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量子通信的应用现状与发展展望

量子通信的应用现状与发展展望
量子通信的应用现状与发展展望

浅谈我国量子通信技术的发展现状及未来趋势

浅谈我国量子通信技术的发展现状及未来 趋势 量子通信具有超强安全性、超大信道容量、超高通信速率、超高隐蔽性等特点,其发展历经30余年,在理论上日益成熟,技术方案已逐渐从实验室走向了实用化,我国在量子通信技术领域也取得了丰硕成果。 【关键词】量子通信技术;发展现状;未来趋势 【Abstract】The quantum communication has the characteristics of super security,large channel capacity,super high communication speed and ultrahigh concealment. After 30 years of development,it has matured theoretically,and the technical scheme has gradually moved from the laboratory to the practical. Quantum communication technology has also achieved fruitful results. 【Key words】Quantum communication technology;Development status;Future trend 量子通信是利用量子纠缠效应改变量子态,从而实现信息传递的一种新型的通信方式,它是量子论和信息论相结合的新研究领域。量子通信具有超强安全性、超大信道容量、超高通信速率、超高隐蔽性等特点,其发展历经30余年,在理论上日益成熟,技术方案已逐渐从实验室走向了实用化,我国在量子通信技术领域也取得了丰硕成果。

通信工程的发展现状和未来趋势分析

通信工程的发展现状和未来趋势分析 本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 这篇通信工程师论文发表了通信工程的发展现状和未来趋势分析,随着我国网络和通信技术的不断发展,我国的通信网络逐渐迈向现代化,虽然与发达国家还在一些差距,但是在传输技术方面取得了很大的进步,我国的传输技术经历了长期发展的过程,本文就围绕传输技术与通信工程进行详细介绍。 关键词:通信工程师论文,传输技术,应用现状 1 前言 通信网络工程在我国人们的生产以及生活中都占有重要位置,一方面,通信工程进一步改变的人们的工作方式,对于各行各业的日常工作方式进行了巨大的变革,提高了人们工作的效率;另一方面,通信工程还可以及时地获取社会上的各种信息,有利于相关人员加强对社会的管理,促进社会和谐稳定,而各种传输技术作已经被广泛应用于人们的生产和生活中,文章主要讲述其在通信工程中的具体应用状况,并对其发展趋势进行分析,希望可以促进通信工程的不断发展。

2 通信工程的发展状况 关于通信工程的含义概述 通信工程属于电子工程,也可以被叫做电信工程,该工程现在已经在我国作为一种成熟的学科出现在各大高校的开设专业当中,通信工程主要研究在通信过程中发生的信息传输以及信号处理现象,理解其原理,同时再加以应用。当前,通信工程的相关信息技术迅速发展,光纤通信、数字移动通信以及网络通信极大地便利了人们的交流和通信过程,因此具有广大的发展前景,目前通信工程可以从云技术和无线宽带技术方面入手,来推动传输技术的进一步发展[1]。 关于通信工程的研究内容概述 通信工程主要研究信号的产生、信息的传输、交换以及产生的原理问题,同时还有需要关注数字通信、光纤通信、个人通信、计算机通信、卫星通信、蜂窝通信以及平流层通信等问题,除此之外,通信工程还会涉及传输技术在多媒体技术、数字程控交换以及信息高速公路三方面的应用问题。现代通信技术最初起源于19世纪,今天现代通信技术已经得到了迅速发展,也被广泛应用在一些行业领域当中[2]。 3 传输技术的主要内容 关于传输技术的信道及范围概述

量子通信现状与展望

中国科学:信息科学2014年第44卷第3期:296–311 量子通信现状与展望 吴华x,王向斌yz{?,潘建伟xz x中国科学技术大学公共事务学院,合肥230026 y清华大学物理系低微量子物理国家重点实验室,北京100084 z量子信息与量子科学前沿协同创新中心,合肥230026 {济南量子技术研究院,济南250101 *通信作者.E-mail:wang xiangbin@https://www.doczj.com/doc/625768024.html, 收稿日期:2013–08–06;接受日期:2013–12–16 国家重点研究发展计划(批准号:2007CB907900,2007CB807901)、国家自然科学基金(批准号:60725416,11174177)、国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA01Z420,2011AA010800,2011AA010803)和山东万人计划项目资助 摘要本文综述量子通信基本原理、方法、技术手段与应用.介绍量子保密通信基本协议和诱骗态方法,以及基于纠缠分发的量子通信,含基于纠缠光子对的量子保密通信、量子态隐性传输、纠缠光子对操控等.介绍量子通信的技术与应用现状并对未来发展方向做展望. 关键词量子通信量子密钥分发BB84协议诱骗态方法量子隐形传态纠缠光子对操控量子网络 1引言 “最近的16公里量子态隐形传输的成功试验表明,中国将有能力建立起卫星与地面的安全量子通信网络.”——美国《时代周刊》在“爆炸性新闻”栏目中以“中国量子科学的飞跃”为题,对2010年中国科技大学与清华大学合作完成的16公里量子态隐形传输试验进行了评论.相比于经典通信,量子通信究竟有哪些优势,有哪些应用,源于何种原理以及方法和技术手段等,无疑是大家所关心的.我们将在此介绍量子通信的基本概念与方法、技术现状,以及未来应用前景. 量子通信的基本思想主要由Bennett等于20世纪80年代和90年代起相继提出,主要包括量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)[1]和量子态隐形传输(quantum teleportation)[2].量子密钥分发可以建立安全的通信密码,通过一次一密的加密方式可以实现点对点方式的安全经典通信.这里的安全性是在数学上已经获得严格证明的安全性,这是经典通信迄今为止做不到的.现有的量子密钥分发技术可以实现百公里量级的量子密钥分发[3],辅以光开关等技术,还可以实现量子密钥分发网络[4,5].量子态隐形传输是基于量子纠缠态的分发与量子联合测量,实现量子态(量子信息)的空间转移而又不移动量子态的物理载体,这如同将密封信件内容从一个信封内转移到另一个信封内而又不移动任何信息载体自身.这在经典通信中是无法想象的事.基于量子态隐形传输技术和量子存储技术的量子中继器可以实现任意远距离的量子密钥分发及网络.

