基于双驱马赫-曾德尔调制器的加密调制一体化系统.docx

摘要

为提高光通信系统的物理层安全性能，设计并实现了一种基于双驱马赫-曾德尔调制器的加

密调制一体化方案，该方案利用双驱马赫-曾德尔调制器中的矢量调制机制对明文和密钥在

光域中进行异或加密操作，同时实现了加密和调制的功能复用。阐述了所提方案的基本工

作原理和提升加密信号消光比的优化过程，并基于所提方案成功研制了加密调制一体化发

射样机。实验结果表明，所提方案可以对传输速度为 32 Gb/s 的信号实现调制和加密，且

信号消光比高达 13.2 dB。仿真结果表明，在不同传输距离下，所提方案的接收信号消光

比相比普通通断键控（OOK）系统有明显的提升。

Abstract

optimization process of improving the extinction ratio of encrypted signals are described,

and the prototype of an encryption-modulation integrated transmitter is successfully

developed based on this scheme. The experimental results reveal that the modulation

and encryption of signals with a transmission speed of 32 Gb/s can be successfully

realized by this scheme, and the signal extinction ratio is as high as 13.2 dB. In addition,

simulation analysis indicates that compared with the common on-off keying (OOK)

system, the proposed system has a better extinction ratio for its received signals.

1　引言

随着信息社会的发展，通信网络数据流量呈现爆炸式增长。信息安全传输关系到个人隐

私、商业机密和国家安全等，日渐成为一个热点研究方向。各种通信加密技术层出不穷

加密、时延低和速率高等突出优势，逐渐发展成未来十分具有应用前景的加密传输方式

［8-

9］

。

现今，在开放式系统互联通信参考模型（OSI）中，物理层的有线通信媒介以光纤为主，

在物理层对光纤链路信号进行加密能够为整个通信网络提供全方位、更高效的安全服务，