[发明专利]一种量子通信系统

说明书

本申请提供了一种量子通信系统，包括：一个QKD接收端、一个经典通信接收端、第一波分复用器、第一解波分复用器、配置有通信控制模块的光开关、光纤合束器、多个经典通信发送端，以及各个经典通信发送端分别对应的QKD发送端、第二波分复用器和第二解波分复用器；在任一经典通信发送端与经典通信接收端通信的情况下，光开关用于在接收到指示该经典通信发送端与经典通信接收端通信的指令的情况下，仅输出与该经典通信发送端对应的QKD发送端发出的QKD信号，实现通信。由于光开关对多个QKD发送端的光源模块是否相同不作限定，本申请中至少部分QKD发送端的光源模块相同，从而对于实际规模化商用来说，减少物料种类管理时间、维护时间及运营成本。

技术领域

本申请涉及量子通信领域，尤其涉及一种量子通信系统。

背景技术

量子密钥分发(QKD)作为实用化的量子通信技术，其基于量子力学原理能够实现无条件安全的密钥分发，在全球范围内引起了广泛的关注与重视。典型的量子通信系统包含QKD发送端、QKD接收端，以及连接QKD发送端和QKD接收端的光纤链路。目前，典型的光网络下的量子通信系统如图1所示，在每个光网络单元(ONU)处配置一台QKD发送端，在光线路终端(OLT)处配置一台QKD接收端与之对应，其中，光网络单元包括经典通信发送设备(为了描述方便，以下称为经典通信发送端)，光线路终端包括经典通信接收设备(为了描述方便，以下称为经典通信接收端)。QKD发送端发出的QKD信号与经典通信发送端发出的经典信号通过波分复用技术通过一根光纤传输至对端，通过解波分复用技术将QKD信号与经典信号分开，实现通信。该方案对于每个部署QKD发送端的ONU端，都需要在OLT端配备一台QKD接收端与之对应，不仅增加了系统的复杂性和成本，也耗费了OLT端有限的安装空间。

进一步地，目前可以在光网络下实现多个QKD发送端对同一个QKD接收端的时分复用量子通信。具体的，在OLT端部署一个QKD接收端，在ONU端部署多个QKD发送端。ONU端的每个QKD发送端的光源模块采用不同波长的激光器，通过波分复用技术，将各个QKD发送端发出的不同波长的QKD信号耦合进同一根光纤进行传输。并通过时分复用，在任一经典通信发送端与经典通信接收端通信的时隙，只有该经典通信发送端对应的QKD发送端与QKD接收端进行通信，实现安全的量子通信过程。但是，每个ONU端的QKD发送端的光源模块波长不同，因此，大大增加了物料种类及数量，进而增加了物料种类管理时间；并且，后期维护过程中，如果某个QKD发送端出现故障，需要进行特定维修或更换，从而导致维护时间长。因此，对于实际规模化商用来说，增加了物料种类管理时间、维护时间和运营成本。

发明内容

本申请提供了一种量子通信系统，目的在于解决光网络下的量子通信中增加物料种类管理时间、维护时间和运营成本的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

本申请提供了一种量子通信系统，其特征在于，包括：一个QKD接收端、一个经典通信接收端、第一波分复用器、第一解波分复用器、配置有通信控制模块的光开关、光纤合束器、多个经典通信发送端，以及各个所述经典通信发送端分别对应的QKD发送端、第二波分复用器和第二解波分复用器；各个所述经典通信发送端分别对应的QKD发送端中，至少部分QKD发送端的光源模块相同；

在任一经典通信发送端与所述经典通信接收端通信的情况下，该经典通信发送端与对应的QKD发送端分别发出的信号，通过对应的第二波分复用器进行耦合；耦合得到的信号传输至对应的第二解波分复用器；所述第二解波分复用器分离出的QKD信号传输至所述光开关，并且，所述第二解波分复用器分离出的经典信号传输至所述光纤合束器；

所述光开关，用于在接收到指示该经典通信发送端与所述经典通信接收端通信的指令的情况下，仅输出与该经典通信发送端对应的QKD发送端发出的QKD信号；