نقاط الألم الرئيسية

• إهدار موارد الألياف الضوئية: تتطلب أنظمة الاتصالات الكمومية التقليدية كابلات ألياف بصرية منفصلة للقنوات الكمومية والقنوات الكلاسيكية وقنوات التزامن، مما يؤدي إلى مشاكل مثل هدر الموارد وارتفاع تكاليف المشروع ودورات النشر الطويلة وصعوبة الصيانة.
• خطر التداخل بين القنوات: تتميز إشارات الفوتون الواحد المرسلة عبر القنوات الكمومية بانخفاض طاقتها بشكل كبير، بينما تُعدّ القنوات التقليدية وقنوات التزامن إشارات ضوئية عالية الكثافة. في حال عدم كفاية عزل القنوات، يُحتمل حدوث تداخل بين الإشارات، مما يؤثر على كشف الفوتون الواحد، ويؤدي إلى ارتفاع حاد في معدل خطأ بت المفتاح الكمومي، وبالتالي تعريض أمن الاتصالات للخطر. في الوقت نفسه، توجد أيضًا مخاطر تداخل خفية بين القنوات التقليدية المتعددة.
• متطلبات عالية لدقة التزامن: تتطلب أنظمة توزيع المفاتيح الكمومية دقة عالية للغاية في محاذاة التوقيت لأجهزة الإرسال والاستقبال. فإذا تم مدّ قناة التزامن باستخدام ألياف منفصلة، فإنها تكون عرضة لتقلبات في تأخير الإرسال؛ أما إذا تم دمجها مع قنوات تقليدية، فإنها تكون عرضة لتداخل الإشارات وانحراف التوقيت، مما يؤثر على أمان الاتصالات.

المبادئ التقنية

1. لوحة WDM-VOA للاتصال الكمي النشط القابلة للتوصيل: مناسبة لهياكل 1U/2U/4U، تدعم ضبط توهين VOA لمنافذ متعددة، ويمكنها ضبط القنوات الكلاسيكية وقنوات التزامن بدقة، والتحكم بمرونة في طاقتها.
2. معدات اتصالات الكم السلبية WDM المثبتة على رف 1U.

ميزات المنتج

• ميزة نوع المنفذ: تعتمد جميع المنافذ على موصلات FC/APC. تتميز واجهة FC/APC بخصائص مثل فقد الإدخال المنخفض للغاية، والانعكاس المنخفض للغاية، وفقد العودة العالي للغاية، والاستقرار الميكانيكي القوي، والقدرة الممتازة على التكيف مع البيئة. وهي مناسبة للغاية للاتصالات الكمومية، التي تتطلب مستوى عالٍ من فقد العودة، وتحتاج إلى منع الضوء المنعكس من التداخل مع كاشفات الفوتون المفرد.
• ميزة كمية القناة: يدعم هذا النظام قناتين كلاسيكيتين ثنائيتي الاتجاه، وقناة كمومية أحادية الاتجاه، وقناة تزامن أحادية الاتجاه. وتتيح هذه القنوات المتعددة نقل البيانات عبر ألياف ضوئية متعددة، مما يوفر الموارد ويزيد من عرض النطاق الترددي.
• ميزة منع التداخل بين القنوات: من خلال اعتماد تصميم متعدد الطبقات مضاد للتداخل واختيار مكونات مرشح الأغشية الرقيقة عالية الدقة، فإن العزل بين القنوات الكمومية والقنوات الأخرى يكون >100 ديسيبل، مما يمنع بشكل فعال التداخل بين الإشارات الضوئية عالية الكثافة والقنوات الكمومية ويتجنب التأثير على كشف الفوتون الواحد.
• ميزة انخفاض فقد الإدخال: يبلغ فقد الإدخال للقنوات الكمومية <1.5 ديسيبل، ويبلغ فقد الإدخال للقنوات الكلاسيكية <2.0 ديسيبل، وهو ما يفي بمتطلبات ميزانية الطاقة لنقل الاتصالات الكمومية لمسافات طويلة.
• ميزة VOA القابلة للتعديل: يدعم الإصدار النشط من لوحة WDM-VOA للاتصالات الكمومية ضبط التوهين VOA للقنوات الكلاسيكية وقنوات التزامن، ويتحكم بدقة في قوة كل إشارة لتلبية متطلبات الطاقة والدقة لروابط الاتصالات الكمومية.

