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产品拆解05：量子通信
“ 光量子交换设备用于实现量子信道时分复用，是量子密钥分发网络组网的重要产品。”
光量子交换机系列产品包括两种不同类型的光量子交换设备：矩阵型光量子交换机和全通型光量子交换机：
矩阵型光量子交换机采用交叉式光纤链路交换，该类型的光量子交换机多用于量子密钥中继内部，实现密钥分发终端的扩容与备份；
全通型光量子交换机支持最多达16通道光纤链路连接，每个通道与其他通道间均可实现互连，适用于多用户量子保密通信局域网络或城域网络。
关键特性
高性能指标：采用机械式光开关，插入损耗低，通道间隔离度高
高度集成化：光开关阵列模块化设计，生产工艺稳定可靠
典型应用
产品分类
按光路切换类型和端口数量可分为16口全通型（QOS-AT1）、8口全通型（QOS-AT2）、4×8矩阵型（QOS-MT1）和2×24矩阵型（QOS-MT4）。
全通型光量子交换机实现所有光端口两两互连，矩阵型光量子交换机实现内外光端口互连。
1.时分复用TDM：是一种通过在传输线的每一端的同步开关在公共信号路径上发送和接收独立信号的技术，使得每一个信号仅以交替模式出现在线路上的一小部分时间。TDM是一种数字（或很少是模拟）多路复用技术，其中两个或多个比特流或信号作为子信道在一个通信信道中同时传输，但在物理上轮流在信道上传输。将时域划分为若干固定长度的周期时隙，每个时隙对应一个子信道。在时隙1期间传送子信道1的样本字节或数据块，在时隙2期间传送子信道2，等等。一个TDM帧包括每个子信道一个时隙加上同步信道，有时在同步之前包括纠错信道。在最后一个子信道、纠错和同步之后，循环以新帧重新开始，从来自子信道1的第二个样本、字节或数据块开始，等等。
通俗来讲：时分复用技术（time-division multiplexing, TDM）是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。这种技术可以在同一个信道上传输多路信号。
2.波分复用（WDM）：是一种通过使用不同波长（即颜色）的激光将多个光载波信号复用到一根光纤上的技术。该技术能够在一根光纤上进行双向通信，并实现容量的倍增。作为一种模拟过程，波分复用（WDM）基于一个众所周知的概念，即频分复用（FDM）。利用该技术，将一个信道的带宽划分为多个信道，每个信道占用一部分较大的频谱。在WDM网络中，每个信道都被称为波长。之所以使用这个名称，是因为每个信道以不同的频率和不同的光波长工作。光纤上的波长被未使用的光谱分开。这种做法使波长彼此分离，有助于防止它们相互干扰。这种想法被称为通道间距，或者简称为间距。
3.波分复用和时分复用的特点：WDM具有高传输容量，可以节省光纤资源。对于单波长光纤系统，需要使用一对光纤来接收和发送一个信号，而WDM系统，无论等待传输多少个信号，只需要一对光纤。波分复用（WDM）对各种业务信号都是透明的，能够传输不同种类的信号，然后对其进行复合和分解。波分复用（WDM）作为一种最佳的扩容方式，可以不使用大量的光纤或高速网络设备，而只通过改变交换机和增加一个波长来引入各种业务或扩容。利用光分插复用器（OADM）和光交叉连接（OXC），WDM可以构成高灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络。TDM是为实现大容量、高速传输而设计的。TDM能够采用非线性孤子传输等有用技术，消除高速传输中的色散效应。同时，TDM能够消除电子器件的速率效应，实现单波长的高速传输。TDM作为一种有效的光复用方式，可以充分利用频谱资源，大大提高频谱带宽的利用率。与波分复用不同，时分复用不受光纤非线性效应的限制，有效地利用了光波长，可以在不同距离、不同容量的网络中工作。尽管还不成熟，TDM是一种比WDM更长期的技术。
4.波分复用与时分复用的区别：TDM和WDM是将多个信号复用到一个载波中的两种方法。多路复用是将多个信号组合成一个信号的过程，这样每个单独的信号都可以在目的地检索。由于多个信号占用信道，它们需要以某种方式共享资源。波分复用和时分复用的主要区别在于它们如何划分信道。WDM将信道划分为两个或多个不重叠的波长范围，TDM以交替的方式将特定的时间周期划分和分配给每个信道。由于这个事实，我们可以说，对于TDM，每个信号使用所有带宽和一些时间，而对于WDM，每个信号使用一小部分带宽和所有时间。TDM通过动态地为需要更多带宽的信号分配更多的时间周期，同时将时间周期减少到不需要带宽的信号，提供了更大的灵活性和效率。WDM缺乏这种灵活性，因为它不能动态地改变所分配波长的宽度。与TDM相比，WDM具有更好的延迟。延迟是数据到达目的地所需的时间。由于TDM分配时间段，在给定的时间内，只有一个信道可以传输数据，并且一些数据通常会延迟，尽管它通常仅以毫秒为单位。由于波分复用（WDM）中的信道可以在任何时候进行传输，因此它们的延迟比TDM要低得多。波分复用（WDM）通常用于延迟是最高优先级的应用程序，例如那些需要实时信息的应用程序。
