[發明專利]一種混沌正交復用保密光纖通信裝置及方法

有效

• 申請號: 201210350031.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102882608A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 殷洪璽;趙清春
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04B10/85
• 分類號: H04B10/85;H04L9/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于光纖通信領域，涉及一種混沌正交復用保密光纖通信裝置及方法，特別是一種利用分布反饋式半導體激光器的全光混沌正交復用保密通信裝置，屬于信息安全、軍事和光纖通信技術領域。

背景技術

信息安全已經成為事關國家政治、經濟、軍事和社會的安全、穩定和發展的一個不容忽視的國家安全戰略。網絡傳輸、存儲、處理過程中的數據信息丟失、泄露或被非法篡改等問題近年來日益嚴重，對社會和經濟造成了嚴重的影響。毫無疑問，通信的安全性問題對于政治、經濟和社會的穩定與發展均具有重要的現實需求和長遠的戰略意義。

混沌激光通信是一種在物理層對現有光纖通信系統進行加密的技術，具有加密速度快、實時性好、難破譯等優點。其中，借助于半導體激光器實現的混沌激光通信，具有成本低、帶寬大、加密速度快、與現有光通信相兼容等優點，是一種極具應用價值的技術。

混沌激光保密通信需要與現行的光纖通信兼容，這樣可以避免另外鋪設專門的通信線路，只需借助現有的光纖通信鏈路和混沌光收發機就能實現混沌激光保密通信。因此，存在著混沌激光保密通信與現行光纖通信復用的問題，它的實現既可以解決多個用戶利用同一條光纖同時傳輸信息，又可以有效地挖掘和利用光纖的帶寬資源，節省設備和成本。在先技術[1]?(參見?J.?Z.?Zhang,?et?al.?Wavelength?division?multiplexing?of?chaotic?secure?and?fiber-optic?communications,?Opt.?Express?2009.?A.?Argyris,?et?al.?Transmission?effects?in?wavelength?division?multiplexed?chaotic?optical?communication?systems,?J.?Lightwave?Technol.?2010)公開了一種一路混沌激光通信信道與一路常規光通信信道的波分復用方法，其構成是混沌激光信道與常規光通信信道經過波分復用器或耦合器合為一路進入光纖傳輸，在接收端經波分解復用器將兩路信號分開，分別進行解調。在先技術[2]?(參見Q.?Zhao?and?H.?Yin,?Performance?analysis?of?dense?wavelength?division?multiplexing?secure?communications?with?multiple?chaotic?optical?channels,?Opt.?Commun.?2012)公開了一種多路混沌光信道之間密集波分復用的裝置，其構成是各路混沌激光信道經過波分復用器合為一路進入光纖傳輸，在接收端經波分解復用器將各路信號分開，分別進行解調。這兩種技術都采用了波分復用技術，實現光纖中混沌復用保密通信。然而，光纖具有豐富的帶寬資源，如果能在混沌激光波分復用的基礎上進一步增加復用的能力，將更充分的利用光纖的資源，應用前景廣闊。一種可以拓寬混沌激光波分復用的技術是正交復用，即各信道采用正交的載波傳輸信息，而載波的中心波長都相同。在先技術[3](?D.?Rontani,?et?al.?Spectrally?efficient?multiplexing?of?chaotic?light,?Opt.?Lett.?2010.)公開了一種自由空間中混沌正交復用同步的裝置，其構成是各路混沌載波經分束器耦合為一路，耦合后的信號其中一束經反射鏡后反饋回各發射機激光器，構成反饋延時；另一束傳輸至接收機，從而實現匹配的發射機和接收機之間的同步。其不足之處是該裝置無法在光纖環境下實現，而且沒有給出信息的加載及解調的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于分布反饋式半導體激光器的混沌正交復用保密光纖通信裝置及方法。以增加了光纖復用通信中的維度，從而增加復用的通路數量，更充分的利用光纖的帶寬資源。

本發明提供的基于分布反饋式半導體激光器的混沌正交復用保密光纖通信裝置包括T偏置器、分布反饋式半導體激光器、光環行器、N?×1光耦合器、1×(N+1)光耦合器、光纖延遲線、光纖、光電探測器、反相光電探測器、?(N+1)?×1射頻耦合器和帶通濾波器。

上述的混沌正交復用保密光纖通信裝置用于混沌正交復用保密光纖通信的方法，具體方案如下：