信号发生装置及方法、通信装置及方法制造方法及图纸

本公开提供了一种信号发生装置及方法、通信装置及方法，应用于通信技术领域，利用多个强度调制器在两个支路上产生波长互补的频移键控载波信号，该载波信号波长在两个支路间的分配受预设伪随机序列控制，实现用户数据在不同波长对应的信道间随机跳变，有效地防止信息泄露与非法窃听。泄露与非法窃听。泄露与非法窃听。

【技术实现步骤摘要】
信号发生装置及方法、通信装置及方法


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种信号发生装置及方法、通信装置及方法。

技术介绍

[0002]光纤通信技术近些年来发展迅速，极大地促进了社会的进步与经济的发展。然而，随着近年来世界各地用户信息泄露事件的频繁出现，用户数据在传输中被非法第三方窃取的风险日益增大，光通信安全技术日益受到关注。
[0003]在现有的安全通信机制中，在软件层使用算法对用户数据进行加密是最常用的方法。但随着计算能力的巨大提高，这种方法的安全性也开始受到威胁。因此，越来越多的研究者将注意力投向物理层安全技术。物理层安全技术是利用通信信道的物理特性，通过对信号进行适当的编码和处理来增强通信安全性。光跳频是物理层安全技术之一，主要通过对数字信号在不同信道间进行跳变来实现数据的隐藏。用户数据先在时域内被分割成片段，然后这些片段再在伪随机序列的控制下借由不同的物理信道进行传输。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种信号发生装置及方法、通信装置及方法，可以实现用户数据在不同波长对应的信道间随机跳变，有效地防止信息泄露与非法窃听。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种信号发生装置，包括：
[0006]激光器、马赫曾德尔调制器、第一光纤布拉格光栅、第二光纤布拉格光栅、三组强度调制器；
[0007]所述激光器，用于产生单一波长的光载波；
[0008]所述马赫曾德尔调制器，用于在固定频率射频信号的调制下，调制所述光载波得到波长不同的调制信号，所述调制信号包括第一光信号和第二光信号；
[0009]所述第一光纤布拉格光栅，用于过滤所述调制信号，得到第一光信号；
[0010]所述第二光纤布拉格光栅，用于过滤所述调制信号，得到第二光信号；
[0011]所述三组强度调制器中的两组强度调制器分别用于基于所述第一光信号和所述第二光信号，在预设伪随机序列的控制下产生波长互补的频移键控光波，所述三组强度调制器中的另一组强度调制器，用于将用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波上，得到包含所述用户数据的光载波。
[0012]可选的，所述两组强度调制器的第一组强度调制器的输入端连接所述第一光纤布拉格光栅的输出端，所述两组强度调制器的第二组强度调制器的输入端连接所述第二光纤布拉格光栅的输出端；
[0013]所述第一组强度调制器包括第一强度调制器和第二强度调制器，所述第一强度调制器和所述第二强度调制器并联，所述第二组强度调制器包括第三强度调制器和第四强度调制器，所述第三强度调制器和所述第四强度调制器并联；
[0014]所述第一强度调制器的输出端并联在所述第三强度调制器的输出端上，所述第二
强度调制器的输出端并联在所述第四强度调制器的输出端上。
[0015]可选的，所述第二强度调制器的输出端与所述第五强度调制器的输入端相连，所述第三强度调制器的输出端与所述第六强度调制器的输入端相连。
[0016]可选的，所述光载波包括第一光载波和第二光载波，所述三组强度调制器中的另一组强度调制器包括第五强度调制器和第六强度调制器；
[0017]所述第五强度调制器，用于将第一用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波中的一个上，得到包含第一用户数据的第一光信号；
[0018]所述第六强度调制器，用于将第二用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波中的另一个上，得到包含第二用户数据的第二光信号。
[0019]本申请实施例第二方面提供一种通信装置，包括：
[0020]如第一方面提供一种的信号发生装置、信号接收装置；
[0021]信号接收装置，包括阵列波导光栅、两组强度调制器、第一光电探测器和第二光电探测器；
[0022]所述阵列波导光栅，用于对包含所述用户数据的光载波进行解复用，得到包含第一用户数据的第一光载波和包含第二用户数据的第二光载波；
[0023]所述两组强度调制器中的一组，用于使所述第一光载波在预设伪随机序列的控制下产生包含第一用户数据的频移键控光波，所述两组强度调制器中的另一组，用于使所述第二光载波在所述预设伪随机序列的控制下，生与包含第二用户数据的频移键控光波，所述包含第一用户数据的频移键控光波和所述包含第二用户数据的频移键控光波波长互补；
[0024]所述第一光电探测器，用于将所述包含第一用户数据的频移键控光波转化为包含第一用户数据的第一电信号；
[0025]所述第二光电探测器，用于将所述包含第二用户数据的频移键控光波转化为包含第二用户数据的第二电信号。
[0026]可选的，所述阵列波导光栅的输出端连接所述两组强度调制器，所述两组强度调制器并联；
