商用卫星通信发展综述

商用卫星通信发展综述（共9篇）

1.商用卫星通信发展综述 篇一

移动通信的发展综述

（梁嘉诚 电子101 1011002006）摘要：移动通信从产生到后来的第一代（1G)、第二代（3G）、第三代（4G）的发展，发展已经逐渐成熟。从维普网站上150篇中选了25篇总结后，本文将对移动通信的发展、种类进行简单的介绍，和现在正在使用的3G的通信的介绍。

关键词：移动通信、通信发展、3G

引言：目前移动通信是发展最快、技术更新最快、市场容量最大的产业，是世界通信的主流产业。移动通信从各个方面渗透我们的生活，引领着我们向前。移动通信是一方或多方在移动的情况之下进行信息的交流。

一、移动通信的发展阶段

1、移动通信的发展可以分为五个阶段：

（1）20世纪20年代到40年代，是现代移动通信的发展的早期。由于技术的局限主要用短波和电子管 技术，工作频率低，范围小，不适合大众使用，多适合于军方和船只。

（2）20世纪50年代至60年代末，由于半导体技术的使用，移动通信开始于公用。

（3）70年代到80年代初由于使用频率的大幅度增加，美国公众蜂窝通信系统得到应用。

（4）80年代初到90年代中期通信频率再次提高至900MHZ---1.9GHZ,无线寻呼系统、无绳电话系统等 移动通信系统的产生，使得可以个人使用化，但由于设备等费用贵，难以完全大众化。

（5）20世纪90年代末至今，第三代通信兴起，移动数据，移动计算机等发展起来，使移动通信真正的 大众化了。

2、移动通信的种类

移动通信是固定体与移动体之间的通信,或者是移动物理之间的通信。移动体可以是人、收音机、火车、汽车、轮船等移动物体。移动通信的种类有多种。

集群移动通信，也叫大区制移动通信。它可以和基站通信，也可经过基站和其他移动台还有市话 用户之间进行通信。

蜂窝移动通信，也叫做小区制移动通信。由于超短电波传播距离有限，为了使频率资源能充分利 用，从而有一定的距离的小区能重复利用频率。

卫星移动通信。运用卫星转发信号的移动通信，对于手持终端，可运用中低轨道的多颗卫星，对 于车载移动通信则运用赤道同步卫星能保证同通信的质量。

无绳电话。对于通信距离较短，室内外移动速度要求不高的手持移动终端通信，可以运用轻便的 小功率无绳电话机。它通过通信点与市话用户，进行双向或单向的通信。

随着移动通信的发展模拟移动通信将被数字移动通信取代。移动通信将会迈上新的历史台阶。

3、我国移动通信的发展经历过四个时代：

备，但由于技术的落后还是未能成功低投入市场使用。

第二代通信建设的发展是一第一次通信技术为基础的，已经具备了完善的技术体制和标准系列，经历了GSM的兴起、以及GSM(ˇˍˇ）想～CDMA系列的过度。与此同时，设备制造商如华为、中兴等公司也参与标准的制定工作，这样他们就推进了产品的开发生产，使我国民族产业在国内外市场占有一定的比例。

第三代通信革命改变了我国移动通信的被动局面，成为我国通信行业的分水岭。这阶段我国不仅制定了相应的制定体制，还与各个领导经销商同时从主观上认识到这个发展浪潮所带来的机遇与挑战。此阶段在技术上，我国打开了3G的时代大门，成立了IMT-2000RTT技术评估组，并先后向国际标准组织提出了具有自主知识产权的TD-SCDMA和LAS-CDMA

第四个时代就是我国已经将TD-LTE-Advanced技术规范成功地申请为国际标准，正式确认为4G国际标准，今后的通信的发展中国将赢得更多的优势。目前国际电信运营企业和制造企业均开始着手TD-LTE的发展研究了。

二、3G通信技术

20世纪末，国际电联向世界征集了第三代移动通信世界标准草案，经过两年世界的评估、仿真、融合、关键参数的确定工作，最终确定了包括我国大唐的TD-SCDMA在内的三个主流标准。世界就开始了3G竞争比赛。2009年，3G牌照在中国正式发放，中国迎来了3G时代。

1）3G通信产品的介绍和发展趋势

3G时代最突出的表现在数据传输速度上，数据传输速度至少达到153.6KBps。如此高的速度可以实现全球范围内的无缝漫游和移动宽带，而且还能以高速度、高质量出来图像、音乐、视频流等多种媒体形式。例如，3G可以提供电子银行。移动购物等移动商务模式，网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，以及点播直播下载播放等移动流媒体服务。3G时代手机不仅是个人通信工具，更是可以成为我们方便可靠的工作助手，以及生动有趣的娱乐伙伴。

在未来的发展前景下，3G通信还会有更多的新奇高效的产品提供给大家。起表现在主要有三个方面：（1）未来无线接入宽带化将能给互联网用户提供更便捷、更优质的服务。（2)卫星通信不断地向移动和宽带发展，使卫星通信这高科技工具在通信业中发挥更大的效益。目前世界各国都正在积极研究、不断寻求突破。（3）用户终端将越来越智能化和人性化，使人与机器之间的互动变得更加自然。随着3G通信的不断发展和普及，人与人间的通信将更多的变成了机器与机器之前的通信。通信的主体的改变将在很大程度上改变社会结构，反过来有对通信行业产生很大的影响。

2）3G通信的意义

3G技术改善了移动用户的通信质量及速度。3G技术是未来信息技术的核心，开启了移动通信媒体内容之门的3G技术的到来解决看长期以来困扰我国移动商务发展的手机上网速度问题，大容量的宽带增快了上网的速度，同时降低了用户的时间和费用成本。3G手机将整合多种商务功能为我们展示了一幅关于移动商务美好的蓝图。随着3G的发展，移动商务改变中国通信的格局。集体来说，3G将改变现状的运营市场布局，改变市场结构，促进中国通信产业的发展。从产业链其他环节的角度来看，3G有利于培养出具有国际竞争力的IT企业。

3）3G在国内的发展动态

我国移动通信的国情特点：现在移动电话的用户已经达到了6.7亿，但对13亿的中国人口来移动通信用户还有很大的上升空间，仍然可以高速增长。况且以话音为主的用户需求正在增加，TD-SCDMA 3G移动用户仅有6000万[1]，所以，3G网必须与GSM网兼容。充分利

用现有的GSM网，选择频谱利用率高的制式，这样我国3G移动通信才可以迈入大国的行列。但是3G移动通信的收费基本都需要几十元，再新增业务每月费用将超过100元。这么高的费用与普通的手机用户的消费很不符合，高费用只适合白领以上阶层，想拉动普通大众消费者就必须降低收费和业务多样化双向标准。这样3G才能像1G向2G过度时吸收了大量用户，推动2G发展一样推动3G前进。

结语

未来的世界移动通信在世界通信领域的发展将会达到更高的顶峰，世界各国的移动用户也将会不不断的增长。移动通信将会成为世界宽带信息通信的使能端。使无所不在的通信成为现在。但是还要不断地改善更进新的技术和核心系统。，开拓新的服无应用，开发小型的高能终端。为了迎接新的挑战新的未来，实现人类共同的通信目标，所以关心通信的人都应该贡献一份自己力所能及的的力量