《关于量子通信》非连续文本阅读练习及答案

阅读下面的文字,完成7~9题。 材料一: 日前,中国科学院在京召开新闻发布会对外宣布,“墨子号”量子科学实验卫星提前并圆满实现全部既定科学目标,为我国在未来继续引领世界量子通信研究奠定了坚实的基础。 通信安全是国家信息安全和人类经济社会生活的基本需求。千百年来,人们对于通信安全的追求从未停止。然而,基于计算复杂性的传统加密技术,在原理上存着着被破译的可能性,随着数学和计算能力的不断提升,经典密码被破译的可能性与日俱增。中国科学技术大学潘建伟教授说:“通过量子通信可以解决这个问题,把量子物理与信息技术相结合,用一种革命性的方式对信息进行编码、存储、传输和操纵,从而在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典信息技术的瓶颈。” 量子通信主要研究内容包括量子密钥分发和量子隐形传态。量于密钥分发通过量子 态的传输,使遥远两地的用户可以共享无条件安全的密钥,利用该密钥对信息进行一次 一密的严格加密。这是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式,量子通信的另一重要内客量子隐形传态,是利用量子纠缠特性,将物质的未知量子 态精确传递到遥远地点,而不用传递物质本身,通过隐形传输实现信息传递。(摘 编自吴月辉《“墨子号”,抢占量子科技创新制高点),《人民日报》2017年8月10日) 材料二: 潘建伟的导师安东·蔡林格说,潘建伟的团队在量子互联网的发展方面冲到了领先地位。量子互联网是由卫星和地面设备构成的能够在全球范围分享量子信息的网络。这将使不可破解的全球加密通信成为可能,同时也使我们可以开展一些新的控制远距离量子联系的实验。目前,潘建伟的团队计划发射第二颗卫星,他们还在中国的天宫二号空间站上进行着一项太空量子实验。潘建伟说,未来五年“还会取得很多精彩的成果,一个新的时代已经到来”。 潘建伟是一个有着无穷热情的乐观主义者。他低调地表达了自己的信心,称中国政府将会支持下一个宏伟计划——一项投资20亿美元的量子通信、量子计量和量子计算的五年计划,与此形成对照的是欧洲2016年宣布的旗舰项目,投资额为12亿美元。 (摘编自伊丽莎白·吉布尼《一位把量子通信带到太空又带回地球的物理学家》,《自然》2017年12月) 材料三: 日本《读卖新闻》5月2日报道:中国实验设施瞄准一流(记者:莳田一彦,船越翔)在中国南部广东省东莞市郊外的丘陵地带,中国刚刚建成了大型实施设施“中国散裂中子

浅谈军事通信卫星发展及趋势

浅谈军事通信卫星发展及趋势 【摘要】现代防御技术指挥控制与通信中,通信卫星成了指挥、控制、通信和情报收集的重要工具,是满足决策部门、军事指挥部门、军政领导通信需要,应付突发事件的一种有效手段。本文阐述了军事通信卫星在现代战争中的作用并对其发展及趋势进行分析。 【关键词】军事战略;卫星通信;应用状况;发挥作用;发展趋势 引言 卫星通信系统实际上也是一种微波通信,它以卫星作为中继站转发微波信号,在多个地面站之间通信,卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖。卫星通信是以卫星作为中继的一种通信方式,是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的,具有通信距离远、覆盖范围广、不受地面条件的约束、建站成本与通信距离无关、灵活机动、能多址连接且通信容量较大等优点,在全球许多领域应用效果很好,尤其在军事上已成为军事通信卫星提供的现代通信手段,可为军事指挥员提供灵活的全球通信覆盖能力和战术机动性,这种通信能力是其他通信手段无法比拟的,在军事C4ISR系统中,卫星通信起着关键的作用。 一、卫星通信在国外军事及战略上的应用状况 迄今只有美、俄两国拥有独立的卫星导航定位能力,美国的“全球定位系统”(GPS)和俄罗斯的“全球导航卫星系统”(GLONASS)是世界上广泛应用的两种现役导航卫星系统。这两个系统的导航卫星都采用多普勒测速和时间测距的导航方法。GPS的定位精度可达15m,测速精度为0.1m/s,授时精度为100ns。GLONASS的三个相应数据分别为30~100m、0.15m/s和1μs。美国军方认为未来的战争将是“信息战争”,而且还认为夺取制信息权和制天权是未来战争取胜的关键。以侦察卫星、预警卫星、通信卫星和导航卫星为代表的航天系统是夺取信息优势的重要武器,因此,夺取制天权是夺取制信息权的重要保障。 军用航天系统的迅速发展极大地提高了武器装备的整体作战效能,已成为直接支援作战行动不可替代的手段。美国建立了世界上最庞大的军用通信卫星系统,包“舰队卫星通信”系统、“特高频后继星”系统、“卫星数据系统”、“国防卫星通信系统”、“军事星”通信卫星系统和“跟踪与数据中继卫星系统”……这些卫星通信系统所承担的主要任务各不相同,有的用于为某一军种或三军提供战术通信,有的用于为国防部和国家指挥当局提供战略通信。 二、卫星通信在军事及战略上发挥决定性作用 卫星通信网络是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波,从而实现两个或多个地面站之间通信的网络。通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站,卫星通信网络分为延迟转发式通信网络和立即转发式通信网络。现代防御技术指挥

