光纤混沌双向保密通信系统研究

本文提出光纤混沌双向保密通信设想,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双向通信系统模型,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了系统传输的非线性相移.数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0.5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0.4Gbit/s以及20Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率0.05Gbit/s 混沌键控通信的应用,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系,还特别分析了系统解码特性和调制带宽,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力.光纤混沌双向保密通信是可以实现的.     

外注入激光同步方程和在保密通信中的应用

本文建立了外部光注入半导体激光器的同步系统误差方程,实现了外部光注入波长1.31μm分布反馈激光器的两个激光混沌系统的同步,其同步误差几乎为零.成功数值模拟了该同步系统在长距离光纤传输中的同步,其同步误差随着传输距离而增加,光纤的自相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,分析了这种传输的极限,讨论了在不同传输距离上的强度噪声和相位噪声对同步误差的影响.在长距离光纤模拟和数字保密通信中应用的数值模拟表明,无论是在时域还是在频域,信息在混沌中都难以分离,确具有很高的保密性能和反破译能力.     

保密通信以及加密措施与设备

0307660基于混沌无振荡同步的保密系统[刊]/胡国杰//计算机工程.—2002,28(11).—149～150,182(E)0307661激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用[刊]/颜森林//电子学报.—2002,30(11).—1663～1667(C)本文建立了光纤混沌保密通信耦合同步系统模型,实现了外部光注入分布反馈半导体激光器激光混     

双环掺铒光纤激光器混沌键控保密通信系统理论模型和数值模拟

提出双环掺铒光纤激光器激光混沌键控保密通信系统及理论模型,通过调制泵浦光参数以实现混沌键控保密通信;分析了通过参数调试补偿克服系统参数失配以减小同步误差的方法:模拟了两个单环掺铒光纤激光器激光和一个双环掺铒光纤激光器激光分别在0码和1码上的混沌同步及其解码,该系统在相空间,在时域和频域都具有很好的保密性能和反破译能力。     

激光混沌耦合同步及其在保密通信中的应用

建立了外部光注入半导体激光器激光混沌耦合同步系统，导出了耦合条件下的激光扰动方程和激光同步扰动方程。成功模拟了外部光注入波长1．3lμm分布反馈半导体激光器的激光混沌耦合同步，其同步误差小且抗噪声干扰能力强。该同步系统在混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明，无论是在时域还是在频域，信息都难以被分离，该系统确有较高的保密性能和反破译能力。     

光纤通信系统的数据保密方法研究

针对传统光纤保密通信方法存在保密性能较差的问题,提出一种基于相位隐藏编码方法的光纤保密通信方法。利用相位隐藏编码方法达成光纤通信网络的激光混沌同步,实现双信道双向混沌通信,通过引入半导体激光器,建立一个双信道的光纤保密通信模型,利用该模型加密传输信息,实现光纤保密通信。实验结果表明,该方法与基于编解码技术的光纤保密通信方法、基于混沌系统的光纤保密通信方法、基于半导体激光器的光纤保密通信方法的最高BER指数分别为0. 75、1. 25、1. 5、1. 75,而基于相位隐藏编码方法的光纤保密通信方法的最高BER指数最低,具有较强的保密性能。     

用于保密通信系统的混沌自适应逆控制方法

利用自适应逆控制方法设计混沌系统的噪声消除器,实现了混沌掩盖保密通信.针对混沌掩盖保密通信中含有扰动和噪声的混沌加密信号,设计了自适应噪声消除器,有效消除信号传榆中的扰动与噪声,恢复初始的信息信号,从而实现系统的同步.通过MATLAB数值仿真证实了该方法的可行性和有效性.该方法有效克服了通信系统中信道噪声对混沌同步和信息传输的干扰,并且同步速度快,在信道噪声普遍存在的情况下,能够精确传输信息.     

基于光域补偿的远距离光混沌同步

光混沌信号受限于光纤中的色散和非线性效应，难以实现远距离同步。同时，由于光注入混沌同步采用纯光域信号处理，无法与现有通信系统中的电域非线性补偿融合。因此，从非线性薛定谔方程出发，提出色散管理与基于光域的非线性管理相融合的技术方案，实现激光混沌远距离同步。然后，详细研究了不同传输距离、不同注入强度下的同步和传输特性。结果表明，在传输距离为1000 km、注入强度为0.5 mW情况下，系统能够实现信息速率为1 Gb/s的保密通信，同步载波相关系数能够达到0.97以上。     

一种保密通信系统的研究

基于混沌同步的保密通信方式相比传统保密通信方式有很大的优势,发展前景光明。通常混沌同步保密通信方式用混沌掩盖来实现,需要两个信道,其中一个信道传输混沌同步信号使系统保持同步,另一路则传输用混沌信号掩盖后的保密信息。在频谱资源日益紧张的情况下,由于这种通信方式对于信道资源的利用率相对较低,因此经济效益较差。本文提出了一个新的系统,用一个信道轮动传输信息和同步信号,对系统进行了详细分析,重点研究了系统传输的时隙分配并给出了仿真验证,证明了该系统能极大地提高信道利用率,同时对该系统的实际应用作了详细分析。     

