【技术实现步骤摘要】
一种相干无源光网络物理层安全增强方法及系统
[0001]本专利技术涉及光通信
，具体涉及一种相干无源光网络物理层安全增强方法及系统
。
技术介绍
[0002]接入网络经历了光进铜退和光纤到楼的发展，目前已经进入了光纤到户的光接入网络时代
。
为了满足日益增长的容量需求，作为光接入网的重要解决方案，无源光网络也在不断升级代际
。50Gbps
的无源光网络标准已经制定完成，下一代无源光网络将朝着
100Gbps
及更高速的方向发展
。
由于无源光网络具有点到多点的物理层网络拓扑结构，下行数据以广播的方式传输到各个接入用户，所有的接入用户能够接收来自中心局端光链路终端的所有数据，因此网络窃听的安全漏洞天然存在
。
随着速率的提高和接入用户数的增加，下一代无源光网络的安全将面临更多的威胁和挑战，网络物理层安全也应逐步增强
。
[0003]为了提高功率预算且满足速率的要求，相干无源光网络将成为下一代无源光网络重要解决方案
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种相干无源光网络物理层安全增强方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1、
对通信数据进行加密
、
信道编码以及调制符号映射，具体过程如下：步骤
S1
‑
1、
采用密码学加密算法对明文比特序列进行加密，得到密文比特序列；步骤
S1
‑
2、
对密文比特序列进行数据信道编码，得到数据信道比特；步骤
S1
‑
3、
对数据信道比特进行比特
‑
符号映射，得到有效荷载符号；步骤
S2、
对包括密钥的控制信息进行信道编码并与载波相位恢复比特组合后一起进行调制符号映射得到载波相位恢复前导，具体过程如下：步骤
S2
‑
1、
对包括密钥的控制信息进行信道编码，得到控制信道比特；步骤
S2
‑
2、
将控制信道比特和载波相位恢复比特组合，进行几何星座整形脉冲幅度或正交幅度调制映射，得到作为所述载波相位恢复前导的几何星座整形脉冲幅度或正交幅度调制前导；步骤
S3、
在所述步骤
S1
‑3输出的有效荷载符号间间插步骤
S2
输出的载波相位恢复前导，然后进行脉冲成型滤波，得到待发射的数字信号；步骤
S4、
对步骤
S3
输出的数字信号进行数模转换和电光调制，得到光信号，最后进行光纤传输，所述光信号用于接收端接收并恢复得到原始明文比特序列
。2.
根据权利要求1所述的相干无源光网络物理层安全增强方法，其特征在于，步骤
S1
‑1采用密码学中的高级加密标准算法进行加密
。3.
根据权利要求1所述的相干无源光网络物理层安全增强方法，其特征在于，相较而言，数据信道编码采用较高码率和较长码长的信道编码方案，控制信道采用较低码率和较短码长的信道编码方案
。4.
根据权利要求1‑3任一所述的相干无源光网络物理层安全增强方法，其特征在于，所述几何星座整形脉冲幅度调制前导为
N
电平几何星座整形脉冲幅度调制前导，包含如下
N
电平符号：
(
‑
N+1,
‑
N+1)
，
(
‑
a
N/2
‑1,
‑
a
N/2
‑1),...,(
‑
a1,
‑
a1),(a1,a1),...,(a
N/2
‑1,a
N/2
‑1),(N
‑
1,N
‑
1)
；其中，变量
a
i
(i
＝
1,2,...,N/2)
为内圈符号的幅度系数，取值范围为0＜
a1＜
...
＜
a
N/2
‑1≤N
‑
1。5.
根据权利要求4所述的相干无源光网络物理层安全增强方法，其特征在于，所述几何星座整形脉冲幅度调制前导包含至少一个接收端未知的控制信道比特和一个已知的载波相位恢复比特，它们分别被前导符号的幅度和相位信息所携带，即所述
N
大于等于
4。6.
一种相干无源光网络物理层安全增强方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1、
将经过光纤传输后的来自发送端的携带加密信息的光信号进行相干探测
、
模数转换和重采样，获取数字信号；步骤
S2、
对步骤
S1
中的所述数字信号进行匹配滤波，得到匹配滤波信号；步骤
S3、
对步骤
S2
中的所述匹配滤波信号进行信道均衡
、
载波频偏和基于几何星座整形脉冲幅度或正交幅度调制前导的快速载波相位恢复，得到恢复信号，所述恢复信号包括有效荷载符号和间插其中的几何星座整形脉冲幅度或正交幅度调制前导，所述前导组合了载波相位恢复比特和包含密钥的控制信道比特；步骤
S4、
从步骤
S3
中的所述恢复信号中，提取密钥并进行解密，得到明文比特序列，具
体包括如下分步骤：步骤
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