基于光學(xué)分?jǐn)?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(diǎn)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(shí)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(shí)，垃圾短信的騷擾、帳號(hào)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(hù)民眾隱私，建造和諧社會(huì)，需要一種保密光纖通信新技術(shù)，用以改善現(xiàn)狀。光學(xué)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換作為一種關(guān)于階數(shù) p的時(shí)頻轉(zhuǎn)換，可以在時(shí)域與頻域部分顯示信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息的隱藏，這為光學(xué)分?jǐn)?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?jǐn)?shù)階傅里葉變換為切入點(diǎn)，從麥克斯韋方程組出發(fā)，運(yùn)用時(shí)空二元性理論，類比空間透鏡，明確了時(shí)間透鏡的兩種等效模型。經(jīng)過相關(guān)推導(dǎo)，驗(yàn)證了利用時(shí)間透鏡實(shí)現(xiàn)光學(xué)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的可行性。在此基礎(chǔ)上，建立了光學(xué)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的控制數(shù)學(xué)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(shí)的時(shí)頻變換特性，發(fā)現(xiàn)了光學(xué)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的擴(kuò)頻特性。搭建了基本的變換模塊，研究了變換階次p對(duì)

3、于變換的影響，限定了變換階數(shù)p的范圍。運(yùn)用VPI軟件，通過3個(gè)可控參數(shù)的橫向和縱向?qū)Ρ龋贸隽丝煽貐?shù)的最低要求。
　　針對(duì)整個(gè)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(shí)迭代的同步控制方法、基于時(shí)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(gè)方案對(duì)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(duì)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