CN115173945A - 基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明基于已有的经典双纤通信方案，例如IPRAN、SDH以及OTN等双纤通信场景，提出了一种经典‑量子波分复用方法及装置，其中借助FWDM的特殊性能并结合双纤结构，提出将用于量子密钥分发的光信号分散于不同光纤上进行传输，保证在不对经典通信设备进行过多“干预”或“处理”的前提下，使量子密钥分发(QKD)设备正常工作，且经典通信设备保持正常无误码运转。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种基于经典双纤通信实现的经典-量子波分复用方法及装置。
背景技术
量子保密通信是不同于经典通信的一种保密通信方式，能够通过量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)在通信双方之间产生完全一致的无条件安全的密钥，该密钥通过“一次一密”的方式加密经典信息，即能够保证信息传递的安全性，因而受到广泛关注。量子保密通信网络在建设中存在一个突出问题，即量子信息与经典信息需要采用不同光纤分别完成传输任务，因此量子保密通信网络的建设要比一般通信网络的建设多消耗近一倍的光纤数量，从而占用了光纤通信网络的大量资源。在实用化的量子保密通信网络中，通常采用波分复用的技术或方法来部署QKD相关设备，使之与经典通信网络融合，可节省大量光纤资源，降低部署成本，有利于QKD技术的推广和普及。
在图1所示的现有技术中，公开了一种经典-量子波分复用的方法和装置(例如参见中国专利申请CN107465502 A)，其中通过特定波段的合波器及分波器实现经典光信号和量子光信号共纤传输，并且通过分配经典光信号的波长和量子光信号的波长，来降低经典光信号拉曼散射噪声对量子光信号的影响。
图2示出了现有技术的另一种经典-量子波分复用系统(例如参见中国专利申请CN110830121 A)，其中通过减小经典光信号脉宽的占空比，来降低其拉曼散射效应对量子光信号的影响，从而实现两者共纤传输，且互不干扰。
图3示出了现有技术的一种共纤传输发送设备和方法、接收设备和方法(例如参见中国专利申请CN 109391332 A)，其中通过对经典光的功率进行调整，结合合波器和分波器，实现经典量子信号共纤传输。
如上所述，在已有的经典-量子波分复用方案中，经典信号和量子信号在共纤传输过程中，为了降低经典光信号(包括QKD所需的上下行协商信号)对量子光信号的影响，往往需要对经典光信号做一定的“处理”。这种处理的方法可能会包括：降低经典光的光强、压窄经典光的光脉冲宽度，甚至需要对经典光的波长资源进行重新分配。这些处理手段虽可能会使量子信号可以不受影响地在光纤中传输，但也会给既有网络中的经典信号以及QKD协商信号带来了较多的不确定性，在一定程度上降低经典通信的质量，例如在经典通信中出现丢包、误码等情况，这使得既有网络中的通信业务及QKD协商效率受到影响。
在发送方共纤传输之前加入可调光衰减器，降低经典光信号的功率，是大多数现有技术为实现经典-量子信号共纤传输普遍采用的方法之一。虽说经典光设备信号在实际部署时确实可能预留了一部分光功率，一定程度上有光功率富余，但这些富余本身是为了应对经典通信过程中出现异常的插损增加(如光纤弯曲较大、端面有些污染等情况的出现)时，在一定范围内，经典通信仍然可正常进行而预留的功率。
为了在时域上降低经典光的干扰时间，现有技术甚至还提出对经典通信设备的光脉冲信号的脉宽进行调整压缩，这不仅在技术上有较大的风险，而且在具体实施过程中，经典通信运营商从管理角度为了保证经典通信质量，也难以同意对经典光脉宽进行调整，这会涉及对经典光信号的驱动电路进行改造，风险极大，因而压缩经典光脉宽的方法几乎只是可以在理论和实验中进行尝试，在既有经典网络已部署成型的情形下，几乎不具备可操作性。
通过对经典信号和量子信号的波长资源进行再分配，来降低经典光噪声的影响，在新建网络时，或许可以统筹考虑一并实施。但目前通过波分复用的方式部署QKD时，经典网络往往早已建设完毕，其波长资源早已成体系，并处于运转之中，并非允许轻易对其波长资源进行重新分配，因而该方法在实施经典-量子共纤传输时也很难具备可行性。
发明内容
