受激布里渊散射保密光通信研究

高速光通信系统传输着海量重要信息，任何对光纤的攻击或窃听都会威胁到高速光信号的安全，因此对高速光信号进行物理层加密非常必要。本项目提出一种全新的基于受激布里渊散射效应（SBS）的保密光通信方案，其核心思想是在发射端利用受激布里渊吸收或增益谱劣化信号进行加密，在接收端使用相同形状的布里渊增益或吸收谱恢复信号解密。加密参数（密匙）包括布里渊增益/吸收峰、幅度、波长、带宽、谱形等，窃听者在不对加密信号进行正确处理或密匙不正确的情况下无法获取正确信息，从而实现信号的保密。通信双方还可根据需要变换密匙，进一步提高信号的保密度。该保密方案与现有高速光通信系统兼容，它支持各种波长、速率、码型透明传输，可对现有光通信系统提供有效的安全保障。本项目拟对该新型保密方案进行原理分析、实验验证、与光传输系统的兼容性演示、系统性能测试等，全方位论证该技术的可行性。预期发表高水平论文6篇，申请专利3项。

高速光通信系统传输着海量重要信息，任何对光纤的攻击或窃听都会威胁到高速光信号的安全，因此对高速光信号进行物理层加密非常必要。本项目提出一种全新的基于受激布里渊散射效应（SBS）的保密光通信方案，其核心思想是在发射端利用受激布里渊吸收或增益谱劣化信号进行加密，在接收端使用相同形状的布里渊增益或吸收谱恢复信号解密。该方案可与现有光通信系统兼容，成为已有保密通信方式的有效补充。本项目对该新型保密方案进行了理论分析、实验验证、兼容性演示以及系统性能测试等，全面论证了该技术的可行性，取得了如下成果。. 1．从SBS基本原理出发，对基于SBS效应进行信号加密和解密的方案进行了详细的理论分析，为后续实验研究打好了基础。. 2．分别采用单频泵浦，电流直调展宽泵浦以及外调制产生光梳泵浦作为密匙演示10Gb/s强度调制信号的加密解密效果。其中光梳泵浦作为密匙，加密后信号的误码率劣于1╳10-2，解密后信号的功率代价小于1dB，证实了该方案与现有光纤通信系统的兼容性。. 3．利用SBS效应实现信号的同时码型转换和加密解密，实现了强度信号和相位信号的加密和解密，证实了该方案对信号码型的兼容性。. 4．SBS增益谱形控制是本方案的核心，SBS谱形控制的灵活度决定本方案加密密匙的复杂度。提出多频外调制反馈控制技术，可以10MHz为分辨率对SBS增益谱形进行任意调控，大大提高了解密的难度。. 5．同时研究其他加密技术如OCDMA，实验演示了利用液晶阵列实现谱强度调制编码的OCDMA加密解密效果以及采用平衡接受降低多址干涉来提高解码性能。. 6. 发表标注基金资助的论文23篇，其中国际期刊(如OE、PTL等) SCI论文12篇，光通信领域主流国际会议(OFC、OECC、ACP等)论文10篇，邀请综述论文1篇，国际会议特邀报告2次。申请中国国家发明专利3项， 获得授权1项。