CN115996093A - 一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统及其方法，包括采用光纤链路连接的发送端和接收端；本发明在相同光载波驱动下，通信双方产生本地同步混沌激光，并将其用于相位加密，同时结合色散模块的信息失真/隐藏作用，以实现物理层加密。接收端通过本地同步混沌激光信号进行相位解密，再结合色散补偿恢复原始光信号，然后基于解调模块恢复出所传输的信息。本发明不需要第三方驱动信号源，且不占用额外的光信道进行驱动信号的传输，系统安全可靠，运行成本低，信道利用率高。
Description
技术领域
本发明属于混沌激光信号与光纤通信技术领域，涉及一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统及其方法。
背景技术
近年来，计算机和通信技术得到了前所未有的快速发展。光纤通信具有高速率、低损耗和容量大等突出优势，为现代网络信息的主要载体和基础设施，成为当今最主要的长距离通信方式，承担着全球百分之九十以上的通信业务，涉及到各个领域。但随之而来的信息安全风险迅速增加，有关光纤被窃听的事件不断被报道，引起了人们的高度关注。一方面基于确定性算法的数字加密体制，比如经典的高级加密标准(AES)，虽然目前仍然可以提供一定安全保障。但由于其算法的可重复性，随着超高速计算机如量子计算机的出现和人工智能机器学习的兴起，面临着越来越严重的破解风险。所以探索具有非确定性特性的高级物理加密技术以进一步提高通信系统的安全性是非常必要的。
随着技术进一步发展，基于硬件光学加密提供光子层安全性，成为实现高速安全光通信的一个研究热点。电子科技大学的N.Jiang等人研究了一种基于第三方同步驱动混沌同步的相位加密技术，它对调制格式是固有透明的，并且可以灵活地与现有的光通信系统兼容(A.Zhao,C.Xue,J.Tang and K.Qiu,Optics Letters44(7),1536－1539(2019).)。广东工业大学的Z.Gao等人开发的相关技术，对注入信号进行色散加密，提高了混沌激光信号的私密性(参见文献：Z.Gao,Q.Wu,L.Liao,B.Su,X.Gao,S.Fu,Z.Li,Y.Wang and Y.Qin,Optics Express30(17),31209－31219(2022))。然而，以上通信方案中均需要第三方驱动信号的传输，且驱动信号特征明显，极易被识别，使得信息有着被窃取泄露的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统及其方法，在不占用额外信道资源和无需第三方驱动信号的前提下，即可获得私密同步混沌激光用于物理层加密，确保通信安全。降低传输信息被窃取泄露的风险。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
本发明的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，包括采用光纤链路连接的发送端和接收端；
所述的发送端，包括通讯连接的信号产生模块和加密模块；所述的信号产生模块包括依次光路连接或电气连接的：第一半导体激光器、偏振控制器、待加密数据、强度调制器；所述的加密模块包括依次光路连接或电气连接的：第一色散单元、第一相位调制器、第一光纤耦合器、第二色散单元、第一光环形器、第二半导体激光器、第一光电探测器、第一射频放大器、第一光纤放大器；
所述的发送端的信号产生模块，第一半导体激光器发出用于搭载待加密数据的光载波，光载波经过偏振控制器调整光信号的偏振方向，然后输入到强度调制器，强度调制器将待加密数据调制到光载波上，发出搭载有待加密数据的光信号并进入加密模块进行加密；所述的加密模块中，第一色散单元与强度调制器输出端相连接，第一相位调制器输入端与第一色散单元相连接，扰乱类噪声光信号的相位实现相位加密，即通过强色散所造成的信号失真和相位调制器的相位加密，将信息完全隐藏；
所述的接收端，包括通讯连接的解密模块和信号解调模块；所述解密模块包括依次光路连接或电气连接的：第二光纤耦合器、第三色散单元、第二光环形器、第三半导体激光器、反向光电探测器、第二射频放大器、第二相位调制器、第四色散单元；所述信号解调模块包括依次光路连接或电气连接的：第二光纤放大器、第二光电探测器、恢复的信息；
