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混沌激光保密通信是一种基于物理层的硬件加密技术,与传统的RSA公众密钥加密体制相比,具有安全、高速、实时等优点。近年来,虽然人们在混沌激光保密通信的理论和实验研究方面已取得了较大进展,然而,混沌激光保密通信距离实用化还有一定的距离,如何使这种保密通信技术与现行的光纤通信网络兼容,以及如何在同一光纤信道中实现信息的双向保密传输等,仍是需要深入研究的问题。本论文重点对基于光纤信道的混沌激光保密通信系统进行了实验研究,主要完成了如下工作。(1)对混沌接收机及基于混沌调制的混沌激光保密通信的过程进行了建模与仿真后,搭建了混沌激光保密通信实验系统,实现了混沌激光载波的产生、及收发机的混沌同步。实验中采用分布反馈式半导体激光器作为激光光源,利用光纤环反馈结构,通过调节反馈强度等参量,产生了混沌激光载波；利用两只结构和参数一致的激光器和开环混沌同步结构,在强光注入锁定的条件下实现了混沌收发机的同步,相关系数达到0.96。(2)实验实现了速率为1.25Gb/s和2.5Gb/s信息的单路长距离保密通信,传输距离分别达100km和25km。实验中通过混沌调制的方式,利用马赫—曾德尔调制器,将数字信信隐藏于混沌激光载波中,注入光纤信道中进行保密传输。在接收端,通过收发机混沌同步来进行信息的解密,恢复出1.25Gb/s和2.5Gb/s信号的Q因子分别达到了2.1和2.2。当对2.5Gb/s的信息进行保密传输时,混沌发射机采用外光注入的方式展宽了混沌激光载波的带宽,从而使信息的安全性增强。(3)实验实现了1.25Gb/s混沌激光保密通信与1.25Gb/s常规光纤通信波分复用、以及两路1.25Gb/s混沌激光保密通信波分复用的传输。当信道间隔为3nm时,通过优化注入强度、传输距离、入纤光功率以及加载信息幅度等,使得在无色散补偿的条件下,传输距离分别达到100km和25km。(4)实验实现了单波长及双波长情况下的双向混沌激光保密通信。对于双波长双向混沌激光保密通信,通过利用波分复用/解复用器的互易特性,在信道间隔为3nm的条件下,实现了1.25Gb/s信息的双向保密传输,传输距离达25km。对于单波长双向混沌激光保密通信,通过环行器实现了1.25Gb/s信息的双向保密传输,距离达11km,正反向恢复信息的误码率均为10-4。