[发明专利]动态码重构光编解码系统

说明书

本发明提供了一种动态码重构光编解码系统，包括依次相连的窄脉冲光发射机、动态码重构光编码器、动态码重构光解码器、窄脉冲光接收机，该动态码重构光编解码系统还包括控制系统，所述控制系统分别与所述动态码重构光编码器和所述动态码重构光解码器相连。本发明的有益效果是：本发明通过基于系统安全性策略的控制系统来操控动态重构光编码器和动态重构光解码器，使其实现码字的变化和重构，以及精确的编码和匹配解码，从而解决了现有光网络系统在物理层安全方面存在的被窃听的问题，使光信号安全传输。本发明可应用于光核心网、接入网,以及企业网等各种光纤传输网络，满足光网络物理层安全的需求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及动态码重构光编解码系统。

背景技术

一.光网络系统的安全受到严重威胁：

现有光纤通信系统和网络系统利用光纤传输信息，而光纤的开波导固有特性决定了利用耦合的方法很容易获取在光纤上传输的通信信息，因而光纤通信系统传输的信息容易被窃听是不可避免的。现在大量广泛使用的常规光纤通信系统工作于OOK体制，窃听者可以轻易地利用能量探测器捕获到光纤上传输的光信号，而达到窃听的目的。

棱镜门事件已暴露出有200多条光缆已经被窃听，事实证明了现有光纤通信系统和网络是不安全的。

现有光网络系统在物理层安全方面基本不设防，没有任何保护措施，不具有抵御入侵攻击和防截获的能力，不能保障信息的安全传输。随着社会经济和国防事业的发展，所需的信息安全越来越要求高，特别急需解决网络物理层的安全问题，必需建立抗截获能力强、安全性好的光网络，在光层建立具有安全机制的新型光系统和光网络体系结构。

二.利用光码分多址技术解决光网络物理层安全问题：

目前解决物理层安全问题的主要技术方案有：光量子通信、光混沌通信、光码分多址(Optical Code Division Multiple Access，OCDMA)通信等。量子光通信、混沌光通信，以及OCDMA通信均得到快速发展，在美国、欧洲、日本，以及我国都在进行研究和推广。一些小规模的量子通信试验网已建成，但由于受物理机制的限制，目前的量子密钥分配仅适合于低速率、短距离的信号传输，无法实现高速、长距离的一次一密密码本的密钥分配。关于光混沌保密通信的诸多研究已经取得了部分的研究成果，但是这些研究成果大多是在理论层面或者环境较为理想的实验条件下得到的。在现实环境下，双方混沌系统的参数差异，尚需要解决参数失配、噪声干扰，混沌系统信息泄露安全性等问题。OCDMA通信已实现了多个场地实验，数据速率可达10Gbit/s-40Gbit/s，传输距离可达150km，技术较成熟，实用化程度较高，是现时解决光纤通信系统物理层传输安全问题的有效的优化方案。

光码分多址(Optical Code Division Multiple Access，OCDMA)技术具有系统容量大、保密性好、抗干扰能力强等突出优点，在OCDMA系统中，所有用户共同占用同一信道的相同频段和时间段，不同用户传递信息所用的信号是靠不同的编码序列来区分，即每个用户都分配一个不同的伪随机序列(用户地址码)。在发送端，根据对应的地址码，用户的每个信息比特编码成一串信号。在接收端，根据码字的相关运算进行解码。只有当发送端与接收端地址码相互匹配时，接受端才能正确解码，从而正确恢复该用户的输入比特信息。反之，当发送端与接收端地址码不匹配时，接受端的解码器输出是一个随机高斯噪声，因而不能恢复该用户的输入比特信息。因而光CDMA系统在光域上进行编码和解码，可以提高其安全性，起到光层物理层的防护作用。

利用光码分多址技术解决网络安全问题，有三种不同的深度：

1.对常规截获手段的窃者