[發明專利]基于偏振調制的光跳頻系統及發送機、接收機

在審

• 申請號: 201910248536.8
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109981176A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 班德超;陳偉;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/548;H04B10/60
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張宇園

本發明公開了一種基于偏振調制的光跳頻系統及發送機、接收機，包括：兩個結構相同的偏振調制單元，接收光載波信號，各個偏振調制單元包括順序連接的多個第一偏振控制器、一相位調制器、一第二偏振控制器和一偏振分束器，其中相位調制器連接一偽隨機碼發生器，該偽隨機碼發生器中跳頻編碼結合該相位調制器實現對光載波的編碼或解碼調制；內置一個該偏振調制單元的發送機，實現光載波信號的加密及發送；內置另一個該偏振調制單元的接收機，實現光載波信號的接收及解密；以及光纖，實現發送機和接收機的載波通信。本發明可以實現高速光跳頻編碼，具有靈活和簡單的單元結構，方便擴展到多路光跳頻系統，以提供更高保密性的通信系統。

技術領域

本發明涉及光通信安全領域，尤其涉及一種基于偏振調制的光跳頻系統及發送機、接收機。

背景技術

在如今信息時代，每天有太多的商業、政府、軍事等機密信息以及個人隱私信息通過光纖網絡傳輸。在過去，人們一直以為光纖通信很安全，但隨著技術的發展，通過光纖彎曲、分束、倏逝波耦合、散射等方式就可以實現光纖竊聽。因此，安全光通信就成為一個非常重要的課題。

目前提高通信的安全性主要分為軟件層和硬件層，其中軟件層包括對用戶數據的算法加密，比如AES加密，但所有基于算法的加密手段都已經被證明是可以破解的。而基于硬件的加密方式，如光碼分復用技術、混沌加密技術等，由于這兩種加密方式的加密信號是模擬信號，因此在光纖網絡中傳輸時的傳輸距離會受到限制。現有技術中已提出了一種光跳頻通信技術，是通過已知隨機密鑰控制光信道的切換，將保密與非保密信息混合在一起，從而實現保密信息的隱藏。

發明內容

本發明提供一種基于偏振調制的光跳頻系統及發送機、接收機，通過把用戶數據在不同時間段調制在不同波長的載波上，使同一波長的載波中攜帶的用戶信息是不完整的，從而實現對用戶信息的加密傳輸。

有鑒于此，本發明提供了一種基于偏振調制的光跳頻系統及發送機、接收機，其中：

該基于偏振調制的光跳頻系統包括：

第一偏振調制單元，接收光載波信號，該第一偏振調制單元包括順序連接的多個第一偏振控制器、一第一相位調制器、一第二偏振控制器和一第一偏振分束器，其中第一相位調制器連接一第一偽隨機碼發生器，該第一偽隨機碼發生器中跳頻編碼結合該第一相位調制器實現對光載波的編碼調制。

內置有上述第一偏振調制單元的發送機，發送通過該第一偏振調制單元加密的光載波信號；

進一步的，該發送機包括：

多個激光器，各個激光器連續發射不同波長的光載波；

上述第一偏振調制單元，該第一偏振調制單元中每個第一偏振控制器對應一個該激光器，各個第一偏振控制器接收其對應的激光器的光載波，該第一偏振調制單元實現光載波的編碼調制及輸出；

多個第三相位調制器，每個第三相位調制器對應一束該第一偏振調制單元中第一偏振分束器分束后的光載波，各個第三相位調制器接收一束該光載波進行相位調制；

多個脈沖模式發生器，每個脈沖模式發生器對應一個該第三相位調制器，各個脈沖模式發生器作為驅動控制其對應的第三相位調制器的光載波實現數據加載；

以及耦合器，接收加載數據后的光載波進行耦合。

第二偏振調制單元，包括順序連接的多個第三偏振控制器、一第二相位調制器、一第四偏振控制器和一第二偏振分束器，其中第二相位調制器連接第二偽隨機碼發生器，該第二偽隨機碼發生器中跳頻編碼結合該第二相位調制器實現對光載波的解碼調制；

內置有上述第二偏振調制單元的接收機，接收該加密的光載波信號并通過該第二偏振調制單元進行解密輸出；

進一步的，該接收機包括：