一种高维度混沌激光保密通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高维度混沌激光保密通信系统，包括发射端和接收端，发射端包括第一可调谐激光器、第二可调谐激光器、第一马赫‑曾德尔调制器、第一射频放大器、第一光电探测器、第一光延时线和第一光纤耦合器；所述接收端包括第三可调谐激光器、第二马赫‑曾德尔调制器、第二光纤耦合器、第二光延时线、第二射频放大器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器和加法器。本发明专利技术使用可调谐激光器来产生混沌载波以及加载信息，通过控制激光器波长的切换和匹配，使得第三方在不知波长的情况下，大大提高了破解信息的难度，对于具有保密需求的企业、部门尤其是国防信息安全领域具有重要的意义。

A high dimension chaotic laser secure communication system

The invention discloses a high dimension chaotic secure communications system, including the transmitter and the receiver, the transmitter includes a first tunable laser, tunable laser, the first second Maher Del had modulator, RF amplifier, a first photoelectric detector, the first optical delay line and the first optical fiber coupler; the receiving end comprises third tunable laser, Maher Del had second modulator, second optical fiber coupler, second optical delay line, second RF amplifier, second photoelectric detector, third photoelectric detector, fourth photoelectric detectors and adder. The invention uses a tunable laser to generate chaotic carrier and loading information, by switching the control laser wavelength and matching, the third party in the case of unknown wavelength, greatly increased the difficulty for solving the problem of information, with security needs of enterprises, especially the Department plays an important role in the information security field.

