политической и финансовой деятельности. Итак, основания считать оптоволокно самой перспективной средой для передачи больших потоков информации вытекает из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам.

Физические особенности.

Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой несущей частотой. Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1 Терабит/с.

Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга. Кроме того, в оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут. А это означает, что до сих пор при столь сильной загруженности нашего интернета не нашлось столько информации, которая при одновременной передачи привела бы к уменьшению скорости передаваемого потока данных.

Очень малое (по сравнению с другими  средами) затухание светового сигнала  в волокне. Иными словами потеря сигнала за счет сопротивления материала  проводника. Лучшие образцы российского  волокна имеют столь малое  затухание, что позволяет строить  линии связи длиной до 100 км без  регенерации сигналов. В оптических лабораториях США разрабатываются  еще более "прозрачные", так  называемые фтороцирконатные волокна. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут  быть созданы линии связи с  регенерационными участками через 4600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.

Технические особенности.

Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие  от меди, отсюда и сравнительно не большая  цена и практически отсутствие случаев  кражи с целью сдачи на металлолом

Оптические волокна имеют диаметр  около 1 - 0,2 мм, то есть очень компактны  и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.

Стеклянные волокна - не металл, при  строительстве систем связи автоматически  достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.

Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии. Теоретически существуют способы обойти защиту путем мониторинга, но затраты на реализацию этих способов будут столь велики, что превзойдут стоимость перехваченной информации. К примеру вы все же решили это сделать. Для обнаружения перехватываемого сигнала вам понадобится перестраиваемый интерферометр Майкельсона специальной конструкции. Причем, видимость интерференционной картины может быть ослаблена большим количеством сигналов, одновременно передаваемых по оптической системе связи. Можно распределить передаваемую информацию по множеству сигналов или передавать несколько шумовых сигналов, ухудшая этим условия перехвата информации. Потребуется значительный отбор мощности из волокна, чтобы несанкционированно принять оптический сигнал, а это вмешательство легко зарегистрировать системами мониторинга.

Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие, без замены самого кабеля.

Есть в волоконной технологии и  свои недостатки.

При создании линии связи требуются  активные высоконадежные элементы, преобразующие  электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими  потерями и большим ресурсом на подключение-отключение.

Точность изготовления таких элементов  линии должна соответствовать длине  волны излучения, то есть погрешности  должны быть порядка доли микрона. Поэтому  производство таких компонентов  оптических линий связи очень  дорогостоящее.

Другой недостаток заключается  в том, что для монтажа оптических волокон требуется дорогостоящее  технологическое оборудование. а) инструменты  для оконцовки. б) коннекторы. в) тестеры. г) муфты и спайс- кассеты.

Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными  кабелями.

Оптическое волокно и его виды.

Промышленность многих стран освоила  выпуск широкой номенклатуры изделий  и компонентов оптоволокна. Следует  заметить, что производство компонентов  отличает высокая степень концентрации.

Большинство предприятий сосредоточено  в США. Обладая главными патентами, американские фирмы (в первую очередь  это относится к фирме "CORNING GLASS") оказывают влияние на производство и рынок компонентов во всем мире, благодаря заключению лицензионных соглашений с другими фирмами  и созданию совместных предприятий.

Для передачи сигналов применяются  два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода, как ее называют).

В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).

Оба типа волокна характеризуются  двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией.

Затухание определяется потерями на поглощение и на рассеяние излучения  в оптическом волокне. Потери на поглощение зависят от чистоты материала, потери на рассеяние зависят от неоднородностей  показателя преломления материала. Затухание зависит от длины волны  излучения, вводимого в волокно. В настоящее время передачу сигналов по волокну осуществляют в трех диапазонах: 0.85 мкм, 1.3 мкм, 1.55 мкм, так как именно в этих диапазонах кварц имеет  повышенную прозрачность.

Другой важнейший параметр оптического  волокна - дисперсия. Дисперсия - это  рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала. Существуют три типа дисперсии: модовая, материальная и волноводная.

Модовая дисперсия - присуща многомодовому волокну и обусловлена наличием большого числа мод, время распространения которых различно

Материальная дисперсия - обусловлена  зависимостью показателя преломления  от длины волны.

Волноводная дисперсия - обусловлена  процессами внутри моды и характеризуется  зависимостью скорости распространения  моды от длины волны. Поскольку светодиод  или лазер излучает некоторый  спектр длин волн, дисперсия приводит к уширению импульсов при распространению по волокну и тем самым порождает искажения сигналов. При оценке пользуются термином "полоса пропускания" - это величина, обратная к величине уширения импульса при прохождении им по оптическому волокну расстояния в 1 км. Измеряется полоса пропускания в МГц*км. Из определения полосы пропускания видно, что дисперсия накладывает ограничение на дальность передачи и на верхнюю частоту передаваемых сигналов.

Если при распространении света  по многомодовому волокну, как правило, преобладает модовая дисперсия, то одномодовому волокну присущи только два последних типа дисперсии.

Затухание и дисперсия у разных типов оптических волокон различны.

Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч. Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых размеров световодной жилы, по этой же причине одномодывое волокна сложно сращивать с малыми потерями. Оконцевание одномодовых кабелей оптическими разъемами также обходится дороже.

Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах.

Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями. На многомодовое волокно расчитаны излучатели на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Полоса пропускания у многомодовых волокон достигает 800 МГц*км, что приемлемо для локальных сетей связи, но не достаточно для магистральных линий.