我国量子通信行业发展现状及项目建设情况

我国量子通信行业发展现状 2015年12月11日,欧洲物理学会新闻网站“物理世界”公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破,中国科学院院士潘建伟和陆朝阳等完成的科研成果“多自由度量子隐形传态”入选并名列榜首。 事实上,中国的量子通信技术已经达到世界顶尖水平,领先欧美国家不止一个身位。2016年,世界上第一条量子通信保密干线——“京沪干线”将正式建成,同时,由中国科学家自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星”也是发射在即。安信证券分析师李伟认为,2016年将是量子通信规模应用元年。 虽然科研水平高于欧美,但在国外,量子信息的研究主要是由Google、IBM、微软等科技巨头承担,中国急需一批企业将科研成果应用到商业市场上。2015年10月,阿里云与中科院旗下国盾量子在2015云栖大会上联合发布量子加密通信产品,随后又与中国科技大学等单位成立“中国量子通信产业联盟”,成为量子通信商业化的领跑者。 国内企业和研究机构加强合作,共同推进产业化。我国从事量子计算实验研究的主要单位是中国科技大学、清华大学、国防科技大学、南京大学和中国科学院武汉物理数学研究所等。2015年7月30日,阿里云与中科院在上海联合创立量子计算实验室,研究量子安全,计算领域。2015年8月31日,蓝盾科技晚间发布公告称,公司与华南师范大学信息光电子科技学院签署了《共建量子密码技术联合实验室框架协议》,双方拟共同筹建量子密码技术联合实验室。2015年11月13日,中航工业与中国科大共建量子技术研发中心。 我国量子通信行业项目建设情况 广域量子通信网络建设分三步走:(1)通过光纤—构建城域量子通信网络;(2)通过加中继器—构建城际网络;(3)通过卫星—实现洲际、星际网络。 2012年2月,由中国科学技术大学和安徽量子通信技术有限公司与合肥市合作的城域量子通信实验示范网建成并进入试运行阶段,使合肥市成为全国乃至全球首个拥有规模化量子通信网络的城市。 2013年11月“济南量子通信试验网”投入使用。这是我国第一个以承载实际应用为目标的大型量子通信网,覆盖济南市主城区,包括三个集控站在内共56个节点,涵盖政务、金融、政府、科研、教育等五大领域。 随着量子通信城域网络在中国的迅速发展,越来越多的城市拥有自己的量子通信专网,上海、杭州、广州、深圳、乌鲁木齐等城市也在加紧建设量子通信城域网。为了连接各城市城域网,城际量子通信网络也将逐步建设。计划2016年建成的“京沪干线”将连接北京、济南、合肥、上海、杭州,全长2025公里,提供4城市间网状8Gbps加密应用数据传输业务,总带宽设计100G,总投资额5.6亿元人民币,首批客户

