CN113422650A - 一种多通道光跳频系统、信号加密方法和光通信设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种多通道光跳频系统，该系统包括：发射机，用于产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号，并基于至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波，将至少两路不同的用户信号调制到至少两路光载波上，每一路光载波上调制一路用户信号，得到至少两路调制光载波，并将至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，完成加密处理；接收机，和发射机相连接，用于接收已调光载波，并对已调光载波进行解密得到至少两路不同的用户信号，完成解密处理。该多通道光跳频系统，应用光跳频理论，把用户信号分割成多个片段，并将多个片段调制到多个波长不同的光载波上，每个波长的光载波只携带部分用户信号，可以有效提高通信的安全性。

Description

一种多通道光跳频系统、信号加密方法和光通信设备

技术领域

本公开涉及到安全光通信领域，尤其涉及一种多通道光跳频系统、信号加密方法和光通信设备。

背景技术

在如今信息时代，每天有太多的商业、政府、军事等机密信息以及个人隐私信息通过光纤网路传输。在过去，人们一直以为光纤通信很安全，但随着技术的发展，通过光纤弯曲、分束、倏逝波耦合、散射等方式就可以实现光纤窃听。因此，从物理层来解决光通信的安全就成为一个非常重要的课题。

目前提高通信的安全性主要分为软件层和硬件层，其中软件层包括对用户数据使用算法加密，比如AES加密算法、DES算法、IDEA算法以及国密算法SM4等，但所有基于算法的加密手段都已经被证明是可以破解的。而基于硬件的加密方式，如光码分复用技术、混沌加密技术等，由于这两种加密方式的加密信号是模拟信号，因此在光纤网络中传输时的传输距离会受到限制。

公开内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的上述不足，本公开的主要目的在于提供一一种多通道光跳频系统、信号加密方法和光通信设备，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种多通道光跳频系统，该系统包括：

发射机，用于产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号，并基于上述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波，将上述至少两路不同的用户信号调制到上述至少两路光载波上，每一路上述光载波上调制一路上述用户信号，得到至少两路调制光载波，并将上述至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，完成加密处理；

接收机，和上述发射机相连接，用于接收上述已调光载波，并对上述已调光载波进行解密得到上述至少两路不同的用户信号，完成解密处理。

在一些实施例中，上述发射机包括至少一个发射单元，每个发射单元包括：一个第一伪随机码生成器、两个激光器、两个用户信息源、两个第一马赫-曾德尔调制器和一个第一耦合器；

上述第一伪随机码生成器，用于产生一对第一伪随机码信号；

每个上述激光器，接收上述一对第一伪随机码信号中任一路上述第一伪随机码信号后产生一路光载波，两个上述激光器得到两路光载波；

每个上述用户信息源，用于产生一路用户信号，两个上述用户信息源产生两路不同的用户信号；

每个上述第一马赫-曾德尔调制器，用于接收任一路用户信号和任一路光载波，并将上述任一路用户信号调制到上述任一路光载波上，得到一路第一调制光载波，完成加密处理，两个上述第一马赫-曾德尔调制器得到两路第一调制光载波；

上述第一耦合器，用于将两路上述第一调制光载波耦合为一路已调光载波，并将上述已调光载波传输给上述接收机。

在一些实施例中，上述接收机包括至少一个接收单元，每个接收单元包括：一个解复用器、两个分束器、两个第二伪随机码生成器、四个第二马赫-曾德尔调制器、两个第二耦合器和两个光电探测器；

上述解复用器，用于接收上述已调光载波，并将上述已调光载波分成两路单波长光载波；

每个上述分束器，用于接收任一路单波长光载波，并将上述任一路单波长光载波分成两路单波长光载波，两个上述分束器得到四路单波长光载波；

每个上述第二伪随机码生成器，用于产生一对第二伪随机码信号；

每个上述第二马赫-曾德尔调制器，用于接收任一对第二伪随机码信号中任一路第二伪随机码信号和任一路单波长光载波，利用上述任一路第二伪随机码信号对上述任一路单波长光载波进行解密，得到一路已解光载波，完成解密处理，四个上述第二马赫-曾德尔调制器得到四路已解光载波；

