一种正交调制保密光通信装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种正交调制保密光通信装置和方法，装置包括脉冲光源发生器、信号调制模块、时域相位编码模块、传输光纤、时域相位解码模块、解调模块和运算器，其中：脉冲光源发生器的输出端与信号调制模块的输入端连接，信号调制模块对脉冲光源发生器发出的光信号同时进行相位和强度调制，信号调制模块的输出端与时域相位编码模块的输入端连接，时域相位编码模块对调制后的光信号进行编码，时域相位编码模块的输出端与传输光纤的输入端连接，传输光纤的输出端与时域相位解码模块的输入端连接，时域相位解码模块的输出端分别与解调模块的输入端和运算器的输入端连接，解调模块的输出端输出解调信号，运算器的输出端输出原始的信号强度信息。强度信息。强度信息。

【技术实现步骤摘要】
一种正交调制保密光通信装置和方法


[0001]本专利技术涉及安全光保密通信
，更具体地，涉及一种正交调制保密光通信装置和方法。

技术介绍

[0002]随着现代通信技术的快速发展，如何提高通信系统的物理层保密传输性能受到了广泛关注。物理层保密通信的目的是为了减少信息被窃听的风险，保密通信的过程主要包括加密、传输、接收和解密。发送方对待传输信息进行加密并传输，传输后的加密信息在接收端进行接收并解密，最终恢复原始信息。信息在传输过程中不可避免会受到非法窃听者的窃取、攻击和伪造。对合法接收方来说非常不利，因此如何有效提升系统安全性能是通信双方必须考虑的问题。
[0003]光码分多址(OCDMA)是一种宽带光接入网解决方案，采用超短脉冲的相干光码分多址(OCDMA)技术具有低多址干扰、抗干扰能力强、保密性能好、容量大等优势，成为保密光通信的一种备选技术。在相干OCDMA系统中，相干光学编解码基于光场的相位和振幅进行。在典型的OCDMA系统中，根据发射机上的光学编码器分配给不同用户的唯一光码，将光脉冲编码成类似噪声的信号，多个用户可以共享相同的传输媒体，如时间和频谱。为提升光学编解码系统的安全性能，大量技术方法集中在时域或频域，处理相干宽带光信号的光学相位，提出的编码/解码器包括：超结构光纤布拉格光栅、平面光波电路、微环谐振腔等。这些传统的光学编码器/解码器码字通常固定，码长有限，同时，无法提供快速可重构的能力，难以适应保密通信的需要。此外，传统的光学编解码保密通信系统仅使用振幅键控、频移键控、相移键控等基本调制格式进行数据调制，系统的频谱效率较低，且系统的安全性能与调制格式密切相关。对单一的调制格式，通过传统光学编解码器件进行光学编码并不能保证系统的安全性能。
[0004]公开日为2017年08月15日，公开号为CN107046463A的中国专利公开了一种基于微环谐振腔的混沌保密通信系统，包括激光器，激光器依次通过光滤波器滤、隔离器、偏振控制器连接分支器的第一端口，分支器将连续波分成两路，其中第一路：分支器的第二端口依次通过第一微环谐振腔、合波器、第一掺铒光纤放大器、第一PD探测器连接差分放大器的第一端口；弱信息进入合波器，与来自第一微环谐振腔的混沌信号合成一路；第二路：分支器的第三端口依次通过第二微环谐振腔、第二掺铒光纤放大器、第二PD检测器连接差分放大器的第二端口；来自第一PD检测器与第二PD检测器信号进入差分放大器，相减后恢复出信息,差分放大器第三端口与电滤波器的第一端口相连，两路进入差分放大器相减后恢复出的信息从电滤波器的第二端口输出。该专利同样无法提供快速可重构的能力，难以适应保密通信的需要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的是提供一种正交调制保密光通信装置，解决传统光学编码/解
码器不可快速重构，系统安全性和频谱效率低的问题，在保证安全性的同时提高系统的频谱效率。
[0006]本专利技术的次要目的是提供一种正交调制保密光通信方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种正交调制保密光通信装置，包括脉冲光源发生器、信号调制模块、时域相位编码模块、传输光纤、时域相位解码模块、解调模块和运算器，其中：
[0009]所述脉冲光源发生器的输出端与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块对所述脉冲光源发生器发出的光信号同时进行相位和强度调制，所述信号调制模块的输出端与所述时域相位编码模块的输入端连接，所述时域相位编码模块对调制后的光信号进行编码，所述时域相位编码模块的输出端与传输光纤的输入端连接，所述传输光纤的输出端与所述时域相位解码模块的输入端连接，所述时域相位解码模块的输出端分别与解调模块的输入端和运算器的输入端连接，所述解调模块的输出端输出解调信号，所述运算器的输出端输出原始的信号强度信息。
[0010]优选地，所述信号调制模块包括QPSK调制器和CSK调制器，其中，所述脉冲光源发生器的输出端与所述QPSK调制器的输入端连接，所述QPSK调制器对所述脉冲光源发生器发出的光信号进行QPSK调制，所述QPSK调制器的输出端与所述CSK调制器的输入端连接，所述CSK调制器对经QPSK调制后的光信号进行CSK调制，所述CSK调制器具有两个输出端，所述时域相位编码模块具有两个输入端，所述CSK调制器的两个输出端与所述时域相位编码模块的两个输入端连接。
[0011]优选地，所述解调模块包括QPSK解调器，其中所述时域相位解码模块的输出端与QPSK解调器的输入端连接，所述QPSK解调器对光信号进行QPSK解调，所述QPSK解调器的输出端输出QPSK解调后的光信号。
[0012]优选地，所述时域相位编码模块包括第一单模光纤、第二单模光纤、第三单模光纤、第四单模光纤、第一相位调制器、第二相位调制器、第一PRBS生成器和第二PRBS生成器，其中：
