[发明专利]一种基于WRC-FPLD和WDM-PON组网的混沌保密通信装置与方法

说明书

本发明提供一种基于WRC‑FPLD和WDM‑PON组网的混沌保密通信装置与方法，装置包括：光线路终端模块、光网络用户模块；在光线路终端模块与光网络用户模块之间依次连接有波分复用器、色散、功率补偿模块、波分解复用器。本发明利用光反馈下WRC‑FPLD产生了波长可调谐的混沌信号，利用这个混沌信号和WDM‑PON组网，实现混沌保密通信。同时，用户端也使用自由运行的WRC‑FPLD实现“无色”光源方案，大大降低了系统的成本。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于WRC-FPLD和WDM-PON组网的混沌保密通信装置与方法。

背景技术

保密通信技术在涉及国家安全、社会稳定、经济发展和文化建设等诸多领域发挥着关键性作用，一直是世界各国竞相关注的研究热点问题。目前，传统的保密通信技术因现代计算机技术的飞速发展而受到前所未有的挑战，这导致了量子保密通信、混沌保密通信等一些新型保密通信技术的出现。量子保密通信技术近年来已经取得了重大的突破，超过400公里抵御量子黑客攻击的测量设备无关量子密钥分发已经被实现，然而高质量单光子源获取技术、单光子探测器的量子效率、系统稳定性及成本等问题严重限制了该技术的进一步实际应用。混沌保密通信技术是近二十年发展起来的另一种新型的信息安全保密通信技术，这种保密通信技术主要基于混沌信号具有的遍历性、非周期、连续宽带频谱、类噪声等特性，其基本思想是利用混沌信号作为载波，将传输信号隐藏在混沌载波中，或者通过符号动力学分析赋予不同的波形以不同的信息序列，在接收端利用混沌的属性或同步特性解调出所传输的信息，它可实现信息的物理层加密，因而在信息安全领域展现出了巨大的发展潜力。

自1990年Pecora和Carroll发现混沌系统在适当的条件下可以实现同步之后，利用混沌和混沌同步实现保密通信已经成为近年来保密通信技术的研究热点。目前，混沌和混沌同步系统已从最初的电路实现发展到目前的激光器实现。其中，半导体激光器(SLs)由于具有在光反馈、光电反馈以及光注入等外部扰动下容易实现混沌光输出、成本低、易于封装且与现代光通信系统兼容等诸多优点，因而成为激光混沌保密通信系统中载波发射机和接收机的首选器件。美国、欧盟等相继设立专项项目在基于SLs的激光混沌及其应用方面开展了大量的工作并取得了一些进展，特别的是，Argyris等于2005年在希腊雅典利用120km的商用光纤网络实现了传输速率为1Gbits/s、误码率为10^-7的激光混沌通信现场实验。与此同时，国内的多个课题组也在激光混沌及其调控、同步和通信等方面开展了一系列卓有成效的研究。现有的基于SLs的光混沌保密通信研究结果，特别是希腊雅典城现场试验的成功已经充分证明了高速光混沌保密通信在未来信息安全领域的可行性及其重要性，然而，与现有光纤通信网络的融合是光混沌保密通信的实用化进程需要首先考虑且必须解决的关键问题。