CN105141376A - 一种cvqkd系统及其散粒噪声方差的实时监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CVQKD系统及其散粒噪声方差的实时监测方法。CVQKD系统，接收端中，信号光经过偏振分束器分为量子信号光和本振光；第一可调光衰减器设置在量子信号光路上，量子信号光进入50/50分束器；第二可调光衰减器和10/90分束器沿本振光的方向依次设置在本振光路上；经10/90分束器输出的10％本振光送至光电检测器，90％本振光依次通过偏振分束器、相位调制器和法拉第镜后也进入50/50分束器，与量子信号光发生干涉；50/50分束器的输出端连接Homodyne检测器；Homodyne检测器和光电检测器的输出端均接入Bob端控制电路。该方法和系统能够有效抵御Eve对本振光的攻击，从而有效提高CVQKD系统的安全性。

Description

一种CVQKD系统及其散粒噪声方差的实时监测方法

技术领域

本发明属于量子安全通信领域，涉及一种CVQKD系统安全通信方法，具体是通过实时监测散粒噪声方差，有效抵御Eve对本振光强攻击，从而提高通信质量。

背景技术

文献1“P.Jouguet,S.Kunz-Jacques,T.Debuisschert,Opt.Express20,14030(2012).”提出E-B模型下的安全性分析方法，此方法忽略了本振光可能会被窃听者(Eve)攻击的情况；本振光被窃听者攻击会引起本振光强改变，随之系统散粒噪声方差也会改变；而在系统安全性分析中，系统所有噪声参数都要归一化到散粒噪声方差，当Eve控制本振光使散粒噪声方差变小时，实际的系统过噪声将增大，若合法通信方仍以未被攻击时较大的散粒噪声方差进行归一化，将会导致合法通信方严重低估系统过噪声，这时Eve可以通过采用截取重发等攻击获取密钥信息而不被合法通信方发现。

文献2“P.Jouguet,S.Kunz-Jacques,E.Diamanti,PhysicalReviewA,87:062313,2013.”提出了一种散粒噪声标度技术，该技术首先确定散粒噪声方差和本振光强的线性关系，随后在密钥分发前，通过功率计或者带积分电路的二极管在Bob输入端检测本振光强度，推测出用于计算密钥率的散粒噪声方差。但这种技术并没有实时获得散粒噪声方差，只是在密钥分发之前获得。当Eve在密钥分发过程中攻击本振光时，系统的实际散粒噪声方差发生改变，此时散粒噪声标度技术却无法获得改变后的散粒噪声方差。Eve可对基于本振光同步检测的CVQKD系统成功实施攻击。

综上，研究一种能够提高CVQKD系统安全性的方法是很有必要的。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种CVQKD系统及其散粒噪声方差的实时监测方法，该方法和系统能够有效抵御Eve对本振光的攻击，从而有效提高CVQKD系统的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种CVQKD系统，包括发送端和接收端，所述接收端包括波分复用器、偏振控制器、光电转换器、Bob端内部光路、Homodyne检测器、Bob端控制电路和光电检测器；其中，所述Bob端内部光路包括偏振分束器、50/50分束器、相位调制器、法拉第镜、第一可调光衰减器、第二可调光衰减器和10/90分束器；

所述波分复用器将发送端通过量子信道发送的信号光和时钟信号分开，信号光经过偏振控制器进行偏振校正；信号光经过偏振分束器分为量子信号光和本振光；第一可调光衰减器设置在量子信号光路上，量子信号光进入50/50分束器；第二可调光衰减器和10/90分束器沿本振光的方向依次设置在本振光路上；经10/90分束器输出的10％本振光送至光电检测器，90％本振光依次通过偏振分束器、相位调制器和法拉第镜后也进入50/50分束器，与量子信号光发生干涉；50/50分束器的输出端连接Homodyne检测器；Homodyne检测器和光电检测器的输出端均接入Bob端控制电路。

本发明的另一个目的在于，提供一种上述CVQKD系统进行散粒噪声方差的实时监测方法，包括步骤1，当Homodyne检测器没有光进入时，利用Homodyne检测器检测电噪声强度，并计算得到绝对电噪声方差

