ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧА НА ОСНОВЕ ПРОТОКОЛА B92
Аннотация
Исследовано влияние параметров функциональных элементов на энергетические, временные и вероятностные характеристики системы квантового распределения ключа (КРК) на основе протокола B92. Построены зависимости вероятности записи правильного и ошибочного битов в сырую квантовую ключевую последовательность от длины волокон- но-оптической линии связи (ВОЛС) и использовании 4-х типов лазеров (EML, DFB, VCSEL, FP) и фотоприёмных модулей (id201; id210; id220; id230). Установлено, что, изменения вероятности записи правильного бита в сырую квантовую ключевую последовательность значительно более весомы, чем изменения вероятности записи ошибочного бита (50,9 раза против 3,3 раза при ширине спектра лазера 80 пм и изменении протяжённости ВОЛС с 10 до 100 км). Это связано с тем, что с ростом протяжённости ВОЛС резко растёт веро- ятность отсутствия регистрации на приёмной станции фотонов или импульсов темново- го тока (ИТТ). Числовой материал указывает на прямую пропорциональную зависимость вероятности записи ошибочного бита от частоты генерации шумовых импульсов одно- фотонных лавинных фотодиодов (ОЛФД). Так, при увеличении частоты появления ИТТ в 60 раз (с 100 до 6000 Гц) вероятность записи ошибочного бита также увеличивается в 60 раз (например, при длине ВОЛС 100 км – 6,39 против 383,3). Установлено, что средне- квадратичное отклонение (СКО) времени задержки фотона прямо пропорционально длине ВОЛС и ширине спектра лазера. При ширине спектра лазера 10 пм и увеличении длины ВОЛС с 10 до 100 км (в 10 раз) среднеквадратичное отклонение времени задержки фотона также увеличивается в 10 раз (с 4,16 до 41,6 пс). Для достижения наилучших характери- стик системы КРК в целом целесообразно использование лазера с минимальной шириной спектра излучения, например, EML-лазера. Однако EML-лазеры считаются самыми слож- ными и дорогостоящими из рассмотренных типов лазеров, поэтому использование EML-лазеров значительно повышает стоимость всей системы КРК.
