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      一種光信號(hào)傳輸方法和裝置的制造方法_2

      文檔序號(hào):9263261閱讀:來源:國(guó)知局
      控制時(shí),采用以太網(wǎng)通信方式實(shí)現(xiàn);并對(duì)調(diào)制和檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行公布和比對(duì),拋棄不符合的量子態(tài)檢測(cè)結(jié)果,并通過公開部分檢測(cè)結(jié)果的方式檢驗(yàn)量子態(tài)信號(hào)傳輸誤碼率,排除竊聽行為的存在,之后再根據(jù)公開比對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤碼糾錯(cuò)和隱私放大,實(shí)現(xiàn)通信雙方之間相同速率的隨機(jī)量子密碼生成。
      [0047]步驟202,該加解密設(shè)備將生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ),并根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成加密密碼光信號(hào)。
      [0048]本步驟中預(yù)設(shè)速率根據(jù)實(shí)際需要配置,如按128bit分組存儲(chǔ)等。
      [0049]本步驟中,該加解密設(shè)備將生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ)之后,所述根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成加密密碼光信號(hào)之前,還可以進(jìn)一步包括:對(duì)分組存儲(chǔ)的量子密碼進(jìn)行編碼擴(kuò)展,具體為:
      [0050]該加解密設(shè)備對(duì)分組存儲(chǔ)的量子密碼輪詢進(jìn)行異或運(yùn)算,或通過預(yù)設(shè)非線性替換函數(shù)查找表方式將量子密碼進(jìn)行擴(kuò)展和循環(huán)移位,產(chǎn)生分組長(zhǎng)度可調(diào)整的密碼原語,將所述密碼原語根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成加密密碼光信號(hào)。
      [0051]其中,該加解密設(shè)備將所述密碼原語根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成加密密碼光信號(hào),具體包括:
      [0052]該加解密設(shè)備根據(jù)發(fā)送端和接收端要傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式,選擇可調(diào)諧光源的工作波長(zhǎng),設(shè)置包含調(diào)制器的碼型調(diào)制的偏置電壓和調(diào)制碼型工作參數(shù),并對(duì)密碼原語速率進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換,進(jìn)行加密密碼的電光調(diào)制,產(chǎn)生與所述光信號(hào)相同偏振、速率、碼型和調(diào)制格式,同時(shí)波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)。
      [0053]時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換根據(jù)明文光信號(hào)的碼速率和符號(hào)率進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)加密密碼信號(hào)與光信號(hào)符號(hào)率保持一致。
      [0054]電光調(diào)制根據(jù)明文光信號(hào)的調(diào)制格式,生成與之對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度或相位調(diào)制加密密碼信號(hào)。
      [0055]作為發(fā)送端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備和作為接收端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備通過密碼控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)密碼編碼信息的交互,以及編碼操作和電光調(diào)制的同步定時(shí),密碼控制信號(hào)僅公開對(duì)密碼原語的操作方法,不涉及量子密碼本身,不會(huì)導(dǎo)致密碼安全性的降低。
      [0056]步驟203,該加解密設(shè)備在接收到明文光信號(hào)時(shí),將該明文光信號(hào)以及與該明文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得密文光信號(hào),并發(fā)送,使對(duì)端加解密設(shè)備使用生成的解密密碼光信號(hào)和接收到的密文光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理,獲得明文光信號(hào)并發(fā)送給作為接收端的通信設(shè)備。
      [0057]對(duì)端加解密設(shè)備接收到發(fā)送給本地作為接收端的通信設(shè)備的密文光信號(hào),使用與該密文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)與該密文光信號(hào)進(jìn)行非線性處理獲得明文光信號(hào),并發(fā)送給本地通信設(shè)備,完成接收端和發(fā)送端之間的光信號(hào)傳輸。
