2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on optical fiber communication of the physical cipher beyond the Shannon limit
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15K13991
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
二見 史生 玉川大学, 量子情報科学研究所, 教授 (20417695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相馬 正宜 玉川大学, 工学部, 教授 (70384716)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | シャノン限界 / 物理暗号 / 光ファイバ通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，暗号学の基本的な限界であるシャノン限界を超越可能な物理暗号を実現し，その暗号通信応用を検証することを目的とした。検証に向け，物理暗号用の送信器・受信器，通信方式，および光ファイバ通信実験の3つの研究テーマを設定し，平成27年度は，物理暗号用の送信器・受信器と通信方式について研究した。具体的には，物理暗号用の送信器・受信器に関しては，求められる変調帯域，駆動回路などの要件を検討し，一般化コヒーレント・パルス位置変調を用いても，大容量通信を実現できる条件を導出した。更に，送信器・受信器を実現するための光回路部品や駆動回路用電子部品を設計した。通信方式については，一般化コヒーレント・パルス位置変調信号光の光ファイバ伝搬特性を数値解析するシミュレータを立ち上げた。この数値解析シミュレータを用いて光ファイバ伝送後の信号光の時間波形，光スペクトルなどを解析し，長距離伝送に適した光ファイバの群速度分散，非線形係数，伝搬損失などのパラメータや，伝送路に設置する光ファイバ増幅器の利得，雑音指数などのパラメータを検討し，シミュレーションでは100km以上の長距離伝送を実現できることが分かった。平成28年度は，変調器など各光部品レベルでの動作検証および特性評価を実施した後，駆動用回路を作製し各光部品を結合し，送信器・受信器を作製し，動作検証並びに特性評価を行った。続いて，光ファイバ増幅器と光ファイバを接続した光ファイバ伝送路を構築し，送信器・受信器を組み込み，光ファイバ通信実験用の光ファイバ通信システムを完成させた。光ファイバ伝送路のパラメータを実験測定後，40km中継で合計120kmの光ファイバ通信を実施した。
以上の成果は，次年度の研究開発を推進する為に重要であるばかりでなく，シャノン限界を超える一般化物理暗号の通信応用の研究進展に大きく寄与する。
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