[實用新型]基于量子集控站的光量子通信組網結構

有效

• 申請號: 201120214194.7
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN202103677U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 陳騰云;潘建偉;陳增兵;彭承志;趙勇
• 申請（專利權）人: 安徽量子通信技術有限公司
• 主分類號: H04B10/20
• 分類號: H04B10/20
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 吳娜

技術領域

本實用新型涉及量子通信領域，尤其是一種基于光量子集控站的量子通信組網結構。

背景技術

量子密鑰分發技術的應用，提供了一種無條件安全的通信方式，然而，量子密鑰分發技術真正的實用化，必須滿足多用戶組網通信的需求。??

傳統的量子通信組網方案，以光交換機為主要節點并形成環路以實現多用戶的量子通信。隨著用戶數目增多帶來的網絡結構的復雜化以及通信距離的延長，光纖線路固有的損耗以及光交換機的插損對密鑰生成速率的影響變得越來越明顯，嚴重制約了量子通信網絡的可擴展性，并且由大量光交換機構成的主干網絡也增加了網絡管理的難度。

因此，開發低成本、易實現的光量子通信組網結構成為本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種易擴展、成本低的基于量子集控站的光量子通信組網結構。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種基于量子集控站的光量子通信組網結構，包括多個量子集控站，量子集控站通過量子信道與一個或多個光交換機相連，光交換機通過量子信道掛接一個或多個一級用戶，量子集控站通過量子信道直接掛接一個或多個二級用戶。

由上述技術方案可知，本實用新型利用多個量子集控站組成多種網絡拓撲，可以提高組網的靈活性和穩定性，能方便地對量子通信網絡進行擴展，擴大量子通信網絡的覆蓋面積，大大擴展了通信距離。此外，由于降低了對光交換機和矩陣光開關的接口數量的要求，實現成本也相對較低，同時保留了光交換機下掛接用戶的結構，以適用不同安全等級和不同通信量需求的用戶。

附圖說明

圖1為本實用新型中量子集控站的結構框圖；

圖2為本實用新型的結構框圖；

圖3、4均為本實用新型中量子集控站的網絡拓撲結構圖。

具體實施方式

一種基于量子集控站的光量子通信組網結構，包括多個量子集控站1，量子集控站1通過量子信道與一個或多個光交換機2相連，光交換機2通過量子信道掛接一個或多個一級用戶3，量子集控站1通過量子信道直接掛接一個或多個二級用戶4，如圖2、3、4所示。??????

如圖2、3、4所示，所述的多個量子集控站1通過量子信道相連接構成鏈狀、環形、星型拓撲形、多叉樹形或蜂窩形結構。所述的一級用戶3為量子密鑰收發一體機，所述的二級用戶4為量子密鑰發射機或量子密鑰接收機，所述的量子信道為光纖或自由空間。量子通信網絡所需的量子集控站1及光交換機2的數目、量子集控站1之間的連接線路、量子集控站1之間以及量子集控站1與光交換機2連接的量子信道數量、量子集控站1掛接的二級用戶4的個數、量子集控站1掛接的光交換機2個數、光交換機2掛接的一級用戶3的個數均依通信需求而定。

如圖1所示，所述的量子集控站1由一個或多個矩陣光開關、一臺或多臺量子密鑰收發一體機以及一臺量子通信服務器組成，量子密鑰收發一體機上設置通訊接口，所述的通訊接口為USB接口或串口或網口，量子密鑰收發一體機通過通訊接口與量子通信服務器通訊，矩陣光開關上設置光纖接口，量子密鑰收發一體機通過光纖接矩陣光開關的光纖接口，二級用戶4、相鄰量子集控站、光交換機2分別通過光纖與矩陣光開關相連。

如圖1所示，所述的矩陣光開關為4×8矩陣光開關，4×8矩陣光開關上設置了與4臺量子密鑰收發一體機連接的光纖接口，可掛接8個二級用戶4。圖1所示的量子集控站1有3條與其他相鄰量子集控站相連接的量子信道、3條與光交換機2相連接的量子信道。矩陣光開關的總光纖接口數量、量子密鑰收發一體機的數量、掛接二級用戶4的數量、連接到其他相鄰量子集控站和光交換機2的量子信道數量依網絡結構和通信需求量而定。

如圖1所示，量子密鑰收發一體機定時與與之直接相連的用戶分別生成密鑰，直接相連是指沒有經過相鄰量子集控站而與之連接的用戶，包括該量子集控站1掛接的二級用戶4以及通過光交換機2與之相連的一級用戶3。需要一臺或多臺量子密鑰收發一體機生成密鑰依通信量而定，某量子密鑰收發一體機與某通信方生成密鑰由量子通信服務器控制，與不同通信方的連接由矩陣光開關進行光路切換建立連接，生成的密鑰均存儲在量子通信服務器中。