[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0028] 本发明实施例的变参数的光电相位混沌通信系统,包括发送端和接收端,发送端和接收端中间通过光纤连接。
[0029] 具体地,如图1所示,安全通信系统的上述器件的具体连接关系为:
[0030] 发送端包括第一混沌激光器1‑1,第一环形器2,第一耦合器3‑1,第一马赫‑曾德尔干涉仪4‑1,第一光电检测器5‑1,第一电放大器6‑1,第二混沌激光器1‑2,第二马赫‑曾德尔干涉仪4‑2,第二光电检测器 5‑2,第二电放大器6‑2,第一相位调制器7‑1,第二耦合器3‑2。
[0031] 其中,第一混沌激光器1‑1的a1端口与第一环形器2的b1端口相连接,第一环形器2的b2端口与第一耦合器3‑1的c1端口相连接,第一耦合器3‑1的c2端口与第一马赫‑曾德尔干涉仪4‑1的d1端口相连接,第一马赫‑曾德尔干涉仪4‑1的d2端口与第一光电检测器5‑1 的e1端口相连接,第一光电检测器5‑1的e2端口与第一电放大器6‑1 的f1端口相连接,第一电放大器6‑1的f1端口与第一相位调制器7‑1 的g3端口相连接,第一耦合器3‑1的c3端口与第一相位调制器7‑1 的g1端口相连接,第一相位调制器7‑1的g4端口与第二耦合器3‑2 的c4端口连接,第二耦合器3‑2的c6端口与第一环形器2的b3端口相连接。
[0032] 第二混沌激光器1‑2的a1端口与第二马赫‑曾德尔干涉仪4‑2的 d3端口相连接,第二马赫‑曾德尔干涉仪4‑2的d4端口与第二光电检测器5‑2的e3端口相连接,第二光电检测器5‑2的e4端口第二电放大器6‑2的f3端口相连接,第二电放大器6‑2的f4端口与第一相位调制器7‑1的g4端口相连接,
[0033] 发送端与接收端通过第二光耦合器3‑2的c5端口与接收端中第三耦合器3‑3的c7端口用光纤相连接,以此构成发送端和接收端间的通信连接。
[0034] 在接收端中,包括第三耦合器3‑3、第三马赫‑曾德尔干涉仪4‑3、第三光电检测器5‑3、第三电放大器6‑3、第二相位调制器7‑2、第一光隔离器8、第四光电检测器5‑4、第五光电检测器5‑5 、第一分束器9、第三混沌激光器1‑3。具体地,第三耦合器3‑3的c9端口与第三马赫‑曾德尔干涉仪4‑3的d5端口相连接、第三马赫‑曾德尔干涉仪 4‑3的d6端口与第三光电检测器5‑3的e5端口相连接、第三光电检测器5‑3的e6端口与第三电放大器6‑3的f5端口相连接、第三电放大器6‑3的f6端口第二相位调制器7‑2的g7端口相连接、第三耦合器3‑3的c8端口与第二相位调制器7‑2的g5端口相连接,第二相位调制器7‑2的g6端口与第一光隔离器8的h1端口相连接、第一光隔离器8的h2端口与第一分束器9的i1端口相连接,第一分束器
9的 i2端口与第三混沌激光器1‑3的a3端口相连接,第一分束器9的i3 端口与第四光电检测器5‑4的e7端口相连接,第一分束器9的i4端口第五光电检测器5‑5 的e7端口相连接。
[0035] 上述器件中,发送端的第一混沌激光器与接收端的第三混沌激光器的参数相同。具体地,第一混沌激光器外腔反馈延迟时间为2.87ns,第二混沌激光器的外腔反馈延迟时间为2.67ns,第一混沌激光器驱动第三混沌激光器的延迟时间为4.87ns;
[0036] 第一混沌激光器和第三混沌激光器的偏置电流为32mA,第二混沌激光器的偏置电流为30mA;
[0037] 第一混沌激光器、第二和第三混沌激光器产生的信号波长 1550nm,功率为10mW;
[0038] 第一电放大器、第二电放大器和第三电放大器的增益为10dB;
[0039] 第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器和第五光电检测器的量子效率为10%。
[0040] 下面将结合上述系统结构对本实施例的时间延迟签名隐藏的安全通信系统的使用方式作说明。
[0041] 发送端中第一混沌激光器1‑1输出的混沌光信号通过第一环形器 2,进入第一耦合器3‑1后分成两路,一路进入第一相位调制器7‑1,另一路进入第一马赫‑曾德尔干涉仪4‑1,再依次进入第一光电检测器 5‑1,第一电放大器6‑1,放大后对进入第一相位调制器7‑1的另一路光信号进行相位调制,产生附加相位为x1;第二混沌激光器1‑2输出的混沌光信号进入第二马赫‑曾德尔干涉仪4‑2,然后进入第二光电检测器5‑2,第二电放大器6‑2,放大后对进入第一相位调制器7‑1的光信号进行相位调制,产生附加相位x2,这样第一相位调制器输出信号总的附加相位为x1‑x2。
[0042] 第一相位调制器7‑1输 出信号进入第二耦合器3‑2,分成两路,一路通过第一环形器2,反馈至第一激光器1‑1,另一路通过光纤传输到接收端的第三耦合器3‑3,分成两路,一路进入第二相位调制器 7‑2,另一路进入第三马赫‑曾德尔干涉仪4‑3,然后进入第三光电检测器5‑3,第三电放大器6‑3,放大后对进入第二相位调制器7‑2的光信号进行相位调制,产生附加相位为x2‑x1;这样第二相位调制器输出信号的附加相位为x1‑x2+x2‑x1=0,这样相位混沌消失,变成强度混沌,进过第一光隔离器8,第一光分束器9,进入第三激光器1‑3,驱动第三激光器与第一激光器同步。同步后,将信息对第一激光器1‑1 的偏置电流进行调制,实现加密,基于混沌同步的鲁棒性,利用第四光电调制器5‑4、第五光电调制器5‑5对第一分束器9分离的发送和本地的光混沌信号进行检测,然后相减得到同步误差,滤波后就能恢复发送的信号。
[0043] 如图2所示,发送端被信息调制后的混沌信号;如图3所示,接收端产生的混沌信号;如图4、5所示,发送端传送的原始信号与接收端解密的信号是一致的,说明本发明的光电相位混沌通信系统能应用于保密通信。
[0044] 实现通信的过程简要归纳如下:
[0045] 1、发送端两个激光器产生混沌信号,变成电信号,对相位调制器进行调制,并利用相位调制器对相位进行叠加,反馈到激光器,产生延时隐藏混沌信号。
[0046] 2、接收端消除相位混沌,信号为强度混沌信号。
[0047] 3、将强度混沌信号驱动接收端第三激光器,与接收的混沌信号同步。
[0048] 4、收发两端同步以后,收发两端同步以后,信息对发送端的激光器偏置电流进行调制,实现信息加密。
[0049] 5、利用光电检测器检测本地和接收的光功率信号,减去同步误差,经过低通滤波,恢复发送端的信息。
[0050] 本发明利用常见器件实现混沌通信,具有成本低、性能稳定、误码率低、保密性强等特点。
[0051] 以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。