JP2005295018A - Information communication method by interference control, and its apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in the conventional information communication that one can listen in by taking a light beam out of an optical fiber in principle, even if the light beam passing over the optical fiber is encrypted. <P>SOLUTION: A first beam splitter splits a light beam emitted from a light source into two beams, an optical switch is mounted on one light beam, a signal for controlling the optical switch is a transmission signal, the other light bema passes through a delay line, a second beam splitter combines the split one light beam with the other light beam, a transmitter transmits the result, a second beam splitter in a receiver separates the combined and transmitted light beam, a second optical switch samples one light beam, a third optical switch samples the other light beam which is then passes through a delay line, a fourth beam splitter makes the one light interfere with the other light beam, a first and second detectors detect their respective interferes, a receiver unit operates with the detected signals to transmit/receive information, thus constituting an information communication method and its apparatus by the interference control. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、盗聴が不可能な干渉制御による情報通信方法及びその装置に係り、特に、光の干渉をコントロールし、このコントロール信号を送信信号とするようにした干渉制御による情報通信方法及びその装置に関するものである。   The present invention relates to an information communication method and apparatus using interference control that cannot be wiretapped, and more particularly to an information communication method and apparatus using interference control in which optical interference is controlled and this control signal is used as a transmission signal. It is about.

従来、情報通信システムとしては、光ファイバーを通して、光ビームを変調するようにした光変調通信が提案されている。   Conventionally, as an information communication system, there has been proposed light modulation communication in which a light beam is modulated through an optical fiber.

しかしながら、従来のこのような情報通信では、光ファイバーから光ビームを取り出すことにより、原理的に盗聴することができ、又、光ファイバーを通過する光ビームを暗号化しても、盗聴を防ぐことができないという問題があった。そこで、盗聴を防ぐために、干渉を制御する発明を提案したが、この発明では、2経路が必要であった。
特願2003−409879
However, in such conventional information communication, it is possible to eavesdrop in principle by taking out the light beam from the optical fiber, and it is impossible to prevent eavesdropping even if the light beam passing through the optical fiber is encrypted. There was a problem. Therefore, in order to prevent eavesdropping, an invention for controlling interference has been proposed, but in this invention, two routes are required.
Japanese Patent Application No. 2003-409879

解決しようとする問題点は、従来の通信方法では、原理的に盗聴することができる点であり、改良された発明では、2経路が必要となる。   The problem to be solved is that in the conventional communication method, eavesdropping can be performed in principle, and in the improved invention, two paths are required.

本発明では、光源から照射された光ビームを第1のビームスプリッターで2つに分け、一方の光ビームに光スイッチを装着し、この光スイッチを制御する信号を送信信号とし、又、他方の光ビームを遅延ラインを通し、2つに分けた一方と他方の光ビームを第2のビームスプリッターで合わせて送信装置で送信し、受信装置では、合わせて送信された光ビームを第2のビームスプリッターで分離し、一方の光ビームを第2の光スイッチでサンプリングし、他方の光ビームを第3のスイッチでサンプリングするとともに遅延ラインを通し、一方の光ビームと他方の光ビームを第4のビームスプリッターで干渉させて、第1、第2の検出器でそれぞれの干渉を検出し、検出した信号で受信器を動作して、情報を送受信するようにした干渉制御による情報通信方法及びその装置である。   In the present invention, a light beam emitted from a light source is divided into two by a first beam splitter, an optical switch is attached to one of the light beams, a signal for controlling this optical switch is used as a transmission signal, and the other The light beam is passed through the delay line, and the one divided into the two and the other light beam are combined by the second beam splitter and transmitted by the transmitting device, and the receiving device transmits the combined light beam transmitted to the second beam. One light beam is sampled by the second optical switch, the other light beam is sampled by the third switch and passed through the delay line, and the one light beam and the other light beam are separated by the fourth optical switch. According to interference control in which interference is performed by a beam splitter, each interference is detected by the first and second detectors, and the receiver is operated with the detected signals to transmit and receive information. The information communication method and apparatus.

本発明の干渉制御による情報通信方法及び装置では、光ビームを取り出した場合は、受信機の検出器で干渉が崩れてしまい、受信信号を受信することができないので、盗聴がされていることをすぐに確認することができ、一方、盗聴者も信号を復元できないので、盗聴されることがないという利点がある。   In the information communication method and apparatus according to the interference control of the present invention, when the light beam is extracted, the interference is destroyed by the detector of the receiver and the received signal cannot be received. There is an advantage that the eavesdropper cannot be eavesdropped because the eavesdropper cannot restore the signal immediately.