每个上述第二耦合器，用于接收两路已解光载波，将上述两路已解光载波耦合，得到一路待恢复光载波，两个上述第二耦合器得到两路待恢复光载波；

每个上述光电探测器，用于接收任一路上述待恢复光载波，从上述任一路待恢复光载波中恢复出一路用户信号，两个上述光电探测器恢复出两路用户信号。

在一些实施例中，上述两路光载波的波长不同；

一对上述第一伪随机码信号包括两路电平方向相反的上述第一伪随机码信号。

在一些实施例中，每对上述第二伪随机码信号均包括两路电平方向相反的上述第二伪随机码信号；

四个上述第二马赫-曾德尔调制器分为两组，每组包括两个上述第二马赫-曾德尔调制器，同一组中的两个上述第二马赫-曾德尔调制器所接收的两路上述单波长光载波来自两个分束器，且同一组中的两个上述第二马赫-曾德尔调制器所接收的两路上述第二伪随机码信号的电平方向相反；

上述第二耦合器所接收的两路已解光载波来自于同一组中的两个上述第二马赫-曾德尔调制器。

在一些实施例中，每个上述激光器均包括：两个偏置区和一个调制区；

上述偏置区，用于接收外加驱动电流，且根据上述外加驱动电流改变上述光载波的通道，以及为上述光载波提供光增益；

上述调制区，用于接收上述第一伪随机码信号并产生光载波，且根据上述第一伪随机码信号调整上述光载波的通道间隔；

上述偏置区包括均匀光栅层；

上述调制区包括光栅层，上述光栅层为均匀光栅、四分之一波长相移光栅中的任意一种。

在一些实施例中，上述第一马赫-曾德尔调制器和上述第二马赫-曾德尔调制器均包括定向耦合式调制器、法布里-珀罗调制器、硅基光调制器、电吸收调制器中的任意一种。

在一些实施例中，上述多通道光跳频系统包括的上述发射机的数量和上述接收机的数量相同；

上述多通道光跳频系统包括的上述第二马赫-曾德尔调制器的数量为上述第一马赫-曾德尔调制器的两倍。

另一方面本公开提供了一种信号加密方法，利用如上述的多通道光跳频系统，该信号加密方法包括：

利用上述发射机产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号；

利用上述发射机基于上述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波；

利用上述发射机将上述至少两路不同的用户信号调制到上述至少两路光载波上，其中，每一路上述光载波上调制一路上述用户信号，得到至少两路调制光载波；

利用上述发射机将上述至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，将上述已调光载波传输给上述接收机；

利用上述接收机接收上述已调光载波，对上述已调光载波进行解密得到上述至少两路不同的用户信号。

另一方面本公开提供了一种光通信设备，采用如上述的多通道光跳频系统。

(三)有益效果

(1)本公开提供的一种多通道光跳频系统，通过应用光跳频理论，把用户信号分割成多个片段，然后将多个片段调制到多个波长不同的光载波上，每个波长的光载波只携带部分用户信号，从而可以有效提高通信的安全性。

(2)本公开提供的一种多通道光跳频系统使用激光器作为跳频源，使得整个发射机变得小巧灵活，可以与现有的波分复用系统兼容。

(3)本公开提供的一种多通道光跳频系统可以根据不同用户的应用需求，通过改变加载到激光器偏置区的电流和调制区的电流来调整光功率、光载波的频率以及不同光载波之间的频率差。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的结构框图；

图2示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的发射单元的结构示意图；

图3示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的接收单元结构示意图；

图4示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的发射机的激光器的结构示意图；

图5示意性示出了本公开一实施例提供的一种信号加密方法的流程图；

图6示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的结构示意图。

附图标记说明

100发射机；200接收机；110发射单元；210接收单元；111第一伪随机码生成器；112激光器；113用户信息源；114第一马赫-曾德尔调制器；115第一耦合器；211解复用器；212分束器；213第二伪随机码生成器；214第二马赫-曾德尔调制器；215第二耦合器；216光电探测器；10偏置区；20调制区。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开的保护范围。

图1示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的结构示意图，图6示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的结构示意图，如图1和6所示，在本公开一实施例中，该多通道光跳频系统包括：发射机100，用于产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号，并基于上述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波，将上述至少两路不同的用户信号调制到上述至少两路光载波上，每一路上述光载波上调制一路上述用户信号，得到至少两路调制光载波，并将上述至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，完成加密处理；接收机200，和上述发射机100相连接，用于接收上述已调光载波，并对上述已调光载波进行解密得到上述至少两路不同的用户信号，完成解密处理。

