[发明专利]一种简单拓扑结构的多信道混沌同步通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及混沌、光纤通信和半导体激光器领域，尤其是一种简单拓扑结构的多信道混沌同步通信系统，适用于多信息的同时双向并行保密传输。 

背景技术

基于互注入半导体激光器的混沌同步通信具有同时双向传输特性、高保密性，而多延时互注入半导体激光器系统则是实现多信道混沌同步通信的优选系统之一，其中关键问题在于多延时互注入条件下稳定高品质的混沌同步的实现。关于多延时互注入系统的同步近期始有报道(A.Englert，W.Kinzel，et al.Zero lag synchronization of chaotic systems with time delayed couplings，Physic Review Letters 104，114102，2010；M.Zigzag，M.Butkovshi，A.Englert，etal.Zero-lag synchronization and multiple time delays in two coupled chaotic systems，Physics Review E 81，036215，2010)，但其混沌同步要求反馈参量和互注入参量满足严格数学关系，且产生的混沌信号是低频振荡混沌信号，同步品质在混沌信号强度下降的时间内会降低，很难应用于信息的传输，这些因素严重限制了基于多延时互注入系统的混沌同步通信的实现和现实应用。 

发明内容

鉴于以上陈述的已有技术的不足和拟采用系统技术的固有优点，本发明的目的是提供一种原理简单，容易实现的多信道混沌同步通信系统，为更复杂的混沌网络通信提供一种雏形系统。 

本发明的目的是通过如下手段来实现的。 

一种简单拓扑结构的多信道混沌同步通信系统，由一个工作在混沌状态的外腔半导体激光器、两个通过n条双向光纤支路连接的互注入半导体激光器、光纤、耦合器、光隔离器、光环形器、光电检测器以及调制解调器组成；包含如下的处理步骤：外腔激光器被视为驱动激光器DSL，其输出的混沌光被均匀地分成两部分，分别通过两条相同单向光纤支路注入到激光器SL1和SL2中；所述的激光器SL1和SL2之间由n条不同延时的双向链路连接；调节单向支路的注入强度，使其注入-锁定效应足够强，驱使SL1和SL2的输出之间达到实时混沌同步；基于此，在所述的每条双向支路两端对SL1和SL2产生的混沌载波进行外部调制，可将2n个信息加载到混沌载波中；相应地，在每条双向支路两端利用SL1和SL2产生的混沌载波对接收的已调混沌载波进行相应的解调，可同时解调出2n个信息；从而实现简单SL结构中的多信道混沌通信。 

经过如上的设计后，用相同的外部混沌光对多延时互注入半导体激光器实施单向注入，利用该注入的注入-锁定效应，可获得稳定高品质的实时混沌同步；在每条双向支路两端将信息加载至多延时互注入激光器产生的混沌载波中，可实现多信息的同时双向传输，即在简单SL结构中实现多信道混沌同步通信。 

在实际使用上本发明具有如下优点：(1)操作简单，只需要适当地调节单向支路的注入强度，即可方便地实现多延时互注入激光器系统的实时混沌同步；(2)由于引入了额外的注入-锁定效应，本发明中的混沌同步具有优越的噪声鲁棒性，参数失配鲁棒性以及频率失谐容忍性；(3)具有多信息同时双向传输的功能，为多信道混沌同步通信开辟了一种新的方式，也为实现混沌通信网络提供了一种可行的系统方案。 

附图说明如下： 

图1本发明的系统示意图。 

图2(a)本发明系统中实时混沌同步品质随单向支路注入强度和多延时互注入强度的变化关系，这里双向支路1和双向支路2的互注入强度取相同；(b)特定单向注入条件下，实时混沌同步品质与多延时互注入强度的关系。