論文の概要: High Rate CV-QKD Secured Mobile WDM Fronthaul for Dense 5G Radio Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.04360v1
• Date: Fri, 9 Apr 2021 13:44:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 07:55:15.280812
• Title: High Rate CV-QKD Secured Mobile WDM Fronthaul for Dense 5G Radio Networks
• Title（参考訳）: 高速CV-QKDによる高密度5G無線ネットワーク用モバイルWDMフロントホール
• Authors: Dinka Milovan\v{c}ev, Nemanja Voki\'c, Fabian Laudenbach, Christoph Pacher, Hannes H\"ubel, and Bernhard Schrenk (AIT Austrian Institute of Technology)
• Abstract要約: 量子鍵分布(CV-QKD)システムは、5Gモバイルフロントホールリンクのフレームワークで実験的に実証された。 フロントホールリンクリーチ13.2kmのファイバー伝送において、ショットノイズユニットの0.1%から0.5%の低い余剰ノイズが得られる。 量子信号と古典信号の両方のCバンドにおける合同信号伝送が成功裏に実証された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A coherent transmission methodology for a continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) system based on quantum-heterodyne measurement through a coherent intradyne receiver is experimentally demonstrated in the framework of 5G mobile fronthaul links. Continuous optical carrier synchronization is obtained through training information, which is multiplexing to the quantum signal as pilot tone in both, frequency and polarization. Spectral tailoring by means of optical carrier suppression and single-sideband modulation is adopted to simultaneously mitigate crosstalk into the quantum channel and self-interference for the pilot tone, thus allowing for a high signal-to-noise ratio for this training signal. Frequency offset correction and optical phase estimation for the free-running local oscillator of the receiver is accurately performed and guarantees low-noise quantum signal reception at high symbol rates of 250 MHz and 500 MHz with additional Nyquist pulse shaping. A low excess noise in the order of 0.1% to 0.5% of shot-noise units is obtained for fiber-based transmission over a fronthaul link reach of 13.2 km. Moreover, co-existence with 11 carrier-grade classical signals is experimentally investigated. Joint signal transmission in the C-band of both, quantum signal and classical signals, is successfully demonstrated. Secure-key rates of 18 and 10 Mb/s are obtained under strict security assumptions, where Eve has control of the receiver noise, for a dark and a lit fiber link, respectively. Moreover, rates of 85 and 72 Mb/s are resulting for a trusted receiver scenario. These secure-key rates are well addressing the requirements for time-shared CV-QKD system in densified 5G radio access networks with cloud-based processing.
• Abstract（参考訳）: コヒーレントイントラダイン受信機による量子ヘテロダイン測定に基づく連続可変量子鍵分布(CV-QKD)システムのコヒーレント伝送手法を5Gモバイルフロントホールリンクの枠組みで実験的に実証した。 連続光キャリア同期は、周波数と偏波の両方においてパイロットトーンとして量子信号に多重化されるトレーニング情報を介して得られる。 光キャリア抑制とシングルサイドバンド変調によるスペクトル調整を採用し、量子チャネルへのクロストークの緩和とパイロットトーンの自己干渉を同時に行うことにより、このトレーニング信号に対して高い信号対雑音比を実現する。 受信機の自由動作ローカル発振器の周波数オフセット補正と光位相推定を正確に行い、Nyquistパルス整形による250MHzおよび500MHzの高信号レートで低雑音量子信号受信を保証する。 フロントホールリンクリーチ13.2kmのファイバー伝送において、ショットノイズユニットの0.1%から0.5%の低い余剰ノイズが得られる。 さらに,11キャリアグレードの古典信号との共存を実験的に検討した。 量子信号と古典信号の両方のcバンドにおける合同信号伝送の実証に成功した。 秘密鍵レート18と10Mb/sは、Eveがそれぞれ暗黒および光ファイバーリンクに対して受信音の制御を行う厳密なセキュリティ前提の下で得られる。 さらに、85Mb/sと72Mb/sのレートは、信頼できる受信機シナリオをもたらす。 これらのセキュアキーレートは、クラウドベースの処理を伴う高密度5g無線アクセスネットワークにおける時間共有cv-qkdシステムの要件を十分に満たしている。

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