[实用新型]一种多用户多自由度的量子通信交换系统

说明书

本实用新型公开了一种多用户多自由度的量子通信交换系统，包括主控模块，网络接口模块，功率甄别模块和级联光开关模块，所述主控模块分别与所述网络接口模块，功率甄别模块和级联光开关模块电信号连接，其中：所述主控模块用于接收外接的秘钥管理系统数据并下发开关切换控制指令；所述网络接口模块用于负责TCP/IP协议层数据接收和发送；所述功率甄别模块用于负责信道的功率检测与判别，将检测后符合条件的安全的功率信号发送给所述主控模块；所述级联光开关模块负责解析主控模块下发的控制指令并完成光路切换操作。本实用新型可以实现光量子通信的多用户对应多用户，实现了多用户及多自由度的通信。

技术领域

本实用新型涉及量子通信领域，具体涉及一种多用户多自由度的量子通信交换系统。

背景技术

光交换机已被广泛用于光通信节点以及光交叉连接(OXC)设备中，对多光路的信号进行交换，是组成网络的重要装置。但是与传统的光通信系统不同，量子信号强度处于单光子级别，如果在信号交换环节中能量损失大，接收终端将无法识别信息，从而导致量子通信无法实现。所以光量子交换机对于量子通信至关重要。

目前已经大量使用于光通信系统中的光开关主要采用的技术有PLC技术，MEMS技术，和PZT技术。基于上述技术生产的光开关用于量子通信系统中，虽然解决了很多了量子通信过程中的问题，但是仍然存在一些不足。

例如，基于平面波导(PLC)技术的光开关，虽然可将直通的信道选择或合并，结构简单，易于与系统设备集成，但并未解决多客户端对多客户端、多自由度连接的难题。波导材料的参数受温度变化较大，影响偏振相关损耗指标，且对光子偏振特性和相位特性的影响较大。由于量子在保密通信中，利用光子的偏振态和相位参数进行编码，以及基矢比对是极其重要的方法和技术手段，所以基于PLC技术的光开光在这一点上具有明显不足。

因此有待对现有的量子交换技术进行进一步的改进，提供一种用户端多对多，连接方式多自由度的量子通信交换系统。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的提供一种用户端多对多，连接方式多自由度的量子通信交换系统。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：一种多用户多自由度的量子通信交换系统，包括主控模块，网络接口模块，功率甄别模块和级联光开关模块，所述主控模块分别与所述网络接口模块，功率甄别模块和级联光开关模块电信号连接，所述功率甄别模块和级联光开关模块通过光信号与所述级联光开关模块连接，其中：

所述主控模块用于接收外接的秘钥管理系统数据并下发开关切换控制指令；

所述网络接口模块用于负责TCP/IP协议层数据接收和发送；

所述功率甄别模块用于负责信道的功率检测与判别，将检测后符合条件的安全的功率信号发送给所述主控模块；

所述级联光开关模块负责解析主控模块下发的控制指令并完成光路切换操作；

所述级联光开关模块包括控制接口单元、光开关控制单元、光开关驱动单元以及N×M 光开关矩阵单元，

所述控制接口单元接收主控模块发出的光开关切换控制指令后通过UART串口将指令发送给光开关控制单元，所述光开光控制单元通过光开关驱动单元控制N×M光开关矩阵单元完成指令所需的管开关切换动作；

优选地，所述控制接口单元采用RS232或RS485芯片实现；所述光开关控制单元采用 ARM或MCU器件实现；所述光开关驱动单元采用TTL驱动逻辑芯片实现；所述N×M光开关矩阵采用机械式光开关阵列或继电器光开关阵列实现。

优选地，所述主控模块包括以太网物理层驱动电路、ARM处理器电路、RS485驱动电路、I2C驱动电路和风扇管理电路，其中：