JP7831794B2 - 安全なファイバ・リンク・システム - Google Patents

Description

本出願は、参照によりその内容が本明細書に組み込まれている、２０１８年１１月１４日に出願された米国特許出願第１６／１９０，８０１号の利益を主張する。

本開示は、概して光ファイバ・ケーブルに関し、より詳細には、光ファイバ・ケーブルの傍受の検出及び防止に関する。

侵入者は、ファイバの１つ又は複数のセグメントを曲げること、或いは熱の適用を介してファイバの１つ又は複数のセグメントを伸ばすこと、たとえば細くすることによって、光ファイバ伝送回線に侵入し、情報を盗み得る。そうすることで、曲げられた又は伸ばされたファイバから漏れる信号エネルギーを読み取ること及び解明することを可能にし得る。光ファイバから情報を傍受する他の方法が存在するが、ファイバが曲がる又は伸びることに基づく傍受は、実施が容易であり、効果的であり、検出が難しくなり得る。世界規模の光ファイバ・インフラストラクチャを介して送信される貴重なデータの傍受は、あらゆる主要産業及び政府組織にとって、特に、複数の施設を使用する大きな組織にとって脅威である。これらの組織は、自らの施設内の光ファイバ・ケーブルを保護することはでき得るが、一般に、それらの施設間の光ファイバ・ケーブル・リンクの制御力は遥かに少ない。

傍受に対する、特に、ファイバの屈曲又は伸長による傍受に対する、光ファイバの脆弱性は、多数の組織にデータ盗難を受けやすくさせている。そのようなデータ盗難は、機密情報の漏洩につながることがあり、それにより、そのような傍受された光ファイバを介して自らのデータが移送されているエンティティに害を及ぼし得る。ビジネス関連では、マーケティング戦略又は開発技術などの情報の漏洩は、最終的に、利益の損失をもたらし得る。政治関連では、国家機密に関する情報の漏洩は、市民の命を危険にさらす可能性がある。既存の解決法は、光ファイバの傍受を用いたデータ抜き取りを検出又は防止するのには不十分である。

データ暗号化はファイバ・リンクを介して送信されるデータを保護することができると一般に考えられている。そのような暗号化は、しばしば高度暗号化標準（ＡＥＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）を使用して実装される。しかしながら、この手法は、データ・ペイロードは暗号化されるが、データ・パケットをインターネット内で導くＩＰヘッダ情報は暗号化されない、という事実を無視している。そのようなヘッダは、各パケットのソースと宛先との両方を明らかにし、したがって、インターネットを介して送られる任意のメッセージに関する情報を明らかにする。

光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ：ｏｐｔｉｃａｌ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）は、ファイバの特徴を示す、監視する、及びトラブルシューティングを行うための知られているツールである。ＯＴＤＲは、通常は、異なる幅のレーザー・パルスを送ること及びファイバのパルス送信側で受信されるものとしてのそれらの反射を監視することによって、動作する。ＯＴＤＲは、ファイバ・リンク内の故障の位置を正確に示すことができ、ＯＴＤＲは、光ファイバにおける反射イベント及び非反射イベントの両方を発見し、その特徴を示す。したがって、ＯＴＤＲを使用して、ファイバが曲げられる前の以前のＯＴＤＲトレース、たとえば、リンクが最初に設置されるときに作られるトレース、との比較によって、ファイバ・リンクが確立された後にファイバ・リンク内にもたらされた屈曲を検出し得る。ＯＴＤＲは、配信を意図したデータを伝えるために使用されるものとは異なる波長チャネルで試験パルスを実行することによって、稼働中のファイバ、すなわち、宛先に配信することを意図したデータを伝えるファイバ、を試験するために使用され得る。

残念ながら、高度に安全な政府通信では、光データ信号はトランシーバによって修正されないことがしばしば望まれる。要件とされた場合、そのような嗜好は、安全な通信を伝えるファイバはＯＴＤＲによって必要とされるパルスも伝えることができないことを意味する。

また、知られているように、ＯＴＤＲによって使用される技法は、ＯＴＤＲによって見ることができない、反射イベントが生じたところより後のエリアである、いわゆる「デッド・ゾーン」に悩まされる。そのようなデッド・ゾーンはしばしば、非常に長い光ファイバを調べようとするとき、ファイバの先頭において大きな距離にわたって生じる。これは、非常に長い光ファイバを調べようとするとき、ファイバの端における状態を見ることができるためには多くのパワーを送り出すことが必要であるからである。多くの光パワーが送り出されるとき、送り出される光信号のパルス幅は増やされる。大きなパルス幅の使用は、ＯＴＤＲによって行われ得る測定の分解能を低下させ、分解能の低下の結果は、数百メートルに及び得る。結果として、反射されたパルスを見ることができる受信器と送出パルスとの間の数百メートルにより、送出側の近くの故障が隠される。

送出ポイントの近くで故障があった場合、それはまた、受信器を飽和状態にする及び受信器に過負荷をかける大きな反射を生み出し得る。故障は、ＯＴＤＲに近い長さにおいて隠されるので、ファイバのこの長さも「デッド・ゾーン」と呼ばれる。受信器は、飽和状態から回復するために多くの時間を必要とする。ＯＴＤＲ設計、波長、及びマグニチュードに応じて、ＯＴＤＲは、たとえば、送出ポイントの近くのそのような故障から完全に回復するために、５００メートル以上を要することがある。

多くのＯＴＤＲマニュアルは、これらの問題を解決するために、ＯＴＤＲ機器外部での送出ファイバの使用を提案する。送出ファイバは、ＯＴＤＲと測定されている実際のファイバとの間に配置された既定の長さのファイバであり、したがって、受信器が安定するための並びにパルス幅依存の分解能が克服されるための時間を提供する。送出ファイバが使用されるとき、測定されているファイバの端に近い故障は、ＯＴＤＲによって確かめることができる。それらは、測定されている実際のファイバに干渉せず、その最初のインターフェースから最後のインターフェースまで試験されているファイバの全長内で故障を識別するための証明された技法である。したがって、そのような送出ファイバは、故障について光ファイバを試験するための適切な状態を生み出すために、スプールに、又はＯＴＤＲと被試験ファイバとの間の「送出ボックス」内に位置付けられる。

さらに、政府の嗜好又は要件により、しばしば、追加の信号は、その宛先に配信することを意図されていない安全なデータを伝えるファイバに連結されるべきではなく、さらに、そのような送出ファイバは、付加的な安全でない改竄ポイントになる。

したがって、先行技術の欠陥を克服する解決法を提供すれば有利である。

本開示のいくつかの例示的実施例の概要を以下に続ける。本概要は、そのような実施例の基本理解をもたらすために読み手の便宜のために提供され、本開示の広がりを完全には定義しない。本概要はすべての企図された実施例の詳細な概説ではなく、すべての実施例の主要な又は重大な要素を識別することも任意の又はすべての実施例の範囲を正確に説明することも意図されていない。その唯一の目的は、後で提示されるさらに詳しい説明の前置きとして簡略化された形で１つ又は複数の実施例のいくつかの概念を提示することである。便宜上、いくつかの実施例という用語は、本明細書では本開示の単一の実施例又は複数の実施例を指すために使用され得る。

