[發(fā)明專利]一種光信號(hào)傳輸方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510367745.6
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN104980228B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴俊森;吳冰冰;趙文玉;張海懿;湯瑞;李少暉;湯曉華;趙鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 工業(yè)和信息化部電信研究院
• 主分類號(hào): H04B10/85
• 分類號(hào): H04B10/85;H04L9/08
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11018
• 代理人: 謝安昆,宋志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光信號(hào)傳輸方法和裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)保密通信技術(shù)基于算法計(jì)算復(fù)雜度保證其安全性，在量子計(jì)算技術(shù)快速發(fā)展的背景下，其安全性面臨嚴(yán)重威脅。量子密碼，也稱量子密鑰分發(fā)，借助量子疊加態(tài)的傳輸和測(cè)量實(shí)現(xiàn)通信雙方安全的量子密鑰共享，其密鑰傳輸?shù)陌踩栽从诹孔恿W(xué)三大原理的物理特性，任何竊聽將導(dǎo)致信道誤碼率變化并被通信雙方察覺，其安全性不依賴計(jì)算復(fù)雜度，也排除了對(duì)于量子密碼進(jìn)行計(jì)算破解的可能性。

光纖通信因其高速、大容量、長(zhǎng)距離傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為通信網(wǎng)絡(luò)中的骨干基礎(chǔ)設(shè)施。近年來，針對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的監(jiān)控竊聽威脅也日益浮現(xiàn)，例如采用光束分離、光纖彎曲耦合或倏逝波耦合等方法竊聽或非法截取光纖通信數(shù)據(jù)。在光纖通信網(wǎng)絡(luò)物理層實(shí)現(xiàn)高安全性的數(shù)據(jù)傳輸具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N光信號(hào)傳輸方法和裝置，在不受量子密碼分發(fā)速率的限制的情況下，能夠使用量子密碼對(duì)光通信系統(tǒng)進(jìn)行加密，以實(shí)現(xiàn)高安全性的通信傳輸。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種光信號(hào)傳輸方法，為光通信網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備部署加解密設(shè)備，該方法包括：

當(dāng)該加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備作為發(fā)送端時(shí)，該加解密設(shè)備與對(duì)端加解密設(shè)備以相同速率生成相同的量子密碼；所述對(duì)端加解密設(shè)備為作為接收端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備；

將生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ)，并根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成加密密碼光信號(hào)；

在接收到明文光信號(hào)時(shí)，將該明文光信號(hào)以及與該明文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得密文光信號(hào)，并發(fā)送，使對(duì)端加解密設(shè)備使用生成的解密密碼光信號(hào)和接收到的密文光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理，獲得明文光信號(hào)并發(fā)送給作為接收端的通信設(shè)備，其中，所述解密密碼光信號(hào)為對(duì)端加解密設(shè)備根據(jù)生成的量子密碼，以及發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成的。

一種光信號(hào)傳輸方法，為光通信網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備部署加解密設(shè)備，該方法包括：

當(dāng)該加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備作為接收端時(shí)，該加解密設(shè)備與對(duì)端加解密設(shè)備以相同速率生成相同的量子密碼；所述對(duì)端加解密設(shè)備為作為發(fā)送端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備；

將生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ)，并根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成解密密碼光信號(hào)；

在接收到密文光信號(hào)時(shí)，將該密文光信號(hào)以及與該密文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的解密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得明文光信號(hào)，并發(fā)送給本加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備。

一種光信號(hào)傳輸裝置，應(yīng)用于為光通信網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備部署加解密設(shè)備上，該裝置包括：量子密碼分配單元、加密密碼處理單元和全光邏輯加密單元；

所述量子密碼分配單元，用于當(dāng)所述裝置所在加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備作為發(fā)送端時(shí)，與對(duì)端加解密設(shè)備以相同速率生成相同的量子密碼；所述對(duì)端加解密設(shè)備為作為接收端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備；

所述加密密碼處理單元，用于將所述量子密碼分配單元生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ)，并根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成加密密碼光信號(hào)；

所述全光邏輯加密單元，用于在接收到明文光信號(hào)時(shí)，將該明文光信號(hào)以及所述加密密碼處理單元中與該明文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得密文光信號(hào)，并發(fā)送，使對(duì)端加解密設(shè)備使用生成的解密密碼光信號(hào)和接收到的密文光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理，獲得明文光信號(hào)并發(fā)送給作為接收端的通信設(shè)備，其中，所述解密密碼光信號(hào)為對(duì)端加解密設(shè)備根據(jù)生成的量子密碼，以及發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成的。

一種光信號(hào)傳輸裝置，應(yīng)用于為光通信網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備部署加解密設(shè)備上，該裝置包括：量子密碼分配單元、解密密碼處理單元和全光邏輯解密單元；

所述量子密碼分配單元，用于當(dāng)所述裝置所在加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備作為接收端時(shí)，與對(duì)端加解密設(shè)備以相同速率生成相同的量子密碼；所述對(duì)端加解密設(shè)備為作為發(fā)送端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備；