論文の概要: System-Design Optimization of a Single-Transmitter, Single-Fiber QKD-based ITS Communication Link
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.13359v1
- Date: Fri, 09 Oct 2026 10:33:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.537501
- Title: System-Design Optimization of a Single-Transmitter, Single-Fiber QKD-based ITS Communication Link
- Title（参考訳）: 単一送信体QKDを用いたITS通信リンクのシステム設計最適化
- Abstract要約: 我々は,セキュア通信速度(SCR)を秘密鍵生成と古典的輸送の連立支持率として分析する。
帯域幅を350MHzから750MHzに増やすことで、信頼性の高い電子ノイズにもかかわらず、25kmのSCRを24.535Mbpsに向上させることを示す。
これらの結果は、送信機とファイバの共有、量子受信帯域における不要な古典的パワーの制限、使用可能な帯域幅の増加といった統合経路を示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Deploying QKD-based secure communication at scale requires reducing duplicated optical hardware while preserving the rate of protected user data. Earlier studies established the physical feasibility of carrying CV-QKD and classical signals over shared infrastructure, motivating a quantitative comparison between optical hardware savings and the OTP-encrypted rate. We perform this comparison by defining the secure communication rate (SCR) as the rate jointly supported by secret-key generation and classical transport, and using it to optimize a shared discrete-modulation CV-QKD link. The model combines a binomial 64-QAM security bound with a trusted receiver, protocol traffic, spectral leakage - optical power leaking into the quantum receive band - and Raman scattering. At 25 km, the asymptotic model gives an optimized SCR of 12.079 Mbps, compared with 12.095 Mbps for a separated-link reference, while reducing the transmitter and fiber counts from two to one each in the modeled direction. Increasing channel separation suppresses spectral leakage, but the resulting SCR gain diminishes once receiver bandwidth limits the rate. Under the adopted receiver-noise law, increasing the bandwidth budget from 350 to 750 MHz raises the projected 25-km SCR to 24.535 Mbps despite higher trusted electronic noise. For the studied metropolitan link, sharing saves optical resources with little rate loss, while receiver-bandwidth improvements provide greater benefit than further spectral separation. Together, these results suggest an integration path: share the transmitter and fiber, limit unwanted classical power in the quantum receive band, and increase usable receiver bandwidth where the noise budget permits.
- Abstract（参考訳）: QKDベースのセキュアな通信を大規模に展開するには、保護されたユーザデータの保存率を維持しながら、重複した光学ハードウェアを削減する必要がある。
初期の研究では、CV-QKDと古典的なシグナルを共有インフラストラクチャ上で転送する物理的可能性を確立し、光学ハードウェアの保存とOPP暗号化レートの定量的比較を動機付けていた。
本研究では,秘密鍵生成と古典的転送を併用したセキュア通信速度(SCR)を定義し,共有された離散変調CV-QKDリンクを最適化する。
このモデルは、二項64-QAMセキュリティと信頼できる受信機、プロトコルトラフィック、スペクトルリーク、量子受信バンドにリークする光パワー、ラマン散乱を結合する。
25kmで、漸近モデルは12.079 Mbpsの最適化SCRを、分離リンク参照の12.095 Mbpsと比較し、送信機とファイバーの数を2から1に減らした。
チャネル分離の増大はスペクトルリークを抑制するが、受信帯域幅が制限されるとSCRゲインは減少する。
受信-ノイズ法により、350MHzから750MHzまでの帯域幅の予算は、信頼性の高い電子ノイズにもかかわらず、25kmのSCRを24.535Mbpsに引き上げる。
検討した大都市リンクでは、共有は光学資源の損失を少なく抑え、一方、受信帯域幅の改善は、さらなるスペクトル分離よりも大きな利益をもたらす。
これらの結果は、送信機とファイバの共有、量子受信帯域における不要な古典的電力の制限、ノイズ予算が許す帯域幅の増大といった統合経路を示唆している。
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