基于微元噪声加密的相干光传输系统中前向纠错技术研究
发布时间：2020-08-24 11:08
【摘要】：随着光层传输、交换和组网新技术的快速发展,光通信的传输速率和传输距离大幅度提升,光网络基础设施的开放能力也显著增强。然而,现有的光纤通信系统并不具备安全性,光纤传输过程基本处于非设防状态,可直接从光缆或者光放大器处窃听光信号并分析截获所携带的数据信息。由于物理层安全威胁及影响日益突出,同时以计算复杂性为基础的传统密码体制已无法应对来自量子计算机的强大破解能力,光通信中传输的信息内容未来将面临“被透明、被复制、被篡改”的窘境。本论文中微元信号引入噪声传输机理以光通信物理层加密技术为基础,采用多种方式的光信号处理和电信号处理手段,实现集加密和隐藏功能于一体的光通信物理层安全方案,为满足传输长距离、安全高强度的需求提供了可靠保障。本文主要研究工作和创新点如下:(1)本文基于光通信物理层安全传输领域的新理论微元,即在光纤信道传输时由于噪声影响能够判决的最细微的信号状态。详细分析了大规模多维多阶调制技术下,通过'维'和'阶'来进行信号状态划分并利用噪声进行信号隐藏的安全信号模型。最后阐述了微元噪声加密后信号的发送和安全判决接收的过程。(2)详细分析了 RS码和LDPC码的编译码算法,并在高斯白噪声信道下,对传统QPSK信号和微元噪声加密后的超高阶QAM信号经过两种编码纠错后的误码率进行了性能仿真,选择了一种适合于微元噪声加密相干光通信系统的前向纠错编码。(3)参与搭建了微元噪声加密相干光传输系统实验平台,在200km标准单模光纤中进行了微元噪声加密后的光信号传输实验,并对长距离传输后信号的质量和安全性进行了分析。实验结果表明:由于LDPC码优越的纠错性能,光信号即使经过长距离传输后仍具有很低的误码率;系统在有窃听的情况下,经过微元噪声加密后的光信号仍具有很好的安全性。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1
【图文】：
独特的调制和解调技术，是各类光通信物理Ｍ安全解决方案的关键所在。在逡逑发送端进行调制过程，即利用基带的数字信息去控制光载波物理参数的变化来完逡逑成信息的加载，将形成的己调信号在光纤中进行传输。在接收端进行解调过程，逡逑即从已调光佑号屮恢复出所携带的数字信息。调制的主要方式包括幅度调制、频逡逑率调制和相位调制等。“微元映射－幅度调制技术”和“微元映射－相位调制技术”逡逑是一维多阶调制技术，具体示意图如下图２－２和图２－３所示：逡逑２－电平逦４－电平逦８－电平逦１６－电平逡逑不考虑逦理想逡逑光噪声逦ｔｔ号态逡逑超阶信号态逡逑被哚声淹没逡逑：ｒｒ￣：ＴＴ逦，逡逑．ｆｆ？加嗓声逡逑光噪声逦、哥★逡逑：：邋．．．邋＿逡逑
手阳K徽元雄型
