引用本文:
卢利锋,李建岐,赵子兰,等:面向电力城域网的多粒度量子交换节点结构[J]. 光通信技术,2019,43(8):47-51.
卢利锋1,李建岐1,赵子兰2,熊 飞2,兰军健3,李倩倩3,孙咏梅3
(1.全球能源互联网研究院有限公司,北京 102209;2.国网冀北电力有限公司,北京 100053; 3.北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:电力城域网业务承载方式差别很大,网络交换节点不仅需要支持量子信号、同步信号和经典信号的交换,还需要具备多粒度的信号交换功能来支持不同服务等级电力业务的加密传输。采用基于光纤级交换层、波带级交换层和波长级交换层的多粒度量子交换节点结构,提高交换节点的灵活性并降低交叉连接矩阵的规模。同时,将波长选择开关引入多粒度量子交换节点,通过可编程的灵活波长选择保证了同用户量子信号与同步信号的同路径交换。仿真结果表明该量子交换节点结构在电力城域网中应用的可行性。
关键词:电力城域网;量子密钥分发;多粒度;量子交换
中图分类号:O431.2 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)08-0047-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.08.012
0 引言
安全问题是电力行业走向信息化、智能化之路必须解决的关键问题[1]。量子密钥分发(QKD) [2-4]可以成为电力通信网络安全保障的重要技术。对于电力广域网,节点交换是扩大网络规模的主要技术。电力城域网是电力广域网的重要组成部分,可实现电力控制类专线业务、保护安稳类2M通道业务、管理信息化类业务、视频类业务和语音交换类业务等多种不同承载网业务的混合传输。这些电力专用业务的通信方式各不相同,有的直接通过光纤传输,有的经过专用通道传输,有的通过IP网传输,并且经过的承载网也不同,在物理上是完全隔离的。由于QKD的引入会增加波长信道数目,从而极大增大交叉连接矩阵的规模导致其插入损耗的增大,需要控制交换节点的插入损耗来保证QKD的性能;另一方面,针对QKD同步信号,同用户的量子信号与同步信号需要保持传输路径的一致性来实现接收端的正常检测,需要交换节点具有灵活的波长信道选择功能。因此,网络核心节点需要具备不同光纤、不同波长和不同粒度业务的处理能力,同时支持量子信号、同步信号以及经典光信号的交换。
为解决这两方面的问题,本文介绍一种面向电力城域网的多粒度量子交换节点结构。
5 结束语
基于FSL、BSL和WSL的多粒度量子交换节点结构,不仅能够实现量子信号、同步信号以及经典电力信号的同节点交换,而且具备了多粒度的信号交换功能来支持各种不同承载方式的电力业务的加密传输。通过对多粒度量子交换节点进行扩展性、损耗性和串扰性的分析,证明了多粒度量子交换节点结构在电力通信城域网中应用的可行性,并为其具体应用奠定了基础。