军事通信抗干扰技术的发展现状及趋势 杜辰晖

军事通信抗干扰技术的发展现状及趋势杜辰晖 发表时间:2018-08-17T09:50:41.527Z 来源:《电力设备》2018年第15期作者:杜辰晖李凯[导读] 摘要:随着我国科学技术不断发展和创新,通信技术受到各个领域的应用。 (空军工程大学 053000) 摘要:随着我国科学技术不断发展和创新,通信技术受到各个领域的应用。同样的,作为重要的军事领域也广泛的应用,在信息化联合作战的军事发展趋势下,不仅要利用通信技术获取有价值的信息,还要防止各国对通信技术的干扰,以确保通信工作的准确性。基于此,本文将主要针对军事通信抗干扰技术的发展现状及趋势这一主题进行分析和研究。 关键词:军事通信;抗干扰技术;发展及趋势 引言 网络通信是以电磁波为载体的形式在介质中传播,因此它在传播的过程中也存在许多影响干扰信息传输的因素,例如干扰波、介质、天气状况。在军事通信中,如果是因为一些不良因素导致信息传输有误,这可能会导致非常严重的后果。因此,对于军事通信的保护是非常有必要的。在现代战争中,为了保证各队员的联系、军队的正常行进以及作战指令的传达,就要学到的通信抗干扰技术对一些干扰因素进行排除,不仅如此,还要提升通信质量,以便在通信的过程中不会受到不利因素的影响。为了能够让该文章具有一定的可信度,我们结合了各方面的实践调查,然后作出了相对合理的军事发展趋势的推测。 1军事通信抗干扰技术原理 当通信干扰信号与自己传播的通信信号在这个三维空间内有任何的重叠,就会导致己方通信信号受到干扰,进而无法进行有效传播。无线电通信信号主要通过频率域、时间域以及功率域构成的三维空间内形成的信息传输通道进行传播,而干扰信号作为无线电信号,会受到频率域、时间域以及功率域形成的三维空间影响。军事通信抗干扰技术的工作原理就在于克服己方通信信号与干扰信号在三维空间内的重叠问题,提高信号干扰功率比,保证信号的有效传达。 2军事通信抗干扰技术现状 2.1频率域抗干扰技术 频率域的抗干扰技术,主要包括的内容有调频通信技术,以及自适应的频率控制技术。像调频通信技术主要具备有抗干扰和抗截获的功能特点,在当前的军事化通信抗干扰技术中,其有着较为广泛的应用,通过借助伪码控制频率合成器,来对通信的频率做出不定性的改变,这样就可以确保干扰信号,无法和通信频率保持在相同的水平内,进而达到了抗信号干扰的作用;而自适应的频率控制技术,主要是对系统实行频率式的检测,对通信频率做出自动化的变更,进而躲避干扰信号的追踪。 2.2时间域抗干扰技术 时间域抗干扰技术主要包括碎发通信技术、跳时通信技术、自适应差错控制技术。自适应差错控制技术也称为自适应信道纠错编码技术,对信道进行监测,自适应地更正通信信号在传播过程中因地方干扰信号而产生的偏差。其中碎发通信技术又称做瞬间通信,是一种强效的抗通信侦查、干扰的技术,由于其随机、短暂的特点,具有超强的抗干扰能力,被广泛应用于短波以及卫星军事通信抗干扰中。跳时通信技术的原理是将时间轴分为很多简短的时间片段,使通信信号在时间轴上不断跳变,以此来避免通信干扰信号。 2.3功率域抗干扰技术 功率域抗干扰技术主要包括直接序列扩频技术、自适应功率控制技术以及自编码扩频技术。其中直接序列扩频技术又叫直扩技术,是现下军事通信工作中应用较为普遍的一种抗干扰技术。直扩技术的隐蔽性特别好,不容易被敌方截获并且对多径干扰有极强的抵抗能力,并且利用该还有另外的一个优势就是一旦通信信号不慎被截获,造成了严重的干扰,致使接收机信干比下降,也可以利用伪随机序列相乘技术使接收滤波器内的干扰功率大幅度降低,从而提高了接收机的信干比,达到抗干扰的目的。 3军事通信抗干扰技术的发展趋势 3.1一体化 信号的干扰技术和抗干扰技术是一对矛盾体却又相互依附存在,敌我双方处于同一频率的通信对彼此而言互为干扰信号,先进的通信技术手段将干扰和抗干扰技术有效的进行结合处理,实现通信中干扰和抗干扰的一体化,进而达到抗干扰的目的。这种情况就需要在对抗敌方的信号干扰的同时将我方的信息完整、可靠、真实的传输出去。 3.2多功能性发展 通过多功能的抗干扰通信系统,可以让人们轻松、快速地得出最优的处理方案,其具体的技术发展包括:多功能性的安全防护,提高信息的抗干扰能力;多功能性的正确选择,以达到最优的最可靠的途径;信息的多功能性配对。科技探索的日渐深入,知识的层次亦是越来越深奥,为了能够让人们更方便的使用各种各样的技能,多功能的系统将会成为未来军事发展的重要科研思路。 3.3智能化发展 发展趋势,主要有以下这几点:第一点是达到实时的智能化检测,以及实时化的智能识别干扰;第二点是实现智能化的决策,正确做出最为有效的抗干扰判断;第三点是完成对信息的智能快速适应。还有,在通信抗干扰智能化技术的发展中,像干扰识别技术、可靠的信令传输技术以及实施的智能决策技术,都是未来大力发展的方向。在当下的抗干扰技术中,智能化一直是其主要发展的方向,这种技术可以智能化的选择出最佳的抗干扰手段。 结语 总的来说,军事通信的干扰技术,在未来的军事发展中,有着举足轻重的作用,甚至可以说是决定未来战争胜负的关键内容,随着技术内容的不断进步,对于军事通信抗干扰内容,相关人员需要投入更多的心血,正确进一步加强我国的军事化力量,对综合国力的提升,贡献自己的一份力量。 参考文献: [1]高恒文.军事通信抗干扰技术的发展现状及趋势探讨[J].通讯世界,2015,(21):75. [2]杨同茂.军事通信抗干扰技术的发展现状及趋势[J].通信技术,2017,(07):707-712.