図1は本発明の実施例の干渉制御による情報通信方法及び装置を説明するための送信装置の構成図で、光ビームを照射する光源1から照射された光ビーム2は、ハーフミラーからなる第1のビームスプリッター3で2つの光ビーム2a、2bに分けられ、第1の光ビーム2aは、遮断したり、通過させたりすることができるようにオン・オフされる光スイッチ4に入力され、この光スイッチ4をオン・オフする送信機5が光スイッチ4に接続され、光スイッチ4を通過した光ビーム2aは第1の通路を通って第2のビームスプリッター6に送られ、一方、第1のビームスプリッター3で分けられた第2の光ビーム2bは第1の遅延ライン7を通過して第2のビームスプリッター6に送られ、この第2のビームスプリッター6で第1の光ビーム2aと第2の光ビーム2bが合わされ送信されるように送信装置8が構成される。   FIG. 1 is a block diagram of a transmitting apparatus for explaining an information communication method and apparatus based on interference control according to an embodiment of the present invention. A light beam 2 emitted from a light source 1 that emits a light beam is a half mirror. The first light beam 2a is divided into two light beams 2a and 2b by one beam splitter 3, and the first light beam 2a is input to an optical switch 4 which is turned on / off so that it can be blocked or passed, A transmitter 5 for turning on / off the optical switch 4 is connected to the optical switch 4, and the light beam 2a that has passed through the optical switch 4 is sent to the second beam splitter 6 through the first path, The second light beam 2 b divided by the first beam splitter 3 passes through the first delay line 7 and is sent to the second beam splitter 6, and the first light beam is transmitted by the second beam splitter 6. Transmission device 8 is configured as a second light beam 2b is transmitted is combined.

図2は本発明の実施例の干渉制御による情報通信方法及び装置を説明するための受信装置の構成図で、送信装置8から送信された第1、第2の光ビーム2a、2bが合わされた光ビームは第3のビームスプリッター9で第1、第2の光ビーム2a、2bに分けられ、第1の光ビーム2aは第2の光スイッチ10に入力されて、第1のサンプリング装置11からの信号でサンプリングされて遅延ライン12を通過して、第2の光ビーム2bとの遅延差が解消されて第4のビームスプリッター13に送られ、又、第3のビームスプリッター9で分離された第2の光ビーム2bは第3の光スイッチ14に入力されて、第2のサンプリング装置15からの信号でサンプリングされ、第4のビームスプリッター13に送られ、この第4のビームスプリッター13で第1、第2の光ビーム2a、2bの干渉が取られ、この干渉は第1の検出器16及び第2の検出器17で検出され、第1の検出器16及び第2の検出器17で検出された信号は受信機18に入力されるようにした受信装置19が構成される。   FIG. 2 is a block diagram of a receiving apparatus for explaining an information communication method and apparatus using interference control according to an embodiment of the present invention. The first and second light beams 2a and 2b transmitted from the transmitting apparatus 8 are combined. The light beam is divided into first and second light beams 2 a and 2 b by the third beam splitter 9, and the first light beam 2 a is input to the second optical switch 10 and is output from the first sampling device 11. The signal is sampled and passed through the delay line 12, the delay difference from the second light beam 2 b is eliminated and sent to the fourth beam splitter 13, and further separated by the third beam splitter 9. The second light beam 2 b is input to the third optical switch 14, sampled with a signal from the second sampling device 15, and sent to the fourth beam splitter 13, and this fourth beam splitting is performed. −13, the interference of the first and second light beams 2a and 2b is taken, and this interference is detected by the first detector 16 and the second detector 17, and the first detector 16 and the second detector The signal detected by the detector 17 is configured as a receiving device 19 that is input to the receiver 18.

