Światłowody mają uszy, czyli jak można podsłuchać Twoje kroki

Światłowody mogą służyć nie tylko do przesyłania ogromnych ilości informacji na duże odległości. Skomplikowane algorytmy potrafią, analizując rozproszenie światła,  wykrywać tak delikatne wibracje jak te powodowane krokami człowieka.

Nowe zastosowania znanych technologii mogą czasem zaskakiwać. Okazuje się, że wykorzystując znane zjawiska fizyczne i używając odpowiednio czułego sprzętu oraz algorytmów, które służą do wykrywania łodzi podwodnych, można śledzić ruch w okolicy światłowodu zakopanego pod ziemią.

Czemu niebo jest niebieskie

Opisywany powyżej mechanizm swoje działanie opiera na tzw. zjawisku rozpraszania Rayleigha, które tłumaczy również niebieski kolor nieba. Polega ono na tym, że światło jest w różnym stopniu rozpraszane przez cząsteczki na które trafia w zależności od ich rozmiaru oraz długości fali. W przypadku nieba cząsteczki tlenu i azotu tak rozpraszają światło słoneczne, ze oko ludzkie widzi kolor zbliżony do niebieskiego. W przypadku światłowodów zjawisko to pozwala na bardzo precyzyjne monitorowanie zmiany ich położenia, spowodowanej wibracjami.

Światłowód „słyszy” wszystko

Brytyjska firma OptaSense zbudowała urządzenie, które podłączone do światłowodu wysyła impulsy światła i bada formę, w jakiej wracają. Zaobserwowane różnice pozwalają na monitorowanie z niewiarygodną dokładnością zjawisk zachodzących w okolicach światłowodów. System DAS (distributed acoustic sensing) potrafi według jego twórców wykryć w odległości do 10 metrów od miejsca zakopania światłowodu nie tylko przejeżdżający samochód, ale także przechodzącego człowieka czy np. wbicie łopaty w ziemię. Do tego monitorowany odcinek światłowodu może mieć długość do ok. 50 kilometrów. Co ciekawe, system ma taką czułość, że podobno jest w stanie usłyszeć nawet drona przelatującego nisko nad ziemią. Poniższy film przedstawia wykrywanie obecności człowieka.

Zasada działania systemu jest dość prosta – każdy dźwięk to drganie, które powoduje delikatne ruchy włókien światłowodowych. Ruchy te z kolei powodują zakłócenia przesyłanych impulsów światła a analiza tych zakłóceń pozwala na zidentyfikowanie ich charakteru i przyczyn. Mamy tu też do czynienia z kolejnym mariażem technologii wojskowych z cywilnymi, ponieważ do analizy sygnałów jest rzekomo wykorzystywane oprogramowanie służące do wykrywania aktywności okrętów podwodnych.

Ciekawe zastosowania

Technologia podsłuchiwania światłowodem może mieć zastosowania przede wszystkim tam, gdzie światłowód jest już zakopany, inne metody dozoru utrudnione a chronione dobro jest znacznej wartości. Dobrym przykładem może być chociażby monitorowanie bezpieczeństwa rurociągów, ciągnących się daleko od cywilizacji, wzdłuż których często przy okazji budowane są również światłowody. Monitoring może wykrywać chociażby próby rozkopania ziemi w celu nielegalnego podłączenia do rurociągu.

Łatwo można także sobie wyobrazić chociażby użycie światłowodowych czujników do nadzorowania granic państwowych czy też obiektów szczególnego znaczenia o dużej powierzchni (np. poligony wojskowe). O ile w takich lokalizacjach prawdopodobnie niezbędne może być zbudowanie światłowodu, o tyle np. ochrona linii kolejowych, wzdłuż których światłowody już często leżą, może okazać się dużo prostsza.

Twórcy produktu zapewniają, że nie umożliwia on podsłuchiwania rozmów prowadzonych w bliskości monitorowanych włókien. Po ostatnich rewelacjach z katalogu narzędzi NSA trudno im wierzyć…