量子通信前景广阔

量子通信前景广阔 近年来,网络信息安全问题日益加剧了人们的忧虑和关注,随着量子计算技术的快速发展,传统保密通信技术自身的安全性也将面临挑战。量子通信作为能够提供无条件安全性保证的信息安全解决方案受到世界各国政府、学术界和产业界的广泛关注。基于量子密钥分发的保密通信作为量子通信领域理论和应用研究的热点,在技术研究、试点应用和产业化等方面发展迅速。中国在量子通信领域的研究和应用也取得了一系列重要进展,与国际发展水平基本保持同步。 信息安全威胁山雨欲来,量子通信技术异军突起 随着电子商务、移动支付和互联网金融等新兴业务的蓬勃发展,通信与网络技术的触角已经深入到社会经济生活的各个角落。近年来不断曝光的监控窃听丑闻和用户隐私泄露事件进一步加剧了人们对于网络信息安全的忧虑与关注。传统加密技术通过算法和密码加解密在“明文”与“密文”间进行转换,以保护敏感信息的私密性和完整性,由算法的计算复杂度保证密码的安全性。量子计算技术的快速发展将对计算安全性构成挑战,由于量子计算巨大的信息携带量和高效的并行处理能力,能够非常快速地对密文进行计算破解,将对互联网信息安全的基础造成严重威胁。 有矛必有盾,量子物理学在向我们展现量子计算巨大威力的同时,也为我们提供了无条件安全的保密通信方式——量子通信。量子通信是利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式,基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听及计算破解的绝对安全性保证,主要分为量子隐形传态和量子密钥分发两种。量子隐形传态基于量子纠缠对分发与贝尔态联合测量,实现量子态的信息传输,其中量子态信息的测量和确定仍需要现有通信技术的辅助。量子隐形传态中的纠缠对制备、分发和测量等关键技术有待突破,目前处于理论研究和实验探索阶段,距离实用化尚有较大差距。量子密钥分发,也称量子密码,借助量子叠加态的传输测量实现通信双方安全的量子密钥共享,再通过一次一密的对称加密体制,即通信双方均使用与明文等长的密码进行逐比特加解密操作,实现无条件安全的保密通信。经过近30年的发展,量子密钥分发从理论协议到器件系统初步成熟,目前已有小规模的试点应用和初步产业化趋势。以量子密钥分发为基础的量子保密通信成为未来保障网络信息安全的一种非常有潜力的技术手段,是量子通信领域理论和应用研究的热点。 量子密钥分发提供安全密钥共享,实现较短距离低速保密通信 在量子密钥分发中,通信双方首先对单光子进行随机的偏振态调制和测量,之后根据调制和测量结果进行协商、纠错和信息处理,最终获得共享的量子密钥。由于单光子的随机偏振具备量子叠加态的特征,任何窃听行为都将导致量子态的坍缩和信道误码率的上升从而被通信双方察觉。其密钥传输的安全性基于物理特性

量子通信技术发展现状及面临的问题研究_徐兵杰

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2014.05.001 量子通信技术发展现状及面临的问题研究 徐兵杰1,刘文林2,毛钧庆3,杨燕3 (1.保密通信实验室,四川成都610041;2.解放军95830部队,北京100093;3.解放军91746部队,北京102206) 摘要:量子通信具有更高的传输速率和更可靠的保密性,是世界各国正在研究和发展的通信技术热点之一。首先介绍量子通信技术的基本概念、发展历程、系统架构、特点优势,然后重点阐述国内外量子密钥分配、量子隐形传态、量子安全直接通信、量子机密共享等技术的研究进展情况,最后分析量子通信技术研究和发展过程中面临的困难及局限。 关键词:量子通信密钥分配隐形传态机密共享 中图分类号:TN91文献标志码:A文章编号:1002-0802(2014)05-0463-06 Research on Development Status and Existing Problems of Quantum Communication Technology XU Bing-jie1,LIU Wen-lin2,MAO Jun-qing3,YANG yan3 (1.Science and Technology on Communication Security Laboratory,Chengdu Sichuan610041,China; 2.Unit95830of PLA,Beijing100093,China;3.Unit91746of PLA,Beijing102206,China)Abstract:Quantum communication is a new communication technology under research and development,which possesses higher transmission rate and reliable secure communication advantages.This paper intro-duces the concepts,development,system architecture,features and advantages of quantum communication technologies firstly.Then it focuses on demonstrating the technology research progress of quantum commu-nication,such as quantum key distribution,teleportation,secure direct communication and secret sharing.Finally,the research and development difficulties of quantum communication technology and limitations are analyzed in this paper. Key words:quantum communication;key distribution;teleportation;secret sharing 0引言 量子通信基于量子力学原理,将微观世界的物质特性运用到通信技术上,在高速传输和高可靠保密通信方面具有优势,成为当今通信技术领域的研究热点之一。世界各国纷纷投入大量的人力和物力进行研究和开发,在理论研究和实验技术上均取得了重大突破。 1量子通信技术 1.1基本概念 量子通信是利用量子相干叠加、量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信技术,由量子论和信息论相结合而产生[1]。从物理学角度看,量子通信是在物理极限下利用量子效应现象完成的高性能通信,从物理原理上确保通信的绝对安全,解决了通信技术无法解决的问题,是一种全新的通信方式[2]。从信息学角度看,量子通信是利用量子不可克隆或者量子隐形传输等量子特性,借助量子测量的方法实现两地之间的信息数据传输。量子通信中传输的不是经典信息,而是量子态携带的量子信息,是未来通信技术的重要发展方向。 1.2发展历程 量子通信的研究发展起步于20世纪80年代[3]。1969年,美国哥伦比亚大学Wiesner提出采用量子力学理论保护信息安全的设想。1979年,美国IBM公司的Bennett和加拿大蒙特利尔大学的Brassard提出了将Wiesner的设想用于通信传输的 第47卷第5期2014年5月 通信技术 Communications Technology Vol.47No.5 May.2014

