RU2806811C1 - Устройство квантовой рассылки ключа на боковых частотах с повышенной устойчивостью к шумам в волоконно-оптической линии связи - Google Patents
Устройство квантовой рассылки ключа на боковых частотах с повышенной устойчивостью к шумам в волоконно-оптической линии связи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806811C1 RU2806811C1 RU2023103952A RU2023103952A RU2806811C1 RU 2806811 C1 RU2806811 C1 RU 2806811C1 RU 2023103952 A RU2023103952 A RU 2023103952A RU 2023103952 A RU2023103952 A RU 2023103952A RU 2806811 C1 RU2806811 C1 RU 2806811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- fibre
- port
- spectral filter
- wavelength
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к оптической технике. Технический результат заключается в повышении устойчивости к шумам в волоконно-оптической линии связи квантового канала блока получателя устройства фотонной квантовой связи. Устройство содержит блок отправителя, соединенный квантовым каналом с блоком получателя. Блок получателя включает волоконный поляризационный светоделитель, первый выходной порт которого соединен с первым волоконным фазовым модулятором, при этом второй порт соединен со вторым волоконным фазовым модулятором, волоконный оптический соединитель, входные порты которого подключены к выходным портам обоих волоконных фазовых модуляторов, волоконный оптический циркулятор, к первому порту которого подключен выходной порт волоконного оптического соединителя, при этом ко второму порту подключен первый перестраиваемый волоконный спектральный фильтр, управляемый при помощи первого блока управления перестройкой длины волны волоконного спектрального фильтра, в то время как третий порт циркулятора подключен ко второму перестраиваемому волоконному спектральному фильтру, управляемому при помощи второго блока управления перестройкой длины волны волоконного спектрального фильтра, при этом второй перестраиваемый волоконный фильтр подключен к детектору одиночных фотонов. 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к оптической технике, а именно к устройствам фотонной квантовой связи.
Известны устройства квантовой рассылки симметричных битовых последовательностей [Патент RU 2454810 С1; дата приоритета 24.11.2010; МКИ: H04L 9/08], [Патент RU 2747164 С1; 12.11.2019; МКИ: Н04В 9/08], [Патент WO 2022/103288 А1; дата приоритета 10.11.2020; МКИ: Н04В 10/70 H04L 9/12], [Патент WO 2021/096383 А1; 12.11.2019; МКИ: H04L 9/08 Н04В 10/2507]. Данные устройства обеспечивают распределение квантового криптографического ключа в стандартном оптическом волокне. Недостатком указанных выше устройств является необходимость использования отдельного, «темного» оптического волокна для квантового канала в связи с высокой чувствительностью устройства к шумам в оптическом спектре излучения. Вторым важным недостатком является фиксированная длина волны данных устройств.
Предлагаемое изобретение позволяет снизить влияние оптических шумов в спектре излучения в квантовом канале связи. Что, в свою очередь, позволит обеспечить распространение каналов системы квантового распределения ключа (КРК), включая квантовый и служебный каналы, а также капал синхронизации, совместно с информационными каналами с частотным уплотнением в одном оптическом волокне. Также предлагаемое изобретение позволит изменять длину волны работы системы КРК в С-диапазоне длин волн, что, в свою очередь, позволит подстраивать длину волны системы под существующие телекоммуникационные линии связи.
Особенностью предлагаемого устройства является использование в блоке получателя волоконного оптического циркулятора, двух перестраиваемых волоконных спектральных фильтров, а также блоков управления перестройкой длины волны волоконных спектральных фильтров. При этом перестройка волоконных спектральных фильтров по длине волны обеспечивается блоками управления перестройкой длины волны за счет изменения и поддержания температуры волоконных спектральных фильтров.
В результате добавления перестраиваемых волоконных спектральных фильтров достигается высокая спектральная селективность оптического сигнала, участвующего в формировании криптографического ключа. В отличие от известных устройств, представленных выше, добавление перестраиваемых волоконных спектральных фильтров позволяет перестраивать длину волны системы КРК и значительно ослабить влияние спектральных шумов, возникающих при частотном уплотнении квантового канала с вспомогательными каналами в одном оптическом волокне.
