【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通信领域中的混沌保密通信，具体涉及一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置。
技术介绍
1、随着科技的进步，人们对信息传输速率、容量和安全性的要求在不断提高。混沌信号对初始条件极其敏感，是非周期的，不可预测的，因此用作混沌载波形成的混沌通信具有保密性，尤其基于半导体激光器的混沌保密通信由于高速、物理层加密、与现有光通信网络相兼容等特点，使其成为了该领域的研究热点。然而，光反馈等延时机制的引入会导致系统的混沌输出存在明显的延时特征，窃听者可以利用该延时特征对混沌系统进行重构，从而对混沌保密通信的安全性造成威胁。此外，由于半导体激光器的驰豫振荡频率对混沌带宽具有决定性作用，光混沌信号的有效带宽通常被限制在ghz水平，从而限制了信息传输速率。
2、与传统的边发射半导体激光器(eel)相比，垂直腔面发射激光器(vcsel)有单纵模运行、低阈值电流、窄线宽的圆形光输出、易于集成形成二维阵列等优势。特别地，vcsel在合适的参数和初始条件的情况下，可以产生两个相互正交的线偏振混沌信号，这为实现双信道混沌保密通信提供了可能性。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，以实现高速率和高保密性能的双信道混沌通信。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，包括：混沌源和双向双信道通信端；
4、所述
5、所述双向双信道通信端包括：第四耦合器、第三vcsel激光器、第四vcsel激光器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第五耦合器、第六耦合器、第七耦合器、第八耦合器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器、第一环形器、第二环形器、第三环形器、第四环形器、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器、第一减法器、第二减法器、第三减法器、第四减法器、第五光电探测器、第六光电探测器、第七光电探测器和第八光电探测器。
6、优选的，所述混沌源中：所述第一vcsel激光器与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器还与所述光纤反射镜连接，所述第二耦合器与所述第一耦合器连接，所述第二耦合器还通过两个不同通路与所述第三耦合器连接，所述第三耦合器还与所述第二vcsel激光器连接。
7、优选的，所述混沌源的工作流程包括：
8、所述第一vcsel激光器发出的光经所述第一耦合器后被分为两路，其中一路经所述光纤反射镜反射后沿原路返回并反馈回所述第一vcsel激光器中以获取混沌输出，另一路输出的混沌激光被所述第二耦合器分为两路，两路混沌激光经过不同延时后由所述第三耦合器注入到所述第二vcsel激光器中，所述第二vcsel激光器输出的宽带低时延混沌激光输入至所述第四耦合器中。
9、优选的，所述双向双信道通信端中：
10、所述第四耦合器分别与所述第二vcsel激光器、所述第三vcsel激光器和所述第四vcsel激光器连接；
11、所述第三vcsel激光器还与所述第一偏振分束器连接，所述第一偏振分束器还分别与所述第五耦合器和所述第七耦合器连接；所述第五耦合器还分别与所述第一加法器和所述第一光电探测器连接，所述第一光电探测器还与所述第一减法器连接，所述第一减法器还与所述第五光电探测器连接，所述第一环形器分别与所述第一加法器和所述第五光电探测器连接；所述第七耦合器还分别与所述第三加法器和所述第三光电探测器连接，所述第三光电探测器还与所述第三减法器连接，所述第三减法器还与所述第七光电探测器连接，所述第三环形器分别与所述第三加法器和所述第七光电探测器连接；
12、所述第四vcsel激光器还与所述第二偏振分束器连接，所述第二偏振分束器还分别与所述第六耦合器和所述第八耦合器连接；所述第六耦合器还分别与所述第二加法器和所述第二光电探测器连接，所述第二光电探测器还与所述第二减法器连接，所述第二减法器还与所述第六光电探测器连接，所述第二环形器分别与所述第二加法器和所述第六光电探测器连接；所述第八耦合器还分别与所述第四加法器和所述第四光电探测器连接，所述第四光电探测器还与所述第四减法器连接，所述第四减法器还与所述第八光电探测器连接，所述第四环形器分别与所述第四加法器和所述第八光电探测器连接；
13、所述第一环形器还与所述第二环形器连接，所述第三环形器还与所述第四环形器连接。
14、优选的，所述双向双信道通信端的工作流程包括：
15、所述宽带低时延的混沌激光经所述第四耦合器后分为两束，分别入射至所述第三vcsel激光器和所述第四vcsel激光器中；
16、所述第三vcsel激光器输出的激光通过所述第一偏振分束器后被分为第一x线偏振模式和第一y线偏振模式：所述第一x线偏振模式的混沌输出经过所述第五耦合器后分为两束：第一束经所述第一加法器加载为第一信号，加载了所述第一信号的混沌载波经所述第一光环形器后入射至所述第二光环形器，然后从所述第二光环形器输出后被所述第六光电探测器探测，第二束被所述第一光电探测器检测；所述第一y线偏振模式的混沌输出经过所述第七耦合器后分为两束：第一束经所述第三加法器加载为第二信号，加载了所述第二信号的混沌载波经所述第三光环形器后入射至所述第四光环形器，然后从所述第四光环形器输出后被所述第八光电探测器探测，第二束被所述第三光电探测器检测；
