[发明专利]一种基于混沌相位加密的物理层保密光纤通信系统

权利要求书

1.一种基于混沌相位加密的物理层保密光纤通信系统，其特征在于，包括： 发送端、接收端，以及连接发送端和接收端的光纤链路；

所述发送端包括：主激光器、从激光器1、光发射机、光纤耦合器FC1、偏振控制器PC1、光纤隔离器ISO1、可调光衰减器VOA1、光电探测器PD1、射频放大器RF1、加密模块和波分复用器MUX；

其中，所述主激光器又包括连续光激光器CW1、任意波形发生器AWG、射频放大器RF2和相位调制器PM1；所述光发射机又包括CW光源、IQ调制器和任意波形发生器AWG；

在发送端，任意波形发生器AWG产生高斯白噪声信号，再经过射频放大器RF2放大后输入至相位调制器PM1，作为PM1的驱动信号；当CW1输出的光信号输入至相位调制器PM1时，在驱动信号的相位调制作用下输出调制光信号，再由光纤耦合器FC1分为相同的两路，其中一路光信号依次经过可调光衰减器VOA1调节光功率、光隔离器ISO1控制传输方向和偏振控制器PC1控制偏振方向后，注入至从激光器SL1；另一路作为主激光器输出的光信号；

SL1输出的混沌光信号通过光纤耦合器FC2分为两路，其中一路接收主激光器的注入光信号；另一路光信号通过光电探测器PD1转换为混沌电信号，再通过射频放大器RF1进行幅度放大后，输入至加密模块，作为相位调制器PM2的驱动信号；

所述光发射机包括连续光激光器CW2、IQ调制器和任意波形发生器AWG；

CW2输出的光载波输入至IQ调制器，IQ调制器接收任意波形发生器AWG产生信号，并进行I、Q调制，产生高阶调制信号，输入至加密模块，作为加密模块中PM2的输入光信号，然后，PM2在驱动信号下进行混沌相位调制，输出调制光信号；

最后，主激光器输出的光信号与PM2输出的调制光信号通过波分复用器MUX复用至光纤链路；

所述光纤链路包括单模光纤SMF、色散补偿光纤DCF和光纤放大器EDFA；

在光纤链路中，光信号先通过单模光纤SMF进行传输，再通过色散补偿光纤DCF补偿光纤链路引入的色散，最后通过光纤放大器EDFA补偿光纤链路引起的信号光功率衰减，输入至接收端；

所述接收端包括：波分解复用器DMUX、可调光衰减器VOA2、光纤隔离器ISO2、偏振控制器PC2、光纤耦合器FC3、可调光纤延迟线DL、光电探测器PD2、射频放大器RF3、解密模块和光接收机；

其中，所述光接收机又包括偏振控制器PC3、相干接收机和本振CW3；

在接收端，首先通过波分解复用器DMUX分离出由发送端主激光器产生的光信号和PM2输出的调制光信号；然后，将主激光器产生的光信号经过可调光衰减器VOA2调节光功率和光隔离器ISO2控制传输方向和偏振控制器PC2控制偏振方向后，注入至从激光器SL2中；将PM2输出的调制光信号输入至解密模块；

从激光器SL2输出的混沌光信号通过光纤耦合器FC3分为两路，其中一路接收主激光器的注入光信号；另一路光信号先通过可调光纤延迟线DL的延迟处理，再通过光电探测器PD2转换为混沌电信号，最后通过射频放大器RF3进行幅度放大后输入至解密模块，并作为相位调制器PM3的驱动信号进行相位解密；

在解密模块中，解密模块接收PM2输出的调制光信号，并作为输入信号，然后在驱动信号作用下进行混沌相位调制，输出调制光信号至光接收机；

在光接收机中，解密模块输出的调制光信号通过偏振控制器PC3控制偏振方向后，输入至接收端的相干接收机，本振CW3为相干接收机提供本振光信号，最后通过相干接收机恢复出原始信号。

2.根据权利要求1所述的基于混沌相位加密的物理层保密光纤通信系统，其特征在于，所述PD2与PD1输出信号的幅度相同，幅值相反。

3.根据权利要求1所述的基于混沌相位加密的物理层保密光纤通信系统，其特征在于，所述从激光器SL1和SL2均选用分布反馈半导体激光器DFB。

4.根据权利要求1所述的基于混沌相位加密的物理层保密光纤通信系统，其特征在于，所述光发射机发送的信号为任意的高阶调制光信号。