为了解决上述已有方案存在的不足之处，本申请基于已有的经典双纤通信方案，例如IPRAN、SDH以及OTN等双纤通信场景，提出了一种经典-量子波分复用方法及装置，其中借助FWDM的特殊性能并结合双纤结构，提出将用于量子密钥分发的光信号分散于不同光纤上进行传输，保证在不对经典通信设备进行过多“干预”或“处理”的前提下，使量子密钥分发(QKD)设备正常工作，且经典通信设备保持正常无误码运转。
具体而言，本发明的第一方面涉及一种基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法，其包括波长匹配步骤和波分复用步骤，其中：
在所述波长匹配步骤，将经典光信号的波长选择成处于第一和第二波段中的一个内，并将量子光信号的波长选择成处于所述第一和第二波段中的另一个内，其中，所述第一波段为O波段，所述第二波段为S波段或C波段或L波段；
在所述波分复用步骤中，利用第一FWDM允许所述量子光信号和第一经典光信号复用第一光纤以在其中共纤传输；以及，利用第二FWDM允许协商光信号和第二经典光信号复用第二光纤以在其中共纤传输。
进一步地，该经典-量子波分复用方法还可以包括解复用步骤，其中：利用第三FWDM允许在所述第一光纤中传输的所述量子光信号和第一经典光信号解复用，以使所述量子光信号和第一经典光信号在不同光路中传输；以及，利用第四FWDM允许在所述第二光纤中传输的所述协商光信号和第二经典光信号解复用，以使所述协商光信号和第二经典光信号在不同光路中传输。
更进一步地，该经典-量子波分复用方法还可以包括使所述协商光信号中的上行和下行协商光信号关于所述FWDM中的同一端口共用同一光纤传输的步骤。
优选地，借助CWDM允许所述上行和下行协商光信号共用同一光纤传输。
进一步地，所述第一和第三FWDM允许所述第一经典光信号透射通过，以及所述量子光信号反射通过；并且/或者，所述第二和第四FWDM允许所述第二经典光信号透射通过，以及所述协商光信号反射通过。
进一步地，所述经典光信号的波长处于O波段，所述量子光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，且所述FWDM具有1260-1360nm的透射带宽和1400-1650nm的反射带宽；或者，所述经典光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，所述量子光信号的波长处于O波段，且所述FWDM具有1400-1650nm的透射带宽和1260-1360nm的反射带宽。
本发明的第二方面涉及一种基于经典双纤通信的经典-量子波分复用装置，其用于实现经典光信号与量子光信号及协商光信号的波分复用，所述经典光信号的波长处于第一和第二波段中的一个内，所述量子光信号的波长选择成处于所述第一和第二波段中的另一个内，且所述第一波段为O波段，所述第二波段为S波段或C波段或L波段，其中：
所述经典-量子波分复用装置包括通过第一光纤连接的第一FWDM和第三FWDM，以及通过第二光纤连接的第二FWDM和第四FWDM；
所述第一FWDM设置成允许第一经典光信号与所述量子光信号复用所述第一光纤以共纤传输；
所述第三FWDM设置成允许在所述第一光纤上共纤传输的所述第一经典光信号和所述量子光信号解复用；
所述第二FWDM设置成允许第二经典光信号和所述协商光信号复用所述第二光纤以共纤传输；
所述第四FWDM设置成允许在所述第二光纤上共纤传输的所述第二经典光信号和所述协商光信号解复用。
进一步地，在所述第一和第三FWDM中，透射端被设置用于所述第一经典光信号，反射端被设置用于所述量子光信号，且公共端通过所述第一光纤连接；在所述第二和第四FWDM中，透射端被设置用于所述第二经典光信号，反射端被设置用于所述协商光信号，且公共端通过所述第二光纤连接。
更进一步地，该经典-量子波分复用装置还可以包括第一和/或第二波分复用器，且所述协商光信号包括上行协商光和下行协商光，其中：
所述第一波分复用器被设置用于允许所述上行和下行协商光信号复用连接于所述第一波分复用器与第四FWDM之间的光纤传输；
所述第二波分复用器被设置用于允许所述上行和下行协商光信号复用连接于所述第二波分复用器与第二FWDM之间的光纤传输。
优选地，所述波分复用器为CWDM。
进一步地，该经典-量子波分复用装置还可以包括至少一个第一波分复用组件，以及至少一个第二波分复用组件，其中：
