1 全球能源互联网研究院有限公司，北京 102209
2 国家电网有限公司 电力通信网络技术实验室，北京 102209
3 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
针对光网络物理层安全通信问题，提出了基于低密度奇偶校验(LDPC)码的相干通信量子噪声流加密(QNSC)系统方案，将码率为9/10的LDPC码和离散傅里叶变换正交频分复用(DFT-OFDM)技术应用在系统方案中，最后对该方案进行了实验验证。实验结果表明：经过传输跨距为40 km、80 km、120 km和160 km的标准单模光纤后，LDPC码有效地降低了系统误码率，改善了系统通信的安全性，同时不会对系统的基本性能造成影响。
安全通信 量子噪声流加密 误码率 低密度奇偶校验 传输性能 secure communication quantum noise stream encryption bit error rate low density parity check transmission performance
1 国家电网甘肃省电力公司信息通信分公司, 兰州 甘肃 730000
2 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
作为一种新兴的光通信物理层安全技术,量子噪声流加密结合了数学复杂度和物理复杂度,具有高安全、高速率、长跨距、结构灵活、与现有光纤通信系统高度兼容等优点。详细阐述量子噪声流加密的研究现状和基本原理,在密钥协商方面,对比了量子噪声流加密的Y-00协议与量子密钥分发的BB84类型协议,概述量子噪声流加密的关键技术方案。介绍了量子噪声流加密的典型应用案例,提出一种统一协商信道和传输信道的内生安全光通信系统,并进行了实验验证。最后分析量子噪声流加密的发展趋势。
光通信 Y-00协议 量子噪声流加密 内生安全光通信 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230603
1 国网甘肃省电力公司 信息通信公司，兰州 730050
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
针对通信窃听问题，以“内生安全光通信理论与技术研究”项目为研究背景，从信息层面、载波层面和调制后的信号层面，介绍了光纤物理层安全传输的现有技术发展。提出了一种基于量子噪声流加密的光纤物理层安全传输技术，将离散傅里叶变换扩展的正交频分复用(DFTs-OFDM)引入基于正交幅度调制(QAM)的量子噪声流加密传输系统，在保证高频谱利用率的同时，有效抵御非合作方的窃听。研究结果表明: 该传输技术实现了10 Gb/s的传输速率、无中继传输距离达300 km的光纤传输，且Q因子超过9，信息截获概率低于0.001%。
物理层安全传输 量子噪声流加密 正交频分复用 physical layer secure transmission quantum noise stream cipher orthogonal frequency division multiplexing
1 材料科学与工程学院 江西理工大学
2 江西省动力电池及材料重点实验室
3 资源环境与工程学院, 赣州341000
全固态锂离子电池具有高安全性、高能量密度、宽使用温度范围以及长使用寿命等优势, 在动力电池汽车和大规模储能电网领域具有广阔的应用前景。作为全固态电池的重要组成部分, 无机固体电解质尤其是石榴石型固态电解质在室温下锂离子电导率可达10 -3 S·cm -1, 且对金属锂相对稳定, 在全固态电池的应用中具有明显的优势。然而正极与石榴石型固体电解质间接触性能以及界面的稳定性差, 使得电池表现出高的界面阻抗、低的库伦效率和差的循环性能。本文以全固态锂离子电池正极与石榴石型固体电解质界面为研究对象, 分析了正极/固体电解质的界面特性以及界面研究中存在的问题, 综述了正极复合、界面处理工艺、界面层引入等界面调控和改性的方法, 阐述了优化正极与石榴石型固体电解质界面结构, 改善界面润湿性的解决思路, 提出了未来全固态锂离子电池发展中有待进一步改进的关键问题, 为探索全固态锂离子电池的实际应用提供了借鉴。
无机固体电解质 复合电解质 界面润湿性 界面阻抗 界面改性 综述 inorganic solid state electrolyte composite electrolyte interfacial wettability interfacial impendence interface modification review
1 广东省科学院 广东省材料与加工研究所, 广州 510650
2 清华大学 化工系, 绿色反应工程与工艺北京市重点实验室, 北京100084
本研究提出了一种宏量制备单晶α-Si3N4纳米线的方法。以造粒硅粉为原料, 通过在N2-H2混合气氛中直接氮化, 得到具有核壳结构的氮化产物(Si3N4纳米线@多孔Si3N4微米粉体), 氮化产物经过破碎、研磨、分离后即可获得Si3N4纳米线。检测结果表明, 制备的Si3N4纳米线直径为80~150 nm, 长径比为20~50, 其中纳米线含量>95wt%, α相/β相比为17.6, 收率为3.1%。进一步研究表明, 原料中微量Fe元素在还原气氛下具有催化作用, 纳米线由典型的气-液-固(VLS)生长机制控制。实验中对原料硅粉造粒后再氮化具有三大优点: 数量级地增大了Si3N4纳米线生长空间; 纳米线生长分布集中, 有利于后续高效分离; 显著提高了氮化速率。
氮化硅 纳米线 直接氮化 造粒 VLS机制 Si3N4 nanowires direct nitridation granulation VLS mechanism
1 囯网安徽省电力有限公司 信息通信分公司，合肥 230061
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
以“内生安全光通信理论与技术研究”国家自然基金重点项目为研究背景，详细介绍了物理层密钥分发的3种现有技术方案。为了实现高速率与现有通信系统兼容的物理层密钥分发，提出了一种基于光纤信道特征的物理层密钥分发技术；基于光纤信道传输误比特率特性和密钥分发技术，发送端和接收端使用双端环回测量误比特率方式提取和量化生成密钥。研究结果表明:该技术实现了光纤传输速率为10 Gb/s的200 km距离传输，物理层安全协商密钥生成速率达到400 kb/s时，安全协商密钥误比特率不超过2%。
物理层密钥分发 光纤信道特征 双端环回测量 误比特率 physical layer key distribution fiber channel characteristics double-ended loopback measurement bit error rate
