第一篇:华北电力大学成人高等教育毕业设计(论文)任务书
华北电力大学成人高等教育毕业设计(论文)任务书
学生姓名: 年级专业层次: 学 号: 函 授 站:
一、毕业设计(论文)题目:
二、毕业设计(论文)工作起止时间:
三、毕业设计(论文)的内容要求:
四、分阶段完成时间:
年 月
年
日日至月
五、原始数据和参考资料:
指导教师签字:
第二篇:华北电力大学毕业设计(论文)译文部分
院系:电气与电子工程学院 专业班级:通信
学生姓名:左婧轲 指导教师:马永红
学号:1161210329 译文成绩:88
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华北电力大学毕业设计(论文)译文部分
原文著作(期刊)名称:OpticsCommunications
作者:JanBogdansi,NimaRafiei,MohamedBourennane
原文出版单位DepartmentofPhysics,StockholmUniversity,AlbaNovaUniversityCenter,S-10961Stockholm,Sweden
原文出版时间:2009
原文出版地点:www.xiexiebang.com/locate/optcom
电信光纤网络上的多用户量子密钥分发
摘要
我们使用协议和相位编码,报告了星形和树形配置下的交换光纤网络上的五用户量子密钥分配(QKD)。两种设置都实现了偏振不敏感相位调制器,这是双折射单模光纤(MF)网络所必需的。在两种配置中,对于平均光子数μ=0.1,我们都实现了25km至50km的传输距离,量子误码率在1.24%至5.56%之间。测量结果表明,使用标准的光纤电信组件,通过交换光纤网络实现多用户QKD的可行性。
1.介绍
QKD由StephenWiesner于1970年代首次提出,但于1983年首次发表。1984年,CharlesH.Bennett和提出了带有极化编码的BB84协议,为Wiesner的想法做出了巨大贡献。基本上,QKD利用量子力学的原理,即未知的量子态不能复制,也不能不受干扰地进行测量。例如,光子的偏振测量不能同时在垂直,水平和对角线方向上进行。在自由空间和光纤中,已经用不同的编码和不同的波长对两方之间的QKD进行了几次实验演示
由于任何商用QKD系统都需要瞄准标准电信1310nm或1550nm双折射单模光纤(SMF)网络,因此使用先前提到的偏振编码将是困难且不切实际的。因此,已经进行了许多尝试以相位编码代替它,由于具有“现成的”电信相位调制器和其他光纤组件的可用性,因此这是一个有吸引力的解决方案。图1显示了基于相位编码的“即插即用”QKD设置。详细地说,在光衰减器(OA)中,在Alice一侧的相对较强的激光脉冲被衰减到一定水平,以使离开Bob电台(返回Alice干涉仪的途中)的脉冲保持在单个光子水平上。衰减的激光脉冲通过循环器发送到50/50耦合器,该耦合器将其分成两个分别通过短臂和长臂(包括相位调制器和延迟线)传播的脉冲。脉冲到达偏振分束器(PBS),并通过同一PBS端口(T)离开Alice的一面:长臂脉冲垂直,短臂水平偏振。之后,长臂和短臂脉冲通过SMF链路传输。在Bob的身边,它们在法拉第镜(将其偏振旋转90°)处反射并传输回去,在旋转后正交偏振。这两个脉冲继续通过SMF链路反向传播,并被PBS引导至Alice干涉仪的相对臂(就其正向传播而言),因此它们同时到达50/50耦合器,在那里受到干扰。根据脉冲之间的相位差,可以在检测器D1或D2中检测到它们。因此,“即插即用”系统可以自动补偿长臂和短臂脉冲之间的传播时间差,因为它们传播的路径长度相同。通过法拉第镜可以实现双折射补偿。在Bob一侧,长臂脉冲的相位被相位调制器PMB偏移(0或π)或(π/2或3π/2)。Bob的动作可以看作是两个基数之一的相变:直线(0,π)或对角线(π/2,3π/2)。在Alice一侧,通过将短臂脉冲从Bob一侧返回的相位偏移0(直线基准)或π/2(对角线基础)来选择测量基准。相位编码和双折射补偿将在第4节中详细讨论。
在90年代,已经研究了使用无源光耦合器的无源光网络(PON)中任意两个用户之间多用户QKD的可行性时,就有关多用户QKD在电信光纤网络上的适用性做出了第一个理论贡献,讨论了不同的PON配置。但是,当接收端子的数量增加时,耦合器会导致到达接收器的光子损失增加。
