高速混沌保密无源光网络研究

发布时间：2017-11-11 12:13

  本文关键词：高速混沌保密无源光网络研究

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【摘要】：波分复用无源光网络(WDM-PON)由于其带宽大、灵活性高、成本低、效率高等优点被认为是最具前景的下一代光纤接入网技术之一。然而,随着网络用户数量和网络容量的爆炸式增长,光纤接入网的安全性越来越重要而且限制了通信网的进一步发展。到目前为止的大多数保密增强方案只考虑了介质访问控制层(MAC)或更高层,由于光纤链路易受到各种攻击,因此急需寻求一种保护光纤接入网物理层信息免受攻击的方法。将信息调制到由半导体激光器产生的宽带混沌信号中进行传输,广泛用来实现双向或单向的混沌同步通信,可以提高物理层的安全性。本文主要研究内容如下：研究了一种基于混沌同步的物理层保密增强的PON系统并对该系统进行了数值验证,在上行/下行传输中采用了外腔半导体激光器(ECSL)产生的混沌载波作为传输载波,混沌调制技术用于加密下行信息,上行信息的加密采用的是复合副载波调制技术。仿真结果表明PON系统可以实现信息双向同时传输,同时该系统的保密安全性也可以维持在很高的水平。在此基础上提出了改进的基于混沌同步的保密增强WDM-PON系统。数值仿真结果表明在波长间隔合适的情况下,OLT和ONUs之间相对应的半导体激光器可以达到高品质的混沌同步,最终系统实现了多信道上行/下行双向同时高速率的混沌通信,而且上行/下行信息的保密性也得到了进一步提升。创新性地提出了将基于混沌同步的保密增强WDM-PON和副载波调制技术(SCM)结合在一起,实现高速混沌物理层保密增强的WDM-SCM-PON的方案。在基于混沌同步的对称结构的WDM-SCM-PON系统中,讨论了在两个信道以及每个信道中有两个ONU的情况下该系统的通信性能和安全保密性。仿真结果表明：当波长间隔足够大时,每个信道中OLT和ONU之间传输的混沌载波可以达到很好的同步品质。同时,当副载波之间的频率间隔设置的比较合适时,每个信道中可以允许多个OLT和ONU之间的信息通过复合副载波调制技术进行传输。在此基础上实现了在WDM-SCM-PON系统中信息高速的双向同时传输,信息传输的速率达到上行/下行24 Gbit/s(每个信道为12 Gbit/s);同时当传输的信息速率小于6 Gbit/s时,上行/下行恢复信息的BER的值保持在10-6之下。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1;TN918

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