未来移动通信发展趋势

未来移动通信发展趋势 随着当今科学的不断发展,技术的不断更新,未来移动通信的发展也将越来越引起人们的重视,第三代移动通信(3G) 正在走向成熟, 其发展应用前景不容质疑。未来移动通信的研究,越来越被重视, 并逐步形成研究热潮。期待数据传输速率高达100MbitPs 以上, 频谱效率达到10bitPHz.s以上、系统容量是3G 系统的10倍以上、手机集各种功能和应用业务于一身的移动通信技术和系统。QAM和OFDM结合的正交并行多路高阶调制技术,MIMO和时空编码结合的空间多路技术, 分布式交叉覆盖和异构网络重叠的新型移动小区结构和相关技术等, 是很有潜力的未来移动通信技术。QAM的高阶调制不需要扩展频带, 是实现高速传输的重要手段。但传输速率仅随调制阶数对数增长、调制阶数更大增加对速率增长的贡献会变小.并行多路传输对速率的贡献按线性增长、对提高传输速率更为有效, OFDM采用FFT快速变换,可以一次处理几千路数据并行高速传输, 但以增加频带资源为代价。因此,QAM和OFDM结合的传输技术, 是一项很有前景的未来移动通信技术。 总的来说,未来移动通信发展的趋势将会朝以下几个方面发展: 一、多媒体技术 未来的通信将会越来越智能化,功能也将会越来越多样化。其中,多媒体技术也将飞速发展。多媒体信息同传、无线数据高速传输、动态影像传送、无线网络游戏、语音同步翻译、手机钱包等多媒体技术的应用将会越来月成熟。 近年来,多媒体技术得到迅速发展,多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域,如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中,运用最多最广泛也最早的就是电子游戏,千万青少年甚至成年人为之着迷,可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例,它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品,一对一专业级的教授,使莘莘学子受益匪浅。正因为如此,许多有眼光的企业看到了这一形式,纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务,自助式维护,教授使用的功能,方便了客户,促进了销售,提升了企业形象,扩展了商机,在销售和形象二方面都获益。 可以这样说,凡是一个有进取心的企业,都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛,注定了它可在各行各业生根开花。其二,随着计算机的普及,新一代在计算机环境中成长起来的年轻人,已经习惯了这一形式,作为一个有发展眼光的企业,是不会放弃这一未来的消费主体的。其三,由于多媒体信息技术在国外已经非常普及,面对日益国际化的市场,只有跟上国际潮流。 二、可视电话技术 可视电话、多方可视电话、手机电视。 可视电话业务是一种集视频、语音于一体的多媒体通信业务。用户进行语音通话的同时,通过终端的屏幕看到对方的视频图像.同时将自己的本地图像传输到对方。在目前网络lP化的大趋势下.可视电话也多以沪可视电话的形态出现,在分析技术选择之后讨论了目前采用该技术开展可视电话仍存在的问题。基于H .323的可视电话技术在基于H.323技术实现的lP可视电话网络中,通

