近年来,正交频分复用技术(OFDM)由于各子载波间存在正交性、载波间干扰小、频谱利用率高、系统复杂度低等一系列优点,越来越受到业内的广泛关注,为下一代PON技术的发展提供了新的思路。然而,OFDM信号的峰均功率比(PAPR)较高,会引起光接收端的功率饱和、非线性失真等一系列问题。同时,考虑到PON技术在下行信号数据流中的广播式结构以及PON中子载波数目过于庞大,导致数据的传输及易收到非法用户的攻击,因此更需要考虑到物理层方面的加密技术。但是由于目前仍然缺乏有效的措施,如何加强物理层保密传输成为当今的一大技术难点。而数字混沌自从问世以来,就因为其在保密领域的优势受到人们的广泛关注。为了克服OFDM系统的上述缺陷,人们考虑将数字混沌技术和OFDM技术相结合,利用数字混沌创建巨大的密钥空间,加强系统的安全性。本文在传统的技术手段上,创新性地应用混沌系统,构造新的混沌矩阵,并在理论研究的基础上,实验验证了该加密方案的可行性。包括以下几部分研究工作:(1)在传统的ZCMT矩阵加密算法中,引入混沌动态改变传统ZCMT矩阵的参数并进行随机行列置换,以此构造基于混沌的动态ZCMT矩阵,并利用混沌ZCMT矩阵对传输信息进行预编码,在实现降低信号PAPR的同时增强了系统的传输质量。通过实验数据可以看出,在误码率为10-3处,本加密传输方案的接收光功率减少了大约2d B;且通过数值进行理论分析,发现该算法的密钥空间为10800,想要通过暴力破解的方式来解密几乎是不可能的。(2)提出了一种利用数字混沌提取ZC序列,构筑新的ZCMT矩阵的加密方案。该方案利用数字混沌生成动态的提取序列,加强了系统的安全性。此外,和(1)中的方案相比,不需要进行行列置换操作,因此计算复杂度低。(3)提出了基于混沌的导频信号插入算法。通过引入混沌系统,首先是利用混沌序列改变导频信号的插入顺序,其次一改传统的导频间隔固定的方式,利用混沌系统产生变化的导频间隔,最后继续利用混沌序列,对于插入的每一列导频信号进行置乱,使得插入的导频信号完全打乱,这样做,确保了导频信号的绝对随机性。利用这种方式,通过实验我们可以发现,基于混沌的导频插入加密算法不需要传输边带信息,同时还提供了约103303量级的密钥空间,进一步增强了系统的安全性,保证了信号的安全传输。