在本实施例中，发射机100和接收机200通过光纤相连接，发射机100产生至少两路不同的用户信号，并对上述至少两路不同的用户信号进行加密，具体加密方法包括：发射机100产生至少两路第一伪随机码信号，并基于上述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波，将上述至少两路不同的用户信号调制到上述至少两路光载波上，其中，每一路光载波上调制一路用户信号，共得到至少两路调制光载波，对得到的至少两路调制光载波进行耦合，得到一路已调光载波，完成对至少两路不同的用户信号的加密处理；接收机200接收发射机100产生的已调光载波，并对已调光载波进行解密，从上述一条光载波中恢复出上述至少两路不同的用户信号；基于发射机100的加密处理和接收机200的解密处理，完成了用户信号的加密传输，保障了用户的信息安全。

图2示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的发射单元的结构示意图，如图2所示，在本公开一实施例中，上述发射机100包括至少一个发射单元110，每个发射单元110包括：一个第一伪随机码生成器111、两个激光器112、两个用户信息源113、两个第一马赫-曾德尔调制器114和一个第一耦合器115；上述第一伪随机码生成器111，用于产生一对第一伪随机码信号；每个上述激光器112，接收上述一对第一伪随机码信号中任一路上述第一伪随机码信号后产生一路光载波，两个上述激光器112得到两路光载波；每个上述用户信息源113，用于产生一路用户信号，两个上述用户信息源113产生两路不同的用户信号；每个上述第一马赫-曾德尔调制器114，用于接收任一路用户信号和任一路光载波，并将上述任一路用户信号调制到上述任一路光载波上，得到一路第一调制光载波，完成加密处理，两个上述第一马赫-曾德尔调制器114得到两路第一调制光载波；上述第一耦合器115，用于将两路上述第一调制光载波耦合为一路已调光载波，并将上述已调光载波传输给上述接收机200；上述两路光载波的波长不同；一对上述第一伪随机码信号包括两路电平方向相反的上述第一伪随机码信号。

在本实施例中，发射机100包括至少一个发射单元110，每个发射单元110包括一个第一伪随机码生成器111、两个激光器112、两个用户信息源113、两个第一马赫-曾德尔调制器114和一个第一耦合器115，发射单元110的工作原理是：第一伪随机码生成器111产生一对第一伪随机码信号，并将上述一对第一伪随机码信号发送给激光器112，两个激光器112各接收一路第一伪随机码信号，每个激光器112在接收到任一路第一伪随机码信号后产生一路光载波，两个激光器112共产生两路光载波，每个激光器112将产生的光载波传输给任一个第一马赫-曾德尔调制器114，每个第一马赫-曾德尔调制器114只接收一路光载波，每个用户信息源113产生一路用户信号，两个用户信息源113共产生两路用户信号，且两路用户信号不同，两路不同的用户信号分别传输给两个第一马赫-曾德尔调制器114，每个第一马赫-曾德尔调制器114接收任一路用户信号和任一路光载波，并将接收到的任一路用户信号调制到任一路光载波上，得到一路第一调制光载波，两个第一马赫-曾德尔调制器114共得到两路第一调制光载波，并将已调光载波传输给第一耦合器115，第一耦合器115将两路第一调制光载波耦合为一路已调光载波，并将已调光载波传输给上述接收机200。

图3示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的接收单元结构示意图，如图3所示，在本公开一实施例中，上述接收机200包括至少一个接收单元210，每个接收单元210包括：一个解复用器211、两个分束器212、两个第二伪随机码生成器213、四个第二马赫-曾德尔调制器214、两个第二耦合器215和两个光电探测器216；上述解复用器211，用于接收上述已调光载波，并将上述已调光载波分成两路单波长光载波；每个上述分束器212，用于接收任一路单波长光载波，并将上述任一路单波长光载波分成两路单波长光载波，两个上述分束器212得到四路单波长光载波；上述第二伪随机码生成器213，用于产生两对第二伪随机码信号；每个上述第二马赫-曾德尔调制器214，用于接收任一对第二伪随机码信号中任一路第二伪随机码信号和任一路单波长光载波，利用上述任一路第二伪随机码信号对上述任一路单波长光载波进行解密，得到一路已解光载波，完成解密处理，四个上述第二马赫-曾德尔调制器214得到四路已解光载波；每个上述第二耦合器215，用于接收两路已解光载波，将上述两路已解光载波耦合，得到一路待恢复光载波，两个上述第二耦合器215得到两路待恢复光载波；每个上述光电探测器216，用于接收任一路上述待恢复光载波，从上述任一路待恢复光载波中恢复出一路用户信号，两个上述光电探测器216恢复出两路用户信号；发射机100包括的至少一个发射单元110之间采用并联的方式连接。

