一种基于色散-相位加密的物理层保密通信系统和方法与流程

技术特征：
1.一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，所述系统包括：发送端(1)、传输光纤(2)、接收端(3)；所述发送端(1)包括：信号产生模块、加密模块；所述加密模块包括第一色散部件(106)和第一相位调制器(108)，所述接收端(3)包括有解密模块；所述解密模块包括第二相位调制器(303)和第二色散部件(306)；发送端(1)、传输光纤(2)和接收端(3)依次连接，具体地：信号产生模块发出待加密的光信号，加密模块对所述光信号进行加密，其中，所述第一色散部件(106)使光信号的振幅失真实现时域加密，第一相位调制器(108)扰乱光信号的相位实现相位加密，光信号经过时域加密和相位加密得到加密光信号，发送端(1)将加密光信号经过传输光纤(2)发送到接收端(3)；接收端(3)接收到加密光信号后，解密模块对加密光信号进行解密，其中，所述第二相位调制器(303)对加密光信号的相位进行恢复，所述第二色散部件(306)对加密光信号的振幅进行恢复，得到解密的光信号。2.根据权利要求1所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，所述发送端(1)还包括有第一光放大器(104)，接收端(3)还包括有第二光放大器(301)，所述第一光放大器(104)设在信号产生模块和加密模块之间，所述第二光放大器(301)的输入端与传输光纤(2)连接，第二光放大器(301)的输出端与解密模块连接，第一光放大器(104)和第二光放大器(301)均用于对光信号的功率进行放大。3.根据权利要求2所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，所述第一光放大器(104)和第二光放大器(301)均为掺铒光纤放大器。4.根据权利要求2所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，所述信号产生模块包括：外腔半导体激光器(101)、载波强度调制器(102)和数据生成模块(103)；外腔半导体激光器(101)发出用于搭载待加密数据的光载波，光载波输入载波强度调制器(102)，载波强度调制器(102)的驱动端与数据生成模块(103)的输出端电连接，载波强度调制器(102)将数据生成模块(103)生成的待加密数据调制到光载波上，从而发出搭载有待加密数据的光信号，光信号传输给第一光放大器(104)。5.根据权利要求4所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，所述载波强度调制器(102)为马赫
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曾德尔调制器。6.根据权利要求2至5任一项所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，所述加密模块还包括：第一光环形器(105)、第一偏振控制器(107)、第一密钥生成模块(109)；解密模块还包括第二偏振控制器(302)、第二密钥生成模块(304)、第二光环形器(305)；接收端(3)还包括光电探测器(307)；第一光放大器(104)的输出端和第一光环形器(105)的第一端口相连接，第一色散部件(106)与第一光环形器(105)的第二端口相连接，第一光环形器(105)的第三端口作为输出端与第一偏振控制器(107)的输入端相连接，第一偏振控制器(107)的输出端与第一相位调制器(108)的输入端相连接，第一偏振控制器(107)调整光信号的偏振方向，使光信号的偏振方向符合第一相位调制器(108)的要求，第一密钥生成模块(109)的输出端与第一相位调制器(108)的驱动端电连接，第一相位调制器(108)根据第一密钥生成模块(109)生成的密钥对光信号进行相位调制，使光信号实现相位加密，第一相位调制器(108)的输出端连接传输光纤(2)；
传输光纤(2)与第二光放大器(301)的输入端相连接，第二光放大器(301)的输出端与第二偏振控制器(302)的输入端相连接，第二偏振控制器(302)的输出端与第二相位调制器(303)的输入端相连接，第二偏振控制器(302)调整光信号的偏振方向，使光信号的偏振方向符合第二相位调制器(303)的要求，第二密钥生成模块(304)的输出端与第二相位调制器(303)的驱动端电连接，第二相位调制器(303)根据第二密钥生成模块(304)生成的密钥对光信号进行相位调制，使光信号实现相位解密，第二相位调制器(303)的输出端与第二光环形器(305)的第一端口相连接，第二色散部件(306)与第二光环形器(305)的第二端口相连接，第二光环形器(305)的第三端口作为输出端与光电探测器(307)相连接。7.根据权利要求6所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，第一密钥生成模块(109)和第二密钥生成模块(304)生成的密钥幅度相同，幅值相反；第一色散部件(106)和第二色散部件(306)的色散值相反。8.根据权利要求7所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，第一密钥生成模块(109)和第二密钥生成模块(304)生成的密钥为伪随机序列。9.根据权利要求7所述的一种基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统，其特征在于，第一色散部件(106)和第二色散部件(306)均采用啁啾光纤光栅。10.一种应用于权利要求1至9任一项所述基于色散
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相位加密的物理层保密通信系统的基于色散
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相位加密的物理层保密通信方法，其特征在于，包括步骤：s1、生成用于搭载待加密数据的光载波；s2、将待加密数据调制到光载波上，生成搭载有待加密数据的光信号；s3、利用第一色散部件(106)使光信号的振幅失真实现时域加密；s4、利用第一相位调制器(108)对时域加密后的光信号进行相位加密，得到加密光信号；s5、发送端(1)将加密光信号经过传输光纤(2)发送到接收端(3)；s6、利用第二相位调制器(303)对加密光信号进行相位恢复；s7、利用第二色散部件(306)对加密光信号的振幅进行恢复，得到解密的光信号。

技术总结
本发明提供了一种基于色散


技术研发人员：高震森 吴琼琼 廖磊 王云才 付松年 秦玉文
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2021.10.11
技术公布日：2021/12/14