[0027]所述两组强度调制器的一组包括第七强度调制器和第八强度调制器，所述两组强度调制器的另一组包括第九强度调制器和第十强度调制器，所述第七强度调制器的输出端并联在所述第九强度调制器的输出端上，所述第十强度调制器的输出端并联在所述第八强度调制器的输出端上，所述第八强度调制器的输出端连接所述第一光电探测器，所述第九强度调制器的输出端连接所述第二光电探测器。
[0028]可选的，还包括光纤放大器；
[0029]所述光纤放大器连接所述信号发生装置和所述信号接收装置。
[0030]本申请实施例第三方面提供了一种信号发生方法，包括：
[0031]产生单一波长的光载波；
[0032]在固定频率射频信号的调制下，调制所述光载波得到波长不同的调制信号，所述调制信号包括第一光信号和第二光信号；
[0033]过滤所述调制信号得到第一光信号，以及，过滤所述调制信号得到第二光信号；
[0034]基于所述第一光信号和所述第二光信号，在预设伪随机序列的控制下产生波长互补的频移键控光波；
[0035]将用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波上，得到包含所述用户数据的光载波。
[0036]本申请实施例第四方面提供了一种通信方法，包括：
[0037]对包含用户数据的光载波进行解复用，得到包含第一用户数据的第一光信号和包含第二用户数据的第二光信号；
[0038]使所述第一光信号在预设伪随机序列的控制下产生包含第一用户数据的频移键控光波，以及，使所述第一光信号在所述预设伪随机序列的控制下，生与包含第二用户数据的频移键控光波，所述包含第一用户数据的频移键控光波和所述包含第二用户数据的频移键控光波波长互补；
[0039]将所述包含第一用户数据的频移键控光波转化为包含第一用户数据的第一电信号，以及，将所述包含第二用户数据的频移键控光波转化为包含第二用户数据的第二电信号。
[0040]从上述本申请实施例可知，本申请提供的信号发生装置及方法、通信装置及方法，利用多个强度调制器在两个支路上产生波长互补的频移键控信号，该信号波长在两个支路间的分配受预设伪随机序列控制，实现用户数据在不同波长对应的信道间随机跳变，有效地防止信息泄露与非法窃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号发生装置，其特征在于，包括：激光器、马赫曾德尔调制器、第一光纤布拉格光栅、第二光纤布拉格光栅、三组强度调制器；所述激光器，用于产生单一波长的光载波；所述马赫曾德尔调制器，用于在固定频率射频信号的调制下，调制所述光载波得到波长不同的调制信号，所述调制信号包括第一光信号和第二光信号；所述第一光纤布拉格光栅，用于过滤所述调制信号，得到第一光信号；所述第二光纤布拉格光栅，用于过滤所述调制信号，得到第二光信号；所述三组强度调制器中的两组强度调制器分别用于基于所述第一光信号和所述第二光信号，在预设伪随机序列的控制下产生波长互补的频移键控光波，所述三组强度调制器中的另一组强度调制器，用于将用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波上，得到包含所述用户数据的光载波。2.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述两组强度调制器的第一组强度调制器的输入端连接所述第一光纤布拉格光栅的输出端，所述两组强度调制器的第二组强度调制器的输入端连接所述第二光纤布拉格光栅的输出端；所述第一组强度调制器包括第一强度调制器和第二强度调制器，所述第一强度调制器和所述第二强度调制器并联，所述第二组强度调制器包括第三强度调制器和第四强度调制器，所述第三强度调制器和所述第四强度调制器并联；所述第一强度调制器的输出端并联在所述第三强度调制器的输出端上，所述第二强度调制器的输出端并联在所述第四强度调制器的输出端上。3.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述第二强度调制器的输出端与所述第五强度调制器的输入端相连，所述第三强度调制器的输出端与所述第六强度调制器的输入端相连。4.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述光载波包括第一光载波和第二光载波，所述三组强度调制器中的另一组强度调制器包括第五强度调制器和第六强度调制器；所述第五强度调制器，用于将第一用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波中的一个上，得到包含第一用户数据的第一光载波；所述第六强度调制器，用于将第二用户数据调制到所述波长互补的频移键控光波中的另一个上，得到包含第二用户数据的第二光载波。5.一种通信装置，其特征在于，包括：如权利要求1至4任一项所述的信号发生装置、信号接收装置；信号接收装置，包括阵列波导光栅、两组强度调制器、第一光电探测器和第二光电探测器；所述阵列波导光栅，用于对包含所述用户数据的光载波进行解复用，得到对应不同波长的第一光信号和第二光...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亚，刘宇，陈寅芳，齐艺超，陈伟，李明，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：