[发明专利]一种全通型多用户光量子通信网络保密专用路由器

说明书

本发明公开了一种全通型多用户光量子通信网络保密专用路由器，量子网络路由器包括多个端口，光模块组件，光交叉连接器和量子路由器控制单元，量子通信网络包括至少两个通信单元、量子可信服务器以及与所述量子可信服务器相连的服务器端，通信单元包括量子密钥生成终端设备和客户端，量子密钥生成终端设备分别与所述量子可信服务器和所述客户端连接，量子可信服务器与量子网络路由器相连接，通信单元中的客户端和所述量子可信服务器分别设有无线适配器。以本发明的量子网络路由器为核心，可以有效构建需要全时全通的骨干量子保密通信网络。

技术领域

本发明涉及量子保密通信网络技术领域，具体涉及一种全通型多用户光量子通信网络保密专用路由器。

背景技术

量子通信是通信理论和量子力学相结合产生的前沿交叉学科，Bennett和Brassard在1984年提出量子密钥分配的概念，为密码学中的密钥分配难题提供了完美的解决方案，量子力学的基本原理保了分配密钥的无条件安全。至此，量子通信发展非常迅猛，引起了世界各国的学术界、企业界和国防部门的高度重视，成为研究的热点，而且必将形成巨大的产业。量子通信的最大特点是其具有的无条件安全性和高效性，其具体工作方式有：(1)基于量子密钥分发的量子保密通信；(2)量子密集编码；(3)量子隐形传态；(4)量子安全直接通信等。虽然目前点对点量子密钥分配距离已达200公里，但是从实际应用的角度出发，当多用户之间进行密钥分配时，量子密钥分配技术必然会由点对点发展为量子密钥分配网络，即量子通信网络。

目前，被广泛应用在量子通信中的QKD（QuantumKeyDistribution，量子密钥分发）方法并不完美，通过将具有不同种子频率的光子注入激光腔(lasingcavity)来改变激光频率的方法，进而观察注入光子的半导体激光器的动态，最终居然获得高达60％的信息盗取成功率。还有光分束器的量子密钥分配网络的单路性能随着用户数目增加急剧下降，并且扩展性较差，基于光开关的量子密钥分配网络需要主动切换，而且光分束器和光开关的量子密钥分配网络均不能实现任意两用户之间全通。全通要求在任意两用户之间都能进行通信，而且骨干网一般要求网络任意两终端一直能通信。为了增强量子通信网络的保密性和可扩展性，本发明提出了一种全通型多用户光量子通信网络保密专用路由器。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种全通型多用户光量子通信网络保密专用路由器。

为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

一种全通型多用户光量子通信网络保密专用路由器，包括：

多个端口，用于发送和接收信号，

光模块组件，用于光电转换，发送端口把电信号转换成光信号，通过信号传送后，接收端口再把光信号转换成电信号，

光交叉连接器，用于实现端口之间全连通，

量子路由器控制单元，用于实现呼叫/连接控制、路由控制、路由信息数据管理和链路资源管理，

所述端口包括与对应用户相连的外接口和与其他端口对应连接的内部接口，所述外接口是指混合波长接口，每个端口的外接口与对应用户的外接口相连接；

所述光模块组件包括多组光学元件，且按数量从少到多将不同种光学元件分级排列并连接，每组光学元件的一端为混合波长接口、另一端为单波长接口；每个单波长接口传输不同波长的光量子态信号，相同波长的单波长接口之间一对一地直接光学连接，且每个单波长接口只连接一次；

所述光交叉连接器包括光开关及其驱动电路，该光开关用来切换光量子通道，驱动电路驱动光开关操作；