自“宽带中国”战略实施,宽带通信已进入千兆入户、百G骨干网络时代,全国已基本实现光纤通信代替同轴线缆通信。在光纤快速通信时代背景下,对信息的安全性提出了更高要求。混沌激光密钥分发作为一种物理层安全的密钥分发方案,因具有高速率、长距离、与现有通信系统兼容等优势而受到关注。在基于混沌同步的密钥分发方案中,为保证信息传输的准确性,需采用双阈值量化的方式生成密钥。但到目前为止,通过双阈值量化生成密钥仍需要采样后离线处理,对密钥分发的实用化带来阻碍。针对上述问题,本论文设计了鲁棒的实时双阈值量化模块,解决现有密钥分发方案中,生成密钥需离线后处理的问题,具体工作及结果如下:（1）根据设计目标对电压比较器、偏置器、D触发器进行选型,搭建了一对离散系统完成双阈值量化工作。测试得到该离散系统响应带宽为3 GHz,混沌信号输入幅值的标准偏差最低为55 m V。由于器件的不一致性,在这一对双阈值量化模块量化相同信号情况下,得到最低误码率为1.525×10-4,保留率为0.17,速率为500 Mbit/s的密钥。同时测试得到1 m V阈值调节精度的区间。之后研究了信号同步性对器件量化误码的影响,得到最低相关性0.957的混沌信号在满足HD-FEC标准下,500 Mbit/s量化速率的密钥,在同步性为0.965时,量化得到的密钥达到1 Gbit/s的设计目标。（2）设计并制板得到了一对集成的双阈值量化模块,文章介绍了模块设计过程及注意事项,并对设计完成的集成双阈值量化模块的外观及接口作出详细说明。之后对集成双阈值量化模块的性能进行了测试,得到该集成模块响应带宽为3 GHz,信号输入幅值的标准偏差最低为53 m V,在使用相同信号对两个集成模块测试时得到最低误码率为9.08×10-5,生成速率最低为606 Mbit/s,同时测试得到1 m V的阈值调节精度。在测量同步性的影响时得到同步性为0.962时,量化速率为1 Gbit/s的密钥。