      [0058]本步驟中的解密密碼光信號(hào)為對(duì)端加解密設(shè)備根據(jù)生成的量子密碼,以及發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成的。
      [0059]本步驟中加解密設(shè)備將該明文光信號(hào)以及與該明文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得密文光信號(hào),包括:
      [0060]該加解密設(shè)備將接收到的明文光信號(hào)分離為兩個(gè)相互獨(dú)立的偏振態(tài)信號(hào),將與該明文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的加密密碼光信號(hào)分為等功率的兩路光信號(hào),將明文光信號(hào)的兩個(gè)偏振態(tài)信號(hào)和等功率的兩路光信號(hào)分別進(jìn)行正交相位信息的異或邏輯操作,獲得兩路獨(dú)立偏振態(tài)的密文光信號(hào),并分別進(jìn)行選通濾波后合成一路密文光信號(hào)。
      [0061]其中,通過非線性模塊,如高非線性光纖,將明文光信號(hào)的兩個(gè)偏振態(tài)信號(hào)和等功率的兩路光信號(hào)分別產(chǎn)生四波混頻效應(yīng),實(shí)現(xiàn)正交相位信息的異或邏輯操作。
      [0062]假設(shè)接收到的100Gbit/S DP-QPSK明文光信號(hào),則最后合成的一路密文光信號(hào)為100Gbit/s DP-QPSK 密文光信號(hào)。
      [0063]參見圖3,圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中為作為接收端的通信設(shè)備部署的加解密設(shè)備進(jìn)行光信號(hào)傳輸?shù)牧鞒淌疽鈭D。具體步驟為:
      [0064]步驟301,加解密設(shè)備與對(duì)端加解密設(shè)備以相同速率生成相同的量子密碼;所述對(duì)端加解密設(shè)備為作為發(fā)送端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備。
      [0065]作為發(fā)送端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備(第一加解密設(shè)備)產(chǎn)生弱相干光脈沖,并經(jīng)過隨機(jī)數(shù)控制的偏振調(diào)制器進(jìn)行量子態(tài)信號(hào)加載,再經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器進(jìn)行誘騙態(tài)脈沖幅度調(diào)制形成量子態(tài)信號(hào),通過光纖信道傳輸。
      [0066]本步驟中作為接收端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備(第二加解密設(shè)備),在接收到第一加解密設(shè)備發(fā)送的量子態(tài)信號(hào)時(shí),經(jīng)過兩組偏振分束和四個(gè)單光子探測(cè)器進(jìn)行量子態(tài)信號(hào)檢測(cè)。
      [0067]第一加解密設(shè)備和第二加解密設(shè)備對(duì)通信雙方量子態(tài)信號(hào)調(diào)制和檢測(cè)進(jìn)行定時(shí)同步控制,并對(duì)調(diào)制和檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行公布和比對(duì),拋棄不符合的量子態(tài)檢測(cè)結(jié)果,并通過公開部分檢測(cè)結(jié)果的方式檢驗(yàn)量子態(tài)信號(hào)傳輸誤碼率,排除竊聽行為的存在,之后再根據(jù)公開比對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤碼糾錯(cuò)和隱私放大,實(shí)現(xiàn)通信雙方之間相同速率的隨機(jī)量子密碼生成。
      [0068]步驟302,該加解密設(shè)備將生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ),并根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成解密密碼光信號(hào)。
      [0069]本步驟中將生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ)之后,根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成解密密碼光信號(hào)之前,還進(jìn)一步包括:對(duì)分組存儲(chǔ)的量子密碼進(jìn)行編碼擴(kuò)展,具體為:
      [0070]該加解密設(shè)備對(duì)分組存儲(chǔ)的量子密碼輪詢進(jìn)行異或運(yùn)算,或通過預(yù)設(shè)非線性替換函數(shù)查找表方式將量子密碼進(jìn)行擴(kuò)展和循環(huán)移位,產(chǎn)生分組長(zhǎng)度可調(diào)整的密碼原語,將所述密碼原語根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成解密密碼光信號(hào)。
      [0071]其中,該加解密設(shè)備將所述密碼原語根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換以及電光調(diào)制生成解密密碼光信號(hào),具體包括:
      [0072]該加解密設(shè)備根據(jù)發(fā)送端和接收端要傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波長(zhǎng)、速率、碼型和調(diào)制格式,選擇可調(diào)諧光源的工作波長(zhǎng),設(shè)置包含調(diào)制器的碼型調(diào)制的偏置電壓和調(diào)制碼型工作參數(shù),并對(duì)密碼原語速率進(jìn)行時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換,進(jìn)行解密密碼的電光調(diào)制,產(chǎn)生與所述光信號(hào)相同偏振、速率、碼型和調(diào)制格式,同時(shí)波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的解密密碼光信號(hào)。
      [0073]時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換根據(jù)光信號(hào)的碼速率和符號(hào)率進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)解密密碼信號(hào)與光信號(hào)符號(hào)率保持一致。
      [0074]電光調(diào)制根據(jù)光信號(hào)的調(diào)制格式,生成與之對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度或相位調(diào)制解密密碼信號(hào)。
      [0075]步驟303,該加解密設(shè)備在接收到密文光信號(hào)時(shí),將該密文光信號(hào)以及與該密文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的解密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得明文光信號(hào),并發(fā)送給本加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備。
      [0076]本步驟中該加解密設(shè)備將該密文光信號(hào)以及與該密文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的解密密碼光信號(hào)按預(yù)設(shè)非線性規(guī)則進(jìn)行非線性處理獲得明文光信號(hào),具體包括:
      [0077]該加解密設(shè)備將接收到的密文光信號(hào)分離為兩個(gè)相互獨(dú)立的偏振態(tài)信號(hào),將與該密文光信號(hào)的波長(zhǎng)和功率滿足非線性效應(yīng)匹配條件的解密密碼光信號(hào)分為等功率的兩路光信號(hào),密文光信號(hào)的兩個(gè)偏振態(tài)信號(hào)和等功率的兩路光信號(hào)分別進(jìn)行正交相位信息的異或邏輯操作,獲得兩路獨(dú)立偏振態(tài)的明文光信號(hào),并分別進(jìn)行選通濾波后合成一路明文光信號(hào)。
      [0078]其中,通過非線性模塊,如高非線性光纖,將密文光信號(hào)的兩個(gè)偏振態(tài)信號(hào)和等功率的兩路光信號(hào)分別產(chǎn)生四波混頻效應(yīng),實(shí)現(xiàn)正交相位信息的異或邏輯操作。
      [0079]假設(shè)接收到的100Gbit/S DP-QPSK密文光信號(hào),則最后合成的一路明文光信號(hào)為100Gbit/s DP-QPSK 明文光信號(hào)。
      [0080]上文描述本申請(qǐng)實(shí)施例時(shí),分別以作為為接收端的通信設(shè)備部署的加解密設(shè)備和為作為發(fā)送端的通信設(shè)備部署的加解密設(shè)備為例來說明,在實(shí)際應(yīng)用中,一個(gè)通信設(shè)備可能既作為發(fā)送端,也作為接收端,因此,當(dāng)該通信設(shè)備既作為發(fā)送端也作為接收端時(shí),為該通信設(shè)備部署的加解密設(shè)備即具備上述的加密功能,也具備上述的解密功能。
      [0081]基于同樣的發(fā)明構(gòu)思,本申請(qǐng)實(shí)施例中還提出一種光信號(hào)傳輸裝置,應(yīng)用于為光通信網(wǎng)絡(luò)中的通信設(shè)備部署加解密設(shè)備上。參見圖4,圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例中應(yīng)用于對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備作為發(fā)送端的加解密設(shè)備上的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括:量子密碼分配單元401、加密密碼處理單元402和全光邏輯加密單元403 ;
      [0082]量子密碼分配單元401,用于當(dāng)所述裝置所在加解密設(shè)備對(duì)應(yīng)的通信設(shè)備作為發(fā)送端時(shí),與對(duì)端加解密設(shè)備以相同速率生成相同的量子密碼;所述對(duì)端加解密設(shè)備為作為接收端的通信設(shè)備對(duì)應(yīng)的加解密設(shè)備;
      [0083]加密密碼處理單元402,用于將量子密碼分配單元401生成的量子密碼按預(yù)設(shè)速率分組存儲(chǔ),并根據(jù)發(fā)送端和接收端傳輸
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