所述第一波分复用组件被设置在所述第一和第三FWDM之间的第一光纤上，用于允许将所述第一光纤上的第一经典光信号和量子光信号解复用，以及使所述第一经典光信号和量子光信号再次复用所述第一光纤；
所述第二波分复用组件被设置在所述第二和第四FWDM之间的第二光纤上，用于允许将所述第二光纤上的第二经典光信号和协商光信号解复用，以及使所述第二经典光信号和协商光信号再次复用所述第二光纤。
更进一步地，所述第一波分复用组件包括设置于所述第一光纤上的第五和第六FWDM，且所述第五和第六FWDM被设置成允许所述第一经典光信号透射通过，所述量子光信号反射通过；以及/或者，所述第二波分复用组件包括设置于所述第二光纤上的第七和第八FWDM，且所述第七和第八FWDM被设置成允许所述第二经典光信号透射通过，所述协商光信号反射通过。
进一步地，所述经典光信号的波长处于O波段，所述量子光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，且所述FWDM具有1260-1360nm的透射带宽和1400-1650nm的反射带宽；或者，所述经典光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，所述量子光信号的波长处于O波段，且所述FWDM具有1400-1650nm的透射带宽和1260-1360nm的反射带宽。
可选地，该经典-量子波分复用装置适用于SDH、IPRAN或OTN经典双纤通信场景。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图来获得其他的附图。
图1-3分别示出了现有技术的经典-量子波分复用方案；
图4示出了根据本发明的基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法及装置的第一示例性实施方式；
图5示出了根据本发明的基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法及装置的第二示例性实施方式；
图6示出了根据本发明的基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法及装置的第三示例性实施方式。
具体实施方式
在下文中，本发明的示例性实施例将参照附图来详细描述。下面的实施例以举例的方式提供，以便充分传达本发明的精神给本发明所属领域的技术人员。因此，本发明不限于本文公开的实施例。
在本发明中，发明人对现有经典双纤通信网络环境下(例如IPRAN、SDH和OTN等)，经典通信设备的波长资源占用情况进行统计分析发现，经典通信设备主要占用光纤通信波长的O波段(1260-1360nm)或者S/C/L波段(1460-1625nm)，并且，上下行经典光信号一般只会占用O波段或S/C/L波段之一。例如，对于OTN通信网络场景，在进行经典通信时，监控光信号的波长为1510nm，同时业务光信号的波长为1528-1567nm，两者仅占用了S/C/L波段中的一部分，未占用O波段。基于此，本发明提出一种基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法。
在根据本发明的经典-量子波分复用方法中，可以包括波长匹配步骤，即：将经典光信号的波长选择成处于第一和第二波段中的一个内，同时将量子光信号的波长选择成处于第一和第二波段中的另一个内。
在本发明中，第一波段可以为O波段(1260-1360nm)，第二波段可以为S波段或C波段或L波段(1460-1625nm)。
量子光信号可以包括QKD(量子密钥分发)信号光和QKD同步光。
进一步地，在本发明的经典-量子波分复用方法中还可以包括波分复用步骤，即：利用第一滤波式波分复用器(FWDM)允许量子光信号与第一经典光信号进行合波复用，使得量子光信号和第一经典光信号能够在第一光纤中共纤传输；以及，利用第二FWDM允许协商光信号与第二经典光信号进行合波复用，使得协商光信号和第二经典光信号能够在第二光纤中共纤传输。
在本发明中，协商光信号的波长应当被选择成不同于第二经典光信号，以便能够允许进行波分复用。
进一步地，根据本发明的经典-量子波分复用方法还可以包括解复用步骤，即：利用第三FWDM允许在第一光纤中传输的量子光信号和第一经典光信号解复用，使得量子光信号和第一经典光信号在不同光路中传输；以及，利用第四FWDM允许在第二光纤中传输的协商光信号和第二经典光信号解复用，使得协商光信号和第二经典光信号在不同光路中传输。