開示される実施例は、光ファイバを介する通信を安全にするためのシステムを含む。本システムは、複数の光信号のうちの光信号を光ファイバの複数の空間パスのうちの空間パス内に連結するように構成された送信空間マルチプレクサを備え、それぞれの空間パスは、光信号を伝えることができ、複数の光信号のうちの少なくとも第１の光信号は、光ファイバを介して転送することを意図された所望のシーケンスの情報の光学的に変調されたバージョンであり、複数の光信号のうちの少なくとも第１の光信号は、複数の空間パスのうちの第１の空間パス内に連結されており、複数の光信号のうちの少なくとも第２の光信号は、光チャフ信号(optical chaff signal)であり、複数の光信号のうちの少なくとも第２の光信号は、複数の空間パスのうち、第１の空間パスとは異なる第２の空間パス内に連結されており、複数の光信号のうちの少なくとも第３の光信号は、光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）によって使用するための光信号であり、それによって、ファイバに沿った傍受は、送信される所望のシーケンスの情報を判定することができない。

開示される実施例はまた、複数の空間パスを有する光ファイバを介して送信される情報を保護するための方法を含む。本方法は、１セットの光信号のそれぞれを複数の空間パスのうちの少なくとも１つの空間パス内に連結することを含み、そのセットの光信号のうちの少なくとも１つが、光ファイバを介して転送することを意図された所望のシーケンスの情報の光学的に変調されたバージョンであり、複数の光信号のうちの少なくとも第１の光信号は、複数の空間パスのうちの第１の空間パス内に連結されており、そのセットの光信号のうちの少なくとも第２の光信号が、光チャフ信号であり、複数の光信号のうちの少なくとも第２の光信号は、複数の空間パスのうち、第１の空間パスとは異なる第２の空間パス内に連結され、複数の光信号のうちの少なくとも第３の光信号は、光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）によって使用するための光信号である。

開示される実施例はまた、光ファイバを介する通信を安全にするための端末機器を含む。端末機器は、複数の光信号を光ファイバの複数の空間パスのうちのそれぞれの空間パス内に連結するように構成された送信空間マルチプレクサを備え、それぞれの空間パスは、光信号を伝えることができ、複数の光信号のうちの少なくとも１つが、光ファイバを介して転送することを意図された所望のシーケンスの情報の光学的に変調されたバージョンであり、複数の光信号のうちの少なくとも１つは、光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）によって使用するための光信号と多重化される光チャフ信号であり、それによって、ファイバに沿った傍受は、送信される所望のシーケンスの情報を判定することができない。

開示される実施例はまた、光ファイバを介する通信を安全にするためのシステムを含む。本システムは、その一端において光ファイバの複数の空間パスに連結可能な受信空間デマルチプレクサを備え、複数の空間パスのうちの少なくとも２つの空間パスは光信号を伝え、少なくとも２つの空間パスのうちの第１の空間パスの光信号は、光ファイバから受信することを意図された所望のシーケンスの情報の光学的に変調されたバージョンを少なくとも含み、少なくとも２つの空間パスのうちの第１の空間パスとは異なる少なくとも２つの空間パスのうちの第２の空間パスの光信号は、光チャフ信号を含み、受信空間デマルチプレクサは、複数の空間パスのうちの少なくとも１つから光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）によって使用するための信号を受信し、ＯＴＤＲによって使用するための受信された信号をＯＴＤＲに供給するように構成される。

一実施例による安全なファイバ・リンク・システムのブロック図である。 増幅自然放出（ＡＳＥ：ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を使用するチャフ・ソースの説明のための一実施例のブロック図である。 ＡＳＥを使用するチャフ・ソースの説明のための一実施例のブロック図である。 ＡＳＥを使用するチャフ・ソースの説明のための一実施例のブロック図である。 チャフ信号のコピーを使用するチャフ生成器及びオプションの遅延線の説明のための一実施例を示す図である。 一実施例によるデータ・チャネルのスペクトルと比較したオプションのフィルタを有するＡＳＥソースのスペクトルの例示的プロットである。 端末が安全なボックスに含まれた、説明のための一実施例を示す図である。

本明細書で開示される実施例は、単に、本明細書の革新的教示の多数の有利な使用の実例であるということに留意することが重要である。一般に、本出願の本明細書で行われる記述は、様々な請求の実施例のいずれをも必ずしも制限しない。さらに、いくつかの記述は、いくつかの発明の特徴に適用されることがあるが、他には適用されないことがある。一般に、別段の指示がない限り、単数形の要素は、一般性を失うことなく、複数形になり得、逆の場合も同じである。図において、類似の数字は、いくつかの図を通して、類似の部分を指す。

「真の信号」、「真のデータ」、「情報信号」、「真のデータ信号」及び「データ信号」という用語は、リンクの端にある正規のユーザの間で転送することを意図された所望のシーケンスの情報を指すために同義で使用される。チャフ信号は、真のデータを伝えない信号である。

一実施例において、安全なファイバ・リンク・システムは、そのような傍受ポイントにおいて干渉信号エネルギーで情報信号を圧倒すること、並びに光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）の使用を介して光ケーブルの傍受、移動、又は類似のそのような干渉の検出を可能にすることによって、意図された受信器以外のリンク全体に沿ったどこかで傍受を行う傍受者にとって信号を同時に不明瞭又は解釈不可能にしながら、意図されたユーザへのデータの送信を可能にするように構成される。

この目的で、安全なファイバ・リンク・システムは、リンクの端に位置する正規のユーザの間で転送することを通常は意図された、第１の「正規の」若しくは真の信号、又は１セットの真の信号の形で所望のシーケンスの情報をファイバ・ケーブルの第１の空間パス、たとえば、マルチコア・ファイバのコア、で送る。また、ファイバ・ケーブルの少なくとも１つの他の空間パス、たとえば、マルチコア・ファイバの異なるコア、は、チャフ信号を伝え、少なくとも１つの空間パスは、ファイバの傍受の行為の結果として生じ得るそれらの信号の変化を検出するためにＯＴＤＲによって監視され得る信号を伝える。ＯＴＤＲ信号は、専用コアで伝えられてもよく、或いは１つ若しくは複数の真の信号で又は１つ若しくは複数のチャフ信号と波長多重化されてもよい。これは、光ファイバ・リンク・システムの端末における傍受又は改竄の検出を可能にする。

真の信号を搬送するために必要とされない干渉信号であるチャフ信号は、リンクの一端又は両端においてリンクに適用され得る。同様に、ＯＴＤＲ信号は、リンクの一端又は両端において適用され得る。

一実施例において、安全なファイバ・リンク・システムは、少なくとも時にはＯＴＤＲによって使用するための信号と、周波数分割多重化を使用するなどして、組み合わせた、たとえば、多重化される、光ファイバの複数の空間パスのうちの別の空間パスを介して伝搬する少なくとも１つのチャフ信号と並行して光ファイバの複数の空間パスのうちの少なくとも１つを介して伝搬するデータ信号の物理的セキュリティを実現するように構成される。

複数の空間パスを使用してそれぞれのチャフ信号をそれぞれ伝える実施例において、チャフ信号を伝える空間パスのうちの２つ以上が、多重化されるＯＴＤＲ信号を伝え得る。そのような実施例において、ＯＴＤＲ信号が、チャフ信号を伝える空間パスのうちの１つ又は複数で連続的に伝えられ得るか、或いはＯＴＤＲ信号が、チャフ信号を伝える様々な空間パスの間で時間多重化され得るか、或いはその両方の組合せが使用され得る。

本開示の実施例において、データ信号及びチャフ信号を伝える空間パスは、マルチコア・ファイバのコアでもよい。

本システムは、リンクの他方の端にある意図された受信者が真のデータを受信することを確実にするように構成される。

前述のように、ファイバ・リンクの傍受は、たとえば、物理的力をファイバ・ケーブルに加えることによって、たとえば、ファイバを曲げることによって、又はファイバを修正すること、たとえば、ファイバを壊さずにファイバの１つ又は複数のセグメントが軸方向に伸ばされることを可能にするように熱を適用すること、によって、ファイバを変える行為であることがある。そのような技法は、ファイバ内を伝搬するエネルギーを、たとえばケーブルで送信されている情報を盗もうとするハッカーによってそれが検出され得るように、ファイバから漏れさせる。

