À medida que a tecnologia de comunicação quântica segura avança rumo à metropolitanização e à industrialização, problemas como a escassez de recursos de fibra óptica, a interferência entre canais, a precisão de sincronização insuficiente e a largura de banda inadequada para serviços clássicos tornaram-se gargalos cruciais que restringem a implantação de redes em larga escala. Em resposta,
Fibra de vidro
A empresa lançou duas soluções de convergência WDM adequadas para redes de comunicação quântica seguras: a versão passiva do equipamento WDM para comunicação quântica e a versão ativa do equipamento WDM-VOA para comunicação quântica.
Principais pontos problemáticos
A comunicação quântica permite a transmissão de informações com total segurança, baseada nos princípios da mecânica quântica, sendo a distribuição quântica de chaves (QKD) a principal via técnica. No entanto, os seguintes pontos críticos são encontrados no processo de implementação de redes de comunicação quântica:
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Desperdício de recursos de fibra óptica:
Os sistemas tradicionais de comunicação quântica exigem cabos de fibra óptica separados para canais quânticos, canais clássicos e canais de sincronização, o que acarreta problemas como desperdício de recursos, altos custos de projeto, longos ciclos de implantação e manutenção complexa.
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Risco de interferência entre canais:
Os sinais de fóton único transmitidos em canais quânticos têm potência extremamente baixa, enquanto os canais clássicos e os canais de sincronização são sinais ópticos de alta intensidade. Se o isolamento do canal for insuficiente, é provável que ocorra interferência, afetando a detecção de fóton único, levando a um aumento na taxa de erro de bit (BER) da chave quântica e comprometendo a segurança da comunicação. Ao mesmo tempo, também existem riscos ocultos de interferência entre múltiplos canais clássicos.
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Alto requisito de precisão de sincronização:
Os sistemas de distribuição de chaves quânticas têm requisitos extremamente elevados quanto à precisão do alinhamento temporal dos transceptores. Se o canal de sincronização for instalado com fibras separadas, fica suscetível a flutuações no atraso de transmissão; se multiplexado com canais clássicos, torna-se propenso a interferências de sinal e desalinhamentos temporais, o que afeta a segurança da comunicação.
Princípios técnicos
Nosso
Equipamento WDM de comunicação quântica
Foi desenvolvido para solucionar os problemas mencionados acima. Utiliza isolamento de comprimento de onda, filtragem de alta precisão e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) para transmitir simultaneamente múltiplos sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda em uma única fibra óptica. Permite a transmissão simultânea de canais quânticos, canais clássicos e canais de sincronização na mesma fibra, melhorando significativamente a taxa de utilização dos recursos das fibras ópticas, além de apresentar características como baixa perda de inserção, alto isolamento e alta precisão.
Atualmente temos dois produtos:
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Placa WDM-VOA de comunicação quântica ativa plug-in: Adequada para chassis 1U/2U/4U, suporta ajuste de atenuação VOA para múltiplas portas, pode ajustar com precisão canais clássicos e canais de sincronização, e controlar sua potência de forma flexível.
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Equipamento WDM passivo para comunicação quântica, montado em rack 1U.
Características do produto
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Vantagem do tipo de porta:
Todas as portas utilizam conectores FC/APC. A interface FC/APC possui características como perda de inserção ultrabaixa, reflexão ultrabaixa, perda de retorno ultraalta, forte estabilidade mecânica e excelente adaptabilidade ambiental. É extremamente adequada para comunicação quântica, que possui altos requisitos de perda de retorno e precisa evitar que a luz refletida interfira com detectores de fóton único.
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Vantagem de Quantidade no Canal:
Suporta 2 transmissões bidirecionais em canal clássico, 1 transmissão unidirecional em canal quântico e 1 transmissão unidirecional em canal de sincronização. Múltiplos canais diferentes permitem a transmissão em fibra única sobre fibra, economizando recursos e aumentando a largura de banda.
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Vantagem Anti-Interferência entre Canais:
Adotando um design anti-diafonia multicamadas e selecionando componentes de filtro de película fina de alta precisão, o isolamento entre os canais quânticos e outros canais é superior a 100 dB, o que bloqueia efetivamente a diafonia de sinais ópticos de alta intensidade para os canais quânticos e evita afetar a detecção de fótons individuais.
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Vantagem da baixa perda de inserção:
A perda de inserção dos canais quânticos é inferior a 1,5 dB, e a perda de inserção dos canais clássicos é inferior a 2,0 dB, o que atende aos requisitos de orçamento de potência para transmissão de longa distância em comunicação quântica.
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Vantagem ajustável VOA:
A versão ativa da placa WDM-VOA para comunicação quântica suporta o ajuste de atenuação VOA para canais clássicos e canais de sincronização, controlando com precisão a potência de cada sinal para atender aos requisitos de potência e precisão dos enlaces de comunicação quântica.