作为优选示例，第一和第三FWDM可以具有相同结构，第二和第四FWDM可以具有相同结构。
作为优选示例，第一和第三FWDM可以被选择成允许第一经典光信号透射通过，且量子光信号反射通过；第二和第四FWDM可以被选择成允许第二经典光信号透射通过，且协商光信号反射通过。因此，在波分复用步骤中，可以使第一或第二经典光信号由FWDM的透射端入射，量子光信号或协商光信号由FWDM的反射端入射，经合波复用后由公共端将第一经典光信号和量子光信号输出至第一光纤，或者将第二经典光信号和协商光信号输出至第二光纤。在解复用步骤中，可以使第一光纤上的第一经典光信号和量子光信号或者第二光纤上的第二经典光信号和协商光信号由FWDM的公共端入射，经解复用后由FWDM的透射端输出第一经典光信号或第二经典光信号，并由FWDM的反射端输出量子光信号或者协商光信号。
作为示例，第一和第二光纤可以分别为用于经典双纤通信中的上行光纤和下行光纤，第一和第二经典光信号可以分别为上行经典光信号和下行经典光信号。
因此，在本发明中，借助FWDM和双纤配置，将量子密钥分发过程中的四种光信号，即QKD信号光、QKD同步光、上行协商光和下行协商光均分到上下行光纤中，可以完全去除协商光信号对QKD信号光的影响，使得QKD信号光只受到一路经典光信号的影响，由此消除现有技术存在的上述问题。同时,无需对经典光信号进行任何额外的处理，由此保证量子通信与经典通信之间不发生互扰，有效保证通信质量，同时降低系统复杂性。此外，由于FWDM的透射端或反射端的通带比较宽，例如透射带宽为1260-1360nm，反射带宽为1400-1650nm，或者透射带宽为1400-1650nm，反射带宽为1260-1360nm，其比现有技术中常用于波分复用的粗波分复用器(CWDM)或密集波分复用器(DWDM)等器件而言，对经典光信号的光谱滤除效应更小，带来的插损更小，不易造成经典通信的误码。
进一步地，由于协商光信号包括上行和下行协商光信号，因此，本发明的经典-量子波分复用方法还可以包括使上行和下行协商光信号关于同一FWDM的同一端口共用同一光纤传输的步骤。
例如，借助该步骤，上行协商光和下行协商光可以共用与第二(或第四)FWDM的反射端连接的光纤进行传输，即：上行协商光可以经由与第四FWDM的反射端连接的光纤输入第四FWDM，且由第二光纤经第四FWDM的公共端输入的下行协商光可以由反射端输出至该光纤。
根据本发明，该步骤可以借助CWDM来实现。
此外，对于上行和下行协商光，可以分别利用相应波长的SFP光模块(交换机)对其进行收发处理。
图4示出了根据本发明的经典-量子波分复用装置的第一示例性实施方式，以便更清楚地理解本发明的原理。
如图4所示，经典双纤通信网络可以包括经典通信设备A和B，以及连接于两者之间用于传输经典光信号的第一和第二光纤。
用于经典通信的经典通信设备A和B可以采用处于O波段(1260-1360nm)内的波长。
因此，与之相匹配地，用于量子密钥分发的QKD设备A和B可以选择采用S/C/L波段(1460-1625nm)内的波长。例如，QKD信号光的波长可以为1550nm，QKD同步光的波长可以为1570nm。
经典-量子波分复用装置可以包括通过第一光纤连接的第一FWDM和第三FWDM，以及通过第二光纤连接的第二FWDM和第四FWDM。其中，第一和第四FWDM可以设置在发送端内，第二和第三FWDM可以设置在接收端内。
经典通信设备A可以生成并输出第一经典光信号，例如上行经典光信号。
QKD设备A可以生成并输出QKD信号光和QKD同步光，以及上行协商光。
第一FWDM可以被设置成允许将第一经典光信号与QKD信号光和QKD同步光合波复用，输入并在第一光纤上共纤传输。
在该实施方式中，第一FWDM可以允许第一经典光信号透射通过，QKD信号光和QKD同步光反射通过。因此，第一FWDM的透射端和反射端可以分别与经典通信设备A和QKD设备A的输出端相连接。
第三FWDM可以被设置成允许在第一光纤上共纤传输的第一经典光信号、QKD信号光和QKD同步光解复用，从而使第一经典光信号与QKD信号光和QKD同步光分别沿不同光路传输。
在该实施方式中，第三FWDM同样可以允许第一经典光信号透射通过，QKD信号光和QKD同步光反射通过。因此，第三FWDM的透射端和反射端可以分别与经典通信设备B和QKD设备B的输入端相连接。