在本实施例中，接收机200包括至少一个接收单元210，每个接收单元210包括：一个解复用器211、两个分束器212、两个第二伪随机码生成器213、四个第二马赫-曾德尔调制器214、两个第二耦合器215和两个光电探测器216；接收单元210的工作原理是：解复用器211接收已调光载波，将已调光载波分成两路单波长光载波，并将两路单波长光载波分别传输给两个分束器212，每个分束器212接收任一路单波长光载波，将接收到的任一路单波长光载波分成两路单波长光载波，两个分束器212共产生四路单波长光载波，将四路单波长光载波分别传输给四个第二马赫-曾德尔调制器214，两个第二伪随机码生成器213产生两对第二伪随机码信号，并将两对第二伪随机码信号传输给四个第二马赫-曾德尔调制器214，每个第二马赫-曾德尔调制器214接收任一路第二伪随机码信号和任一路单波长光载波，利用任一路第二伪随机码信号对任一路单波长光载波进行解密，得到一路已解光载波，四个第二马赫-曾德尔调制器214得到四路已解光载波，并将四路已解光载波传输给两个第二耦合器215，每个第二耦合器215接收两路已解光载波，将接收到的两路已解光载波耦合，便可得到一路待恢复光载波，两个第二耦合器215得到两路待恢复光载波，两个第二耦合器215将两路待恢复光载波传输给两个光电探测器216，每个光电探测器216接收任一路待恢复光载波，从任一路待恢复光载波中恢复出一路用户信号，两个光电探测器216可恢复出两路用户信号，完成解密处理，上述两路用户信号即发射单元110中两个用户信息源113产生的两路不同的用户信号；也可以采用两个第二伪随机码生成器213，每个第二伪随机码生成器213生成一对第二伪随机码信号；接收机200包括的至少一个接收单元210之间采用并联的方式连接。

在本公开一实施例中，每对上述第二伪随机码信号均包括两路电平方向相反的上述第二伪随机码信号；四个上述第二马赫-曾德尔调制器214分为两组，每组包括两个上述第二马赫-曾德尔调制器214，同一组中的两个上述第二马赫-曾德尔调制器214所接收的两路上述单波长光载波来自两个分束器212，且同一组中的两个上述第二马赫-曾德尔调制器214所接收的两路上述第二伪随机码信号的电平方向相反；上述第二耦合器215所接收的两路已解光载波来自于同一组中的两个上述第二马赫-曾德尔调制器214。

在本实施例中，每对第二伪随机码信号均包括两路电平方向相反的第二伪随机码信号，且两对第二伪随机码信号均与发射单元110产生的一对第一伪随机码信号相同；四个第二马赫-曾德尔调制器214分为两组，每组包括两个第二马赫-曾德尔调制器214，且同一组中的两个第二马赫-曾德尔调制器214所接收的两路单波长光载波来自两个分束器212，以及同一组中的两个第二马赫-曾德尔调制器214所接收的两路第二伪随机码信号的电平方向相反，即同一组中的两个第二马赫-曾德尔调制器214所接收的两路第二伪随机码信号为一对；每个第二耦合器215所接收的两路已解光载波是来自于同一组中的两个第二马赫-曾德尔调制器214。

图4示意性示出了本公开一实施例提供的一种多通道光跳频系统的发射机的激光器的结构示意图，如图4所示，在本公开一实施例中，每个上述激光器112均包括：两个偏置区10和一个调制区20；上述偏置区10，用于接收外加驱动电流，且根据上述外加驱动电流改变上述光载波的通道，以及为上述光载波提供光增益；上述调制区20，用于接收上述第一伪随机码信号并产生光载波，且根据上述第一伪随机码信号调整上述光载波的通道间隔；上述偏置区10包括均匀光栅层；上述调制区20包括光栅层，上述光栅层为均匀光栅、四分之一波长相移光栅中的任意一种。