[1]来自搜狐.中移动TD用户数超过6000万，用户总数达6.7亿.2012.5.17

[2]赵丽丽、孙孟东.移动通信的发展.2011.4.12

[3]李晓晨.移动通信的发展趋势.[4]蒋佐斌.新时期中国移动通信的发展战略研究.2007.4

2.商用卫星通信发展综述 篇二

基于Native的融合通信系统, 将带来通信产业界的一场革命。中国移动将“三新”融合通信的商用放在了2015年。

我们把基于Native的融合通信系统概括为三个新系统:首先是新通话, 基于IP系统的一个高效率的通信系统, 使质量更高、效率更快, 呼叫时延在3秒钟内, 比普通电话的时延大大缩短, 另外它用了更高频率的编码体系, 使得高保真电话、多媒体通信、视频通话成为传统通话的升级版。其次是新消息, 基于即时通信的各种消息融合在智能通信, 用它替代了传统的消息键。新的消息系统将彻底颠覆传统的短信彩信系统, 使得我们人与人之间的消息沟通更加灵活, 更加方便。最后是新联系, 这是通信体系的延续, 但它完全打破了传统概念, 在人的通信号码本基础上, 赋予了社交功能、实时信息以及各种各样的状态信息, 使今后人的联系完全把他和社会各种关系组合到了一起。

中国移动做融合通信, 首先是要继承电信级的服务质量、服务标准、发展方向, 希望运营商加强合作, 让我们的技术更适合未来、适合客户需求, 让业务能够真正融入、改变人类的生活。

Vo LTE二季度启动5城市外场测试

中国移动在去年GSMA大会上发布了Vo LTE白皮书, 在第一版基础上进行了大量测试、修正、完善之后, 今年继续发布其第二版, 现在又对上一版白皮书进行修正, 希望通过这两本白皮书与大家共同分享经验, 提出更多更好的意见和建议。

中国移动计划在今年一季度完成Vo LTE实验室测试的前提下, 在二季度启动5个城市的外场测试。在融合通信方面, 移动也将在二季度开始启动实验室的测试, 三季度推动基于外场的融合通信测试。

3.通信 专业综述 篇三

08电气四班姓名：汪海云学号：0805070178

各位老师好：

我在合肥学院电子信息与电器工程系已经学习了两年了，这两年我们学的是基础课程，没怎么涉及到比较专业的知识，只学习了对于我们专业比较重要的数学和我们系三个专业的核心基础棵：电路、数电、模电。到现在为止，我的学习态度还算比较认真的，总体综合测评成绩也还好，但是在模电这方面我还是学的比较差强人意，现在面临着专业的选择，我认为，首先，选择一个相对来说是自己感兴趣也比较适合自己的专业是比较重要的，因为兴趣有时候也是一种动力嘛，其次，我现在所选的专业将会是我今后两年所要学习和以后将要从事的，因此，我不得不仔细比较，认真选择。

为了能更好的了解这三个专业，我从网上查了这三个专业的一些情况，同时，根据这个也结合我们学校的实际情况以及我的志向兴趣来确定我的专业。

首先，我将从培养目标、培养要求、毕业生应具备的知识和能力、主干学科、主要课程、主要实践性教学环节、主要专业实验、毕业生适宜工作范围这几个方面介绍一下我所选择的专业——通信工程专业。

通信工程专业培养目标：本专业培养德、智、体全面发展，知识面广，基本素质好，具备计算机应用能力和信号处理能力，掌握计算机网络、卫星通信和移动通信等现代通信技术，具有较强的软硬件动手能力，能够适应我国通信事业现代化建设需要的高级工程技术人才。

培养要求：本专业学生主要学习电子技术、现代通信系统和计算机通信网的基础理论、组成原理和设计方法；掌握信息采集、传输与处理的理论知识，以及现代通信系统和设备的设计、制造和调试测量方法，具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调试和工程应用的能力。

毕业生应具备的知识和能力：

·具有电路、信号与系统等方面的基础理论、基本知识和实验技能；

·具有模拟电路、数字电路的基础理论、基本知识以及实际电路的初步设计能力； ·掌握现代通信系统和计算机通信网的基础理论、基本知识与分析工程实际问题的能力； ·掌握典型通信系统和计算机通信网及其设备的组成、工作原理和设计方法；具有对典型通信系统和计算机通信网的维护与管理能力；

·掌握单片机、DSP技术和可编程器件的应用技术，具有对信号进行加工处理的能力； ·具有较宽广的计算机基础知识、熟练的编程能力和微处理器系统的开发能力； ·具有一定的电磁场和微波技术知识；

·掌握一门外国语，具有阅读本专业外文书刊的能力。

主干学科：信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术

主要课程：电路分析基础、电子线路、脉冲与数字电路、信号与系统、数字信号处理、电磁场与电磁波、微波技术与天线、C语言程序设计、微机原理、单片机技术及应用、现代接口技术及应用、操作系统原理、现代通信原理、数据通信、计算机网络、程控交换技术、移动通信、卫星通信与VAST系统等。

主要实践性教学环节：包括基础实验（数学实验、物理实验等）、计算机上机实验、电子技术基础实验、专业实验、电子技术实习（收音机安装）、课程设计（包括模拟电路课程设计、数字电路课程设计、电子技术综合课程设计等）、毕业实习、毕业设计等。

主要专业实验：电子技术实验、通信原理实验、数据通信实验、计算机网络实验、卫星通信

系统实验、数字信号处理实验、单片机及应用实验、HDL及可编程器件实验等。

学生继续深造方向：毕业生可向通信工程与技术、电子信息工程、图象处理、信号处理和计算机应用技术等方向继续深造

毕业生适宜工作范围：学生毕业后可在通信企事业单位从事通信网络的设计和维护工作，并能从事通信系统的建设、监理及通信设备的生产、营销等方面工作。

其次，我将告诉大家我所选择通信工程专业的原因。

我选择通信主要有以下几个方面的原因。

首先，我考虑的是性别因素。我是个女生，手不能提肩不能扛的，利用排除法，在强电与弱电之间，我会选择弱电而不会选择强电，学强电的以后出来工作不仅需要扎实的专业知识，也需要较好的体力，这样，在以后找工作的过程中，就有可能出现歧视女性情况，所以我不会选择自动化。举个例子，同样学自动化出身的男大学生和女大学生自动化专业出来找与专业相关的工作，即使女生的专业知识可能要相对扎实一点，但是公司还是有可能会选择男生而不是女生。我曾经问过一位自动化的老师，若女生学自动化，将来会有好前途吗，老师说，若女生专业知识非常扎实且能遇到非常难得的机遇，并能抓住，那前途还是不可限量的，但是这种情况很少出现。这样，我就会在电子信息和通信工程专业当中选。

其次，通信是一个比较新型的行业，比较时尚，若学的好，以后工作了各方面的待遇也还好。据调查，3G推行的前夜，人力资源方面的专家们认为通信行业的“第二春”马上就要来了，但同时他们也认为这一次春天不可能跟上回那样普降甘露，而只是滋润那一部分有准备的人。其实，也有不少同学对通信行业的薪资水平也有困惑：为什么毕业生抱怨工作难找，而通信却属于高工资行业——实际上，高薪只是在类似华为、中兴之类少数大研发公司能拿到。譬如，华为：新进员工月薪3500-4000，补贴1000（深圳坂田）；UT斯达康：新进员工月薪5500左右，补贴近2000（深圳科技园）。惠州电信局：新进员工月薪2000-3500，补贴300，年终奖约近二万（惠州江北）。但是，在大多数中小企业和运营商的分公司，新员工的待遇是达不到这个水平的。即使同一运营商的同一职位，在全国各地分公司的待遇都可能天上地下的差别。

