[發(fā)明專利]一種用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811643534.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111385033B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳昊澤
• 申請（專利權）人: 國科量子通信網絡有限公司
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04J3/16;H04L9/08
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 劉瀟;劉亞竹

1.一種用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)，其包括設置在所述量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端的第一時鐘、激光器和衰減器，設置在所述量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的接收端的單光子探測器、時間事件記錄器和第二時鐘，以及數(shù)據(jù)處理單元；

在所述發(fā)送端，所述第一時鐘用于在所述發(fā)送端產生第一時鐘信號，所述激光器基于所述第一時鐘信號生成第一同步光脈沖序列，所述第一同步光脈沖序列包括多個光脈沖，并且所述衰減器用于使所述第一同步光脈沖序列中的所述光脈沖的強度衰減至單光子水平；

在所述接收端，所述第二時鐘用于在所述接收端產生第二時鐘信號，所述單光子探測器對到達所述接收端的所述光脈沖進行探測，所述時間事件記錄器基于所述單光子探測器輸出的探測結果記錄所述光脈沖的到達時間；

對應于所述第一同步光脈沖序列，所述單光子探測器探測到第二同步光脈沖序列，且所述同步光脈沖序列以最小時間間隔為時間單位；

所述數(shù)據(jù)處理單元基于所述光脈沖在所述同步光脈沖序列上的出現(xiàn)時間，對所述第一同步光脈沖序列和所述第二同步光脈沖序列中在所述出現(xiàn)時間上重合的所述光脈沖的數(shù)量進行計數(shù)，并根據(jù)所述計數(shù)來確定所述發(fā)送端和所述接收端之間的時間同步。

2.如權利要求1所述的時間同步系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理單元還被設置成，將所述第一同步光脈沖序列中的所述最小時間間隔之一與所述第二同步光脈沖序列中的所述最小時間間隔之一在時間上對齊，并基于此對所述第一同步光脈沖序列和所述第二同步光脈沖序列中在所述出現(xiàn)時間上重合的所述光脈沖的數(shù)量進行計數(shù)。

3.如權利要求2所述的時間同步系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理單元進一步設置成改變所述第一同步光脈沖序列或所述第二同步光脈沖序列中用于時間對齊的所述最小時間間隔，并基于此對所述第一同步光脈沖序列和所述第二同步光脈沖序列中在所述出現(xiàn)時間上重合的所述光脈沖的數(shù)量進行計數(shù)，直至獲得所述計數(shù)的最大值。

4.如權利要求3所述的時間同步系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理單元基于所述計數(shù)的最大值確定所述發(fā)送端和所述接收端之間的時間同步。

5.如權利要求1所述的時間同步系統(tǒng)，其為所述量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)所復用。

6.一種用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的時間同步方法，其包括，

同步光發(fā)送步驟：由所述量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端發(fā)送預設的第一同步光脈沖序列，其中，所述第一同步光脈沖序列包括多個光脈沖；

同步光探測步驟：對應于所述第一同步光脈沖序列，所述量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的接收端探測到第二同步光脈沖序列；以及，

時間同步確定步驟：基于所述光脈沖在所述同步光脈沖序列上的出現(xiàn)時間，對所述第一同步光脈沖序列和所述第二同步光脈沖序列中在所述出現(xiàn)時間上重合的所述光脈沖的數(shù)量進行計數(shù)，并根據(jù)所述計數(shù)來確定所述發(fā)送端和所述接收端之間的時間同步；

其中，所述同步光脈沖序列以最小時間間隔為時間單位。

7.如權利要求6所述的方法，其中，所述時間同步確定步驟還包括將所述第一同步光脈沖序列中的所述最小時間間隔之一與所述第二同步光脈沖序列中的所述最小時間間隔之一在時間上對齊，并基于此對所述第一同步光脈沖序列和所述第二同步光脈沖序列中在所述出現(xiàn)時間上重合的所述光脈沖的數(shù)量進行計數(shù)的步驟。

8.如權利要求7所述的方法，其中，所述時間同步確定步驟還包括改變所述第一同步光脈沖序列或所述第二同步光脈沖序列中用于時間對齊的所述最小時間間隔，并基于此對所述第一同步光脈沖序列和所述第二同步光脈沖序列中在所述出現(xiàn)時間上重合的所述光脈沖的數(shù)量進行計數(shù)，直至獲得所述計數(shù)的最大值的步驟。

9.如權利要求6-7中任一項所述的方法，其中，當所述第一同步光脈沖序列中的所述最小時間間隔與所述第二同步光脈沖序列中的所述最小時間間隔之間的時間對齊使得所述計數(shù)達到最大值時，所述發(fā)送端和所述接收端之間實現(xiàn)時間同步。

10.如權利要求6所述的方法，其是在如權利要求1-5中任一項所述的用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)中實現(xiàn)的。