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自由空间光(Free Space Optics,FSO)通信因其灵活性、低成本和高容量而备受关注,在光纤通信基础设施部署不切实际时,FSO通信被认为是提供高速通信服务的更有吸引力的替代方案。此外,未来的光网络将是混合的,由不同的光纤和FSO链路组成,以便支持不同网络类型的高速服务。因此,混合FS0/光纤网络被提出,并得到了广泛的研究。但由于无线信道的开放性,FSO通信容易遭受窃听,同时窃听者可以通过弯曲光纤来获取少量光信号,因此这种混合光网络存在安全隐患。然而数据层上的加密不能保证绝对安全,量子通信技术虽然可以保证系统的绝对安全,但是仅适用于低速率传输。于是物理层加密被提出,能够确保安全通信,其中光码分多址(Optical Code Division Multiple Access,OCDMA)技术可以防止光纤通信系统被窃听,提高物理层安全性。因此本文将OCDMA技术应用在混合FSO/光纤网络中,从理论和实验上评估系统的物理层安全性。本课题来自于国家自然科学基金“自由空间光通信的物理层安全与光编码方法研究”(NSFC61671306)和深圳市学科布局项目“基于光编码物理层安全的光通信关键技术研究"(JCYJ20160328145357990),主要的研究工作具体如下:1)建立基于OCDMA的混合FS0/光纤搭线信道,以条件保密中断概率作为性能指标,评估系统的物理层安全性。当窃听者在FSO链路上窃听时,根据条件保密中断概率的封闭表达式,分析保密速率、传输距离、窃听比例、窃听位置以及干扰用户数对系统物理层安全性的影响。研究结果表明:随着保密速率、传输距离以及窃听比例的增大,系统的物理层安全性下降。且Eve距离FSO链路发送端越远,系统越安全。当Eve非匹配解码时,系统的物理层安全性更好,此时增加干扰用户数可以提高系统的物理层安全性。另外,当窃听者在光纤链路上窃听时,考虑最小条件保密中断概率为零的情况,定义并研究系统的安全传输距离和截获距离。当FSO链路传输距离一定时,若光纤链路传输距离小于安全传输距离,则Eve在光纤链路任意位置窃听,都能保证系统的绝对安全;相反,则在截获距离内设置监测设备防止Eve窃听,从而保证系统的绝对安全。2)首次搭建1OGb/s基于OCDMA的混合FS0/光纤搭线信道实验系统,采用基于波长选择开关(Wavelength Selection Switch,WSS)和光纤延时线的二维可重构光编解码器来实现实验系统的光编解码,通过测量合法用户在不同接收功率下的误码率,分析系统的可靠性。然后在保证合法用户可靠传输的情况下,通过测量在不同窃听位置和窃听比例下的窃听者的误码率,得出系统的截获距离。研究结果表明:在一定的接收功率下,合法用户可以实现可靠的传输。同时,随着窃听比例的增加,系统的截获距离增大。例如当窃听比例为re=0.01时,截获距离为Le=Okm;当窃听比例为re=0.02时,截获距离为Le=5km。