最后也是最重要的，我会选择与我想要去工作的公司相关最密切的专业。一直以来，我都好奇通信系统和计算机通信网及其设备是怎样组成的、它的工作原理和设计方法是怎样的，我希望我以后拿着手机发信息时，可以知道信号是怎么处理的，在节假日我希望我以后也能从事这方面的工作，说白了，我想以后毕业了能去中国移动、中国联通、中国电信这样的大公司。虽然刚开始这个想法可能有点可笑，但是我一直在为此努力，我相信，坚持自己的选择并为此努力，总有一天，我会得到回报的。从我选择了电子系时起，我就目标明确，以后学通信，对我来说，这不仅是一个比较时尚的专业，更是通往我梦想最近的也最快的一条路。所以我选择通信。

其实，在选择专业的过程中，我也有过矛盾。在大二，我也曾咨询过不少学长学姐，问他们有关于这三个专业方面的信息，他们大部分人听了我的想法后建议我不要选择自动化和通信，他们认为自动化不适合女生，而通信专业我们学校才开设不久，老师讲课我们不一定能听得懂，而且好多通信老师都是外聘的，若学习中遇到了问题，可能不太方便请教老师。曾经，这个理由让我犹豫了好久，但最终我还是坚持了最初的选择，我相信，自己才是学习的主人，只要自己愿意去学，努力去学，就算学习中遇到了困难，就算没有老师指导，我们一样可以学好。现在网络这么发达，网络上的学习资源丰富异常，而且，自己不会，可以请教同学、学长学姐，我相信，只要我们有心向学，没有困难是战胜不了的。

4.商用卫星通信发展综述 篇四

1概述 (1)商用车轻量化的意义--节能 我国民用汽车保有量3 697万辆,其中载货车和大、中型客车合计为1210.6万辆,约占汽车总数的.1/3,而消耗的燃油则达到70%,我国各车型燃油消耗比例现状及未来见图1.

作 者：冯美斌  作者单位：东风汽车有限公司 刊 名：汽车工艺与材料 英文刊名：AUTOMOBILE TECHNOLOGY & MATERIAL 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U4 关键词： 

5.通信网的安全与保密课程综述报告 篇五

题 目： 通信网的安全与保密课程综述报告 系 别： 电子信息与电气工程 专业 班级： 11通信工程（1）班 学 号： 1105021006 姓 名： 郭丽丽 导 师： 胡国华 成 绩：

2014年 5 月17 日

通信系统网络安全

11级通信一班

郭丽丽

1105021006

摘要：在社会不断进步，技术不断革新的现代社会。通信技术和网络的不断强大使得我们对于通信网络的安全与保密有了更高的关注。通信网络安全与保密主要是指保护网络信息系统，保证其保密性、完整性、可用性、真实性和可控性。现代通信网的安全与保密主要体现在有线网络和无线网络安全与保密方面。

关键字： 安全性 保密性 有线网络 无线网络

正文： 通信网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全。从广义来说，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。通信网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。下面主要从有线通信和无限通信系统网络安全讨论。

1、有线通信系统网络安全

1.1有线通信网络安全概念

所谓有线通信网络安全，是指根据网络特性通过相应的安全技术和措施防止计算机通信网络中的硬件、操作系统、应用软件和数据等遭到破坏，防止非特权用户窃取服务。也就是说，通过采取各种安全技术措施，防止通信网络自然或人为破坏，确保网络正常运行。从网络的运行环节来分，网络安全有设备安全、数据传输安全、用户识别安全等几个方面。

1.2 有线通信网络安全的发展现状

干线通信以光纤通信为代表,容量自20世纪90年代以来一直发展很快。低损耗、高容量、低色散的单模光纤在通信干线中占绝对的主导地位。中继站距离可达100～200km,高效率低噪声光放大器可使最大无电中继距离达500～600km。各种色散补偿装置增加了色散受限系统的色散容限。传输系统从PDH过渡到SDH,SDH 体制下电路等级从STM-1发展到STM-64,密集波分DWDM使一根光纤的容量有上百倍的增加。交换系统的背板容量和吞吐率有上百倍的提高,骨干路由器和交换机提供多个吉位接口。面临的主要安全威胁有：

信令网安全：传统电话网络的信令网曾经是一个封闭的网络，相对安全。然而随着软交换等技术的引入，信令网逐渐走向开放，无疑增加安全隐患。

电磁安全：随着侦听技术的发展以及计算机处理能力的增强，电磁辐射可能引发安全问题。

设备安全：当前设备容量越来越大，技术越来越复杂。复杂的技术和设备更容易发生安全问题。

链路安全：通信光缆电缆敷设规范性有所下降。在长江、黄河、淮河等几条大江大河上布放光缆时，基本都敷设并集中在铁路桥（或公路桥）上，可能出现“桥毁缆断”通信中断的严重局面

网络遭受战争、自然灾害：在网络遭受战争或自然灾害时，网络节点可能经受毁灭性打击，链路可能大量中断。

网络被流量冲击：当网络收到流量冲击时，可能产生雪崩效应：网络性能急剧下降甚至停止服务。网络流量冲击可能因突发事件引起，也可能是受到恶意攻

击。

终端安全：典型的多业务终端是一个计算机，与传统的专用傻终端例如电话相比，智能终端故障率以及配置难度都大大提高。

网络业务安全：多业务网络很少基于物理端口或者线路区分用户，因此业务被窃取时容易产生纠纷。

网络资源安全：多业务网络中，用户恶意或无意（感染病毒）滥用资源（例如带宽资源）会严重威胁网络正常运行。垃圾邮件几乎摧毁了互联网电子邮件的信誉。

同步外安全：同步网络是当前SDH传输网络以及CDMA网络正常运行的重要保障。当前大量网络包括CDMA等主要依赖GPS系统。如GPS系统出现问题将对现有网络造成不可估量的损失。

通信内容安全：网络传输的内容可能被非法窃取或被非法使用。有害信息扩散：传统电信网不负责信息内容是否违法。随着新业务的开展，NGN必须关注有害信息通过网络扩散传播。

1.3 有线网络中与安全相关的技术发展趋势

终端趋向智能化：当前技术条件下，网络已经能承载多种业务。每个业务建设一张新网的模式已不再适合。为在一张网络上开展多种业务，必须将部分网络的智能转移到终端上。随着智能向终端的转移，可以预期会出现很多过去公共电信基础设施上没有出现过的安全问题。因此未来终端智能化是不可避免的，必须将智能在网络和终端合理分配才能有效保障公共电信基础设施安全。

业务趋向多样化：当前公共电信基础设施提供的业务比较单一，除了点到点的传输外就是电话业务。随着技术和市场的进一步发展，增值业务已成为运营中重要的内容。公共电信基础设施将不可避免地提供多种业务，满足各种个性化的需求。当然增值业务可以由公共电信基础设施运用商直接提供，也可以由内容提供商、应用提供商单独提供。

