[发明专利]单纤融合量子密钥分发系统、方法及相关系统、方法

权利要求书

1.一种单纤融合量子密钥分发系统，其特征在于，用于实现量子密钥分发中量子信号与经典信号接近零串扰的共纤融合传输，包括：信号同步装置、波分复用器、至少一个经典收发器、至少一个量子密钥分发终端；

所述波分复用器，用于对所述经典收发器、所述量子密钥分发终端和所述信号同步装置发送的信号进行单纤波长复用并输出，以及接收外部信号，对所述外部信号进行单纤波长解复用；

所述经典收发器，用于利用门控雪崩光电二极管APD探测所述波分复用器解复用的信号中的经典光信号，将探测到的经典光信号转换为电信号，并对所述电信号进行雪崩放大，以及发送经典光信号至所述波分复用器；所述经典收发器包括：光源及调制器模块、光可调衰减器VOA、所述门控APD、环形器和以太网接口；所述光源及调制器模块，用于对待发送经典数据电信号进行归零码光调制，得到归零码编码的经典光信号；所述光可调衰减器VOA，用于对所述光源及调制器模块调制后的经典光信号进行可调衰减；所述环形器，用于将所述VOA可调衰减后的经典光信号经过单模光纤传输至所述波分复用器，以及将所述波分复用器解复用的信号经过单模光纤传输至所述门控APD；所述门控APD，用于探测所述波分复用器解复用的信号中的经典光信号，并对探测到的经典光信号进行雪崩放大，并将雪崩放大后的经典光信号解调为用于以太网传输的电信号；所述以太网接口，用于传输所述门控APD解调后用于以太网传输的电信号至外部；

所述量子密钥分发终端，用于从所述波分复用器解复用的信号中探测量子信号，以及生成量子信号，并发送生成的量子信号至所述波分复用器；

所述信号同步装置，用于进行时钟信号同步，以使所述单纤融合量子密钥分发系统与另一个单纤融合量子密钥分发系统的时钟信号同步。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述门控APD包括：偏置电压模块、门控信号模块、雪崩光电二极管模块、门控噪声抑制电路、放大器和解码器；

所述偏置电压模块，用于产生直流偏置电压；

所述门控信号产生模块，用于产生门控信号；

所述雪崩光电二极管模块，用于在所述门控信号模块产生门控信号的情况下，在所述直流偏置电压和所述门控信号共同作用下，在盖革模式下探测所述波分复用器解复用的信号中的经典光信号，将探测到的经典光信号转换为电信号，并对所述电信号进行雪崩放大；

所述门控噪声抑制电路，用于抑制所述门控信号产生的容性响应噪声，以避免对所述雪崩放大后的电信号造成干扰；

所述放大器，用于对所述雪崩放大后的电信号进行放大；

所述解码器，用于将所述放大器放大后的电信号解码为用于以太网传输的电信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述门控APD还包括：

整形电路，用于对所述放大器放大后的电信号进行整形，输出整形后的电信号；

所述解码器，还用于将所述整形电路输出的整形后的电信号解码为用于以太网传输的电信号。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述门控噪声抑制电路包括：

门控噪声滤波电路或门控噪声自差分电路。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号同步装置包括：晶振与参考时钟输入输出模块、时钟信号光收发器模块和高精度信号延时模块；

所述晶振与参考时钟输入输出模块，用于产生参考时钟电信号；

所述时钟信号光收发器模块，用于将所述参考时钟电信号转换为参考时钟光信号，并输出所述参考时钟光信号，以及接收外部参考时钟光信号，并将所述外部参考时钟光信号转换为外部参考时钟电信号；

所述高精度信号延时模块，用于根据所述外部参考时钟电信号，对所述单纤融合量子密钥分发系统的时钟进行调整，以使所述单纤融合量子密钥分发系统与另一个单纤融合量子密钥分发系统的时钟信号同步。

6.一种量子信号与经典信号单纤融合系统，其特征在于，包括单模光纤和两个如权利要求1-5任意一项所述的单纤融合量子密钥分发系统；

两个所述单纤融合量子密钥分发系统分别作为发送端和接收端；

两个所述单纤融合量子密钥分发系统通过所述单模光纤进行通信。