[发明专利]一种用于量子密钥分配系统中自适应光纤长度的延时补偿方法

权利要求书

1.一种用于量子密钥分配系统中自适应光纤长度的延时补偿方法，实现该方法的装置包括发送端、接收端以及位于两者之间的单根光纤，所述发送端包括：处理器、定时器、经典光激光器、同步光激光器、量子光激光器、电控衰减器、波分复用器和经典光光探测器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1) 光纤信道测距：

a)开启发送端和接收端的定时器，

b)所述发送端利用经典光激光器发送一组光数据，在发送数据的同时，对发送端定时器进行采样，记时间为T₁；

c) 接收端接收到这一组数据时，对接收端定时器进行采样，记时间为T₂；

d）接收端对进入信号进行解析、封包，再回传一组数据给发送端，并在发送的同时，对接收端定时器进行采样，记时间为T₃；

e）发送端接收到回传数据时，再次对发送端定时器进行采样，记时间为T₄；

f）根据公式：，计算经典光在信道上的传播时间：

g）根据公式：，计算该单根光纤信道的长度L，其中，C为光在真空的光速；

2)延时计算及补偿：

h）根据色散系数公式，计算出1550nm波段范围的色散系数M，其中，所述M₀为-0.095，λ₀是零色散波长，光纤中λ₀为1300nm；

i）根据公式，计算同步光和量子光在该光纤中的传播时间的差值，其中所述λ₁为同步光波长，λ₂为量子光波长，

j）将同步光和量子光的传播时间差，加载到同步光的通路，使得同步光与紧随其后的量子光的间距补偿结果为：T1’= T₁+ΔT，同步光与前一次的量子光的间距补偿结果为：T3’= T₃-ΔT，其中，T1’和T3’分别为补偿后的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述测距之前，还包括经典光握手连接阶段，其中,调节发送端电控衰减器的衰减，使得在发送最小的光功率的条件下，接收端误码率低于10^-6。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述延时计算及补偿之后，还包括测试阶段，通过查看此时系统误码率或测试接收端单光子探测器的暗计数，来测试补偿的效果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，测试接收端单光子探测器的暗计数时，关掉量子光激光器，仅发送同步光，判断计数是否与单光子探测器的暗计数相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端利用经典光激光器发送一组光数据为用于测距请求的以太网包，所述以太网包仅携带标识测距请求类型的信息；所述接收端回传的一组数据为用于应答的测距返回包，该返回包携带标识测距应答类型的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d）的回传数据中包括接收端定时器的两次采样结果T3和T2的差值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤j）中，通过FPGA的触发时钟相移，或通过外部延时芯片的方式，加载到同步光的通路。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理器为FPGA。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，第一次运行量子密钥分配设备时，先由FPGA进行光纤测距，然后将数据记录在FLASH中，并根据不同光纤长度在发送端调整同步光、量子光的延时，对其进行相位补偿。