安全なファイバ・リンク・システムの実施例は、最新データ・レート、フォーマット、及び電気通信プロトコル、並びに信号波長プロビジョニング、たとえば、波長分割多重化（ＷＤＭ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、と互換性を有し得る。開示される実施例はまた、将来開発される機器及びプロトコルにとらわれなくてもよい。

図１は、一実施例による例示的な安全なファイバ・リンク・システム１００のブロック図を示す。システム１００は、光リンク、たとえば、光ファイバ１５０－１及び１５０－２、を介して接続されたトランシーバ端末１１０－１及び１１０－２を含み、光リンクのそれぞれは、好ましくは空間分割多重化を可能にさせる、たとえば、マルチコア・ファイバ、マルチモード・ファイバ又は少数モード・ファイバでもよい。光ファイバ１５０－１及び１５０－２は、説明を目的として別個のファイバとして示されているが、同じ物理的光ファイバの一部である異なる空間パスとして実装されてもよいということに留意されたい。そのようなものとして、光ファイバ１５０－１及び１５０－２は、たとえば、マルチコア・ファイバ内の異なる光コアを表し得る。

各端末１１０－１又は１１０－２、総称して端末１１０、は、少なくとも１つの送信器、たとえば、送信器１２１－１又は１２１－２、少なくとも１つの受信器、たとえば、受信器１３０－１又は１３０－２、少なくとも１つのチャフ生成器、たとえば、チャフ生成器１４０－１又は１４０－２、及び、少なくとも１つのＯＴＤＲ、たとえば、ＯＴＤＲ１５１－１又は１５１－２、をそれぞれ含み得る。明確にするために及び教育上の目的で、しかし限定せずに、図１は、端末１１０－１から送信されている及び端末１１０－２において受信されている様々な光信号に関して本明細書で後述される。しかしながら、そのような光信号は、開示される実施例を逸脱することなく、同様に端末１１０－２から送信され得る及び端末１１０－１において受信され得るということが、当業者には容易に認識されよう。したがって、別段の具体的な指示がない限り、端末１１０－１の任意の特定の構成要素に関する任意の説明は、必要な変更を加えて、端末１１０－２のその対応部分及び同様に指定された構成要素に適用され、逆も同様であることを理解されたい。端末１１０について示されたあらゆる特徴が端末のあらゆる実施例において実装される必要はないこと、及び他の実施例は図１に示されていない他の特徴を含み得ることに留意されたい。

図１は、端末１１０－１が電気入力データ信号１０１－１を供給される、具体的には、電気入力データ信号１０１－１が送信器１２１－１において受信される、一実施例を示す。電気入力データ信号１０１－１は、光－電子－光（ＯＥＯ：ｏｐｔｉｃａｌ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ－ｏｐｔｉｃａｌ）コンバータとして機能する送信器１２１－１によって、光入力データ信号１０２－１に変換される。本発明の他の実施例では、端末１１０－１に供給されている及び送信器１２１－１によって光入力データ信号１０２－１に変換されている電気入力データ信号１０１－１の代わりに、光入力データ信号１０２－１は、入力データ・ソースとして、すなわち、真の信号として、端末１１０－１に直接供給され得、具体的には、空間マルチプレクサ１８０－１に供給されることになる。そのような一実施例において、たとえば要件又は嗜好によって、光入力データ信号１０２－１は端末１１０－１によって修正されないことになり、よって、送信器１２１－１は使用されないことになる。

端末１１０－１は、それぞれ、光ファイバ１５０－１及び１５０－２を介して信号を送信及び受信する。一実施例において、真の信号に関する傍受において干渉を引き起こすために本明細書で説明するように使用される信号である、チャフ信号は、端末１１０－１内で生成され、前述のように真の光入力データ信号１０２－１とともに光ファイバ１５０－１を介して送信される。端末１１０－１内で、チャフ信号は、チャフ生成器１４０－１によって生成され得る、或いは、端末１１０－２からファイバ１５０－２を介して受信されるチャフ信号が、光ファイバ１５０－１に沿って伝搬するために再使用され得る。この後者の事例では、チャフ再使用モジュール１４１－１の出力接続は、図１に破線で示されたチャフ生成器１４０－１の出力接続の代わりをする。当業者は、適切なチャフ信号を生成するための任意の構成を使用し得るが、チャフ生成器１４０－１又は１４０－２として使用され得る例示的チャフ生成器が、図２には示されており、以下でさらに説明される。

本開示の原理によれば、ＯＴＤＲ、たとえば、端末１１０－１内のＯＴＤＲ１５１－１、は、それが連結された光ファイバ１５０のうちの１つ、たとえば、光ファイバ１５０－１、に関する問題及びそのような問題の位置の検出に使用するための信号を生成する。１つのそのような問題は、傍受であり得る。したがって、ＯＴＤＲは、傍受の位置を正確に示すことができる。ＯＴＤＲ信号は、送信器１５２のうちの１つ、たとえば、ＯＴＤＲ１５１－１内に通常は組み込まれる送信器１５２－１、を介して送信され得る。

ＯＴＤＲ、たとえば、ＯＴＤＲ１５１－１、に通常はやはり組み込まれているのは、受信器及び信号プロセッサ１５３、たとえば、受信器及び信号プロセッサ１５３－１、並びにカプラ１５４、たとえば、カプラ１５４－１、である。カプラ１５４－１は、通常は、それが、第１の方向において、送出ケーブル１５５、たとえば、送出ケーブル１５５－１、に送信器１５２－１からの信号を連結し、同時に、それが、第２の方向において、送出ケーブル１５５－１から受信された信号を受信器及び信号プロセッサ１５３－１に連結するように、配置される。第２の方向において、カプラ１５５－１はまた、チャフ信号の反射を遮断するためのフィルタの機能を果たし得る。

送信器１５２－１は、通常は、光ファイバ１５０のうちの１つで下方に送られるための光のパルスを送信する高パワーレーザー送信器である。後方散乱光及び反射光は、光ファイバ１５０のうちの１つから各ＯＴＤＲ１５１に戻る。端末１１０－１において、そのような後方散乱光及び反射光は、カプラ１５４－１によって受信器及び信号プロセッサ１５３－１に向けられる。送信器１５２－１からのＯＴＤＲ信号は、スプリッタ１５８によって分割又は方向付けされ得、次いで、同じＯＴＤＲ信号のコピーの光ファイバ１５０の複数の空間パスへのほぼ同時の送出を可能にするためにスプリッタ１５６－１又は１５７－１によってさらに分割又は方向付けされ得る。ファイバ・パスのうちのどの１つが、たとえば、マルチコア・ファイバのコアのうちのどの１つが、傍受又は改竄による影響を受けるかを識別することは通常は必要とされないので、それを行うことは有益である。様々なスプリッタは、受動的スプリッタでもよいが、それである必要はない。

別法として、スプリッタ１５６－１又は１５７－１は、空間パスのうちの異なる空間パスにＯＴＤＲパルスを連続して経路指定する及びそれらの対応する反射を受信器１５３－１に向けることができるスイッチに置き換えることができる。