在标准的1550nm电信窗口中,最近提出了三个量子传输节点的实验结果,这些量子传输节点的安全量子传输距离在15km范围内。波士顿大都市区的Darpa量子网络也显示出相似的距离
报告的工作包括第一个(据我们所知)五用户量子密钥分发(QKD)实验,该实验使用BB84协议,基于星型和树型配置在交换光纤网络上进行相位编码,基于两个非-正交基。在我们的五用户实验中,我们实现了25至50km的安全量子传输距离
2.系统配置
图2显示了一个五用户QKD系统,其星型配置中具有相位编码。树形配置建立在相同的组件上,因此图5所示的框图应足以对其进行讨论。通过光开关SW1,SW2和SW3来设置频道配置(设置Alice和一个活动的聚会电台之间的传输路径:,Bob,Charlie,David,Elisebeth)。在树形配置中,开关SW2和SW3由Alice使用C波段(1528–1561nm)中的波分复用(WDM)层进行远程控制。在星型配置中,这种控制是可选的,因为这些开关可以本地放置在Alice的站点上。
实验设置可以分为三个主要部分:发送器/接收器,SMF传输通道和聚会站。发送器/接收器由一个弱相干脉冲1550nm激光器组成,该激光器以2MHz的重复频率生成1mW,500ps宽的脉冲;用于信号脉冲初始衰减的数控光衰减器(OA);相位调制器(PM),用于设置干涉仪的测量基础;和两个使用InGaAs雪崩光电二极管的单光子探测器。SMF传输通道(通过光开关)将发送方/接收方与活动方站相连。党站由一个对极化不敏感的PM组成(在第3节中讨论);一个用于一诱骗态协议中随机产生诱骗态的调幅器(在本节末尾和第6节中讨论);和法拉第镜。
激光脉冲通过循环器进入干涉仪,并在50/50耦合器中均分。上臂(称为短臂)中的脉冲使偏振分束器(PBS)保持水平偏振,而下臂(称为长臂)中的脉冲延迟60ns,使PBS垂直偏振。脉冲在SMF通道上传输,并且其极化由位于活动方站上的法拉第镜旋转90度,因此它们在返回途中经过对面干涉仪的臂(在它们通过传输通道)连接到50/50耦合器。因此,脉冲的总传输路径完全相同,并且它们在耦合器中相长或相消地干涉(根据它们之间的相位差)。输出连接到PrincetonLightwaveInc.的PGA600,InGaAs单光子检测器(SPD),可提供20%的量子效率和每1ns的选通脉冲10-5个暗计数概率
光纤法拉第反光镜由旋转力正好为45度的法拉第旋转器和位于其后方的反光镜组成。传播到反射镜并从反射镜反射的光旋转两次,因此总偏振旋转为90度。通过使用琼斯矩阵分析,可以证明,这种偏振旋转与波矢量的方向变化相结合,可以补偿传输通道的双折射。
在OA中进行初始衰减之后,离开发送方/接收方(即Alice)的脉冲在到达活动方的途中还会被传输通道衰减。最终,AM将离开活动方电台的脉冲能量设置为单个光子级别。因此,活动电台的输出是量子信道传输的输入。衰减后的脉冲(“微弱”)是泊松分布的,这给出了一个非空脉冲包含一个以上光子的概率:P(n>1)~μ/2,其中l是平均光子数。通过调整脉冲衰减,可以将非空的弱脉冲包含一个以上的光子的概率限制为任意小数。假设衰减给出了十个激光脉冲的单个光子(μ=0.1),我们得到P(n>1)~μ/2=0.05,这是一个很小的数字。
由于传输通道是双向的,因此传播回Alice干涉仪的单个光子将被传播到法拉第镜的强脉冲反向散射。为了避免这种情况,在站点(Bob,Charlie,David和Elisabeth)内放了25公里长的光纤线轴(存储线)。因此,激光脉冲由Alice作为高速脉冲发送,并存储在活动站点的存储线中。Alice必须等待新的突发发送,直到存储线中保存的所有脉冲都传回了干涉仪.干涉仪的所有组件都是偏振保持的,因为相位调制器(标准电信组件)对偏振敏感:垂直偏振(快轴分量)的衰减很高,而水平偏振的衰减很低(3dB)(慢)轴)。PBS的两个输出以及延迟线和互连的光纤线也都与水平轴对齐。