Технический результат заявляемого устройства заключается в новой технической реализации блока получателя устройства фотонной квантовой связи, обеспечивающей повышенную устойчивостью к шумам в волоконно-оптической линии связи квантового канала и перестройку по длине волны системы за счет дополнительной фильтрации сигнала.
Принципиальная схема дополнительной фильтрации оптического сигнала, участвующего в генерации криптографического ключа, представлена на Фиг. 1. В упрощенном виде работа фильтров описывается следующим образом;
- после отражения сигнала от первого перестраиваемого волоконного спектрального фильтра в спектре выходного сигнала остается диапазон, включающий в себя обе поднесущие частоты и все, что находится между ними;
- после прохождения через второй перестраиваемый волоконный спектральный фильтр, работающий на пропускание, из спектра сигнала исключается несущая частота.
Принципиальная схема устройства квантовой рассылки ключа Набоковых частотах, с возможностью перестройки длины волны и повышенной устойчивостью к шумам в волоконно-оптической линии связи представлена на Фиг. 2. Устройство разработано таким образом, что может быть собрано из стандартного телекоммуникационного оборудования Заявленное устройство состоит из блока отправителя битовой последовательности и блока получателя, соединенных при помощи волоконно-оптического канала связи. Техническая реализация блока отправителя остается неизменной, в то время как в состав блока получателя внесены коррективы.
Блок получателя содержит волоконный поляризационный светоделитель, два волоконных фазовых модулятора, волоконный оптический соединитель, волоконный оптический циркулятор, два перестраиваемых волоконных спектральных фильтра, два блока управления перестройкой длины волны волоконных перестраиваемых фильтров и детектор одиночных фотонов.
Сигнал из блока отправителя по квантовому каналу поступает в блок получателя на входной порт волоконного поляризационного светоделителя (1), выходные порты которого соединены с первым волоконным фазовым модулятором (2) и вторым волоконным фазовым модулятором (3). Сигналы с выходных портов модуляторов (2) и (3) поступают на входные порты волоконного оптического светоделителя (4). Из выходного порта (4) сигнал поступает на первый порт волоконного оптического циркулятора (5), откуда поступает на второй порт циркулятора, соединенный с первым перестраиваемым волоконным спектральным фильтром (6), управляемым при помощи блока управления перестройкой длины волны волоконного спектрального фильтра (9). После отражения от (6) сигнал поступает из второго порта циркулятора в третий, откуда, в свою очередь, поступает на второй перестраиваемый волоконный спектральный фильтр (7), управляемый вторым блоком управления перестройкой длины волны волоконных спектральных фильтров (10). С выхода (7) сигнал поступает на детектор одиночных фотонов (8).
Преимуществом устройства является возможность перестраивать длину волны системы КРК и значительно ослабить влияние спектральных шумов, возникающих при частотном уплотнении квантового канала с вспомогательными каналами в одном оптическом волокне.
Claims (1)
- Устройство квантовой рассылки ключа на боковых частотах с повышенной устойчивостью к шумам в волоконно-оптической линии связи, содержащее блок отправителя, соединенный квантовым каналом с блоком получателя, в состав которого входят: волоконный поляризационный светоделитель, первый выходной порт которого соединен с первым волоконным фазовым модулятором, при этом второй порт соединен со вторым волоконным фазовым модулятором; волоконный оптический соединитель, входные порты которого подключены к выходным портам обоих волоконных фазовых модуляторов; волоконный оптический циркулятор, к первому порту которого подключен выходной порт волоконного оптического соединителя, при этом ко второму порту подключен первый перестраиваемый волоконный спектральный фильтр, управляемый при помощи первого блока управления перестройкой длины волны волоконного спектрального фильтра, в то время как третий порт циркулятора подключен ко второму перестраиваемому волоконному спектральному фильтру, управляемому при помощи второго блока управления перестройкой длины волны волоконного спектрального фильтра, при этом второй перестраиваемый волоконный фильтр подключен к детектору одиночных фотонов.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2806811C1 true RU2806811C1 (ru) | 2023-11-07 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454810C1 (ru) * | 2010-11-24 | 2012-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" ("НИУ ИТМО") | Устройство квантовой рассылки криптографического ключа на поднесущей частоте модулированного излучения |
