应用诱骗态的光子轨道角动量测量设备无关量子密钥分发协议的研究

轨道角动量作为量子信息的一种载体,可应用于测量设备无关量子密钥分发协议中,来消除发送端和接收端间的基校准。诱骗态技术可以消除量子密钥分发协议采用弱相干光源时易被分裂攻击的缺陷。本文将轨道角动量态、测量设备无关方案和诱骗态方案相结合,设计一种基于高效轨道角动量分离方法的诱骗态光子轨道角动量测量设备无关量子密钥分发协议方案,避免了极化方案中对极化基的依赖性缺陷,提高了密钥速率,本文给出了该方案密钥速率的理论推导,并分别对采用无限个诱骗态和两个诱骗态时该方案密钥速率进行了仿真。研究结果表明,在相同条件下,基于轨道角动量的MDI QKD协议方案比极化方案密钥速率更高。      

基于W态的多方测量设备无关量子密钥分配性能分析

测量设备无关量子密钥分配系统能够抵御任何针对单光子探测器侧信道的攻击.为了进一步优化多方测量设备无关量子密钥分配协议,对基于W态的多方测量设备无关量子密钥分配协议进行了研究,并引入探测器品质因子(暗记数Y0与探测器探测效率ηd的比值)作为模拟参量,模拟分析了误码率和密钥生成率的影响因素.仿真结果表明:在信道传输损耗、光...     

量子密钥分发和经典光通信波分复用共纤传输研究

研究了量子密钥分发和经典光通信波分复用共纤传输的技术难点和可行性。基于系统重复频率 40 MHz的诱骗态相位编码BB84协议量子密钥分发设备,提出了3种量子信号与经典光信号的波分复用共纤传输方案：单纤双向CWDM共纤传输方案,复用1 550.12 nm波长量子信号、1 310 nm波长时钟信号以及正向1 590 nm波长100 Mbit/s速率光信号和反向1 610 nm波长100 Mbit/s速率光信号,光纤传输距离70 km下密钥成码率达到1.2 kbit/s;双纤双向CWDM共纤传输方案,复用1 550.12 nm波长量子信号、1 610 nm波长时钟信号以及1个波长的同向光信号在1 310 nm波长OOK光信号速率10 Gbit/s,光纤传输距离55 km下,密钥成码率达到1.58 kbit/s;双纤双向DWDM共纤传输方案,复用1 550.12 nm波长量子信号、1 610 nm波长时钟信号以及2个同向波长各自为1 551.72 nm和1 552.52 nm,并模拟100 Gbit/s相干光通信DP-QPSK信号接收功率,光纤传输距离70 km下,密钥成码率达到1.16 kbit/s。     

基于BBM92协议的量子密钥分发系统改进方案

目前量子密钥分发所面临的最主要问题是如何实现高码率、远距离的量子密钥传输。为提高量子保密通信系统量子密钥生成的速率,将双探测器量子密钥分发方案应用于BBM92协议,并分别在理想纠缠光源,和参量下转换纠缠光源两种情况下进行了数值仿真。对系统性能进行对比后得出：在BBM92协议中利用双探测器,量子密钥分发系统的密钥生成率明显高于单探测器系统,而误码率大幅度低于单探测器系统。理想光源情况下传输距离可扩展到300km,参量下转换光源的情况下,传输距离也可达250km。     

相位调制无关的测量设备无关量子密钥分配协议

提出一种相位调制无关的改进测量设备无关量子密钥分配协议,在实际系统中通信双方 参考系随时间相对缓慢移动的条件下,该协议不需要添加辅助校准系统来补偿相位漂移,降 低了系统的复杂性。文章分析了相位调制无关的测量设备无关量子密钥分配协议在弱相干光 源及参量下转换光源下的安全密钥生成率和最大安全传输距离,并进一步探究了有限密钥长 度引起的统计波动问题对安全密钥率的影响。仿真结果表明,该协议的最大安全传输距离接 近经典协议的最大安全传输距离。同时,考虑统计波动的影响,当达到相近的最大传输距离 时,本文协议所需的脉冲数比传统协议低约5个数量级,进一步提高了系统效率。     

WDM系统的监控技术分析

在介绍波分复用系统基础之上说明了光监控信道存在的合理性和必要性 ,详细分析了带内波长监控技术和带外监控技术的实现机制、功能特征及适用环境 ,最后归纳了实现 WDM系统管理应值得注意的一些相关因素     