【技术实现步骤摘要】
一种高维度混沌激光保密通信系统
本专利技术属于保密通信
，特别涉及了一种高维度混沌激光保密通信系统。
技术介绍
信息是社会发展的重要战略资源，现代通信技术的发展迅速改变着传统的生产方式、经营方式和生活方式。小到每家每户的私人通信，大到国家军事的通信，信息的接收和发送无处不在。然而，随着以计算机技术和网络通信技术为代表的信息技术的不断发展和迅速普及，网络通信国际化、社会化、开放化以及个人化的特点，决定了它在给人们提供信息共享，给人类带来高效率、高效益以及高质量生活的同时，也投下了通信安全问题的阴影。近年来，随着密码学的发展和计算机运算能力的提升，传统的公共密钥加密体制也受到了威胁。对于现有的光纤通信系统，通过一定手段获取到光纤链路中的光信号再解密来窃取光纤信道中的信号已成为可能。因此，寻求一种更加保密、实用的加密方式，对于光纤通信系统来说，显得十分重要和紧迫。自从混沌现象被发现以来，人们对混沌的研究和探索便没有间断过。近年来，混沌同步及其在保密通信中的应用引起了国内外学者广泛的研究兴趣。混沌保密通信是一种基于物理层的硬件加密技术，它利用结构、参数一致的混沌收发机产生相同的混沌载波而实现同步。待传输的信息被隐藏于由发射机产生的长期不可预测的混沌载波中，并进入传输信道进行保密传输。在接收端，接收机利用混沌同步实现信息解密。结构上的不同或参数的失配，都会导致恢复载波的质量下降，甚至无法实现混沌同步，也就无法实现信号的正确接收。混沌通信从载波的隐蔽性和通信机制两方面，保证了通信过程的安全性和信息的保密性。目前，混沌通信系统保密性的维度主要体现在接收端与发射端器件参数的相配上，然而这种器件硬件上的加密可以说在一段时间内是静态的，这也使得信息的窃取仍然有可能发生。尤其是信息技术高速发展的今天，混沌保密通信系统在保密性、安全性方面仍然存在着提升的空间。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术旨在提供一种高维度混沌激光保密通信系统，克服现有混沌通信系统在保密性上存在的问题，提升系统的安全性能。为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：一种高维度混沌激光保密通信系统，包括发射端和接收端，所述发射端包括第一可调谐激光器、第二可调谐激光器、第一马赫-曾德尔调制器、第一射频放大器、第一光电探测器、第一光延时线和第一光纤耦合器；所述接收端包括第三可调谐激光器、第二马赫-曾德尔调制器、第二光纤耦合器、第二光延时线、第二射频放大器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器和加法器；第一可调谐激光器产生携带信息的光信号并注入第一光纤耦合器的第一输入端，第二可调谐激光器产生混沌载波信号，该信号经第一马赫-曾德尔调制器注入第一光纤耦合器的第二输入端，第一光纤耦合器的第一输出端经光纤传输信道与第二耦合器的输入端相连，第一光纤耦合器的第二输出端依次经第一光延时线、第一光电探测器和第一射频放大器与第一马赫-曾德尔调制器的反馈电极相连；第二光线耦合器的第一输出端经第二光电探测器与加法器的第一输入端相连，第三可调谐激光器产生混沌载波信号，该信号依次经第二马赫-曾德尔调制器和第三光电探测器与加法器的第二输入端相连，第二光纤耦合器的第二输出端依次经第二光延时线、第四光电探测器和第二射频放大器与第二马赫-曾德尔调制器的反馈电极相连，加法器将两路输入信号做减法运算，并输出信息信号。进一步地，发射端与接收端相对应的器件的参数完全相同，即第二可调谐激光器与第三可调谐激光器的参数相同，第一马赫-曾德尔调制器与第二马赫-曾德尔调制器的参数相同，第一光电探测器与第四光电探测器的参数相同，第一射频放大器与第二射频放大器的参数相同。进一步地，第二光电探测器与第三光电探测器的参数相同。进一步地，第二可调谐激光器和第三可调谐激光器产生混沌载波的时延相同。进一步地，第一可调谐激光器、第二可调谐激光器分别与第一光纤耦合器之间的光纤长度相同。进一步地，第一可调谐激光器和第二可调谐激光器每隔ΔT时间同时切换波长，且切换到同一波长，第三可调谐激光器的波长切换序列及切换时间间隔与第一可调谐激光器、第二可调谐激光器相同，但相对于第一可调谐激光器、第二可调谐激光器，第三可调谐激光器的波长切换有延时T，T为光信号从发射端到接收端的传输时间。采用上述技术方案带来的有益效果：本专利技术在混沌通信系统中使用可调谐激光器来产生混沌载波以及加载信息，通过控制激光器波长的切换和匹配，使得第三方在不知波长的情况下，提高了破解信息的难度。由于可调谐激光器波长切换的时间、间隔、波长序列等都是可变的，并且波长的变化是动态的、实时的，这些都大大提高了破解信息的难度，提高了保密通信系统的安全性。附图说明图1是本专利技术的系统结构框图；图2是本专利技术中3个可调谐激光器发射信号的时序图；图3是本专利技术中可调谐激光器控制电路图。标号说明：1、第一可调谐激光器；2、第二可调谐激光器；3、第一马赫-曾德尔调制器；4、第一射频放大器；5、第一光电探测器；6、第一光延时线；7、第一光纤耦合器；8、第二光纤耦合器；9、第二光电探测器；10、加法器；11、第三光电探测器；12、第二马赫-曾德尔调制器；13、第三可调谐激光器；14、第二射频放大器；15、第四光电探测器；16、第二光延时线。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。一种高维度混沌激光保密通信系统，如图1所示，包括发射端和接收端，发射端包括第一可调谐激光器1、第二可调谐激光器2、第一马赫-曾德尔调制器3、第一射频放大器4、第一光电探测器5、第一光延时线6和第一光纤耦合器7；接收端包括第三可调谐激光器13、第二马赫-曾德尔调制器12、第二光纤耦合器8、第二光延时线16、第二射频放大器14、第二光电探测器9、第三光电探测器11、第四光电探测器15和加法器10。在本专利技术中，第一可调谐激光器用于发射携带信息的光信号；第二、第三可调谐激光器用于产生混沌载波，为混沌动力过程提供能量；马赫-曾德尔调制器是形成混沌动力学的核心器件，经过调制器的光信号转化为电信号后反馈至调制器的电极上，产生混沌；光电探测器用于将光信号转化为电信号；射频放大器用于驱动马赫-曾德尔调制器的电极电压；加法器用于对两路信号做加减运算；光延时线有助于混沌的产生。在本实施例中，发射端与接收端相对应的器件的参数完全相同，即第二可调谐激光器与第三可调谐激光器的参数相同，第一马赫-曾德尔调制器与第二马赫-曾德尔调制器的参数相同，第一光电探测器与第四光电探测器的参数相同，第一射频放大器与第二射频放大器的参数相同。第二光电探测器与第三光电探测器的参数相同。第二可调谐激光器和第三可调谐激光器产生混沌载波的时延相同。第一可调谐激光器、第二可调谐激光器分别与第一光纤耦合器之间的光纤长度相同。结合图1，整个混沌激光保密通信系统的信息加载和解调的过程如下：在发射端，两路光信号经第一光纤耦合器后，一部分通过第一光电探测器转化为电信号，作用在第一马赫-曾德尔调制器的电极上，从而通过光电反馈来产生激光混沌，另一部分则经过光纤传输信道传输到接收端。类似地，在接收端，经过第二光纤耦合器后，一部分光信号经过第二光电探测器转化为电信号后到达加法器，另一部分光信号通过第四光电探测器转化为电信号作用在第二马赫-曾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高维度混沌激光保密通信系统，包括发射端和接收端，其特征在于：所述发射端包括第一可调谐激光器、第二可调谐激光器、第一马赫‑曾德尔调制器、第一射频放大器、第一光电探测器、第一光延时线和第一光纤耦合器；所述接收端包括第三可调谐激光器、第二马赫‑曾德尔调制器、第二光纤耦合器、第二光延时线、第二射频放大器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器和加法器；第一可调谐激光器产生携带信息的光信号并注入第一光纤耦合器的第一输入端，第二可调谐激光器产生混沌载波信号，该信号经第一马赫‑曾德尔调制器注入第一光纤耦合器的第二输入端，第一光纤耦合器的第一输出端经光纤传输信道与第二耦合器的输入端相连，第一光纤耦合器的第二输出端依次经第一光延时线、第一光电探测器和第一射频放大器与第一马赫‑曾德尔调制器的反馈电极相连；第二光线耦合器的第一输出端经第二光电探测器与加法器的第一输入端相连，第三可调谐激光器产生混沌载波信号，该信号依次经第二马赫‑曾德尔调制器和第三光电探测器与加法器的第二输入端相连，第二光纤耦合器的第二输出端依次经第二光延时线、第四光电探测器和第二射频放大器与第二马赫‑曾德尔调制器的反馈电极相连，加法器将两路输入信号做减法运算，并输出信息信号。...