所述的接收端在解密模块进行信号解密：加密后的光信号经第二光纤耦合器一分为二，其一个输出端和第三色散单元相连接，另一个输出端和第二相位调制器的输入端相连接；第二光环形器的一端口与第三色散单元相连，二端口与第三半导体激光器相连接；接收到的一部分光信号经过上述光路注入到第三半导体激光器，第三色散单元对注入光信号进行光学扰频；第三半导体激光器产生的混沌激光信号从第二光环形器的二端口输入，经三端口输出至反向光电探测器进行光电转换；第二射频放大器的输入端与反向光电探测器的输出端相连接，对驱动信号进行射频放大；第二射频放大器的输出端作为第二相位调制器的驱动端，驱动第二相位调制器进行相位解密；相位解密后的光信号被送入第四色散单元进行色散补偿，消除由第一色散单元造成的信号失真后，送入信号解调模块；在信号解调模块中，解密成功的光信号经过第二光纤放大器和第二光电探测器光电转换后，恢复出所传输的信息。
进一步的，在第一相位调制器前设有偏振控制器，用于调整光信号的偏振态，使光信号的偏振方向符合第一相位调制器的要求。
进一步的，所述的第一光纤耦合器采用Y型定向耦合器，其输入端与第一相位调制器输出端相连接，其一输出端与第二色散单元输入端相连接，其另一输出端和第一光纤放大器输入端相连接，用于将相位加密后的光信号一分为二。
所述的第一光环形器的一端口与第二色散单元输出端相连，二端口与第二半导体激光器相连接；第二半导体激光器产生的混沌激光信号从第一光环形器的二端口输入，经三端口输出至第一光电探测器进行光电转换；第一射频放大器的输入端与第一光电探测器的输出端相连接，对驱动信号进行射频放大；第一射频放大器的输出端作为第一相位调制器的驱动端，驱动第一相位调制器进行相位加密；另一部分相位加密后的光信号，经过第一光纤放大器和光纤链路传输到接收端。
进一步的，所述的光纤链路包括单模光纤和与其色散值相匹配的色散补偿光纤。
进一步的，所述的第一半导体激光器的中心工作波长为1550nm、线宽为1.5MHz。所述的第一光放大器和第二光放大器均为掺铒光纤放大器。所述的第二色散单元和第三色散单元色散值动态可调，采用色散补偿光纤或者啁啾光纤光栅。
所述的第一相位调制器和第二相位调制器所施加的相位幅值相同，但符号相反；所述的第一色散单元和第四色散单元的色散值大小相等，符号相反。
本发明的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密方法，由上述的基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统执行实施，其发送端基于相同光载波驱动，在通信双方产生本地同步混沌激光，并将其用于相位加密，同时结合色散模块的信息失真/隐藏作用，以实现物理层加密；接收端通过本地同步混沌激光信号进行相位解密，再结合色散补偿恢复原始光信号，最终基于解调模块恢复出所传输的信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1.本发明设置有第二和第三半导体激光器，可在载波信号驱动下实现同步，不需要额外的第三方驱动信号源(例如混沌半导体激光器，恒定幅度随机相位激光源和自发辐射噪声源)，节约成本；
2.无需额外的信道用来传输驱动信号，节约了信道资源；
3.当与波分复用系统配合使用时，由于注入信号是其一路光载波，所以具有更好的隐藏效果，私密性更强；
4.本发明的安全性能基于混沌激光的私密同步，失真后的光载波信号具有更高的带宽，相较于一般的驱动信号，对色散更敏感，因而具有更好的安全性。
5.本发明可适用于多种光调制的信息调制格式。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统的结构框图。
图2是本发明的一种实施例的时域波形图。其中，图2(a)为驱动信号的时域波形、图2(b)为发送方混沌信号的时域波形、图2(c)为接收方混沌信号的时域波形。
图3是本发明的一种实施例的相关点图。其中，图3(a)为第二半导体激光器和第三半导体激光器的相关点图、图3(b)为第三半导体激光器和注入信号的相关点图。
图4是本发明的一种实施例的原始信号的波形图和眼图。其中，图4(a)为原始信号的波形图、图4(b)为原始信号的眼图。
图5是本发明的一种实施例的原始信号加密后的波形图和眼图。其中，图5(a)为原始信号加密后的波形图、图5(b)为原始信号加密后的眼图。
图6是本发明的一种实施例的解密后信号的波形图和眼图。其中，图6(a)为解密后信号的波形图、图6(b)为解密后信号的眼图。
图7是本发明的一种实施例的相位调制器调制深度对系统Q值大小影响的曲线图。
图8(a)是本发明的一种实施例在调制深度＝0.5时进行合法解密时解密信号的眼图，图8(b)为进行非法解密时解密信号的眼图。
图9(a)是本发明的一种实施例在调制深度＝0.8时进行合法解密时解密信号的眼图，图9(b)为进行非法解密时解密信号的眼图。
