一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统技术方案

本发明专利技术属于光信息技术领域，具体涉及一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，包括发送端、接收端，发送端和接收端通过光纤连接，发送端和接收端均包括激光器、两个环形器、两个光耦合器、马赫曾德尔相位调制器、光子晶体谐振腔、光电振荡器；发射端激光器产生混沌载频信号，混沌载频信号经由其中一个环形器通过马赫曾德尔相位调制器进行相位调制，调制后的信号经由两个光耦合器通过光子晶体谐振腔产生频率相关的延迟的光信号，光信号经光电振荡器产生相位混沌，混沌信号最后经另一个环形器分流到接收端的光电振荡器。本发明专利技术的一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，能够实行双向的通信，而且误码率低，保密性强。

A chaotic bidirectional communication system with all-optical intensity and electro-optic phase mixing

【技术实现步骤摘要】
一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统
本专利技术属于光信息
，具体涉及一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统。
技术介绍
混沌具有对初值敏感性、类噪声特性、遍历性、难以长期预测等特性，因此混沌可用于生物学、经济学以及神经网络、保密通信等各个领域中。基于混沌通信系统具有类似噪声的伪随机信号的优良特性，混沌在保密通信、图像加密以及信号检测等方面都有着广阔的前景。利用光器件实现混沌通信，具有成本低、性能稳定、误码率低、保密性强等特点。相关技术如公开号为CN201710009936.4的专利文献，公开了一种混沌光源包括不带光隔离器的激光器SL、偏振控制器PC、光环行器CIR、光耦合器OC1和光耦合器OC2、光纤延迟线DL、相位调制器PM、光探测器PD、功率分束器PS和射频放大器Amp，采用带有延时自相位调制光反馈的外腔结构，其输出的混沌激光信号经过光电转换、射频放大之后作为相位调制器的调制信号，对反馈回路中的反馈光信号施加混沌相位调制，这样输出得到具有反馈延时标签隐藏、高复杂度和光强分布优化的混沌激光信号。目前的研究大多基于单向通信，采用的混沌通信方式很多都是单一混度调制，而随着光通信技术的不断发展，双向、多向混沌保密通信将更具有实际应用价值，同时针对馄饨通信的提高抗干扰和抗破译的能力要求不断提升，对提高混沌通信保密性的研究在不断加深。因此，基于混沌保密性通信的需求，做出研究改进。
技术实现思路
基于现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，包括发送端和接收端，所述发送端和接收端通过光纤连接，所述发送端和接收端均包括激光器、两个环形器、两个光耦合器、马赫曾德尔相位调制器、光子晶体谐振腔、光电振荡器；发射端激光器产生混沌载频信号，所述混沌载频信号经由其中一个环形器通过马赫曾德尔相位调制器进行相位调制，调制后的信号经由两个光耦合器通过光子晶体谐振腔产生频率相关的延迟的光信号，所述光信号经光电振荡器产生相位混沌，混沌信号最后经另一个环形器分流到接收端的光电振荡器。作为优选方案，所述光电振荡器包括光电检测器、光纤、RF放大器，所述光电检测器通过光纤与RF放大器连接，所述RF放大器与马赫曾德尔相位调制器连接。作为优选方案，所述发送端和接收端均还具有差分电路，所述差分电路包括两个光电检测器、准直透镜、分束器、差分运算放大器，发送端分流到接收端的光信号经准直透镜、分束器连接到其中一个光电检测器进行信号转换，转换后的信号用于经差分运算放大器相减，所述差分运算放大器与另一光电检测器连接将信号转换，所述另一光电检测器通过光纤与接收端连接。