中國(guó)聯(lián)通研究院完成G.698.4系統(tǒng)承載CV-QKD試驗(yàn)

  2020年8月，中國(guó)聯(lián)通研究院與上海循態(tài)信息科技有限公司合作完成了ITU-T G.698.4城域接入DWDM系統(tǒng)承載連續(xù)變量量子加密通信(CV-QKD)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明CV-QKD量子加密信道可與經(jīng)典通信業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)共用G.698.4 DWDM系統(tǒng)進(jìn)行混合傳輸，相互之間串?dāng)_較小，不影響各自的業(yè)務(wù)通信及量子安全密鑰生成。上述兩類系統(tǒng)的結(jié)合可為專線業(yè)務(wù)提供低成本量子加密增值服務(wù)的同時(shí)，節(jié)省大量量子加密通信所需的額外光纖。

  G.698.4(G.metro)是中國(guó)聯(lián)通在ITU-T主導(dǎo)的一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了具備端口無(wú)關(guān)特性的單纖雙向波長(zhǎng)自適應(yīng)城域接入型波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)，此標(biāo)準(zhǔn)基于低成本可調(diào)諧DWDM技術(shù)，大大降低了對(duì)城域接入層光纖光纜的巨量消耗，降低整個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，中國(guó)聯(lián)通研究院已經(jīng)研制出相關(guān)的DWDM系統(tǒng)和管控平臺(tái)，可用于5G/4G移動(dòng)前傳和客戶專線接入等場(chǎng)景應(yīng)用。

  在量子通信領(lǐng)域，由于量子光信號(hào)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于經(jīng)典光通信，共光纖傳輸時(shí)會(huì)受到經(jīng)典光通信所引入的噪聲串?dāng)_，導(dǎo)致量子通信的最終安全成碼率急劇降低。因此，量子通信通常使用額外的獨(dú)立光纖以保證較高的安全密鑰成碼率。近年來(lái)，CV-QKD發(fā)展較快，相對(duì)于較為成熟的離散變量QKD(DV-QKD)，CV-QKD具有發(fā)射功率較高、可重用現(xiàn)有較低成本商用經(jīng)典光通信器件等特點(diǎn)，為量子通信與經(jīng)典光通信共用DWDM系統(tǒng)傳輸提供了可能。

  本次測(cè)試的重點(diǎn)在于試驗(yàn)G.698.4系統(tǒng)承載后經(jīng)典光通信對(duì)CV-QKD的串?dāng)_影響，本次測(cè)試使用中國(guó)聯(lián)通研究院自研的G.698.4 10G DWDM系統(tǒng)和上海循態(tài)公司CV-QKD設(shè)備，采用1個(gè)波長(zhǎng)或多個(gè)波長(zhǎng)作為CV-QKD的量子加密信號(hào)傳輸通道，與其他10G業(yè)務(wù)波長(zhǎng)的經(jīng)典光通信進(jìn)行共纖傳輸。測(cè)試結(jié)果表明，在經(jīng)過實(shí)際光纖傳輸后，G.698.4系統(tǒng)10G業(yè)務(wù)無(wú)影響，所承載的量子安全密鑰成碼率無(wú)明顯波動(dòng)，滿足量子加密服務(wù)需求。

  本次測(cè)試充分證明了G.698.4 DWDM系統(tǒng)可與CV-QKD系統(tǒng)相結(jié)合，在G.698.4系統(tǒng)所提供的20/40波中，可視用戶安全等級(jí)及加密方式需求，采用1個(gè)波長(zhǎng)或多個(gè)波長(zhǎng)作為CV-QKD的量子加密信號(hào)傳輸通道，為專線用戶接入提供低成本、高安全的量子加密增值服務(wù)，提高運(yùn)營(yíng)商接入光纖資源的利用率。