接入趋向无线：移动通信的出现已经极大地改变的生活。随着802.11的广泛使用，桌面局域网技术有了新的重要选择。未来能进行短距离（10米内）特别连接的无线个人域网（WPAN）设备会有很大的发展。3G技术可以预期。农村和偏僻地区会有低成本无线接入设备。

计算能力不断增强：个人计算机系统的计算能力不断增强。原有安全的加密算法逐渐变得不安全。随着终端计算能力的不断增加，为终端智能化提供了技术可能性。按照莫尔定律，可以预见计算能力还会不断增加。计算能力不断增加，伴随体积进一步减小仍然是不可避免的趋势。

网络规模继续扩张：随着技术的发展，电信网络规模越来越大。随着社会的进步，通信需求也会进一步增长，可以预期的是网络规模会进一步增长。在一个规模空前的大网上可能会出现各种意想不到的问题。网络复杂性也会随着网络规模的增长而增加。在当前网络上的运营经验并不能完全照搬到未来网络上。因此在“十一五”期间网络规模的增长会影响公共电信基础设施的安全。

新的通信技术不断出现：技术的发展决定随着技术的进步，新的通信技术和手段会不断涌现。

新的网络安全威胁不断出现：随着新技术、新业务、新运营方式的不断涌现，新的网络威胁会不断出现。公共电信基础设施会受到越来越多，各种各样新的安全威胁。随着互联网成为电信网络，互联网上的安全威胁越来越影响通信。垃圾邮件当前已成为全世界关注的问题。因此在“十一五”期间安全威胁的不断涌现将不可避免。

公共电信基础设施逐渐重视服务提供安全和内容安全：最初公共电信基础设施主要提供专线业务以及话音业务，上述网络与业务完全不能分离。在业务与网络合一情况下，只要网络自身是安全的就能正常提供服务。此外最初公共电信基础设施不关注传输的内容，只作一定的服务质量保障。因此最初公共电信基础设施主要关注网络自身安全。在越来越注重隐私的现实环境中必须关注内容传输的私密性。因此公共电信基础设施安全将从只关注网络自身安全转变为网络自身安全、服务提供安全与内容安全、传输安全并重。

1.4 有线通信网络安全的发展趋势与新技术

日本一研究小组开发的量子密钥技术在现实条件下实现了信息经光纤的安全传输，这一成果有望成为有线通信中防止信息泄露的有效手段。日本科学技术振兴机构和日本电气公司日前联合发布新闻公报称，两家机构开发的一种新技术，能从利用量子密码通信传输的数据中，推断出被窃听者所被窃取的信息量，研究人员以此为基础开发出能在现实传输条件下确保安全性的量子密钥分配系统。用这些新技术生成的随机数列作密钥可确保信息经光纤传输后，即使被窃取，所窃取的信息量也微乎其微。

量子理论认为，微观世界具有很多奇特的现象，利用这些现象可以实现信息的传输，其保密性很强。量子密码通信在把信息内容加密后传输的同时，把解密密钥也一起传输给对方。这种通信方式的解密密钥不重复使用，理论上可保证信息不被窃取，但仍然有漏洞。

研究小组此次推出的新成果改变了以往将完整的解密密钥传给对方的做法，而是将组成密钥的信息分散传输。对方接收到密钥“零部件”信息后，通过分析这些信息可推断出被窃取的信息量，将被窃取的信息从“零部件”中删除，用剩余的信息生成最终充当密钥的随机数列。试验结果表明，如果是１６个字母组成的密钥，那么应用新成果后，密钥被窃取的可能性只有１０的３３次方分之一，接近无法窃取密钥的理论状态。

公报说，今后研究小组将推动系统的低噪音化，以提高密钥生成的效率，并力争５年后新成果投入市场。

2、无线通信系统网络安全

无线通信技术是以无线电波为介质的通信技术。为避免系统间的互相干扰，所有无线通信系统使用国际（或国家）规定的频率资源，不同的无线通信系统使用不同的无线频段。无线通信与有线通信最大的区别：不同的通信目的和通信手段构成了不同的无线传播环境。

2.1 有线通信网络安全的发展现状

正当人类日益得益于世界范围的通信技术革命时，对通信系统本身安全问题的关注也从来没有象今天这样受到重视。这一方面是因为人们正越来越多地依赖于通信系统传送私人和商业的信息，但无线通信技术的普遍应用也是一个原因。搭线窃听是传统电话系统中最常用的窃听方式，但由于无线传输的广播性质，在无线接口上窃听别人的谈话远比在有线环境下简单，而且更加难以发现。同时，移动用户的流动性也带来了新的问题，诸如如何确认一个移动用户是否合法，以及如何保护与用户的位置等有关的个人信息。显然，如果不采取相应的措施，无线接口将是一个安全薄弱环节。更重要的是，这还同时将网络的有线部分暴露于各种安全威胁之下，从而威胁整个电信系统的信息安全。无线网络安全并不是一个独立的问题，企业需要认识到应该在几条战线上对付攻击者，但有许多威胁是无线网络所独有的，这包括：

1、插入攻击：插入攻击以部署非授权的设备或创建新的无线网络为基础，这种部署或创建往往没有经过安全过程或安全检查。可对接入点进行配置，要求客户端接入时输入口令。如果没有口令，入侵者就可以通过启用一个无线客户端与接入点通信，从而连接到内部网络。但有些接入点要求的所有客户端的访问口

令竟然完全相同。这是很危险的。

2、漫游攻击者：攻击者没有必要在物理上位于企业建筑物内部，他们可以使用网络扫描器，如Netstumbler等工具。可以在移动的交通工具上用笔记本电脑或其它移动设备嗅探出无线网络，这种活动称为“wardriving ”;走在大街上或通过企业网站执行同样的任务，这称为“warwalking”。

3、欺诈性接入点：所谓欺诈性接入点是指在未获得无线网络所有者的许可或知晓的情况下，就设置或存在的接入点。一些雇员有时安装欺诈性接入点，其目的是为了避开公司已安装的安全手段，创建隐蔽的无线网络。这种秘密网络虽然基本上无害，但它却可以构造出一个无保护措施的网络，并进而充当了入侵者进入企业网络的开放门户。

4、双面恶魔攻击：这种攻击有时也被称为“无线钓鱼”，双面恶魔其实就是一个以邻近的网络名称隐藏起来的欺诈性接入点。双面恶魔等待着一些盲目信任的用户进入错误的接入点，然后窃取个别网络的数据或攻击计算机。

5、窃取网络资源：有些用户喜欢从邻近的无线网络访问互联网，即使他们没有什么恶意企图，但仍会占用大量的网络带宽，严重影响网络性能。

6、对无线通信的劫持和监视：正如在有线网络中一样，劫持和监视通过无线网络的网络通信是完全可能的。它包括两种情况，一是无线数据包分析，即熟练的攻击者用类似于有线网络的技术捕获无线通信。其中有许多工具可以捕获连接会话的最初部分，而其数据一般会包含用户名和口令。攻击者然后就可以用所捕获的信息来冒称一个合法用户，并劫持用户会话和执行一些非授权的命令等。第二种情况是广播包监视，这种监视依赖于集线器，所以很少见。

