[發(fā)明專(zhuān)利]光保密通信系統(tǒng)及保密方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710041145.6
• 申請(qǐng)日: 2007-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101068130A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅璠;方捻;郭小丹;王春華;黃肇明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/12
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/12;H04L9/00;G02B6/27
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 何文欣

1.一種光保密通信系統(tǒng)，包括一個(gè)由發(fā)射機(jī)光路(10)和發(fā)射機(jī)電路(13)組成的發(fā)射機(jī)及一個(gè)由接收機(jī)光路(15)和接收機(jī)電路(28)組成的接收機(jī)，所述的發(fā)射機(jī)光路(10)通過(guò)光纖鏈路(14)連接所述的接收機(jī)光路(15)，所述的發(fā)射機(jī)電路(13)中有發(fā)射機(jī)編碼芯片(31)，所述的接收機(jī)電路(28)中有接收機(jī)解碼芯片(56)，其特征在于：所述的發(fā)射機(jī)電路(13)的結(jié)構(gòu)是：所述的編碼芯片(31)有2路明文序列(11、12)輸入及3路光相位調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電壓輸出(d₁、d₂、d₃)；3路驅(qū)動(dòng)電壓分別經(jīng)三個(gè)基于運(yùn)放(32、33、34)的可調(diào)限幅電路，再經(jīng)三個(gè)功率放大器(35、36、37)后驅(qū)動(dòng)所述的發(fā)射機(jī)光路(10)中的3個(gè)光相位調(diào)制器(4、5、8)；所述的發(fā)射機(jī)光路(10)的結(jié)構(gòu)是：一個(gè)光源(1)輸出光束經(jīng)一個(gè)線(xiàn)偏振器(2)后由一個(gè)偏振分束器(3)分為兩路，分別連接至2個(gè)光相位調(diào)制器(4、5)，再經(jīng)一個(gè)偏振合束器(6)及一個(gè)偏振分束器(7)后分為兩路，其中一路經(jīng)過(guò)一個(gè)光相位調(diào)制器(8)，兩路經(jīng)一個(gè)偏振合束器(9)合束后輸入所述的光纖鏈路(14)；所述的各器件連接線(xiàn)均為保偏光纖；所述的發(fā)射機(jī)編碼芯片(31)采用4種調(diào)制編碼方式，并按照片內(nèi)實(shí)時(shí)產(chǎn)生的2路偽隨機(jī)序列的順序選用具體的調(diào)制編碼方式，將明文調(diào)制并發(fā)送；在同一時(shí)鐘周期內(nèi)，所述的接收機(jī)解碼芯片(56)根據(jù)其內(nèi)部同步的2路偽隨機(jī)序列采用相應(yīng)的調(diào)制解碼方式，進(jìn)而解調(diào)出發(fā)送的原始明文序列；所述的編碼芯片(31)基于如下工作方式：片內(nèi)利用2個(gè)數(shù)字混沌映射(Logistic、Henon)產(chǎn)生2路偽隨機(jī)控制序列，通過(guò)一個(gè)2-4譯碼器分別控制4種不同的PolSK編碼方式。編碼芯片(31)根據(jù)實(shí)時(shí)產(chǎn)生的2路控制序列經(jīng)譯碼器選擇一種PolSK編碼方式，將明文(11、12)調(diào)制到該P(yáng)olSK方式中的相應(yīng)偏振態(tài)上，即產(chǎn)生相應(yīng)的3路調(diào)相器驅(qū)動(dòng)電壓(d₁、d₂、d₃)，驅(qū)動(dòng)光路(10)向信道發(fā)送上述的一個(gè)偏振態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光保密通信系統(tǒng)，其特征在于所述的接收機(jī)光路(15)的結(jié)構(gòu)是：由所述的光纖鏈路(14)傳輸?shù)墓馐?jīng)一個(gè)穩(wěn)偏儀(16)、再經(jīng)一個(gè)1×3保偏分路器(17)后分成三路：一路經(jīng)一個(gè)1/4波片(18)連接至一個(gè)偏振分束器(21)，而另二路直接連接至二個(gè)偏振分束器(19、20)，所述的三個(gè)偏振分束器(21、19、20)的輸出分別級(jí)聯(lián)6個(gè)光電探測(cè)器(22、23、24、25、26、27)；所述的各器件連接線(xiàn)均為保偏光纖。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光保密通信系統(tǒng)，其特征在于所述的接收機(jī)電路(28)的結(jié)構(gòu)是：所述的接收機(jī)光路(15)的6個(gè)光電探測(cè)器(22、23、24、25、26、27)輸出連接至三個(gè)運(yùn)放電路(38、39、40)后轉(zhuǎn)換為3路電信號(hào)，分別經(jīng)三個(gè)低通濾波(41、42、43)、三個(gè)變壓器(44、45、46)、三個(gè)兩級(jí)差分放大器(47、48、49、50、51、52)和三個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器(53、54、55)后輸入所述的解碼芯片(56)，解碼芯片(56)輸出明文序列(29、30)。

4.一種光保密通信的保密方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的光保密通信系統(tǒng)進(jìn)行保密通信，其特征在于采用4種偏振移位鍵控調(diào)制方式；在物理層選取固定的6個(gè)光偏振態(tài)的前提下，是基于上述6偏振態(tài)的2-PolSK，2-DPolSK，四電平DD-PolSK，6-PolSK或4-DPolSK等方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光保密通信系統(tǒng)的保密方法，其特征在于所述的解碼芯片(56)基于如下工作方式：片內(nèi)含有與編碼芯片(31)同步的2路偽隨機(jī)控制序列發(fā)生器，相同的2-4譯碼器及對(duì)應(yīng)的4種不同的PolSK解碼方式。解碼芯片根據(jù)實(shí)時(shí)產(chǎn)生的同步控制序列經(jīng)譯碼器選擇一種PolSK解碼方式，將輸入的Stokes參數(shù)(S₁、S₂、S₃)解碼，并輸出明文(29、30)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光保密通信系統(tǒng)的保密方法，其特征在于將4種PolSK與2種數(shù)字混沌系統(tǒng)組合作為密鑰，將明文加密并調(diào)制到偏振態(tài)碼流上。