电力架空光缆环境下的QKD系统实现技术研究

《电力架空光缆环境下的QKD系统实现技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、韶馅喻中文核心期千

2、电力架空光缆环境下的QKD系统实现技术研究周静，卢利锋，雷煜卿(中国电力科学研究院。北京100192)摘要：探索电力系统中应用量子技术的可行性，针对电力行业的特殊性，尤其是电力架空光缆对其传输光子偏振态的影响，提出了一种新颖的快速偏振反馈补偿技术方案。该方案能够快速补偿信道中的偏振变化量，有望拓宽QKD系统在电力领域的应用范围。关键词：量子密钥分发；电力架空光缆；快速偏振反馈；量子通信；诱骗态；偏振态测试中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1002—5561(2014)07—0039—03Researchofde

3、dicatedQKDsysteminpowergridZI-IOUJing,LULi--feng,LEIYu--qing(ChinaElectricPowerResearchInstitute，Seijtng100192，China)Abstract：ExploredthefeasibilityofQKDappliedtostatepower鲥dforenhancingitssecurityandproposedanewtechnologywhichwillovercometheobstacleofrapidpolarizationfluct

4、uationinanaerialopticalfiberassembledwithpowertransmissionline．Afastpolarizationcontrolthemewithreal—timefeedbackiSusedfordynamicallycompensatingfiberchanneldriftsandthusmakesthequantumkeydistributionmorerobustforpower鲥dsystemusage．Keywords：quantumkeydistribution；poweraeria

5、lopticalcable；rapidpolarizationfeedbackandcompensa—tion；quantumcommunication；decoystate；polarizationstatetestO引言电力通信网是电力系统依托电力传输网络架设的专线专网．对通信的安全性具有非常严格的要求。而随着电网规模的不断扩大。其自身所面临的安全风险也更多．迫切需要超前研究新的安全通信技术。构建高安全等级的新一代电力系统通信基础设施。量子保密通信是一种目前可行的前瞻性的保密通信技术。不同于经典保密通信技术．这种通信技术的密钥信息是不可破

6、解的。本文正是着眼于电力行业的特殊性，提出了一种新颖的快速偏振反馈补偿技术方案。1量子通信协议及安全性量子通信是量子密码术与现代通信技术结合的产物．可实现无条件安全的通信数据传输。1984年，Beilett和Brassard提出了首个量子密钥分发协议(QuantumKeyDistribution，QKD)，即BB84协议【“。这种方案利用4种不同量子态进行密钥信息的传输。然收稿日期：2014—02—19。作者简介：周静(1980一)，女，主任工程师，博士，主要研究方向为电力系统通信。而，在实际系统中，由于没有理想的单光子源存在，实际能够进行的

7、安全通信距离有限。后来诱骗态方法的提出成功地解决了长距离下量子通信的难题[2,31。目前。实用化QKD系统中．大多采用基于诱骗态方案的BB84协议[451。量子力学的测不准原理保证了通信过程存在窃听就必然被发现．一旦成功地在通信双方建立了密钥．这组密钥就是安全的、无法被破解的。量子密码系统的安全性不会受到计算能力和数学水平不断提高的威胁．因此量子保密通信是人类已知的唯一具有绝对安全性保障的安全通信解决方案。目前．量子保密通信技术已在我国政务、金融等信息安全要求高的领域逐步开始迈向实用化。在电力行业．量子通信也被作为行业信息系统通信安全保障的装

8、备．写入国家电力行业的信息系统建设“十二五”规划中．量子技术在电力通信系统的应用，将有助于形成高安全性、高效率的新一代电力信息通信体系。2电力通信网量子信道在设计电力行业中的QKD系统时．一般采用电2014年第7期．允窥信投书⑩船倔喻周静，卢利锋，雷煜卿：电力架空光缆环境下的QKD系统实现技术研究力架空光缆作为量子信道．这是电力QKD系统区别于其它QKD系统的主要特征。尤其对基于偏振编码的QKD系统而言．架空光缆对信道的偏振影响是不可忽略的，有可能成为电力系统运用量子技术的最大障碍。架空光缆中能够引起传输光偏振变化的主要因素有3种，即风激、温

9、度涨落和强电磁环境。电力光缆架设的高度通常较高，因此受风力的影响很大．风力的影响主要分为3类：微风振动、次档距振荡和导线舞动，这3种作用均会使光纤产生形变。从而改变