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WDM passivo
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WDM passivo
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Tipo de porta
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FC/APC
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Tipo de porta
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FC/APC
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Número de portas
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2 canais clássicos, 1 canal quântico, 1 canal de sincronização
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Número de portas
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2 canais clássicos, 1 canal quântico, 1 canal de sincronização
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Faixa de comprimento de onda
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1271, 1291, 1311, 1331, 1551, 1571
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Faixa de comprimento de onda
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1271, 1291, 1311, 1331, 1551, 1571
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Perda de Inserção do Canal Quântico
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<1,5dB
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Perda de Inserção do Canal Quântico
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<1,5dB
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Perda de Inserção de Canal Clássico
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<2,0dB
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Perda de Inserção de Canal Clássico
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<2,0dB
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Isolamento entre o canal quântico e outros canais
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>100dB
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Isolamento entre o canal quântico e outros canais
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>100dB
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Canais da VOA
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Lado A (1311/1331/1571)
Lado B (1271/1291)
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Faixa/Precisão de Ajuste do VOA
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0~30dB/0,1dB
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Funções principais
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Multiplexação/desmultiplexação precisa de múltiplos canais:
O sistema realiza a combinação e separação eficientes de múltiplos canais, garantindo a transmissão independente de sinais em cada canal. Cada canal clássico é precisamente pareado com módulos ópticos através do emparelhamento de dois comprimentos de onda, permitindo a transmissão bidirecional de alta largura de banda em fibra única.
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Monitoramento de potência do canal em tempo real (WDM-VOA):
O sistema utiliza sondas duplas para detectar em tempo real a potência óptica de entrada e a potência óptica de saída do VOA (amplificador óptico variável). A identificação da potência óptica tem precisão de 0,1 dB, e as informações de potência em tempo real podem ser consultadas acessando diretamente o gerenciamento de rede via web por meio de um navegador.
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Potência VOA ajustável (WDM-VOA):
Ambas as extremidades suportam o ajuste de atenuação VOA para um total de 5 portas de canais clássicos e canais de sincronização através do gerenciamento de rede, com um passo de ajuste de 0,1dB.
Equipamento WDM de comunicação quântica passiva 1U
Placa de comunicação quântica ativa WDM-VOA do tipo plug-in
Cenários de aplicação
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Rede Metropolitana de Comunicação Segura Quântica:
Na implantação de redes de comunicação quântica em áreas urbanas, este produto resolve os problemas da escassez de fibra óptica, dos altos custos de instalação tradicionais e da grande demanda de largura de banda para serviços clássicos. Através da transmissão co-fibra multicanal, ele atende aos requisitos de acesso para comunicação quântica segura multiusuário entre estações.
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Interconexão quântica segura de centros de dados:
Na interconexão segura de centros de dados, este produto, com suas características de baixa perda e alta estabilidade, resolve os problemas de orçamento de enlace restrito e altos requisitos de estabilidade de canal, realizando a interconexão quântica segura entre centros de dados e equilibrando segurança, largura de banda e estabilidade de transmissão.
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Sistema de comunicação quântica segura para o setor financeiro:
O setor financeiro tem requisitos extremamente elevados de segurança e largura de banda na transmissão de dados. Este produto pode ser implementado entre a matriz e as filiais. Ele gera chaves seguras por meio de canais quânticos e dois canais clássicos bidirecionais transmitem dados criptografados em alta velocidade. Ao mesmo tempo que garante a segurança absoluta dos dados financeiros, atende aos requisitos de alta largura de banda e transmissão bidirecional para serviços financeiros, evitando os riscos de vazamento e quebra de dados.
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Cenários de comunicação quântica segura para os setores governamental e militar:
A transmissão de documentos sensíveis por departamentos governamentais e a troca de informações confidenciais na área militar exigem medidas rigorosas de segurança e estabilidade nas comunicações. O alto isolamento e a alta confiabilidade deste produto garantem a operação estável do sistema de comunicação quântica em ambientes complexos e suportam a transmissão segura de informações confidenciais.
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Redes de comunicação quânticas seguras para redes elétricas:
Como infraestrutura nacional essencial, a segurança das redes elétricas está intrinsecamente ligada à segurança nacional. Este produto pode ser implementado nas interligações entre nós críticos de fornecimento de energia para atender aos elevados requisitos de estabilidade e segurança da comunicação quântica segura em ambientes complexos, garantindo a proteção absoluta de dados essenciais para o negócio, como a automação da distribuição.
Aplicações clássicas para dispositivos 1U
A aplicação clássica do tipo de inserção de cartão WDM-VOA
Resumo
Com a crescente importância da segurança da informação e da comunicação, a tecnologia de comunicação quântica segura está se desenvolvendo rapidamente. Nossos equipamentos WDM para comunicação quântica, com suas características de baixa perda de inserção, alto isolamento, alta estabilidade e confiabilidade, adaptam-se perfeitamente a muitos cenários atuais de implantação de comunicação quântica e fornecem suporte essencial para a aplicação em larga escala e industrializada da comunicação quântica segura.