基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，包括：在发送端与接收端采用基于矢量扰动的混沌加密技术，通过矢量扰动改变每个正交模式下传输的信号，利用混沌序列控制不同正交模式，完成信号在正交模式复用系统中的加密解密过程。本发明专利技术能够在提高光纤空间密度以增大传输容量的同时大大提高了接入网系统传输的安全性，在不影响系统传输速度以及信号传输质量的情况下最大化了系统的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法和系统
本专利技术涉及数字信号处理混沌加密
，具体而言涉及一种基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法和系统。
技术介绍
接入网是用户终端与主干网络之间的所有设备，当用户上传或者下载数据时，信号需要通过主干网络以及接入网。目前，主干网络传输容量大，传输速度快，而接入网受限于传输容量和传输速度有限，成为了数据传输的短板，也就是说，接入网信号的传输速度以及信号质量的好坏直接影响到每一个用户的直观体验。随着通信技术的不断推进和新业务的井喷式涌现，人们对通信容量提出了越来越高的要求。与此同时，由于网络使用的急剧增加和光网络的可访问性的增加，跨跃这些网络的通信必须得到适当的保护。与任何其他类型的网络一样，用于保护通信的第一条线始于在协议栈的较高层采用加密协议。然而，在不安全的基础之上建立安全性是一种危险的做法，因此，需要确保光学系统的物理层能够应对可能针对光网络最底层的威胁。经过多年的发展，光纤通信中出现的掺铒光纤放大(EDFA)、波分复用(WDM)、偏振复用(PDM)、时分复用(OTDM)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，所述接入方法包括：/n在发送端与接收端采用基于矢量扰动的混沌加密技术，通过矢量扰动改变每个正交模式下传输的信号，利用混沌序列控制不同正交模式，完成信号在正交模式复用系统中的加密解密过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，所述接入方法包括：
在发送端与接收端采用基于矢量扰动的混沌加密技术，通过矢量扰动改变每个正交模式下传输的信号，利用混沌序列控制不同正交模式，完成信号在正交模式复用系统中的加密解密过程。


2.根据权利要求1所述的基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，所述接入方法包括：
S1，对发送端生成的每四个16CAP符号进行串并变换，将一路信号均衡地转换为四路并行信号；
S2，通过罗切斯特混沌映射生成第一置换向量；
S3，采用第一置换向量对步骤S1中转换生成的四路并行信号施加矢量扰动；
S4，将四路并行信号以随机生成的新的排列方式在四种模式中传输至接收端；
S5，在接收端通过混沌映射生成相反的第二置换向量；
S6，采用第二置换向量对接收到的四路并行信号进行逆矢量扰动，将接收到的四路并行信号以原始顺序解密为一路四个16CAP符号。


3.根据权利要求2所述的基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，步骤S4中，所述新的排列方式包括从模式一、模式二、模式三、模式四到模式四、模式三、模式二、模式一的24种不同的传输顺序。


4.据权利要求2所述的基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，步骤S2中，所述通过罗切斯特混沌映射生成第一置换向量的过程包括以下步骤：
S21，生成罗切斯特混沌序列，所述罗切斯特混沌序列符合从0到1均匀分布的规律；
S22，对混沌映射产生的罗切斯特混沌序列进行处理，将其转换为第一置换向量，转换得到的第一置换向量是个包含1、2、3、4四个整数的长向量，并可以截断为任何长度，每个数字的出现规律是无序的、不可寻的，并且从总体上来看每个数字出现的概率一样。


5.据权利要求4所述的基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，步骤S21中，所述生成罗切斯特混沌序列的过程包括以下步骤：
S211，设置生成罗切斯特混沌序列需要的两个参数：初值X(0)以及参数u；
S212，通过系统方程：X(k+1)＝u*X(k)*[1-X(k)],k＝0,1,…,n进行迭代，生成一串混沌序列，其中，当0<X(0)<1并且3.5699456<u<＝4时罗切斯特函数工作在混沌状态，k为迭代次数。


6.根据权利要求4所述的基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，所述对混沌映射产生的罗切斯特混沌序列进行处理，将其转换为第一置换向量的过程包括以下步骤：
采用下述公式对混沌映射产生的混沌序列进行处理：
x‘(k)＝round[3*x(k)]+1
式中，x’(k)为生成的置换向量，x(k)为混沌序列，k为迭代次数。


7.根据权利要求1或2所述的基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入方法，其特征在于，所述正交模式复用系统采用的各个正交模式为环状模式，不同的模式大小不一，通过复用器复用在一起后通过环芯光纤进行传输。


8.一种基于矢量扰动的高安全正交模分复用接入系统，其特征在于，所述接入系统包括依次连接的发送端数字信号处理模块、信号调制模块、环芯光纤、光信号接收模块、接收端数字信号处理模块；
所述发送端数字信号处理模块用于对发送端生成的每四个16CAP符号进行串并变换，将一路信号均衡地转换为四路并行信号，同时通过罗切斯特混沌映射生成第一置换向量，采用第一置换向量对转换生成的四路并行信号施加矢量扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，忻向军，任建新，毛雅亚，韩顺，王瑞春，沈磊，李良川，周锐，王光全，吴泳锋，孙婷婷，赵立龙，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32