本發(fā)明屬于光信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于混沌信號(hào)進(jìn)行保密通信的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，如何實(shí)現(xiàn)信息的保密傳輸成為一個(gè)必須攻克的難題。為了實(shí)現(xiàn)通信保密，可以利用信息傳輸中出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象?；煦绗F(xiàn)象是一種非線性系統(tǒng)中出現(xiàn)的非周期的，有界卻不收斂的確定性信號(hào)，對(duì)初始值極為敏感，類似隨機(jī)過程和噪聲信號(hào)。它的保密性極高，又由于其本質(zhì)是一種確定信號(hào)，因此可以準(zhǔn)確再生。這些特性使得其可以進(jìn)行混沌掩蓋和信號(hào)回復(fù)?；煦绫Ｃ芡ㄐ诺幕舅枷胧抢没煦缧盘?hào)作為載波,將傳輸信號(hào)隱藏在混沌載波之中，在接收端利用混沌的同步特性解調(diào)出所傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)混沌保密通信的功能，本發(fā)明公開了一種基于微環(huán)諧振腔的混沌保密通信系統(tǒng)，其保密效果佳，可以準(zhǔn)確恢復(fù)傳輸信號(hào)。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：基于微環(huán)諧振腔的混沌保密通信系統(tǒng)，包括激光器、光濾波器、光隔離器、偏振控制器、分支器、第一微環(huán)諧振腔、第二微環(huán)諧振腔、合波器、第一摻鉺光纖放大器、第二摻鉺光纖放大器、第一pd探測(cè)器、第二pd探測(cè)器、差分放大器、電濾波器，激光器依次通過光濾波器濾、隔離器、偏振控制器連接分支器的第一端口，分支器將連續(xù)波分成兩路，其中第一路：分支器的第二端口依次通過第一微環(huán)諧振腔、合波器、第一摻鉺光纖放大器、第一pd探測(cè)器連接差分放大器的第一端口；弱信息m(t)進(jìn)入合波器，與來自第一微環(huán)諧振腔的混沌信號(hào)合成一路；其中第二路：分支器的第三端口依次通過第二微環(huán)諧振腔、第二摻鉺光纖放大器、第二pd檢測(cè)器連接差分放大器的第二端口；來自第一pd檢測(cè)器與第二pd檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)入差分放大器，相減后恢復(fù)出信息m(t),差分放大器第三端口與電濾波器的第一端口相連，兩路進(jìn)入差分放大器相減后恢復(fù)出的信息從電濾波器的第二端口輸出。

優(yōu)選的，所述分支器功分比為1:1。

優(yōu)選的，所述連續(xù)波功率為80mw，信號(hào)功率2×10^-3mw。

優(yōu)選的，所述第一微環(huán)諧振腔和/或第二微環(huán)諧振腔的半徑為20μm，非線性系數(shù)n2＝2×10^-15m²/w。

優(yōu)選的，所述第一微環(huán)諧振腔和/或第二微環(huán)諧振腔的直通功率耦合系數(shù)4.5。

本發(fā)明的特點(diǎn)是利用兩個(gè)相同參數(shù)的微環(huán)諧振腔得到其混沌保密和信號(hào)還原功能，利用其同步技術(shù)得到與第一個(gè)微環(huán)諧振腔輸出一致的混沌信號(hào)，其工作原理是混沌信號(hào)是一種非周期，類噪聲但卻是利用確定方程得到的確定信號(hào)。

本發(fā)明利用特定的微環(huán)諧振腔得到確定的混沌信號(hào)，當(dāng)激光器通過偏振控制器耦合到微環(huán)諧振腔時(shí)，得到混沌信號(hào)，需要傳輸?shù)男盘?hào)功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該混沌信號(hào)，將其掩蓋其中，就可以利用該信號(hào)類噪聲的特色將傳輸信號(hào)進(jìn)行混沌保密。再通過產(chǎn)生與之嚴(yán)格同步的混沌信號(hào)，兩路混沌信號(hào)相減，可以將掩蓋著混沌信號(hào)中的傳輸信號(hào)恢復(fù)出來。實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)谋Ｃ苄院徒邮盏臏?zhǔn)確性。

本發(fā)明微環(huán)諧振腔具有易于光纖系統(tǒng)集成、利用同步實(shí)現(xiàn)接收準(zhǔn)確性高，信號(hào)泄露幾率小等優(yōu)點(diǎn)，特別適于光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為基于微環(huán)諧振腔的混沌保密通信系統(tǒng)。

