CN115622690A - 一种导频光无串扰的本地本振cv-qkd系统及方法 - Google Patents

一种导频光无串扰的本地本振cv-qkd系统及方法 Download PDF

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CN115622690A CN202211031232.4A CN202211031232A CN115622690A CN 115622690 A CN115622690 A CN 115622690A CN 202211031232 A CN202211031232 A CN 202211031232A CN 115622690 A CN115622690 A CN 115622690A
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Abstract

本发明提供了一种导频光无串扰的本地本振CV‑QKD系统及方法，包括Alice端：第一激光器、第一分束器、量子密钥产生模块、IQ调制器、光衰减器、偏振合束器；Bob端：偏振分束器、第二激光器、第二分束器、相位调制模块、第一光耦合器和第二光耦合器、第一平衡探测模块和第二平衡探测模块、模数转换模块、数字信号处理模块及数据后处理模块；在Alice端将量子信号光与经典导频光进行宽频间隔传输，在Bob端将经典导频光进行相位调制，将相位调制后的+1阶边带重新作为所需经典导频光；本发明能够有效消除经典导频光对量子信号光的光纤信道串扰，降低系统链路噪声，同时有效降低了量子信号光和经典导频光的探测带宽，节约系统成本。

Description

一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统及方法
技术领域
本发明涉及量子保密通信技术领域，特别涉及一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统及方法。
背景技术
当前，连续变量量子密钥分发(Continuous Variable Quantum KeyDistribution,CV-QKD)由于将量子密钥信息编码在互不对易的光场正则分量上，以零/外差相干检测解码信息，无需单光子源和单光子探测器，器件与经典相干光通信系统兼容(器件成熟且带宽大)，具有高重复频率和高安全码率等优势，在信息安全领域具有重大战略需求和实际应用价值。
当前CV-QKD主要有随路本振CV-QKD和本地本振CV-QKD两种技术方案，其中本地本振CV-QKD系统由于将本振光置于Bob端，从根本上摆脱了随路本振CV-QKD系统中本振光的强度瓶颈和安全漏洞问题。但是本地本振CV-QKD系统不可避免地需要随路传输一路经典导频光来精确补偿两个不同激光器和信道扰动而引入的快速相位变化。为此需借助多种复用技术来实现量子信号光和经典导频光之间共纤传输和独立相干探测。基于时分与偏振复用技术，上海交通大学在时域和偏振维度上避免了经典导频光对量子信号光的光纤信道串扰，保证了其独立相干探测(T.Wang,P.Huang,Y.M.Zhou,et al.“Pilot-multiplexedcontinuous-variable quantum key distribution with a real local oscillator”,Physical Review A,2018,97(1):012310)。中国电子科技集团公司第三十研究所基于频分与偏振复用技术，从频域和偏振两个维度上来保证量子信号光和经典导频光的共纤传输和独立相干探测(H.Wang,Y.D.Pi,W.Huang,et al.“High-speed Gaussian-modulatedcontinuous-variable quantum key distribution with a local local oscillatorbased on pilot-tone-assisted phase compensation”,Optics Express,28(22):32882-32893)。然而，以上两种方案均只能避免经典导频光对量子信号光的串扰，而对经典导频光在光纤信道传输时由其自发/受激布里渊散射等非线性效应引起的宽带散射谱对量子信号光的串扰无法避免，增加了本地本振CV-QKD系统的链路噪声，进而限制了本地本振CV-QKD系统的安全传输码率和距离。
发明内容
为解决当前本地本振CV-QKD系统中量子信号光和经典导频光实现共纤传输和独立相干探测的技术问题，消除经典导频光及其散射谱对量子信号光的串扰并降低系统相干探测带宽需求，本发明提供了一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统及方法。