其特征在于，还包括如下其他步骤：

步骤2，在Bob端内部光路的量子信号光路上增加第一可调光衰减器，第一可调光衰减器用来调整量子信号光的强度；同时，在Bob端内部光路的本振光路上增加第二可调光衰减器，第二可调光衰减器用来调整本振光的强度；同时，在Bob端的本振光路加入一个分光比为10/90分束器，10％本振光送至光电检测器；90％本振光送至50/50分束器；光电检测器的输出端接入Bob端控制电路；

步骤3，将第一可调光衰减器调到最大衰减值，调整第二可调光衰减器，此时本振光强度P_Lo变化，在本振光强度P_Lo变化过程中通过Bob控制电路中的数据采集卡采集多个Homodyne检测器检测到的电信号强度，并计算得到电信号方差N，同时采集每个电信号方差N对应的本振光强度P_Lo；根据每个电信号方差N，通过下式计算其对应的散粒噪声方差N₀：

$N=N_0+{\mathrm{\υ}}_{{\mathrm{el}}_0}---\left(1\right)$

其中，N为电信号方差；N₀为散粒噪声方差；为绝对电噪声方差；

步骤4，根据步骤3记录的多个本振光强度值及多个电信号方差对应的散粒噪声方差，得到本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系，如图3所示：

N₀＝kP_Lo+n(2)

其中，P_Lo为本振光强度值，k为比例关系，n为偏移量。

步骤5，将实时采集到的本振光强度值P_Lo代入所述本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系中，得到实时的散粒噪声方差。

进一步的，所述步骤3中所述数据采集卡采用PCI6115数据采集卡。

进一步的，所述步骤3中数据采集卡的采集间隔为0.5dB。

本发明的方法和系统通过在Bob端加入10/90分束器，将本振光分成10％本振光和90％本振光两部分，并使10％本振光送至光电检测器PDB，90％本振光处理后进入50/50分束器BS与量子信号光发生干涉；然后通过量子信号光路和本振光路上分别设置可调光衰减器，用于调整量子信号光强度和本振光强度，通过线性拟合得到散粒噪声方差和本振光强的线性关系，最终实现对散粒噪声方差的实时监测，从而有效抵御Eve对本振光强攻击。当改变系统本振光强时，散粒噪声方差会随之改变，导致密钥率改变，当密钥率降为负值，系统将对合法通信方进行警告，从而提高了通信系统的安全。

附图说明

图1是传统的CVQKD系统的原理框图。

图2是本发明的CVQKD系统的原理框图。

图3散粒噪声方差与本振光强度的线性拟合。

图4是本发明的实施例中CVQKD系统的原理框图。

图5是不同散粒噪声方差下实际系统密钥率。

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步解释说明。

具体实施方式

如图1所示，传统的CVQKD系统包括发送端和接收端，其中：

发送端包括QKD光源、Alice端内部光路(Alicebox)、时钟同步系统(SyncLaser)与Alice端控制电路、波分复用器CWDM；

接收端包括波分复用器CWDM、偏振控制器(PolarizationController)、光电转换器(PIN)、Bob端内部光路(Bobbox)、Homodyne检测器(HOM)和Bob端控制电路；Bob端内部光路包括偏振分束器PBS、50/50分束器BS、相位调制器PM、法拉第镜FM；

其中，波分复用器CWDM将信号光和时钟信号分开，信号光经过偏振控制器进行偏振校正；信号光经过偏振分束器PBS分为量子信号光Sig和本振光Lo，量子信号光进入50/50分束器BS，本振光通过偏振分束器PBS、相位调制器PM和法拉第镜FM后也进入50/50分束器BS，与量子信号光发生干涉，然后进入Homodyne检测器；Homodyne检测器输出的数据送入Bob端控制电路。

由于传统的CVQKD系统中通常存在合法通信方严重低估系统过噪声的缺陷(见背景技术文献1)或者无法获得改变后的散粒噪声方差的缺陷(见背景技术文献2)，因此，本发明通过对传统系统的Bob接收端进行改进，能够实时获得散粒噪声方差，从而能够将其用于系统安全性分析实时获知密钥率，继而判断系统的密钥分发的安全性。

