一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，包括第一光源、第一波分器件、第一扰偏装置、第一起偏器、第一光电探测器、第二光源、第二波分器件、第二扰偏装置、第二起偏器、第二光电探测器以及光纤链路；第一光源、第一起偏器、第一扰偏装置分别与第一波分器件连接；第一光电探测器与第一起偏器连接；第二光源、第二起偏器、第二扰偏装置分别与第二波分器件连接；第二光电探测器与第二起偏器连接；光纤链路连接在第一扰偏装置与第二扰偏装置之间。本发明专利技术通过对点对点通信双方在正反两个方向经过的光信号上主动施加偏振态扰动，使得光信号的强度与偏振态高度相关，波动速率和幅度大幅提升，能够保证密钥的高成码率和低误码率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统
本专利技术实施例涉及光纤密钥分发
，尤其涉及一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统。
技术介绍
作为保密通信的重要分支，通信密钥的产生与传输是整个保密通信系统的关键命脉，也是窃听者攻击时的首要目标。传统密钥的产生依靠算法的复杂度或是基于数论的大数分解以期无法在短时间内被暴力破解，然而量子计算机的日趋成熟使得这一类的加密方法在不远的将来将面临淘汰。光纤密钥分发技术，作为一种低成本、抗电磁干扰的物理层密钥生成方案，同时兼备了密钥的产生与分发的功能。然而，目前所提出的光纤密钥分发方案大多基于自然环境被动施加的扰动，其密钥产生速率和系统的稳定性均没有保证，并且由于在实际应用中标准通信光纤通常被包覆在光缆中，很难达到实验室中得到的效果。除此之外，光传输的延时导致的误码也普遍存在于基于光信道的密钥分发系统中。假设A方向的光信号在外部光纤链路中某个点P受到了一个自然环境随机的扰动，那么当B方向(点对点传输中相反方向)的光信号经过时延到达P点时，该扰动可能已经与之前不同，这意味着通信双方的光信号受到了不同的扰动，光信道的互易性被打破，误码也因此出现。因此，如何在长距离传输中保证密钥的高成码率和低误码率是目前提升光纤密钥分发系统性能的难点和亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，以解决现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，包括第一光源、第一波分器件、第一扰偏装置、第一起偏器、第一光电探测器、第二光源、第二波分器件、第二扰偏装置、第二起偏器、第二光电探测器以及光纤链路；其中，所述第一光源、第一起偏器、第一扰偏装置分别与所述第一波分器件连接；所述第一光电探测器与所述第一起偏器连接；所述第二光源、第二起偏器、第二扰偏装置分别与所述第二波分器件连接；所述第二光电探测器与所述第二起偏器连接；所述光纤链路连接在所述第一扰偏装置与所述第二扰偏装置之间；所述第一光源、第二光源均用于发出光信号；所述第一波分器件用于接收来自所述第一光源的光信号，并传输到所述第一扰偏装置；以及用于接收来自所述第一扰偏装置的光信号，并传输到所述第一起偏器；所述第二波分器件用于接收来自所述第二光源的光信号，并传输到所述第二扰偏装置；以及用于接收来自所述第二扰偏装置的光信号，并传输到所述第二起偏器；所述第一扰偏装置、第二扰偏装置均用于对经过的光信号主动施加偏振态扰动；所述光纤链路用于传输光信号；所述第一起偏器、第二起偏器均用于对接收到的光信号进行起偏；所述第一光电探测器、第二光电探测器均用于将起偏后的光信号转换为电信号，以得到对应的密钥。进一步地，所述基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统中，所述第一起偏器与所述第二起偏器的偏振角度一致。进一步地，所述基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统中，所述光纤链路为标准单模光纤。进一步地，所述基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统中，所述第一波分器件、第二波分器件均为环形器。进一步地，所述基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统中，所述第一光源、第二光源均为1548nm的窄带光源。进一步地，所述基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统中，所述第一扰偏装置、第二扰偏装置的扰偏频率均为1000Hz。进一步地，所述基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统中，所述第一扰偏装置为型号为N7784B的偏振控制器；第二扰偏装置为型号为PSM002的扰偏器。