[发明专利]一种多路光注入的低关联长距离光混沌同步方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多路光注入的低关联长距离光混沌同步方法及实现该方法的装置。

背景技术

近年来，人们对混沌保密通信的研究主要分为两类，一类是电子电路技术为基础的电混沌保密通信，另一类是结合光学技术的激光混沌保密通信。其中，电混沌保密通信由于电子电路器件的响应带宽和电子信号的长距离高传输损耗的固有瓶颈问题，目前无法在长距离高速的保密通信领域中得到应用。而由于半导体激光器的天然高调制带宽，以及光纤的长距离低损耗传输特性，激光混沌保密通信具有了良好的高速信息承载能力和可远距离传输特性。

目前，相关领域学者提出了多种激光混沌保密通信的混沌同步方案。但大多方案都是针对短距离的（米量级）、自由空间型的混沌同步，只有少数的方案是针对长距离的激光混沌同步，比如2005 年, Argyris 等人实现了信息在120 km 的商用光纤网络中的单向长距离混沌保密传输。但仅仅实现信息的单向长距离混沌保密传输是不够的。也有人提出了长距离激光混沌同步的方案，如在申请号为201610101144.5、名称为“一种基于激光混沌的长距双向视频保密通信”的发明专利文件中，就提出了距离为 40 km 的两个响应半导体激光器在驱动半导体激光器的驱动下的达到混沌同步从而实现信息的双向保密传输的技术方案，但由于在上述发明中采用的是单条光纤链路来传送驱动半导体激光器产生的驱动信号，导致了驱动半导体激光器处信号的波形和授权半导体激光器处的混沌信号波形之间的关联度却很高（达到0.741），这表明若是在此处的混沌信号出现泄漏，那么潜在的信息破译者完全可以根据这较高的关联度还原出大致的传递信息，从而给信息的安全带来极大的隐患。所以，降低驱动激光器和授权激光器之间的关联度对于提高长距离混沌同步保密通信的安全性有很大的必要性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多路光注入的低关联长距离光混沌同步方法及装置。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种多路光注入的低关联长距离光混沌同步方法及装置，其特征在于：所述多路光注入的低关联长距离光混沌同步方法包括以下步骤：

1）通过驱动信号源产生混沌驱动信号；

2）混沌驱动信号经过放大后同时注入多路不等距光纤链路，之后再汇合到一条光纤链路中，经分束操作后等分成相同的两束激光；

3）两束激光经长距离传输后同时注入两个对称的授权激光器；

4）利用上述第一步所产生的混沌驱动信号作为种子信号来驱动两个授权激光器，以形成混沌动力学系统并使它们实现混沌同步；

5）在上述第四步混沌同步的过程中，还需要对授权激光器输出的信号进行同步检测，以实时调整系统参数，确保达到混沌同步的最佳效果。

所述驱动信号源产生混沌驱动信号在满足反馈率为1‰到1%之间的条件下进行。

所述利用驱动信号源产生混沌驱动信号作为种子信号来驱动两个授权激光器在满足两个授权激光器的内部参数一致、驱动电流匹配以及注入光强度比率达为1%-10%之间的条件下进行。

所述实现多路光注入的低关联长距离光混沌同步方法的装置包括驱动模块和外部环境模块；

所述驱动模块包括依次连接的驱动激光器（DL）、掺铒光纤放大器（EDFA）、光分路器（GF3）、并联的多条光纤链路、以及光分路器（GF4）；所述每条光纤链路上均设置有可变衰减器（AV3）和偏振控制器（PC3）；其中，

驱动激光器（DL）主要用于产生混沌驱动信号；

掺铒光纤放大器（EDFA）主要用于对混沌驱动信号进行信号放大处理；

光纤链路主要用于对信号进行长距离传输；

可变衰减器（AV3）和偏振控制器（PC3）主要用于调整注入光功率和耦合偏振态；

光分路器（GF3）和光分路器（GF4）主要用于对光信号进行能量比例的分配；