الوظائف الأساسية

• تعدد الإرسال/فك الإرسال الدقيق للقنوات المتعددة: يُحقق هذا النظام دمجًا وفصلًا فعالًا للقنوات المتعددة، مما يضمن نقل الإشارات بشكل مستقل في كل قناة. ومن بين هذه القنوات، تُطابق كل قناة تقليدية بدقة مع وحدات بصرية من خلال اقتران ثنائي الطول الموجي لتحقيق نقل ثنائي الاتجاه للخدمات عبر ألياف ضوئية أحادية ذات نطاق ترددي عالٍ.
• مراقبة طاقة القناة في الوقت الحقيقي (WDM-VOA): يستخدم الجهاز مجسين مزدوجين للكشف الفوري عن القدرة الضوئية الداخلة والخارجة لجهاز VOA. تصل دقة تحديد القدرة الضوئية إلى 0.1 ديسيبل، ويمكن الاستعلام عن معلومات القدرة في الوقت الفعلي من خلال الوصول المباشر إلى إدارة الشبكة عبر متصفح الويب.
• طاقة VOA قابلة للتعديل (WDM-VOA): يدعم كلا الطرفين تعديل التوهين VOA لما مجموعه 5 منافذ من القنوات الكلاسيكية وقنوات المزامنة من خلال إدارة الشبكة، بخطوة تعديل تبلغ 0.1 ديسيبل.

معدات الاتصالات الكمومية السلبية من فئة 1U بتقنية WDM

بطاقة توصيل من نوع بطاقة الاتصال الكمي النشط WDM-VOA

سيناريوهات التطبيق

• شبكة الاتصالات الآمنة الكمومية الحضرية: في مجال نشر شبكات الاتصالات الكمومية داخل المناطق الحضرية، يحل هذا المنتج مشكلات محدودية موارد الألياف الضوئية، وارتفاع تكاليف التمديد التقليدية، والحاجة إلى نطاق ترددي واسع للخدمات التقليدية. ومن خلال نقل البيانات عبر الألياف الضوئية المتعددة القنوات، يلبي متطلبات الوصول للاتصالات الكمومية الآمنة متعددة المستخدمين بين المحطات.
• الربط الآمن الكمي لمراكز البيانات: في مجال الربط الآمن لمراكز البيانات، يحل هذا المنتج، بخصائصه من حيث انخفاض الفقد وثباته العالي، مشاكل ميزانية الربط الضيقة والمتطلبات العالية لثبات القناة، مما يحقق الربط الآمن الكمي بين مراكز البيانات ويوازن بين الأمان وعرض النطاق الترددي وثبات الإرسال.
• نظام اتصالات آمن كمي للقطاع المالي: يفرض القطاع المالي متطلبات بالغة الأهمية فيما يتعلق بأمن نقل البيانات وسعة النطاق الترددي. يمكن نشر هذا المنتج بين المكاتب الرئيسية والفروع. فهو يُولّد مفاتيح أمان عبر قنوات كمومية، بينما تنقل قناتان تقليديتان ثنائيتا الاتجاه البيانات المشفرة بسرعة عالية. يضمن هذا المنتج، إلى جانب ضمانه لأمان البيانات المالية المطلق، متطلبات النطاق الترددي العالي والنقل ثنائي الاتجاه للخدمات المالية، ويتجنب مخاطر تسريب البيانات واختراقها.
• سيناريوهات الاتصالات الآمنة الكمومية للقطاعات الحكومية والعسكرية: تتطلب عمليات نقل الوثائق الحساسة من قبل الدوائر الحكومية وتبادل المعلومات السرية في المجال العسكري متطلبات صارمة لأمن واستقرار الاتصالات. يضمن العزل العالي والموثوقية الفائقة لهذا المنتج التشغيل المستقر لنظام الاتصالات الكمومية في البيئات المعقدة، ويدعم النقل الآمن للمعلومات السرية.
• شبكات اتصالات آمنة بتقنية الكم لشبكات الطاقة: باعتبارها بنية تحتية وطنية رئيسية، يرتبط أمن شبكات الطاقة ارتباطًا وثيقًا بالأمن القومي. يمكن نشر هذا المنتج في الروابط بين نقاط إمداد الطاقة المهمة لتلبية المتطلبات العالية لاستقرار وأمان الاتصالات الآمنة الكمومية في البيئات المعقدة، وضمان الأمن المطلق لبيانات الأعمال الأساسية مثل أتمتة التوزيع.

تطبيقات كلاسيكية لأجهزة 1U

التطبيق الكلاسيكي لنوع إدخال البطاقة WDM-VOA

ملخص