[实用新型]一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置

说明书

本申请公开了一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，第一波分单元用于将同步光和信号光进行分离，其中同步光传输给第一探测单元；第一探测单元用于将光信号转化为电信号，传输给功分单元；功分单元用于将接收的电信号分成两路电信号输出，其中一路传输给第一光功率检测单元；第一光功率检测单元用于根据接收到的电信号进行光功率检测。因而能够在密钥生成业务正常运行的过程中也能够实现监测功能，不影响量子密钥生成系统业务的正常运行。此外，现有的量子密钥分发系统中本就包含有同步光，利用现有设备中的同步光进行测量，不需要增加额外的光学设备与接收设备，因此不会影响密钥生成系统性能，也不会增加系统成本。

技术领域

本申请涉及光通讯技术领域，具体涉及一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置。

背景技术

在以光子为载体的量子密钥生成系统中，发送方设备对信号光进行编码并将信号光的出口光强衰减至单光子强度后，通过光纤链路传输给接收方设备进行探测。接收方和发送方通过探测原始密钥数据进行比对筛选，在此过程中对系统误码率进行估算，通过误码率判断是否放弃本次量子密钥生成过程。在系统误码率低于设定的阈值时，通过后数据处理过程获取最终的量子密钥。量子密钥生成过程中误码率对收发双方生成密钥的成码率有直接影响，而光纤链路衰减增加导致误码率增大，直接影响系统的成码率。

当前的量子密钥生成系统光纤链路监测主要有：

第一种方案如图1所示，量子密钥生成系统工程实施前首先使用光测量设备，如光时域反射仪(OTDR)对链路衰减进行测量。此方案需在量子密钥生成设备部署前对光纤链路衰减进行测量，或者在光纤链路出现故障时、停止量子密钥生成业务、进行光纤链路检修时对光纤链路衰减进行测量，无法在量子密钥生成业务正常运行的过程中监测链路衰减。

第二种方案如图2所示，参考光发射单元A发射参考光通过光复用单元A将参考光耦合到光纤链路，接收方的光复用单元B将参考光与量子密钥生成单元A发射的信号光以及同步光分离，分离出来的参考光发送给参考光接收设备进行光功率测量。此方案需要在量子密钥生成单元A和量子密钥生成单元B之间的光纤信道上传输参考光。如采用时分复用方案，在进行光纤链路衰减监测时需要暂停密钥生成业务，将光链路切换到参考光，因此暂停密钥生成业务，对业务运行产生影响。如采用波分复用方案，则参考光需采用和密钥生成单元A中信号光和同步光不同的波长，占用一个波长资源。此外，在密钥生成过程中，参考光在光纤链路中传输，其拉曼散射会对信号光产生影响，导致系统误码率增加，降低系统成码率。由于此方法在收发双方增加了参考光发射和接收设备，相应的会增加系统成本。

第三种方案如图3所示，在发送方增加光时域反射仪OTDR，OTDR收发的光信号通过光复用单元耦合到光纤链路。利用光纤本身或光纤链路其他因素产生的瑞利散射和菲涅尔反射(统称为背向散射光信号)特性，OTDR通过对其自身发射的参考光的背向散射信号进行测量获取光纤链路衰减参数。此方案和图2的方案有相同的局限，影响密钥生成系统性能，同时增加系统成本。

综上所述，以上所述方式虽然能够测量或者能够检测量子密钥生成系统发送方和接收方光纤链路衰减，但存在如下的缺陷：第一种方案无法在量子密钥生成业务正常运行的过程中监测链路衰减。第二方案是通过增加参考光对光纤链路衰减进行监测，如采用时分复用，则需要中断密钥生成业务，影响系统业务；如采用波分复用，则参考光信号需要占用宝贵的波长资源，同时参考光信号和量子光信号在同一根光纤中传输，其拉曼散射等对量子光有较多影响，增加系统误码率，增加系统成本。第三种方案，和图2的方案有相同的局限，影响密钥生成系统性能，同时增加系统成本。

发明内容

本申请提供一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，以解决现有的方案中的要么需要中断密钥生成业务才能进行监测，要么在收发系统上额外增加设备导致增加系统误码率以及系统成本的问题。

本申请提供一种量子密钥生成系统光纤链路衰减监测装置，包括接收设备与发射设备；