基于光纖信道的1550nm垂直腔面發(fā)射激光器的長(zhǎng)距離雙向雙信道混沌保密通信研究.pdf

1、科技發(fā)展的日新月異與技術(shù)的日益成熟帶來了信息社會(huì)的不斷進(jìn)步。隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于通信的容量、通信速率以及安全性的要求越來越高，具備高速率、大容量與高保密性的新型保密通信系統(tǒng)將成為研究的熱點(diǎn)。由于混沌信號(hào)具有易于復(fù)制性、高度復(fù)雜性、不可預(yù)測(cè)性以及易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，可以將其作為信息傳輸?shù)妮d體即混沌載波，用于實(shí)現(xiàn)混沌保密通信。由垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器(VCSELs)構(gòu)成的光混沌系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢(shì)，比如大帶寬，低衰減，單縱模光輸出、低閾

2、值電流、易于集成、以及易于與光纖耦合等，可以將VCSELs用于光纖通信系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)高速長(zhǎng)距離的光纖混沌保密通信。此外，VCSELs在合適的參數(shù)和初始條件的情況下，還可以產(chǎn)生兩個(gè)正交的線偏振混沌信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)雙信道混沌保密通信提供了可能性。目前人們對(duì)基于半導(dǎo)體激光器的混沌同步保密通信進(jìn)行了一定的研究，但基于1550nm-VCSELs的雙向雙信道長(zhǎng)距離的光纖混沌保密通信系統(tǒng)的研究相對(duì)很缺乏。
　　本文簡(jiǎn)要介紹了混沌以及混沌同步的基本理

3、論以及VCSELs的基本原理，闡述了光纖信道對(duì)于混沌保密通信的影響，重點(diǎn)研究了基于1550nm-VCSELs的長(zhǎng)距離雙向雙信道光纖混沌保密通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個(gè)帶反饋的驅(qū)動(dòng)激光器注入到兩個(gè)響應(yīng)激光器構(gòu)成?；谕换煦缧盘?hào)光注入下兩個(gè)1550nm-VCSELs中兩對(duì)應(yīng)線性偏振模式之間的混沌同步，提出了一種可實(shí)現(xiàn)信息的長(zhǎng)距離雙向雙信道光纖混沌保密通信的系統(tǒng)模型。通過建立相應(yīng)的理論模型，重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的混沌同步性能、雙向雙信道通信性能、光纖信道對(duì)

4、信息傳輸?shù)挠绊懙冗M(jìn)行了理論仿真研究。研究結(jié)果表明:驅(qū)動(dòng)激光器產(chǎn)生的同一混沌光分別注入到兩個(gè)響應(yīng)激光器，在合適的參數(shù)條件下，兩個(gè)響應(yīng)激光器與驅(qū)動(dòng)激光器間的相關(guān)系數(shù)較低，并且兩響應(yīng)激光器兩個(gè)對(duì)應(yīng)的線偏振模式之間均可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的等時(shí)混沌同步;基于兩個(gè)響應(yīng)激光器的對(duì)應(yīng)線偏振模式間高質(zhì)量的等時(shí)混沌同步，可以實(shí)現(xiàn)兩激光器之間的雙向雙信道通信;引入光纖作為通信信道，傳輸2.5Gbit/s的信息:當(dāng)采用普通單模保偏光纖作為通信信道時(shí)，可以傳輸60km后