1 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
2 东北大学计算机科学与工程学院，辽宁 沈阳 110819
为了解决强度调制-直接检测正交频分复用（IM-DD OFDM）光通信系统中由光纤色散和非线性效应导致的传输性能下降的问题，提出利用正交偏振泵浦非简并四波混频（NFWM）产生的无波长偏移光学相位共轭（OPC）波对系统中的信号损伤进行光域补偿。首先在理论上推导了利用正交偏振泵浦NFWM生成OPC波的原理，基于上述原理，设计了无波长偏移OPC实现方式，在正交偏振态上得到与原信号波长完全一致的OPC波。然后对影响生成OPC波功率的因素进行了具体分析。最后依据优化参数设置，进行仿真验证，结果表明所提系统能够以114.375 Gbit/s的传输速率在长度为240 km的标准单模光纤链路中传输。
光通信 强度调制-直接检测 正交频分复用 色散补偿 非线性抑制 光学相位共轭
1 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
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为了实现直接检测（DD）光正交频分复用（OOFDM）系统安全可靠通信，在发送端利用混沌加密技术来提高DD-OOFDM系统的安全性，在接收端采用Kramers-Kronig（KK）接收机来解决OFDM信号子载波拍频干扰的问题。利用混沌加密前后的图像像素值分布对系统的安全性进行分析验证。此外，分析了KK接收机的结构和其实现的条件，仿真测试了基于混沌加密和KK接收机的DD-OOFDM系统的误码率性能。
直接检测 光正交频分复用 子载波拍频干扰 混沌加密 Kramers-Kronig接收机 光学学报
2023, 43(19): 1906004
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2 东北大学 计算机科学与工程学院，沈阳 110819
针对下一代无源光网络安全性不足的问题，文章提出了一种基于MD5信息摘要算法校验的电光混合加密方案。方案中采用Baker置乱算法和256 bit高级加密标准（AES）加密算法对图片数据进行加密，并结合低密度奇偶校验码（LDPC）纠错和MD5校验对加密图片数据进行纠错编码以及一致性校验。为进一步保证密钥和MD5摘要分发的安全性，方案中还采用超结构光纤布拉格光栅（SSFBG）对两者进行编码，使两者隐匿在系统噪声以下。仿真结果表明，经过SSFBG编码后，编码信号功率低至-50 dBm，可以达到数据在光纤信道上隐匿传输的效果。并且由于方案中加入了对接收数据的MD5校验，使得因恶意接入攻击造成的信息改变无法进行AES解码，在提升安全性的同时又节约了中央处理器（CPU）资源。最后，误码率曲线分析结果表明，加入LDPC纠错后，接收机灵敏度得到有效降低。
混合加密 MD5算法 高级加密标准加密 超结构光纤布拉格光栅 mixed encryption MD5 algorithm AES encryption SSFBG
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2 东北大学 计算机科学与工程学院, 沈阳 110819
针对目前光网络物理层面临的窃听安全问题, 文章提出了一种基于高非线性光纤(HNLF)和超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)新的混合光加密方案。方案中采用简并四波混频(FWM)效应对用户信息进行加解密, 并采用光编码技术对密钥信息进行编解码, 编码的同时实现了密钥信号的隐匿传输。通过对比信道中传输的加密信号波形和原始发送信号波形衡量系统的安全性, 并通过系统接收端误码率来衡量系统的有效性。仿真结果表明, 使用了文章所提新的混合光加密方案后, 用户数据信息的频率和相位发生扰乱, 编码后的密钥信号光功率低至-34.4 dBm, 因此窃听信道既无法得到有效数据信息, 也检测不到密钥信号, 从而实现了正交相移键控(QPSK)信号的安全传输。
光加密 光编码 隐匿传输 高非线性光纤 超结构光纤布拉格光栅 optical encryption optical coding hidden transmission HNLF SSFBG
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提出单边带直接检测数字滤波多址无源光网络（DFMA-PON）系统，抑制光纤色散引起的频率选择性衰落现象。同时，为消除直接检测时平方律特性引起的信号与信号间的拍频干扰（SSBI），在接收端设计了适用于DFMA-PON系统的Kramers-Kronig（KK）算法。该算法通过从接收信号的幅度信息中重构出相位信息来恢复原始信号，进而消除SSBI对接收信号的影响，提高接收机灵敏度。仿真结果表明，在不采用其他色散补偿算法的情况下，单边带传输系统较双边带传输系统的性能有显著提升。与接收端不采用KK算法的单边带系统相比，所提方案在经过25 km标准单模光纤传输后，接收机灵敏度最高可提高约5.0 dB。
光通信 色散 数字滤波多址-无源光网络 单边带 Kramers-Kronig算法 光学学报
2022, 42(14): 1406002
