[实用新型]一种用于量子密钥分发的同步装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及量子保密通信装置，具体涉及量子密钥分发装置。

背景技术

量子密钥分发系统的一项关键技术是发送方和接收方信息的同步，只有信息同步比对上了，才能进行后续的密钥提取工作，同时要求能尽量的去除暗计数，以减少误码率。由于整个系统要求在高精度下工作，信息精确同步需要得到保证。为了保证单光子计数的准确无误，需要将发送端的同步信号准确无误的传送到接收端，并且与单光子探测器的检出信号保持同步。如果光子的同步性越好，则单光子计数越准确，能去除的暗计数也就越多，量子密钥分发系统的性能也就越好。

目前，国内外已经完成了不少量子密钥分发的实验，一种是使用原子钟进行同步，此种同步方式一般是使用秒信号进行同步，对于频率为几兆甚至几十兆的系统，使用秒信号同步是比较粗的方案，且无法做到双方很好的同步性，而且由于原子钟比较昂贵，所以用的相对比较少。另外一种是使用简单的光同步，专门使用一根光纤作为同步光的传送，频率也能做到和发射的信号频率一样，但是由于使用两根光纤，另一根作为信号光的传输，大大加大了使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种高性能的量子密钥分发装置。该装置在频率为几十兆的系统中使用一根光纤传输信号光和同步光，实现系统双方的准确同步，并在同步丢失的情况下能实时重新同步，提升了系统的容错能力。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于量子密钥分发的同步装置，用于同步信号产生和编码的同步信号编码模块信号输出端与用以产生同步激光的同步激光发射模块信号输入端连接；所述同步激光发射模块的信号输出端通过光纤与用于光电转换的光探测器和用于甄别的比较器电路模块信号输入端连接；光探测器和比较器电路模块的信号输出端分别与用于产生门控信号并且可调延时的可调延时电路模块和使用一个帧计数器进行计数，对同步信息进行编码的同步检出和编码模块的信号输入端连接。

一种用于量子密钥分发的同步装置，发送和接收方都在所述的同步检出和编码模块内置一个帧计数器，并对同步信息和态信息进行编码。

一种用于量子密钥分发的同步装置，所述可调延时电路模块由粗细两级组成。

本实用新型的优点在于对同步光信号进行了编码，使得在同步丢失的情况下能很快的重新同步；对驱动信号进行窄脉冲成形，使得同步信号的强度仅稍大于噪声，减小同步光在光纤传输中对信号光的影响；使用一根光纤进行同步光和信号光的传送，简单易行，且大大降低了成本；使用高性能甄别电路完成弱同步信号的低晃动信号采集；延时电路的高精度宽范围，使得延迟之后的同步光能准确地和信号光同步，有效得到信号计数。

附图说明

附图1为本实用新型的模块结构框图。

附图2为本实用新型中的发射方的功能模块示意图。

附图3为本实用新型中的同步帧的时序示意图。

附图4为本实用新型中的接收方的功能模块示意图。

具体实施方式

参见附图1、2、3、4所示。

本实用新型用于量子密钥分发的装置，其中，用于同步信号产生和编码的同步信号编码模块1信号输出端与用以产生同步激光的同步激光发射模块2信号输入端连接；同步激光发射模块2的信号输出端通过光纤与用于光电转换的光探测器31和用于甄别的比较器电路模块3信号输入端连接；光探测器31和比较器电路模块3的信号输出端分别与用于产生门控信号并且可调延时的可调延时电路模块5和使用一个帧计数器进行计数，对同步信息进行编码的同步检出和编码模块4的信号输入端连接。

由同步信号编码模块1，驱动同步激光放射模块2发光，并耦合到光路上。在接收端，同步光从光路中分离出来，经过同步光探测和甄别3进行同步光信号采集。由于每路信号光通过电子学路径以及光路之后，相对于同步光的时间延迟是不一样的，因此通过对同步信号进行不同的延迟控制，使得每路信号在光探测器31上形成1ns左右的时间窗。同时同步光信号进入帧同步检出和编码模块43，结合信号光的信号，进行同步单光子计数，同时检出帧同步信号，利用此帧同步信号，即使在同步丢失的情况下，仍然能重新同步上。