[发明专利]一种可切换多类型量子终端网络通信系统与密钥分配方法

说明书

本发明提供一种可切换多类型量子终端网络通信系统，所述系统包括若干个接收模块，若干个复用模块，发送模块以及控制模块；所述每一个接收模块通过光纤与复用模块对应连接；所述复用模块之间通过总线连接到发送模块(可视为网络服务器)；其中：所述接收模块是多类型的量子终端，所述量子终端的选择由发送模块和接收模块之间的传输距离和传输码率决定；所述量子终端的类型可以是邮件终端、语音终端或视频终端；结构简单、使用方便的可切换多类型量子终端的通信系统，通过控制协议选择器和复用模块实现发送模块的协议选择和接收模块不同类型量子终端的切换，使得该系统业务类型不再单一，最大化利用该系统的网络资源。

技术领域

本发明涉及量子信息与光通信技术领域，更具体地，涉及一种可切换多类型量子终端网络通信系统与密钥分配方法。

背景技术

量子密钥分发(QKD,Quantum Key Distribution)是利用量子效应实现具有高度安全性的量子密码技术，是目前国际量子物理和信息科学的研究热点。相比于传统的保密通信技术，量子保密通信是基于量子力学的基本原理或特性进行通信，即量子测不准定理和不可克隆定理等保证了量子保密通信理论上的无条件安全。

自Bennett与Brassard在1984年的第一篇关于QKD的论文以来，并搭建了第一套QKD实验系统，用以演示如何利用BB84协议在两个通信方之间安全地共享密钥，出现传输距离短，密钥率低等问题。此后，全世界的研究者们不断地改进、完善QKD的实验技术，到目前为止已实现200～300km距离的QKD。与此同时，各类不同的QKD协议被相继提出，例如SARG04协议、诱骗态协议等。

由于通信环境和传输介质的不同，主要分为光纤QKD系统和空间QKD系统两大类，其中光纤系统更适合与搭建地面通信网络，比如局域网、城域网等。为了节省光纤资源与网络建设成本，许多光纤QKD系统中利用WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分复用)技术将时钟光和信息光并入同一光纤传输构建QKD网络，如瑞士量子、东京QKD和维也纳SECOQC等多个量子通信实验网络。

目前，QKD网络系统主要是一个QKD系统固定搭配一种QKD协议，终端用户数量受限，且网络QKD终端类型单一。如何将不同业务类型量子终端在同一个QKD网络系统中实现切换，最大化利用该系统网络资源是QKD应用的一个挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的可切换多类型量子终端网络通信系统，通过控制协议选择器和复用模块实现发送模块的协议选择和接收模块不同类型量子终端的切换，使得该系统业务类型不再单一，最大化利用该系统的网络资源。

为实现上述目的，本发明提供一种可切换多类型量子终端网络通信系统，所述系统包括若干个接收模块，若干个复用模块，发送模块以及控制模块；

所述每一个接收模块通过光纤与复用模块一一对应连接；所述复用模块之间通过总线连接到发送模块(可视为网络服务器)；其中：

所述接收模块是多类型的量子终端，所述量子终端的选择由发送模块和接收模块之间的传输距离和传输码率决定。

所述量子终端的类型可以是邮件终端、语音终端或视频终端。

具体的，所述复用模块的主要作用是为接收模块从多波长信道中分出或插入一个或多个波长，并且根据接收模块量子终端类型的不同，与之设定特定的通信波长；

所述发送模块设有协议选择器与探测器，所述发送模块受控制模块控制，发送模块根据接收模块中量子终端类型的不同(如邮件终端、语音终端或视频终端等)选择对应的通信协议，所述探测器用于探测密钥分发过程。

所述协议选择器可选择QKD协议(QKD,Quantum Key Distribution，量子密钥分发)。