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。

针对光传输系统单波长信号全光加密的应用需求,基于流密码体制开展了光传输系统物理层全光加密技术的理论分析,设计了基于SOA-XGM(半导体光放大器－交叉增益调制)的全光A逻辑门的实验方案,并在实验室搭建了实验系统.实现了速率为10 Gbit/s的A逻辑处理,分析了探测光信号功率、泵浦光信号功率和SOA注入电流等主要参数对逻辑门输出信号质量的影响,实现了明文光信号的全光加密.

由于目前的全光加密方案基于光学非线性效应，因此仅适用于单波长光信号的加密操作.为了解决全光加密方案无法对多波长信号同时进行加密的问题，提出了一种多波长信号异或加密系统方案.该方案基于铌酸锂光波导泡克耳斯效应，利用外加电场对铌酸锂光波导中光信号产生调制相移，并通过多波长相干光明文与光密钥的干涉实现异或加密.由于相邻波长光信号在相同外加电场作用下的调制相移差别很小，因此该方案能够实现较高输入信号波长范围的多波长信号全光加密操作.利用该方案仿真实现了对8×10 Gbps，波长间隔为0.8 nm，码形为上升沿与下降沿均为10 ps的非归零码信号的异或加密操作，输出各波长加密信号误码率小于4.30×10－86，Q因子大于21.51；理论分析与仿真得出了该多波长全光加密方案能够完成输入信号波长范围高达400 nm的异或加密操作；并得出该加密方案在输入信号波长小于78 nm时，加密操作能够改善输入信号消光比.理论分析与仿真结果共同验证了该方案对于多波长光信号进行异或加密的可行性与有效性.