【摘 要】
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随着我国海洋信息通信技术的不断发展,水下通信安全的重要性日益突出。为了满足海洋通信系统对更高安全性的要求,光通信系统中物理层加密技术受到了广泛的关注。作为一种新型的物理层加密技术:量子噪声流加密(QNSC)具有兼容现有光纤设备且能实现高速、长距离传输的特点,在海底光缆系统、水下无线光通信等领域具有广阔的应用前景。本论文对不同类型水下光通信系统的安全隐患、加密方式以及量子噪声流加密技术进行了调研。并
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随着我国海洋信息通信技术的不断发展,水下通信安全的重要性日益突出。为了满足海洋通信系统对更高安全性的要求,光通信系统中物理层加密技术受到了广泛的关注。作为一种新型的物理层加密技术:量子噪声流加密(QNSC)具有兼容现有光纤设备且能实现高速、长距离传输的特点,在海底光缆系统、水下无线光通信等领域具有广阔的应用前景。本论文对不同类型水下光通信系统的安全隐患、加密方式以及量子噪声流加密技术进行了调研。并重点进行了量子噪声流加密技术在不同水下通信系统中的可行性验证和实验研究,对于保障水下通信的安全传输,具有重要的研究意义。论文主要工作和创新点如下:一、论文设计了水下无线光通信中基于MQAM-OFDM调制的二维量子噪声流加密方案,并进行了水下蓝绿激光通信加密传输实验验证。实验结果表明该加密方案的传输代价仅为1dB,且随传输速率的升高加密代价逐渐减小,在高速水下无线光通信中具有可行性。二、论文分析了造成水下蓝绿激光通信调制非线性效应的原因:1、采用的OFDM信号具有较高峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR);2、加密信号对激光器高调制深度的要求使信号存在一定的非线性失真。针对上述问题采用限幅法以及 VRLS(Volterra-series based recursive least squre)算法对系统性能进行补偿,并取得了一定的效果。三、论文验证了长距离海底光缆系统中基于量子噪声流加密的IM-DD OFDM传输方案的可行性,实现了 2.5Gbit/s加密信号安全传输1000km,并证明MQAM-OFDM加密格式对于长距离海底光缆传输中的光纤色散效应具有较高的容忍度。
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