实时高速可控数据隐蔽光通信系统理论与关键技术的研究

本课题顺应高速光通信网络的信息安全对于国家的经济和技术发展、个人信息的保密、国家和国防安全越来越重要的现实，着眼于新的通信体制实现多址复用和实时高速信息传输隐蔽安全的方案和目前尚不成熟的关键技术进行研究。具体内容包括:(1)高维、支持高速光信息传输的混沌光载波的产生;(2)鲁棒性、实用的混沌光同步方式和高度信息传输安全的消息在物理层的编码方案;(3)小型、性能稳定可靠、与现有光通信网络设施兼容的高速混沌光发射机和接收机的设计与研制;(4)随机混沌光载波的正交性及正交空间的分析和混沌光分复用和多址技术的开发;(5) 混沌光通信实时高速信息传输隐蔽安全的性能评估机制和合理的评价标准和指标等。这些内容的研究,对于提高光信息隐蔽通信系统的可靠性和成熟度，为光信号增加复用和多址维、进一步挖掘光纤中的带宽资源，提高信息传输的隐蔽安全性的应用提供强有力的支撑，具有重要的科学意义和实用价值,应用前景广阔。

在信息传输的安全保密性对于国家的科技与经济发展、国家和国防安全、及信息网络的生存性等都愈来愈重要的今天，研究适合高速光纤通信网络的数据传输安全保密的方法和技术，具有的重要意义和广阔的应用前景，本项目针对用于高速光纤通信网络的实现简单、实时性好的混沌激光保密通信的理论和关键技术开展研究，具体完成如下工作：. (1) 开发了基于光纤信道的混沌激光通信系统和波分复用的仿真平台，为新系统建立、性能分析和验证，提供了重要的分析和支撑工具。. (2) 提出了混沌光分复用方案，进行数学建模和数值仿真实现。混沌光分复用为光纤链路增加了一个复用维，能成倍增加链路容量和进一步挖掘光纤带宽资源。. (3) 提出了采用独立成分分析来评价混沌激光通信系统安全保密性能的方法，分析了不同调制方式的混沌激光通信系统的安全保密性能。. (4) 提出了一种基于波分复用的混沌光高速流密码加密方案，并进行了仿真验证。. (5) 针对长距离光纤链路对混沌激光通信信号的影响，提出了对称色散补偿方案，并仿真分析了相应系统的性能。. (6) 设计并研制了1.25Gb/s的混沌光通信发射机和接收机，成功地进行了100km的光纤传输实验。. (7) 设计研制了2.5 Gb/s的混沌激光通信发射和接收系统，成功实现了2.5 Gb/s、25km的光纤传输实验。. (8)在仿真的基础上，建立了混沌光信道与常规光信道波分复用通信的光纤传输实验系统，成功实现了分别承载1.25Gb/s数据、100km的光纤传输。. (9)建立了混沌光信道波分复用光纤传输实验系统，成功地实现了两路1.25Gb/s、25km的光纤传输。. (10) 提出了基于波分复用的混沌激光双向通信方案，实验实现了双向1.25Gb/s、25km的光纤线路传输。. (11) 提出了基于混沌理论的光纤链路性能监测方法，建立了性能仿真平台，并进行了理论仿真和实验验证。. 这些内容的研究，对于推动混沌激光保密通信在光纤网络中的应用、提高光信息传输的安全保密性，具有重要的科学意义、实用价值和广阔的应用前景。