本文關(guān)鍵詞：光網(wǎng)絡(luò)物理層中的安全脆弱性與光混沌保密技術(shù)

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【摘要】：在現(xiàn)代高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中,光纖通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了重要的通信工具。然而在光網(wǎng)絡(luò)物理層中,存在著安全脆弱性:光信號(hào)可以通過光纖彎曲、熔融拉錐等方法不被察覺地被耦合獲取。將干擾信號(hào)耦合注入到光纖中,通信質(zhì)量會(huì)受到損傷�；煦绻馔ㄐ盘峁┝宋锢韺拥陌踩用��；煦缧盘�(hào)具有高寬帶,類噪聲性質(zhì)�；煦绻馔ㄐ畔到y(tǒng)中,混沌信號(hào)作為載波掩蓋信號(hào),加密過程在物理層實(shí)現(xiàn),密鑰為物理設(shè)備參數(shù),使破解非常困難。在國際上,已有Gbit/s量級(jí)的混沌光通信系統(tǒng)。課題內(nèi)容分為兩部分,第一部分研究光泄露和光注入干擾兩種物理層安全脆弱性因素。實(shí)驗(yàn)中,夾持式光耦合器實(shí)現(xiàn)了光纖耦合泄露并還原通信質(zhì)量,在線熔融拉錐實(shí)現(xiàn)了低損耗、低分光比光接入。仿真顯示,單波長光干擾能力最強(qiáng)。第二部分研究混沌通信系統(tǒng)性能。數(shù)值研究全光反饋和光電反饋混沌光通信系統(tǒng),搭建光電反饋通信系統(tǒng)發(fā)送端。從多載波及加強(qiáng)保密性角度對(duì)全光反饋和光電反饋混沌系統(tǒng)進(jìn)一步研究:針對(duì)全光反饋系統(tǒng),研究帶通濾波器在波分復(fù)用系統(tǒng)中對(duì)混沌通信的影響。當(dāng)同步系數(shù)0.9,載波間隔最小為16.8GHz。濾波器帶寬為16GHz;針對(duì)光電反饋系統(tǒng),研究正交頻分復(fù)用信號(hào)在該系統(tǒng)中通信性能,仿真顯示BPSK、4QAM映射帶來更好的通信性能,對(duì)應(yīng)最大加載比為4.2和5.6;針對(duì)電反饋系統(tǒng),利用色散模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)二次加密。在設(shè)計(jì)的色散曲線下,提升破解難度50倍。
【關(guān)鍵詞】：光纖 混沌 混沌激光 混沌光通信
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1;TN918
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景及研究意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 發(fā)展趨勢(shì)16
• 1.4 本論文研究及結(jié)構(gòu)安排16-19
• 第二章 光網(wǎng)絡(luò)物理層中的安全脆弱性與保密通信19-35
• 2.1 概述19
• 2.2 光網(wǎng)絡(luò)物理層中的安全脆弱性因素19-24
• 2.2.1 耦合泄露20-23
• 2.2.2 干擾攻擊23-24
• 2.3 光纖通信物理層中的保密通信技術(shù)24-26
• 2.3.1 光碼分多址加密技術(shù)24-25
• 2.3.2 量子光保密通信技術(shù)25-26
• 2.3.3 混沌光保密通信技術(shù)26
• 2.4 混沌光保密通信原理26-33
• 2.4.1 混沌光分類27-29
• 2.4.2 混沌分析工具29-30
• 2.4.3 混沌同步30-31
• 2.4.4 混沌調(diào)制31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 光網(wǎng)絡(luò)物理層中安全脆弱性研究35-47
• 3.1 概述35
• 3.2 光信號(hào)耦合泄露實(shí)驗(yàn)35-39
• 3.2.1 利用光纖夾持耦合器實(shí)現(xiàn)彎曲光泄露35-37
• 3.2.2 利用熔融拉錐實(shí)現(xiàn)耦合光泄露37-39
• 3.3 光信號(hào)干擾攻擊仿真39-44
• 3.4 本章小結(jié)44-47
• 第四章 高速率混沌光保密通信系統(tǒng)研究47-59
• 4.1 概述47
• 4.2 全光反饋混沌光通信系統(tǒng)仿真47-53
• 4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)47-48
• 4.2.2 系統(tǒng)模型仿真48-50
• 4.2.3 混沌同步仿真50-51
• 4.2.4 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)仿真51-53
• 4.3 光電反饋混沌光通信系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)53-57
• 4.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53
• 4.3.2 系統(tǒng)模型53-54
• 4.3.3 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)仿真54-55
• 4.3.4 光電反饋發(fā)送端實(shí)驗(yàn)55-57
• 4.4 全光反饋和光電反饋混沌光通信系統(tǒng)對(duì)比57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 波分復(fù)用下的全光反饋混沌光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)59-67
• 5.1 概述59
• 5.2 波分復(fù)用系統(tǒng)中全光反饋混沌光系統(tǒng)模型59-62
• 5.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)59-60
• 5.2.2 激光器模型60-61
• 5.2.3 光濾波器模型61
• 5.2.4 信號(hào)調(diào)制與解調(diào)61
• 5.2.5 同步性能評(píng)估61-62
• 5.3 波分復(fù)用系統(tǒng)中全光反饋的混沌光通信性能分析62-65
• 5.3.1 單信道下的混沌同步性能62-63
• 5.3.2 多信道下的混沌同步性能63
• 5.3.3 多信道下的信號(hào)調(diào)制和解調(diào)63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 第六章 基于OFDM信號(hào)調(diào)制格式的光電反饋混沌光通信系統(tǒng)研究67-79
• 6.1 概述67
• 6.2 基于OFDM信號(hào)調(diào)制格式的光電反饋混沌光通信系統(tǒng)模型67-71
• 6.2.1 光電反饋混沌光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)67-68
• 6.2.2 OFDM收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)68-69
• 6.2.3 OFDM符號(hào)同步算法69-70
• 6.2.4 通信性能評(píng)估70-71
• 6.3 光電反饋混沌光系統(tǒng)對(duì)OFDM信號(hào)的加密性能分析71-77
• 6.3.1 時(shí)域和頻域的加密效果71-73
• 6.3.2 接收端符號(hào)信噪比的影響因素73-75
• 6.3.3 接收信號(hào)質(zhì)量和加密效果75-77
• 6.4 本章小結(jié)77-79
• 第七章 基于色散模塊二次加密的光電反饋混沌光通信系統(tǒng)研究79-87
• 7.1 概述79
• 7.2 基于色散模塊實(shí)現(xiàn)光電反饋混沌光通信系統(tǒng)二次加密的系統(tǒng)模型79-83
• 7.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)79-80
• 7.2.2 色散模塊模型80-82
• 7.2.3 分步滑窗傅里葉方法82-83
• 7.2.4 同步性能評(píng)估83
• 7.3 基于色散模塊實(shí)現(xiàn)光電反饋混沌光通信系統(tǒng)二次加密性能分析83-86
• 7.4 本章小結(jié)86-87
• 第八章 結(jié)束語87-89
• 8.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)87
• 8.2 后續(xù)研究工作87-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 致謝95-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文97-99

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