NEC量子加密通信系統(tǒng) 不受溫度與線路變化影響

  據(jù)日經(jīng)BP社報(bào)道，NEC日前開(kāi)發(fā)出了一種即使氣溫與光纖長(zhǎng)度等通信環(huán)境發(fā)生變化，其性能也不會(huì)下降的量子加密通信系統(tǒng)。在日前于大阪大學(xué)召開(kāi)的“日本電子信息通信學(xué)會(huì)（信學(xué)會(huì)）2005年綜合大學(xué)”上進(jìn)行了技術(shù)發(fā)表。此系統(tǒng)使得該公司與日本信息通信研究機(jī)構(gòu)2004年9月發(fā)表的量子加密系統(tǒng)能夠在更具實(shí)踐性的環(huán)境中使用。NEC計(jì)劃在完成可靠性等性能測(cè)試后投產(chǎn)。不過(guò)，價(jià)格和投產(chǎn)時(shí)間尚未公布。

　　此次發(fā)表的內(nèi)容包括光子檢測(cè)器的小型化技術(shù)，以及在系統(tǒng)中集成可適應(yīng)氣溫變化與光纖伸縮的功能的技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，就是開(kāi)發(fā)出了（1）通過(guò)控制信號(hào)的收發(fā)時(shí)序，避免受到光纖內(nèi)散射噪音影響的、稱(chēng)為“量子光組件”的收發(fā)電路；（2）由發(fā)送端高精度地提供接收端時(shí)鐘的技術(shù)；（3）與功能強(qiáng)大的冷卻器形成一體的小型光子接受器。

（1）中的收發(fā)時(shí)序控制技術(shù)也稱(chēng)為“突發(fā)模式”。由于能以任意時(shí)序接收信號(hào)，因此就成了適應(yīng)溫度變化所造成的光纖長(zhǎng)度伸縮的手段。“溫度上升+10℃，長(zhǎng)20km的光纖就會(huì)伸長(zhǎng)約3m”（NEC）。

（2）屬于時(shí)鐘恢復(fù)（Clock Recovery）技術(shù)的一種。在使用單光子的量子加密通信中，由于光功率非常低，無(wú)法利用接收信號(hào)恢復(fù)時(shí)鐘，因此就要使用不同于量子信號(hào)的波長(zhǎng)，同時(shí)發(fā)送時(shí)鐘信息。不過(guò)，波長(zhǎng)不同的話，在傳輸線路中到達(dá)接收端的時(shí)間會(huì)產(chǎn)生時(shí)差。NEC此次開(kāi)發(fā)出了可自動(dòng)補(bǔ)償這種時(shí)差的電路?！凹偃缭谄胀ü饫w中以與量子信號(hào)相差20nm的波長(zhǎng)發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的話，那么在10km的距離上到達(dá)時(shí)間將會(huì)產(chǎn)生3.4ns的時(shí)差”（NEC）。

利用帕爾貼元件將光子檢測(cè)器冷卻到-50℃

　作為影響通信距離和密鑰生成速度的最重要因素，NEC舉出了（3）中所講的光子接收器的冷卻問(wèn)題。“2004年3月由本公司發(fā)表的量子加密通信中150km傳輸技術(shù)的實(shí)用化也取決于冷卻器的情況”（NEC）。此次，不僅在作為接收器的APD（雪崩光電二極管）元件中分段安裝了多個(gè)冷卻用帕爾貼元件，同時(shí)還安裝了大尺寸散熱片。哪怕接收器的外界溫度達(dá)+40℃，接收器自身也能維持“-50℃±0.5℃”的溫度。從冷卻器的性能來(lái)說(shuō)，最低可冷卻到-63℃。

　該公司稱(chēng)，雖說(shuō)基本系統(tǒng)已經(jīng)完成，但并不能馬上投產(chǎn)。原因在于“假如不能驗(yàn)證冷卻裝置在外界溫度變化時(shí)的可靠性，就無(wú)法定價(jià)”（NEC）。
 

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