如图2所示，本发明的CVQKD系统，包括发送端和接收端，其中：

发送端与传统的CVQKD系统相同；

接收端包括波分复用器CWDM、偏振控制器(PolarizationController)、光电转换器(PIN)、Bob端内部光路(Bobbox)、Homodyne检测器(HOM)、Bob端控制电路和光电检测器PDB；其中，Bob端内部光路包括偏振分束器PBS、50/50分束器BS、相位调制器PM、法拉第镜FM、第一可调光衰减器ATT1、第二可调光衰减器ATT2、10/90分束器BS。

波分复用器CWDM将发送端通过量子信道发送的信号光和时钟信号分开，信号光经过偏振控制器进行偏振校正；信号光经过偏振分束器PBS分为量子信号光Sig和本振光Lo；第一可调光衰减器ATT1设置在量子信号光路上，量子信号光进入50/50分束器BS；第一可调光衰减器ATT1用来调整信号光的强度；第二可调光衰减器ATT2和10/90分束器BS沿本振光的方向依次设置在本振光路上，第二可调光衰减器ATT2用来调整本振光的强度；经10/90分束器BS输出的10％本振光送至光电检测器PDB，90％本振光依次通过偏振分束器PBS、相位调制器PM和法拉第镜FM后也进入50/50分束器BS，与量子信号光发生干涉；50/50分束器BS的输出端连接Homodyne检测器；Homodyne检测器和光电检测器PDB的输出端均接入Bob端控制电路。相位调制器PM的作用是进行测量基选择。

本发明的CVQKD系统进行散粒噪声方差的实时监测方法，具体包括如下步骤：

步骤1，当Homodyne检测器没有光进入时，利用Homodyne检测器检测电噪声强度，并计算得到绝对电噪声方差

步骤2，在Bob端内部光路的量子信号光路上增加第一可调光衰减器ATT1，第一可调光衰减器ATT1用来调整量子信号光的强度；同时，在Bob端内部光路的本振光路上增加第二可调光衰减器ATT2，第二可调光衰减器ATT2用来调整本振光的强度；同时，在Bob端的本振光路加入一个分光比为10/90分束器BS，10％本振光送至光电检测器PDB；90％本振光送至50/50分束器BS；光电检测器PDB的输出端接入Bob端控制电路；

步骤3，将第一可调光衰减器ATT1调到最大衰减值，调整第二可调光衰减器ATT2，此时本振光强度P_Lo变化，在本振光强度P_Lo变化过程中通过Bob控制电路中的PCI6115数据采集卡采集多个Homodyne检测器检测到的电信号强度，并计算得到电信号方差N，数据采集卡的采集间隔为0.5dB，同时采集每个电信号方差N对应的本振光强度P_Lo；根据每个电信号方差N，通过下式计算其对应的散粒噪声方差N₀：

$N=N_0+{\mathrm{\υ}}_{{\mathrm{el}}_0}---\left(1\right)$

其中，N为电信号方差；N₀为散粒噪声方差；为绝对电噪声方差；

步骤4，根据步骤3记录的多个本振光强度值及多个电信号方差对应的散粒噪声方差，得到本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系，如图3所示：

N₀＝kP_Lo+n(2)

其中，P_Lo为本振光强度值，k为比例关系，n为偏移量。

步骤5，通过将实时采集到的本振光强度值P_Lo代入本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系式中，能够得到实时的散粒噪声方差。

量子密钥分发过程中，窃听者(Eve)对QKD系统的攻击/窃取方式主要有相干攻击(Coherentattacks)、个体攻击(Individualattacks)和集体攻击(Collectiveattacks)三种。与个体攻击相比，另外两种攻击需要使用量子内存，因此这两种攻击具有比个体攻击更强的威胁性。此外，在反向协商和高斯信源的条件下，集体攻击又比相干攻击更危险，对QKD系统的安全限制条件更苛刻。

因此，为了验证本发明的散粒噪声方差的实时监测方法的有效性，本发明的试验选择在集体攻击下的CVQKD协议基础上，进行安全性分析得到安全密钥率K_R。若K_R大于0，说明密钥分发是无条件安全的，因为Eve即使能够获取最大信息量，Alice和Bob获取的信息比Eve多；若K_R小于0，则说明密钥分发不安全，此时若Eve达到了获取最大信息量的能力，就可能会比Alice和Bob获得更多的密钥信息，这就存在安全隐患。

利用本发明的方法进行散粒噪声方差实时监测的情况下，系统安全性分析流程：

在集体攻击方式下，设通信双方为Alice和Bob，两者之间获得的安全密钥率定义为:

K_R＝βI_AB-χ_BE(3)

其中，β代表反向协商效率，为已知量；I_AB为Alice和Bob之间的互信息量；χ_BE为Eve可以获得的最大信息量；K_R为安全密钥率，K_R是用来判断CVQKD系统密钥分发能否安全传输的条件参数。

当Bob采用Homodyne检测时，Alice和Bob的互信息量I_AB表示为：

$I_{AB}=\frac{1}{2}{\log }_2\frac{V_B}{V_{B|A}}=\frac{1}{2}{\log }_2\frac{V+{\mathrm{\χ}}_{tot}}{1+{\mathrm{\χ}}_{tot}}---\left(4\right)$

V＝V_A+1(5)

式中，χ_hom＝(1+υ_el)/η-1，χ_line＝1/T-1+ε_c，χ_tot＝χ_line+χ_hom/T；

T为信道透过率，ε_c为信道过噪声，υ_el为归一化后的相对电噪声方差，η为检测器量子效率，V_A为Alice的调制方差，χ_line为信道输入过噪声，χ_hom为零差检测器的等效输入过噪声，χ_tot为总过噪声。

Eve能得到的最大信息量χ_BE受Holeve限的限制，对于高斯态，χ_BE可简化为：

${\mathrm{\χ}}_{BE}=\underset{i=1,2}{\Σ}G\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_i-1}{2}\right)-\underset{i=3,4,5}{\Σ}G\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_i-1}{2}\right),---\left(6\right)$

G(x)＝(x+1)log₂(x+1)-xlog₂x(7)

λ₁、λ₂和λ_3,4,5是表征量子系统的协方差矩阵的辛本征值。对应的辛本征值为：

${\mathrm{\λ}}_{1,2}^2=\frac{1}{2}\[A\±\sqrt{A^2-4B}\],---\left(8\right)$

A＝(V_A+1)²(1-2T)+2T+T²(V+χ_line)²(9)

B＝T²[(V_A+1)χ_line+1]²(10)

${\mathrm{\λ}}_{3,4}^2=\frac{1}{2}\[C\±\sqrt{C^2-4D}\],{\mathrm{\λ}}_5=1---\left(11\right)$

在Homodyne检测下，其中：

$C=\frac{{\mathrm{A\χ}}_{\mathrm{hom}}+(V_A+1)\sqrt{B}+T(V_A+1+{\mathrm{\χ}}_{line})}{T(V_A+1+{\mathrm{\χ}}_{tot})}---\left(12\right)$

$D=\sqrt{B}\frac{V_A+1+\sqrt{B}{\mathrm{\χ}}_{\mathrm{hom}}}{T(V+{\mathrm{\χ}}_{tot})}---\left(13\right)$

传统CVQKD系统稳定时，散粒噪声方差在安全性分析的过程中始终保持不变，因此认为其为固定值,N₀′为原始的散粒噪声方差。如果Eve通过控制本振光强度，导致系统散粒噪声方差的改变，此时存在实际的散粒噪声方差N₀，且N₀′≠N₀，这将导致信道的过噪声评估发生偏差，即此时实际过噪声为：

${\mathrm{\ϵ}}^{\′}={\mathrm{\ϵ}}_c+\frac{N_0-N_0^{\′}}{T^2}---\left(14\right)$

ε_c为原始散粒噪声方差对应的信道过噪声。

为了计算安全密钥率，过噪声都要归一化到散粒噪声方差单位。在安全性分析过程中，假设Eve未进行攻击，则实际的散粒噪声方差与原始的相同；假设Eve进行了集体攻击，导致系统的散粒噪声方差改变，则安全性分析过程中的以下五个参数在归一化后也随散粒噪声方差的改变而改变：

Alice的调制方差： $V_A^{\′}=\frac{V_A\×N_0^{\′}}{N_0}---\left(15\right)$

电噪声方差： ${\mathrm{\ν}}_{el}^{\′}=\frac{{\mathrm{\ν}}_{el}\×N_0^{\′}}{N_0}---\left(16\right)$

零差检测器的等效输入过噪声：

${\mathrm{\χ}}_{\mathrm{hom}}^{\′}=\frac{(1-\mathrm{\η}+v_{el}^{\′})}{\mathrm{\η}}---\left(17\right)$

