本发明专利技术公开了一种量子密钥分发接收端设备，其用于接收由量子光信号、同步光信号和协商光信号复用形成的信号光，并通过对信号光的探测生成量子密钥。该接收端设备通过设置经典量子波分复用模块，允许借助同一光学接口接收信号光并将信号光中的量子光信号、同步光信号和协商光信号用于量子密钥分发过程，同时通过为不同类型的数据定义不同的协议帧格式，使得能够在一个数字信号中承载不同类型的数据，允许借助同一数字通信接口收发多种数字信号，从而减少设备接口数量和设备尺寸。同时，还可以对外提供高的数据通信速率和强的扩展性，允许接收端设备方便地与其他经典设备进行融合，增强接收端设备的适用性。强接收端设备的适用性。强接收端设备的适用性。
【技术实现步骤摘要】
一种结构简化的量子密钥分发接收端设备
[0001]本专利技术涉及量子保密通信领域，尤其涉及一种结构简化的量子密钥分发接收端设备。
技术介绍
[0002]为实现量子密钥分发过程，QKD设备需要对量子光信号、同步光信号、协商信号、量子密钥、密钥管理信息及设备状态信息等各类信号进行通信。为此，现有QKD设备中通常设置有多种硬件接口，以用作相应的数据接口。如图1所示，现有的一种典型QKD设备中设置有五个硬件接口，即用于输出量子密钥的密钥输出接口、用于收发密钥管理数据的密钥管理接口、用于收发密钥协商数据的密钥协商接口、用于收发网络管理数据的网络管理接口、以及用于量子光信号/同步光信号的光学接口。这种复杂的硬件接口结构不仅要求更大的设备尺寸，而且难以满足不同类型的经典设备对于硬件接口的适配要求，使得目前的QKD设备在便携性和适配性方面存在不足。
技术实现思路
[0003]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术公开了一种量子密钥分发接收端设备，其用于接收由量子光信号、同步光信号和协商光信号复用形成的信号光，并通过对信号光的探测生成量子密钥。其中，该接收端设备通过设置经典量子波分复用模块，使得允许借助同一光学接口接收该信号光并将信号光中的量子光信号、同步光信号和协商光信号用于量子密钥分发过程，同时通过为不同类型的数据定义不同的协议帧格式，使得能够在一个数字信号中承载不同类型的数据，允许借助同一数字通信接口接收和发送各种数字信号，由此可以大大减少设备接口数量，允许减小设备尺寸。同时，还可以对外提供高的数据通信速率和强的扩展性，允许接收端设备方便地与其他经典设备进行融合，增强接收端设备的适用性。
[0004]具体而言，本专利技术涉及一种量子密钥分发接收端设备，其用于对信号光进行探测并生成量子密钥，所述信号光由量子光信号、同步光信号和协商光信号波分复用形成；
[0005]所述量子密钥分发接收端设备包括接收端模块、经典量子波分复用模块和信号接口；
[0006]所述信号接口仅包括一个用于与外部进行数字信号通信的通用接口，以及一个用于与外部进行光学信号通信的光学接口；
[0007]所述经典量子波分复用模块设于所述光学接口和接收端模块之间，用于将所述信号光解复用成量子光信号、同步光信号和协商光信号；
[0008]所述接收端模块用于对所述量子光信号、同步光信号和协商光信号进行探测和解码，并生成所述量子密钥；并且，
[0009]所述接收端模块还被设置成允许将不同类型的数据形成于同一数字信号中，且所述不同类型的数据具有不同的协议帧格式。
[0010]进一步地，所述数据在类型上可以包括量子密钥、密钥管理数据、网络管理数据和/或设备状态信息数据。
[0011]优选地，所述经典量子波分复用模块包括波分复用器。
[0012]优选地，所述通用接口为PCIE接口，并且/或者，所述光学接口为LC/UPC接口。
[0013]进一步地，所述接收端模块包括随机数发生单元、量子光信号探测单元、同步光甄别单元、经典协商单元和控制单元；
[0014]所述随机数发生单元用于生成随机数；
[0015]所述量子光信号探测单元用于对所述量子光信号进行探测、解码，生成解码数据；
[0016]所述同步光甄别单元用于对所述同步光信号进行探测，生成同步电信号；
[0017]所述经典协商单元用于对所述协商光信号进行探测，生成协商电信号；
[0018]所述控制单元用于根据所述解码数据和协商电信号生成所述量子密钥，以及将不同类型的数据形成于同一数字信号中，且所述不同类型的数据具有不同的协议帧格式。
[0019]优选地，所述随机数发生单元包括随机数芯片；以及/或者，所述经典协商单元包括光电转换器；以及/或者，所述同步光甄别单元包括同步光探测器。
[0020]优选地，所述控制单元包括处理器和存储器。其中，所述处理器借助分离的CPU和FPGA实现，或者借助具有集成驱动功能的处理器实现。
