Волоконно-оптическая связь с применением динамического хаоса

Приватность информационного обмена

Хаотическое кодирование может непосредственно выполнять задачу обеспечения определенного уровня конфиденциальности передаваемой информации. В самых жестких условиях эти методы плавно переходят в область традиционной криптографии.

К настоящему времени предложен и апробирован ряд конкретных алгоритмов и схем хаотического кодирования (см., например, [8-10]), обеспечивающих различную степень конфиденциальности. С их помощью достигаются: а) более высокая эффективность защиты мультимедийной информации, нежели у распространенного алгоритма DES; б) большие скорости кодирования; в) устойчивость по отношению к шуму. Среди этих методов есть потоковые, пригодные для использования в сетях на физическом уровне.

В 1998 году Рой (Roy) и ван Виггерен (Van Wiggeren) из Технологического института штата Джорджия продемонстрировали использование хаотических колебаний для кодирования информации при передаче от лазера-передатчика к лазеру-приемнику через волоконно-оптический кабель.

В лабораторном макете «сообщение» в виде сигнала типа меандра генерировалось полупроводниковым лазерным диодом (рис. 5). Затем сигнал попадал на волоконно-оптический усилитель и вводился в хаотический сигнал, производимый кольцевым волоконно-оптическим лазером.

Результирующий комбинированный сигнал, состоящий из смеси сообщения и хаотического носителя, передавался через оптический кабель ко второму усилителю. При получении комбинированного сигнала усилитель приемника воспроизводил хаотические колебания, синхронизованные с теми, которые производились передающим лазером. Сообщение для получателя извлекалось так: хаотическая составляющая сигнала, измеренная цифровым осциллографом, вычиталась из комбинированного сигнала и отсекалась фильтром нижних частот.

Ранее подобная схема исследовалась при экспериментах по маскировке информации в радиосистемах [1, 11], но в этой работе хаос был впервые использован для передачи сообщений в полностью оптической системе. Статья в Science [12] описывала передачу сигналов со скоростью 10 Мбит/с. Позже была реализована передача потока битов со скоростями до 250 Мбит/с.

До того как волоконно-оптические системы связи с использованием хаоса войдут в практику, исследователи должны усовершенствовать продемонстрированную технику и убедиться, что она пригодна при больших длинах кабеля. Дефекты в волоконно-оптических кабелях могут вносить искажения в хаотический сигнал и мешать извлечению сигнала-сообщения.

Дата добавления: 2014-01-11