[實用新型]一種量子密鑰生成系統光纖鏈路衰減監測裝置

有效

• 申請號: 201822124728.1
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN209218097U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 王薔薇;祁留峰
• 申請（專利權）人: 北京中創為南京量子通信技術有限公司
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04B10/079;H04B10/40;H04L9/08;H04L9/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本申請公開了一種量子密鑰生成系統光纖鏈路衰減監測裝置，包括接收設備與發射設備；接收設備包括第一波分單元、第一分束單元以及第一光功率檢測單元；第一波分單元用于將同步光和信號光進行分離，第一分束單元用于將該同步光分束，其中的一束同步光傳輸給第一光功率檢測單元；第一光功率檢測單元用于根據接收到的同步光進行光功率檢測。因此該裝置利用現有的同步光進行光纖鏈路衰減檢測，因而能夠在密鑰生成業務正常運行的過程中也能夠實現監測功能。此外，現有的量子密鑰分發系統中本就包含有同步光，利用現有設備中的同步光進行測量，不需要增加額外的光學設備與接收設備，因此不會影響密鑰生成系統性能，也不會增加系統成本。

技術領域

本申請涉及光通訊技術領域，具體涉及一種量子密鑰生成系統光纖鏈路衰減監測裝置。

背景技術

在以光子為載體的量子密鑰生成系統中，發送方設備對信號光進行編碼并將信號光的出口光強衰減至單光子強度后，通過光纖鏈路傳輸給接收方設備進行探測。接收方和發送方通過探測原始密鑰數據進行比對篩選，在此過程中對系統誤碼率進行估算，通過誤碼率判斷是否放棄本次量子密鑰生成過程。在系統誤碼率低于設定的閾值時，通過后數據處理過程獲取最終的量子密鑰。量子密鑰生成過程中誤碼率對收發雙方生成密鑰的成碼率有直接影響，而光纖鏈路衰減增加導致誤碼率增大，直接影響系統的成碼率。

當前的量子密鑰生成系統光纖鏈路監測主要有：

第一種方案如圖1所示，量子密鑰生成系統工程實施前首先使用光測量設備，如光時域反射儀(OTDR)對鏈路衰減進行測量。此方案需在量子密鑰生成設備部署前對光纖鏈路衰減進行測量，或者在光纖鏈路出現故障時、停止量子密鑰生成業務、進行光纖鏈路檢修時對光纖鏈路衰減進行測量，無法在量子密鑰生成業務正常運行的過程中監測鏈路衰減。

第二種方案如圖2所示，參考光發射單元A發射參考光通過光復用單元A將參考光耦合到光纖鏈路，接收方的光復用單元B將參考光與量子密鑰生成單元A發射的信號光以及同步光分離，分離出來的參考光發送給參考光接收設備進行光功率測量。此方案需要在量子密鑰生成單元A和量子密鑰生成單元B之間的光纖信道上傳輸參考光。如采用時分復用方案，在進行光纖鏈路衰減監測時需要暫停密鑰生成業務，將光鏈路切換到參考光，因此暫停密鑰生成業務，對業務運行產生影響。如采用波分復用方案，則參考光需采用和密鑰生成單元A中信號光和同步光不同的波長，占用一個波長資源。此外，在密鑰生成過程中，參考光在光纖鏈路中傳輸，其拉曼散射會對信號光產生影響，導致系統誤碼率增加，降低系統成碼率。由于此方法在收發雙方增加了參考光發射和接收設備，相應的會增加系統成本。

第三種方案如圖3所示，在發送方增加光時域反射儀OTDR，OTDR收發的光信號通過光復用單元耦合到光纖鏈路。利用光纖本身或光纖鏈路其他因素產生的瑞利散射和菲涅爾反射(統稱為背向散射光信號)特性，OTDR通過對其自身發射的參考光的背向散射信號進行測量獲取光纖鏈路衰減參數。此方案和圖2的方案有相同的局限，影響密鑰生成系統性能，同時增加系統成本。

綜上所述，以上所述方式雖然能夠測量或者能夠檢測量子密鑰生成系統發送方和接收方光纖鏈路衰減，但存在如下的缺陷：第一種方案無法在量子密鑰生成業務正常運行的過程中監測鏈路衰減。第二方案是通過增加參考光對光纖鏈路衰減進行監測，如采用時分復用，則需要中斷密鑰生成業務，影響系統業務；如采用波分復用，則參考光信號需要占用寶貴的波長資源，同時參考光信號和量子光信號在同一根光纖中傳輸，其拉曼散射等對量子光有較多影響，增加系統誤碼率，增加系統成本。第三種方案，和圖2的方案有相同的局限，影響密鑰生成系統性能，同時增加系統成本。

發明內容

本申請提供一種量子密鑰生成系統光纖鏈路衰減監測裝置，以解決現有的方案中的要么需要中斷密鑰生成業務才能進行監測，要么在收發系統上額外增加設備導致增加系統誤碼率以及系統成本的問題。

本申請提供一種量子密鑰生成系統光纖鏈路衰減監測裝置，包括接收設備與發射設備；