美军军事通信卫星发展趋势分析及启示

美军军事通信卫星技术分析 卫星通信在现代军事行动中地位越来越重要 ,它为军事指挥官提供的灵活性、实时性、全球通信覆盖能力以及战术机动性均是其它通信媒介难以实现的。迄今为止 ,世界各军事大国均已拥有自己的军用卫星通信系统 ,美、俄、英等都发射了几代军事通信卫星 ,形成了综合的、全球的军用卫星通信网。其中以美国的军用通信卫星最为先进 ,并已在1991 年的海湾战争中、1998 年的“沙漠之狐”行动中和 1999 年科索沃战争的行动中经实战考验 ,效果十分明显。因此了解美军卫星通信系统对我军卫星通信系统的规划和设计有很大的借鉴意义。 美军现役军事通信卫星系统 美国现有多种军用通信卫星系统 ,它们功能各异,用途多变,更新速度快。主要包括第三代国防卫星通信系统(DSCS3)、舰队卫星通信系统(FL TSA TCOM)、空军卫星通信系统(A FSA TCOM)、地面机动部队卫星通信系统(GMFSCS)和军事星(Milstar),其中“军事星”特别引人注目。 1.国防卫星通信系统(DSCS)是一个提供超高频SHF宽带和抗干扰通信的通信系统。供各种宽带军事用户使用 ,为美国的陆、海、空三军提供了安全可靠的全球通信服务,其典型的应用包括全球军事指挥和控制、危机管理、情报和早期预警数据的中继、条约监控及监视信息、外交通信等。国防卫星通信系统可以承载国防部所有卫星通信80%的业务以及45%的战地宽带通信业务。现已发展到第三代,即DSCS-3。DSCS-3 具有核加固能力,其上有6个SHF转发器和一个UHF转发器,不仅能与FDMA,而且能与TDMA等多址方式通信网兼容。DSCS3C 系统是美军建设的最新一代国防卫星通信系统,这种改进的卫星将SHF扩展到EHF频段并在设计时特别注重核加固和抗干扰能力。 2.海军卫星通信系统(FL TSA TCOM):工作于UHF频段,主要供美国海军使用,用于全球战略、战术通信,为舰舰、舰岸和舰空之间提供话音、数据链路。 3.空军卫星通信系统(A FSA TCOM):工作于UHF频段,旨在战时为国家指挥当局与核打击部队之间提供抗毁、抗干扰、低截获、高有效的双向通信业务。 4.地面机动部队卫星通信系统GMFSCS主要工作于X频段 ,是美军的主要战术卫星通信系统 ,可满足从战区集团军到机动旅各级司令部之间的重要指挥控制多路传输之需要。它使

通信系统的现状及发展趋势

通信系统的现状及发展趋势 摘要:通信是一个古老而崭新的话题。其根源可追溯到公元前3500年,苏美尔人发明了楔形文字,埃及人发明了象形文字,这可以说是最古老的通信方式。而中国古代的烽火台和非洲一些地方的“击鼓传信”则是无线通信的鼻祖。现代意义上的通信是在发现了电流之后,1793年,法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之 间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。据说两兄弟是第一个使用“电报”这个词的人。现代意义上的无线通信是从莫尔斯开始,1843年,莫尔斯获得了3万美元的资助,他用这笔款修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路,全长64.4公里。1844年5月24日,在座无虚席的国会大厦里,莫尔斯用他那激动得有些颤抖的双手,操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机,向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!”再回到现在的公元2017年,通信产业仍然有强劲的生命力,依然处在蓬勃发展阶段之中。各种新的技术日新月异,层出不穷。 通信系统现状 (一)通信系统的分类 1、按照通信的业务和用途分类:根据通信的业务和用途分类,有常规通信、控制通信等。其中常规通信又分为话务通信和非话务通信。话务通信业务主要是电话服务为主,程控数字电话交换网络的主要目标就是为普通用户提供电话通信服务。非话务通信主要是分组数据业务、计算机通信、传真、视频通信等等。在过去很长一段时期内,由于电话通信网最为发达,因而其它通信方式往往需要借助于公共电话网进行传输,但是随着Internet网的迅速发展,这一状况已经发生了显著的变化。控制通信主要包括遥测、遥控等等,如卫星测控、导弹测控、遥控指令通信等等都是属于控制通信的范围。 话务通信和非话务通信有着各自的特点。话音业务传输具有三个特点,首先人耳对传输时延十分敏感,如果传输时延超过100ms,通信双方会明显感觉到对方反应“迟钝”,使人感到很不自然;第二要求通信传输时延抖动尽可能小,因为时延的抖动可能会造成话音音调的变化,使得接听者感觉对方声音“变调”,甚至不能通过声音分辨出对方;话音传输的第三个特点是对传输过程中出现的偶然差错并不敏感,传输的偶然差错只会造成瞬间话音的失真和出错,但不会使接听者对讲话人语义的理解造成大的影响。 对于数据信息,通常情况下更关注传输的准确性,有时要求实时传输,有时又可能对实时性要求不高。对于视频信息,对传输时延的要求与话务通信相当,但是视频信息的数据量要比话音要大得多,如语音信号PCM(Pulse Code Modulation)编码的信息速率为64kbps,而MPEG-II(Motion Picture Experts Group)压缩视频的信息速率则在2~8Mbps之间。 目前(截止2006年底),话务通信在电信网中仍然占据着重要的地位,如现有的程控电话交换网络、第二代数字移动通信网络GSM(Global Systemof Mobile Communications)和IS-95 CDMA所提供的业务都是以话音业务为主,随着Internet的迅猛发展,非话业务也有了长足的发展,在信息流量方面已经超过了 话音信息流量。

量子通信发展现状以及应用前景分析

西安电子科技大学通信工程学院 光纤通信大作业 系别:通信工程学院 专业:空间信息与数字技术 班级:011141 学生:赵琨 学号:0114027 任课教师:项水英

