自检测光纤损坏量子安全通讯设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种自检测光纤损坏量子安全通讯设备。
【背景技术】
[0002]在现代信息社会中，通讯是日常生活中必不可少的一部分，而通讯安全则是通讯中最关键的部分之一。经典通讯利用数学复杂性方法如哈希函数，其安全性没有绝对保障。而由基本量子力学的基本原理，量子通讯可以达到可靠的安全水平。量子通讯，包含QKD (Quantum Key Distribut1n，量子密钥分发)及量子隐形传态等。具体地，量子通讯主要通过光纤进行量子数据传播。然而，在实际应用中，光纤有时会因为地理天气等因素造成损坏，造成通信中断。一旦出现此类突发事件时，则需尽快恢复通讯，时间非常紧迫，以避免大幅影响用户使用。因此，如何能够尽快的找到中断的地点就成了一个很重要的技术问题。
[0003]相关技术中，例如采用单纯的量子密钥分发设备进行密钥分发。如ID-Quantique量子密钥分发设备的白皮书所述，发射端和接收端用标准光纤相连，通过传输量子信号进行量子密钥分发。当量子密钥分发设备发生中断时，只能够暂时切断量子密钥分发设备的信道，然后额外加入一些诊断技术，比如OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)技术。
[0004]然而，相关技术中，无法在通信光纤意外损坏时及时定位故障位置并进行及时修理，易造成大量经济损失，并且再切换量子密钥分发设备和链路诊断故障设备之间，往往要浪费很多时间，而且可能会造成量子设备的损害。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本发明的目的在于提出一种自检测光纤损坏量子安全通讯设备，该设备可以提高通讯的可靠性，更好地保证通讯的安全。
[0007]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种自检测光纤损坏量子安全通讯设备，包括:量子密钥分发系统，所述量子密钥分发系统包括QKD发射端和QKD接收端，所述QKD接收端与所述QKD发射端通过光纤进行密钥分发通讯；和至少一个光时域反射仪，所述光时域反射仪设置在所述QKD发射端和/或所述QKD接收端中，所述光时域反射仪具有光脉冲发射端口和光脉冲接收端口，所述光时域反射仪通过所述光脉冲发射端口向所述光纤中发射检测信号，并由所述光脉冲接收端口接收反馈信号，并且根据所述光时域反射仪的检测信号和反馈信号确定所述光纤的故障点。
[0008]根据本发明实施例提出的自检测光纤损坏量子安全通讯设备，通过将光时域反射仪设置在QKD发射端和/或QKD接收端中，从而根据光时域反射仪的检测信号和反馈信号确定光纤的故障点，以第一时间内检测出光纤受损的故障点，从而进行快速修复光纤，降低损失，提高通讯的可靠性，更好地保证通讯的安全。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的自检测光纤损坏量子安全通讯设备还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]进一步地，在本发明的一个实施例中，根据以下公式确定所述光纤的故障点，所述公式为:
[0011]d = (c Xt)/2 (1R),
[0012]其中，c为光在真空中的速度，t为所述检测信号发射后到接收到所述反馈信号的总时间。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，1R为所述光纤的折射率，d为故障点离光时域反射仪的距离。
[0013]进一步地，在本发明的一个实施例中，上述设备还包括:控制器，当量子密钥分发的成码率持续预设时间一直为预设值时，用于启动所述光时域反射仪。
[0014]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设值可以为零。
[0015]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0016]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1为根据本发明一个实施例的自检测光纤损坏量子安全通讯设备的结构示意图；
[0018]图2为根据本发明另一个实施例的自检测光纤损坏量子安全通讯设备的结构示意图；以及
[0019]图3为根据本发明又一个实施例的自检测光迅坏量子安全通讯设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0021]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0023]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]下面参照附图描述根据本发明实施例提出的自检测光纤损坏量子安全通讯设备。该自检测光纤损坏量子安全通讯设备包括量子密钥分发系统和至少一个光时域反射仪。
[0025]其中，参照图1所示，量子密钥分发系统100包括QKD发射端101和QKD接收端102，QKD接收端101与QKD发射端102通过光纤300进行密钥分发通讯。光时域反射仪200设置在QKD发射端101和/或QKD接收端102中(图中以设置在QKD发射端101为例)，光时域反射仪200具有光脉冲发射端口和光脉冲接收端口(图中未具体标示)，光时域反射仪200通过光脉冲发射端口向光纤300中发射检测信号，并由光脉冲接收端口接收反馈信号，并且根据光时域反射仪200的检测信号和反馈信号确定光纤300的故障点。本发明实施例的安全通讯设备通过集成的光时域反射仪200，从而第一时间内检测出光纤300中受损的故障点，提高检测效率，以便快速修复减少损失。
[0026]进一步地，在本发明的一个实施例中，根据以下公式确定光纤300的故障点，公式为:
[0027]d = (c Xt)/2 (1R),
[0028]其中，c为光在真空中的速度，t为检测信号发射后到接收到反馈信号的总时间。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，1R为光纤的折射率，d为故障点离光时域反射仪的距离。
[0029]具体地，OTDR的工作原理是通过发射检测信号如光脉冲到光纤300内，然后在OTDR的端口接收返回的信息即反馈信号来进行。当光脉冲在光纤300内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射与反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。其中，返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。通过以