信道输入过噪声： ${\mathrm{\χ}}_{line}^{\′}=\frac{1}{T}-1+{\mathrm{\ϵ}}^{\′}---\left(18\right)$

总过噪声：χ′_tot＝χ′_line+χ′_hom/T(19)

将公式14-公式19得到的Alice的调制方差、零差检测器的等效输入过噪声、信道输入过噪声和总过噪声代入公式3-公式13，得到安全密钥率；从而可以通过安全密钥率的值来判断密钥分发是否安全。

实施例1

如图4所示，本实施例给出了一种CVQKD系统，包括发送端和接收端，其中：

发送端与传统的CVQKD包括QKD光源、Alice端内部光路、时钟同步系统(SyncLaser)、波分复用器CWDM与Alice端控制电路；AM为幅度调制器；发送端采用波长为1550nm的激光光源模块，产生频率1MHz、脉冲宽度为1us，占空比为10％的信号光脉冲；时钟同步系统用于产生波长为1310nm的同步时钟脉冲，其频率为1MHz、脉冲宽度为1us，占空比为50％；QKD光源及同步光源的信号触发均通过Alice端的PCI6115数据采集卡产生。

接收端包括波分复用器CWDM、偏振控制器(PolarizationController)、光电转换器(PIN)、Bob端内部光路(Bobbox)、Homodyne检测器(HOM)、Bob端控制电路和光电检测器PDB；其中，Bob端内部光路包括偏振分束器PBS、50/50分束器BS、相位调制器PM、法拉第镜FM、第一可调光衰减器ATT1、第二可调光衰减器ATT2、10/90分束器BS。

波分复用器CWDM将发送端通过量子信道发送的信号光和时钟信号分开，信号光经过偏振控制器进行偏振校正；信号光经过偏振分束器PBS分为量子信号光Sig和本振光Lo；第一可调光衰减器ATT1设置在量子信号光路上，量子信号光进入50/50分束器BS；第一可调光衰减器ATT1用来调整信号光的强度；第二可调光衰减器ATT2和10/90分束器BS沿本振光的方向依次设置在本振光路上，第二可调光衰减器ATT2用来调整本振光的强度；经10/90分束器BS输出的10％本振光送至光电检测器PDB，90％本振光依次通过偏振分束器PBS、相位调制器PM和法拉第镜FM后也进入50/50分束器BS，与量子信号光发生干涉；50/50分束器BS的输出端连接Homodyne检测器；Homodyne检测器和光电检测器PDB的输出端均接入Bob端控制电路。

实施例2：

步骤1，当Homodyne检测器没有光进入时，利用Homodyne检测器检测电噪声强度并求得电噪声方差此时是绝对电噪声方差。而本发明的系统进行安全分析过程中需要得到归一化到散粒噪声方差的相对值υ_el。

步骤2，在Bob端内部光路的量子信号光路上增加第一可调光衰减器ATT1，第一可调光衰减器ATT1用来调整量子信号光的强度；同时，在Bob端内部光路的本振光路上增加第二可调光衰减器ATT2，第二可调光衰减器ATT2用来调整本振光的强度；同时，在Bob端的本振光路加入一个分光比为10/90分束器BS，10％本振光送至光电检测器PDB；90％本振光送至50/50分束器BS；光电检测器的输出端接入Bob端控制电路；

步骤3，将第一可调光衰减器ATT1调到最大衰减值，调整第二可调光衰减器ATT2，此时本振光强度P_Lo变化，在本振光强度P_Lo变化过程中通过Bob控制电路中的PCI6115数据采集卡采集多个Homodyne检测器检测到的电信号强度并求得电信号方差N，数据采集卡的采集间隔为0.5dB，同时采集每个电信号方差N对应的本振光强度P_Lo；根据每个电信号方差N，通过下式计算其对应的散粒噪声方差N₀：

$N=N_0+{\mathrm{\υ}}_{{\mathrm{el}}_0}---\left(1\right)$

其中，N为电信号方差；N₀为散粒噪声方差；为绝对电噪声方差；

步骤4，根据步骤3记录的多个本振光强度值及多个电信号方差对应的散粒噪声方差，得到本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系：

N₀＝kP_Lo+n(2)

