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量子保密通信方法和裝置與流程

文檔序號(hào):12133290閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種量子保密通信方法,其特征在于,量子保密通信的發(fā)送端通過N個(gè)中繼設(shè)備與量子保密通信的接收端相連,連接鏈路采用多芯光纖,多芯光纖中的纖芯被劃分為用于量子態(tài)信號(hào)傳輸?shù)牡谝焕w芯、用于輔助信號(hào)傳輸?shù)牡诙w芯、以及用于光通信信號(hào)傳輸?shù)牡谌w芯;該方法應(yīng)用于量子保密通信的發(fā)送端,包括:

生成量子態(tài)信號(hào),將量子態(tài)信號(hào)通過下游第一纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備;

生成輔助信號(hào),將輔助信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備,以根據(jù)所述量子態(tài)信號(hào)和輔助信號(hào)與發(fā)送端直連的下游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;

將預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)通過第二纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備,以使發(fā)送端直連的下游設(shè)備基于該密鑰中繼處理信號(hào)執(zhí)行密鑰中繼處理以實(shí)現(xiàn)端到端的密鑰傳輸;

生成光通信信號(hào),將與發(fā)送端直連的下游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰作為發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)光通信信號(hào)進(jìn)行加密,將加密光通信信號(hào)通過下游第三纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備;

其中,N為自然數(shù);發(fā)送端直連的下游設(shè)備為:發(fā)送端直連的在光通信信號(hào)發(fā)送方向上的中繼設(shè)備或量子保密通信的接收端;下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯分別為:連接發(fā)送端和其直連的下游設(shè)備的多芯光纖中的第一纖芯、第二纖芯、第三纖芯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,

向發(fā)送端直連的下游設(shè)備發(fā)送量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)之前,進(jìn)一步包括:對(duì)下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯進(jìn)行空分復(fù)用處理,使得量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)分別對(duì)應(yīng)到下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,

利用發(fā)送端中至少一個(gè)準(zhǔn)單光子源生成至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),并將至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用后通過下游第一纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備;

利用發(fā)送端中多個(gè)光通信發(fā)射機(jī)生成多種波長的光通信信號(hào),將與發(fā)送端直連的下游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰作為發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)多種波長的光通信信號(hào)進(jìn)行加密,針對(duì)每個(gè)下游第三纖芯分配一組加密光通信信號(hào),將該組加密光通信信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用后通過該下游第三纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,

所述第一纖芯為多芯光纖中隔離度最高的纖芯中串?dāng)_最小的纖芯;

所述第二纖芯為多芯光纖中隔離度最高且串?dāng)_僅次于第一纖芯的纖芯,或者隔離度僅次于第一纖芯的纖芯;

所述第三纖芯為多芯光纖中除第一纖芯、第二纖芯之外的其它纖芯。

5.一種量子保密通信方法,其特征在于,量子保密通信的發(fā)送端通過N個(gè)中繼設(shè)備與量子保密通信的接收端相連,連接鏈路采用多芯光纖,多芯光纖中的纖芯被劃分為用于量子態(tài)信號(hào)傳輸?shù)牡谝焕w芯、用于輔助信號(hào)傳輸?shù)牡诙w芯、以及用于光通信信號(hào)傳輸?shù)牡谌w芯;該方法應(yīng)用于任一中繼設(shè)備,包括:

接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào);同時(shí),生成量子態(tài)信號(hào),將生成的量子態(tài)信號(hào)通過下游第一纖芯、下游第二纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備;

接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的輔助信號(hào),基于從中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備接收的量子態(tài)信號(hào)和輔助信號(hào)與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;同時(shí),生成輔助信號(hào),將生成的輔助信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備,以與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;

接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的密鑰中繼處理信號(hào),基于密鑰中繼處理信號(hào)、與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰、與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰執(zhí)行密鑰中繼處理得到新的密鑰中繼處理信號(hào),將新的密鑰中繼處理信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備;

接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第三纖芯發(fā)來的加密光通信信號(hào),對(duì)加密光通信信號(hào)進(jìn)行放大處理后通過下游第三纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備;