应当指出,在长臂脉冲通过干涉仪期间,Alice的PM必须保持不活动状态。另外,对于前进到法拉第镜的脉冲,活动方的调制器也应保持无效,因为相位调制仅在返回Alice干涉仪的单个光子上进行.最后,应该添加使用单一诱骗态协议的设置,方法是将由光纤尾纤产生的信号脉冲(具有平均光子数μs)与诱骗态(具有不同的平均光子数μd)交织在一起位于每个站的BrimroseInc.的声光调幅器。传输之后,比较诱骗态和信号脉冲的统计信息,以检测潜在的光子数分裂(PNS)攻击,这大大增强了我们基于“微弱脉冲”的系统的安全性.如前所述,短臂脉冲使PBS水平极化,而长臂使PBS垂直极化。但是,由于单模光纤是双折射的,它们的偏振沿设置的传输路径改变。双折射将导致PM的透射率发生明显的缓慢变化
3.偏振不敏感相位调制器
通常,就像我们的情况一样,是基于LiNbO3晶体的标准电信设备。
使用电信PM的任何基于“微弱脉冲”的量子信息系统的设计人员所面临的另一个困难是,需要精确衰减激光脉冲,以使激光脉冲在返回Alice干涉仪的途中离开工作台,例如“微弱脉冲”,通常具有相同的低平均光子数。
由于电信PM是偏振敏感的,并且光纤的双折射会导致缓慢的随机偏振变化,因此无法保证整个系统的稳定衰减。
这意味着不可能保证离开活动站的“微弱”脉冲处于假定的平均光子数l上。为了解决这些问题,需要为参与站提供对极化不敏感的PM。不幸的是,据我们所知,市场上尚无可商购的偏振不敏感保偏器,因此我们已经实现了基于可商购的光纤组件的不偏振敏感保偏器。
图3显示了我们设计的框图,该设计实现了JDSUInc.的1550nm,500MHz带宽的PM。PM的保偏尾纤与慢(水平)轴对齐,这要求偏振光束的对齐方式相同分离器PBS1和PBS2。该设计的工作原理很简单:它将水平和垂直极化分量简单地分成两个分别控制的相位调制器。详细地,让我们考虑水平,对角,圆形或大体上椭圆偏振的输入光脉冲到达PBS1。脉冲的水平极化分量将被传输到端口T,而垂直脉冲将被“反射”到端口R中,并旋转90到水平极化。因此,两个水平对齐的分量都可以由相位调制器PM1和PM2传输(和调制)。调制器的输出连接到PBS2,后者重新产生原始的光脉冲偏振。
该设计是双向的,这使得可以在我们的交换式多用户“即插即用”QKD设置中实施该设计,因为上述从前向传输的水平和垂直极化的分量将从法拉第镜返回的过程中通过相反的PM。由于该设备将输入光的偏振旋转了90°,因此,因此,两个组件从创建它们的点(即在Alice干涉仪的50/50耦合器中)到同一点(即“即插即用”系统的核心)将沿着相同的路径行进。
两个PM由相同的射频(RF)驱动器控制,Vπ约为3伏。该设计保证了4.5-5.5dB的稳定,对偏振不敏感的光学插入损耗。
4.带有相位编码的BB84协议
建立密钥的过程是通过活动站和设置干涉仪测量基础的Alice操纵长臂脉冲的相位来进行的通过使用她的下午。在测站一侧,长臂脉冲的相位随其PM偏移(0或π)或(π/2或3π/2)。该动作可被视为两个基数之一的相变:直线(0,π)或对角线(π/2,3π/2)。在Alice一侧,通过偏移0(直线基准)或π/2(对角线基准)脉冲的相位来选择测量基准。表1列出了协议的原理。
5.传输率和错误率协议
原始速率定义为Rate=qμfηdetηlink,其中q是与设置有关的系数,μ是每个脉冲的光子平均数,f是激光脉冲频率,ηdet是光子的检测概率,ηlink是活动站点与Alice探测器之间链路的传输效率。在我们的设置中,因数q=0.5是因为在所有测量案例中只有50%的测量基础是巧合的。弱激光脉冲QKD的量子误码率(QBER)可以写为两个主要影响因素之和,其中popt是光子进入错误的检测器,而噪声是每个门控脉冲窗口获得噪声计数(主要是暗计数)的概率。对于基于相位的QKD,其中V是干扰可见度。
6.实验数据
激光脉冲的重复频率设置为2MHz。光开关的插入损耗为1dB。所有多用户QKD测量均以保守选择的平均每个脉冲光子数μ=0.1。进行图4和5分别显示了星形和树形配置的测量结果。在星型和树型配置下测得的可见性都很高:超过98.8%。在图4所示的星形配置中,我们在Alice和Bob之间实现了45.2km的安全QKD传输距离,QBER为4.62%,原始速率为59Hz。Alice与Charlie之间的距离为50.0公里,QBER为5.56%,原始频率为51Hz;Alice与David之间的距离为44.3公里,QBER为3.57%,原始频率为82Hz;Alice和Elisabeth之间的距离为44.3km,QBER为4.69%,原始频率为62Hz。