5.波分复用与时分复用的关系：WDM和TDM都是超高速传输技术。TDM消除了电子器件的速度限制，不受光纤非线性效应的限制，实现了单波长的高速传输，但目前仍处于研发阶段。波分复用（WDM）技术是一种非常成熟的技术，在通信网络中得到了广泛的应用，但其复用波长和传输性能受到光纤非线性效应的限制。从长远来看，WDM和TDM可以在传输网络中同时使用和共存。我们可以使用TDM高速信道连接由WDM组成的子网，从而构建一个更大的光传输网络。在子网中，WDM可以显著提高网络的灵活性和可靠性。同时，TDM是实现高速大容量传输的有效手段。
6.二者对比的结论：波分复用（WDM）作为一种成熟的大容量光传输技术，已经在网络中得到了广泛的应用。它具有透明性、可重构性和良好的网络生存性等优点。未来的WDM光网络将朝着基于光波长路由和交换的灵活组网方向发展，具有快速恢复和重构网络的能力，在未来的光传输网络中将发挥主要作用。TDM作为一种非常有效的复用技术，可以充分利用频谱资源，消除由于非线性效应对WDM系统的一些限制。近年来，TDM在研究领域取得了很大的进展，但还不够成熟。简单地说，波分复用和时分复用作为光复用技术各有利弊。随着相关研究的不断深入，WDM和TDM可以结合起来广泛应用于超高速传输网络中。
7.机械光开关：光纤通信系统中，光开关主要用于光路中实现光信号的物理切换或其他逻辑操作，多用于光交叉连接技术中作为切换光路的关键器件。光开关在光纤通信系统中有着广泛的应用，其实现技术多种多样，包括：机械光开关、热光开关、声光开关、电光开关、磁光开关、液晶光开关和MEMS光开关，等等。其中机械光开关和MEMS光开关是目前应用较为广泛的两种光开关。机械光开关的工作原理是借助机械装置物理地移动光纤来重定向光信号。通过移动棱镜或定向耦合器，将输入端的光导向所需要输出的端口。机械式光开关分主要有3种类型：一是采用棱镜切换光路技术，二是采用反射镜切换技术，三是通过移动光纤切换光路。MEMS光开关是 基 于 微 机 电 系 统（micro-electro-mechanical system），采用光学微镜或光学魏镜阵列来改变光束的传播方向实现光路的切换。MEMS光开关原理十分简单，当进行光交换时，通过静电力或磁电力的驱动，移动或改变MEMS微镜的角度，把输入光切换到光开关的不同输出端以实现光路的切换及通断。
8.以太网：以太网是一种计算机局域网技术，是目前应用最普遍的局域网技术。以太网有两类：第一类是经典以太网，经典以太网用一个长电缆蜿蜒围绕着建筑物，这根电缆连接着所有的计算机。以太网的每个版本都有电缆的最大长度限制这个范围内的信号可以正常传播，超过这个范围信号将无法传播。为了允许建设更大的网络，可以用中继器把多条电缆连接起来。中继器是一个物理层设备，它能接收、放大并在两个方向上重发信号。第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。以太网的发展很快，从单根长电缆的典型以太网结构开始演变。单根电缆存在的问题，比如找出断裂或者松动位置等连接相关的问题，驱使人们开发出一种不同类型的布线模式。
9.串口:串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口 （Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。
与并口区别:串口形容一下就是一条车道，而并口就是有8个车道同一时刻能传送8位（一个字节）数据。但是并不是说并口快，由于8位通道之间的互相干扰（串扰），传输时速度就受到了限制，传输容易出错。串口没有互相干扰。并口同时发送的数据量大，但要比串口慢。
相关链接：
http://www.quantum-info.com/product/networking/107.html
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