[发明专利]混沌幅度互补调制的保密光通信系统

说明书

本发明公开了一种混沌幅度互补调制的保密光通信系统，包括发射机、接收机、传输信道三大部分。发射机中能产生两路不相同的混沌光，信息信号通过控制两个马赫‑曾德尔调制器来控制这两路混沌光的互补输出，经传输信道传输之后，接收机中对称环路对传输信号进行同步相消，再整流滤波后恢复信息信号。本发明克服了混沌掩盖可能遭受能量分析攻击的缺点，提高了安全性，且相对于混沌键控来讲，能支持多电平调制，提高信号带宽的利用率，实现更高的传输速率。

技术领域

本发明涉及激光通信技术领域，尤其涉及一种混沌幅度互补调制的保密光通信系统。

背景技术

随着互联网的不断发展，通信数据量和数据蕴藏的价值也在不断增加，人们对于通信内容的保密性要求日益增高。目前应用最为广泛的是基于密钥的加密方式，由于其加密解密速度慢，将来不能满足高数据率的要求，另外随着密码学、量子计算机、分布式计算的发展，基于密钥的加密方式的破解速度在大大提升。另外，量子加密技术理论上是最安全的加密方式，但仍处于研究阶段，技术还不成熟，而且目前量子密钥分配在光纤的有效距离还不能满足远距离通信的要求。因此，对于光纤通信系统来说，找到一种更加保密实用的加密方式显得十分重要和紧迫。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种混沌幅度互补调制的保密光通信系统，在保证混沌光通信高保密性的前提下，实现更高速率的数据传输。

为实现本发明的目的，提供一种混沌幅度互补调制的保密光通信系统，包括发射机、接收机和传输信道；

所述发射机包括第一半导体激光器、第一马赫-曾德尔调制器、第一射频放大器、第一光电探测器、第一光纤延迟线、第四马赫-曾德尔调制器、信息信号发生器、第四射频放大器、第一光耦合器、第二半导体激光器、第二马赫-曾德尔调制器、第二射频放大器、第二光电探测器、第二光纤延迟线和第五马赫-曾德尔调制器；所述接收机包括信号处理装置、滤波器、整流器、加法器、第四光电探测器、反极性光电探测器、第二光耦合器、第三半导体激光器、第三马赫-曾德尔调制器、第三射频放大器、第三光电探测器和第三光纤延迟线；所述传输信道包括光隔离器、掺铒光纤放大器和传输光纤；

所述发射机中第一半导体激光器、第二半导体激光器产生的恒功率光分别注入到第一马赫-曾德尔调制器、第二马赫-曾德尔调制器，从第一马赫-曾德尔调制器出来的混沌光注入第四马赫-曾德尔调制器，从第二马赫-曾德尔调制器出来的混沌光注入第五马赫-曾德尔调制器，待传输的信息信号经第四射频放大器放大输出后，连接到第四马赫-曾德尔调制器和第五马赫-曾德尔调制器地射频输入口，来控制输出的发送信号中两个混沌环路中混沌光的比例，第四马赫-曾德尔调制器和第五马赫-曾德尔调制器的输出端分别连接第一光耦合器的第一输入端和第二输入端，第一光耦合器将两路混沌光合并后分成三路，其第一输出端的信号依次经第一光纤延迟线、第一光电探测器、第一射频放大器反馈输入到第一马赫-曾德尔调制器，其第三输出端的信号依次经第二光纤延迟线、第二光电探测器、第二射频放大器反馈输入到第二马赫-曾德尔调制器，其第三输出端的信号将进入传输信道，依次经过光隔离器、掺铒光纤放大器、传输光纤达到接收机，连接到第二光耦合器的输入端上，第二光耦合器的第二输出端的光信号依次经第三光纤延迟线、第三光电探测器、第三射频放大器反馈输入到第三马赫-曾德尔调制器，将第三半导体激光器输入到第三马赫-曾德尔调制器的恒功率光变为同步的混沌光，进入到第四光电探测器转换为电信号，第二光耦合器的第一输出端直接进入到反极性光电探测器转换为电信号，这两路电信号经过加法器相加之后，依次经过整流和滤波恢复所传输的信号。

在一个实施例中，所述第四射频放大器分别与信息信号发生器的参数、第四马赫-曾德尔调制器的参数和第五马赫-曾德尔调制器的参数相匹配。

在一个实施例中，所述第四马赫-曾德尔调制器和第五马赫-曾德尔调制器的器件参数相同，并调节各自的直流偏置电压相差一个半波电压使调制器工作在互补的状态；所述互补的状态为在相同输入光条件下，两者输出的光强之和始终为一确定值。