其中,N為自然數(shù);中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備為:中繼設(shè)備直連的在光通信信號(hào)發(fā)送方向上的中繼設(shè)備或量子保密通信的發(fā)送端;中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備為:中繼設(shè)備直連的在光通信信號(hào)發(fā)送方向上的中繼設(shè)備或量子保密通信的接收端;上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯分別為:連接中繼設(shè)備和其直連的上游設(shè)備的多芯光纖中的第一纖芯、第二纖芯、第三纖芯;下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯分別為:連接中繼設(shè)備和其直連的下游設(shè)備的多芯光纖中的第一纖芯、第二纖芯、第三纖芯。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,

接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備分別通過上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)之前,進(jìn)一步包括:對(duì)上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯進(jìn)行空分解復(fù)用處理,使得通過上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯傳輸?shù)男盘?hào)分別對(duì)應(yīng)到量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào);

將量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、以及加密光通信信號(hào)分別通過下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備之前,進(jìn)一步包括:對(duì)下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯進(jìn)行空分復(fù)用處理,使得量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、以及加密光通信信號(hào)分別對(duì)應(yīng)到下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,

接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)的方法為:對(duì)中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)域的濾波處理,得到至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),對(duì)至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行探測接收;

中繼設(shè)備基于探測接收到的至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)和在上游第二纖芯接收的輔助信號(hào)與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,

基于密鑰中繼處理信號(hào)、與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰、與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰執(zhí)行中繼處理得到新的密鑰中繼處理信號(hào)的方法為:將密鑰中繼處理信號(hào)、與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰、與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰進(jìn)行異或運(yùn)算,將異或運(yùn)算結(jié)果作為新的密鑰中繼處理信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,

對(duì)中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第三纖芯發(fā)來的加密光通信信號(hào)進(jìn)行放大處理的方法為:采用與多芯光纖具有相同纖芯結(jié)構(gòu)的多芯摻雜光纖增益介質(zhì),使用中心纖芯進(jìn)行泵浦光注入、并通過包層耦合將從每個(gè)上游第三纖芯接收的不同波長的加密光通信信號(hào)進(jìn)行同時(shí)放大。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,

利用中繼設(shè)備中至少一個(gè)準(zhǔn)單光子源生成至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),并將至少一中波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用后通過下游第一纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,

所述第一纖芯為多芯光纖中隔離度最高的纖芯中串?dāng)_最小的纖芯;

所述第二纖芯為多芯光纖中隔離度最高且串?dāng)_僅次于第一纖芯的纖芯,或者隔離度僅次于第一纖芯的纖芯;

所述第三纖芯為多芯光纖中除第一纖芯、第二纖芯之外的其它纖芯。

12.一種量子保密通信方法,其特征在于,量子保密通信的接收端通過N個(gè)中繼設(shè)備與量子保密通信的發(fā)送端相連,連接鏈路采用多芯光纖,多芯光纖中的纖芯被劃分為用于量子態(tài)信號(hào)傳輸?shù)牡谝焕w芯、用于輔助信號(hào)傳輸?shù)牡诙w芯、以及用于光通信信號(hào)傳輸?shù)牡谌w芯;該方法應(yīng)用于量子保密通信的接收端,包括:

接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào);

接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的輔助信號(hào),基于從接收端直連的上游設(shè)備接收的量子態(tài)信號(hào)和輔助信號(hào)與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;

接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的密鑰中繼處理信號(hào),根據(jù)接收的密鑰中繼處理信號(hào),與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰、以及預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)計(jì)算發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰;

接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第三纖芯發(fā)來的加密光通信信號(hào),利用發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)加密光通信信號(hào)進(jìn)行解密處理得到光通信信號(hào);

其中,N為自然數(shù);接收端直連的上游設(shè)備為:接收端直連的在光通信信號(hào)發(fā)送方向上的中繼設(shè)備或量子保密通信的發(fā)送端;上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯分別為:連接接收端和其直連的上游設(shè)備的多芯光纖中的第一纖芯、第二纖芯、第三纖芯。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,

接收接收端直連的上游設(shè)備分別通過上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)之前,進(jìn)一步包括:對(duì)上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯進(jìn)行空分解復(fù)用處理,使得通過上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯傳輸?shù)男盘?hào)分別對(duì)應(yīng)到量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,

接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)的方法為:對(duì)接收端直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)域的濾波處理,得到至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),對(duì)該至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行探測接收;