チャフ信号及びデータ信号は、通常は、ファイバ１５０のうちのそれぞれのファイバ内で同じ方向に伝搬するように構成されるが、ＯＴＤＲ送出ケーブル１５５－１は、空間又は波長マルチプレクサ或いはその両方を介してファイバ１５０－１又は１５０－２に或いはその両方に同時に連結され得る。具体的には、ＯＴＤＲ１５１－１によって供給されるＯＴＤＲ信号は、１つ又は複数の真のデータ信号、１つ又は複数のチャフ信号、任意の所望の組合せの真のデータ信号及びチャフ信号と波長多重化されてもよく、或いは、任意の他の信号と多重化されずに独自の空間パスに供給されてもよい。これらの様々な可能性のうちで、図１は、ＯＴＤＲ送出ケーブル１５５－１からの信号が、スプリッタ１５８－１を使用して分割されて、空間マルチプレクサ１８０－１及び１８１－１における空間多重化がその後に続く、波長マルチプレクサ１４３－１及び１４３－２におけるチャフ信号との波長多重化を介してファイバ１５０－１及び１５０－２の両方に最終的に供給されることになる事例を示す。

一実施例において、光ファイバ１５０－１及び１５０－２は、マルチコア・ケーブルとして構造化され得る。マルチコア・ファイバの各コアは、マルチコア・ファイバの全長に沿って光信号を独立して導く能力を有し得る。個々のコアは、送信される信号波長における単一モード又はマルチモードでもよい。

１つの実施例において、結合された光チャフ信号及びＯＴＤＲ信号は、光ファイバ１５０－１の少なくとも１つの空間パス、たとえば、光ファイバ１５０－１がマルチコア・ファイバであるときには、その１つのコア、に供給されるが、真の信号は、光ファイバ１５０－１の異なる空間パスに供給される。

一実施例において、後方散乱光及び反射光の使用を介して光ファイバ１５０－２との干渉、たとえば、傍受、並びに場合によりその位置を検出するＯＴＤＲ１５１－２の代わりに、端末１１０－１内のデバイス、たとえば、ＯＴＤＲ１５１－１などのＯＴＤＲタイプ・デバイスが、光ファイバ１５０－２との干渉が存在することを判定するために使用され得る。これは、オプションのスプリッタ１５７－１の使用を通して達成され得る。たとえば、スプリッタ１５７－１は、端末１１０－１のＯＴＤＲ１５１－１によって供給されるＯＴＤＲ信号を複製し、それを端末１１０－１に接合されたファイバ１５０－２に供給することができる。光ファイバ１５０－２からのＯＴＤＲ信号の反射は、次いで、たとえば受信器及び信号プロセッサ１５３－１によって、処理される。同様に、たとえば、スプリッタ１５７－２は、端末１１０－２のＯＴＤＲ１５１－２によって供給されたＯＴＤＲ信号を複製し、たとえば、受信器及び信号プロセッサ１５３－２によって、処理するために端末１１０－２に接合されたファイバ１５０－１にその信号を供給することができる。

本開示の別の実施例において、光ファイバ１５０－１との干渉の検出は、ＯＴＤＲ１５１－１及び端末１１０－２内のＯＴＤＲタイプ・デバイス、たとえば、ＯＴＤＲ１５１－２、の協力により得る。

一実施例において、ＯＴＤＲ信号と多重化される少なくとも１つのチャフ信号、並びに少なくとも１つのデータ信号が、送信器側において光ファイバのそれぞれのコア、又はチャネル、に連結される。

真のデータ及びチャフ信号は、ＯＴＤＲ信号と結合されていてもいなくても、それぞれのカプラを使用して、光ファイバ１５０のうちの１つの光ファイバの個々のチャネルのうちのチャネル、たとえば、光ファイバ１５０がマルチコア・ファイバであるときには光ファイバ１５０の個々のコア、に連結される。本発明の実施例において使用するカプラは、たとえば、１）レンズド・ファイバ・ベース・カプラ、２）テーパ形グラス・ファイバ・カプラ、３）自由空間バルク光学カプラ、又は４）任意の他の知られている若しくは開発されるカプラでもよい。カプラはまた、ファイバ及び自由空間パスを含み得る。集合的に、これらのカプラは、光ファイバ１５０のうちの１つの光ファイバの複数の空間パスのうちのそれぞれの空間パスに複数の光信号を連結するという点で、送信空間マルチプレクサ、たとえば、送信空間マルチプレクサ１８０－１及び１８０－２のうちの１つ、になる。

たとえば後述するように使用するために、抽出されることが望まれる真のデータ信号又は任意のチャフ信号は、たとえば、個々のデカプラで構成され得る、受信空間デマルチプレクサ、たとえば、空間デマルチプレクサ１９０－１及び１９０－２のうちの１つ、を使用することによって、同様に取得され得る。そのようなデカプラは、このために逆に動作するカプラでもよく、或いは任意の他の知られている又は開発されるデカプラでもよい。そのようなカプラは、それらが連結された光ファイバ１５０のうちの１つに信号を連結するためにも、双方向で動作させられ得る。別法として、真のデータ信号を伝えるファイバ・コアは、単に、受信器内まで単独に伸ばされ得る。

一実施例において、生成されたチャフ信号は、真のデータ信号と無相関である。チャフ信号の帯域幅は、少なくとも、真のデータ信号のために使用される帯域幅と同程度に広くてもよい。さらに、チャフ信号は、傍受者によって取得される情報が解釈不可能である、たとえば、データ信号において伝えられる情報が傍受において回復することができない、レベルまで、光ファイバ１５０のうちの１つに沿った任意の位置に配置された傍受において傍受者によって観測されることになる、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ－ｒａｔｉｏ）を下げる、又は同等にビット・エラー・レート（ＢＥＲ：ｂｉｔ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ）を上げるのに十分な光強度になるように用意され得る。

受信器において、真の信号のみが回復される必要がある。その目的で、真の信号を伝えるコアのみが、光から電気へのコンバータ、たとえば、１つ又は複数のフォトダイオード、を含み得る、受信器１３０－２に連結され得る。別の実施例において、真の信号は、光の形でさらに処理するために伝えられ得る。有利に、マルチコア・ファイバ１５０－１及び１５０－２の受信器側において、意図された受信者は、チャフ信号に関係なく真の信号によって伝えられるデータを取得することが可能になる。

ＯＴＤＲ信号は、光ファイバでの改竄を検出するために、たとえば、傍受及びその位置を検出するために、光ファイバの一端又は両端において利用可能になり得る。

このようにして、チャフ信号のプロパティは、改竄から光ファイバを保護する。以下でさらに詳しく論じる、そのようなプロパティは、光ファイバの傍受で取得される、真のデータ及びチャフ信号の組合せである、結果として生じた結合された信号からの真のデータ信号の分離を防ぐ。

安全なファイバ・システムは、光ファイバに沿った費用のかかるガード又はエンケースメントの必要なしに光ファイバの全長に沿って保護を行う。これは、長い光ファイバの使用では特に、設置及びセキュリティ保守の費用を減らす。加えて、暗号化は、真の信号について使用され得るが、それを行う必要はない。有利には、暗号化を使用しないことで、データ暗号化によって他の方法ではしばしば消費された、データ送信のために利用可能な帯域幅を増やす。

２つのみの端末１１０及び２つの光ファイバ１５０が、単に単純化を目的とし、開示される実施例を限定することなく、図１に示されている、ということに留意されたい。追加の端末及び／又は光ファイバが、本開示の範囲を逸脱することなく、使用され得る。保護されるべき各データ信号が、少なくとも基本的にデータ信号と同じ波長範囲を好ましくは占有する１つ又は複数の共同伝搬チャフ信号を伴う限り、波長分割多重化はまた、必要に応じてデータ信号とチャフ信号との両方のために使用され得る。

