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提出了一个由四个半导体激光器通过相互耦合构成的混沌网状网络系统,研究了这种拓扑结构下各激光器的动力学行为、任意两个激光器之间的混沌同步特性以及参数失配对同步性能的影响,并对该系统的保密通信性能进行了分析。理论仿真结果表明,网状网络系统中各激光器在合适的相互耦合条件下均可呈现混沌输出,四个激光器输出的混沌信号可达到整体同步(即所有混沌信号之间都同步)或部分同步。基于该网络的混沌同步,可实现多用户之间信息的双向保密传输。
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书书书
第
40
卷
第
12
期
中
国
激
光
Vol.40
,
No.12
2013
年
12
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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2013
基于互耦半导体激光器的混沌网状网络的
同步与通信
潘兴茂
吴正茂
唐
曦
夏光琼
(西南大学物理科学与技术学院,重庆
400715
)
摘要
提出了一个由四个半导体激光器通过相互耦合构成的混沌网状网络系统,研 究 了 这 种 拓 扑 结 构 下 各 激 光 器
的动力学行为、任意两个激光器之间的混沌同步特性 以 及 参 数 失 配 对 同 步 性 能 的 影 响,并对 该 系 统 的 保 密 通 信 性
能进行了分析。理论仿真结果表明,网状网络系统中各 激 光 器 在 合 适 的 相 互 耦 合 条 件 下 均 可 呈 现 混 沌 输 出,四个
激光器输出的混沌信号可达到整体同步(即所有混沌信号之间都同步)或部分 同 步。基于该网络的混沌同步,可实
现多用户之间信息的双向保密传输
。
关键词
激光技术;半导体激光器;互耦;网状网络;混沌保密通信
中图分类号
TN248.4
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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犆犑犔201340.1202005
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犗犆犐犛犮狅犱犲狊
140.1540
;
140.5960
收稿日期:
20130710
;收到修改稿日期:
20130725
基金项目:国家自然科学基金(
60978003
,
61078003
,
61178011
,
61275116
)、重庆市自然科学基金(
2012
jj
B40011
)
作者简介:潘兴茂(
1987
—),男,硕士研究生,主要从事激光与光通信等方面的研究。
Email
:
p
anmao.
p
lace
@
qq
.com
导师简介:夏光琼(
1970
—),女,教授,博士生导师,主要从事半导体激光非线性动力学及相关应用等方面的研究。
Email
:
gq
xia
@
swu.edu.cn
(通信联系人)
1
引
言
自
Pecora
等
[
1
]
提出并验证混沌同步以 来,实现
混沌同步的各种方案 不断 涌 现,其应 用 迅速 扩 大到
神经网络、保 密 通 信 等 领 域
[
2-5
]
。由 于 半 导 体激 光
器(
SL
)在外部扰动下产生 的混沌 载波具 有宽带 宽、
高复杂度等优 势,因 此 基 于
SL
的 混 沌 同步 及通 信
受到人们 的 广泛 关 注
[
6-25
]
。 早 期 的 研 究 主 要 集 中
在信息的单向保密传输,并于
2005
年在雅典的商用
光纤 网 络 中 现 场 实 现 了 速 率 为
1 Gb
/
s
信 息 的
120km
单向 混 沌 保 密 传 输
[
9
]
。 显 然 仅 能 实 现 单 向
的保密通信是不够的,信息 的 双向 乃 至多 向 传输 才
是混沌保密通信 发 展的 必 然趋 势。因此,一 些能 实
现信息的双向及多向混沌保密通信的系统方案相继
被提出
[
16-26
]
。
由两个
SL
互相耦合 构成的 系统是 实现信 息双
向混沌通信最 简 单 的 方 案
[
16-18
,
20
]
。 在 这 样 的 系 统
12020051
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