基于光學分數(shù)階傅里葉變換的保密光纖通信系統(tǒng)研究.pdf

1、光纖通信技術(shù)以其高帶寬、低損耗、高速率等特點已成為現(xiàn)代通信技術(shù)中極其重要的組成部分之一。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，信息爆炸式增長給我們的生活帶來了巨大的變革。于此同時，垃圾短信的騷擾、帳號密碼的丟失、私密信息的泄露威脅著人們的日常生活。為了保護民眾隱私，建造和諧社會，需要一種保密光纖通信新技術(shù)，用以改善現(xiàn)狀。光學分數(shù)階傅里葉變換作為一種關(guān)于階數(shù) p的時頻轉(zhuǎn)換，可以在時域與頻域部分顯示信息，進而實現(xiàn)信息的隱藏，這為光學分數(shù)階傅里葉變換用于保密

2、光纖通信技術(shù)研究提供了可能性。
　　本文以分數(shù)階傅里葉變換為切入點，從麥克斯韋方程組出發(fā)，運用時空二元性理論，類比空間透鏡，明確了時間透鏡的兩種等效模型。經(jīng)過相關(guān)推導(dǎo)，驗證了利用時間透鏡實現(xiàn)光學分數(shù)階傅里葉變換的可行性。在此基礎(chǔ)上，建立了光學分數(shù)階傅里葉變換的控制數(shù)學模型，明確了關(guān)鍵的可控參數(shù)。通過MATLAB仿真，證明了變換階數(shù)p=1時的時頻變換特性，發(fā)現(xiàn)了光學分數(shù)階傅里葉變換的擴頻特性。搭建了基本的變換模塊，研究了變換階次p對

3、于變換的影響，限定了變換階數(shù)p的范圍。運用VPI軟件，通過3個可控參數(shù)的橫向和縱向?qū)Ρ?，得出了可控參?shù)的最低要求。
　　針對整個系統(tǒng)的同步控制問題，研究了3種方案：基于波分復(fù)用的同步控制方法、基于延時迭代的同步控制方法、基于時鐘的同步控制方法。在VPI軟件和MATLAB聯(lián)合仿真的基礎(chǔ)上，分別搭建了3個方案對應(yīng)的10Gbps系統(tǒng)，通過結(jié)果分析，3種方案都滿足通信的基本要求。通過對比分析3種方案的優(yōu)劣以及保密性能，明確了最優(yōu)方法。最后