一种全光同步方案的设计与实现.doc

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1、一种新的全光同步方案设计与验证摘要：全光异或加解密系统是解决光网络目前所面临的“速率瓶颈”和安全威胁问题的一种有效途径，而保证加解密系统可靠高效工作的前提是实现全光同步。简要分析了现有全光同步方案的局限性，针对全光异或加解密系统中的密码同步问题，设计了一种新的全光同步方案，将具有相同光功率的同步信号和密文数据进行波分复用并都通过经典信道进行传送，推导出了光纤信道传播时延差公式，通过对密文数据进行相应的延时控制来实现其与解密密钥之间的密码同步功能，利用OptiSystem7.0分别对10Gbit/s和40Gbit/s的全光异或加解密速率进行仿真实验，验证了该全光同步方案的可行性。关

2、键词：光网络；全光同步；全光异或加解密；波分复用；色散；光纤传播时延差中图分类号：TN913.7ANewAll-OpticalSynchronizationSchemeDesignandVerificationAbstract:All-opticalXORencryptionanddecryptionsystemisaneffectivewaytosolvethe"speedbottleneck^problemsandsecuritythreatscurrentlyencounteredbyopticalnetworks,andthepremisetoensurethesyste

3、mtoworkreliablyandefficientlyistoachieveall-opticalsynchronization・Thelimitationoftheexistingall-opticalsynchronizationschemeisanalyzedbriefly.Forthepasswordsynchronizationproblemofall-opticalXORencryptionanddecryptionsystem,anewall-opticalsynchronizationschemeisdesigned,thesynchronizationsig

4、nalandciphertextdatawithsameopticalpoweraretransmittedthroughtheclassicalchannel.Thefiberchannelpropagationdelaydiffereneeequationisdeduced,thepasswordsynchronizationfunctionbetweenciphertextdataanddecryptionkeyisachievedthroughthecorrespondingdelaycontroltociphertext.Thesimulationexperiments

5、ofall-opticalXORencryptionanddecryptionspeedatlOGbit/sand40Gbit/saredidrespectivelythroughOptiSystem7.0,thatteststhefeasibilityoftheall-opticalsynchronizationscheme・Keywords:opticalnetwork;all-opticalsynchronization;all-opticalXORencryptionanddecryption;WDM;dispersion;fiberpropagationdelaydif

6、ferenee0引言近年来，随着各种通信业务量的迅速膨胀，光纤通信网在各国经济、政治、军事等领域的应用LI渐突出。然而，传统的光纤通信网在保密系统屮仍采用基于电信号处理的加解密技术，由于受到“电子瓶颈”的限制，其加解密速率较慢，并且传统光网络在光层内没有对数据信号进行安全处理，随看各种窃听仪器和攻击设备的出现，光纤原本所“特有”的物理安全被打破，光网络随时面临安全威胁。因此，研究人员提出设计全光保密通信系统，在光层内采用全光异或(X0R)逻辑的方式对信号进行加解密处理，这样既可以解决传统的基于电信号处理的加解密技术的速率瓶颈障碍，同时也实现了在光层内对信号的安全处理，从而保证数据

7、在光网络屮的超高速安全传输工。然而，目前所报道的全光异或加解密方案都只是针对光信号进行单纯的异或和解异或验证，却没有考虑处于异地的加解密双方Z间的密码同步问题。在实际的光网络应用屮，收发双方Z间通常相距100km至更远距离，则密文数据在传输过程屮会发生一定的传播延时，并且不同距离、不同环境的光纤链路所引起的传播时延部备不相同，使得接收端无法识别密文数据的起始位置，造成加解密过程难以同步进行，嚴终导致误码率增大哄至解密失败。因此在接收端，如何确定密文数据序列的起始位置，保证密文数据