2.2 无线通信网络安全的发展趋势与新技术

随着无线电技术的进步，为了监听或窃取机密信息，专业人员早就可以不必物理地穿透通信电缆，只要通过特定的设备，就可重现当前某通信信道上的波形来。对于有线通信尚能这样，无线通信相信更不会太难。虽然目前广泛使用的跳频扩频技术可以让人难于截取，但也只是对普通人难而已，随着通信技术的飞速发展，相信很快就会普及起来。IEEE802.11标准制定了如下3种方法来为: 第一种方法是使用802.11的服务群标识符SSID。但是，在一个中等规模的WLAN上，即使每年只进行两次基本群标识符的人工修改，也足以证明这是一个低效的不可靠的安全措施。

第二种方法是使用设备的;<9地址来提供安全防范，显然这也是一个低水平的防护手段。

第三种安全机制相比前两种效果要好得多，即WEP。它是采用RC4算法来加密传输的网络分组，通过WEP协议来保护进入无线网的身份验证过程。但从有线网连接到无线网是通过使用某些网络设备进行连接（即网络适配器验证，而不是利用网络资源进行加密的），还有其他的一些不可靠问题，人们在重要点的加密场合，都不使用WEP安全协议。

要对数据通信过程进行加密，显然，TCP/TP（假定都是使用这一协议）协议的每一层都可以进行加密。大多数情形下在传输层和应用层各种应用软件都有自己的保密安全措施，如访问密码等鉴权机制。出于对现有资源进行保护或是降低成本的因素进行考虑，在这里只对网络层和网络接口层进行加密分析。在无线通信网络中，可以借鉴有线网络中的VPN技术来实现对无线通信数据的IP包封装和加密。

结论：

当前信息化已成为经济全球化过程中各国增强综合国力竞争的战略制高点。随着我国经济的持续增长和社会的不断进步，信息化对网络与信息安全提出更高的要求。网络与信息的安全性已成为维护国家安全社会稳定的焦点，成为影响国家大局和长远利益的重大关键问题。在因特网上传输放置内部的敏感信息，特别是具有极高价值的政治、军事和商业信息的单位和企业，自己必须解决其信息的安全保密问题，这是每个上网的单位和企业必须清楚的一件大事。上网的用户必须“各扫门前雪”，自己想法保护自己网络和网上信息。网络安全与信息保密，包括网络的脆弱性，面临的主要威胁，网络安全、信息保密的基本业务和一般安全保密技术，网络安全的实质就是要保障系统中的人、设备、设施、软件、数据以及各种供给品等要素避免各种偶然的或人为的破坏或攻击，使它们发挥正常，保障系统能安全可靠地工作。

6.商用卫星通信发展综述 篇六

日前, 随着宝利通宣布首次在实时视频通信系统中支持H.264 High Profile标准, 又一种领先的视频压缩技术宣布正式进入视频通信商用市场。虽然H.264标准已经是一个非常成熟且广泛采用的视频压缩标准, 但目前在视频通信系统中普遍采用的还只是它的基本画质标准, 称为H.264 Baseline Profile。而High Profile标准则是在H.264体系中最高效的视频编码技术。例如, 它采用了一种叫做文本自适应二进制算法编码CABAC技术, 其编码效率大大高于采用UVLC (通用可变长编码) /CAVLC (文本自适应变长编码) 的Baseline Profile标准。

业内专家普遍认为, 此次向H.264 High Profile的过渡是一项比以往出现的视频技术进步更大、更重要的突破, 其意义堪比2003年从H.263向H.264过渡的价值。由High Profile获得的性能优势在任意带宽下都能保持一致。另外, 目前正在迅速普及的高清视频系统也将是High Profile的最大受益者。不仅如此, 包括CIF、标清、高清等各种视频标准均会不同程度的受益。

2 High Profile可以降低部署视频通信的成本

宝利通对High Profile的支持其价值体现在:能够有效地帮助采用视频的企业大幅降低网络资源的消耗。预算问题迎刃而解, 企业可以以更少的资源解决更多问题, 从而减少或避免由于带宽增加所带来的成本问题。

High Profile的采用, 使原有的网络带宽需求减少50%。原来需要1Mbit/s的高清视频通话现在只需512kbit/s即可实现。而原来需要256kbit/s的标清通话现在只需128kbit/s就能解决问题。

High Profile消除了视频通信的技术瓶颈, 使更多的企业能够更广泛地采用视频协作方式。那些担心因为增加视频应用会影响网络带宽的企业, 现在可以打消顾虑随时部署, 而无需重新对网络进行设计和规划。

3 High Profile可以降低现有视频通信系统的成本

由于目前大多数视频通话仍采用512～768kbit/s速率, 那么升级就意味着实现了从标清向高清视频的过渡。高清视频已被公认为提高生产力, 并获得身临其境体验的双重利器。它有效地取代了面对面会议, 为企业节省差旅费用, 实现立竿见影的成本节约。

对于网管人员来说, High Profile吹响了一个大规模推广视频的号角:

过去能够运行1000个视频通话的网络带宽现在足以支持多达2000个视频通话。

由于所有HDX远程呈现系统都支持High Profile, 其带来的优势在各种规模的会议室中随处可见。

High Profile能够获得更高画质和更高扩展能力;满足企业不断增长的高清通信需求。

宝利通的H.264 High Profile技术普遍适用于网络中的视频应用。因此, 它将在2010年进一步应用到更多的宝利通产品中, 并为客户带来更多价值。

4 High Profile可以加速投资回报

High Profile的推出保持了宝利通解决方案与其它标准化系统的互操作性。升级到High Profile的宝利通HDX系统, 与其它采用High Profile的视频网络组件通信时, 通常会选择使用High Profile。宝利通HDX继续支持传统视频系统通信中采用的H.264 Baseline Profile向下兼容, 如VSX或第三方不支持High Profile的系统。因此, 宝利通High Profile的推出保持了视频通信的互操作性, 保护了客户投资。

High Profile在系统扩容时提供了更多选择, 可以选择部分升级IP网络或不升级。IP网络升级通常在总体部署成本中占有很大比重, 而减少带宽需求的系统则可以节省这部分费用。前期成本的减少更可以缩短投资回报的周期。

High Profile是宝利通新增加的视频功能, 不会影响客户已经拥有的功能。宝利通独有的Lost Packet Recovery (丢包恢复) 技术, 可与High Profile无缝协作, 即使在相对恶劣的网络条件下, 依然能提供卓越的视、音频品质。High Profile的推出对宝利通的内容共享技术--Polycom People+Content也不会造成任何影响。

7.商用卫星通信发展综述 篇七

论述了在卫星编队飞行中所应用的几种星间测量方法,包括GPS导航、微波雷达、激光雷达、红外和可见光相机这几种目前在航天工程应用比较成熟的方法,并粗略分析了各种方法的测量精度及可行性.

