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设数据序列为“011010111011011101011011”,伪随机密钥序列为“010010000001010101000001……”,加密所得密文数据信号波形如图6 所示,其二进制序列为“001000111010001000011010……”,仿真结果与理论结果完全相同,加密成功,但是消光比较低,仅为10 dB 左右。设定优化方案中的HNLF长度为50 m,非线性折射率为6.0×10-20 m2/W,有效模场面积为1 μm2 。图7 所示为优化后的密文信号波形图,消光比达28 dB。
为了更好地比较优化前后的系统性能,在仿真链路中设置了眼图仪。图8 所示为优化前的密文数据信号眼图,图9所示为优化后的密文数据信号眼图。可见经过优化,密文信号的眼图质量变得更好了,去除了多余的小峰,提高了加密输出消光比。
4 结束语
本文论述了几种典型的全光加密方案,介绍了它们各自的工作原理、特点及研究进展,通过Opti-System 软件对20 Gbit/s 的RZ 码数据光信号进行了全光加解密仿真运算,发现所得密文信号在正确的波形旁边总会出现多余的小峰,输出消光比较低,导致解密效果下降甚至无法解密。因此,基于光纤SPM 效应设计了一个优化结构对输出密文信号进行再次处理,很好地克服了上述问题,去除了多余的小峰,提高了输出消光比,优化了加解密性能。目前,基于全光信号处理的加解密技术尚处于理论研究和仿真实验阶段,还没用实用化。随着光通信业务量的剧增和光纤传输网攻击与窃听技术的迅速发展,全光加解密技术必将成为光纤传输网的一种可靠保障,使整个光通信保密系统的运算速率更高,传输更安全。
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