このように構成した本実施例の干渉制御による情報通信方法及び装置では、光源1から第1のビームスプリッター2で分けられた第1の光ビーム2aは第1のスイッチ4に入力されて、送信機5からの信号でオン・オフされて第2のビームスプリッター6に入力され、又、第2の光ビーム2bが第2の遅延ライン12を通過して第2のビームスプリッター7に送られると、2つの信号は合わされて受信装置19に入力され、受信装置19では、送信された光ビームをそれぞれ第1の光ビーム2a、第2の光ビーム2bに分離してそれぞれ第1、第2のサンプリング装置11、15によりそれぞれサンプリングされ、第1の光ビーム2aは遅延ライン12を通過して第2の光ビーム2bとの遅延差が解消され、こ第1、第2の光ビーム2a、2bは第4のビームスプリッター13に入力されて、ここで干渉が取られ、その時、送信機5からの信号で遮断されて第1の光ビーム2aがない場合は、干渉がないので、第4のビームスプリッター13で第2の光ビーム2bは50%の確率で、反射及び透過されて、第1の検出器16及び第2の検出器17に入力され、そこで、第1の光ビーム2aが第4のビームスプリッター13に入力されると、第2の光ビーム2bとの干渉が生じ、第2の検出器17に入力されている光ビームが消され、第1の検出器16にのみ光ビームが入力されることになるか、あるいは、第2の検出器17のみで検出されようになるが、これは、2つの光ビーム2a、2bの光路長を第1、第2の遅延ライン7、12で調整することによって設定することができる。   In the information communication method and apparatus by interference control of the present embodiment configured as described above, the first light beam 2a divided from the light source 1 by the first beam splitter 2 is input to the first switch 4 and transmitted. When the signal from the machine 5 is turned on / off and input to the second beam splitter 6, and the second light beam 2 b passes through the second delay line 12 and is sent to the second beam splitter 7. The two signals are combined and input to the receiver 19, which separates the transmitted light beam into a first light beam 2 a and a second light beam 2 b, respectively, and first and second signals, respectively. The first and second light beams 2a and 2 are sampled by the sampling devices 11 and 15, respectively. The first light beam 2a passes through the delay line 12 and the delay difference from the second light beam 2b is eliminated. Is input to the fourth beam splitter 13, where interference is taken. At that time, if there is no first light beam 2a because it is interrupted by the signal from the transmitter 5, The second light beam 2b is reflected and transmitted by the beam splitter 13 with a probability of 50%, and is input to the first detector 16 and the second detector 17, where the first light beam 2a is converted into the first light beam 2a. 4 is input to the beam splitter 13, interference with the second light beam 2 b occurs, the light beam input to the second detector 17 is extinguished, and the light beam is applied only to the first detector 16. , Or only the second detector 17 detects the optical path lengths of the two light beams 2a and 2b by the first and second delay lines 7, 12 can be set by adjusting

従って、第1の光ビーム2aを光スイッチ4でオン・オフすることにより、第1、第2の検出器15、16に入力される光ビームがオン・オフされるため、このオン・オフを受信機17で受信することにより、送信機5からの送信信号は受信機10で受信され、ここで、第1の光ビーム2aを取り出した場合は、干渉が崩れるため、第1、第2の検出器16、17で常に検出されるようになるため、盗聴が行われていることがすぐに発見でき、又、盗聴者は入手した信号を復元することができないため、盗聴をすることができない。   Accordingly, by turning on / off the first light beam 2a with the optical switch 4, the light beams input to the first and second detectors 15, 16 are turned on / off. By receiving by the receiver 17, the transmission signal from the transmitter 5 is received by the receiver 10. Here, when the first light beam 2a is extracted, the interference is lost, so the first and second signals are transmitted. Since the detectors 16 and 17 are always detected, it can be immediately detected that an eavesdropping is being performed, and since the eavesdropper cannot restore the obtained signal, the eavesdropper cannot eavesdrop. .

図3は本発明の他の実施例の干渉制御による情報通信方法及び装置の送信装置を説明する構成図、図4は図3の送信装置からの信号を受信する受信装置の構成図で、1は光源、2は光ビーム、2aは第1の光ビーム、2bは第2の光ビーム、3は第4のビームスプリッター、16は第1の検出器、17は第2の検出器、180は受信機、19は受信装置でこれらの構成は上記実施例と同じであるので、説明は省略するが、本実施例では、第2のビームスプリッター6の代わりに第4の光スイッチ20で光ビームが合わされて受信装置19に送信され、受信装置19では、合わされた第1の光ビーム2aと第2の光ビーム2bは第5の光スイッチ21で分離され、第1の光ビーム2aは第2の遅延ライン12を通過して、第2の光ビーム2bとの遅延時間が解消されて第4のビームスプリッター13に送られ、第5の光スイッチ21で分けられた第2の光ビーム2bは第5のビームスプリッター13に送られて合わされると、第1、第2のの光ビーム2a、2bの干渉が生じ、第2の検出器17に入力されている光ビームが消され、第1の検出器16にのみ光ビームが入力されることになるか、あるいは、第2の検出器17のみで検出されるが、これは、2つの光ビームの光路長を第1、第2の遅延ライン7、12を調整することによって設定される。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a transmitting apparatus of an information communication method and apparatus using interference control according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a receiving apparatus for receiving a signal from the transmitting apparatus of FIG. Is a light source, 2 is a light beam, 2a is a first light beam, 2b is a second light beam, 3 is a fourth beam splitter, 16 is a first detector, 17 is a second detector, and 180 is A receiver 19 is a receiving apparatus, and since the configuration thereof is the same as that in the above embodiment, the description thereof will be omitted. In this embodiment, a light beam is replaced by a fourth optical switch 20 instead of the second beam splitter 6. Are combined and transmitted to the receiving device 19. In the receiving device 19, the combined first light beam 2a and second light beam 2b are separated by the fifth optical switch 21, and the first light beam 2a is the second light beam 2a. Through the second delay line 12 and the second light beam 2b When the delay time is eliminated and sent to the fourth beam splitter 13, and the second light beam 2b divided by the fifth optical switch 21 is sent to the fifth beam splitter 13 and combined, The interference of the second light beams 2a, 2b occurs, the light beam input to the second detector 17 is extinguished, and the light beam is input only to the first detector 16; Alternatively, it is detected only by the second detector 17, which is set by adjusting the first and second delay lines 7 and 12 for the optical path lengths of the two light beams.

