2019 Fiscal Year Research-status Report
超多値変調を用いた物理暗号によるセキュア光無線通信の研究
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19K04397
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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) |
谷澤 健 玉川大学, 量子情報科学研究所, 准教授 (10709489)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | セキュア通信 / 物理暗号 / 光無線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、雑音によるマスキング効果を利用して高い安全性を実現する物理暗号を光無線通信に適用し、高い安全性と低遅延性を両立するセキュア光無線通信方式を検証することを目的としている。検証に向け、光ファイバと空間を相互変換する全光型アンテナ、安全性向上・低遅延性、セキュア光無線通信方式の三つを課題設定した。全光型アンテナは電子回路を介在せずに光のまま変換することを特徴とする光アンテナで、広帯域性、低遅延性、プロトコル無依存性など光通信の特徴を活用できる。
本年度は、全光型アンテナの研究を実施した。応用形態として光ファイバ通信との接続性を重視し、光ファイバ通信で広く用いられる光ファイバ伝搬の損失が小さい波長1.55μm帯の光で動作すること、また、通信距離は50m程度を目標とした。ビーム広がりから受光レンズの所要径を導き、通信距離延伸への可能性も残し、直径50mmとした。このレンズを組み込んだ全光型アンテナの入出力特性を評価した。評価には、1.5Gb/sの強度変調で生成した4096値の多値変調のコヒーレント光で、雑音マスキングにより高い安全性を実現する物理暗号信号を用いた。二つの全光型アンテナを向かい合わせた構成の評価系で物理暗号信号パワーを光パワーメーターで測定した。過剰損失が残っているものの、物理暗号信号の波長を調整し波長1.55μm帯において光ファイバと空間を相互変換できること、同時に双方向に暗号信号を入力して動作することを検証した。研究成果は、論文誌、ワークショップ、国際会議などで発信している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書スケジュールの通り、通信距離50m程度で動作する物理暗号通信用の全光型アンテナを実証した。実験評価の結果、過剰損失が発生していることが分かったが、原因は解明した。過剰損失があっても光増幅器を用いて暗号通信特性劣化を回避することができるが、損失低減が筋の良い策なので、光学部品の再検討し損失低減を図る。
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| Strategy for Future Research Activity |
光部品を再選定し全光型アンテナで発生した過剰損失の低減を図る。その後、申請書スケジュールに記載の通り研究を推進する。まずは、正規通信者が誤りなく通信できるかビット誤り率を評価する。続いて、安全性評価や低遅延性の実験評価を実施し、超多値変調を用いた物理暗号によるセキュア光無線通信の実証に向け研究を進める。
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| Causes of Carryover |
研究の過程で効率的な実験方法が見つかり所要部品の低減が可能だったため、および、一部の成果発表の時期が計画からずれ込み次年度に繰り越すことになったため、差額が生じた。生じた差額は、次年度、想定外に発生した過剰損失の低減部品の調達と繰り越した成果発表の経費に使用する。
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