引用本文:

程广明:多用户无源光网络量子密钥分发系统研究[J]. 光通信技术,2018,42(1):5-8.

多用户无源光网络量子密钥分发系统研究

程广明

中国电子产品可靠性与环境试验研究所 赛宝认证中心,广州 510610)

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摘要:提出了量子安全保证的无源光网络(PON)概念,对比分析了独立传输和共纤传输量子无源光网 络的特点。设计了基于改进的即插即用系统的多用户无源光网络量子密钥分发(PON-QKD)系统,并对该系统的性能和可行性进行了论证。

关键词:量子密钥分发;无源光网络;波分复用

中图分类号:TN918.91;TN915.9 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)01-0005-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.01.002

0 引言
    量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)是量子通信目前应用最成熟的技术之一,经过最近30多年的发展,QKD取得了很多重要的突破。量子通信网络是QKD迈向规模化应用的必然趋势[1,2]。研究发现,根据QKD网络中间节点的不同,QKD网络可分为3类:基于光学节点的QKD网络、基于信任节点的QKD网络和基于量子中继的QKD网络[3]。基于量子中继的QKD网络可能是未来长距离传输最佳解决方案之一,但遗憾的是目前还处在研究初期,暂不具备实用化的能力。基于信任节点的QKD网络依赖于中间站点的绝对信任,如果网络中的某个节点被劫持,则整个传输链路的安全性难以保障。基于光学节点的QKD网络不需要信任的中间站点,且光学节点设备易于安装和维护,已成为目前QKD网络最常用的形式。基于光学节点的QKD网络可以采用经典光器件作为网络节点,包括分束器、光开光、波分复用器和光纤光栅等[1,4~8]。本文研究基于量子安全保证的无源光网
络(PON),设计基于波分复用(WDM)技术的多用户PON-QKD系统。

3 结束语
    网络化是量子通信走向大规模应用的必然之路,QKD网络主要有光学器件、可信中继和量子中继3种形式,基于光学器件的QKD网络由于结构简单、成本低等原因成为现阶段QKD网络实用化部署的主要方式。本文提出了基于量子安全保证的PON概念,这为利用并保护PON系统提供了一种思考的方向。在此基础上,本文还重点研究了多用户WDM-PON-QKD系统,并分析了其性能和可行性。该系统同时利用了WDM和PON技术,满足多用户同时进行量子通信的需求,希望能对丰富QKD网络形式提供有益参考。