在本实施例中，发射单元110包括的激光器112包括两个偏置区10和一个调制区20，调制区20位于激光器112的中间，偏置区10位于激光器112的两端，两个偏置区10选择相同的驱动电流，其主要作用是提供光增益，改变驱动电流大小可以调整输出的光的功率，从而改变整个激光器112的中心波长。当确定偏置区10的驱动电流的大小后，第一伪随机码生成器111产生两路电平相反的第一伪随机码信号，并分别加载到两个激光器112的调制区20，这时两个激光器112就会产生两路波长互补的光载波，并且每一路光载波的功率恒定，在本实施例中，第一伪随机码信号为方波电流，通过改变方波电流的大小可以调整激光器112输出的光的通道间隔，即改变方波电流的信号‘0’与信号‘1’对应的光波长的频率间隔；用第一伪随机信号驱动激光器112的调制区20，生成的光载波具有伪随机性质，把用户信号调制到具有伪随机性质的光载波上就可以实现对用户信号的分割，每一路光载波上就只携带了部分用户信号，分割后用户信号的大小与第一伪随机信号的序列的字符的大小相关。

在本公开一实施例中，上述第一马赫-曾德尔调制器114和上述第二马赫-曾德尔调制器214均包括定向耦合式调制器、法布里-珀罗调制器、硅基光调制器、电吸收调制器中的任意一种；上述多通道光跳频系统包括的上述发射机100的数量和上述接收机200的数量相同；上述多通道光跳频系统包括的上述第二马赫-曾德尔调制器214的数量为上述第一马赫-曾德尔调制器114的两倍。

在本实施例中，第一马赫-曾德尔调制器114和第二马赫-曾德尔调制器214的种类有很多，为了更好地完成对用户信号的加密和解密，在本实施例中，上述第一马赫-曾德尔调制器114和上述第二马赫-曾德尔调制器214可以是定向耦合式调制器、法布里-珀罗调制器、硅基光调制器、电吸收调制器中的任意一种，但是第一马赫-曾德尔调制器114和第二马赫-曾德尔调制器214的种类需为同一种。

另一方面本公开提供了一种信号加密方法，利用如上述的多通道光跳频系统，图5示意性示出了本公开一实施例提供的一种信号加密方法的流程图，如图5所示，上述方法包括：

S501、利用发射机100产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号；

S502、利用发射机100基于上述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波；

S503、利用发射机100将上述至少两路不同的用户信号调制到上述至少两路光载波上，其中，每一路上述光载波上调制一路上述用户信号，得到至少两路调制光载波；

S504、利用发射机100将上述至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，将上述已调光载波传输给接收机200；

S505、利用接收机200接收上述已调光载波，对上述已调光载波进行解密得到上述至少两路不同的用户信号。

具体加密方法和上述的多通道光跳频系统的工作原理相同，因此在此不再赘述。

另一方面本公开提供了一种光通信设备，采用如上述的多通道光跳频系统。

本公开提供一种多通道光跳频系统，该系统包括发射机和接收机，发射机包括至少一个发射单元，接收机包括至少一个接收单元，通过应用光跳频理论，把用户信号分割成多个片段，发射单元将多个片段调制到多个波长不同的光载波上，每个波长的光载波只携带部分用户信号，在传输过程中，用户信号是被加密的，因此，可以有效地提高通信的安全性，发射机使用激光器作为跳频源，整个发射机小巧灵活，可以与现有的波分复用系统兼容，该多通道光跳频系统还可以根据不同用户的应用需求进行调整，通过改变加载到激光器偏置区的电流和调制区的电流来调整光功率、光载波的频率以及不同光载波之间的频率差。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道光跳频系统，其特征在于，包括：

发射机(100)，用于产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号，并基于所述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波，将所述至少两路不同的用户信号调制到所述至少两路光载波上，每一路所述光载波上调制一路所述用户信号，得到至少两路调制光载波，并将所述至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，完成加密处理；

接收机(200)，和所述发射机(100)相连接，用于接收所述已调光载波，并对所述已调光载波进行解密得到所述至少两路不同的用户信号，完成解密处理。

2.根据权利要求1所述的多通道光跳频系统，其特征在于，所述发射机(100)包括至少一个发射单元(110)，每个发射单元(110)包括：一个第一伪随机码生成器(111)、两个激光器(112)、两个用户信息源(113)、两个第一马赫-曾德尔调制器(114)和一个第一耦合器(115)；

所述第一伪随机码生成器(111)，用于产生一对第一伪随机码信号；

每个所述激光器(112)，接收所述一对第一伪随机码信号中任一路所述第一伪随机码信号后产生一路光载波，两个所述激光器(112)得到两路光载波；

每个所述用户信息源(113)，用于产生一路用户信号，两个所述用户信息源(113)产生两路不同的用户信号；

每个所述第一马赫-曾德尔调制器(114)，用于接收任一路用户信号和任一路光载波，并将所述任一路用户信号调制到所述任一路光载波上，得到一路第一调制光载波，完成加密处理，两个所述第一马赫-曾德尔调制器(114)得到两路第一调制光载波；