图10是本发明的一种实施例的第二色散单元和第三色散单元色散失配值对系统Q值和发送方与接收方混沌信号之间互相关系数大小影响的曲线图。
其中，发送端100：第一半导体激光器101、偏振控制器102、待加密数据103、强度调制器104、第一色散单元105、第一相位调制器106、第一光纤耦合器107、第二色散单元108、第一光环形器109、第二半导体激光器110、第一光电探测器111、第一射频放大器112、第一光纤放大器113。
接收端300：第二光纤耦合器301、第三色散单元302、第二光环形器303、第三半导体激光器304、反向光电探测器305、第二射频放大器306、第二相位调制器307、第四色散单元308、第二光纤放大器309、第二光电探测器310、恢复的信息311。
具体实施方式
本发明的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统及其方法，基于相同光载波驱动，在通信双方产生本地同步混沌激光，并将其用于相位加密，同时结合色散模块的信息失真/隐藏作用，以实现物理层加密。在接收端，通过本地同步混沌激光信号进行相位解密，再结合色散补偿恢复原始光信号，然后基于解调模块恢复出所传输的信息。本发明不需要第三方驱动信号源，且不占用额外的光信道进行驱动信号的传输，具有成本低和信道利用率高等优点；本发明中驱动信号为光载波本身，结合WDM系统，可以一定程度上实现驱动信号的安全性；并采用私密同步的混沌激光进行相位加密，保证系统的安全性；本发明可兼容多种光调制格式，且与商用通信网络兼容。
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，为本发明的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统的结构示意图，包括采用光纤链路200连接的发送端100和接收端300。
发送端100，包括相互通讯连接的信号产生模块、加密模块；所述信号产生模块包括依次光路连接或电气连接的：第一半导体激光器101、偏振控制器102、待加密数据103、强度调制器104；所述加密模块包括依次光路连接或电气连接的：第一色散单元105、第一相位调制器106、第一光纤耦合器107、第二色散单元108、第一光环形器109、第二半导体激光器110、第一光电探测器111、第一射频放大器112、第一光纤放大器113。
接收端300，包括相互通讯连接的解密模块、信号解调模块；所述解密模块包括依次光路连接或电气连接的：第二光纤耦合器301、第三色散单元302、第二光环形器303、第三半导体激光器304、反向光电探测器305、第二射频放大器306、第二相位调制器307、第四色散单元308；所述信号解调模块包括依次光路连接或电气连接的：第二光纤放大器309、第二光电探测器310、恢复的信息311。
由图1可以看出，在发送端100的信号产生模块，第一半导体激光器101发出用于搭载待加密数据的光载波，光载波经过偏振控制器102调整光信号的偏振方向，然后输入到强度调制器104，强度调制器104将待加密数据103调制到光载波上，从而发出搭载有待加密数据的光信号，光信号进入加密模块进行加密。
在加密模块中，第一色散单元105与强度调制器104输出端相连接，在强色散的作用下，光信号发生严重失真，形成一个类噪声的信号，无法通过该信号直接读取信息；第一相位调制器106输入端与第一色散单元105相连接，扰乱类噪声光信号的相位实现相位加密，即通过强色散所造成的信号失真和相位调制器的相位加密，将信息完全隐藏起来。由于相位调制器是偏振敏感器件，只对特定方向的偏振光起作用，因此在第一相位调制器106前设有偏振控制器102，通过偏振控制器102调整光信号的偏振态，使光信号的偏振方向符合第一相位调制器106的要求。第一光纤耦合器107为Y型定向耦合器，其输入端与第一相位调制器106输出端相连接，其一输出端与第二色散单元108输入端相连接，其另一输出端和第一光纤放大器113输入端相连接，用于将相位加密后的光信号一分为二。第一光环形器109的一端口与第二色散单元108输出端连接，二端口与第二半导体激光器110相连接。一部分相位加密后的光信号，经过上述光路注入到第二半导体激光器110，使其输出混沌激光信号。第二色散单元108为上述注入的光信号进行光学扰频，一定程度上防止窃听方采用同样的注入系统生成同步混沌激光信号用于解相位加密，提高注入光信号的私密性。第二半导体激光器110产生的混沌激光信号从第一光环形器109的二端口输入，经三端口输出至第一光电探测器111进行光电转换。第一射频放大器112的输入端与第一光电探测器111的输出端相连接，对驱动信号进行射频放大；第一射频放大器112的输出端作为第一相位调制器106的驱动端，驱动第一相位调制器106进行相位加密；另一部分相位加密后的光信号，经过第一光纤放大器113和光纤链路200传输到接收端300。
经过加密后的信号进入由单模光纤和与其色散值相匹配的色散补偿光纤组成的传输链路200中进行传输。
在接收端300，加密信号进入解密模块进行解密：其中第二光纤耦合器301为Y型定向耦合器，加密后的光信号经第二光纤耦合器301一分为二，其一个输出端和第三色散单元302输入端相连接，另一个输出端和第二相位调制器307的输入端相连接。第二光环形器303的一端口与第三色散单元302输出端相连，二端口与第三半导体激光器304相连接。接收到的一部分光信号经过上述光路注入到第三半导体激光器304，第三色散单元302对注入光信号进行光学扰频，一定程度上防止窃听方采用同样的注入系统生成同步混沌激光信号用于解相位加密，提高注入光信号的私密性。第三半导体激光器304产生的混沌激光信号从第二光环形器303的二端口输入，经三端口输出至反向光电探测器305进行光电转换。第二射频放大器306的输入端与反向光电探测器305的输出端相连接，对驱动信号进行射频放大；第二射频放大器306的输出端作为第二相位调制器307的驱动端，驱动第二相位调制器307进行相位解密；相位解密后的光信号被送入第四色散单元308进行色散补偿，消除由第一色散单元105造成的信号失真后，送入信号解调模块。
在信号解调模块中，解密成功的光信号经过第二光纤放大器309和第二光电探测器光电转换310后，恢复出所传输的信息。
在本发明实施例系统中，所述第一光放大器113和第二光放大器309均为掺铒光纤放大器。用于对光信号的功率损耗进行补偿。所述第一相位调制器106和第二相位调制器307所施加的相位幅值相同，但符号相反。所述第一色散单元105和第四色散单元308的色散值大小相等，符号相反。第二色散单元108和第三色散单元302色散动态可调，提高其私密。色散单元可采用色散补偿光纤或者啁啾光纤光栅构建。
本发明在专业软件Matlab上进行系统仿真，待加密数据为比特速率40Gb/s的NRZ码。下表1为系统仿真中设置的参数。
表1.
图2(a)为驱动信号的时域波形、图2(b)为发送方混沌信号的时域波形、图2(c)为接收方混沌信号的时域波形。图3(a)为第二半导体激光器110和第三半导体激光器304的相关点图、图3(b)为第三半导体激光器304和注入信号的相关点图。通过图2(b)、图2(c)和图3(a)可以看出，第二半导体激光器110和第三半导体激光器304输出的混沌信号时域波形十分相似并且相关点图中各点的分布近似于一条直线，对应的互相关系数为0.99，表明第一相位调制器106和第二相位调制器307的驱动信号几乎完全同步，高质量的混沌同步保证了信息的成功解密；由图3(b)可以看出第三半导体激光器304输出的混沌信号和其注入信号的相关点图各点分布杂乱无章，对应的互相关系数仅为0.18，因此可以认为两个信号没有相关性。对于窃听方而言，它们之间的低相关性使其无法恢复出相位调制器的驱动信号，保证了加密和解密的安全性。互相关系数计算公式：
其中，I1和I2代表着两个离散时间序列，运算符<·>代表求离散时间序列的平均值，Δt为信号的延迟时间。为了量化分析同步质量，通常选取CCF绝对值的最大值，即互相关系数来表示混沌信号的互相关程度，该值对应的时刻为信号间的同步时延。互相关系数越大表明两个时间序列的相关性越高，即互相关系数越接近1同步质量越好，越接近0同步质量越差。综上所述可以得出本发明提高物理加密和解密的保密性，从而进一步增强系统的安全性。
图4(a)和图4(b)分别为原始信号的波形图和眼图。图5(a)和图5(b)分别为原始信号加密后的波形图和眼图。图6(a)和图6(b)分别为解密后信号的波形图和眼图。通过图4～6可以看出，经过发送端100加密后的光信号振幅失真，信息的振幅和相位都被加密；图5(b)中眼图完全闭合，信息被完全隐藏。图6(a)和图6(b)显示了信号被正确解密后，波形图与原始信号非常类似且具有清晰的眼图张开度。
图7为相位调制器调制深度对系统Q值大小的影响曲线图。Q值大小计算公式：
Q＝(〈P1〉－〈P2〉)/(σ1－σ0) (2)
其中〈P1〉和〈P2〉分别为表示接收到比特“1”的平均功率和接收到比特“0”的平均功率，σ1和σ0为对应的标准差。通过Q因子可以求出相应的误码率，Q值越大相应的误码率越低，则系统的性能越好。例如当Q＝6时系统的误码率约为10－9，当Q＝7时系统的误码率约为10－12。图7正方形连接的点线代表着合法解密时Q值的变化情况，圆形连接的点线代表着只进行色散补偿而不进行相位解密(非法解密)时Q值的变化情况。由图7可知，随着调制深度的增大，Q值在逐渐减小，但合法解密的Q值一直远大于非法解密的Q值。
图8(a)和图8(b)分别为调制深度＝0.5，合法解密和非法解密所得到的解密信号对应的眼图。图9(a)和图9(b)分别为调制深度＝0.8，合法解密和非法解密所得到解密信号对应的眼图。上述合法解密得到的解密信号有其清晰的眼图张开度，非法解密得到的解密信号眼图完全闭合；即合法解密可以成功获取传输的信息而非法解密无法获取传输的信息。
由图7～9可知，选取合适的调制深度，窃取方即使知道了第一色散单元105和第四色散单元308的色散值大小进行色散补偿，也不可能成功解密信号恢复原始的信息，因此保证了加密与解密的安全性。窃听方即使了解本发明结构，但其解密过程无法和加密信号保持同步，也无法正确解密，从而提升了信号传输的安全性。
图10为第二色散单元108和第三色散单元302色散失配值对系统Q值和发送方与接收方混沌信号之间互相关系数大小的影响曲线图。曲线代表着合法解密Q值和互相关系数的变化趋势。结果显示随着色散失配值的不断增大，Q值和互相关系数逐渐下降使解密性能变差，从而导致系统误码率逐渐增大。但接收方可以在一定的色散失配值范围内实现信号解密，即系统具有一定的鲁棒性。
Claims (10)
1.一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，包括采用光纤链路(200)连接的发送端(100)和接收端(300)；
所述的发送端(100)，包括通讯连接的信号产生模块和加密模块；所述的信号产生模块包括依次光路连接或电气连接的：第一半导体激光器(101)、偏振控制器(102)、待加密数据(103)、强度调制器(104)；所述的加密模块包括依次光路连接或电气连接的：第一色散单元(105)、第一相位调制器(106)、第一光纤耦合器(107)、第二色散单元(108)、第一光环形器(109)、第二半导体激光器(110)、第一光电探测器(111)、第一射频放大器(112)、第一光纤放大器(113)；
所述的发送端(100)的信号产生模块，第一半导体激光器(101)发出用于搭载待加密数据的光载波，光载波经过偏振控制器(102)调整光信号的偏振方向，然后输入到强度调制器(104)，强度调制器(104)将待加密数据(103)调制到光载波上，发出搭载有待加密数据的光信号并进入加密模块进行加密；所述的加密模块中，第一色散单元(105)与强度调制器(104)输出端相连接，第一相位调制器(106)输入端与第一色散单元(105)相连接，扰乱类噪声光信号的相位实现相位加密，即通过强色散所造成的信号失真和相位调制器的相位加密，将信息完全隐藏；
所述的接收端(300)，包括通讯连接的解密模块和信号解调模块；所述解密模块包括依次光路连接或电气连接的：第二光纤耦合器(301)、第三色散单元(302)、第二光环形器(303)、第三半导体激光器(304)、反向光电探测器(305)、第二射频放大器(306)、第二相位调制器(307)、第四色散单元(308)；所述信号解调模块包括依次光路连接或电气连接的：第二光纤放大器(309)、第二光电探测器(310)、恢复的信息(311)；
所述的接收端(300)在解密模块进行信号解密：加密后的光信号经第二光纤耦合器(301)一分为二，其一个输出端和第三色散单元(302)相连接，另一个输出端和第二相位调制器(307)的输入端相连接；第二光环形器(303)的一端口与第三色散单元(302)相连，二端口与第三半导体激光器(304)相连接；接收到的一部分光信号经过上述光路注入到第三半导体激光器(304)，第三色散单元(302)对注入光信号进行光学扰频；第三半导体激光器(304)产生的混沌激光信号从第二光环形器(303)的二端口输入，经三端口输出至反向光电探测器(305)进行光电转换；第二射频放大器(306)的输入端与反向光电探测器(305)的输出端相连接，对驱动信号进行射频放大；第二射频放大器(306)的输出端作为第二相位调制器(307)的驱动端，驱动第二相位调制器(307)进行相位解密；相位解密后的光信号被送入第四色散单元(308)进行色散补偿，消除由第一色散单元(105)造成的信号失真后，送入信号解调模块；在信号解调模块中，解密成功的光信号经过第二光纤放大器(309)和第二光电探测器光电转换(310)后，恢复出所传输的信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，在第一相位调制器(106)前设有偏振控制器(102)，用于调整光信号的偏振态，使光信号的偏振方向符合第一相位调制器(106)的要求。
3.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的第一光纤耦合器(107)采用Y型定向耦合器，其输入端与第一相位调制器(106)输出端相连接，其一输出端与第二色散单元(108)输入端相连接，其另一输出端和第一光纤放大器(113)输入端相连接，用于将相位加密后的光信号一分为二。
4.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的第一光环形器(109)的一端口与第二色散单元(108)输出端相连，二端口与第二半导体激光器(110)相连接；第二半导体激光器(110)产生的混沌激光信号从第一光环形器(109)的二端口输入，经三端口输出至第一光电探测器(111)进行光电转换；第一射频放大器(112)的输入端与第一光电探测器(111)的输出端相连接，对驱动信号进行射频放大；第一射频放大器(112)的输出端作为第一相位调制器(106)的驱动端，驱动第一相位调制器(106)进行相位加密；另一部分相位加密后的光信号，经过第一光纤放大器(113)和光纤链路(200)传输到接收端(300)。
5.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的光纤链路(200)包括单模光纤和与其色散值相匹配的色散补偿光纤。
6.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的第一半导体激光器(101)的中心工作波长为1550nm、线宽为1.5MHz。
7.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的第一光放大器(113)和第二光放大器(309)均为掺铒光纤放大器。
8.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的第一相位调制器(106)和第二相位调制器(307)所施加的相位幅值相同，但符号相反；所述的第一色散单元(105)和第四色散单元(308)的色散值大小相等，符号相反。
9.根据权利要求1所述的一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统，其特征在于，所述的第二色散单元(108)和第三色散单元(302)色散值动态可调，采用色散补偿光纤或者啁啾光纤光栅。
10.一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密方法，其特征在于，基于如权利要求1至10任一项所述的基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统执行实施，其发送端基于相同光载波驱动，在通信双方产生本地同步混沌激光，并将其用于相位加密，同时结合色散模块的信息失真/隐藏作用，以实现物理层加密；接收端通过本地同步混沌激光信号进行相位解密，再结合色散补偿恢复原始光信号，最终基于解调模块恢复出所传输的信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211570492.9A CN115996093A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种基于光载波驱动混沌激光同步的物理层加密系统及其方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116938458A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 山西工程科技职业大学 | 基于色散量随机键控的高速物理密钥并行分发系统与方法 |
-
2022
- 2022-12-08 CN CN202211570492.9A patent/CN115996093A/zh active Pending
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| CN116938458A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 山西工程科技职业大学 | 基于色散量随机键控的高速物理密钥并行分发系统与方法 |
| CN116938458B (zh) * | 2023-09-18 | 2023-11-24 | 山西工程科技职业大学 | 基于色散量随机键控的高速物理密钥并行分发系统与方法 |
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