摘要：全光网络由于承载大量信息，安全性和可靠性十分重要。而随着信息科技技术的不断发展，光纤传感器在全光网络安全防范中逐渐发挥作用，起到了重要作用。
关键词：光纤传感器；全光网络；安全与防范；应用
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。
1光纤传感器的原理
光纤传感器在应用上分为传光型的和传感型的。顾名思义，前一种就是起到传输光的作用，传感元件要与光纤连在一起；后一种就是既有传输光的作用，又有传感作用。现在研究热点几乎都是后一种。因为光纤传感器作为传感用有很多的应用，比如抗腐蚀，抗电磁干扰等，可以在复杂恶劣的环境下使用。作为传感用的光纤，原理上就是通过对传输光的偏振，强度，相位，波长，周期，频率等进行调制，通过检测器获得调制结果而进行传感的器件。因为当外界的环境变化时，比如说温度，应力、磁、声、压力、温度、加速度等都会对光纤的折射率分布等一些构造产生微小的影响，导致传输光的特性发生改变，通过探测这些改变而得到外界的变化，起到传感作用。至于应用方面就很广泛了，几乎可以应用到现在大多数电学传感器应用的领域了，比如现在比较火的是安防，围界安全，输油管道安全实时监控等，应用前景很广。
2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。
3光纤传感器在全光网络安全及防范中的应用
3.1光纤传感器的特点
光纤传感器是依靠光在光纤中传导时受到被测对象的影响使光的强度、波长、相位或频率等参数发生改变，通过检测接收光的各个参数来对被测量进行检测或控制的一种传感器。和传统的各类传感器相比，光纤传感器有一系列独特的优点，如灵敏度高、电绝缘性好、耐腐蚀、防爆、光路有可弯曲性，便于与计算机联接、结构简单、重量轻、体积小等。由于这些优点，光纤传感技术的应用已经逐步从军事领域发展到了电力、石油、石化、交通和建筑等各个工业领域，在公共安全、国防、工农业安全生产、环保等重大安全监测领域有着重要应用。随着技术不断更新发展，己出现一些能实用且可在接收现场测试的传感结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆尤其是分布传感技术进行动态分布测试，可用于全光网络中，使其具有可“感知”光纤被损害的功能。光纤传感技术在全光网络中的应用将会使全光网络更加安全可靠。按传感机理，光纤传感器可分为功能型和非功能型传感器；按照被调制的光波参数不同，光纤传感器又分为：强度调制传感器、相位调制传感器、频率调制传感器、偏振调制传感器、波长调制等不同工作原理的光纤传感器。随着光纤传随着光纤传感技术的不断发展，各种新型的光纤传感器层出不穷。最新的一些技术进展包括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、光纤白光干涉传感器等。
3.2光纤传感器在安全防范中的应用
目前广泛应用的是光时域反射仪和光频域反射仪两种。其中光时域反射仪（OTDR）是通过光脉冲注入光纤与返回入射端的时间差来提取位置信息。基于OTDR的光纤传感技术分别有基于布里渊散射光时域反射仪（BOTDR）分布式光纤传感器，基于布里渊光时域分析技术（BOTDA）分布式光纤传感器和基于喇曼散射光时域反射仪（ROTDR）分布式光纤传感器。几类光纤传感器在全光网络安全防范措施中的应用具体为：（1）基于OTDR，优点：能连续显示整个光纤线路的损耗相对于距离的变化。非迫害性强，功能多，使用方便。缺点：在使用时始终有一段盲区，从光纤两端测出的衰减值有差别，通常取平均值。应用：对于光纤损耗点的检测。（2）基于BOTDR，优点：对于单一分布参数的测量有很高的精度和空间分辨率。缺点：由于布里渊频移很小，且其线宽窄，要求激光器具有很高的频率稳定性和极窄的可调线宽，对光滤波器有极高的要求。应用：应力和温度的监测。（3）基于BOTDA，优点：很高的精度和空间分辨率，动态范围大，测量精度高。缺点：系统复杂，泵浦激光器和探测激光器需放在被测光纤的两端，不能测断点，应用条件受到限制。应用：应力和温度变化监测。（4）基于ROTDR，优点：提高了系统的相对灵敏度和测温精度，扩展了功能。缺点：返回信号很弱，对光源要求高。应用：温度变化监测。光频域反射仪是在频率轴上提取位置信息的方法，也称相干光频域反射仪（OFDR），它是相对于时间连续线性扫描光波频率，由反射光与参考光的拍频谱求得反射光分布的一种方式。可以用OFDR来在线测试光纤上的攻击，以快速定位受攻击的光纤位置，以便报告上层网络管理系统，采取及时的路由保护，避免攻击。
4基于OTDR光纤传感器的特点及其在光网络中的应用
（1）光纤传感器（基于OTDR）优点能连续显示整个光纤线路的损耗相对于距离的变化。非迫害性强，功能多，使用方便。缺点：在使用时始终有一段盲区，从光纤两端测出的衰减值有差别，通常取平均值。应用：对于光纤损耗点的检测（2）光纤传感器（基于BOTDR）优点：对于单一分布参数的测量有很高的精度和空间分辨率。缺点：由于布里渊频移很小，且其线宽窄，要求激光器具有很高的频率稳定性和极窄的可调线宽，对光滤波器有极高的要求。应用：应力和温度的监测（3）光纤传感器（基于BOTDA）优点：很高的精度和空间分辨率，动态范围大，测量精度高。缺点：系统复杂，泵浦激光器和探测激光器需放在被测光纤的两端，不能测断点，应用条件受到限制。应用：应力和温度变化监测。
结语
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）.
论文作者:刘庆可
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/22
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