经典通信设备B可以生成并输出第二经典光信号，例如下行经典光信号。
QKD设备B可以生成并输出下行协商光。
第二FWDM可以被设置成允许使第二经典光信号与协商光信号复用第二光纤以共纤传输。
在该实施方式中，第二FWDM可以允许第二经典光信号透射通过，协商光信号反射通过。因此，第二FWDM的透射端和反射端可以分别与经典通信设备B和QKD设备B形成连接。
因此，第二经典光信号和下行协商光可以经第二FWDM的透射端和反射端输入，并经公共端输出至第二光纤中，从而在第二光纤中共纤传输；同时，第二光纤中的上行协商光可以由第二FWDM的公共端输入，并经反射端输出。
第四FWDM可以被设置成允许在第二光纤上共纤传输的第二经典光信号与协商光信号解复用，从而使第二经典光信号与协商光信号分别沿不同光路传输。
在该实施方式中，第四FWDM可以允许第二经典光信号透射通过，协商光信号反射通过。因此，第四FWDM的透射端和反射端可以分别与经典通信设备A和QKD设备A形成连接。
因此，第二光纤中的第二经典光信号和下行协商光可以由第四FWDM的公共端输入，并分别经透射端和反射端输出；同时，上行协商光可以由第四FWDM的反射端输入，并经公共端输出至第二光纤中。
如图4所示，第一经典光信号可以为上行经典光信号，第一光纤为上行光纤；第二经典光信号为下行经典光信号，第二光纤为下行光纤。
进一步地，经典-量子波分复用装置还可以包括第一和第二CWDM。
第一CWDM可以设置在发送端内，用于允许上行和下行协商光信号复用光纤，从而共用第一CWDM与第四FWDM之间的光纤传输。
第二CWDM可以被设置在接收端，用于允许上行和下行协商光信号复用光纤，从而共用第二CWDM与第二FWDM之间的光纤传输。
本领域技术人员能够理解，上行和下行协商光的波长可以被选择成允许借助CWDM进行波分复用，以及借助FWDM与第二经典光信号进行波分复用。例如，上行和下行协商光信号可以分别具有1550和1570nm的波长。
由于FWDM具有较宽的透射光谱范围，其可以覆盖1260-1360nm整个波段范围，因此，对于1310波段的经典通信设备A、B而言，即使其光谱发生漂移或者展宽，也不会明显增加其损耗，而如现有技术那样采用CWDM或DWDM来替代FWDM，则会带来较大的额外光谱损耗，容易引起经典通信出现误码现象。经测试可知，在本发明的经典-量子波分复用方法中，借助FWDM提供光信号的波分复用和解复用，其引入的总损耗仅1dB左右，对经典通信无明显影响，完全在其功率冗余范围内。由此可见，借助本发明的经典-量子波分复用方法及装置，可以在不影响经典通信的同时，避免例如协商光对量子光信号的影响，确保量子通信的有效实现。
图5示出了经典-量子波分复用装置的第二示例性实施方式。出于简洁的目的，下文将仅具体说明该第二实施方式与第一实施方式之间的不同之处，相同之处将不再赘述。
如图5所示，第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于：经典通信设备A和B采用处于1550波段(含1480-1600nm)内的波长。
相匹配地，用于量子密钥分发的QKD设备A和B可以选择采用1310波段内的波长。例如，QKD信号光的波长可以为1310nm，QKD同步光的波长可以为1350nm。
相应地，第一和第三FWDM可以被选择成允许第一经典光信号透射通过，且使QKD信号光和QKD同步光反射通过。第二和第四FWDM可以被选择成允许第二经典光信号透射通过，且使协商光信号反射通过。
同样地，由于FWDM具有较宽的透射光谱范围，其可以覆盖1400-1650nm整个波段范围。因此，即使在OTN网络环境下，经典通信设备的发光光谱范围较宽，不仅有1510nm监控光，还有密集波分复用各通道光，借助本发明提出的借助FWDM实现的经典-量子波分复用方法和装置，也可以有效避免常规CWDM或DWDM器件组合对经典设备光造成的额外光谱插损，降低经典通信出现误码的风险。
图6示出了经典-量子波分复用装置的第三示例性实施方式，其用于经典光信号在经过某些节点时需要经过光-电-光转换的应用场景。
如图6所示，第三实施方式与第一及第二实施方式的不同之处主要在于：在第一和第三FWDM之间的第一光纤上还设置有至少一个第一波分复用组件，且在第二和第四FWDM之间的第二光纤上还设置有至少一个第二波分复用组件。
