相等且极性相反的相位解密电信号，对被加 密过的相位调制光信号进行相位解密，实现了对相位调制光信号物理加密，成本相比于量 子光通信和混浊光通信方案大大降低，同时系统可靠性也较高。
【附图说明】
[0032]图1为本发明提供的基于光相位加密的相位调制光信号物理加密系统示意图；
[0033] 图2为本发明中光相位加密模块的示意图；
[0034] 图3为本发明中光相位解密模块的示意图。
【具体实施方式】
[0035] 本发明提供了一种基于光相位加密的相位调制光信号物理加密方法，加密信息可 W随着实际需要对加密复杂度进行调整，可W方便的兼容各种相位调制光信号，包括单载 波QPSK、相干光OFDM等，且成本低、可靠性高。下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发 明做出详细的说明。
[0036]如图1所示，本发明提供的基于光相位加密的相位调制光信号物理加密系统包括 光相位调制模块10、光相位加密模块20、光传输链路30、光相位解密模块40W及光相位解调 制模块50。
[0037]光相位调制模块10包括窄线宽光源11、光I/Q调制器12和调制电信号产生装置13。 窄线宽光源11输入到光I/Q调制器12产生光载波，同时，要传输的串行数据（即传输信息)送 入调制电信号产生装置13,产生I/Q调制电信号(两路并行二进制数据），并输入光I/Q调制 器12,由此将传输信息调制到光载波上，调制格式为单载波QPSK、DQPSK、8DPSK、16DPSK、 QDPASK、IRZ-DQPSK、IRZ-QDPASKW及相干光(FDM等。
[0038] 如图1、图2所示，光相位加密模块20包括光相位调制器21和相位加密电信号产生 装置22,调制了传输信息的光载波输入光相位调制器21，相位加密电信号产生装置22产生 一组随时间变化的二进制数字信号S作为相位加密电信号，相位加密电信号随时间的变化 速度必须高于对应相位调制光信号接收端的相位估计算法可能的最高收敛速度，相位加密 电信号通过相位调制器调制到已经调制了单载波QPSK信号的光载波上，实现了对单载波 QPSK光信号的相位加密。同时，利用一路系统同步信号输入相位加密电信号产生装置，用来 控制相位加密电信号与单载波QPSK光信号的时序关系。
[0039] 如图1、图3所示，光相位解密模块40由光相位调制器41和相位解密电信号产生装 置42组成。相位加密后的光信号通过光传输链路30传输到光相位调制器41，相位解密电信 号产生装置42产生一组与发射端的相位加密电信号速率相同、幅度相等且极性相反的二进 制数字信号5作为相位解密电信号，通过相位调制器41(与相位加密模块中的相位调制器 参数完全一致）调制到已经加密了的单载波QPSK信号的光载波上，对光信号进行解密。同 时，利用一路系统同步信号输入相位解密电信号产生装置42,用来控制相位解密电信号与 光信号的时序关系，其原则为在去除传输链路延时之后，相位解密电信号与发端的相位加 密电信号完全同步。
[0040]光相位解调制模块50包括相干接收机51、数字信号处理单元52和本地振荡光源 53。光相位解调制模块50采用相干检测方式，将解密后的单载波QPSK光信号与本地振荡光 源化0光源)共同输入相干接收机51进行拍频，得到I路和Q路的电信号，在送入数字信号处 理单元52进行频偏估计、相位估计、信道估计等一些列单载波QPSK信号的数据恢复算法，最 终恢复出与发送端想要传输的串行数据相同的电信号。
[0041]本发明提供的基于光相位加密的相位调制光信号物理加密方法，包括W下步骤：
[0042] 在发送端，将调制了传输信息的相位调制光信号上，加载随时间快速变化的相位 加密电信号进行相位加密；
[0043]在接收端，利用与相位加密信息速率相同、幅度相等且极性相反的相位解密电信 号，对被加密过的相位调制光信号进行相位解密，之后再进行解调制。
[0044]相位加密和相位解密过程应满足W下两个条件：
[0045] (1)在去除传输链路延时影响后，调制相位加密电信号和调制相位解密电信号的 过程必须严格同步，且对光信号相位信息的改变完全抵消，从而保证相位调制光信号能够 正确的被解密接收；
[0046] (2)相位加密电信号随时间的变化速度必须高于该相位调制光信号接收端相位估 计算法可能的最高收敛速度，从而保证加密的成功。
[0047]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结 构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 基于光相位加密的相位调制光信号物理加密方法，其特征在于，包括以下步骤： 在发送端，将调制了传输信息的相位调制光信号上，加载随时间快速变化的相位加密 电信号进行相位加密； 在接收端，利用与相位加密信息速率相同、幅度相等且极性相反的相位解密电信号，对 被加密过的相位调制光信号进行相位解密，之后再进行解调制。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，去除传输链路延时影响后，相位加密电信号 和相位解密电信号严格同步。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，相位加密电信号随时间的变化速度必须高于 对应相位调制光信号接收端的相位估计算法可能的最高收敛速度。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，相位加密电信号的变化方式随机。5. 基于光相位加密的相位调制光信号物理加密系统，其特征在于： 发送端包括光相位调制模块和光相位加密模块，所述光相位调制模块将传输信息调制 到相位调制光信号上，所述光相位加密模块在相位调制光信号上加载随时间快速变化的相 位加密电信号进行相位加密； 接收端包括光相位解密模块和光相位解调制模块，所述光相位解密模块产生与相位加 密信息速率相同、幅度相等且极性相反的相位解密电信号，对被加密过的相位调制光信号 进行相位解密，之后通过所述光相位解调制模块进行解调制。6. 如权利要求5所述的基于光相位加密的相位调制光信号物理加密系统，其特征在于， 相位调制光信号的调制格式包括但不限于单载波QPSK、DQPSK、8DPSK、16DPSK、QDPASK、IRZ-DQPSK、IRZ-QDPASK以及相干光OFDM。7. 如权利要求6所述的基于光相位加密的相位调制光信号物理加密系统，其特征在于， 利用一路系统同步信号控制所述相位加密电信号和所述相位解密电信号与相位调制光信 号的时序关系。8. 如权利要求5所述的基于光相位加密的相位调制光信号物理加密系统，其特征在于， 去除传输链路延时影响后，相位加密电信号和相位解密电信号严格同步。
【专利摘要】本发明公开了一种基于光相位加密的相位调制光信号物理加密方法及系统，该方法包括以下步骤：在发送端，将调制了传输信息的相位调制光信号上，加载随时间快速变化的相位加密电信号进行相位加密；在接收端，利用与相位加密信息速率相同、幅度相等且极性相反的相位解密电信号，对被加密过的相位调制光信号进行相位解密，之后再进行解调制。本发明，利用在相位调制光信号上加载随时间快速变化的相位加密电信号进行相位加密，再利用与相位加密信息速率相同、幅度相等且极性相反的相位解密电信号，对被加密过的相位调制光信号进行相位解密，实现了对相位调制光信号物理加密，成本相比于量子光通信和混沌光通信方案大大降低，同时系统可靠性也较高。
【IPC分类】H04B10/556, H04B10/85
【公开号】CN105429710
【申请号】CN201510872270
【发明人】罗鸣
【申请人】武汉邮电科学研究院
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月1日