接收端基于探測接收到的至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)和在上游第二纖芯接收的輔助信號(hào)與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,

根據(jù)接收的密鑰中繼處理信號(hào),與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰、以及預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)計(jì)算發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰的方法為:將接收的密鑰中繼處理信號(hào)、與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰、以及預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)進(jìn)行異或運(yùn)算,將異或運(yùn)算結(jié)果作為發(fā)送端和接收端之間的通信密鑰。

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,

利用發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)加密光通信信號(hào)進(jìn)行解密處理得到光通信信號(hào)之前,進(jìn)一步包括:對(duì)從每個(gè)上游第三纖芯接收的加密光通信信號(hào)進(jìn)行波分解復(fù)用處理得到多個(gè)波長的加密光通信信號(hào);

利用發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)波分解復(fù)用后得到的多個(gè)波長的加密光通信信號(hào)進(jìn)行解密,得到多個(gè)波長的光通信信號(hào)。

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,

所述第一纖芯為多芯光纖中隔離度最高的纖芯中串?dāng)_最小的纖芯;

所述第二纖芯為多芯光纖中隔離度最高且串?dāng)_僅次于第一纖芯的纖芯,或者隔離度僅次于第一纖芯的纖芯;

所述第三纖芯為多芯光纖中除第一纖芯、第二纖芯之外的其它纖芯。

18.一種量子保密通信裝置,其特征在于,量子保密通信的發(fā)送端通過N個(gè)中繼設(shè)備與量子保密通信的接收端相連,連接鏈路采用多芯光纖,多芯光纖中的纖芯被劃分為用于量子態(tài)信號(hào)傳輸?shù)牡谝焕w芯、用于輔助信號(hào)傳輸?shù)牡诙w芯、以及用于光通信信號(hào)傳輸?shù)牡谌w芯;該裝置應(yīng)用于量子保密通信的發(fā)送端,包括:量子通信模塊、輔助通信模塊、光通信模塊;

所述量子通信模塊,用于生成量子態(tài)信號(hào),將量子態(tài)信號(hào)通過下游第一纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備;

所述輔助通信模塊,用于生成輔助信號(hào),將輔助信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備,以根據(jù)量子通信模塊生成的量子態(tài)信號(hào)和輔助信號(hào)與發(fā)送端直連的下游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;用于將預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備,以使發(fā)送端直連的下游設(shè)備基于該密鑰中繼處理信號(hào)執(zhí)行密鑰中繼處理以實(shí)現(xiàn)端到端的密鑰傳輸;

所述光通信模塊,用于生成光通信信號(hào),將輔助通信模塊與發(fā)送端直連的下游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰作為發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)光通信信號(hào)進(jìn)行加密,將加密光通信信號(hào)通過下游第三纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備;

其中,N為自然數(shù);發(fā)送端直連的下游設(shè)備為:發(fā)送端直連的在光通信信號(hào)發(fā)送方向上的中繼設(shè)備或量子保密通信的接收端;下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯分別為:連接發(fā)送端和其直連的下游設(shè)備的多芯光纖中的第一纖芯、第二纖芯、第三纖芯。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其特征在于,該裝置還包括纖芯復(fù)用模塊;

所述纖芯復(fù)用模塊,用于在量子通信模塊、輔助通信模塊、光通信模塊分別向發(fā)送端直連的下游設(shè)備發(fā)送量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密光通信信號(hào)之前,對(duì)下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯進(jìn)行空分復(fù)用處理,使得量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)分別對(duì)應(yīng)到下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置,其特征在于,

量子通信模塊,利用發(fā)送端中至少一個(gè)準(zhǔn)單光子源生成至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),并將至少一中波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用后通過下游第一纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備;

光通信模塊,利用發(fā)送端中多個(gè)光通信發(fā)射機(jī)生成多種波長的光通信信號(hào),使用與發(fā)送端直連的下游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰對(duì)多種波長的光通信信號(hào)進(jìn)行加密,針對(duì)每個(gè)下游第三纖芯分配一組加密光通信信號(hào),將該組加密光通信信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用后通過該下游第三纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備。

21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其特征在于,

所述第一纖芯為多芯光纖中隔離度最高的纖芯中串?dāng)_最小的纖芯;