在该实施方式中，第一波分复用组件用于允许将第一光纤上的第一经典光信号和量子光信号(其包括QKD信号光和QKD同步光)解复用，以便能够例如在其他经典通信设备中对第一经典光信号进行光-电-光转换，以及将经转换的第一经典光信号和量子光信号合波复用，输入并在第一光纤上传输。
具体而言，第一波分复用组件可以包括设置于第一光纤上的第五和第六FWDM，其中：第五和第六FWDM可以允许第一经典光信号透射通过，QKD信号光和QKD同步光反射通过。
因此，在第一波分复用组件中，第五和第六FWDM的透射端可以借助第一光纤(其上设有其他经典通信设备)形成光学连接，反射端则通过另一光纤连接。
第二波分复用组件用于允许将第二光纤上的第二经典光信号和协商光信号解复用，以便能够例如在其他经典通信设备中对第二经典光信号进行光-电-光转换，以及将经转换的第二经典光信号和协商光信号合波复用，输入并在第二光纤上传输。
具体而言，第二波分复用组件可以包括设置于第二光纤上的第七和第八FWDM，其中：第七和第八FWDM可以允许第二经典光信号透射通过，协商光信号反射通过。
因此，在第二波分复用组件中，第七和第八FWDM的透射端可以借助第二光纤(其上设有其他经典通信设备)形成光学连接，反射端则通过另一光纤连接。
由此，例如可以允许经典光信号在传输过程中经过一些节点时，在例如其他经典通信设备中进行必要地光-电-光转换，同时不会影响量子光信号。
由上文可知，本发明基于创造性地研究工作，提出充分利用经典双纤通信应用环境，巧妙地借助FWDM器件将用于量子密钥分发中的QKD信号光、QKD同步光以及上行和下行协商光信号均分到两个光纤中传输，避免所有四路信号在同一光纤中传输时，QKD信号光受到的拉曼噪声影响。其中，由于FWDM器件相对常规的CWDM或DWDM合波和分波器件，具有光谱透过率高、插损小等特点，允许经典光信号通过的波长范围更宽，因此，经典光信号的波长在一定范围内出现波动也不会受到器件带宽影响，不易造成经典通信的误码，有效增加了波分复用系统的稳定性。
借助本发明，在城域网的特定经典通信传输距离下(如10km)，仅需在既有经典通信光纤收发端串入FWDM器件，QKD设备制造商根据FWDM器件性能适配相关接口及波段，即可实现经典-量子信号共纤传输，FWDM器件仅增加少量链路损耗(典型约为1dB左右)，不需要对经典光进行光强衰减、脉宽调整等操作，避免对经典光通信造成误码等风险，既有网络中的通信业务及QKD协商效率不会受到影响，尤其有利于量子通信网络的布设和应用，特别适用于SDH、IPRAN或OTN等经典双纤通信业务场景下。
尽管前面结合附图通过具体实施例对本发明进行了说明，但是，本领域技术人员容易认识到，上述实施例仅仅是示例性的，用于说明本发明的原理，其并不会对本发明的范围造成限制，本领域技术人员可以对上述实施例进行各种组合、修改和等同替换，而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (14)
1.一种基于经典双纤通信的经典-量子波分复用方法，其包括波长匹配步骤和波分复用步骤，其中：
在所述波长匹配步骤，将经典光信号的波长选择成处于第一和第二波段中的一个内，并将量子光信号的波长选择成处于所述第一和第二波段中的另一个内，其中，所述第一波段为O波段，所述第二波段为S波段或C波段或L波段；
在所述波分复用步骤中，利用第一FWDM允许所述量子光信号和第一经典光信号复用第一光纤以在其中共纤传输；以及，利用第二FWDM允许协商光信号和第二经典光信号复用第二光纤以在其中共纤传输。
2.如权利要求1所述的经典-量子波分复用方法，其还包括解复用步骤，其中：
利用第三FWDM允许在所述第一光纤中传输的所述量子光信号和第一经典光信号解复用，以使所述量子光信号和第一经典光信号在不同光路中传输；以及，
利用第四FWDM允许在所述第二光纤中传输的所述协商光信号和第二经典光信号解复用，以使所述协商光信号和第二经典光信号在不同光路中传输。
3.如权利要求2所述的经典-量子波分复用方法，其还包括使所述协商光信号中的上行和下行协商光信号关于所述FWDM中的同一端口共用同一光纤传输的步骤。
4.如权利要求3所述的经典-量子波分复用方法，其中，借助CWDM允许所述上行和下行协商光信号共用同一光纤传输。
5.如权利要求2所述的经典-量子波分复用方法，其中：
所述第一和第三FWDM允许所述第一经典光信号透射通过，以及所述量子光信号反射通过；并且/或者，