本专利技术实施例提供的一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，通过对点对点通信双方在正反两个方向经过的光信号上主动施加偏振态扰动，使得光信号的强度与偏振态高度相关，波动速率和幅度大幅提升，从而使得通信双方接收到的光信号在经历了相同的路径以及相同的扰偏之后仍具有极高的相似性，能够保证密钥的高成码率和低误码率，提升光纤密钥分发系统的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统的功能模块示意图；图2是本专利技术实施例提供的基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统在20公里外部光纤长度下通信双方接收的原始信号对比示意图；图3是本专利技术实施例提供的基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统在40公里外部光纤长度下通信双方在2.3毫秒内接收的原始信号对比示意图；附图标记：第一光源1，第一波分器件2，第一扰偏装置3，第一起偏器4，第一光电探测器5，第二光源6，第二波分器件7，第二扰偏装置8，第二起偏器9，第二光电探测器10，光纤链路11。具体实施方式为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本专利技术的限制。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例一有鉴于上述现有的光纤密钥分发技术存在的缺陷，本申请人基于从事此类项目研究设计多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得光纤密钥分发技术更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。请参考图1，本专利技术实施例提供一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，包括第一光源1、第一波分器件2、第一扰偏装置3、第一起偏器4、第一光电探测器5、第二光源6、第二波分器件7、第二扰偏装置8、第二起偏器9、第二光电探测器10以及光纤链路11；其中，所述第一光源1、第一起偏器4、第一扰偏装置3分别与所述第一波分器件2连接；所述第一光电探测器5与所述第一起偏器4连接；所述第二光源6、第二起偏器9、第二扰偏装置8分别与所述第二波分器件7连接；所述第二光电探测器10与所述第二起偏器9连接；所述光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，其特征在于，包括第一光源、第一波分器件、第一扰偏装置、第一起偏器、第一光电探测器、第二光源、第二波分器件、第二扰偏装置、第二起偏器、第二光电探测器以及光纤链路；其中，/n所述第一光源、第一起偏器、第一扰偏装置分别与所述第一波分器件连接；所述第一光电探测器与所述第一起偏器连接；/n所述第二光源、第二起偏器、第二扰偏装置分别与所述第二波分器件连接；所述第二光电探测器与所述第二起偏器连接；/n所述光纤链路连接在所述第一扰偏装置与所述第二扰偏装置之间；/n所述第一光源、第二光源均用于发出光信号；/n所述第一波分器件用于接收来自所述第一光源的光信号，并传输到所述第一扰偏装置；以及用于接收来自所述第一扰偏装置的光信号，并传输到所述第一起偏器；/n所述第二波分器件用于接收来自所述第二光源的光信号，并传输到所述第二扰偏装置；以及用于接收来自所述第二扰偏装置的光信号，并传输到所述第二起偏器；/n所述第一扰偏装置、第二扰偏装置均用于对经过的光信号主动施加偏振态扰动；/n所述光纤链路用于传输光信号；/n所述第一起偏器、第二起偏器均用于对接收到的光信号进行起偏；/n所述第一光电探测器、第二光电探测器均用于将起偏后的光信号转换为电信号，以得到对应的密钥。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于扰偏的点对点光纤密钥分发系统，其特征在于，包括第一光源、第一波分器件、第一扰偏装置、第一起偏器、第一光电探测器、第二光源、第二波分器件、第二扰偏装置、第二起偏器、第二光电探测器以及光纤链路；其中，
所述第一光源、第一起偏器、第一扰偏装置分别与所述第一波分器件连接；所述第一光电探测器与所述第一起偏器连接；
所述第二光源、第二起偏器、第二扰偏装置分别与所述第二波分器件连接；所述第二光电探测器与所述第二起偏器连接；
所述光纤链路连接在所述第一扰偏装置与所述第二扰偏装置之间；
所述第一光源、第二光源均用于发出光信号；
所述第一波分器件用于接收来自所述第一光源的光信号，并传输到所述第一扰偏装置；以及用于接收来自所述第一扰偏装置的光信号，并传输到所述第一起偏器；
所述第二波分器件用于接收来自所述第二光源的光信号，并传输到所述第二扰偏装置；以及用于接收来自所述第二扰偏装置的光信号，并传输到所述第二起偏器；
所述第一扰偏装置、第二扰偏装置均用于对经过的光信号主动施加偏振态扰动；
所述光纤链路用于传输光信号；
所述第一起偏器、第二起偏器均用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾波，陈永超，黄鹏，肖倩，
申请(专利权)人：广东复安科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44