其中，P_Lo为本振光强度值，k为比例关系，n为偏移量。

步骤5，通过将实时采集到的本振光强度值P_Lo代入本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系，能够得到实时的散粒噪声方差。

根据本发明的步骤3记录的多个本振光强度值及多个电信号方差对应的散粒噪声方差如图3中的实线所示，得到本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系如图3中的虚线所示，其表达式为N₀＝1.5P_Lo+16。

在Alice端本振路加入第三可调光衰减器(ATT3)如图4所示改变本振光强，来模拟Eve对本振光强的攻击；利用表达式N₀＝1.5P_Lo+16得到实时的散粒噪声方差；根据测得实时散粒噪声方差并计算出密钥率，从而能够评估系统的安全性。安全性分析流程中，V_A＝19.9，ε_c＝0.02，η＝0.6025，β＝0.89。每隔0.5dB记录一次数据，得到不同散粒噪声方差下对应的密钥率。如图5实线所示。

实验结论：

如图5所示虚线为仿真系统在不同散粒噪声方差下对密钥率分布，实线为测得实时散粒噪声方差及对应密钥率的关系曲线。由数据分布可以看出，密钥率在散粒噪声方差为398(mV²)时小于零，表明系统存在致命安全隐患，Eve此时可能通过改变散粒噪声方差来窃取密钥，此时就发现密钥分发存在安全隐患。

Claims (4)

1.一种CVQKD系统，包括发送端和接收端，其特征在于，所述接收端包括波分复用器、偏振控制器、光电转换器、Bob端内部光路、Homodyne检测器、Bob端控制电路和光电检测器；其中，所述Bob端内部光路包括偏振分束器、50/50分束器、相位调制器、法拉第镜、第一可调光衰减器、第二可调光衰减器和10/90分束器；

所述波分复用器将发送端通过量子信道发送的信号光和时钟信号分开，信号光经过偏振控制器进行偏振校正；信号光经过偏振分束器分为量子信号光和本振光；第一可调光衰减器设置在量子信号光路上，量子信号光进入50/50分束器；第二可调光衰减器和10/90分束器沿本振光的方向依次设置在本振光路上；经10/90分束器输出的10％本振光送至光电检测器，90％本振光依次通过偏振分束器、相位调制器和法拉第镜后也进入50/50分束器，与量子信号光发生干涉；50/50分束器的输出端连接Homodyne检测器；Homodyne检测器和光电检测器的输出端均接入Bob端控制电路。

2.一种权利要求1所述的CVQKD系统进行散粒噪声方差的实时监测方法，包括步骤1，当Homodyne检测器没有光进入时，利用Homodyne检测器检测电噪声强度，并计算得到绝对电噪声方差

其特征在于，还包括如下其他步骤：

步骤2，在Bob端内部光路的量子信号光路上增加第一可调光衰减器，第一可调光衰减器用来调整量子信号光的强度；同时，在Bob端内部光路的本振光路上增加第二可调光衰减器，第二可调光衰减器用来调整本振光的强度；同时，在Bob端的本振光路加入一个分光比为10/90分束器，10％本振光送至光电检测器；90％本振光送至50/50分束器；光电检测器的输出端接入Bob端控制电路；

步骤3，将第一可调光衰减器调到最大衰减值，调整第二可调光衰减器，此时本振光强度P_Lo变化，在本振光强度P_Lo变化过程中通过Bob控制电路中的数据采集卡采集多个Homodyne检测器检测到的电信号强度，并计算得到电信号方差N，同时采集每个电信号方差N对应的本振光强度P_Lo；根据每个电信号方差N，通过下式计算其对应的散粒噪声方差N₀：

其中，N为电信号方差；N₀为散粒噪声方差；为绝对电噪声方差；

步骤4，根据步骤3记录的多个本振光强度值及多个电信号方差对应的散粒噪声方差，得到本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系，如图3所示：

N₀＝kP_Lo+n(2)

其中，P_Lo为本振光强度值，k为比例关系，n为偏移量。

步骤5，将实时采集到的本振光强度值P_Lo代入所述本振光强度与散粒噪声方差的线性拟合关系中，得到实时的散粒噪声方差。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3中所述数据采集卡采用PCI6115数据采集卡。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3中数据采集卡的采集间隔为0.5dB。