所述第一耦合器(115)，用于将两路所述第一调制光载波耦合为一路已调光载波，并将所述已调光载波传输给所述接收机(200)。

3.根据权利要求1所述的多通道光跳频系统，其特征在于，所述接收机(200)包括至少一个接收单元(210)，每个接收单元(210)包括：一个解复用器(211)、两个分束器(212)、两个第二伪随机码生成器(213)、四个第二马赫-曾德尔调制器(214)、两个第二耦合器(215)和两个光电探测器(216)；

所述解复用器(211)，用于接收所述已调光载波，并将所述已调光载波分成两路单波长光载波；

每个所述分束器(212)，用于接收任一路单波长光载波，并将所述任一路单波长光载波分成两路单波长光载波，两个所述分束器(212)得到四路单波长光载波；

每个所述第二伪随机码生成器(213)，用于产生一对第二伪随机码信号；

每个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)，用于接收任一对第二伪随机码信号中任一路第二伪随机码信号和任一路单波长光载波，利用所述任一路第二伪随机码信号对所述任一路单波长光载波进行解密，得到一路已解光载波，完成解密处理，四个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)得到四路已解光载波；

每个所述第二耦合器(215)，用于接收两路已解光载波，将所述两路已解光载波耦合，得到一路待恢复光载波，两个所述第二耦合器(215)得到两路待恢复光载波；

每个所述光电探测器(216)，用于接收任一路所述待恢复光载波，从所述任一路待恢复光载波中恢复出一路用户信号，两个所述光电探测器(216)恢复出两路用户信号。

4.根据权利要求2所述的多通道光跳频系统，其特征在于，

所述两路光载波的波长不同；

一对所述第一伪随机码信号包括两路电平方向相反的所述第一伪随机码信号。

5.根据权利要求3所述的多通道光跳频系统，其特征在于，

每对所述第二伪随机码信号均包括两路电平方向相反的所述第二伪随机码信号；

四个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)分为两组，每组包括两个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)，同一组中的两个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)所接收的两路所述单波长光载波来自两个分束器(212)，且同一组中的两个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)所接收的两路所述第二伪随机码信号的电平方向相反；

所述第二耦合器(215)所接收的两路已解光载波来自于同一组中的两个所述第二马赫-曾德尔调制器(214)。

6.根据权利要求2所述的多通道光跳频系统，其特征在于，每个所述激光器(112)均包括：两个偏置区(10)和一个调制区(20)；

所述偏置区(10)，用于接收外加驱动电流，且根据所述外加驱动电流改变所述光载波的通道，以及为所述光载波提供光增益；

所述调制区(20)，用于接收所述第一伪随机码信号并产生光载波，且根据所述第一伪随机码信号调整所述光载波的通道间隔；

所述偏置区(10)包括均匀光栅层；

所述调制区(20)包括光栅层，所述光栅层为均匀光栅、四分之一波长相移光栅中的任意一种。

7.根据权利要求2或3所述的多通道光跳频系统，其特征在于，所述第一马赫-曾德尔调制器(114)和所述第二马赫-曾德尔调制器(214)均包括定向耦合式调制器、法布里-珀罗调制器、硅基光调制器、电吸收调制器中的任意一种。

8.根据权利要求3所述的多通道光跳频系统，其特征在于，所述多通道光跳频系统包括的所述发射机(100)的数量和所述接收机(200)的数量相同；

所述多通道光跳频系统包括的所述第二马赫-曾德尔调制器(214)的数量为所述第一马赫-曾德尔调制器(114)的两倍。

9.一种信号加密方法，其特征在于，利用如权利要求1-8任一项所述的多通道光跳频系统，所述方法包括：

利用所述发射机(100)产生至少两路不同的用户信号和至少两路第一伪随机码信号；

利用所述发射机(100)基于所述至少两路第一伪随机码信号产生至少两路光载波；

利用所述发射机(100)将所述至少两路不同的用户信号调制到所述至少两路光载波上，其中，每一路所述光载波上调制一路所述用户信号，得到至少两路调制光载波；

利用所述发射机(100)将所述至少两路调制光载波耦合为一路已调光载波，将所述已调光载波传输给所述接收机(200)；

利用所述接收机(200)接收所述已调光载波，对所述已调光载波进行解密得到所述至少两路不同的用户信号。

10.一种光通信设备，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的多通道光跳频系统。

Images