本发明采用的技术方案如下：一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，包括Alice端和Bob端，所述Alice端与所述Bob端通过光纤信道连接，
Alice端包括第一激光器、第一分束器、量子密钥产生模块、IQ调制器、光衰减器、偏振合束器，第一激光器输出端接至第一分束器输入端，第一分束器的第一输出端与IQ调制器、光衰减器级联，光衰减器的输出端接至偏振合束器的第一输入端；第一分束器的第二输出端接至偏振合束器的第二输入端；量子密钥产生模块与IQ调制器电连接；
Bob端包括：偏振分束器、第二激光器、第二分束器、相位调制模块、第一光耦合器和第二光耦合器、第一平衡探测模块和第二平衡探测模块、模数转换模块、数字信号处理模块及数据后处理模块；偏振合束器的输出端经光纤信道连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的第一输出端接至第一光耦合器的第一输入端，第二输出端经相位调制模块接至第二光耦合器第一输入端，第二分束器的两个输出端分别与第一光耦合器和第二光耦合器的第二输入端光纤连接，第二激光器光纤连接第二分束器的输入端，第一光耦合器和第二光耦合器的输出端分别与第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的输入端光纤连接，第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的输出端电连接模数转换模块，模数转换模块、数字信号处理模块和数据后处理模块之间数据连接。
进一步的，所述量子密钥产生模块为具有一定电移频的高斯调制量子密钥产生模块或离散调制量子密钥产生模块。
进一步的，所述偏振合束器的第一输入端输入量子信号光，第二输入端输入经典导频光，经典导频光与量子信号光以频谱间隔为fs-Δfq/2和偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入光纤信道，其中，fs为量子信号产生模块的电移频频率，Δfq为量子信号带宽。
进一步的，所述电移频频率fs远大于量子信号带宽Δfq。
进一步的，第一激光器输出的光频率f1、第二激光器输出的光频率f2、相位调制模块调制频率fm、量子信号带宽Δfq与电移频频率fs之间需满足fs-Δfq>f2-f1>0和fs-Δfq>fm，且|f2-f1-fm|<fs-f2+f1-Δfq/2或|f2-f1-fm|>fs-f2+f1+Δfq/2。
进一步的，所述数字信号处理模块用于相位补偿、偏振补偿获得初始量子密钥；数据后处理模块用于参数估计、数据协调和私钥放大，获得最终的量子密钥。
本发明还提出了一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD方法，包括以下过程：
步骤1、第一激光器输出光载波至分束器，经分束器输出分为两路，一路进入IQ调制器进行调制，再经光衰减器衰减后形成的量子信号光，量子密钥模块产生量子密钥电信号并加载在IQ调制器中；
步骤2、分束器另一路输出直接作为经典导频光，并与量子信号光经偏振合束器进入光纤信道进行传输；
步骤3、经光纤信道传输后的量子信号光和经典导频光由偏振分束器进行分离，分离后的经典导频光由相位调制模块进行相位调制，形成相位调制的经典导频光；
步骤4、量子信号光和相位调制的经典导频光分别与第二激光器输出的本振光进行相干探测，得到对应量子密钥和经典导频的模拟电信号；
步骤5、将量子密钥和经典导频的模拟电信号分别进行模数转换，再经数字信号处理得到初始量子密钥，最后经数据后处理获得最终的量子密钥。
进一步的，所述步骤1中，量子密钥产生模块为具有一定电移频的高斯调制量子密钥产生模块或离散调制量子密钥产生模块。
进一步的，所述步骤2中，经典导频光与量子信号光以频谱间隔为fs-Δfq/2和偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入光纤信道，其中，fs为量子信号产生模块的电移频频率，Δfq为量子信号带宽，电移频频率fs远大于量子信号带宽Δfq。
进一步的，所述本地本振CV-QKD方法中，保证频率关系fs-Δfq>f2-f1>0和fs-Δfq>fm，且|f2-f1-fm|<fs-f2+f1-Δfq/2或|f2-f1-fm|>fs-f2+f1+Δfq/2；其中，f1为第一激光器输出的光频率，f2为第二激光器输出的光频率，fm为相位调制模块的调制频率。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
