CN209218092U - 一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，第一波分单元用于将同步光和信号光进行分离，其中同步光传输给第一探测单元；第一探测单元用于将光信号转化为电信号，传输给功分单元；功分单元用于将接收的电信号分成两路电信号输出，其中一路传输给第一光功率检测单元；第一光功率检测单元用于根据接收到的电信号进行光功率检测。因而能够在密钥生成业务正常运行的过程中也能够实现监测功能，不影响量子密钥生成系统业务的正常运行。此外，现有的量子密钥分发系统中本就包含有同步光，利用现有设备中的同步光进行测量，不需要增加额外的光学设备与接收设备，因此不会影响密钥生成系统性能，也不会增加系统成本。
Description
技术领域
本申请涉及光通讯技术领域，具体涉及一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置。
背景技术
在以光子为载体的量子密钥生成系统中，发送方设备对信号光进行编码并将信号光的出口光强衰减至单光子强度后，通过光纤链路传输给接收方设备进行探测。接收方和发送方通过探测原始密钥数据进行比对筛选，在此过程中对系统误码率进行估算，通过误码率判断是否放弃本次量子密钥生成过程。在系统误码率低于设定的阈值时，通过后数据处理过程获取最终的量子密钥。量子密钥生成过程中误码率对收发双方生成密钥的成码率有直接影响，而光纤链路衰减增加导致误码率增大，直接影响系统的成码率。
当前的量子密钥生成系统光纤链路监测主要有：
第一种方案如图1所示，量子密钥生成系统工程实施前首先使用光测量设备，如光时域反射仪(OTDR)对链路衰减进行测量。此方案需在量子密钥生成设备部署前对光纤链路衰减进行测量，或者在光纤链路出现故障时、停止量子密钥生成业务、进行光纤链路检修时对光纤链路衰减进行测量，无法在量子密钥生成业务正常运行的过程中监测链路衰减。
第二种方案如图2所示，参考光发射单元A发射参考光通过光复用单元A将参考光耦合到光纤链路，接收方的光复用单元B将参考光与量子密钥生成单元A发射的信号光以及同步光分离，分离出来的参考光发送给参考光接收设备进行光功率测量。此方案需要在量子密钥生成单元A和量子密钥生成单元B之间的光纤信道上传输参考光。如采用时分复用方案，在进行光纤链路衰减监测时需要暂停密钥生成业务，将光链路切换到参考光，因此暂停密钥生成业务，对业务运行产生影响。如采用波分复用方案，则参考光需采用和密钥生成单元A中信号光和同步光不同的波长，占用一个波长资源。此外，在密钥生成过程中，参考光在光纤链路中传输，其拉曼散射会对信号光产生影响，导致系统误码率增加，降低系统成码率。由于此方法在收发双方增加了参考光发射和接收设备，相应的会增加系统成本。
第三种方案如图3所示，在发送方增加光时域反射仪OTDR，OTDR收发的光信号通过光复用单元耦合到光纤链路。利用光纤本身或光纤链路其他因素产生的瑞利散射和菲涅尔反射(统称为背向散射光信号)特性，OTDR通过对其自身发射的参考光的背向散射信号进行测量获取光纤链路衰减参数。此方案和图2的方案有相同的局限，影响密钥生成系统性能，同时增加系统成本。
综上所述，以上所述方式虽然能够测量或者能够检测量子密钥生成系统发送方和接收方光纤链路衰减，但存在如下的缺陷：第一种方案无法在量子密钥生成业务正常运行的过程中监测链路衰减。第二方案是通过增加参考光对光纤链路衰减进行监测，如采用时分复用，则需要中断密钥生成业务，影响系统业务；如采用波分复用，则参考光信号需要占用宝贵的波长资源，同时参考光信号和量子光信号在同一根光纤中传输，其拉曼散射等对量子光有较多影响，增加系统误码率，增加系统成本。第三种方案，和图2的方案有相同的局限，影响密钥生成系统性能，同时增加系统成本。
发明内容
本申请提供一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，以解决现有的方案中的要么需要中断密钥生成业务才能进行监测，要么在收发系统上额外增加设备导致增加系统误码率以及系统成本的问题。
本申请提供一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，包括接收设备与发射设备；
所述发射设备包括同步激光器以及信号激光器，同步激光器用于发射同步光，信号激光器用于发射信号光，同步光与信号光耦合到光纤链路上发送给所述接收设备；
所述接收设备包括第一波分单元、第一探测单元、功分单元以及第一光功率检测单元；
所述第一波分单元用于将同步光和信号光进行分离，其中同步光传输给第一探测单元；
所述第一探测单元用于将光信号转化为电信号，传输给功分单元；
所述功分单元用于将接收的电信号分成两路电信号输出，其中一路传输给所述第一光功率检测单元；