量子通信的发展以及应用前景分析 摘要:2007 年4 月2 日,国际上首个量子密码通信网络由中国科学家在北京测试运行成功。这是迄今为止国际公开报道的唯一无中转,可同时、任意互通的量子密码通信网络,标志着量子保密通信技术从点对点方式向网络化迈出了关键一步。这次实验的成功,为量子因特网的发展奠定了基础。文章阐述量子密码的产生、量子密码学的基本原理、该领域的实验研究及研究成果,最后指出量子密码通信将是保障未来网络通信安全的一种重要技术。 关键词:量子密码;量子密钥分配;量子信息学; Quantum Cryptography and Its Research Progress Abstract:China's first quantum cryptography network has been successfully tested in Beijing, the Chinese Academy of Sciences announced on April 2, 2007. It is the only fully- connected quantum network that could make simultaneous communications without any relay ever reported in the world, according to experts. The feat is a crucial step towards the practical usage of quantum cryptography from the point- to- point network. The success of this experiment, laid the foundation for the development of quantum Internet. This paper describes the generation of quantum cryptography, the basic principle of quantum cryptography in the field of experimental research and research results, and finally pointed out that quantum cryptography will be an important technology to protect the security of network communication. Key words: quantum cryptography; quantum key distribution; quantum information theory; quantum Internet 量子密码通信是一个新的迅速成长的领域,它牵涉许多不同的学科,如量子力学、量子光学、信息论、光学技术、电子技术及通信技术等。现在,美国、欧洲、日本、中国等国家都纷纷加入到有关的研究中,使与量子密码技术相关的实验进展迅速。量子密码的研究尤其是量子密钥分发已经逐步趋于实用,有着广阔的应用前景。 1量子的特性 量子力学:量子同时处在不同的状态,只是这些状态各自有不同的发生概率(量子叠加性),但是一旦被测量,状态就被确定(量子态的坍缩)。 2 量子秘钥的原理 1)基于两种共扼基的四态方案,其代表为BB84 协议 BB84 协议的原理是利用单光子量子信道中的测不准原理。Alice 每隔一定时间随机地从4 个光子极化态(0 ,π/ 4 ,π/ 2 ,3π/ 4) 中任意选取一个发送给Bob ,形成具有一定极化态的光子态序列,并记录每一个光子态对应的基矢类型(这个协议中有两种测量基矢:Rectilinear 型和Diagonal 型) 。 Bob 接到Alice 发送的信号后, 开始接收Alice 发送的光子态序列,Bob 为

卫星通信发展及未来趋势

卫星通信与导航大作业(一) 题目:卫星通信技术发展及未来趋势 班级:021212 姓名:李景 学号:02121149

目录 一.卫星技术的概论 (2) 二.我国卫星通信系统的发展现状 (3) 三.应用在卫星通信中的技术 (4) 四.卫星通信发展前景展望 (5) 五.结语 (6)

随着信息化时代的到来,全球个人移动通信和信息高速公路通信需求的迅速增长,要实现通信网的“无缝”覆盖,卫星通信是必不可少的通信手段。与传统的通信和传输方式相比,卫星通信在技术和成本上具有高可用性和高性价比的优势,它以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点,已成为信息化的主要支柱之一。 一.卫星技术的概论 1.卫星通信技术 卫星通信技术是利用卫星作为中继站,充分利用了高空中人造卫星不易受干扰高速运行的特点,从而实现信息在地空地中高效率的传输,从而能够较快较好地完成通信的技术。例如低轨道移动卫星通信网络就是利用卫星在距离地球较近的低轨道中时,利用多颗低轨道卫星进行转发,从而实现远距离实时通信。 2.卫星通信网络的概述 在卫星通信技术支持下,以卫星作为中继站并在通信过程中转发无线电波,利用数量众多的卫星,实现两个或多个地区之间的信息传递。这一过程就是人们所说的卫星通信网络。 3.卫星通信系统的基本组成 通信卫星起中继作用,把一个地球站送来的信号经变频和放大传送给另一端的地球站;地球站是卫星系统与地面系统的接口,地面用户通过地球站出入卫星通信系统,形成连接电路;为了保证系统的正

常运行,卫星通信系统还必须要有测控系统和监测管理系统配合,测控系统对通信卫星的轨道位置进行测量和控制,以保持预定的轨道,监测管理系统对所有通过卫星有效载荷(转发器)的通信业务进行监测管理,以保持整个系统安全、稳定地运行。 二.我国卫星通信系统的发展现状 1.卫星固定通信 我国卫星固定通信网的建设非常迅速,人民银行、新华社、交通、石油天然气、经贸、铁道、电力、水利、民航、中核总公司、国家地震局、气象局、云南烟草、深圳股票公司以及国防、公安等已建立了20多个卫星通信网,卫星通信地球站已达上万座。 2.卫星移动通信 卫星移动通信主要解决陆地、海上和空中各类目标相互之间及与地面公用网的通信任务。我国的便携式用户终端在静止轨道全球卫星移动通信系统中运营良好,中低轨道系统运营不佳。作为国际海事卫星组织(INMARSAT)成员国,我国已进入INMARSAT的M站和C站,有近5000部机载、船载和陆地终端,可为太平洋、印度洋和亚太地区提供通信服务。石油、地质、新闻、水利、外交、海关、体育、抢险救灾、银行、安全、军事和国防等部门均配备了相应业务终端。 3.卫星电视广播 实践证明,卫星电视广播具有服务区域大、传播远、质量高、投资省、见效快和经济效益高等优点,是提高我国(特别是边远山区)电

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