1、在Alice端将量子信号光与经典导频光进行宽频间隔传输，不仅有效避免了经典导频光对量子信号光的串扰问题，而且完全消除了由于经典导频光引起的宽带散射谱对量子信号光的光纤信道串扰，进一步降低了本地本振CV-QKD系统的链路噪声，提升了CV-QKD系统的安全传输距离和码率。
2、在Bob端将经典导频光进行相位调制，将相位调制后的+1阶边带重新作为所需经典导频光，进而将经典导频光搬移到量子信号光和本振光的频带附近，通过配置频率关系，有效地降低了量子信号光和经典导频光的探测带宽，节约了本地本振CV-QKD系统成本。
附图说明
图1为本发明提出的导频光无串扰本地本振CV-QKD系统组成示意图。
图2为本发明的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统频谱图。
图3为本发明一实施例中的本地本振CV-QKD系统频谱图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
为解决当前本地本振CV-QKD系统中量子信号光和经典导频光实现共纤传输和独立相干探测的技术问题，消除经典导频光及其散射谱对量子信号光的串扰并降低系统相干探测带宽需求，本发明提供了一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统及方法。具体如下：
实施例1
如图1、图2所示，本实施例提出了一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，包括Alice端和Bob端，所述Alice端与所述Bob端通过光纤信道连接，Alice端和Bob端具体组成如下：
Alice端包括第一激光器、第一分束器、量子密钥产生模块、IQ调制器、光衰减器、偏振合束器，其中，第一激光器输出端接至第一分束器输入端，第一分束器的第一输出端与IQ调制器、光衰减器级联，光衰减器的输出端接至偏振合束器的第一输入端；第一分束器的第二输出端接至偏振合束器的第二输入端；量子密钥产生模块与IQ调制器电连接；
Bob端包括偏振分束器、第二激光器、第二分束器、相位调制模块、第一光耦合器和第二光耦合器、第一平衡探测模块和第二平衡探测模块、模数转换模块、数字信号处理模块及数据后处理模块；其中，偏振合束器的输出端经光纤信道连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的第一输出端接至第一光耦合器的第一输入端，第二输出端经相位调制模块接至第二光耦合器第一输入端，第二分束器的两个输出端分别与第一光耦合器和第二光耦合器的第二输入端光纤连接，第二激光器光纤连接第二分束器的输入端，第一光耦合器和第二光耦合器的输出端分别与第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的输入端光纤连接，第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的输出端电连接模数转换模块，模数转换模块、数字信号处理模块和数据后处理模块之间数据连接。
在本实施例中，量子密钥产生模块为具有一定电移频的高斯调制量子密钥产生模块或离散调制量子密钥产生模块。
在本实施例中，数字信号处理模块用于相位补偿、偏振补偿获得初始量子密钥；数据后处理模块用于参数估计、数据协调和私钥放大，获得最终的量子密钥。
在此，针对本实施例提出的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统工作过程进行进一步说明：
在Alice端，第一激光器输出的光载波为：
Figure BDA0003817494360000041
式中A1、f1和
Figure BDA0003817494360000051
分别为第一激光器输出的光载波的幅值、频率和初始相位，t为时间。光载波由第一分束器分为两路，上路光载波在IQ调制器中进行量子密钥调制，量子密钥产生模块产生的I、Q电信号I(t)＝real{[X(t)+jP(t)]exp(j2πfst)}和Q(t)＝imag{[X(t)+jP(t)]exp(j2πfst)}分别加载在IQ调制器上，IQ调制器输出的光信号由光衰减器衰减为所需量子信号光，可表示为：
Figure BDA0003817494360000052
式中Aq为量子信号光的幅值，X(t)和P(t)分别为量子密钥的两个正则分量，fs为量子密钥产生模块中电移频的频率，Vπ为IQ调制器的半波电压，j为复数。
