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振幅・位相および時間情報を用いた３次元光秘匿通信技術の研究開発

利用幅度、相位、时间信息的三维光保密通信技术的研究与开发

基本信息

批准号：
21H04547
负责人：
吉田真人
金额：
$ 26.62万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和４年度は、3次元光秘匿通信のリアルタイム動作の実現に向け、受信部における光注入同期回路の改良を図った。具体的には、様々な構造の半導体レーザ（LD）を局発光源として用いた場合の光位相同期動作の安定性を詳細に評価し、λ/4シフト構造を持たないグレーティング構造を有する分布帰還型LDが最適であることを明らかにした。光注入同期を利用したアナログ回路による高安定な光位相同期動作を実現したことにより、受信部のデジタル信号処理部（DSP）の負荷を大幅に軽減することが期待される。また次年度に実施する波長分割多重（WDM）伝送実験に向け、光周波数コム生成器を利用した多波長光源を構築した。信号のシンボルレートが5 Gbaudであることから、光周波数コムのコム間隔は10 GHzに設定し、10チャネル分以上の光キャリア信号の安定供給を実現した。本年度はさらに、昨年度の設計をもとにFPGA（Field Programmable Gate Array）回路を作製した。具体的には8ビットの乱数列生成器を追加し、それを用いて申請書で提案した2種類の時間拡散回路（方式１：ダミー信号を利用する方式、方式２：ダミー信号は用いず、暗号化データの順序を時間軸上で入れ替える）を既存のFPGA回路へインストールした。方式１は回路内で生成したメイン信号とダミー信号を加算するだけであるため、この信号処理に伴う時間遅延の増加はなかった。一方、方式2は生成した暗号信号を一度FPGA内のメモリに蓄え、時間軸上で入れ替え作業を行った後に出力する手順となるため、その処理時間に約5 μsの遅延が生じた。しかし、数μsの遅延は暗号通信においては大きな影響はなく、実用上問題ないと判断した。いずれの方式においても、送信部における暗号化と受信部における復号化の正常動作を確認した。

In order to improve the synchronization circuit of optical communication, the operation of optical communication in the fourth year and the operation of optical communication in the third dimension are improved. Detailed evaluation of stability of optical phase synchronization in case of partial light source and partial light source in case of partial light source and partial light source The load of the signal processing unit (DSP) of the signal receiving unit is greatly reduced due to the high stability of the optical phase synchronization operation in the optical injection synchronization circuit. In the next year, wavelength division multiplexing (WDM) transmission is implemented, and optical cycle number generator is constructed by using multi-wavelength light source. The stable supply of the signal is realized when the signal frequency is set to 5 Gbaud, the optical frequency is set to 10 GHz, and the optical frequency is set to 10 GHz or more. This year's FPGA (Field Programmable Gate Array) loop design is different from yesterday's. Specifically, the 8-bit random array generator is added and used in the application. There are 2 types of time dispersion loops (Method 1: Use of the signal, Method 2: Use of the signal, Use of the sequence of the signal, and Replacement on the Timeline). There are existing FPGA loops. Mode 1: Signal generation and signal processing with time delay In one way, the method 2 generates a secret signal, stores it in the FPGA, and processes it in the Timeline for about 5 μs. The number of μs of delay in the communication is large, and the problem of use is judged. In the middle of the way, the transmission department, the signal, the reception department, the normal operation, the confirmation.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Demodulation Performance Comparison of 160 Gbaud Coherent Nyquist Pulse Signal with Analog and Digital DEMUX Schemes

160 Gbaud 相干奈奎斯特脉冲信号与模拟和数字 DEMUX 方案的解调性能比较

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masato Yoshida;Kosuke Kimura;Keisuke Kasai;Toshihiko Hirooka;and Masataka Nakazawa
通讯作者：
and Masataka Nakazawa

Demodulation performance comparison of high-speed coherent Nyquist pulse signal with analog and digital demultiplexing schemes

高速相干奈奎斯特脉冲信号与模拟和数字解复用方案的解调性能比较

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
IEICE Transactions on Communications
影响因子：
0.7
作者：
Masato Yoshida;Kosuke Kimura;Toshihiko Hirooka;Keisuke Kasai;and Masataka Nakazawa
通讯作者：
and Masataka Nakazawa

Experimental and Numerical Analysis of Ultrahigh-Speed Coherent Nyquist Pulse Transmission with Low-Nonlinearity Dispersion Compensator

低非线性色散补偿器超高速相干奈奎斯特脉冲传输的实验与数值分析

DOI：
10.1587/transcom.2021ebp3178
发表时间：
2022
期刊：
IEICE Transactions on Communications
影响因子：
0.7
作者：
Kosuke Kimura;Masato Yoshida;Keisuke Kasai;Toshihiko Hirooka and Masataka Nakazawa
通讯作者：
Toshihiko Hirooka and Masataka Nakazawa

アナログおよびデジタルDEMUX方式による160 Gbaudコヒーレント光ナイキストパルス信号の復調特性の比較

使用模拟和数字 DEMUX 方法比较 160 Gbaud 相干光奈奎斯特脉冲信号的解调特性