所述第一光功率检测单元用于根据接收到的电信号进行光功率检测。
优选地，所述发射设备还包括光衰减器、第二波分单元、分束单元、第二探测单元以及第二光功率计算单元；
所述光衰减器以及分束单元均设置在所述同步激光器与所述第二波分单元之间的光纤链路上；
所述分束单元用于将同步光分束，其中的一束同步光传输给所述第二探测单元；
所述第二探测单元用于将光信号转化为电信号传输给第二光功率计算单元；
所述第二光功率计算单元用于根据接收到的电信号进行光功率检测。
优选地，所述分束单元位于所述光衰减器与第二波分单元之间的光纤链路上。
优选地，所述分束单元位于所述同步激光器与所述光衰减器之间的光纤链路上。
优选地，所述第一光功率检测单元包括ADC单元以及计算单元；
所述ADC单元用于将电信号转化为数字信号；
优选地，第一探测单元包括光电二极管以及放大器；
所述光电二极管为PIN管或APD管；
所述光电二极管用于将光信号转化为电信号，所述放大器用于将电信号放大。
由以上方案可知，本申请公开了一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，包括接收设备与发射设备；所述发射设备包括同步激光器以及信号激光器，同步激光器用于发射同步光，信号激光器用于发射信号光，同步光与信号光耦合到光纤链路上发送给所述接收设备；所述接收设备包括第一波分单元、第一探测单元、功分单元以及第一光功率检测单元；所述第一波分单元用于将同步光和信号光进行分离，其中同步光传输给第一探测单元；所述第一探测单元用于将光信号转化为电信号，传输给功分单元；所述功分单元用于将接收的电信号分成两路电信号输出，其中一路传输给所述第一光功率检测单元；所述第一光功率检测单元用于根据接收到的电信号进行光功率检测。
本申请利用量子密钥生成系统的同步光进行光纤链路衰减检测，不影响量子密钥生成系统业务的正常运行，因而能够在密钥生成业务正常运行的过程中也能够实现监测功能。此外，现有的量子密钥分发系统中本就包含有同步光，利用现有设备中的同步光进行测量，不需要增加额外的光学设备与接收设备，因此不会影响密钥生成系统性能，也不会增加系统成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的第一种光纤链路衰减监测装置的结构示意图；
图2为现有的第二种光纤链路衰减监测装置的结构示意图；
图3为现有的第三种光纤链路衰减监测装置的结构示意图；
图4为本申请的第一种光纤链路衰减监测装置的结构示意图；
图5为本申请的第一种光纤链路衰减监测装置的另一种结构示意图；
图6为本申请的第一光功率检测单元的结构示意图；
图7为本申请的第二种光纤链路衰减监测装置的结构示意图；
图8为本申请的第三种光纤链路衰减监测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[实施例1]
请参阅图4以及图5所示的示意图，本申请提供一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，包括接收设备1与发射设备2；所述发射设备2包括同步激光器201以及信号激光器202，同步激光器201用于发射同步光，信号激光器202用于发射信号光，同步光与信号光耦合到光纤链路上发送给所述接收设备1；所述接收设备1包括第一波分单元101、第一探测单元102、功分单元103以及第一光功率检测单元104；所述第一波分单元101用于将同步光和信号光进行分离，其中同步光传输给第一探测单元102；所述第一探测单元102用于将光信号转化为电信号，传输给功分单元103；所述功分单元103用于将接收的电信号分成两路电信号输出，其中一路传输给所述第一光功率检测单元104；所述第一光功率检测单元104 用于根据接收到的电信号进行光功率检测。
本申请中若选用的所述第一探测单元102具有功分器的作用，则所述第一探测单元102 可单独作为具有探测功分的探测模块10；若选用的所述第一探测单元102不具有功分器的作用，则需要增加所述功分单元103，与所述第一探测单元102一起组成具有探测功分的探测模块10。
本申请的所述功分单元103选择一分二模式的功分器，此外本申请的所述功分单元103 选择可将接收到的一路电信号平均分成两路电信号，即在不考虑所述功分单元103固有衰减时，所述功分单元103的输入端与输出端的能量应该是相等的，这样计算时，不需要考虑分出来的电信号与输入的电信号之间的差值，只需要标定所述功分单元103的固定衰减值即可。当然若选择的不是平均分成两路电信号的功分器，则第一光功率检测单元104计算的值需要根据选择的功分器输入与输出之间的比例计算为均分情况下的结果。本文所有实施例中的测量结果均以所述功分单元103将接收到的一路电信号平均分成两路电信号为例。
