电力架空环境的长距离量子通信技术研究
发布时间：2021-01-30 02:42
电力行业作为能源基础行业,对信息安全具有极高的要求,目前电力通信领域主要是通过经典加密手段来保证信息安全,但是计算能力的不断提高给经典加密算法带来了威胁。量子保密通信依靠量子物理特性来保证信息安全,具有无条件安全特性,逐渐成为信息安全领域研究的热点。因此,利用安全性更高的量子通信技术来提高电力系统通信的安全性具有重要意义。针对此问题,本文对电力架空环境中的长距离量子密钥分配应用方案进行了研究。首先,本文通过分析量子密钥分配系统的原理,结合电力架空光缆的特点,提出电力架空环境影响量子密钥分配的三种因素,并通过试验分别测试了这三种环境对量子密钥分配系统物理参量的影响,结合测试结果完成了电力架空环境对现有量子密钥分配系统限制的分析。其次,针对电力架空环境对量子偏振态影响剧烈的问题,本文采用了适用于长距离电力架空环境下的线路偏振无关量子密钥分配方案,并在理论上分析了诱骗态协议、系统探测模块以及相位编码模块在电力架空环境下的适用性,以及对方案在电力架空环境下的线路偏振无关特性进行了证明。最后,本文通过试验对方案进行了验证,验证结果表明该方案可以很好的适应电力架空光缆试验环境,方案不仅很好的避免了...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－丨量子密钥分配模型??－
，系统的正常运行。??程中，量子信号衰减变化和偏振态变化的测试主要通过采用高稳定振分析仪配合测试，利用单光子探测器测试电力架空光缆背景光。??环境测试??境如图３－１所示，测试进行时间为１小时，整个试验测试时间段天气度约为－４°Ｃ？７°Ｃ，风速最高４ｍ／ｓ。测试线路由两部分构成，上方为Ｗ光缆约８ｋｍ，地埋ＡＤＳＳ光缆环回，光缆总长度为１７．７７ｋｍ，衰设备使用脉冲激光源，５ＧＨｚ带宽高速模拟光电探测器、５００ＭＨｚ带率示波器、高稳定连续光源、偏振分析仪、单光子探测器，其中高和偏振分析仪配合测试电力架空光缆线路衰减变化和偏振态变化，测试电力架空光缆背景光。测试设备环境在储备仓库内如图３－２所示无空调。测试过程中首先记录ＯＰＧＷ电力架空光缆的衰减变化、偏景光物理参数在普通天气条件下随时间的变化，然后测试特高压环参数的影响，测试结果如下：??
图３－２测试设备环境??衰减变化??试时间共约一小时，前半小时电缆上电压为０Ｖ，后半小时即］８００ｓ加载７００ｋＶ直流高压，测试时间段内外界环境基本稳定。从测试线路稳定激光，测试输出端的光功率变化。测试结果如下图所示，对比后时间范围内衰减变化的范围均约为０．０７５ｄＢ，特高压加载前后衰减明显变化，由此看出，高压环境对衰减变化影响比较小。??？４肩１??Ｉ??－ＡＭ?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家量子保密通信“京沪干线”具备开通条件[J]. 保密工作. 2017(09)
[2]量子保密通信研究进展与安全性分析[J]. 赖俊森,吴冰冰,李少晖,赵文玉,张海懿. 电信科学. 2015(06)
[3]天河二号运算1小时相当13亿人用计算器算1000年[J]. 贾鹏. 计算机与网络. 2014(13)
[4]电力架空光缆量子密钥分配同步技术研究[J]. 雷煜卿,周静,邢宁哲. 光通信技术. 2014(04)
[5]济南市建成国内首套量子保密通信试验网[J]. 创新科技. 2014(07)
[6]架空输电线路导、地线微风振动成因和防控措施探讨[J]. 潘龙斌,陈汝英. 广西电力. 2013(04)
[7]电力特种光缆的发展与展望[J]. 陈希. 电力系统通信. 2009(01)
[8]光纤复合架空地线的防振[J]. 陈嘉麟,李金奎. 电力系统通信. 2006(09)
博士论文
[1]有限长诱骗态量子密钥分配安全性研究[D]. 周淳.解放军信息工程大学 2014
[2]量子密码实际安全性与应用研究[D]. 刘东.中国科学技术大学 2014
[3]光纤量子密码实验和实用化研究[D]. 张阳.中国科学技术大学 2012
[4]光纤量子密钥分配关键技术研究[D]. 王双.中国科学技术大学 2011
[5]RSA与背包公钥密码算法的安全性分析[D]. 韩立东.山东大学 2010
硕士论文
[1]光纤复合相线输电工程组织管理优化研究[D]. 魏士峰.华北电力大学(北京) 2016