作为优选方案，所述发送端的激光器为第一激光器，所述发送端的两个环形器为第一环形器、第二环形器，所述发送端的马赫曾德尔相位调制器为第一马赫曾德尔相位调制器，所述发送端的两个光耦合器为第一光耦合器、第二光耦合器，所述发送端的光子晶体谐振腔为第一光子晶体谐振腔、所述发送端的光振动回路包括第一光纤、第一光电检测器、第一RF放大器，所述发送端的差分电路包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一分束器、第二分束器、第三光电检测器、第四光电检测器、第一差分运算放大器；所述接收端的激光器为第二激光器，所述接收端的两个环形器为第三环形器、第四环形器，所述接收端的马赫曾德尔相位调制器为第二马赫曾德尔相位调制器，所述接收端的两个光耦合器为第三光耦合器、第四光耦合器，所述接收端的光子晶体谐振腔为第二光子晶体谐振腔、所述接收端的光振动回路包括第二光纤、第二光电检测器、第二RF放大器，所述接收端的差分电路包括第三准直透镜、第四准直透镜、第三分束器、第四分束器、第五光电检测器、第六光电检测器、第二差分运算放大器；所述发送端与接收端通过第三光纤连接；所述发送端的第一激光器与第一环形器连接，第一环形器与第一马赫-增德尔相位调制器连接，第一环形器与第一光耦合器连接，第一马赫-增德尔相位调制器与第一光耦合器连接，第一光耦合器与第二光耦合器连接，第二光耦合器与第一光子晶体谐振腔连接，第一光子晶体谐振腔与第一光纤连接，第一光纤与第一光电检测器连接，第一光电检测器与第一RF放大器连接，第一RF放大器与第一马赫-增德尔相位调制器连接，第二光耦合器与第三环形器连接，第三环形器与第二光耦合器连接，第三环形器与第一准直透镜连接，第一准直透镜与第一分束器连接，第一分束器与第三光电检测器连接，第三光电检测器与第一差分运算器连接，第一分束器与第二分束器相连接，第二分束器与第四光电检测器连接，第四光电检测器与第一差分运算器连接，第二分束器与第二准直透镜连接，第二准直透镜与第三光纤连接；所述接收端的第二激光器与第二环形器连接，第二环形器与第二马赫-增德尔相位调制器相连接，第二马赫-增德尔相位调制器与第三光耦合器连接，第三光耦合器与第二环形器相连接，第三光耦合器与第四光耦合器连接，第四光耦合器和第二光子晶体谐振腔连接，第一光子晶体谐振腔与第一光纤连接，第一光纤与第一光电检测器连接，第一光电检测器与第一RF放大器连接，第一RF放大器与第一马赫-增德尔相位调制器连接，第四光耦合器与第四环形器连接，第四环形器与第四光耦合器连接，第四环形器与第三准直透镜连接，第三准直透镜与第三分束器连接，第三分束器与第五光电检测器连接，第五光电检测器与第二差分运算器连接，第三分束器与第四分束器连接，第四分束器与第六光电检测器连接，第六光电检测器与第二差分运算器连接，第四分束器与第四准直透镜连接，第四准直透镜与第三光纤连接。作为优选方案，所述第一激光器和第二激光器的外腔反馈延迟时间为2.6ns。作为优选方案，所述第一激光器和第二激光器产生的混沌载频光波的中心波长为1550nm，功率为12mW，偏置电流为32.2mA。作为优选方案，所述发送端和接收端的光电振荡器反馈延迟时间为2ns。作为优选方案，所述第一RF放大器、第二RF放大器、第一差分运算放大器、第二差分运算放大器的增益为10dB。作为优选方案，所述第一光子晶体谐振腔和第二光子晶体谐振腔的最大延时为2.3ns。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：本专利技术基于全光强度与电光相位混沌双向通信系统实现了双向的通信，具有成本低、性能稳定、误码率低、保密性强等特点。附图说明图1是本专利技术实施例一的全光强度与电光相位混沌双向通信系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一的全光强度与电光相位混沌双向通信系统的第一激光器发送的信号示意图；图3是本专利技术实施例一的全光强度与电光相位混沌双向通信系统的第二激光器恢复的信号示意图；图4是本专利技术实施例一的全光强度与电光相位混沌双向通信系统的第二激光器发送的信号示意图；图5是本专利技术实施例一的全光强度与电光相位混沌双向通信系统的第一激光器恢复的信号示意图；图6是本专利技术实施例一的全光强度与电光相位混沌双向通信系统的恢复信号的眼图；其中：1-1.