基于测量设备无关协议的量子身份认证方案

借助测量设备无关量子密钥分配协议的安全性,提出了测量设备无关的量子身份认证协议。在此协议下,认证中心和认证方以共享密钥加密认证信息和认证密钥,将其发送至第三方进行贝尔态测量以提取安全的认证信息,实现认证中心对认证方有效认证,并更新共享密钥。分析协议性能显示,系统在不同攻击下认证过程是安全且有效的。     

无源波分复用设备应用分析

无源波分复用设备应用能够减少4G/5G基站接人光缆纤芯的使用量,达到增加光缆纤芯目的.本文系统分析了衰耗和色散对传输最大距离的影响,同时结合5G无线站点接入纤芯需求以及无线站点规划和站型配置,统筹考虑无源波分复用设备和彩光模块的选型,最后提出了无源波分复用设备的规划设计.     

波分多路系统的光辉前程

本文首先简述频分,时分和波分多路伟输系统的发展过程,详细释波争多路所需的光纤和小分多路合用的光纤放大器。然后,说明波分多路系统在传输干线和在全光通信网应用的光辉前景。     

基于阵列波导光栅的波分复用器件

阵列波导光栅波分复用 /解复用器有 N个输入端口和 N个输出端口 ,能同时传输 N2 路不同的光信号 ,除具有波分复用和解复用功能外 ,能灵活地与其它光器件组成多波长激光器、光路分插复用器、光路交叉连接器、波长路由器等波分复用器件 ,在光通信网络中有着广泛的应用前景。     

基于挑战-应答机制的量子密钥分发协议

基于BB84协议,利用挑战-应答机制,提出了一种量子密钥分发协议。发送方Alice和接收方Bob通过安全信道共享三个不同的Hash函数( , 和 ),以及随机比特串 。在每次密钥分发时,Alice产生随机比特串 （挑战信息）和 （密钥）,结合 和 ,基于BB84协议产生光子串 ;Alice将 和 发送给Bob,Bob接收到对应的 和光子串 ;Bob利用 ,结合 和 ,基于BB84协议对光子串 进行测量得到 。理想情况下共享密钥 。另外,Bob利用 , , 及 产生应答序列 ;Alice和Bob利用各自拥有的序列及 分别产生序列 和 ,并对各自的 做更新。在密钥分发过程中光子的利用率为百分百,该协议既有BB84协议类似的安全性,又有单向身份认证功能。     

基于QKD量子密钥扩展的方法研究

目前量子密钥分发所面临的最主要问题是如何实现远距离、高码率量子密钥传输.为提高量子保密通信系统量子密钥生成的速率,提出一种反射和位移相结合的技术对已有的码率较低的量子密钥进行扩展处理,提高量子密钥库的容量.实验结果表明,采用反射技术和位移技术不但能有效地扩展量子密钥随机序列,同时可以保持良好的随机性,是一种扩展量子密钥库的有效方法.     

预报单光子源下的经典-量子信息共信道同传系统研究

分析了密集波分复用下的经典-量子信息共信道同传系统噪声特性,提出基于预报单光子源的经典-量子信息共信道同传方案。与传统的弱相干光源相比,其可以更精确控制APD探测门限,进而实现时域滤波减少信道噪声干扰;并且可以通过控制探测器开启时间,有效避免空光子发送时的信道噪声及探测器暗计数影响。仿真结果表明,本方案提出的同传系统可有效抑制噪声干扰,与弱相干光源方案相比于更远距离达到误码率阈值,提升了安全通信距离,可作为远距离量子密钥通信共信道同传参考方案。     

基于光波分复用的超长距离光缆随路状态监测

在光缆随路状态监测过程中,为避免因光信号波 长分离难度大而影响状态监测的准确 性,本研究在现场监测站采集光信号的基础上,利用光波分复用过程实现对不同波长光信号 的分离处理。根据分离结果,通过OTDR测试获得监测点到光缆故障点之间的距离,再结合小 波变换过程确定最大故障衰减信息。基于此,利用BP算法实现对超长距离光缆随路中存在的 故障点的定位,实现对光缆随路状态的监测。实验结果表明:该方法的监测过程耗时始终保 持在4min之内,且故障定位准确度在80%左右,证明该方法监测过程 耗时短、效率高,且对故障点的定位准确度较高,大大提升了状态监测结果的准确性。