[2]基于InGaAs/InP APD单光子探测器的研究[D]. 解超.华中科技大学 2016
[3]量子信息安全中随机源的研究[D]. 许曼莉.中国科学技术大学 2015
[4]诱骗态量子密钥分配的实际安全性研究[D]. 李源.解放军信息工程大学 2015
[5]电力二次系统网络信息安全防护的设计与实现[D]. 潘路.华南理工大学 2014
[6]椭圆曲线加密算法研究及其在即时通讯系统中的应用[D]. 常逢佳.南京理工大学 2008
本文编号：3008080
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－丨量子密钥分配模型??－
，系统的正常运行。??程中，量子信号衰减变化和偏振态变化的测试主要通过采用高稳定振分析仪配合测试，利用单光子探测器测试电力架空光缆背景光。??环境测试??境如图３－１所示，测试进行时间为１小时，整个试验测试时间段天气度约为－４°Ｃ？７°Ｃ，风速最高４ｍ／ｓ。测试线路由两部分构成，上方为Ｗ光缆约８ｋｍ，地埋ＡＤＳＳ光缆环回，光缆总长度为１７．７７ｋｍ，衰设备使用脉冲激光源，５ＧＨｚ带宽高速模拟光电探测器、５００ＭＨｚ带率示波器、高稳定连续光源、偏振分析仪、单光子探测器，其中高和偏振分析仪配合测试电力架空光缆线路衰减变化和偏振态变化，测试电力架空光缆背景光。测试设备环境在储备仓库内如图３－２所示无空调。测试过程中首先记录ＯＰＧＷ电力架空光缆的衰减变化、偏景光物理参数在普通天气条件下随时间的变化，然后测试特高压环参数的影响，测试结果如下：??
图３－２测试设备环境??衰减变化??试时间共约一小时，前半小时电缆上电压为０Ｖ，后半小时即］８００ｓ加载７００ｋＶ直流高压，测试时间段内外界环境基本稳定。从测试线路稳定激光，测试输出端的光功率变化。测试结果如下图所示，对比后时间范围内衰减变化的范围均约为０．０７５ｄＢ，特高压加载前后衰减明显变化，由此看出，高压环境对衰减变化影响比较小。??？４肩１??Ｉ??－ＡＭ?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家量子保密通信“京沪干线”具备开通条件[J]. 保密工作. 2017(09)
[2]量子保密通信研究进展与安全性分析[J]. 赖俊森,吴冰冰,李少晖,赵文玉,张海懿. 电信科学. 2015(06)
[3]天河二号运算1小时相当13亿人用计算器算1000年[J]. 贾鹏. 计算机与网络. 2014(13)
[4]电力架空光缆量子密钥分配同步技术研究[J]. 雷煜卿,周静,邢宁哲. 光通信技术. 2014(04)
[5]济南市建成国内首套量子保密通信试验网[J]. 创新科技. 2014(07)
[6]架空输电线路导、地线微风振动成因和防控措施探讨[J]. 潘龙斌,陈汝英. 广西电力. 2013(04)
[7]电力特种光缆的发展与展望[J]. 陈希. 电力系统通信. 2009(01)
[8]光纤复合架空地线的防振[J]. 陈嘉麟,李金奎. 电力系统通信. 2006(09)
博士论文
[1]有限长诱骗态量子密钥分配安全性研究[D]. 周淳.解放军信息工程大学 2014
[2]量子密码实际安全性与应用研究[D]. 刘东.中国科学技术大学 2014
[3]光纤量子密码实验和实用化研究[D]. 张阳.中国科学技术大学 2012
[4]光纤量子密钥分配关键技术研究[D]. 王双.中国科学技术大学 2011
[5]RSA与背包公钥密码算法的安全性分析[D]. 韩立东.山东大学 2010
硕士论文
[1]光纤复合相线输电工程组织管理优化研究[D]. 魏士峰.华北电力大学(北京) 2016
[2]基于InGaAs/InP APD单光子探测器的研究[D]. 解超.华中科技大学 2016
[3]量子信息安全中随机源的研究[D]. 许曼莉.中国科学技术大学 2015
[4]诱骗态量子密钥分配的实际安全性研究[D]. 李源.解放军信息工程大学 2015
[5]电力二次系统网络信息安全防护的设计与实现[D]. 潘路.华南理工大学 2014
[6]椭圆曲线加密算法研究及其在即时通讯系统中的应用[D]. 常逢佳.南京理工大学 2008
本文编号：3008080
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