作 者：马涛 郝云彩 马骏 周胜利 Ma Tao Hao Yuncai Ma Jun Zhou Shengli  作者单位：马涛,郝云彩,Ma Tao,Hao Yuncai(北京控制工程研究所,北京,100080)

马骏,周胜利,Ma Jun,Zhou Shengli(中国空间技术研究院,北京,100094)

8.商用车发展及发动机用油策略 篇八

进入21世纪以来, 由于我国高速公路网络和汽车物流产业的快速发展, 全社会公路货运量、货物周转量稳步提高, 基础设施建设和房地产开发快速发展等原因, 使得商用车的产销量和保有量急速攀升。1998年商用车的产量仅有约112.1万辆, 经过20多年的发展, 2010年, 商用车的产量约为436.8万辆, 比1998年增长了390%。2011年, 虽受政策因素和宏观经济形势影响, 但产量依然为393.4万辆[1]。

商用车产能上升的同时, 由于排放法规日趋苛刻和节能理念的双重推动使得商用车用柴油发动机技术不断发展, 日新月异。而发动机新技术的采用, 又使润滑油的使用环境和其性能要求均发生变化, 为了保证合理、有效润滑, 延长发动机寿命、减少用户成本, 并节省资源, 降低能耗, 柴油机油质量等级的正确选用至关重要。

本文首先对商用车用柴油机不同技术对柴油机油性能影响做了全面详细的说明, 其次对国内商用车用柴油机不同排放阶段普遍采用的技术进行了介绍, 最后总结了国内商用车用油现状, 并对柴油机油质量等级合理选用给出了建议。

1 商用车发动机技术及对柴油机油性能影响

随着商用车行业的迅速发展, 在节能、环保和经济的全面推动下, 商用车发动机技术得到长足进步, 与国外技术的差距逐步减少。发动机新技术被大规模运用, 对发动机润滑油提出了新的性能要求, 同时使润滑油的使用环境发生了巨大的变化。

由于目前商用车绝大多数为柴油发动机, 因此仅对柴油发动机技术发展及对油品的性能要求进行阐述。柴油发动机技术一般分为机内净化和机外净化处理。表1、表2分别给出了机内净化和机外净化技术对柴油机油的润滑要求。

2 国内商用车不同排放阶段技术发展

国Ⅰ之前发动机普遍使用A型喷油泵 (喷油压力50MPa) 、S型喷油器的喷油系统, 多采用自然吸气的方式。通过使用EP-9型喷油泵 (喷油压力85MPa) , P型喷油器和使用增压系统, 发动机达到了国Ⅰ排放标准的要求。国Ⅱ排放标准的发动机普遍使用了P7100喷油泵 (喷油压力90～120MPa) 、P型喷油器、增压中冷、并且通过推迟喷油来降低NOx排放, 通过控制机油消耗 (顶环提高, 缸套刚度增加, 网纹表面处理) 来降低PM排放。

国Ⅲ排放标准从2008年7月正式实施, 为了达到国Ⅲ排放标准的要求, 目前有两条技术路线:一条是电控高压喷射技术路线:即使用电控共轨、单体泵或泵喷嘴 (喷油压力160MPa) ;普遍采用增压中冷和4气门技术;通过提高机体刚度来控制机油消耗。另外一条是EGR技术路线:以中国重汽为代表, 使用了电控直列泵和冷EGR技术;同时也使用了增压中冷和4气门等技术。

即将到来的国Ⅳ排放标准的实现目前也存在两条技术路线, 一条是SCR技术路线:即使用燃油高压喷射 (160～200MPa) , 优化喷油正时来控制PM排放, 然后使用尿素SCR后处理系统来控制NOx排放。另外一条是EGR+DPF技术路线:即使用冷EGR来控制机内的NOx排放, 然后使用DPF来控制尾气中的PM排放。但据业内人士分析, 国Ⅳ将以SCR技术路线为主。

3 国内商用车用油现状及选油建议

目前中国已经实施国Ⅲ排放标准, 部分地区已经开始实施国Ⅳ排放标准, 2013年7月1日将全面实施国Ⅳ标准。随着排放法规的实施, 对商用车发动机用柴油机油的质量等级选用提出挑战。

现今, 我国在润滑油的使用上, 还存在以下问题:

1) 目前我国的排放标准是参照欧盟制定的, 而润滑油标准则参照美国的制定, 排放标准和润滑油标准不匹配, 不能像美国那样直接按照发动机的排放水平进行润滑油的选用;

2) 发动机技术路线的选用, 各汽车生产厂家存在差异性。为满足排放法规的要求, 不同OEM生产厂会采用不同的技术路线, 而且同一OEM生产厂为满足不同的客户群体会使用不同的技术路线;

3) 我国柴油机油标准中质量等级较多, 目前从CD一直到CI-4, 包括6个质量级别, 没有随着排放法规逐渐加严的进程而进行废除;

4) 我国商用车生产、销售和营运企业由于对发动机润滑油重视不够、仅从便于管理、节省成本等方面考虑, 而对润滑油品质与发动机与发动机技术、后处理技术协调使用的概念认识不足, 使得整个行业发动机润滑油使用质量等级偏低。

柴油机油质量等级的合理使用, 可以节省资源, 降低能耗, 延长发动机寿命、减少用户维护和使用成本。

通过参考国外相同排放水平, 相似发动机技术条件下润滑油的选用, 例如欧洲欧Ⅳ发动机使用SCR技术的推荐使用E7-08, 使用DPF技术推荐使用E6-08或E9-08。其中E7-08指标要求类似于API CI-4和CI-4+的规格要求;而E6-08或E9-08指标要求类似API CJ-4的规格要求。故本文对于使用SCR系统的国Ⅳ发动机推荐使用CI-4和CI-4+油品, 而对于使用DPF和EGR系统的国Ⅳ发动机推荐使用CJ-4油品。另外考虑国内主要商用车企业用油情况, 比如大型商用车企业国Ⅲ发动机售后服务用油除中国重汽允许使用CF-4油品外, 其余均采用CH-4油品。根据以上情况给出了商用车柴油机油质量等级的选用, 详见表3。

4 结论

4.1 随着我国高速公路网络和汽车物流产业的快速发展, 全社会公路货运量、货物周转量稳步提高等原因, 使得商用车的产销量和保有量得到迅速提升。

*表中只列出了一些典型的技术, 其它如延迟喷射、顶环提高, 提高机体刚度等技术在国Ⅱ以后均有不同程度采用, 柴油机油质量等级选用推荐时均有考虑。

4.2 特别是在环保法规的推动下, 商用车发动机技术取得长足发展, 而这些技术的采用对发动机润滑油的性能要求更加苛刻。

4.3 我国存在用油情况复杂, 用油普遍偏低的现象, 为了延长发动机寿命、节约资源, 对发动机用柴油机油质量等级从技术层面出发给出了合理建议。

参考文献

[1]中国汽车工业协会网。2011年世界各国家 (地区) 商用车产量明细。http://www.caam.org.cn/quanshijie/20120309/1005069484.html

[2]Stephen Arrowsmith, Alisdair J.Combination Of A Low AshLubricating Oil Composition and Low Sulfur Fuel:US, 20040127371A1.2004-7-1.

[3]Stephen Arrowsmith, Nancy Z, Andrew J, et al.LubricatingOil Compositions:US, 20040077506A1.2004-4-22.

[4]徐杰.柴油机油烟炱分散性能模拟评定方法的探讨[J].润滑与密封.2003, 4:61-64.

