基于DPSK调制的光学物理层网络编码安全研究

陈佳龙，蔡茂国，陈 宁

(深圳大学信息工程学院，广东 深圳 518061)

1 引言

随着网络通信量的高速增长，人们一直在努力增加光纤的通信容量。一般使用两种方法，第一种是增加每个复用维数的信道数，例如，增加每个单位时间内的波长信道数或缩短符号周期。第二种是提高光谱效率，这包括同时使用多个复用技术[1]，比如时分、波分、外加偏振分复用[2]，使用先进的调制技术[3]等。到目前为止，多路复用技术中的所有可能的维数几乎都已被利用，光信道中的非线性效应加上香农极限等因素决定了光纤的容量[4]，所以需要利用创新的技术来进一步提高网络的效率和安全性能。网络编码(NC)应运而生。NC给网络带来的良好的鲁棒性[5]和安全性[6]的潜力引起了人们的关注，自NC提出起，就被探索和开发多种应用。特别是Mr.zhang提出的物理层网络编码(PNC)[7]可以显著地提高网络的吞吐量。

近年来，越来越多人将PNC技术应用在光纤通信中[8-12]。文献[9-10]中利用半导体光纤放大器(SOA)的非线性效应作为全光异或门在物理层实现网络编码。文献[9]中将两路信号在中继处耦合之后，分别解出两路信号进行处理，虽然是在光学物理层进行的操作，但是这还是属于传统的网络编码的范畴，并不是严格意义上的物理层网络编码。文献[12]中将PNC应用到波分复用中，想利用光波的功率和波形叠加在光信道中实现PNC，这样做需要使用多个波长，占用了信道资源，并且可以使用可调谐波长滤波器进行滤波，使得信道安全性也得不到保障。……