New-Tech Magazine | May 2022 | Special Edition

הקוהרנטיות של האות האופטי, שנגזר מהתכונות הפיסיקליות של הלייזר המשדר. ניתן בקלות לתכנן מפתח שידרוש זמן פיצוח ארוך בהרבה מזמן הקוהרנטיות , ולכן ברמה התיאורטית, גם אם יתגלה לבסוף המפתח, הוא יופעל על אות שחדל להיות קוהרנטי ולכן לא ניתן לגילוי (מעט מדי ומאוחר מידי). הוכחת היתכנות שיטת ההצפנה המובאת כאן הוכחה במספר רמות: תיאורטית, בעזרת סימולציות, ובעזרת הדגמות מעבדתיות במתארים שונים. באיורים הבאים מוצג מערך הניסוי שבעזרתו הוכחה השיטה, ומוצגות מספר תוצאות והשוואות כמותיות של האות המוצפן, כפי שמפוענח על ידי המשתמש המורשה לעומת ניסיונות פיענוח ״כושלים״ של משתמשים בלתי מורשים. מוצגת מערכת תקשורת אופטית 1 באיור קוהרנטית ״קלאסית״ עם השינויים הבאים: בצד השידור (צד שמאל של איור ) מקור האור אינו לייזר רגיל אלא לייזר 1 פולסים קצרים בעל אופנים מרובים נעולי מופע אופטי ) MSL ( mode - locked semiconductor laser בנוסף, לאחר מאפנן המידע נוסף מצפין פזה ) SLM ( spatial light modulator אופטית מסוג מוצג 1 בתת-איור הפנימי העליון של איור הספקטרום האופטי כפי שנמדד במוצא ה- . בתת-איור הפנימי התחתון של איור SLM מוצג הספקטרום המשודר לאחר ביצוע 1 ההסתרה האופטית. ניתן להבחין בעקום פליטה של מגבר ארביום קלאסי, כאשר האות המאופנן ״מבצבץ קלות״ במרכז הספקטרום. בצד הקליטה (צד ימין של ), לפני ביצוע הפעולות הרגילות של 1 איור המקלט הקוהרנטי, מבוצע פיענוח אופטי של ההצפנה בעזרת המפתח האופטי שנמצא SLM בידי המאזין המורשה, על ידי רכיב זהה למצפין שבצד השידור. לאחר שלב הפיענוח האופטי מבוצע במקלט סיכום קוהרנטי של כל האופנים האופטיים (שעל גביהם נישא המידע), וכתוצאה מהסיכום הקוהרנטי מוגבר האות מעל הרעש וניתן לגילוי בעזרת המקלט ה״קלאסי״. נתן לראות השוואה כמותית 2 באיור של איכות האות המתגלה במקלט (יחס ) כפונקציה של y אות לרעש חשמלי בציר ״הטמנת״ האות המוצפן (יחס אות לרעש מוצג 2 ). בתת-איור x אופטי השלילי בציר

מערכת הצפנה והסתרה של תקשורת אופטית קוהרנטית :1 תמונה «

הספקטרום האופטי כפי שנמדד במקלט. מוצגת השוואה של המקלט המורשה לעומת המקלט הבלתי-מורשה. לדוגמא, כאשר ה- ) המקלט המורשה -7 dB השלילי הוא ( OSNR ) שמספיק +5.5 dB של ( SNR מצליח להפיק עבור פיענוח האות. לעומת זאת, המקלט

הבלתי-מורשה מצליח באותם תנאים ) בלבד, שכמובן אינם -4 dB של ( SNR להפיק מספיקים עבור פיענוח המידע. ) BER ( bit error ratio מוצג ה- 3 לסיום, באיור , ומוצגת דיאגרמת OSNR כפונקציה של ה- הסימבולים של המפענח המורשה (מימין)

ניתוח כמותי של איכות האות המפוענח על ידי המשתמש המורשה :2 תמונה « לעומת המשתמש הבלתי-מורשה.

New-Tech Magazine l 46