一种量子通信网、方法及其通信站点技术

本申请公开了一种量子通信网、方法及其通信站点，该量子通信网中，中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个光开关的IN口在量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，量子通信服务器用于通过控制中心通信站点与目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应的切换操作，搭建上述两者之间的量子通信链路；中心通信站点的量子通信终端用于从本地的密钥存储空间中获取与目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。本申请达到了既减少控制中心内的量子通信终端的数量又减少纤芯的数量的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种量子通信网、方法及其通信站点
本专利技术涉及量子通信
，特别涉及一种量子通信网、方法及其通信站点。
技术介绍
量子通信技术作为一种高效安全的通信技术，正受到越来越多的关注和研究。当前的量子通信组网方式主要有两种，其中：在第一种组网方式中，任意两个通信站点之间，需设置独立直连的光纤和设备，有多少个站点就需要多少芯纤芯和多少对设备，距离集控中心越近，同路由上的纤芯布置越多。例如：如图1所示，控制中心A与站点B、站点C、站点D和站点E进行量子密钥分发通信，需要AB间纤芯4芯(ab1、ab2、ab3、ab4)、BC间纤芯3芯(bc1、bc2、bc3)、CD间纤芯2芯(cd1、cd2)和DE间纤芯1芯(de1)，还有4对量子通信终端(4收4发，A1-B1、A2-C1、A3-D1、A4-E1)。在第二种组网方式中，控制中心内安装了矩阵光开关，一定程度上减少设备数量，但是不能减少纤芯数量。例如：如图2所示，控制中心A与站点B、站点C、站点D和站点E进行量子密钥分发通信，控制中心A配置的矩阵光开关如果为2:4，需要AB间纤芯4芯(ab1、ab2、ab3、ab4)、BC间纤芯3芯(bc1、bc2、bc3)、CD间纤芯2芯(cd1、cd2)和DE间纤芯1芯(de1)，还有量子通信终端为2收4发或4收2发(A1-B1、A1-C1、A1-D1、A1-E1和A2-B1、A2-C1、A2-D1、A2-E1，每台量子通信终端同一时刻只与另外一台量子通信终端进行量子密钥分发)。配置其他比例的矩阵光开关同理，只节约部分设备，但是不节约纤芯，不再列举说明。综上所述可以看出，如何既减少控制中心内的量子通信终端的数量又减少纤芯的数量是目前有待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种量子通信网、方法及其通信站点，能够既减少控制中心内的量子通信终端的数量又减少纤芯的数量。其具体方案如下：第一方面，本专利技术公开了一种量子通信网，包括依次连接的多个通信站点，所述多个通信站点包括中心通信站点和多个二级通信站点；所述中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，所述二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个所述二级通信站点内的光开关的IN口在所述量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，所述量子通信服务器，用于确定当前需要与所述中心通信站点进行量子通信的二级通信站点，得到目标二级通信站点，并通过控制所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应切换操作的方式，搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路，得到目标量子通信链路，以便所述中心通信站点的量子通信终端和所述目标二级通信站点的量子通信终端之间利用所述目标量子通信链路进行量子密钥分发；所述中心通信站点的量子通信终端，用于从本地的密钥存储空间中获取预先在量子密钥分发过程中存储的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。可选的，所述光子器件包括光子发射器或光子探测器。可选的，所述密钥存储空间包括多个存储区，不同的存储区用于存储不同的二级通信站点所对应的量子密钥。可选的，所述中心通信站点的量子通信终端，包括量子加密装置和量子通信装置；其中，所述量子加密装置，用于生成与所述目标二级通信站点对应的量子密钥请求，并获取所述量子通信装置发送的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，然后利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信；所述量子通信装置，用于查找与所述量子加密装置发送的所述量子密钥请求对应的存储区，并读取该存储区中预先存储的量子密钥，然后将该量子密钥发送至所述量子加密装置。可选的，每个所述二级通信站点，还均包括：终端注册模块，用于向所述量子通信服务器发起注册请求；相应的，所述量子通信服务器还包括：第一存储区分配模块，用于当获取到任意二级通信站点发送的注册请求，则为该二级通信站点自动分配位于所述密钥存储空间上的相应的存储区。可选的，所述量子通信服务器还包括：第二存储区分配模块，用于为用户提供存储区分配接口，以便用户利用所述存储区分配接口，为不同的二级通信站点分配位于所述密钥存储空间上的不同的存储区。可选的，所述中心通信站点还包括：密钥存储模块，用于当所述中心通信站点内的量子通信终端与任意二级通信站点进行量子密钥分发操作时，将所述中心通信站点内的量子通信终端产生的相应的量子密钥存储至与该二级通信站点对应的存储区。可选的，所述量子通信服务器，包括：光开关控制模块，具体用于控制第一类二级通信站点内的光开关的IN口指向该光开关的OUT口，并控制第二类二级通信站点内的光开关的IN口指向所述第二类二级通信站点内的光子器件，以搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路；其中，所述第一类二级通信站点为位于所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的二级通信站点，所述第二类二级通信站点为所述目标二级通信站点，并且，所述第一类二级通信站点内的光开关的IN口与上一跳的通信站点连接，所述第一类二级通信站点内的光开关的OUT口与下一跳的通信站点连接。第二方面，本专利技术还公开了一种量子通信方法，应用于量子通信网；所述量子通信网包括依次连接的多个通信站点，所述多个通信站点包括中心通信站点和多个二级通信站点；所述中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，所述二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个所述二级通信站点内的光开关的IN口在所述量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，所述方法包括：所述量子通信服务器确定当前需要与所述中心通信站点进行量子通信的二级通信站点，得到目标二级通信站点，并通过控制所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应切换操作的方式，搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路，得到目标量子通信链路，以便所述中心通信站点的量子通信终端和所述目标二级通信站点的量子通信终端之间利用所述目标量子通信链路进行量子密钥分发；所述中心通信站点的量子通信终端从本地的密钥存储空间中获取预先在量子密钥分发过程中存储的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。