所述第二纖芯為多芯光纖中隔離度最高且串?dāng)_僅次于第一纖芯的纖芯,或者隔離度僅次于第一纖芯的纖芯;

所述第三纖芯為多芯光纖中除第一纖芯、第二纖芯之外的其它纖芯。

22.一種量子保密通信裝置,其特征在于,量子保密通信的發(fā)送端通過N個(gè)中繼設(shè)備與量子保密通信的接收端相連,連接鏈路采用多芯光纖,多芯光纖中的纖芯被劃分為用于量子態(tài)信號(hào)傳輸?shù)牡谝焕w芯、用于輔助信號(hào)傳輸?shù)牡诙w芯、以及用于光通信信號(hào)傳輸?shù)牡谌w芯;該裝置應(yīng)用于任一中繼設(shè)備,包括:第一量子通信模塊、第二量子通信模塊、輔助通信模塊、多芯光纖放大模塊;

所述第一量子通信模塊,用于接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào);

所述第二量子通信模塊,用于生成量子態(tài)信號(hào),將生成的量子態(tài)信號(hào)通過下游第一纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備;

所述輔助通信模塊,用于接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的輔助信號(hào),基于第一量子通信模塊接收的量子態(tài)信號(hào)和輔助信號(hào)與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;用于生成輔助信號(hào),將生成的輔助信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備,以與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;用于接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的密鑰中繼處理信號(hào),基于密鑰中繼處理信號(hào)、與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰、與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰執(zhí)行中繼處理得到新的密鑰中繼處理信號(hào),將新的密鑰中繼處理信號(hào)通過下游第二纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備;

所述多芯光纖放大模塊,用于接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第三纖芯發(fā)來的加密光通信信號(hào),對(duì)加密光通信信號(hào)進(jìn)行放大處理后通過下游第三纖芯發(fā)往中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備。

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置,其特征在于,該裝置還包括纖芯解復(fù)用模塊和纖芯復(fù)用模塊;

所述纖芯解復(fù)用模塊,在第一量子通信模塊、輔助通信模塊、多芯光纖放大模塊分別接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)之前,對(duì)上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯進(jìn)行空分解復(fù)用處理,使得通過上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯傳輸?shù)男盘?hào)分別對(duì)應(yīng)到量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào);

所述纖芯復(fù)用模塊,在第二量子通信模塊、輔助通信模塊、多芯光纖放大模塊分別向中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備發(fā)送量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、以及加密光通信信號(hào)之前,對(duì)下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯進(jìn)行空分復(fù)用處理,使得量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、以及加密光通信信號(hào)分別對(duì)應(yīng)到下游第一纖芯、下游第二纖芯、下游第三纖芯。

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置,其特征在于,

第一量子通信模塊接收中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)時(shí),用于:對(duì)中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)域的濾波處理,得到至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),對(duì)該至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行探測接收;

所述輔助通信模塊,基于第一量子通信模塊探測接收到的至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)和在上游第二纖芯接收的輔助信號(hào)與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰。

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置,其特征在于,

所述輔助通信模塊,基于密鑰中繼處理信號(hào)、與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰、與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰執(zhí)行中繼處理得到新的密鑰中繼處理信號(hào)時(shí),用于:將密鑰中繼處理信號(hào)、與中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰、與中繼設(shè)備直連的下游設(shè)備協(xié)商生成的量子密鑰進(jìn)行異或運(yùn)算,將異或運(yùn)算結(jié)果作為新的密鑰中繼處理信號(hào)。

26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置,其特征在于,

多芯光纖放大模塊,對(duì)中繼設(shè)備直連的上游設(shè)備通過上游第三纖芯發(fā)來的加密光通信信號(hào)進(jìn)行放大處理時(shí),用于:采用與多芯光纖具有相同纖芯結(jié)構(gòu)的多芯摻雜光纖增益介質(zhì),使用中心纖芯進(jìn)行泵浦光注入、并通過包層耦合將從每個(gè)上游第三纖芯接收的不同波長的加密光通信信號(hào)進(jìn)行同時(shí)放大。

27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置,其特征在于,

所述第二量子通信模塊,利用中繼設(shè)備中至少一個(gè)準(zhǔn)單光子源生成至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),并將至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用后通過下游第一纖芯發(fā)往發(fā)送端直連的下游設(shè)備。