図２Ａは、一実施例に従って実装される例示的チャフ・ソース２００－Ａを示す。この実施例では、チャフ・ソースは、光増幅器（ＯＡ：ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２１０を含み、増幅自然放出（ＡＳＥ）生成器として動作する。ＯＡ２１０は、たとえば、１）半導体増幅器、２）ラマン増幅器、３）入力としての信号ソースを有さない、添加光ファイバ増幅器、たとえば、エルビウム添加増幅器、及び４）同類のもののうちのいずれかでもよい。ＯＡ２１０からの自然放出は、高い強度に増幅され得る。

図２Ｂは、別の実施例に従って実装される例示的チャフ・ソース２００－Ｂを示す。この実施例では、チャフ・ソース２００－Ｂは、ＯＡ２２５に連結されたオプションの光フィルタ２２０を含む。光フィルタ２２０は、既定義の周波数帯域にわたるスペクトルを平坦にし、制限するためにチャフ生成器２００－Ｂの出力ステージに位置する。図３の例示的ＡＳＥスペクトル３１０に示すように、光フィルタ２２５は、データ信号スペクトル３２０を少なくとも含むようにチャフ・ソース２００－Ｂの出力を平坦にする。

図２Ｃは、別の実施例に従って実装される例示的チャフ・ソース２００－Ｃを示す。この実施例では、第１の光増幅器２３０は、第２の光増幅器２５０に連結された光フィルタ２４０に連結される。光増幅器２５０は、チャフ生成器２００－Ｃの出力ステージであり、光フィルタ２４０から受信される出力信号、すなわち、チャフ信号、を増幅するために使用される。

別個のチャフ・ソース、たとえば図２Ａ～２Ｃに示すもの、が、そこから供給されるそれぞれのチャフ信号を生成するためにチャフ生成器１４０内で使用され得る。別法として、チャフ・ソース２００－Ａ、２００－Ｂ、又は２００－Ｃのうちの１つでもよい、マスタ・チャフ・ソースの出力は、図２Ｄに示すように、様々なチャフ信号を取得するために複数のコピーに、スプリッタ２６０を用いて、分割され得る。チャフ信号のこれらのコピーは、それらの相関を失わせるように、たとえば、光ファイバ遅延線２７０－１～２７０－Ｎを使用して、互いに対して遅らせられ得る。

一実施例において、傍受された光エネルギーのレベルが傍受者の傍受機器内の検出器のダイナミック・レンジを超えるように、チャフ信号は、圧倒的に強くされ得る。この場合、それらの全パワーは、単純に傍受機器を圧倒することになるので、チャフ信号のフォーマットを構造化する必要はないことがある。

意図された受信者によって受信器１３０のうちの１つにおいて見られるデータ・チャネルのＯＳＮＲは、データ・チャネルを伝えるコアへの漏洩が実質的にない限り、基本的に、マルチコア・ファイバの他のコアにおけるチャフ信号の存在によって劣化されない。意図された受信者によって見られるＯＳＮＲは、検出される全雑音パワーに対するデータ・チャネルにおいて検出される信号強度の比率によって与えられる

そこで、Ｐ_{ｓｉｇｎａｌ，Ｒｘ}は、端末機器から受信される信号パワーであり、ＡＳＥ_{ｔｏｔａｌ}は、リンクを介して生成される及び受信器において検出される全増幅自然放出パワーである。２つの量は、逆相関し、ＯＳＮＲが高いほどＢＥＲは低く、逆も同様である。各データ・フォーマットについて、それを超えると信号情報が抽出され得ない閾値ＢＥＲがある。マルチコア・ファイバと組み合わせたチャフの目的は、光ファイバに沿った任意の位置における傍受で見られるＢＥＲがこの閾値を超えることを確実にすることである。

一実施例において、ＯＴＤＲ１５１のうちの１つからの監視信号は、光ファイバ１５０がマルチコア・ファイバであるとき、チャフ信号が光ファイバ１５０のコアに供給されるより前に、チャフ信号のうちの少なくとも１つと結合される、たとえば多重化される。そのようにして、結合されたＯＴＤＲ及びチャフ信号は、マルチコア・ファイバ１５０のうちの１つのマルチコア・ファイバの少なくとも１つのコアに供給される。ＯＴＤＲ信号は、それを生成したＯＴＤＲ１５１のうちの１つに戻る信号の反射によって、或いは光ファイバの反対端においてＯＴＤＲ又は類似の検出器によって受信されることによって、ケーブルでの改竄、たとえば、傍受及びその位置、を検出するために使用され得る。

図４は、端末、たとえば端末１１０－１（図１）、の一実施例が安全なボックス４００の中に含まれる、本開示の説明のための一実施例を示す。図４の実施例において、真のデータ信号は、光信号として入力４６０に供給される。

図４では、光チャフ信号が、たとえば、チャフ生成器２００（図２）のうちの１つを含み得る、チャフ・ソース４１１によって生成される。光チャフ信号は、たとえばファイバ４１７を介して、チャフ・ソース４１１からの出力として供給され、２：Ｎ光カプラ４５９－１の第１のポート４１３に連結され、そこで、Ｎは１以上の整数であるが、Ｎはしばしば１より大きくなる。

たとえば送信器１２１－Ｎ（図１）から供給され得る、ＯＴＤＲ、たとえばＯＴＤＲ１５１－１、からの監視信号４０７は、たとえば、ファイバ・コイルとして配置され得る送出ファイバ１５７－１を介して２：Ｎ光カプラ４５９－１の第２のポート４１５に連結される。明確にするために、送信器、受信器及び信号プロセッサ、並びに図１に示すようにＯＴＤＲ１５１－１に含まれ得るカプラは、図４には示されていない。２：Ｎ光カプラ４５９－１は、光チャフ信号及びＯＴＤＲ監視信号を結合し、結合された、たとえば多重化される、チャフ及びＯＴＤＲ監視信号のＮ個のコピーを生成し、それらはそれぞれ、各自の出力ポート４０５－１～４０５－Ｎの各々のうちのそれぞれに提供される。

２：Ｎ光カプラ４５９－１は、たとえば、１）ファイバ、２）光集積回路、３）自由空間連結、又は４）他の方法並びにその組合せを使用して、実装され得る。本発明の１つの実施例において、２：Ｎ光カプラ４５９－１は、当分野で知られているように１：２及び２：２カプラのツリーで構成され得る。たとえば図２Ｄに示すような、遅延差が、ＯＴＤＲ及びチャフ信号の相関を失わせられた組合せをマルチコア光ファイバの個々のコア４０３－１～４０３－Ｎに送る前に、２：Ｎカプラ出力４０５－１～４０５－Ｎにおいて導入され得る。データ信号は、たとえば外部からボックス４００に直接提供される光信号４６０として、中央コア４０３－Ｎ＋１に送られ得る。

出力ポート４０５からの結合されたチャフ及びＯＴＤＲ監視信号のうちの少なくとも１つは、マルチコア・ファイバ１５０の、コア４０３－１～４０３－Ｎを含む、コア４０３のうちの少なくとも１つに提供される。

コア４０３－Ｎ＋１は、入力データ・ソース４６０において受信される真のデータ信号を供給される。図４に示すような実施例において、受信される真の信号は既に、光ファイバ１５０、たとえば、コア４０３－Ｎ＋１内、を介して送信するための適切なフォーマットにある。これに関して、前述のように、たとえば、高度に安全な政府通信についての政府側では、光データ信号がトランシーバによって修正されないという強い嗜好又は要件がしばしば存在することに留意されたい。図４に示す配置は、有利には、そのような適用分野に特に適する。