[5]Christopher J, Mark G, Peter Wrench, et al.Lubricating OilComposition:US, 20030096716A1.2003-5-22

9.关于量子保密通信的综述 篇九

二十世纪科学的发展，给我们人类社会带来了丰硕的成果：我们的家中拥有了电视，电话，各种型号的飞机在天空飞行，不同用途的卫星日夜环绕地球，世界上平均每三个人就有一只手机……回顾人类走过的五千年，这些伟大的发明让我们惊叹不已。在众多精灵中，电脑当之无愧为最耀眼的一个：它联接了世界的每一个角落，不分种族，不分肤色，不分信仰…..它让每个人处于信息的海洋，各种文化，思想，宗教信仰，政治观点的传播再也不为高山，大河，海洋和沙漠所阻隔。世界正变得紧密。谁也不能怀疑，电脑给我们的生活带来了明媚的阳光，但是谁也不会否认，一团乌云，信息安全问题的乌云，已经从二十世纪飘过来了，如果不能解决，这团乌云必定会给我们二十一世纪投下深深的阴影。

信息安全问题已经让处于世纪晨曦的我们焦头烂额了：我们的邮箱竟然不知何时已经与他人共享;花费了几个月，搜集各种资料做成的计划书，正在被竞争对手阅览;银行卡中辛辛苦苦积攒的蒸发了;我们自认为绝对安全的商业机密，早已进入了别人的电脑;政府的国家机密，不知道什么时候飞到了另外一个国家…一群群长着猫头鹰眼睛的人，正在黑暗的角落里对着我们神秘的微笑。

这朵乌云，已经让你我对着电脑目瞪口呆，让公司老总咆哮如雷，更让国家政府人员寝食难安….恐怖组织让西方世界心惊，经济发展让东方世界奔忙，而信息安全让全世界头疼，赶走它，已经迫在眉睫了。因为如果不在下暴雨以前解决它，那它就注定会给这个世界带来暴风雨….上帝神秘的盒子里，总是拥有福音：七十年前，海森堡就为我们拿到了这首曲谱，但是那时候还不能演奏它。现在，演奏它的时候到了，各种技术已经有了突破性的进展….

传统的加密技术都是从数学入手，明文与密文之间的数据变换借助密码算法在某个参数 (即密钥) 作用下完成，其理论上不被破译的可能性并未得以证明;而物理加密技术则利用光量子的物理本质使密钥传送，理论上已被证明是绝对安全的。在2002年，日内瓦大学报道了距离为67千米的保密通信实验，而日本三菱电机公司和东芝-剑桥实验室也相继报道了距离为87千米和100千米的光纤量子保密通信实验….现在，在合肥构建了全球首个全通型量子通信网络，实现了全功能运行，并将逐步往产业化的方向发展。

这一成果标志着中国在城域量子网络关键技术方面已经达到了产业化要求，它必定会给世界带来新的震惊。我们做到了用量子保密通信的春风吹来来驱赶二十世纪乌云，让我们为这一伟大时刻的到来鼓掌吧。

1 量子通信的基本原理

传统的加密技术都是从数学入手，明文与密文之间的数据变换借助密码算法在某个参数 (即密钥) 作用下完成，其理论上不被破译的可能性并未得以证明;而物理加密技术则利用光量子的物理本质使密钥传送，理论上已被证明是绝对安全的。它的安全性依赖于两个方面：一是量子力学效应(测不准原理，bell原理，量子不可克隆原理);二是量子密钥分配协议。量子密码系统(1)能够保证合法的通信双方能觉察潜在的窃听者并采取相应的措施;(2)使窃听者无法破解量子密码，无论破译者有多么强大的计算能力。实现量子密码的方案主要有如下几种：

1.1 基于两组共扼基的四态方案，其代表为BB84协议。

其原理是利用单光子量子信道中的测不准原理。在量子力学中，对任意两个可观察的物理量可用厄密算符和表示。若它们不对易或者说不能有共同的本征态时，必满足测不准关系式：表示两个物理量A^和B^不能同时具有完全确定的值，对一组物理量的精确测量必然同时导致另一组物理量的完全不确定，即量子力学基本原理———海森堡测不准原理。

1.2 基于两个非正交量子态性质的Bennet方案，其代表为B92协议。

其原理是利用非正交量子态不可区分原理，即对两个非正交量子态不可能同时精确测量，这是由测不准原理决定的。其中心思想是Alice和Bob选择光子的任何两套共扼的测量基 (例如偏振方向为0°和90°，左旋圆偏振和右旋圆偏振) 但只测量其中两个非正交的量子态，即从互为共辘的两组量子态中各选择一个进行测量。这种方法比BB84协议简单，但代价是传输速率减少一半，因为有25%的光子被接收到。B92协议已经逐渐显示出了更大的实用性，成为现在实际量子密码通信的主要实现方式。

1.3 基于量子纠缠的EPR关联光子对Ekert方案，其代表为E91协议。

其原理是利用EPR效应，即制备一对EPR关联光子对，通信双方具有确定、不变的关联，如测到其中一个光子的极化态向土，同时遥远的另一个光子的极化态一定向下，且不随时间和空间的变化而改变。因此，两个具有确定关联的光场用来建立通信双方间共享密钥的信息载体，任何窃听都会因破坏这种关联而被发现。

在这些协议的基础上，各个国家的科研人员又提出了不少其他协议，但大都在现有实验条件下还很难实现。至今为止，BB84和B92这两种经典的协议，仍然是目前被认可且应用最多最完备的协议。量子密码术协议在理论上都具有绝对安全性，这由量子力学基本原理保证。但是，在实际量子密码通信系统中，为了产生安全的量子密钥，量子密码术协议需要完成5个过程：身份认证;单光子传输;数据筛选;数据纠错;保密加强。其具体实现流程见下图1。

身份认证:进行身份认证的目的是让通信的一方Alice知道她实际上和另一方Bob在通信。如果Alice和Bob不能保证他们彼此保持通信，那么聪明的窃听者Eve就能够使Alice相信他就是Bob，使Bob相信她就是Alice，这就是所谓的中间人攻击。若不能进行身份认证就无法避免Eve的这种攻击。Alice和Bob通常使用以前密钥中的部分比特进行核对彼此的身份。

单光子传输:经过身份认证，Alice和Bob确信他们已经彼此通信，Alice就通过量子信道开始协议。对于BB84协议或B92协议，Alice随机选取单光子脉冲的光子极化态和基矢，将其发送给Bob, Bob再随机选择基矢进行测量，测到的比特串记为密码本也就是原始密钥。理想情况下，一个密钥比特用一个光子传送。但是，采用强衰减的激光脉冲作为单光子源，会有一定的概率一个脉冲出现多于一个光子的情况。数据筛选:Bob对接收到Alice发送来的光子进行测量之后，双方便通过经典信道进行数据筛选。对于BB84协议，Alice和Bob互相通报他们用来制备或测量每个光子使用的基。这样大约有一半的机会，他们对同一光子使用了同样的基。从而保留这部分数据而舍弃测量基不同的那部分数据。对于B92协议Bob只需告诉Alice他测量到了哪些光子。从而Alice只保留Bob测量到的周期内的比特值，双方便建立了一套长度一致的密钥。对于上面两个协议，Alice和Bob并不需要通报光子的比特值O或l。因此这个过程当中，Eve通过经典信道不能获得Alice和Bob拥有的比特序列的任何信息。如果Eve通过对量子信道进行窃听测量的话，那么由于单光子是不可分的，所以Eve采用光束分离器窃听密钥的方法不可行。又因为量子不可克隆原理，也不能对量子态进行拷贝。并且，量子态的非正交性保证，如果Eve进行测量，那么由于波函数态的不可逆塌缩，将导致在Alice和Bob筛选的密钥中引起误码率增加。因此，Alice和Bob可以通过量子信道监视Eve的窃听。数据纠错:在数据筛选之后，通信双方仍不能保证各自保存的全部数据没被窃听，所以必须对数据筛选后的原始密钥进行纠错。目前比较好的方法是采用奇偶校验，具体作法是Alice和Bob将数据分为n个数据区，然后逐区比较各数据区的奇偶性因子，例如计算一个数据区的“1”的个数并进行比较，如果不相同，则将该数据区等分，然后再继续上面的过程。若相同，双方约定放弃该数据区的最后一个比特。上述操作过程重复多次，目的是为了尽可能减少Eve所获得密钥信息。量子信息论的研究表明这样做使Eve所获得的信息量按指数减少，虽然数据纠错减少了密钥的信息量，但保证了密钥的安全性。保密加强:保密加强是一种蒸馏技术，是为了进一步提高所获得密钥的安全性和保密性而采取的一种必要措施。其具体思想是，对可能己被窃听者Eve获得部分比特信息的比特串 (量子比特串或经典比特串) ，利用一个数据压缩函数在一定的编码规则下，压缩该比特串的长度，从而使Eve知道的信息量最小或不知道，最终提高所获得密码 (信息) 的安全性和实现量子密码通信的安全。最后储存一部分密钥比特，用作制备下一个密钥的身份认证。