28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置,其特征在于,

所述第一纖芯為多芯光纖中隔離度最高的纖芯中串?dāng)_最小的纖芯;

所述第二纖芯為多芯光纖中隔離度最高且串?dāng)_僅次于第一纖芯的纖芯,或者隔離度僅次于第一纖芯的纖芯;

所述第三纖芯為多芯光纖中除第一纖芯、第二纖芯之外的其它纖芯。

29.一種量子保密通信裝置,其特征在于,量子保密通信的接收端通過N個(gè)中繼設(shè)備與量子保密通信的發(fā)送端相連,連接鏈路采用多芯光纖,多芯光纖中的纖芯被劃分為用于量子態(tài)信號(hào)傳輸?shù)牡谝焕w芯、用于輔助信號(hào)傳輸?shù)牡诙w芯、以及用于光通信信號(hào)傳輸?shù)牡谌w芯;該裝置應(yīng)用于量子保密通信的接收端,包括:量子通信模塊、輔助通信模塊、光通信模塊;

所述量子通信模塊,用于接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào);

所述輔助通信模塊,用于接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的輔助信號(hào),基于量子通信模塊接收的量子態(tài)信號(hào)和輔助信號(hào)與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰;用于接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第二纖芯發(fā)來的密鑰中繼處理信號(hào),根據(jù)接收的密鑰中繼處理信號(hào),與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰、以及預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)計(jì)算發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰;

所述光通信模塊,用于接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第三纖芯發(fā)來的加密光通信信號(hào),利用發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)加密光通信信號(hào)進(jìn)行解密處理得到光通信信號(hào)。

30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置,其特征在于,該裝置還包括纖芯解復(fù)用模塊;

所述纖芯解復(fù)用模塊,用于在量子通信模塊、輔助通信模塊、光通信模塊分別接收接收端直連的上游設(shè)備發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)之前,對(duì)上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯進(jìn)行空分解復(fù)用處理,使得通過上游第一纖芯、上游第二纖芯、上游第三纖芯傳輸?shù)男盘?hào)分別對(duì)應(yīng)到量子態(tài)信號(hào)、輔助信號(hào)、加密的光通信信號(hào)。

31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法,其特征在于,

所述量子通信模塊,接收接收端直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來的量子態(tài)信號(hào)時(shí),用于:對(duì)接收端直連的上游設(shè)備通過上游第一纖芯發(fā)來信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)域的濾波處理,得到至少一種波長的量子態(tài)信號(hào),對(duì)該至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)進(jìn)行探測接收;

所述輔助通信模塊,基于探測接收到的至少一種波長的量子態(tài)信號(hào)和在上游第二纖芯接收的輔助信號(hào)與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商生成量子密鑰。

32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置,其特征在于,

所述輔助通信模塊,根據(jù)接收的密鑰中繼處理信號(hào),與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰、以及預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)計(jì)算發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰時(shí),用于:將接收的密鑰中繼處理信號(hào)、與接收端直連的上游設(shè)備協(xié)商的量子密鑰、以及預(yù)設(shè)密鑰中繼處理信號(hào)進(jìn)行異或運(yùn)算,將異或運(yùn)算結(jié)果作為發(fā)送端和接收端之間的通信密鑰。

33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置,其特征在于,

所述光通信模塊,利用發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)加密光通信信號(hào)進(jìn)行解密處理得到光通信信號(hào)之前,進(jìn)一步用于:對(duì)從每個(gè)上游第三纖芯接收的加密光通信信號(hào)進(jìn)行波分解復(fù)用處理得到多種波長的加密光通信信號(hào);

所述光通信信號(hào),利用發(fā)送端與接收端之間的通信密鑰對(duì)波分解復(fù)用后得到的多種波長的加密光通信信號(hào)進(jìn)行解密,得到多種波長的光通信信號(hào)。

34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置,其特征在于,

所述第一纖芯為多芯光纖中隔離度最高的纖芯中串?dāng)_最小的纖芯;

所述第二纖芯為多芯光纖中隔離度最高且串?dāng)_僅次于第一纖芯的纖芯,或者隔離度僅次于第一纖芯的纖芯;

所述第三纖芯為多芯光纖中除第一纖芯、第二纖芯之外的其它纖芯。

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