圖2為第一環(huán)腔混沌圖。

圖3為第二環(huán)腔混沌圖。

圖4為第一環(huán)腔加信號(hào)圖。

圖5為解調(diào)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)施例基于微環(huán)諧振腔的混沌保密通信系統(tǒng)，包括激光器(1)、光濾波器(2)、光隔離器(3)、偏振控制器(4)、分支器(5)、第一微環(huán)諧振腔(6-1)、第二微環(huán)諧振腔(6-2)、合波器(7)、第一摻鉺光纖放大器(8-1)、第二摻鉺光纖放大器(8-2)、第一pd探測(cè)器(9-1)、第二pd探測(cè)器(9-2)、差分放大器(10)、電濾波器(11)；激光器(1)與光濾波器濾(2)第一端口(a)相連，光濾波器濾(2)第二端口(b)與隔離器(3)第一端口(c)相連，隔離器(3)第二端口(d)和偏振控制器(4)第一端口(e)相連，偏振控制器(4)第二端口(f)與分支器(5)第一端口(g1)相連，分支器(5)將連續(xù)波分成兩路，一路：分支器(5)第二端口(g2)與第一微環(huán)諧振腔(6-1)第一端口(h1)相連，第一微環(huán)諧振腔(6-1)第二端口(h2)與合波器(7)第一端口(j1)相連，弱信息m(t)從合波器(7)第二端口(j2)進(jìn)入，與來自第一微環(huán)諧振腔(6-1)第二端口(h2)的混沌信號(hào)合成一路，從合波器(7)第三端口(j3)進(jìn)入光纖中傳輸，合波器(7)第三端口(j3)通過光纖與第一摻鉺光纖放大器(8-1)的第一端口(k1)連接，第一摻鉺光纖放大器(8-1)的第二端口(k2)與第一pd檢測(cè)器(9-1)第一端口(l1)連接，第一pd檢測(cè)器(9-1)第二端口(l2)與差分放大器第一端口(m1)連接；來自分支器(5)第二路：分支器(5)第三端口(g3)與第二微環(huán)諧振腔(6-2)第一端口(i1)相連，第二微環(huán)諧振腔(6-2)第二端口(i2)通過光纖與第二摻鉺光纖放大器(8-2)的第一端口(k3)連接，第二摻鉺光纖放大器(8-2)的第二端口(k4)與第二pd檢測(cè)器(9-2)第一端口(l3)連接，第二pd檢測(cè)器(9-2)第二端口(l4)與差分放大器第二端口(m2)連接；來自第一pd檢測(cè)器(9-1)與第二pd檢測(cè)器(9-2)信號(hào)進(jìn)入差分放大器(10)，相減后恢復(fù)出信息m(t)，差分放大器(10)第三端口(m3)與電濾波器(11)的第一端口(n1)相連，兩路進(jìn)入差分放大器(10)相減后恢復(fù)出的信息從電濾波器(11)的第二端口(n1)出來。完成信息的保密傳輸。

在本實(shí)施例中，第一個(gè)透射波的信號(hào)為確定的混沌信號(hào)，透射波的功率遠(yuǎn)大于傳輸信號(hào)的功率，分支器功分比為1:1。諧振腔中耦合器的直通功率耦合系數(shù)為4.5。

信號(hào)的載波為確定性的混沌信號(hào)，其可以根據(jù)同步準(zhǔn)確的產(chǎn)生一致的混沌信號(hào)，使其可以準(zhǔn)確恢復(fù)傳輸信號(hào)。

連續(xù)波功率為80mw，信號(hào)功率2×10^-3mw。

微環(huán)諧振腔半徑為20μm，非線性系數(shù)n2＝2×10^-15m²/w。微環(huán)諧振腔的直通功率耦合系數(shù)4.5。

本發(fā)明混沌保密通信的保密與恢復(fù)過程：

1、根據(jù)所需的混沌信號(hào)的能量及準(zhǔn)確性要求，選擇合適能量的激光器，并設(shè)計(jì)合適參數(shù)的微環(huán)諧振腔，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的保密。

2、根據(jù)確定方程組得到確定混沌信號(hào)的原理，利用第二個(gè)微環(huán)諧振腔進(jìn)行同步，從而進(jìn)行信號(hào)的準(zhǔn)確恢復(fù)。

本發(fā)明微環(huán)諧振腔具有易于光纖系統(tǒng)集成、利用同步實(shí)現(xiàn)接收準(zhǔn)確性高，信號(hào)泄露幾率小等優(yōu)點(diǎn)，特別適于光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。

以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及原理進(jìn)行了詳細(xì)說明，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，依據(jù)本發(fā)明提供的思想，在具體實(shí)施方式上會(huì)有改變之處，而這些改變也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明基于微環(huán)諧振腔的混沌保密通信系統(tǒng)，包括激光器，激光器依次通過光濾波器濾、隔離器、偏振控制器連接分支器的第一端口，分支器將連續(xù)波分成兩路，其中第一路：分支器的第二端口依次通過第一微環(huán)諧振腔、合波器、第一摻鉺光纖放大器、第一PD探測(cè)器連接差分放大器的第一端口；弱信息進(jìn)入合波器，與來自第一微環(huán)諧振腔的混沌信號(hào)合成一路；第二路：分支器的第三端口依次通過第二微環(huán)諧振腔、第二摻鉺光纖放大器、第二PD檢測(cè)器連接差分放大器的第二端口；來自第一PD檢測(cè)器與第二PD檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)入差分放大器，相減后恢復(fù)出信息,差分放大器第三端口與電濾波器的第一端口相連，兩路進(jìn)入差分放大器相減后恢復(fù)出的信息從電濾波器的第二端口輸出。

技術(shù)研發(fā)人員：李齊良;盧珊珊;胡淼;魏一振;周雪芳;盧旸;曾然;唐向紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.07
技術(shù)公布日：2017.08.15