其中测量的具体步骤如下：(1)初始标定：发射设备2将同步光衰减设置为0且信号激光器202不发光，此时发射设备2出射光功率P1即为同步光初始出射光功率，并将P1作为发送方设备参数存储在设备的非易失性存储器中，以及标定接收设备1中第一波分复用设备101、第一探测单元102以及功分单元103等导致的设备固有衰减值△P1，将△P1参数存储在接收设备1的非易失性存储器中，如EEPROM。(2)第一光功率检测单元104根据接收到的电信号进行同步光功率计算，结果为P2。(3)密钥生成收发设备启动运行后，发送方设备配置同步光衰减，配置同步光衰减值△P2，则光纤链路衰减为：P1-△P1-△P2-P2。
本申请利用量子密钥生成系统的同步光进行光纤链路衰减检测，不影响量子密钥生成系统业务的正常运行，因而能够在密钥生成业务正常运行的过程中也能够实现监测功能。此外，现有的量子密钥分发系统中本就包含有同步光，利用现有设备中的同步光进行测量，不需要增加额外的光学设备与接收设备，因此不会影响密钥生成系统性能，也不会增加系统成本。
[实施例2]
请参阅图7所示的示意图，与实施例1相比，实施例2的所述发射设备2还包括光衰减器203、第二波分单元204、分束单元205、第二探测单元206以及第二光功率计算单元207；所述光衰减器203以及分束单元205均设置在所述同步激光器201与所述第二波分单元204之间的光纤链路上；所述分束单元205用于将同步光分束，其中的一束同步光传输给所述第二探测单元206；所述第二探测单元206用于将光信号转化为电信号传输给第二光功率计算单元207；所述分束单元205位于所述光衰减器203与第二波分单元204之间的光纤链路上。
测量的具体步骤如下：(1)初始标定：标定△P收与△P发。其中△P收为所述第一波分单元 101的输入端至第一光功率检测单元104的输入端之间固有的衰减值△P收。△P发为所述第二光功率计算单元207输入端至所述第二波分单元204的输出端之间固有的衰减值△P1，以及所述分束单元205两输出端插损的差值△P2。(2)所述第二光功率计算单元207根据接收到的电信号计算的同步光功率为P1，所述第一光功率检测单元104根据接收到的电信号计算的同步光功率为P2。(3)所述发射设备2以一定的时间间隔将发送方同步光信号功率P2值通过经典信道发送给接收设备1，计算出光纤链路衰减为：P1-△P收-△P发-P2。
[实施例3]
请参阅图8所示的示意图，与实施例2相比，实施例3的所述分束单元205位于所述同步激光器201与所述光衰减器203之间的光纤链路上。
测量的具体步骤如下：(1)初始标定：标定△P收与△P发。其中△P收为所述第一波分单元 101的输入端至第一光功率检测单元104的输入端之间固有的衰减值△P收。△P发为所述第二光功率计算单元207输入端至所述第二波分单元204的输出端之间固有的衰减值△P1，以及所述分束单元205两输出端插损的差值△P2。(2)所述第二光功率计算单元207根据接收到的电信号计算的同步光功率为P1，所述第一光功率检测单元104根据接收到的电信号计算的同步光功率为P2。(3)密钥生成收发设备启动运行后，发送方设备配置同步光衰减，配置同步光衰减值△P3，所述发射设备2以一定的时间间隔将发送方同步光信号功率P2值通过经典信道发送给接收设备1，计算出光纤链路衰减为：P1-△P收-△P发-△P3-P2。
除此之外，上述实施例中的分束单元205为分束器。所述第一波分单元101与所述第二波分单元204均为波分复用器。所述第一光功率检测单元104结构请参阅图6所示的示意图，该所述第一光功率检测单元104包括ADC单元1041以及计算单元1042；所述ADC单元1041 用于将电信号转化为数字信号；所述计算单元1042用于根据接收的数字信号进行光功率检测。
第一探测单元102包括光电二极管以及放大器；所述光电二极管为PIN管或APD管；所述光电二极管用于将光信号转化为电信号，所述放大器用于将电信号放大。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，其特征在于，包括接收设备(1)与发射设备(2)；
所述发射设备(2)包括同步激光器(201)以及信号激光器(202)，同步激光器(201)用于发射同步光，信号激光器(202)用于发射信号光，同步光与信号光耦合到光纤链路上发送给所述接收设备(1)；
所述接收设备(1)包括第一波分单元(101)、第一探测单元(102)、功分单元(103)以及第一光功率检测单元(104)；
所述第一波分单元(101)用于将同步光和信号光进行分离，其中同步光传输给第一探测单元(102)；
所述第一探测单元(102)用于将光信号转化为电信号，传输给功分单元(103)；
所述功分单元(103)用于将接收的电信号分成两路电信号输出，其中一路传输给所述第一光功率检测单元(104)；
