美潜艇如何窃听我国海底光缆

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美潜艇如何窃听我国海底光缆

最近,多家外媒爆出美国对海底光缆进行窃听的丑闻,日本媒体还称美国曾请求日本政府协助监听中国光缆。那么光缆是如何被美国窃听的呢,我们又如何防止光缆被窃听呢?

美国窃听他国的“黄金时代”

一直到上个世纪八十年代末,在卫星和微波通讯仍担负着全球90%的声音与数据通讯传播,就连绝密的外交电报也只能通过这两种通讯手段发送的时候,美国国家安全局进入了窃听的“黄金时代”:美国的间谍卫星群,加上分布在日本、澳大利亚、英国和德国的地面侦听站,把通过上述手段传送的声音和数据通讯一网打尽,连当时被许多国家视为最保密的海底铜线电缆越洋电话,也被国家安全局“搂草打兔子”似地一网打尽。

如此好景延续到1986年。一个“意外”出现了,这个“意外”的出现差点让美国国安局成了聋子。这个“意外”便是美国著名的“美国电话电报公司”(AT&T)推出的海底光纤电缆。可别小看这条并不粗壮的电缆,它一次可以让40000门电话同时通话,是当时全世界铜线海底电缆通话总量的5倍。如此了得的最新通讯技术自然被各家通讯运营商纷纷看好,世界各国纷纷开始铺设海底光缆——这标志着海底光缆时代的到来。尤其是1989年,跨越太平洋全长13200公里的(TPC-3)海底光缆也建设成功,从此,海底光缆就在跨洋洲际海缆领域取代了同轴电缆,世界通讯可谓在一夜之间迈入了“光缆”时代。

美国国家安全局则是随着光缆的普及,一夜之间从窃听“黄金时代”被推进了“聋子时代”:间谍卫星、地面侦听站、海洋侦察船差一点成了摆设了。因为越来越多的越洋电话、军方雷达讯信、电子邮件,都开始转由光纤电缆传输,传统的窃听手段能捕捉到的情报变得越来越少。

光缆通信出现后,由于光纤通信的载体——光波是在封闭媒质光纤的内部传输的,很难从光纤中泄漏出来,即使在转弯处,弯曲半径很小时,漏出的光波也十分微弱,若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好,这样,即使光缆内光纤总数很多,也可实现无串音干扰,在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。对光信号的窃听变得困难。特别是海底光缆以其安全、隐蔽性强格外受到重视。但随着技术的发展,光纤通信的绝对安全性已被打破,对于海底光缆的窃听,逐步由设想变成了现实。

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窃听光纤的基本步骤:首先将需要窃听的光纤放入一个设备中被适当弯曲(1).从光纤中折射出来的 光线被设备中的光学检测设备拾取(2),然后发送给光电转换设备(3).光电转换装置将光信号转换为电信号,然后通过以太网线将数据传送到电脑上。

1989年初,美国国家安全局开始进行窃听海底光缆的技术研究。90年代中期,美国国家安全局进行了海底光缆的首次窃听实验。在这次实验中,美国特工人员乘一艘特制的间谍潜艇潜入洋底,通过特殊手段将一段海缆扯进间谍潜艇的特制工作舱内,成功地切开了一条海底光缆。此次实验未被光缆运营商发现,这标志着美国已经从技术上实现了对海底光缆的窃听。2005年3月,美军核动力攻击潜艇“吉米·卡特”号正式服役,值得关注的是它不仅具有强大的作战能力,而且它是具有窃听海底光缆的能力的一艘特种潜艇。从此,光纤通信就变得不再安全。

在其后的这些年中,美国国家安全局仍不遗余力开发窃听海底光缆的技术和设备,并取得成功。2001年的“9-11”事件后,美国建立的反恐包围圈为海底光缆窃听提供了有力的支持,美、英等英语圈5国计划在获取光缆通信情报方面进行合作。

对光缆窃听的技术难题

不过,尽管看起来似乎窃听光缆很容易,但是对海底光缆进行窃听需要解决的技术难题也不少,这些难题主要有以下几个方面,光缆定位、光缆开剥、信号窃取、信号分析、信号传输等。

