基於混沌的保密光纖接入網理論與技術研究

《基於混沌的保密光纖接入網理論與技術研究》是依託電子科技大學,由江寧擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於混沌的保密光纖接入網理論與技術研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：江寧

項目摘要

光纖接入網作為當前最具套用前景的寬頻接入網技術，其信息保密性越來越受到人們的重視。混沌信號與生俱來的保密特性能增強通信系統物理層的信息保密性，使其在保密通信領域備受親睞。目前，光纖接入網和混沌保密通信各自的研究正如火如荼地進行，而關於兩者結合的產物-基於混沌的保密光纖接入網的研究還不多見，相關的理論體系構建、通信性能和信息保密性能分析等問題都有待深入探討。本課題將雷射混沌保密通信與光纖接入網相結合，創新性地提出並構建基於混沌同步和基於混沌隨機數擾碼的保密光纖接入網的理論體系和仿真模型,並數值研究其混沌載波同步性能、通信性能以及信息保密性；此外，還對支持ONU互通信的新型混沌保密光纖接入網技術進行探索研究。本課題研究有利於增強光纖接入網物理層的信息保密性，對發展保密光通信網路也有重要的參考作用。

結題摘要

本項目圍繞增強光纖接入網物理層信息安全性這一科學問題，提出了基於混沌同步的保密光纖接入網理論體系。通過採用雷射混沌信號代替傳統連續波光信號作為接入網上下行載波，將信息隱藏與寬頻混沌光載波中，可以顯著提高信息的保密性。項目主要研究內容包括： (1) 基於混沌同步的保密無源光網路研究：結合雷射混沌同步技術和無源光網路上下行復用/解復用體制，先後提出了基於副載波調製復用、波分復用、以及對稱高速無源光網路方案，並對各方案的混沌載波同步性能、通信性能、以及信息安全性能進行了詳細分析和驗證。其次，圍繞增強混沌載波安全性，提出了基於非線性環形反饋以及自相位調製的實驗標籤隱藏方法，可以有效地抑制外腔雷射器產生的混沌信號的時延標籤。 (2) 基於混沌擾碼的保密光纖接入網研究：研究提出了一種基於混沌擾碼的正交幅度調製加密方法，用於提高正交頻分復用多址無源光網路（OFDMA-PON）信息安全性；將雷射混沌同步、高速物理隨機數產生技術、動態後處理和雙閾值採樣技術相結合，創新性地提出了一種高速可靠的隨機密鑰分配方法；將信息加密技術套用於混沌保密通信中，提出了基於相位加密混沌雷射器的安全性增強保密通信方案。 (3) 基於ONU互通信的節能纖接入網研究：基於ONU互通信這一思想，提出了基於ONU互聯的光纖接入網節能技術，將低負載網路條件下各ONU負載進行集中傳輸，降低了網路的能耗；提出了基於ONU輪詢周期壓縮的節能方法以及基於數字濾波多址接入的節能光纖接入網結構。 通過本項目的資助，項目組在光纖接入網的安全性增強和節能、以及基於雷射混沌的高速密鑰分配等方面取得了重要研究成果，成功申請自然科學基金面上項目2項，發表論文21篇（含SCI期刊論文14篇），申請發明專利7項，獲授權專利2項。目前相關研究還在繼續，在未來2-3年還將有後續研究成果推出。