[發明專利]混沌幅度互補調制的保密光通信系統

有效

• 申請號: 202110018162.8
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112653520B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 李密;孫訓;陳強;王祎思;施躍春;宋躍江
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/54;H04B10/70
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 湯金燕

本發明公開了一種混沌幅度互補調制的保密光通信系統，包括發射機、接收機、傳輸信道三大部分。發射機中能產生兩路不相同的混沌光，信息信號通過控制兩個馬赫?曾德爾調制器來控制這兩路混沌光的互補輸出，經傳輸信道傳輸之后，接收機中對稱環路對傳輸信號進行同步相消，再整流濾波后恢復信息信號。本發明克服了混沌掩蓋可能遭受能量分析攻擊的缺點，提高了安全性，且相對于混沌鍵控來講，能支持多電平調制，提高信號帶寬的利用率，實現更高的傳輸速率。

技術領域

本發明涉及激光通信技術領域，尤其涉及一種混沌幅度互補調制的保密光通信系統。

背景技術

隨著互聯網的不斷發展，通信數據量和數據蘊藏的價值也在不斷增加，人們對于通信內容的保密性要求日益增高。目前應用最為廣泛的是基于密鑰的加密方式，由于其加密解密速度慢，將來不能滿足高數據率的要求，另外隨著密碼學、量子計算機、分布式計算的發展，基于密鑰的加密方式的破解速度在大大提升。另外，量子加密技術理論上是最安全的加密方式，但仍處于研究階段，技術還不成熟，而且目前量子密鑰分配在光纖的有效距離還不能滿足遠距離通信的要求。因此，對于光纖通信系統來說，找到一種更加保密實用的加密方式顯得十分重要和緊迫。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種混沌幅度互補調制的保密光通信系統，在保證混沌光通信高保密性的前提下，實現更高速率的數據傳輸。

為實現本發明的目的，提供一種混沌幅度互補調制的保密光通信系統，包括發射機、接收機和傳輸信道；

所述發射機包括第一半導體激光器、第一馬赫-曾德爾調制器、第一射頻放大器、第一光電探測器、第一光纖延遲線、第四馬赫-曾德爾調制器、信息信號發生器、第四射頻放大器、第一光耦合器、第二半導體激光器、第二馬赫-曾德爾調制器、第二射頻放大器、第二光電探測器、第二光纖延遲線和第五馬赫-曾德爾調制器；所述接收機包括信號處理裝置、濾波器、整流器、加法器、第四光電探測器、反極性光電探測器、第二光耦合器、第三半導體激光器、第三馬赫-曾德爾調制器、第三射頻放大器、第三光電探測器和第三光纖延遲線；所述傳輸信道包括光隔離器、摻鉺光纖放大器和傳輸光纖；

所述發射機中第一半導體激光器、第二半導體激光器產生的恒功率光分別注入到第一馬赫-曾德爾調制器、第二馬赫-曾德爾調制器，從第一馬赫-曾德爾調制器出來的混沌光注入第四馬赫-曾德爾調制器，從第二馬赫-曾德爾調制器出來的混沌光注入第五馬赫-曾德爾調制器，待傳輸的信息信號經第四射頻放大器放大輸出后，連接到第四馬赫-曾德爾調制器和第五馬赫-曾德爾調制器地射頻輸入口，來控制輸出的發送信號中兩個混沌環路中混沌光的比例，第四馬赫-曾德爾調制器和第五馬赫-曾德爾調制器的輸出端分別連接第一光耦合器的第一輸入端和第二輸入端，第一光耦合器將兩路混沌光合并后分成三路，其第一輸出端的信號依次經第一光纖延遲線、第一光電探測器、第一射頻放大器反饋輸入到第一馬赫-曾德爾調制器，其第三輸出端的信號依次經第二光纖延遲線、第二光電探測器、第二射頻放大器反饋輸入到第二馬赫-曾德爾調制器，其第三輸出端的信號將進入傳輸信道，依次經過光隔離器、摻鉺光纖放大器、傳輸光纖達到接收機，連接到第二光耦合器的輸入端上，第二光耦合器的第二輸出端的光信號依次經第三光纖延遲線、第三光電探測器、第三射頻放大器反饋輸入到第三馬赫-曾德爾調制器，將第三半導體激光器輸入到第三馬赫-曾德爾調制器的恒功率光變為同步的混沌光，進入到第四光電探測器轉換為電信號，第二光耦合器的第一輸出端直接進入到反極性光電探測器轉換為電信號，這兩路電信號經過加法器相加之后，依次經過整流和濾波恢復所傳輸的信號。

在一個實施例中，所述第四射頻放大器分別與信息信號發生器的參數、第四馬赫-曾德爾調制器的參數和第五馬赫-曾德爾調制器的參數相匹配。

在一個實施例中，所述第四馬赫-曾德爾調制器和第五馬赫-曾德爾調制器的器件參數相同，并調節各自的直流偏置電壓相差一個半波電壓使調制器工作在互補的狀態；所述互補的狀態為在相同輸入光條件下，兩者輸出的光強之和始終為一確定值。