チャフ信号は、ＯＴＤＲ信号と結合されていてもいなくても、たとえば、カプラ４２１－１～４２１－Ｎのそれぞれを使用して、マルチコア・ファイバ１５０の個々のチャネルに連結される。加えて、カプラ４２１－Ｎ＋１は、入力データ・ソース４６０をコア４０３－Ｎ＋１に連結する光パスを提供する。そのようなカプラは、たとえば、１）レンズド・ファイバ・ベース・カプラ、２）テーパ形グラス・ファイバ・カプラ、３）自由空間バルク光学カプラ、又は４）任意の他の知られている若しくは開発されるカプラ並びにその組合せでもよい。カプラはまた、ファイバ及び自由空間パスを含み得る。集合的にこれらのカプラは、それらが光ファイバ１５０の複数の空間パスのうちのそれぞれに複数の光信号を連結するという点で、送信空間マルチプレクサになる。

図４には単一の真のデータ信号のみが示されているが、他の実施例では、複数の真のデータ信号が使用され得、それぞれがコア４０３のうちの独自のそれぞれのコアに供給される。

図４は、結合されたチャフ及び監視信号４０５のうちの１つを伝えるものとして真のデータ信号を伝えるために使用されていないそれぞれのコアの使用を示すが、出力ポート４０５のうちの１つから出力される結合されたチャフ及び監視信号のうちの１つをコアのうちの１つが伝えることが単に必要である。その他のコアは、他の信号を伝えることがあり、全く伝えないこともあり得る。たとえば、チャフ信号のみが伝えられ得る。実際には、コアの数、チャフ及びＯＴＤＲ多重化された信号の数、真のデータ信号の数、及びチャフのみの信号の数は、直接関連する必要はなく、実装者の自由裁量による。すべてのコアが使用される必要はなく、すべてのチャフ又は生み出されたＯＴＤＲ信号と多重化されたチャフが使用される必要はない。

本開示の一態様によれば、知られているＯＴＤＲいわゆる「デッド・ゾーン」は、安全なボックス４００に実質的に含まれるように配置され得る。これは、本開示の１つの実施例において、送出ファイバ１５５－１が実質的にＯＴＤＲデッド・ゾーンの長さにわたって延びるように、送出ファイバ１５５－１の長さが十分になるように用意することによって、達成され得る。本開示の別の実施例において、安全なボックス４００に含まれる光ファイバ１５０の長さは、ＯＴＤＲデッド・ゾーン及び送出ファイバ１５５－１の長さを実質的に含むように用意され、光ファイバ１５０への光パスは、比較的短くてもよい。本開示のさらなる実施例において、安全なボックス４００内の送出ファイバ１５５－１、２：Ｎカプラ４５９－１、相互接続、及び光ファイバ１５０の結合された長さを含む光パスは、実質的にＯＴＤＲデッド・ゾーンの長さ分だけ延びるように、十分に長くなるように用意される。有利には、本開示の本態様によれば、安全なボックス４００を超えて延びる光ファイバ１５０の部分は、ＯＴＤＲ１５１によって改竄を監視することができるゾーン内に入る。したがって、ＯＴＤＲ信号は、安全なボックス４００の外部にある光ファイバ１５０の実質的に全部分に沿った任意のポイントにおける、屈曲又は傍受などの改竄及び、たとえば、その位置を検出するために使用され得るが、一方で、デッド・ゾーン内にあるのでＯＴＤＲ１５１によって監視することはできない、ＯＴＤＲ１５１から光ファイバ１５０の出口ポイントまでのリンクのそれらの部分は、安全なボックス４００内に確実にあり、改竄する又は他の方法で傍受することはできない。

本開示の実施例において、ＯＴＤＲ１５１のデッド・ゾーン全体が、安全なボックス４００に含まれるように、安全なボックス４００内のファイバ長の長さは、１０メートルから１００メートルに及び得る。

本開示の１つの実施例において、安全なボックス４００は、ＰＤＳ（Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）のＣＮＳＳＩ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ）７００３に従う安全な筐体でもよい。

本開示の一実施例において、２：Ｎカプラ４５９－１を使用する代わりに、別個のファイバ・カプラ、たとえば、１：２及び２：２ファイバ・カプラが、個々のチャフ信号のそれぞれのうちの少なくとも１つをＯＴＤＲ監視信号と連結するために使用され得る。それぞれの個々のチャフ信号は、個別に生成され得、或いは、それらは、たとえば、Ｍは２以上の整数である、１：Ｍカプラの使用を介する、単一のチャフ信号のコピーであってもよく、或いはそのような手法の組合せ、たとえば、個々に生成された１つ又は複数及びカプラによって生み出されたコピーである少なくとも２つでもよい。

別の実施例において、２：Ｎカプラ４５９－１は、異なる時間における出力４０５のうちの異なる出力にチャフ信号と多重化されるＯＴＤＲ信号を供給するためなどに構成されたデバイスでもよい。たとえば、ＯＴＤＲ信号は、結合された信号をラウンド・ロビン・ベースでコア４０３－１～４０３－Ｎのうちの１つに供給するように、チャフ信号と多重化され得る。

光ファイバを傍受する傍受者によって見られるＯＳＮＲは、以下によって与えられる：

そこで、α_{ｓｉｇｎａｌ}及びα_{ｃｈａｆｆ}は、端末機器と光ファイバが傍受された場所との間でデータ信号及びチャフがそれぞれ被る減衰である。ρ_{ｓｉｇｎａｌ}及びρ_{ｃｈａｆｆ}は、傍受位置における信号及びチャフのアウトカップリング係数である。Ｐ_{ｓｉｇｎａｌ，Ｔｘ}は、端末機器から送信される信号パワーであり、ＡＳＥ_{ｃｈａｆｆ}は、端末機器において生成されたチャフ信号におけるパワーである。

前述のように、安全な光ファイバ・システムは、マルチコア光ファイバを使用し得る。そのようなファイバは、マルチコア・ファイバの長さに沿って平行に延びる１セットのコアを有するように用意される。光信号は、各コアにおいて独立して伝搬し得る。コアは、単一モード、少数モード、及びマルチモード・ファイバに対応するようにサイズ指定され得る。そのようにして、マルチコア・ファイバは、空間分割多重化並びに波長分割多重化及び時間分割多重化の使用を可能にする。

マルチコア・ファイバは、同心コア並びに様々な断面構成で用意された個々のコアを作り出すファイバ内の同心屈折率層を含むが、これに限定されない、様々なコア形状で作られ得る。これらの構成は、線形、円形、六角形、長方形などを含むが、これらに限定されない。

安全なファイバ・リンク・システムにおいて使用されるマルチコア・ファイバの個々のコアは、互いに同じであっても、又は互いに異なってもよい。様々な実施例において、コアのうちの１つ又は複数は、屈曲に敏感なことがあり、一方、コアのうちの１つ又は複数は、屈曲に無反応なことがある。屈曲に無反応なコアは、ファイバが曲げられるときにファイバから逃げることができる光の量を制限する、信号伝達コアを囲むエアーコアの屈折率溝又はリングを使用して作られ得る。

一実施例において、マルチコア・ファイバのセンタ・コアは、真の信号を伝え、屈曲に敏感なコアであり、その一方で、そのうちの少なくとも１つはチャフ及び少なくとも１つのＯＴＤＲ信号を伝えている、１つ又は複数の外側のコアは、屈曲に無反応なタイプである。傍受者による傍受を受けると、信号チャネル内のエネルギーは、下がることになり、リンクの端にある端末のうちの少なくとも１つにおいてＯＴＤＲによって検出可能である。傍受の位置も検出され得る。類似の実施例において、所望の信号を伝える、Ｍ≧１のＭ個のコア及びチャフを伝える、Ｎ≧１のＮ個のコアが存在し、マルチコア・ファイバにおいて、チャフを伝えるコアのうちの少なくとも１つがＯＴＤＲ信号も伝え、したがって、マルチコア・ファイバ内の全コアが≧Ｍ＋Ｎ個である場合、Ｍ個の信号コアは、屈曲に敏感なタイプであってよく、Ｎ個のチャフ・コアは、屈曲に無反応なタイプであってよい。

