通过相位编码和色散拉伸技术实现16QAM信号在安全光网络中的传输

《Journal of Lightwave Technology》：Secure Optical Network Transmission of 16QAM Signals Enabled by Phase Coding and Dispersive Stretching

　　

摘要：

高阶调制格式的光信号在现代光网络中被广泛使用，但在物理层仍缺乏足够的保护，这导致了显著的安全漏洞。本文提出了一种基于相位编码和色散拉伸的16QAM信号全光安全传输方案。该方案采用对称级联的同相和正交马赫-曾德尔调制器（IQMZMs）来实现相位编码和解码，具有结构简单、适合光子集成的优点。本文研究了所提出架构中恒包络密钥信号的通用性，为实际应用中的密钥格式和设备选择提供了参考，并对未来全光数字加密研究具有重要指导意义。据我们所知，这是首次使用高阶调制密钥信号对16QAM信号进行全光数字加密和解密的演示。与同类现有方案相比，密钥空间的扩展幅度增加了2n, 其中n表示符号的数量。此外，密钥信号通过色散处理实现动态时间展宽，从而支持隐写传输。在100 Gb/s的比特率下进行的仿真结果表明，该方案具有显著的安全性提升、高稳定性和可靠性。总体而言，所提出的方案为提高高阶调制光传输系统的物理层安全性提供了一种有效的方法。