[0021]进一步地，所述量子光信号探测单元可以包括光学芯片、探测器模块、时间测量模块、探测器控制模块和解码控制模块；
[0022]所述解码控制模块用于对所述光学芯片进行控制；
[0023]所述光学芯片用于对所述量子光信号进行解码，生成解码光信号；
[0024]所述探测器控制模块用于对探测器模块进行控制；
[0025]所述探测器模块用于对所述解码光信号进行探测，生成探测电信号；
[0026]所述时间测量模块用于从所述探测电信号中提取所述解码数据。
[0027]优选地，该量子密钥分发接收端设备可以具有不大于120mm*220mm的二维平面尺寸。
附图说明
[0028]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图来获得其他的附图。
[0030]图1示出了现有技术的QKD设备的一种典型结构；
[0031]图2示出了根据本专利技术的量子密钥分发接收端设备的一种示例性实施方式。
具体实施方式
[0032]在下文中，本专利技术的示例性实施例将参照附图来详细描述。下面的实施例以举例的方式提供，以便充分传达本专利技术的精神给本专利技术所属领域的技术人员。因此，本专利技术不限于本文公开的实施例。
[0033]图2示出了根据本专利技术的量子密钥分发接收端设备的一种示例性实施方式。
[0034]根据本专利技术，量子密钥分发接收端设备可以包括接收端模块和经典量子波分复用模块。同时，在信号接口方面，仅设置一个通用接口和一个光学接口。
[0035]通用接口用于允许接收端设备与外界进行数字信号的通信，包括但不限于量子密钥、密钥管理数据、网络管理数据、设备状态信息数据(例如温度、异常信息等)等数字信号的通信。
[0036]光学接口用于允许接收端设备与外界进行光学信号的通信，其中，光学信号可以是由量子密钥分发发送端设备发送的信号光，其由量子光信号、同步光信号和协商光信号波分复用形成。
[0037]作为优选示例，通用接口可以为PCIE接口，由此允许接收端设备以灵活的方式快速与各类经典设备进行接口适配。
[0038]作为优选示例，光学接口可以为LC/UPC接口，由此允许接收端设备快速地连接外部光纤信道，以接收光信号，例如发送端设备发送的信号光。
[0039]在接收端设备中，经典量子波分复用模块连接光学接口，用于将包含量子光信号、同步光信号和协商光信号的信号光解复用，以使量子光信号、同步光信号和协商光信号分三路朝向接收端模块传输。
[0040]作为优选示例，经典量子波分复用模块可以包括波分复用器。
[0041]接收端模块接收量子光信号、同步光信号和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发接收端设备，其用于对信号光进行探测并生成量子密钥，所述信号光由量子光信号、同步光信号和协商光信号波分复用形成；所述量子密钥分发接收端设备包括接收端模块、经典量子波分复用模块和信号接口；所述信号接口仅包括一个用于与外部进行数字信号通信的通用接口，以及一个用于与外部进行光学信号通信的光学接口；所述经典量子波分复用模块设于所述光学接口和接收端模块之间，用于将所述信号光解复用成量子光信号、同步光信号和协商光信号；所述接收端模块用于对所述量子光信号、同步光信号和协商光信号进行探测和解码，并生成所述量子密钥；并且，所述接收端模块还被设置成允许将不同类型的数据形成于同一数字信号中，且所述不同类型的数据具有不同的协议帧格式。2.如权利要求1所述的量子密钥分发接收端设备，其中，所述数据包括量子密钥、密钥管理数据、网络管理数据和/或设备状态信息数据。3.如权利要求1所述的量子密钥分发接收端设备，其中，所述经典量子波分复用模块包括波分复用器。4.如权利要求1所述的量子密钥分发接收端设备，其中，所述通用接口为PCIE接口，并且/或者，所述光学接口为LC/UPC接口。5.如权利要求1所述的量子密钥分发接收端设备，其中，所述接收端模块包括随机数发生单元、量子光信号探测单元、同步光甄别单元、经典协商单元和控制单元；所述随机数发生单元用于生成随机数；所述量子光信号探测单元用于对所述量子光信号进行探测、解码，生成解码数据；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高松，唐世彪，蒋连军，许穆岚，
申请(专利权)人：科大国盾量子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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