在图5所示的树形配置中,我们在Alice和Bob之间实现了50km的安全QKD传输距离,QBER为4:37%,原始速率为63Hz。Alice与Charlie之间的距离为25.3公里,QBER为1.24%,原始频率为296Hz;Alice和David之间的距离为25.3+19.0=44.3公里,QBER为4.95%,原始频率为59Hz;Alice与Elisabeth之间的25.3+19.0=44.3公里,QBER为5.04%,原始频率为58Hz.基于11%的QBER安全边界,最大安全QKD距离更高.例如,在星型配置中,我们在Alice和Elisabeth之间实现了60km的安全传输距离,为μ=0.1。
为了提供针对PNS攻击的无条件保护,我们使用诱骗态平均光子数μd=0.05和信号平均光子数μs=0.05实施了一个诱骗态协议。应该强调的是,除其他参数外,诱骗状态平均光子数的最佳选择取决于信道衰减。因此,基于已发布的一诱骗态协议仿真数据,我们选择μd=0.05是一个折衷方案,该数据表明,对于20至100km之间的光纤量子通道长度,最佳诱骗态平均光子数μd在0.04和0.13之间变化。
7.结论
我们已经表明,我们在星型和光纤型交换光纤网络上为多用户(在五用户实施中)设置QKD。
与其他多用户QKD实验相比,树形配置已实现了更长的安全量子信息距离。我们还实现了五个量子传输节点。得益于我们的偏振不敏感相位调制器设计,可以获得稳定(许多小时)的测量结果。结果表明,使用标准光纤电信组件的多用户QKD在交换光纤网络上是可行的.致谢
这项工作得到了瑞典国防材料管理局(FMV)和瑞典研究委员会(VR)的支持。
第三篇:毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目: 员工服务意识与企业竞争力之间的关系
系(部)、专业: 工商管理系08旅游管理 学号: 08728019 学生姓名: 邵明月
指导教师姓名 赵志华 下达任务日期: 2010 年 11月 08 日
任务起止日期: 2010 年 11 月 08 日 至 2011 年04月 15 日
设计(论文)的主要内容与要求:
主要内容: 从酒店企业员工服务意识和企业竞争力之间的关系,论述员工服务意识对提高酒店企业竞争力的重要性。并基于“员工服务意识和酒店企业竞争力之间的关系”的这一论题,结合当代世界酒店业的发展,指出如何增强服务意识,并提出如何通过服务意识来增强企业的竞争力。
基本要求:
1、认真阅读、严格遵守《石家庄法商职业学院毕业设计(论文)基本规定》。
2、在实事求是、深入实际调查研究的基础上,运用所学知识,能深入分析,并有独到见解;要观点明确、材料详实、结构合理严谨、语言通顺,参考文献规范且不少于5种。
3、具有理论与现实意义,研究内容科学合理,研究计划方案可行;理论联系实际,对实际工作或学术研究有一定的现实意义;字数要求3000—5000字。
4、严格遵守学术道德规范,不得抄袭、剽窃他人学术成果。
主要参考文献:[U1][1] 曹希波.现代酒店服务与管理实践案例分析实务全书.北京:企业管理出版社,2007.5[2] 于保政.餐饮服务实用手册.北京:中国物资出版社,2005.8[3] 程新造,王文慧.星级饭店餐饮服务案例选析(第二版).北京:旅游教育出版社,2007[4] 孟庆杰,唐飞.前厅客房服务与管理(第三版).大连:东北财经大学出版社,2007.9[5] 何丽芳.酒店服务与管理案例分析.广州:广州经济出版社,2005进度安排
序号设计(论文)工作任务日期(起止周数)
1下达《任务书》
2调研、拟定提纲、完成《开题报告》
3完成初稿
4中期检查
5完成定稿
6正式交稿、指导教师初评成绩
7答辩、成绩评定、归档
任务下达人(签字)教研室主任(签字):年 月 日
系主任(签章):
年 月 日
任务接受人(签字)
第四篇:毕业设计(论文)任务书2
哈尔滨工业大学远程教育毕业设计(论文)任务书姓 名: 类 别: 班 号: 层 次: 学 号:: 专 业: 毕业设计(论文)题目:立题目的和意义:技术条件:时间安排:指导教师:年 月 日教研室主任:年 月 日
第五篇:毕业设计(论文)任务书2
哈尔滨工业大学远程教育
毕业设计(论文)任务书
姓 名: 类 别:
班 号: 层 次:
学 号:: 专 业:
毕业设计(论文)题目:
立题目的和意义:
技术条件:
时间安排: