[发明专利]基于受激布里渊散射的保密光通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种光通信技术领域的系统，具体是一种基于受激布里渊散射的保密光通信系统。

背景技术

高速通信系统容量非常巨大，这些海量的数据可能包括各种重要信息。为了防止机密的信息被非法用户所窃取，必须对信号进行加密。即使非法用户探测到了该信号，也无法对该信号进行正确解读，而合法用户采用相应的解密手段即可正确解读该机密信息。目前的信号加密方式主要包括以下几种：

经典软件加密：信号的加密和解密最初是通过软件实现。软件加密对网络硬件没有特殊要求，主要通过复杂的方法实现。但窃听者同样可以通过软件破解加密信号。

量子加密：在量子密码系统里，任何窃取者在监听光子束时都会改变光子状态，从而被发送者或接收者察觉，发送者将停止发送密码或切换到其它信道发送密码。原则上，这种技术可以做出无法破解的密匙。但量子加密目前有两个主要的缺点有待解决，一是受限于单光子接收机的速率，加密信号速率通常为MHz量级，无法支持高速信号加密；二是量子信号不能放大，无法支持长距离传输。

物理层加密：物理层加密可以作为经典软件加密和量子加密技术的有效补充。在传统通道的物理层通过硬件设备对传输信号进行直接加密，可进一步提高信号的保密性。目前的物理层加密技术主要包括光码分复用技术(Optical Code Division Multiplexing Accessing，OCDMA)和混沌光通信技术。

OCDMA(光码分多址)：OCDMA是在光域上实现信号的CDMA编码、解密和传输，既利用CDMA的优点，同时又提高CDMA的传输速率。其信号保密性是通过对每个用户进行独立编码和解密实现。

经对现有文献检索发现，文献[Z.Jiang，et al，“Four-user，2.5Gb/s，spectrally codedOCDMA system demonstration using low-power nonl inear processing，”Journal ofLightwave Technology，vol.23，pp.143-158，2005](Z.Jiang等，《使用低功率非线性处理的4个2.5Gb/s用户谱编码光码分复用系统演示》，光波技术杂志，页码143-158，2005)报道了基于光码分复用技术的4个2.5Gb/s用户的保密演示。该技术将一个超短脉冲光源(约400fs)进行2.5Gb/s调制，然后分成四路，每路使用谱相位编码器进行编码，编码后的四路信号合成后进行传输。编码后的信号类似噪声，窃听者无法获取正常信息。编码后的信号经光纤传输后输入解密器，通过将解密器的码型设置成和编码器对应，可以恢复初始信号。但是该机将发射信号的脉冲展宽成功率均匀分布的噪声，因此要求信号发射源必须是超短脉冲光源。而现有波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)系统中的光源都是普通窄带激光器，无法直接使用该技术对现有WDM系统中的信号进行直接加密。

混沌保密光通信：混沌是一种物理现象，是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动，其行为表现为不确定性-不可重复、不可预测。在信号发射端，将一个小信号加载到混沌载波上发射；由于混沌载波具有不可重复、不可预测的混沌特性，加载到混沌载波上的信号无法被探测；而在信号接收端，通过混沌系统的同步特性将混沌载波消除，即可恢复发射的信号，实现混沌保密通信。