[0013]所述第一单模光纤的输入端与所述CSK调制器的一个输出端连接，所述第一单模光纤的输出端与所述第一相位调制器的一个输入端连接，所述第一相位调制器的另一输入端与所述第一PRBS生成器的输出端连接，所述第一PRBS生成器生成第一驱动信号驱动第一相位调制器生成随机光相位，所述第一相位调制器的输出端与所述第二单模光纤的输入端连接，所述第二单模光纤的输出端与所述传输光纤连接；
[0014]所述第三单模光纤的输入端与所述CSK调制器的另一个输出端连接，所述第三单模光纤的输出端与所述第二相位调制器的一个输入端连接，所述第二相位调制器的另一输入端与所述第二PRBS生成器的输出端连接，所述第二PRBS生成器生成第二驱动信号驱动第二相位调制器生成随机光相位，所述第二相位调制器的输出端与所述第四单模光纤的输入端连接，所述第四单模光纤的输出端与所述传输光纤连接。
[0015]优选地，还包括第一光耦合器和第一分束器，所述第二单模光纤的输出端和第四单模光纤的输出端通过所述第一光耦合器耦合输入至所述传输光纤，所述时域相位解码模块具有两个输入端，所述传输光纤的输出端通过所述第一分束器分解为两束光信号，分别输入所述时域相位解码模块的两个输入端。
[0016]优选地，所述时域相位解码模块包括第五单模光纤、第六单模光纤、第七单模光纤、第八单模光纤、第三相位调制器、第四相位调制器、第三PRBS生成器和第四PRBS生成器，其中：
[0017]所述第五单模光纤的输入端输入经所述第一分束器分解的一束光信号，所述第五单模光纤的输出端与所述第三相位调制器的一个输入端连接，所述第三相位调制器的另一输入端与所述第三PRBS生成器的输出端连接，所述第三PRBS生成器生成第三驱动信号驱动第三相位调制器生成随机光相位，所述第三相位调制器的输出端与所述第六单模光纤的输入端连接，所述第六单模光纤的输出端分别与所述解调模块的输入端和运算器的输入端连接；
[0018]所述第七单模光纤的输入端输入经所述第一分束器分解的另一束光信号，所述第七单模光纤的输出端与所述第四相位调制器的一个输入端连接，所述第四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正交调制保密光通信装置，其特征在于，包括脉冲光源发生器、信号调制模块、时域相位编码模块、传输光纤、时域相位解码模块、解调模块和运算器，其中：所述脉冲光源发生器的输出端与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块对所述脉冲光源发生器发出的光信号同时进行相位和强度调制，所述信号调制模块的输出端与所述时域相位编码模块的输入端连接，所述时域相位编码模块对调制后的光信号进行编码，所述时域相位编码模块的输出端与传输光纤的输入端连接，所述传输光纤的输出端与所述时域相位解码模块的输入端连接，所述时域相位解码模块的输出端分别与解调模块的输入端和运算器的输入端连接，所述解调模块的输出端输出解调信号，所述运算器的输出端输出原始的信号强度信息。2.根据权利要求1所述的正交调制保密光通信装置，其特征在于，所述信号调制模块包括QPSK调制器和CSK调制器，其中，所述脉冲光源发生器的输出端与所述QPSK调制器的输入端连接，所述QPSK调制器对所述脉冲光源发生器发出的光信号进行QPSK调制，所述QPSK调制器的输出端与所述CSK调制器的输入端连接，所述CSK调制器对经QPSK调制后的光信号进行CSK调制，所述CSK调制器具有两个输出端，所述时域相位编码模块具有两个输入端，所述CSK调制器的两个输出端与所述时域相位编码模块的两个输入端连接。3.根据权利要求2所述的正交调制保密光通信装置，其特征在于，所述解调模块包括QPSK解调器，其中所述时域相位解码模块的输出端与QPSK解调器的输入端连接，所述QPSK解调器对光信号进行QPSK解调，所述QPSK解调器的输出端输出QPSK解调后的光信号。4.根据权利要求1所述的正交调制保密光通信装置，其特征在于，所述时域相位编码模块包括第一单模光纤、第二单模光纤、第三单模光纤、第四单模光纤、第一相位调制器、第二相位调制器、第一PRBS生成器和第二PRBS生成器，其中：所述第一单模光纤的输入端与所述CSK调制器的一个输出端连接，所述第一单模光纤的输出端与所述第一相位调制器的一个输入端连接，所述第一相位调制器的另一输入端与所述第一PRBS生成器的输出端连接，所述第一PRBS生成器生成第一驱动信号驱动第一相位调制器生成随机光相位，所述第一相位调制器的输出端与所述第二单模光纤的输入端连接，所述第二单模光纤的输出端与所述传输光纤连接；所述第三单模光纤的输入端与所述CSK调制器的另一个输出端连接，所述第三单模光纤的输出端与所述第二相位调制器的一个输入端连接，所述第二相位调制器的另一输入端与所述第二PRBS生成器的输出端连接，所述第二PRBS生成器生成第二驱动信号驱动第二相位调制器生成随机光相位，所述第二相位调制器的输出端与所述第四单模光纤的输入端连接，所述第四单模光纤的输出端与所述传输光纤连接。5.根据权利要求4所述的正交调制保密光通信装置，其特征在于，还包括第一光耦合器和第一分束器，所述第二单模光纤的输出端和第四单模光纤的输出端通过所述第一光耦合器耦合输入至所述传输光纤，所述时域相位解码模块具有两个输入端，所述传输光纤的输出端通过所述第一分束器分解为两束光信号，分别输入所述时域相位解码模块的两个输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高震森，张丽红，吴琼琼，王云才，秦玉文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：