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混沌现象是非线性动力学系统中的一种确定性的、类随机的过程,是非线性科学最重要的成就之一。混沌信号具有宽带频谱、类噪声以及对初始条件的高度敏感性等特点,从而使得混沌在保密通信系统中具有很大的发展前景。光混沌系统与电路混沌系统相比具有高速率、大容量、高保密性的特点,目前光混沌保密通信系统的研究已经成为混沌保密的一个重要领域。
论文的第一章对混沌的发展历史、混沌运动的基本特征、混沌的产生方式、混沌的研究方法、混沌的分类、混沌信号的特征进行了系统的介绍,并指出了混沌应用于保密通信的理论依据。
第二章是光混沌系统和保密通信的主要概述。详细介绍了光混沌的产生方式、光混沌同步的原理及分类,最后对基于光混沌的保密通信系统进行了分析。第三章对偏振移位键控技术(POLSK)进行了系统的分析和介绍,并在此基础上将预啁啾技术引入到双二进制偏振移位键控系统中。本章对具有预啁啾的双二进制偏振移位键控技术进行了传输仿真实验,实验结果表明:采用预啁啾技术可以有效的提高系统对光纤传输过程中非线性效应(如自相位调制)的影响,从而提高系统色散限制传输的距离。预啁啾双二进制偏振移位键控技术成为未来长距离、高码率光通信系统的一种有效传输方案。
第四章主要对多进制偏振移位键控光混沌通信系统进行了深入研究和传输仿真实验。分别对双二进制偏振移位键控光混沌通信系统和四进制偏振移位键控光混沌通信系统进行了2.5GHz非归零码(NRZ)的传输仿真实验,并与传统的强度调制/直接接收光通信系统进行了比较。实验结果表明多进制光混沌传输系统具有较好的保密性能和传输特性。
第五章介绍了作者完成的光混沌保密通信的实验。发送端是一个具有半导体光电二极管SOA环形光纤谐振腔构成的混沌信号发生器,以标准单模光纤作为传输信道,接收端采用两路偏振接收回路。在实验室中实现了码率为630Mb/s、传输距离为5-10km的非归零(NRZ)码光信号的传输实验。
结束语部分作者对整个研究过程给予一个回顾,对光混沌保密通信技术的发展前景以及目前存在的问题给出作者本人的意见和想法。