17、所述第四vcsel激光器输出的激光通过所述第二偏振分束器后被分为第二x线偏振模式和第二y线偏振模式：所述第二x线偏振模式的混沌输出经过所述第六耦合器后分为两束：第一束经所述第二加法器加载为第三信号，加载了所述第三信号的混沌载波经所述第二光环形器后入射至所述第一光环形器，然后从所述第一光环形器输出后被所述第五光电探测器探测，第二束被所述第二光电探测器检测；所述第二y线偏振模式的混沌输出经过所述第八耦合器后分为两束：第一束经所述第四加法器加载为第四信号，加载了所述第四信号的混沌载波经所述第四光环形器后入射至所述第三光环形器，然后从所述第三光环形器输出后被所述第七光电探测器探测，第二束被所述第四光电探测器检测；
18、所述第一光电探测器和所述第五光电探测器探测的信号经所述第一减法器运算后解调出第三输出信号，所述第三光电探测器和所述第七光电探测器探测的信号经所述第三减法器运算后解调出第四输出信号，所述第六光电探测器和所述第二光电探测器探测的信号经所述第二减法器运算后解调出第一输出信号，所述第八光电探测器和所述第四光电探测器探测的信号经所述第四减法器运算后解调出第二输出信号。
19、优选的，所述第四耦合器与所述第三vcsel激光器、所述第四vcsel激光器之间均通过光纤连接，所述第一光环形器和所述第二光环形器之间通过光纤连接，所述第三光环形器和所述第四本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，包括：混沌源和双向双信道通信端；
2.根据权利要求1所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述混沌源中：所述第一VCSEL激光器与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器还与所述光纤反射镜连接，所述第二耦合器与所述第一耦合器连接，所述第二耦合器还通过两个不同通路与所述第三耦合器连接，所述第三耦合器还与所述第二VCSEL激光器连接。
3.根据权利要求2所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述混沌源的工作流程包括：
4.根据权利要求1所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述双向双信道通信端中：
5.根据权利要求3所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述双向双信道通信端的工作流程包括：
6.根据权利要求1所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述第四耦合器与所述第三VCSEL激光器、所述第四VCSEL激光器之间均
7.根据权利要求1所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述第三VCSEL激光器和所述第四VCSEL激光器的内部参数允许出现参数失配。
8.根据权利要求1所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器、所述第四耦合器、所述第五耦合器、所述第六耦合器、所述第七耦合器和所述第八耦合器均为分光比是50:50的1×2光纤耦合器。
9.根据权利要求1所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述一种基于VCSEL的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述第一VCSEL激光器的输出经过所述第一偏振控制器后由所述第一耦合器分为两路；其中一路通过所述第一光衰减器入射至光纤反射镜，经所述光纤反射镜反射后沿原路返回并反馈到所述第一VCSEL激光器中，另一路输出的混沌激光经过所述第一光隔离器后被所述第二耦合器分为两束，第一束通过所述第二光衰减器和所述第二偏振控制器，第二束通过所述第三光衰减器和所述第三偏振控制器，两束光经过不同延时后由所述第三耦合器汇成一束，再注入到所述第二VCSEL激光器中使其发出宽带低时延的混沌激光；
...【技术特征摘要】
1.一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，包括：混沌源和双向双信道通信端；
2.根据权利要求1所述一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述混沌源中：所述第一vcsel激光器与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器还与所述光纤反射镜连接，所述第二耦合器与所述第一耦合器连接，所述第二耦合器还通过两个不同通路与所述第三耦合器连接，所述第三耦合器还与所述第二vcsel激光器连接。
3.根据权利要求2所述一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述混沌源的工作流程包括：
4.根据权利要求1所述一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述双向双信道通信端中：
5.根据权利要求3所述一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述双向双信道通信端的工作流程包括：
6.根据权利要求1所述一种基于vcsel的时延特征隐藏的混沌保密通信装置，其特征在于，所述第四耦合器与所述第三vcsel激光器、所述第四vcsel激光器之间均通过光纤连接，所述第一光环形器和所述第二光环形器之间通过光纤连接，所述第三光环形器和所述第四光环形器之间通过光纤连接。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓涛，邓天杰，林晓东，谢瑛珂，王飞，钟海斌，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：
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