经典-量子共信道同传是量子保密通信的关键应用技术之一,能够解决量子信息与经典信息需不同 光纤分别传输的难点,显著降低应用成本。针对基于波分复用技术的连续变量量子密钥与经典信息同传方 案,定量分析了系统拉曼散射噪声特性,在前向和后向两种不同经典信息传输模式下,仿真对比研究了拉 曼散射噪声对系统安全密钥率的影响。结果表明:经典信息采用前向传输模式时系统安全密钥率明显大于 后向传输模式;在固定信道输入功率时,短距离通信时拉曼散射噪声对安全密钥率的影响较小,随距离增 长,拉曼噪声影响不可忽略;固定通信距离时,一定数值范围内的额外噪声对系统的安全密钥率影响较小, 通信距离为50 km时,此数值为0.07N0。

分析了密集波分复用下的经典-量子信息共信道同传系统噪声特性,提出基于预报单光 子源的经典-量子信息共信道同传方案。与传统的弱相干光源相比,其可以更精确地控制APD探测门限, 进而实现时域滤波减少信道噪声干扰;并且可以通过控制探测器开启时间,有效避免空光子发送时的 信道噪声及探测器暗计数影响。仿真结果表明,本方案提出的同传系统可有效抑制噪声干扰,与弱相干 光源方案相比于更远距离达到误码率阈值,提升了安全通信距离,可作为远距离量子密钥通信共信道同传参考方案。

经典-量子信息共信道同传是光纤量子密钥通信中的关键应用技术。为解决同传系统在复杂的背景噪声环境下的传输效率问题, 通过剖析基于DWDM的共信道同传系统中典型噪声干扰因素, 对该系统中DWDM信道串扰及自发拉曼散射噪声建立模型, 仿真计算不同光纤长度及不同波长信道下噪声干扰对系统的影响。分析结果表明, 在初始功率恒定的情况下, 系统噪声不会随光纤长度增加而无限积累, 而是趋于恒定数值；而在接收功率恒定的情况下, 系统噪声随光纤长度增加不断增长。从信道的波长角度看, 处于低噪声环境的经典与量子信道波长符合密集波分复用要求。根据ITU-T建议下的DWDM信道间隔, 在经典-量子信道波长间距为1.6 nm时, 系统性能最佳, 该仿真结果与经典实验的结论相吻合。