下路光载波作为经典导频光和量子信号光以以频谱间隔为fs-Δfq/2和偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入光纤信道中传输。同时，为了避免经典导频光在光纤信道中的自发/受激布里渊散射等非线性效应引起散射谱，进而对量子信号光造成串扰，本发明将电移频的频率fs设置为远大于Δfq，实现经典导频光与量子信号光宽频间隔传输，完全避免经典导频光对量子信号光的光纤信道串扰，其中量子信号带宽Δfq与量子密钥的重复频率有关。采用该方式传输不仅有效避免了经典导频光对量子信号光的串扰问题，而且完全消除了由于经典导频光引起的宽带散射谱对量子信号光的光纤信道串扰，进一步降低了本地本振CV-QKD系统的链路噪声，提升了CV-QKD系统的安全传输距离和码率。
在Bob端，经典导频光和量子信号光由偏振分束器进行分离，分离后的经典导频光由相位调制模块进行调制，可以表示为：
Figure BDA0003817494360000053
式中Ap为经典导频光的幅值，fm和m分别为相位调制的调制频率和调制系数，
Figure BDA0003817494360000054
为量子信号光和经典导频光的相位差。在本实施例中，通过在接收端将经典导频光进行相位调制，将相位调制后的+1阶边带重新作为所需经典导频光，进而将经典导频光搬移到量子信号光和本振光的频带附近，通过配置频率关系，有效地降低了量子信号光和经典导频光的探测带宽，节约了本地本振CV-QKD系统成本。
第二激光器2输出频率为f2的本振光经第二分束器分为两路，分别与量子信号光和相位调制的经典导频光进行相干探测，形成的所需量子信号光和经典导频光的频谱分别表示为：
Figure BDA0003817494360000061
Figure BDA0003817494360000062
式中Aloq和Alop分别为量子信号光和经典导频光对应的本振光幅值，
Figure BDA0003817494360000063
为激光器2输出本振光的初始相位，R1和R2分别为第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的响应度。
经第一平衡探测模块和第二平衡探测模块输出的模拟电信号输入到模数转换模块中进行模数转化，然后在数字信号处理模块中进行数字信号处理，经相位补偿、偏振补偿后获得初始量子密钥，最后由数据后处理模块中的参数估计、数据协调和私钥放大，获得最终的量子密钥X和P。
在本实施例中，第一激光器输出的光频率f1、第二激光器输出的光频率f2、相位调制模块调制频率fm、量子信号带宽Δfq与电移频频率fs之间需满足fs-Δfq>f2-f1和fs-Δfq>fm，且保证|f2-f1-fm|<fs-f2+f1-Δfq/2或|f2-f1-fm|>fs-f2+f1+Δfq/2的频率关系，不仅能够有效地减小量子信号光和经典导频光的相干探测带宽，而且保证量子密钥光和经典导频光的独立相干探测。
本实施例还提供了一个具体的示例：
Alice端的第一激光器输出中心频率f1＝193THz，由分束器分为两路，上路经过IQ调制器和光衰减器形成为带宽为Δfq＝1.5GHz的高斯调制量子信号光，其中量子密钥产生模块输出重复频率为1GHz的高斯调制量子密钥电信号，且具有fs＝10GHz电移频处理。如此，量子信号光和经典导频光之间频率间隔为fs-Δfq/2(10GHz-0.75GHz)，两束光并以偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入衰减为0.2dB/km、长度为25km的光纤信道，从频域和偏振维度上避免了经典导频光对量子信号光的串扰，且完全避免了经典导频光的非线性效应引起的宽带散射频谱对量子信号光的串扰。
到达Bob端的量子信号光和经典导频光经偏振分束器进行分离，其中分离后的经典导频光由相位调制模块进行频率为fm＝7GHz的相位调制。然后，量子信号光和相位调制的经典导频光分别与第二激光器输出频率为f2＝193.009THz的本振光进行相干探测，量子信号光经相干探测后形成中心频率1GHz(fs-f2+f1)，频带范围0.25GHz～1.75GHz(Δfq)的频谱，相位调制的经典导频光经相干探测在低频端形成频率为2GHz(f2+f1-fm)的单频信号。本实施例的量子信号光和经典导频光的制备、传输和相干探测的频谱如图3所示。
第一平衡探测模块和第二平衡探测模块输出的电信号进入作为模数转换模块的高采样率示波器中进行采样率为10Gsa/s的数字信号采样，然后经数字信号处理模块的相位补偿、偏振补偿获得初始量子密钥，最后经数据后处理的参数估计、数据协调和私钥放大得到最终量子密钥X和P。
实施例2
本实施例还提出了一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD方法，主要基于实施例1提出的本地本振CV-QKD系统，包括以下过程：