可选的，所述量子通信服务器通过控制所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应切换操作的方式，搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路的步骤，包括：所述量子通信服务器控制第一类二级通信站点内的光开关的IN口指向该光开关的OUT口，并控制第二类二级通信站点内的光开关的IN口指向所述第二类二级通信站点内的光子器件，以搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路；其中，所述第一类二级通信站点为位于所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的二级通信站点，所述第二类二级通信站点为所述目标二级通信站点，并且，所述第一类二级通信站点内的光开关的IN口与上一跳的通信站点连接，所述第一类二级通信站点内的光开关的OUT口与下一跳的通信站点连接。第三方面，本专利技术还公开了一种中心通信站点，应用于前述公开的量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子通信网，其特征在于，包括依次连接的多个通信站点，所述多个通信站点包括中心通信站点和多个二级通信站点；所述中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，所述二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个所述二级通信站点内的光开关的IN口在所述量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，所述量子通信服务器，用于确定当前需要与所述中心通信站点进行量子通信的二级通信站点，得到目标二级通信站点，并通过控制所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应切换操作的方式，搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路，得到目标量子通信链路，以便所述中心通信站点的量子通信终端和所述目标二级通信站点的量子通信终端之间利用所述目标量子通信链路进行量子密钥分发；所述中心通信站点的量子通信终端，用于从本地的密钥存储空间中获取预先在量子密钥分发过程中存储的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。

【技术特征摘要】
1.一种量子通信网，其特征在于，包括依次连接的多个通信站点，所述多个通信站点包括中心通信站点和多个二级通信站点；所述中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，所述二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个所述二级通信站点内的光开关的IN口在所述量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，所述量子通信服务器，用于确定当前需要与所述中心通信站点进行量子通信的二级通信站点，得到目标二级通信站点，并通过控制所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应切换操作的方式，搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路，得到目标量子通信链路，以便所述中心通信站点的量子通信终端和所述目标二级通信站点的量子通信终端之间利用所述目标量子通信链路进行量子密钥分发；所述中心通信站点的量子通信终端，用于从本地的密钥存储空间中获取预先在量子密钥分发过程中存储的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。2.根据权利要求1所述的量子通信网，其特征在于，所述光子器件包括光子发射器或光子探测器。3.根据权利要求1所述的量子通信网，其特征在于，所述密钥存储空间包括多个存储区，不同的存储区用于存储不同的二级通信站点所对应的量子密钥。4.根据权利要求3所述的量子通信网，其特征在于，所述中心通信站点的量子通信终端，包括量子加密装置和量子通信装置；其中，所述量子加密装置，用于生成与所述目标二级通信站点对应的量子密钥请求，并获取所述量子通信装置发送的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，然后利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信；所述量子通信装置，用于查找与所述量子加密装置发送的所述量子密钥请求对应的存储区，并读取该存储区中预先存储的量子密钥，然后将该量子密钥发送至所述量子加密装置。5.根据权利要求3所述的量子通信网，其特征在于，每个所述二级通信站点，还均包括：终端注册模块，用于向所述量子通信服务器发起注册请求；相应的，所述量子通信服务器还包括：第一存储区分配模块，用于当获取到任意二级通信站点发送的注册请求，则为该二级通信站点自动分配位于所述密钥存储空间上的相应的存储区。6.根据权利要求3所述的量子通信网，其特征在于，所述量子通信服务器还包括：第二存储区分配模块，用于为用户提供存储区分配接口，以便用户利用所述存储区分配接口，为不同的二级通信站点分配位于所述密钥存储空间上的不同的存储区。7.根据权利要求3所述的量子通信网，其特征在于，所述中心通信站点还包括：密钥存储模块，用于当所述中心通信站点内的量子通信终端与任意二级通信站点进行量子密钥分发操作时，将所述中心通信站点内的量子通信终端产生的相应的量子密钥存储至与该二级通信站点对应的存储区。8.根据权利要求1至7任一项所述的量子通信网，其特征在于，所述量子通信服务器，包括：光开关控制模块，具体用于控制第一类二级通信站点内的光开关的IN口指向该光开关的OUT口，并控制第二类二级通信站点内的光开关的IN口指向所述第二类二级通信站点内的光子器件，以搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路；其中，所述第一类二级通信站点为位于所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的二级通信站点，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建喜，陈四雄，张江源，兰碧玉，
申请(专利权)人：厦门科华恒盛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35