所述第一光功率检测单元(104)用于根据接收到的电信号进行光功率检测。
2.根据权利要求1所述的量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，其特征在于，所述发射设备(2)还包括光衰减器(203)、第二波分单元(204)、分束单元(205)、第二探测单元(206)以及第二光功率计算单元(207)；
所述光衰减器(203)以及分束单元(205)均设置在所述同步激光器(201)与所述第二波分单元(204)之间的光纤链路上；
所述分束单元(205)用于将同步光分束，其中的一束同步光传输给所述第二探测单元(206)；
所述第二探测单元(206)用于将光信号转化为电信号传输给第二光功率计算单元(207)；
所述第二光功率计算单元(207)用于根据接收到的电信号进行光功率检测。
3.根据权利要求2所述的量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，其特征在于，所述分束单元(205)位于所述光衰减器(203)与第二波分单元(204)之间的光纤链路上。
4.根据权利要求2所述的量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，其特征在于，所述分束单元(205)位于所述同步激光器(201)与所述光衰减器(203)之间的光纤链路上。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，其特征在于，所述第一光功率检测单元(104)包括ADC单元(1041)以及计算单元(1042)；
所述ADC单元(1041)用于将电信号转化为数字信号；
所述计算单元(1042)用于根据接收的数字信号进行光功率检测。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，其特征在于，第一探测单元(102)包括光电二极管以及放大器；
所述光电二极管为PIN管或APD管；
所述光电二极管用于将光信号转化为电信号，所述放大器用于将电信号放大。
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Cited By (3)
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| CN110719128A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-21 | 安徽问天量子科技股份有限公司 | 光纤窃听可感知定位的检测装置及方法 |
| CN114389715A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-04-22 | 广东国腾量子科技有限公司 | 一种qkd的同步光检测与监控纠正系统 |
| CN114448520A (zh) * | 2020-11-06 | 2022-05-06 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 用于稳定输出极弱光的光强控制方法、装置及量子密钥分发设备 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110719128A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-21 | 安徽问天量子科技股份有限公司 | 光纤窃听可感知定位的检测装置及方法 |
| CN114448520A (zh) * | 2020-11-06 | 2022-05-06 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 用于稳定输出极弱光的光强控制方法、装置及量子密钥分发设备 |
| CN114448520B (zh) * | 2020-11-06 | 2023-12-05 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 用于稳定输出极弱光的光强控制方法、装置及qkd设备 |
| CN114389715A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-04-22 | 广东国腾量子科技有限公司 | 一种qkd的同步光检测与监控纠正系统 |
| CN114389715B (zh) * | 2020-12-31 | 2024-04-16 | 广东国腾量子科技有限公司 | 一种qkd的同步光检测与监控纠正系统 |
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