步骤1、第一激光器输出光载波至分束器，经分束器输出分为两路，一路进入IQ调制器进行调制，再经光衰减器衰减后形成的量子信号光，量子密钥模块产生量子密钥电信号并加载在IQ调制器中；
步骤2、分束器另一路输出直接作为经典导频光，并与量子信号光经偏振合束器进入光纤信道进行传输；
步骤3、经光纤信道传输后的量子信号光和经典导频光由偏振分束器进行分离，分离后的经典导频光由相位调制模块进行相位调制，形成相位调制的经典导频光；
步骤4、量子信号光和相位调制的经典导频光分别与第二激光器输出的本振光进行相干探测，得到对应量子密钥和经典导频的模拟电信号；
步骤5、将量子密钥和经典导频的模拟电信号进行模数转换，再经数字信号处理得到初始量子密钥，最后经数据后处理获得最终的量子密钥。
具体的，步骤1中量子信号光可以表示为：
Figure BDA0003817494360000071
式中f1和
Figure BDA0003817494360000072
分别为第一激光器输出光载波的频率和初始相位，t为时间，Aq为量子信号光的幅值，X(t)和P(t)分别量子密钥的两个正则分量，fs为量子密钥产生模块中电移频的频率，Vπ为IQ调制器的半波电压，j为复数。
在本实施例中，量子密钥产生模块为具有一定电移频的高斯调制量子密钥产生模块或离散调制量子密钥产生模块。
步骤2中，经典导频光与量子信号光以频谱间隔为fs-Δfq/2和偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入光纤信道，其中，fs为量子信号产生模块的电移频频率，Δfq为量子信号带宽，电移频频率fs远大于量子信号带宽Δfq。
所述步骤3中，将经典导频光进行相位调制，将相位调制后的+1阶边带重新作为所需经典导频光，进而将经典导频光搬移到量子信号光和本振光的频带附近，相位调制的经典导频光可以表示为：
Figure BDA0003817494360000081
式中Ap为经典导频光的幅值，fm和m分别为相位调制的调制频率和调制系数，
Figure BDA0003817494360000082
为量子信号光和经典导频光的相位差。
所述步骤4中，相干探测通过第一平衡探测模块和第二平衡探测模块实现，输出的量子密钥频谱和经典导频频谱具体为：
Figure BDA0003817494360000083
Figure BDA0003817494360000084
式中Aloq和Alop分别为量子信号光和经典导频光对应的本振光幅值，
Figure BDA0003817494360000085
为激光器2输出本振光的初始相位，R1和R2分别为第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的响应度。
所述步骤5中，数字信号处理主要包括相位补偿、偏振补偿，数据后处理主要参数估计、数据协调和私钥放大。
在本实施例提出的本地本振CV-QKD方法中，保证频率关系fs-Δfq>f2-f1>0和fs-Δfq>fm，且|f2-f1-fm|<fs-f2+f1-Δfq/2或|f2-f1-fm|>fs-f2+f1+Δfq/2；其中，f1为第一激光器输出的光频率，f2为第二激光器输出的光频率，fm为相位调制模块的调制频率。
本实施例提出的本地本振CV-QKD方法将量子信号光与经典导频光进行宽频间隔传输，不仅有效避免了经典导频光对量子信号光的串扰问题，而且完全消除了由于经典导频光引起的宽带散射谱对量子信号光的光纤信道串扰，进一步降低了本地本振CV-QKD系统的链路噪声，提升了CV-QKD系统的安全传输距离和码率；同时将经典导频光在接收端进行相位调制，将相位调制后的+1阶边带重新作为所需经典导频光，进而将经典导频光搬移到量子信号光和本振光的频带附近，通过配置频率关系，有效地降低了量子信号光和经典导频光的探测带宽，节约了本地本振CV-QKD系统成本。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，包括Alice端和Bob端，所述Alice端与所述Bob端通过光纤信道连接，其特征在于，
Alice端包括第一激光器、第一分束器、量子密钥产生模块、IQ调制器、光衰减器、偏振合束器，第一激光器输出端接至第一分束器输入端，第一分束器的第一输出端与IQ调制器、光衰减器级联，光衰减器的输出端接至偏振合束器的第一输入端；第一分束器的第二输出端接至偏振合束器的第二输入端；量子密钥产生模块与IQ调制器电连接；