光缆定位:海底光缆敷设一般均采取埋设方式,埋设深度在1米以上,在不掌握海缆敷设路由资料的情况下在海底实现对直径不超过60mm的埋设海底光缆的精确定位非常困难。一般会采用金属探测器法,用金属探测器在可能的路由区域找到海底光缆。

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在广袤的海洋深处,找到目标光缆并不是一件非常容易的事

光缆的开剥:埋设在海底的海缆埋设余量较小,而对光缆进行开剥需要有一段长度,因此需要在海床上将光缆冲出一定的长度,这就需要水下机器人( ROV)来完成。海底光缆结构比较复杂,一般有无铠、单铠、双铠等几种,近海以双铠装海底光缆最为常见。在不对通信造成影响的前提下对海底光缆进行开剥,从外到内将外护层、铠装、不锈钢光纤套管层层剥开,这种开剥不能对光缆造成永久性损害,否则开剥过的部分在深海强大水压的作用下会很快出现渗水,使海缆通信出现故障而中断,窃听位置就暴露了,达不到长期窃听的目的。因此对海底光缆的开剥应该是在静态的海底作业艇中完成的,开剥完成接入窃听装置后还会恢复原有结构,如同在海缆上做了一次接头,英国曾于二十世纪七十年代研制过一种海底作业艇用于在海底修复电力电缆,"卡特"号携带的袖珍潜艇工作原理应该与其相似。

光缆窃听:一般的窃听方法是光缆窃听法。一种是用一根类似生病打针的针头,针管的中空是一根相应的光纤引线。将海底光缆铠装开剥后用长针刺入光缆内护套,直达光纤。于是针头的光纤和光缆的光纤连通,光束会被部分地引入窃听仪器。但光缆中激光的光强衰减并不影响光缆的正常工作。一种是光线对比法摄取光的信号-光线对比法就是让和激光不同波段的光线沿光纤的径向射过光纤,从而得到了相应脉冲信号的光信号,进而翻译成电信号,达到窃听的目的。另一种是将光缆开剥至裸纤,将裸纤略弯曲,在弯曲处提取泄露信号。还有一种是中继站窃听,顾名思义,就是通过在打开光缆中继器加装窃听装置来实现窃听。

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弯曲光纤的窃听原理:在1这个位置,光纤被严重弯曲之后,激光能从1点拾取,复制数据同步从2点射入,这样可以不中断通讯,并不被发现断点所在。

信号分析:光缆传输的信号达G比特级,要在如此大容量的信息流中进行分析、筛选,得到有用信息,工作量相当大。在早期,美国实现了光缆窃听的时候,却对截获的数据一筹莫展,因为当时没有处理光纤电缆传输如此之大量通讯信息的能力,这等于是说美国国安局还无法从窃取的原始资料中捞出有用的情报。

美国特种核潜艇如何实现窃听海底光缆

中美海底光缆有四对光纤,在中国大陆和美国大陆各设两个登陆站,形成环形,并以分支方式连接中国台湾、日本、韩国、关岛,中美海底光缆包括美国班顿、日本千仓、韩国釜山、崇明、台湾枋山、汕头、日本冲绳、美国关岛。由于此系统在美国有登陆站,在陆上就可窃听此光缆的信号,无需兴师动众派“吉米·卡特”号去窃听。而东海和南海是美间谍核潜艇最有可能出没的地区。这两个海区海底深度较大,海底地形复杂,有利于核潜艇出没。由于海狼级最大下潜深度可高达610m,最大航速(水下)高达35节,因此可迅速隐蔽地到达预定海区,放出小潜艇(载有海底机器人)潜入我近海海岸窃听光缆信号,放出海底机器人通过电视遥控切割光缆,并连接窃听数据的光缆回母潜艇。此技术现已非常成熟,中美海底光缆被鱼网刮断,日本维修船就是用此方法将海底70m处的断缆接好。通过母潜艇分析处理所获得的信息,从而获得所需情报。此乃现场即时窃取信息,还可能把偷接的窃听光缆延长至陆地的窃听基地,当然无需将偷接的窃听光缆延长至冲绳或关岛,到台湾就很近。

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