第一激光器；1-2.第二激光器；2-1.第一环形器；2-2.第二环形器；2-3.第三环形器；2-4.第四环形器；3-1.第一马赫曾德尔相位调制器；3-2.第二马赫曾德尔相位调制器；4-1.第一光耦合器；4-2.第二光耦合器；4-3.第三光耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，其特征在于，包括发送端和接收端，所述发送端和接收端通过光纤连接，所述发送端和接收端均包括激光器、两个环形器、两个光耦合器、马赫曾德尔相位调制器、光子晶体谐振腔、光电振荡器；发射端激光器产生混沌载频信号，所述混沌载频信号经由其中一个环形器通过马赫曾德尔相位调制器进行相位调制，调制后的信号经由两个光耦合器通过光子晶体谐振腔产生频率相关的延迟的光信号，所述光信号经光电振荡器产生相位混沌，混沌信号最后经另一个环形器分流到接收端的光电振荡器。

【技术特征摘要】
1.一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，其特征在于，包括发送端和接收端，所述发送端和接收端通过光纤连接，所述发送端和接收端均包括激光器、两个环形器、两个光耦合器、马赫曾德尔相位调制器、光子晶体谐振腔、光电振荡器；发射端激光器产生混沌载频信号，所述混沌载频信号经由其中一个环形器通过马赫曾德尔相位调制器进行相位调制，调制后的信号经由两个光耦合器通过光子晶体谐振腔产生频率相关的延迟的光信号，所述光信号经光电振荡器产生相位混沌，混沌信号最后经另一个环形器分流到接收端的光电振荡器。2.如权利要求1所述的一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，其特征在于，所述光电振荡器包括光电检测器、光纤、RF放大器，所述光电检测器通过光纤与RF放大器连接，所述RF放大器与马赫曾德尔相位调制器连接。3.如权利要求2所述的一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，其特征在于，所述发送端和接收端均还具有差分电路，所述差分电路包括两个光电检测器、准直透镜、分束器、差分运算放大器，发送端分流到接收端的光信号经准直透镜、分束器连接到其中一个光电检测器进行信号转换，转换后的信号用于经差分运算放大器相减，所述差分运算放大器与另一光电检测器连接将信号转换，所述另一光电检测器通过光纤与接收端连接。4.如权利要求3所述的一种全光强度与电光相位混合混沌双向通信系统，其特征在于，所述发送端的激光器为第一激光器，所述发送端的两个环形器为第一环形器、第二环形器，所述发送端的马赫曾德尔相位调制器为第一马赫曾德尔相位调制器，所述发送端的两个光耦合器为第一光耦合器、第二光耦合器，所述发送端的光子晶体谐振腔为第一光子晶体谐振腔、所述发送端的光振动回路包括第一光纤、第一光电检测器、第一RF放大器，所述发送端的差分电路包括第一准直透镜、第二准直透镜、第一分束器、第二分束器、第三光电检测器、第四光电检测器、第一差分运算放大器；所述接收端的激光器为第二激光器，所述接收端的两个环形器为第三环形器、第四环形器，所述接收端的马赫曾德尔相位调制器为第二马赫曾德尔相位调制器，所述接收端的两个光耦合器为第三光耦合器、第四光耦合器，所述接收端的光子晶体谐振腔为第二光子晶体谐振腔、所述接收端的光振动回路包括第二光纤、第二光电检测器、第二RF放大器，所述接收端的差分电路包括第三准直透镜、第四准直透镜、第三分束器、第四分束器、第五光电检测器、第六光电检测器、第二差分运算放大器；所述发送端与接收端通过第三光纤连接；所述发送端的第一激光器与第一环形器连接，第一环形器与第一马赫-增德尔相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李齐良，唐艺文，董文龙，胡淼，周雪芳，曾然，杨淑娜，唐向宏，杨国伟，毕美华，卢旸，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33