[發明專利]一種基于量子密鑰分配的無源光網絡系統

在審

• 申請號: 201711486295.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107968694A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 錢懿;胡小豹;趙義博
• 申請（專利權）人: 浙江九州量子信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;H04Q11/00;H04J3/06;H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光傳輸安全通信技術領域，特別涉及一種基于量子密鑰分配的無源光網絡系統。

背景技術

隨著科學技術的迅猛發展，信息傳遞成為人們生活、工作中不可缺少的一部分。當人們在享受高速通信傳輸帶來的便利時，通信安全問題則成為人們迫切需要解決的問題之一。目前，網絡信息加密大多使用的是一種公開密鑰加密體系，其過程是通過算法生成公鑰和私鑰，公鑰通過網絡傳輸至解密端，私鑰則留在加密側。隨著量子計算技術的快速發展，這種傳統的加密算法產生的密鑰安全性受到了越來越大的威脅。

量子密鑰分配是基于1984年物理學家Bennett和密碼學家Brassard提出BB84協議而產生量子密鑰的一種技術，該技術基于量子力學的測量原理從而保證了密鑰的絕對安全性。

基于量子密鑰分配(QKD-Quantum Key Distribution)技術的點對點加密網絡在布局中，一般在加密網絡的客戶端設置QKD接收端，而在QKD接收端會布設若干單光子探測器，由于現階段單光子探測器的高成本性以及光纜的高額鋪設費用等原因，使得量子密鑰加密網絡難以實現大規模的商用。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于量子密鑰分配的無源光網絡系統，以解決現階段在點對點加密網絡在布局中，加密網絡的客戶端需要設置QKD接收端，而QKD接收端需要布設若干單光子探測器，由于單光子探測器的高成本性以及光纜的高額鋪設費用等原因，使得量子密鑰加密網絡難以實現大規模的商用的技術性缺陷。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于量子密鑰分配的無源光網絡系統，包括系統公共端、系統中間分路端以及多路系統客戶端，所述各路的系統客戶端均包括光網絡單元、QKD發射端以及第一波分復用器，所述QKD發射端分別連接第一波分復用器與光網絡單元，所述光網絡單元與第一波分復用器連接，所述系統中間分路端包括光分路器、第二波分復用器以及多路與第一波分復用器對應的三端口帶通濾波器，所述三端口帶通濾波器的透射端口通過光纖連接第一波分復用器，輸入端口連接第二波分復用器，反射端口連接光分路器，所述系統公共端包括光線路終端、QKD接收端以及第三波分復用器，所述第二波分復用器通過光纖連接QKD接收端，所述QKD接收端與光線路終端連接，所述光線路終端與第三波分復用器連接，所述第三波分復用器連接通過光纖連接光分路器，所述無源光網絡系統還包括用于探測量子光脈沖信號的同步光信號收發網絡單元。

優選地，所述同步光信號收發網絡單元包括同步光時鐘接收單元以及同步光時鐘發射單元，所述同步光時鐘接收單元設置在系統客戶端，所述同步光時鐘發射單元設置在系統公共端，所述同步光時鐘接收單元分別連接QKD發射端與第一波分復用器，所述同步光時鐘發射單元分別連接QKD接收端與第三波分復用器。

與現有技術相比，本發明有以下有益效果：

1、本發明的基于量子密鑰分配的無源光網絡系統，通過在網絡系統的系統客戶端設置OKD發射端，在系統公共端設置QKD接收端，在QKD系統中，由于系統公共端與系統客戶端是一對多的關系，而QKD設備中僅需要在QKD接收端設置單光子探測器，本發明摒棄了在多路系統客戶端均設置單光子探測器的方式，只在系統公共端設置價格較為昂貴的單光子探測器，也可滿足對無源光網絡系統量子密鑰的分配，降低了QKD設備中單光子探測器部分高成本；

2、本發明在系統中間分路端將量子信號與時鐘同步信號的波分復用，可以直接使用現有的光纖網絡而避免了重新架設新的光纖，節約了光纖資源和降低設備運維成本；

3、本發明在系統中間分路端部分將量子光和經典光剝離，不僅可以減小經典光對量子信號的影響，而且可以大大減小量子光的損耗，使得最終獲得的量子密鑰率大大增加。

附圖說明

圖1為本發明基于量子密鑰分配的無源光網絡系統的原理框圖。

圖中：系統公共端100，光線路終端101、QKD接收端102以及第三波分復用器103，系統中間分路端200，光分路器201、第二波分復用器202，三端口帶通濾波器203，系統客戶端300，光網絡單元301、QKD發射端302，第一波分復用器303，同步光時鐘接收單元400，同步光時鐘發射單元500。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明進行清楚、完整地描述。