別の実施例では、真の信号を伝えている、マルチコア・ファイバのセンタ・コアは、屈曲に無反応であり、そのうちの少なくとも１つがＯＴＤＲ信号も伝える、チャフ信号を伝える任意の外側のコアは、屈曲に敏感なタイプである。真の信号コアよりもより多くのエネルギーがチャフ・コアから漏れだすので、傍受者によって傍受されたとき、このことは、安全なファイバ・リンク・システムのＯＳＮＲ利点を向上させることになる。類似の実施例において、マルチコア・ファイバ内に真の信号を伝えるＭ≧１のＭ個のコアとチャフ信号を伝えるＮ≧１のＮ個のコアとが存在し、チャフ信号を伝えるコアのうちの少なくとも１つがＯＴＤＲ信号をも伝え、したがって、マルチコア・ファイバ内のコアの総数が≧Ｍ＋Ｎである場合、Ｍ個の真の信号伝達コアは、屈曲に無反応なタイプであってよく、Ｎ個のコア伝達チャフは、屈曲に敏感なタイプであってよい。

望ましくは、チャフ信号は、真のデータ信号と無相関であり、ファイバ・リンクを介して送信されているデータ信号のために使用されるものと少なくとも同程度に広い帯域幅を有する。チャフ信号はまた、ＯＳＮＲを下げる又は同等にファイバ・リンクを傍受する傍受者のＢＥＲを上げるのに十分な強度であるべきである。

他の実施例において、空間分割多重化技術が使用されるように、マルチコア・ファイバの代わりに、複数の、独立した情報伝達光信号が同時に伝搬することができる任意の伝送媒体、たとえば少数モード・ファイバ及びマルチモード・ファイバが、使用され得る。

したがって、様々な開示される実施例による対傍受システムが使用される場合には、結果として生じる保護は、傍受者が彼らのファイバ屈曲又は伸長機構をどのように適用するかにかかわらず、同じであることになる。現在の安全なシステムでは、チャフ及び真の信号チャネルは、それぞれ、送信器端においてファイバのチャフ及び真の信号チャネル内に選択的に連結され得、適切なカプラでリンクの他方の端（受信器）において選択的に連結分離され得ると想定される。そのようなカプラは、レンズド・ファイバ・ベース・カプラ、テーパ形グラス・ファイバ・カプラ、ポリマ・ベース・カプラ、及び自由空間バルク光学カプラを含む。

典型的な一実施例において、光ファイバ媒体は、本システムの対傍受能力の有効性を最大限にする並びにシステム・ユーザ間の正規の情報の転送を妨げないプロパティを有するべきである：ファイバの関連プロパティは、屈曲又は伸長を介する真の及びチャフ・チャネルのアウトカップリング効率（ｄＢ）、ファイバ・リンクに沿ったチャフ及び真の信号チャネルの減衰（ｄＢ／ｍ）、及びチャフ・チャネルと真の信号チャネルとの間のクロストーク（ｄＢ）である。様々な開示される実施例は、リンクに沿った傍受のポイントにおける真の信号エネルギーと比較したチャフ信号エネルギーの相対的アウトカップリングと、傍受者によって見られるものとしてのＯＳＮＲへの対応する影響とを含む。真の及びチャフ信号の強度は、対応するソースの強度、傍受が生じるファイバ・リンクに沿ったポイントまでのソースからのファイバ内の信号の減衰、及び傍受のポイントにおける各信号のアウトカップリング効率に依存する。必須ポイントは、傍受者によって観測されるＯＳＮＲが十分に低くなって、それによりビット・エラー・レートが、傍受者が有益な情報を真の信号から抽出するのを防ぐのに十分に高くなるように、傍受のポイントにおけるファイバ・リンクから傍受者によって抽出される全チャフ・エネルギーが、真の信号エネルギーと比較して十分に強くなくてはならないということである。同時に、真の信号が正規に連結される先の、それぞれの意図された受信器、たとえば、受信器１３０－１又は１３０－２のうちの１つ、によって観測されるＯＳＮＲは、意図された受信器が真の信号からすべての情報を抽出することができるように、十分に高くなければならない。

チャフ及び真の信号チャネルの間のファイバの単位長当りのクロストークである、クロストークγ（ｄＢ／ｍ）が著しい場合、そのとき、これは正規の信号チャネルに沿ったデータ転送を厳しく制限し得る。信号及びチャフ・チャネルの両方が信号情報を含むことになるので、ファイバを傍受することもより容易になり得る。

望ましくは、そのうちのいくつかはＯＴＤＲ信号を伝えていることがある、チャフ・チャネルと真のデータ信号チャネルとの間のファイバ内のクロストークは、最小限に抑えられるべきである。

一実施例では、中央局における生成されたチャフ信号がケーブルで「再使用」され得るように、ステーション反射器が、チャフ信号を伝えるマルチコア・ファイバ・コアの終端において使用され得る。これは、受信者の構内においてチャフ信号を生成する必要性をなくすことができ、それにより顧客の構内において必要とされる機器を減らすことができる。これは、ファイバ・トゥー・ザ・ホームのために有利になり得、そこでは、この実施例は、顧客の住宅において必要とされる機器を最小限に抑える。これは、すべてのチャフ信号生成が中央局であってもよく、修理をより容易に及び自宅の顧客に対して低侵襲的にする、という点でネットワーク管理を助ける。反射器が、チャフ・チャネルのみを反射する及び真の信号コアを反射しないマルチコア・ファイバ・リンクの端に配置され得る。代替は、マルチチャネル・ファンアウト・カプラを使用し、次いで、マルチチャネル・ファンアウト・カプラを介して増幅された自然放出エネルギーを反射してマルチコア・ファイバへと戻すことになる反射器を有するコネクタで個々のチャフ・ファンアウト・チャネルを終端することである。信号チャネルは、反射器で終端されないことになる。そのような反射器は、チャフ生成器、たとえば、チャフ生成器１４０のうちの１つ、の実装形態であると考えてもよい。

一実施例において、非真信号伝達コアのうちの１つ又は複数は、中央局から受信局に電力を送信するために使用される光を伝えるために使用され得、受信局では、フォトセルが、受信局を実行するために使用できる電気エネルギー、又は受信器においてバッテリが使用される場合にはそれに蓄えることができる電気エネルギーに、光エネルギーを変換することになる。これは、有線電話が現地の電力会社からの電力を必要とせずに電力を供給された、多年にわたり運用していた電話システムによって提供されたような機能性を可能にする。任意選択で、チャフ再使用モジュール１４１は、これに関連して、ともに多重化されるＯＴＤＲ信号を有する又は有さない受信チャフ信号の形でもよい、そのような受信光を電力に変換するために、使用され得る。したがって、実装者の自由裁量で、チャフ再使用モジュール１４１は、電力の形で、前述のようなチャフ信号として、或いは電力及びチャフ信号の組合せで、チャフ信号を再使用することができる。不十分な電力が、フォトセルを含む及びチャフ信号から電力を生成して端末１１０に完全に電力を供給するチャフ再使用モジュール１４１によって生成される場合、端末１１０に供給するために必要とされる電力は、単純に、チャフ信号の変換から生成された電力の量だけ減らすことができる。波長マルチプレクサ１８１によって提供される機能性の実装がない、たとえば、チャフ信号としての受信されたチャフ信号の再使用がない、場合、ＯＴＤＲ信号と多重化されるチャフ信号は、電力に変換するためにチャフ再使用モジュール１４１に直接提供され得るということに留意されたい。