2 量子保密通信的关键技术及系统简介

量子信息技术得到了飞速的发展，并且已经成为物理学和信息学界关注的焦点。在这项技术中, 单光子探测又是关键中的关键。目前，可用作实际单光子探测的器件仅有光电倍增管 (PMT) 和雪崩光电二极管 (APD) 两种。其中前者的有效探测范围在1.2μm以内, 且量子效率低于25%，极少数可在1.2μm以上工作的光电倍增管, 其量子效率也远低于1%在量子通信领域几乎没有实用价值。雪崩光电二极管正常情况下不能作为单光子探测器件用, 只有在特殊的驱动和检测电路配合下, 才可能用来探测单光子。目前，可用的雪崩光电二极有全硅材料的APD和InGaAs/InP异质结APD两种, 由于材料本身性质的不同, 前者只在400nm～1100nm段响应, 而后者可在光通讯窗口1300nm和1550nm响应, 实际的量子通讯只能选后者。

下面我们用用于量子保密通信的1310nm单光子探测器加以具体说明，它主要由三大部分组成：APD偏压生成, APD温度控制以及单光子信号检测。其设计框图如左下图。

2.1 APD偏压生成

由于APD工作在高反向偏压下，我们首先设计了直流稳压电源 (DC voltage) ，产生0～200V可调直流电压，经负载电阻R1后接至稳压二极管D1和三极管T1, D1用于T1导通时对A点电压进行钳位。由于所用的APD (PerkinElmer公司的C30644型号)在常温下的雪崩电压为58V左右，故选择了略低于雪崩电压的钳位电压—56V直流电压作为直流偏压，同时我们也可以通过改变稳压管的型号来改变钳位电压，以满足不同条件下的需要。脉冲发生器 (Pulse generator) 的核心为单稳态电路，常态输出高电平，经限流后驱动T1，使T1导通，A点电位等于D1两端电压加上T1饱和压降。在直流稳压电源输出电压小于56V时，A点电位等于直流稳压电源输出电压。在直流稳压电源输出电压大于56V时，由于D1的稳压作用，A点电位保持为56V。脉冲发生器在输入的同步信号触发(Synchronous trigger input)下，产生一脉宽可调的负脉冲，在脉冲有效期内T1关闭，A点电位等于直流稳压电源输出电压，如此得到高于56V的脉冲电压。

2.2 APD温度控制

对APD冷却，是将APD放入冷却室 (Cooling chamber) 内。冷却室由底座、散热器、半导体致冷器、热沉、温度传感器、泡沫隔热材料等组成，APD固定于热沉上。APD，热沉、半导体致冷器、散热器的相邻表面之间要求热接触良好。半导体致冷器采用二层结构，外形尺寸40mm×40mm×7.5mm，最大端电压17.3V，最大电流3.5A，最大消耗功率60W，最大制冷功率11W，最大温差106_。温度传感器采用Pt100，其信号经微处理器 (Microprocessor) 处理后得到冷却室的当前温度，与所设定的目标温度比较后由程序控制打开或关闭半导体致冷器。

2.3 单光子信号检测

在1310nm单光子探测器中，APD输出的电流信号极其微弱，必须进行高增益放大。U1选用宽带精密运算放大器OPA637, APD输出的电流脉冲信号经U1转换为电压脉冲信号。U2为精密比较器TL3016，其作用为对U1输出的电压脉冲信号进行比较甄别，输出单光子脉冲信号。

3 国内外量子通信的发展概况

量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。目前量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，走向实用化。它的理论首先是由美国哥伦比亚大学S.J.Wiesner提出的，1970年左右他撰写了一篇题为“共轭编码”的论文，文中提出了量子物理至少在原则上可用于完成2项从经典物理学观点看来不可能进行的工作：其一是制造物理学上不可伪造的钞票;另一项就是利用量子态来传送消息的方案。遗憾的是，由于想法过于离奇，他的文章被拒绝刊登，直到1983年才得以在会议上发表。与此时，1979年IBM公司的C.H.Ben2net t和蒙特利尔大学的G.Brassard了解到了Wiesner的观点, 便开始考虑量子密码通信的具体实施办法, 提出了一些早期的方案(如BB84方案)，1989年在IBM公司的研心建立起一个完全能工作的原型样机。自此，量子密码通信的研究引起了人们的广泛兴趣, 并在实践和理论方面均取得重要进展。

1993年，C.H.Bennett提出了量子通信的概念;同年，6位来自不同国家的科学家，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息;接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上。在这个方案中，纠缠态的非定域性起着至关重要的作用。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。

1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”，作为信息载体的光子本身并不被传输。

2001年，中国科学技术大学郭光灿小组在实验中研制成功由氩离子激光泵浦BOB晶体产生的偏振纠缠光子源，输出为两个孪生光子，其纠缠度可从非最大纠缠调至接近最大纠缠。进一步的实验证明，通道的纠缠度决定了通信复杂的程度，即纠缠度越大，通信复杂度越低, 该实验首次演示了量子通信复杂度的特性。2004年初, 德国的EiblM, BourenaneM等人又报道了一个3量子比特纠缠W态的实验实现以及偏振光子3个和4个量子比特纠缠态之间的多方纠缠实验。2004年4月, 郭光灿小组的喻擘等人提出了一种基于腔泄露的量子隐形传态实验方案，并于同年在北京与天津之间成功实现了125公里光纤的点对点的量子密钥分配，解决了量子密码系统的稳定性问题。2005年1月该小组的肖云峰等人又提出了一种基于大失谐腔泄露的原子态的远程量子隐形传态方案。上两种方案都是把原子这个非常优秀的固定比特和光子这个又快又稳健的飞行比特的两个优势结合起来, 其特点是该传输过程具有很高的保真度, 缺点是只影响了传送成功的概率。

2009年，在中国合肥构建了全球首个全通型量子通信网络，实现了全功能运行，并将逐步往产业化的方向发展。它标志着我国的量子通信已经走到了世界的最前沿，也必将会给社会生活的各个方面带来深刻的影响。量子通信的世纪在中国拉开序幕了。

4 量子通信的应用前景