自檢測光纖損壞量子安全通訊設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通訊技術領域，特別涉及一種自檢測光纖損壞量子安全通訊設備。
【背景技術】
[0002]在現代信息社會中，通訊是日常生活中必不可少的一部分，而通訊安全則是通訊中最關鍵的部分之一。經典通訊利用數學復雜性方法如哈希函數，其安全性沒有絕對保障。而由基本量子力學的基本原理，量子通訊可以達到可靠的安全水平。量子通訊，包含QKD (Quantum Key Distribut1n，量子密鑰分發)及量子隱形傳態等。具體地，量子通訊主要通過光纖進行量子數據傳播。然而，在實際應用中，光纖有時會因為地理天氣等因素造成損壞，造成通信中斷。一旦出現此類突發事件時，則需盡快恢復通訊，時間非常緊迫，以避免大幅影響用戶使用。因此，如何能夠盡快的找到中斷的地點就成了一個很重要的技術問題。
[0003]相關技術中，例如采用單純的量子密鑰分發設備進行密鑰分發。如ID-Quantique量子密鑰分發設備的白皮書所述，發射端和接收端用標準光纖相連，通過傳輸量子信號進行量子密鑰分發。當量子密鑰分發設備發生中斷時，只能夠暫時切斷量子密鑰分發設備的信道，然后額外加入一些診斷技術，比如OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光時域反射儀)技術。
[0004]然而，相關技術中，無法在通信光纖意外損壞時及時定位故障位置并進行及時修理，易造成大量經濟損失，并且再切換量子密鑰分發設備和鏈路診斷故障設備之間，往往要浪費很多時間，而且可能會造成量子設備的損害。
【發明內容】
[0005]本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。
[0006]為此，本發明的目的在于提出一種自檢測光纖損壞量子安全通訊設備，該設備可以提高通訊的可靠性，更好地保證通訊的安全。
[0007]為達到上述目的，本發明實施例提出了一種自檢測光纖損壞量子安全通訊設備，包括:量子密鑰分發系統，所述量子密鑰分發系統包括QKD發射端和QKD接收端，所述QKD接收端與所述QKD發射端通過光纖進行密鑰分發通訊；和至少一個光時域反射儀，所述光時域反射儀設置在所述QKD發射端和/或所述QKD接收端中，所述光時域反射儀具有光脈沖發射端口和光脈沖接收端口，所述光時域反射儀通過所述光脈沖發射端口向所述光纖中發射檢測信號，并由所述光脈沖接收端口接收反饋信號，并且根據所述光時域反射儀的檢測信號和反饋信號確定所述光纖的故障點。
[0008]根據本發明實施例提出的自檢測光纖損壞量子安全通訊設備，通過將光時域反射儀設置在QKD發射端和/或QKD接收端中，從而根據光時域反射儀的檢測信號和反饋信號確定光纖的故障點，以第一時間內檢測出光纖受損的故障點，從而進行快速修復光纖，降低損失，提高通訊的可靠性，更好地保證通訊的安全。
[0009]另外，根據本發明上述實施例的自檢測光纖損壞量子安全通訊設備還可以具有如下附加的技術特征:
[0010]進一步地，在本發明的一個實施例中，根據以下公式確定所述光纖的故障點，所述公式為:
[0011]d = (c Xt)/2 (1R),
[0012]其中，c為光在真空中的速度，t為所述檢測信號發射后到接收到所述反饋信號的總時間。因為光在玻璃中要比在真空中的速度慢，1R為所述光纖的折射率，d為故障點離光時域反射儀的距離。
[0013]進一步地，在本發明的一個實施例中，上述設備還包括:控制器，當量子密鑰分發的成碼率持續預設時間一直為預設值時，用于啟動所述光時域反射儀。
[0014]進一步地，在本發明的一個實施例中，所述預設值可以為零。
[0015]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0016]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1為根據本發明一個實施例的自檢測光纖損壞量子安全通訊設備的結構示意圖；
[0018]圖2為根據本發明另一個實施例的自檢測光纖損壞量子安全通訊設備的結構示意圖；以及
[0019]圖3為根據本發明又一個實施例的自檢測光迅壞量子安全通訊設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0021]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0022]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0023]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]下面參照附圖描述根據本發明實施例提出的自檢測光纖損壞量子安全通訊設備。該自檢測光纖損壞量子安全通訊設備包括量子密鑰分發系統和至少一個光時域反射儀。
[0025]其中，參照圖1所示，量子密鑰分發系統100包括QKD發射端101和QKD接收端102，QKD接收端101與QKD發射端102通過光纖300進行密鑰分發通訊。光時域反射儀200設置在QKD發射端101和/或QKD接收端102中(圖中以設置在QKD發射端101為例)，光時域反射儀200具有光脈沖發射端口和光脈沖接收端口(圖中未具體標示)，光時域反射儀200通過光脈沖發射端口向光纖300中發射檢測信號，并由光脈沖接收端口接收反饋信號，并且根據光時域反射儀200的檢測信號和反饋信號確定光纖300的故障點。本發明實施例的安全通訊設備通過集成的光時域反射儀200，從而第一時間內檢測出光纖300中受損的故障點，提高檢測效率，以便快速修復減少損失。
[0026]進一步地，在本發明的一個實施例中，根據以下公式確定光纖300的故障點，公式為:
[0027]d = (c Xt)/2 (1R),
[0028]其中，c為光在真空中的速度，t為檢測信號發射后到接收到反饋信號的總時間。因為光在玻璃中要比在真空中的速度慢，1R為光纖的折射率，d為故障點離光時域反射儀的距離。
[0029]具體地，OTDR的工作原理是通過發射檢測信號如光脈沖到光纖300內，然后在OTDR的端口接收返回的信息即反饋信號來進行。當光脈沖在光纖300內傳輸時，會由于光纖本身的性質、連接器、接合點、彎曲或其它類似的事件而產生散射與反射。其中一部分的散射和反射就會返回到OTDR中。其中，返回的有用信息由OTDR的探測器來測量，它們就作為光纖內不同位置上的時間或曲線片斷。從發射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質中的速度，就可以計算出距離。通過以