２つの別個のケーブル光ファイバ１５０－１及び１５０－２として図１の説明のための一実施例には示されているが、一実施例では、単一の光ファイバのみが、双方向伝送を達成しながら、使用され得る。たとえば、単一の光ファイバのコアのうちの１つ又は複数が、一方向で真の信号を送信するために使用され得、その一方で、単一光ファイバのコアのうちの他のコアは、反対方向で真の信号を送信するために使用され得る。単一の光ファイバの残りのコアのうちのコアは、チャフ信号を伝えるために使用され得、そのチャフ信号のうちの１つ又は複数は、ＯＴＤＲによって使用するための信号と多重化され得る。

開示される実施例は、光ファイバの傍受又は他の改竄を防ぐための現存する又は未来の構成と併せて使用され得るということに留意されたい。したがって、送信されるデータを保護するための他の手段、たとえば、データ暗号化、ガードによるデータ回線のパトロール、侵入検出監視センサ、及びコンクリート又はスチール・コンジットにそれらをはめこむことによるデータ回線の硬化が、本明細書で開示される技法に加えて使用され得る。しかしながら、開示される実施例の使用は、それらの手段のうちの一部又はすべての必要性を低減する又はなくすことができる。

本明細書で開示される様々な実施例のために、たとえば、ＯＴＤＲのために又は受信信号を処理するために、必要とされる任意の電子機器は、ハードウェアで又はハードウェアで実行するファームウェア及び／又はソフトウェアの組合せとして実装され得る。さらに、ソフトウェアは、プログラム記憶装置又はコンピュータ可読媒体で有形に実現されるプログラムとして実装され得る。プログラムは、任意の適切なアーキテクチャを備える機械にアップロードされ得、その機械によって実行され得る。１つ又は複数の中央処理装置（「ＣＰＵ」）、メモリ、及び入力／出力インターフェースなどのハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォームが、適切に使用され得る。コンピュータ・プラットフォームはまた、オペレーティング・システム及びマイクロ命令コードを含み得る。本明細書に記載の様々なプロセス及び機能は、そのようなコンピュータ又はプロセッサが明示的に示されていてもいなくても、ＣＰＵによって実行され得る、マイクロ命令コードの一部若しくはアプリケーション・プログラムの一部、又はその任意の組合せでもよい。加えて、様々な他の周辺ユニットが、付加的データ記憶装置及び印刷装置などのコンピュータ・プラットフォームに接続され得る。さらに、非一時的コンピュータ可読媒体は、一時的伝搬信号を除く任意のコンピュータ可読媒体である。

「第１の」、「第２の」などの名称を使用する本明細書での要素の言及は、一般に、それらの要素の数量又は順番を制限しないということを理解されたい。そうではなくて、これらの名称は、一般に、複数の要素又は要素のインスタンスを区別する便宜的方法として本明細書で使用されている。したがって、第１の及び第２の要素の言及は、２つのみの要素がそこで使用され得るということ又は第１の要素が何らかの方式において第２の要素に先行しなければならないということを意味しない。また、別段の記載がない限り、１セットの要素は、１つ又は複数の要素を含む。加えて、本明細書又は特許請求の範囲において使用される「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの１つ又は複数」又は「Ａ、Ｂ、及びＣから成る群のうちの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」という形の用語は、「Ａ又はＢ又はＣ、或いはこれらの要素の任意の組合せ」を意味する。たとえば、この用語は、Ａ、又はＢ、又はＣ、或いはＡ及びＢ、或いはＡ及びＣ、或いはＡ及びＢ及びＣ、或いは２Ａ、又は２Ｂ、又は２Ｃなどを含み得る。

本明細書で挙げられたすべての実例及び条件的言語は、開示される実施例の原理及び当技術分野を前進させるために発明者によって寄与される概念を読者が理解するのを助けるための教育的目的を意図しており、そのような具体的に挙げられた実例及び条件への限定として考えられるべきではない。さらに、開示される実施例の原理、態様、及び実施例、並びにその特定の実例を挙げる本明細書のすべての記述は、その構造的及び機能的同等物を包含するものである。加えて、そのような同等物は、構造にかかわらず、現在知られている同等物並びに将来開発される同等物、すなわち、同じ機能を実行する開発される任意の要素、の両方を含むものである。

Claims (9)

1. 光ファイバを介する通信を安全にするための方法であって、
   複数の光信号のうちの光信号を光ファイバの複数の空間パスのうちの空間パス内に連結するための送信空間マルチプレクサであって、前記空間パスのそれぞれは、光信号を伝えることができる、送信空間マルチプレクサを構成し、
   ここで、
   前記複数の光信号のうちの少なくとも第１の光信号が、前記光ファイバを介して転送することを意図された所望のシーケンスの情報の光学的に変調されたバージョンであり、前記複数の光信号のうちの前記少なくとも第１の光信号が、前記複数の空間パスのうちの第１の空間パス内に連結され、
   前記複数の光信号のうちの少なくとも第２の光信号が、光チャフ信号であり、前記複数の光信号のうちの前記少なくとも第２の光信号が、前記複数の空間パスのうち、前記第１の空間パスとは異なる第２の空間パス内に連結され、
   前記複数の光信号のうちの少なくとも第３の光信号が、光時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）によって使用するための光信号であり、
   前記方法はさらに、
   光カプラを使用して、ＯＴＤＲによって使用するための前記光信号と光チャフ信号を結合し、
   ＯＴＤＲによって使用するための前記光信号と光チャフ信号とが連結されている空間パスに光フィルタを連結することによって、前記送信空間マルチプレクサで受信される前記光チャフ信号の反射を遮断する、
   ことを含み、
   それにより、前記光ファイバに沿った傍受は、送信される前記所望のシーケンスの情報を判定することができない、方法。
2. ＯＴＤＲによって使用するための前記光信号が、前記光チャフ信号と波長多重化され、前記送信空間マルチプレクサによってそれと連結されて前記複数の空間パスのうちの前記第２の空間パス上に置かれる、請求項１に記載の方法。
3. ＯＴＤＲによって使用するための前記光信号が、前記複数の空間パスのうち、前記第１の及び第２の空間パスとは異なる第３の空間パスに供給される、請求項１に記載の方法。
4. 前記光ファイバがマルチコア・ファイバであり、前記複数の空間パスのうちの前記第１の空間パスが、前記マルチコア・ファイバの第１のコアであり、前記複数の空間パスのうちの前記第２の空間パスが、前記マルチコア・ファイバの第２のコアである、請求項１に記載の方法。
5. ＯＴＤＲによって使用するための前記少なくとも第３の光信号が、前記マルチコア・ファイバの第３のコアに連結される、請求項４に記載の方法。
6. ＯＴＤＲによって使用するための前記光信号が、前記複数の光信号のうちの前記第１の及び第２の光信号のうちの少なくとも１つと波長多重化されるとともに、それが多重化される前記第１の及び第２の光信号のうちの前記少なくとも１つと同じコアに少なくとも連結される、請求項４に記載の方法。
7. 前記所望のシーケンスの情報の前記光学的に変調されたバージョンと実質的に同じ帯域幅を占めるように、前記光チャフ信号を生成する
   ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. ＯＴＤＲによって使用するための前記光信号が、前記光チャフ信号の周波数とは異なる周波数である、請求項１に記載の方法。
9. 前記送信空間マルチプレクサから離れた前記光ファイバの端に位置するフォトセルで受信した前記光チャフ信号を電気エネルギーに変換することをさらに含む、請求項１に記載の方法。