| RU2622985C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-06-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство квантовой криптографии (варианты) |
| RU2747164C1 (ru) * | 2019-11-12 | 2021-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью "СМАРТС-Кванттелеком" | Устройство квантовой рассылки ключа на боковых частотах, устойчивое к поляризационным искажениям сигнала в волоконно-оптических линиях связи |
| WO2022103288A1 (ru) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью Ооо "Смартс-Кванттелеком" | Устройство квантовой коммуникации на боковых частотах |
| CN114650133A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-21 | 北京中科国光量子科技有限公司 | 一种量子密钥分发的偏振编码装置以及量子密钥分发系统 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454810C1 (ru) * | 2010-11-24 | 2012-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" ("НИУ ИТМО") | Устройство квантовой рассылки криптографического ключа на поднесущей частоте модулированного излучения |
| RU2622985C1 (ru) * | 2015-12-09 | 2017-06-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство квантовой криптографии (варианты) |
| RU2747164C1 (ru) * | 2019-11-12 | 2021-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью "СМАРТС-Кванттелеком" | Устройство квантовой рассылки ключа на боковых частотах, устойчивое к поляризационным искажениям сигнала в волоконно-оптических линиях связи |
| WO2022103288A1 (ru) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью Ооо "Смартс-Кванттелеком" | Устройство квантовой коммуникации на боковых частотах |
| CN114650133A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-21 | 北京中科国光量子科技有限公司 | 一种量子密钥分发的偏振编码装置以及量子密钥分发系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Toba et al. | A 100-channel optical FDM transmission/distribution at 622 Mb/s over 50 km | |
| Nosu et al. | Optical FDM transmission technique | |
| US7376356B2 (en) | Optical data transmission system using sub-band multiplexing | |
| US6607311B1 (en) | Method and system transmitting optical signals generated by multi-line sources via WDM optical network | |
| Watanabe et al. | All-optical data frequency multiplexing on single-wavelength carrier light by sequentially provided cross-phase modulation in fiber | |
| Ullah et al. | Optical multi-wavelength source for single feeder fiber using suppressed carrier in high capacity LR-WDM-PON | |
| JP2015169847A (ja) | 位相感応型光増幅器及び励起光位相同期回路 | |
| Toda et al. | A DWDM mm-wave fiber-radio system by optical frequency interleaving for high spectral efficiency | |
| Shea et al. | Architecture to integrate multiple PONs with long reach DWDM backhaul | |
| EP2775643A1 (en) | High density wavelength division multiplexing passive optical network | |
| Honz et al. | First demonstration of 25λ× 10 Gb/s C+ L band classical/DV-QKD co-existence over single bidirectional fiber link | |
| JP7056189B2 (ja) | ファイバー・ブラッグ格子移相器を用いた光位相感応増幅器 | |
| RU2806811C1 (ru) | Устройство квантовой рассылки ключа на боковых частотах с повышенной устойчивостью к шумам в волоконно-оптической линии связи | |
| EP1463218B1 (en) | Optical filtering method and apparatus | |
| Guan et al. | Highly flexible WDM PON system with a single TDM time lens source enabling record 150 km downstream reach | |
| JP7206922B2 (ja) | 位相感応型光増幅器のための位相シフタ | |
| JP7159561B2 (ja) | 低雑音無色、無方向、無競合の再構成可能光アッド／ドロップマルチプレクサ | |
| Toba et al. | Design and performance of FSK-direct detection scheme for optical FDM systems | |
| Honz et al. | Demonstration of 17λ× 10 Gb/s C-Band Classical/DV-QKD Co-Existence Over Hollow-Core Fiber Link | |
| Leisching et al. | All-optical-networking at 0.8 Tb/s using reconfigurable optical add/drop multiplexers | |
| CN113612543A (zh) | 微波光子单光频率梳注入锁定的信道化接收装置及方法 | |
| Gerhátné Udvary | Integration of QKD Channels to Classical High-speed Optical Communication Networks | |
| WO2008141442A1 (en) | Transmitter and receiver for optical communication systems | |
| RU2800234C1 (ru) | Устройство мультиплексирования/демультиплексирования классических и квантовых сигналов | |
| RU2796653C1 (ru) | Устройство передачи квантового и информационных каналов в одном оптическом волокне |