[发明专利]可实现多种性能和功能的星地一体化量子通信网络及其配置方法

说明书

本发明提出了一种可实现多种性能和功能的星地一体化量子通信网络及其配置方法，其中，该配置方法包括：将卫星系统和地面站系统配置成能够用于共同实现密钥和/或信息的保护以及量子密钥的生成；将应用系统配置成能够用于实现密钥和/或信息的输入、输出及处理；将卫星系统、地面站系统和应用系统配置成能够用于共同实现该量子通信网络的运控管理和运维管理；在该量子通信网络中配置密钥分发功能、密钥传输功能和信息传输功能；将卫星系统的有效口径配置成足够大以便能够适应地面站系统的有效口径；以及，地面站系统包括基础部分和望远镜部分，且将基础部分和/或望远镜部分配置成包括通用模块。

技术领域

本发明涉及量子通信领域，具体涉及一种能够实现多种性能和多种功能的星地一体化量子通信网络及其配置方法。

背景技术

目前，量子通信技术正逐步由科学试验走向业务运行阶段。利用航天手段实现量子通信的快速全球覆盖是有效的方法之一。多个国家正在实施试验型的量子通信卫星。但是星地一体化量子通信网络距离真正业务化、实用化还需要解决接入多用户的诸多工程问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种可实现多种性能和功能的星地一体化量子通信网络的配置方法，所述星地一体化量子通信网络包括卫星系统、地面量子通信网、地面站系统和应用系统，其中，所述配置方法包括：

将所述卫星系统和所述地面站系统配置成能够用于共同实现密钥和/或信息的保护以及量子密钥的生成；

将所述应用系统配置成能够用于实现所述密钥和/或信息的输入、输出及处理；

将所述卫星系统、所述地面站系统和所述应用系统配置成能够用于共同实现所述星地一体化量子通信网络的运控管理和运维管理；

在所述星地一体化量子通信网络中配置密钥分发功能、密钥传输功能和信息传输功能；

将所述卫星系统的有效口径配置成足够大以便能够适应所述地面站系统的有效口径；以及，

所述地面站系统包括基础部分和望远镜部分，且将所述基础部分和/或所述望远镜部分配置成包括通用模块。

进一步地，借助所述密钥分发功能，能够在属于不同的所述地面量子通信网的所述地面站系统之间分发所述量子密钥，其中，所述不同的所述地面量子通信网之间不存在量子网络连接。

进一步地，借助所述密钥传输功能，能够借助所述量子密钥将存储于所述地面站系统中的所述密钥在未通过所述地面量子通信网连接的所述地面站系统之间传输。

进一步地，借助所述信息传输功能，能够直接借助所述地面站系统与所述卫星系统之间的激光通信将存储于所述地面站系统中的所述信息在所述地面站系统之间传输，并且所述信息的加密和解密在所述地面站系统中进行。

更进一步地，用于所述信息的所述加密和解密的密钥通过传统密钥体系生成，或者通过量子密钥分发的方式生成。

进一步地，所述基础部分的通用模块包括便携式基础、固定式基础、车载式基础和舰载式基础中的一个或多个；并且/或者，所述望远镜部分的通用模块包括固定口径的镜筒，且所述望远镜部分包括一个所述固定口径的镜筒或者多个所述固定口径的镜筒的组合。

进一步地，本发明的配置方法还可以包括信息安全管理步骤，其中，将所述星地一体化量子通信网络中的所述信息分为密钥生成信息、密钥服务信息、网络系统运控管理信息和网络系统运维管理信息，定义密钥分发安全域、密钥服务安全域、运控管理安全域和运维管理安全域，并且将所述密钥生成信息、所述密钥服务信息、所述网络系统运控管理信息和所述网络系统运维管理信息分别纳入所述密钥分发安全域、所述密钥服务安全域、所述运控管理安全域和所述运维管理安全域中进行安全管理。