【技术特征摘要】
1.一种高维度混沌激光保密通信系统，包括发射端和接收端，其特征在于：所述发射端包括第一可调谐激光器、第二可调谐激光器、第一马赫-曾德尔调制器、第一射频放大器、第一光电探测器、第一光延时线和第一光纤耦合器；所述接收端包括第三可调谐激光器、第二马赫-曾德尔调制器、第二光纤耦合器、第二光延时线、第二射频放大器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器和加法器；第一可调谐激光器产生携带信息的光信号并注入第一光纤耦合器的第一输入端，第二可调谐激光器产生混沌载波信号，该信号经第一马赫-曾德尔调制器注入第一光纤耦合器的第二输入端，第一光纤耦合器的第一输出端经光纤传输信道与第二耦合器的输入端相连，第一光纤耦合器的第二输出端依次经第一光延时线、第一光电探测器和第一射频放大器与第一马赫-曾德尔调制器的反馈电极相连；第二光线耦合器的第一输出端经第二光电探测器与加法器的第一输入端相连，第三可调谐激光器产生混沌载波信号，该信号依次经第二马赫-曾德尔调制器和第三光电探测器与加法器的第二输入端相连，第二光纤耦合器的第二输出端依次经第二光延时线、第四光电探测器和第二射频放大器与第二马赫-曾德尔调制器的反馈电极相连，加法器将两路输入信号做减...

【专利技术属性】
技术研发人员：李密，张欣宇，陈向飞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32