Criptografia óptica mediante controle analógico da amplitude e do atraso de fatias espectrais: análise para sinais NRZ e DQPSK

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Fossaluzza Junior, Luiz Antonio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: PUC-Campinas
• Palavras-chave em Português: Criptografia Óptica; Redes Ópticas Transparentes; Fatiamento Espectral; Optical Cryptography; Transparent Optical Networks; Spectral Slicing
• Link de acesso: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/14980

Este trabalho aborda uma técnica para criptografar o sinal óptico em redes ópticas transparentes (Transparent Optical Network, TON), de modo a salvaguardar o sigilo e garantir a segurança das informações que são transmitidas através da Rede de Telecomunicações. A técnica avaliada é relativa à camada física do modelo de referência para interconexão de sistemas abertos (open systems interconnection, OSI) e consiste em dividir espectralmente um sinal óptico e em aplicar diferentes atenuações e atrasos a cada uma das fatias espectrais consideradas. A seguir essas fatias são multiplexadas e o sinal resultante, que será propagado por uma rede óptica transparente, estará idealmente ininteligível para intrusos que tentem furtá-lo. Nesse ponto é possível avaliar a qualidade da criptografia utilizada, medindo-se na saída do codificador a taxa de erro de bit (bit error rate, BER) do sinal criptografado, BERC. Em princípio, quanto maior BERC, menor a probabilidade de um intruso decodificar o sinal. Ao chegar ao seu destino, o sinal é recebido no circuito decodificador, que possui a mesma estrutura física do circuito que codificou o sinal original. A aplicação dos fatores de atenuação e atraso neste sinal distorcido é ajustada para a reconstrução do sinal óptico gerado pelo transmissor. Na saída do decodificador, efetua-se a medição da BER do sinal decodificado, BERD. Idealmente, BERD deve ser a menor possível. Para avaliação da técnica, simulou-se, com a versão 8.7 do software VPITransmissionMaker, da empresa VPIPhotonics Inc, a operação dos dispositivos de criptografia, da propagação e dos elementos de decriptografia do sinal. Todas as simulações consideraram que o fatiamento espectral foi realizado por meio de filtros com perfil ideal. Os resultados indicam que a BERC pode atingir até 42% e 24%, para sinais codificados com modulação não retorno ao zero com chaveamento on-off (non return to zero on-off keying, NRZ-OOK) e por deslocamento de fase diferencial em quadratura (differential quadrature phase shift keying, DQPSK) respectivamente, e que ambos não apresentam erros (BERD< 10-15 para o sinal NRZ-OOK e BERD< 10-6 para a modulação DQPSK) quando decodificados.