理表征的精细刻画，提高量化精度，还研究了多维域微元化调制解调技术，实现逡逑调控维度由单一的幅域或相域延展到幅域加相域。本文目前采用的微元映射调制逡逑技术，同时包括了幅度和相位两个维度的多阶变化，如图２－４所示。逡逑４ＱＡＭ逦１６ＱＡＭ逦６４ＱＡＭ逦２５６ＱＡＭ逡逑３逦＾逦公．广逦４名＇．？；以赍条颂炔逸客逡逑ｔ，邋ｐ邋ｃ．：邋ｔ．ｖ邋ｒ；邋＆？，．》，？必扢於邋ｉｔ邋杏戙，逡逑々S茫矗溴义希掊危В卫杌酰ｅ危驽澹浚惧窝馘危峰危笙踊鮶1？嗡＃逡逑ｗ逦ｗ逡逑不逡逑止ｎ思：＊＝逦，逦？＇邋？逡逑＾逦ｍｅ逦？逦＃４？逦伤欲＃？＞？＞ｗｅ嫌？？金％淲嫌＃？逡逑？逦Ｉ邋＃逦S脼簦粵1泰逦＾邋＾逦＾逦＾逦ｚｔｍｕｕｔｉｔｔｍ逡逑：：：：：：：：逡逑图２－４邋ＱＡＭ微元|庑湾义衔⒃肷用芄馔ū督枰莸馁ハ⒂成涞饺斯婺Ｎ⒃刺占洌柚脲义仙魑婊母扇旁矗浠缓鸵厥导视雍诺奈锢碜刺诒Ｕ嫌行畔⒏咚俾叔义洗涞耐保眯诺溃斡性肷峁┪锵址阑つ芰Γ蕴皆诓徽莆辗⑺头胶秃襄义戏ń邮辗焦蚕砘那榭鱿挛薹ɑ竦茫淼厘导蚀涞模妫妫橄ⅲ灾幔浚颍低晨骨藻义咸⒖怪胤拧⒖垢扇诺劝踩芰Αｅ义希玻保澄⒃肷用苄藕诺姆⑺秃徒邮斟义衔锢聿阄⒃用懿捎么蠊婺６辔嘟椎髦萍际
本文编号：2802388
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1
【图文】：
独特的调制和解调技术，是各类光通信物理Ｍ安全解决方案的关键所在。在逡逑发送端进行调制过程，即利用基带的数字信息去控制光载波物理参数的变化来完逡逑成信息的加载，将形成的己调信号在光纤中进行传输。在接收端进行解调过程，逡逑即从已调光佑号屮恢复出所携带的数字信息。调制的主要方式包括幅度调制、频逡逑率调制和相位调制等。“微元映射－幅度调制技术”和“微元映射－相位调制技术”逡逑是一维多阶调制技术，具体示意图如下图２－２和图２－３所示：逡逑２－电平逦４－电平逦８－电平逦１６－电平逡逑不考虑逦理想逡逑光噪声逦ｔｔ号态逡逑超阶信号态逡逑被哚声淹没逡逑：ｒｒ￣：ＴＴ逦，逡逑．ｆｆ？加嗓声逡逑光噪声逦、哥★逡逑：：邋．．．邋＿逡逑
手阳K徽元雄型
理表征的精细刻画，提高量化精度，还研究了多维域微元化调制解调技术，实现逡逑调控维度由单一的幅域或相域延展到幅域加相域。本文目前采用的微元映射调制逡逑技术，同时包括了幅度和相位两个维度的多阶变化，如图２－４所示。逡逑４ＱＡＭ逦１６ＱＡＭ逦６４ＱＡＭ逦２５６ＱＡＭ逡逑３逦＾逦公．广逦４名＇．？；以赍条颂炔逸客逡逑ｔ，邋ｐ邋ｃ．：邋ｔ．ｖ邋ｒ；邋＆？，．》，？必扢於邋ｉｔ邋杏戙，逡逑々S茫矗溴义希掊危В卫杌酰ｅ危驽澹浚惧窝馘危峰危笙踊鮶1？嗡＃逡逑ｗ逦ｗ逡逑不逡逑止ｎ思：＊＝逦，逦？＇邋？逡逑＾逦ｍｅ逦？逦＃４？逦伤欲＃？＞？＞ｗｅ嫌？？金％淲嫌＃？逡逑？逦Ｉ邋＃逦S脼簦粵1泰逦＾邋＾逦＾逦＾逦ｚｔｍｕｕｔｉｔｔｍ逡逑：：：：：：：：逡逑图２－４邋ＱＡＭ微元|庑湾义衔⒃肷用芄馔ū督枰莸馁ハ⒂成涞饺斯婺Ｎ⒃刺占洌柚脲义仙魑婊母扇旁矗浠缓鸵厥导视雍诺奈锢碜刺诒Ｕ嫌行畔⒏咚俾叔义洗涞耐保眯诺溃斡性肷峁┪锵址阑つ芰Γ蕴皆诓徽莆辗⑺头胶秃襄义戏ń邮辗焦蚕砘那榭鱿挛薹ɑ竦茫淼厘导蚀涞模妫妫橄ⅲ灾幔浚颍低晨骨藻义咸⒖怪胤拧⒖垢扇诺劝踩芰Αｅ义希玻保澄⒃肷用苄藕诺姆⑺秃徒邮斟义衔锢聿阄⒃用懿捎么蠊婺６辔嘟椎髦萍际
本文编号：2802388
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2802388.html