一种超混沌混合保密通信方案

本文将超混沌系统单变量单向耦合同步方法与两信道保密通信方案相结合，给出了一种双信道超混沌混合保密通信方案。发送端利用超混沌振荡器的一个或多个状态产生混沌密钥和遮掩信号，对信息信号先加密再遮掩，获得加密信号后使用一个信道传输；利用另一信道传输实现超混沌系统同步的单变量同步信号。接收端基于单变量单向耦合同步方法获得解密同步信号，实现信息信号高信噪比恢复。仿真结果表明了方案的有效性。     

Theoretical model of optical fiber secure communication system with chaotic multiple-quantum-well lasers

Chaotic synchronization of injected multiple-quantum-well lasers of optical fiber system and a theoretical model of optical fiber chaotic secure communication system are presented by coupling a chaotic multiple-quantum-well laser synchroniza- tion system and a fiber channel. A new chaotic encoding method of chaos phase shift keying On/Off is proposed for optical fiber secure communications. Chaotic synchronization is achieved numerically in long-haul fiber system at wavelength 1.55 μm. The effect of the nonlinear-phase of fiber is analyzed on chaotic signal and synchronization. A sinusoidal signal of 0.2 GHz frequency is simulated numerically with chaos masking in long-haul fiber analog communication at wavelength 1.55 μm while a digital signal of 0.5 Gbit/s bit rate is simulated numerically with c1haos masking and a rate of 0.05 Gbit/s are also simulated numerically with chaos shift keying and chaos phase shift keying On/Off in long-haul fiber digital communica- tions at wavelength 1.55 μm     

激光混沌外部调制包络隐藏及相位隐藏编码方法及其在光纤保密通信中的应用研究

该文研究光纤混沌包络隐藏与光纤相位隐藏保密通信理论模型,分析包络隐藏调制解调特性,导出解码公式;分析光纤自相位调制和光功率以及光放大器个数对系统的影响,提出接入相位控制器以减小非线性相移对同步解调负面影响的设想。数值模拟了调制速率0.2Gbit/s的混沌包络隐藏编码以及调制速率0.05Gbit/s的混沌相位隐藏编码及其在波长1.55m远程光纤数字保密通信中的应用,表明系统确具有较高的保密性能。     

光反馈垂直腔面发射半导体激光器的混沌驱动同步在保密通信中的应用

基于光反馈垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)混沌驱动同步,提出了一种光反馈VCSELs混沌保密通信系统。通过模拟信号和数字信号在该系统的混沌保密通信的实现,验证了该系统的可行性。进一步利用该方案实现了对文字和数字图像的保密通信,并对解密图像及原始图像灰度值的差值做了相关计算。数值模拟结果说明该通信方案具有良好的解密效果。     

Chaos synchronization and chaotic signal masking in semiconductor lasers with optical feedback

Theoretical and experimental investigations of chaos synchronization and its application to chaotic data transmissions in semiconductor lasers with optical feedback are presented. Two schemes of chaos synchronization-complete and generalized synchronization-are discussed in the delay differential systems. The conditions for chaos synchronization in the systems and the robustness for the parameter mismatches are studied. The possibility of secure communications based on the chaos masking technique in semiconductor lasers with optical feedback is also discussed, and message transmission of a 1.5-GHz sinusoidal signal is demonstrated. The method of bandwidth enhancement of chaotic carriers is proposed for broad-band chaos communications.     

Po1SK调制混沌保密光通信的实验研究

将Po1SK技术应用到混沌保密光通信中.利用半导体光放大器(SOA)构成光纤环状激光器产生偏振态混沌信号,并利用SOA的互相位调制(XPM)效应,通过信号光输入到激光器中,将传输数据动态地调制到混沌信号的偏振态上,实现数据保密通信.对Po1SK混沌保密通信的基本原理进行了说明,给出了实验系统基本性能的测试结果,并进行了讨论.     

两类混沌激光保密通信方案的性能分析

半导体激光器在外加扰动下,可以产生高维宽带的混沌激光信号,是实现高速保密通信的理想载波。本文数值研究了混沌调制和混沌隐藏两种信息加载方式下的混沌激光保密通信系统的性能,分析了两种信息加载方式下系统分别传输正弦信息和数字信息时的信噪比和Q因子的变化情况,研究了两种信息加载方式下系统的相关系数随调制深度的变化趋势。结果表明,不同的调制深度或调制频率/速率都会影响系统的性能,且混沌调制方式的系统性能优于混沌隐藏方式。     

混沌信号在色散光纤传输过程中的演化

研究了色散光纤混沌传输理论及混沌信号与色散光纤相互作用的物理机制;通过耦合激光混沌系统和色散光纤传输信道,提出了色散光纤混沌信号传输演化物理模型;提出混沌信号在色散光纤传输中的非线性演化频率啁啾和公式;着重分析光纤色散对激光混沌信号传输与演化的作用,色散能够展宽混沌信号脉冲,但不影响混沌信号的形状;色散能够改变混沌信号每个频谱分量相位,但不影响混沌信号频谱形状;色散能够改变混沌信号光场慢变场分量的变化,但不改变混沌信号包络时变特性,也不影响混沌信号脉冲的功率分布和场强分布;色散能够改变混沌吸引子在相空间整体旋转角度并使其旋转角度随光纤传输长度而发生改变,但不改变混沌吸引子在相空间中的内部结构.最后数值模拟了混沌信号在光纤传输过程中的相位、场慢变部分分量以及混沌吸引子等演化形式等.