Bob端包括偏振分束器、第二激光器、第二分束器、相位调制模块、第一光耦合器和第二光耦合器、第一平衡探测模块和第二平衡探测模块、模数转换模块、数字信号处理模块及数据后处理模块；偏振合束器的输出端经光纤信道连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的第一输出端接至第一光耦合器的第一输入端，第二输出端经相位调制模块接至第二光耦合器第一输入端，第二分束器的两个输出端分别与第一光耦合器和第二光耦合器的第二输入端光纤连接，第二激光器光纤连接第二分束器的输入端，第一光耦合器和第二光耦合器的输出端分别与第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的输入端光纤连接，第一平衡探测模块和第二平衡探测模块的输出端电连接模数转换模块，模数转换模块、数字信号处理模块和数据后处理模块之间数据连接。
2.根据权利要求1所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，其特征在于，所述量子密钥产生模块为具有一定电移频的高斯调制量子密钥产生模块或离散调制量子密钥产生模块。
3.根据权利要求1或2所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，其特征在于，所述偏振合束器的第一输入端输入量子信号光，第二输入端输入经典导频光，经典导频光与量子信号光以频谱间隔为fs-Δfq/2和偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入光纤信道，其中，fs为量子信号产生模块的电移频频率，Δfq为量子信号带宽。
4.根据权利要求3所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，其特征在于，所述电移频频率fs远大于量子信号带宽Δfq。
5.根据权利要求1所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，其特征在于，第一激光器输出的光频率f1、第二激光器输出的光频率f2、相位调制模块的调制频率fm、量子信号带宽Δfq与电移频频率fs之间需满足fs-Δfq>f2-f1>0和fs-Δfq>fm，且|f2-f1-fm|<fs-f2+f1-Δfq/2或|f2-f1-fm|>fs-f2+f1+Δfq/2。
6.根据权利要求1所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD系统，其特征在于，所述数字信号处理模块用于相位补偿、偏振补偿获得初始量子密钥；数据后处理模块用于参数估计、数据协调和私钥放大，获得最终的量子密钥。
7.一种导频光无串扰的本地本振CV-QKD方法，其特征在于，包括以下过程：
步骤1、第一激光器输出光载波至分束器，经分束器输出分为两路，一路进入IQ调制器进行调制，再经光衰减器衰减后形成的量子信号光，量子密钥模块产生量子密钥电信号并加载在IQ调制器中；
步骤2、分束器另一路输出直接作为经典导频光，并与量子信号光经偏振合束器进入光纤信道进行传输；
步骤3、经光纤信道传输后的量子信号光和经典导频光由偏振分束器进行分离，分离后的经典导频光由相位调制模块进行相位调制，形成相位调制的经典导频光；
步骤4、量子信号光和相位调制的经典导频光分别与第二激光器输出的本振光进行相干探测，得到对应量子密钥和经典导频的模拟电信号；
步骤5、将量子密钥和经典导频的模拟电信号分别进行模数转换，再经数字信号处理得到初始量子密钥，最后经数据后处理获得最终的量子密钥。
8.根据权利要求7所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD方法，其特征在于，所述步骤1中，量子密钥产生模块为具有一定电移频的高斯调制量子密钥产生模块或离散调制量子密钥产生模块。
9.根据权利要求7或8所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD方法，其特征在于，所述步骤2中，经典导频光与量子信号光以频谱间隔为fs-Δfq/2和偏振态相互正交的方式经偏振合束器进入光纤信道，其中，fs为量子信号产生模块的电移频频率，Δfq为量子信号带宽，电移频频率fs远大于量子信号带宽Δfq。
10.根据权利要求1所述的导频光无串扰的本地本振CV-QKD方法，其特征在于，所述本地本振CV-QKD方法中，保证频率关系fs-Δfq>f2-f1>0和fs-Δfq>fm，且|f2-f1-fm|<fs-f2+f1-Δfq/2或|f2-f1-fm|>fs-f2+f1+Δfq/2；其中，f1为第一激光器输出的光频率，f2为第二激光器输出的光频率，fm为相位调制模块的调制频率。
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