所述第二和第四FWDM允许所述第二经典光信号透射通过，以及所述协商光信号反射通过。
6.如权利要求1-5中任一项所述的经典-量子波分复用方法，其中：
所述经典光信号的波长处于O波段，所述量子光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，且所述FWDM具有1260-1360nm的透射带宽和1400-1650nm的反射带宽；或者，
所述经典光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，所述量子光信号的波长处于O波段，且所述FWDM具有1400-1650nm的透射带宽和1260-1360nm的反射带宽。
7.一种基于经典双纤通信的经典-量子波分复用装置，其用于实现经典光信号与量子光信号及协商光信号的波分复用，所述经典光信号的波长处于第一和第二波段中的一个内，所述量子光信号的波长选择成处于所述第一和第二波段中的另一个内，且所述第一波段为O波段，所述第二波段为S波段或C波段或L波段，其中：
所述经典-量子波分复用装置包括通过第一光纤连接的第一FWDM和第三FWDM，以及通过第二光纤连接的第二FWDM和第四FWDM；
所述第一FWDM设置成允许第一经典光信号与所述量子光信号复用所述第一光纤以共纤传输；
所述第三FWDM设置成允许在所述第一光纤上共纤传输的所述第一经典光信号和所述量子光信号解复用；
所述第二FWDM设置成允许第二经典光信号和所述协商光信号复用所述第二光纤以共纤传输；
所述第四FWDM设置成允许在所述第二光纤上共纤传输的所述第二经典光信号和所述协商光信号解复用。
8.如权利要求7所述的经典-量子波分复用装置，其中：
在所述第一和第三FWDM中，透射端被设置用于所述第一经典光信号，反射端被设置用于所述量子光信号，且公共端通过所述第一光纤连接；
在所述第二和第四FWDM中，透射端被设置用于所述第二经典光信号，反射端被设置用于所述协商光信号，且公共端通过所述第二光纤连接。
9.如权利要求7或8所述的经典-量子波分复用装置，其还包括第一和/或第二波分复用器，且所述协商光信号包括上行协商光和下行协商光，其中：
所述第一波分复用器被设置用于允许所述上行和下行协商光信号复用连接于所述第一波分复用器与第四FWDM之间的光纤传输；
所述第二波分复用器被设置用于允许所述上行和下行协商光信号复用连接于所述第二波分复用器与第二FWDM之间的光纤传输。
10.如权利要求9所述的经典-量子波分复用装置，其中，所述波分复用器为CWDM。
11.如权利要求7所述的经典-量子波分复用装置，其还包括至少一个第一波分复用组件，以及至少一个第二波分复用组件，其中：
所述第一波分复用组件被设置在所述第一和第三FWDM之间的第一光纤上，用于允许将所述第一光纤上的第一经典光信号和量子光信号解复用，以及使所述第一经典光信号和量子光信号再次复用所述第一光纤；
所述第二波分复用组件被设置在所述第二和第四FWDM之间的第二光纤上，用于允许将所述第二光纤上的第二经典光信号和协商光信号解复用，以及使所述第二经典光信号和协商光信号再次复用所述第二光纤。
12.如权利要求11所述的经典-量子波分复用装置，其中：
所述第一波分复用组件包括设置于所述第一光纤上的第五和第六FWDM，且所述第五和第六FWDM被设置成允许所述第一经典光信号透射通过，所述量子光信号反射通过；以及/或者，
所述第二波分复用组件包括设置于所述第二光纤上的第七和第八FWDM，且所述第七和第八FWDM被设置成允许所述第二经典光信号透射通过，所述协商光信号反射通过。
13.如权利要求7-12中任一项所述的经典-量子波分复用装置，其中：
所述经典光信号的波长处于O波段，所述量子光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，且所述FWDM具有1260-1360nm的透射带宽和1400-1650nm的反射带宽；或者，
所述经典光信号的波长处于S波段或C波段或L波段，所述量子光信号的波长处于O波段，且所述FWDM具有1400-1650nm的透射带宽和1260-1360nm的反射带宽。
14.如权利要求7所述的经典-量子波分复用装置，其适用于SDH、IPRAN或OTN经典双纤通信场景。
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