本実施例でも、上記実施例と同様に第1、第2の光ビームの干渉が取られ、第1、第2の検出器16、17の出力を検出することにより通信が可能になる。   Also in this embodiment, the first and second light beams interfere with each other as in the above embodiment, and communication is possible by detecting the outputs of the first and second detectors 16 and 17.

以上の説明では、光路を空気中で行うようにしたが、この光路を光ファイバとすれば、産業上の利用が容易になる。   In the above description, the optical path is performed in the air. However, if this optical path is an optical fiber, industrial use is facilitated.

本発明の実施例の干渉制御による情報通信方法及び装置の送信装置を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the transmission apparatus of the information communication method and apparatus by interference control of the Example of this invention. 図1の送信装置からの信号を受信するための受信装置の構成を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the structure of the receiver for receiving the signal from the transmitter of FIG. 本発明の他の実施例の干渉制御による情報通信方法及び装置の送信装置を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the transmission apparatus of the information communication method and apparatus by interference control of the other Example of this invention. 図3の送信装置からの信号を受信するための受信装置の構成を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the structure of the receiver for receiving the signal from the transmitter of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2a 第1の光ビーム
2b 第2の光ビーム
3 第1のビームスプリッター
4 第1の光スイッチ
5 送信機
6 第2のビームスプリッター
7 第1の遅延ライン
8 送信装置
9 第3のビームスプリッター
10 第2の光スイッチ
11 第1のサンプリング装置
12 第2の遅延ライン
13 第4のビームスプリッター
14 第3の光スイッチ
15 第2のサンプリング装置
16 第1の検出器
17 第2の検出器
18 受信機
19 受信装置
20 第4の光スイッチ
21 第5の光スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2a 1st light beam 2b 2nd light beam 3 1st beam splitter 4 1st optical switch 5 Transmitter 6 2nd beam splitter 7 1st delay line 8 Transmitter 9 Third beam splitter DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 2nd optical switch 11 1st sampling device 12 2nd delay line 13 4th beam splitter 14 3rd optical switch 15 2nd sampling device 16 1st detector 17 2nd detector 18 Reception Machine 19 Receiver 20 Fourth optical switch 21 Fifth optical switch

Claims (4)

光源より照射されたビーム光線を第1のビームスプリッターで2つの光ビームに分け、該第1のビームスプリッターにより分けられた一方の光ビームを第1の光スイッチで遮断、通過するように送信機からの送信信号でコントロールし、他方の光ビームは遅延ラインを通し、前記遮断、通過するようにした一方の光線と前記遅延ラインを通した他方の光ビームとを第2のビームスプリッターで合わせて送信し、送信された光ビームを第3のビームスプリッターで一方の光ビームと他方の光ビームに分離するとともに、一方の光ビームを第2の光スイッチでサンプリングし、他方の光ビームを第3の光スイッチでサンプリングとともに遅延ラインを通して光路差を解消し、分離された一方の光ビームと他方の光ビームを第4のビームスプリッターで干渉させることにより、第1、第2の検出器でそれぞれの干渉を検出し、検出した信号で受信器を動作することにより情報を送受信することを特徴とする干渉制御による情報通信方法。   Transmitter that splits light beam emitted from light source into two light beams by first beam splitter and blocks and passes one light beam divided by first beam splitter by first optical switch The other light beam passes through the delay line, and the other light beam passed through the delay line and the other light beam passed through the delay line are combined by the second beam splitter. The transmitted light beam is separated into one light beam and the other light beam by the third beam splitter, and one light beam is sampled by the second optical switch, and the other light beam is third. In the optical switch, the optical path difference is canceled through the delay line together with sampling, and the separated one light beam and the other light beam are connected to the fourth beam splitter. By interfering in, first, in the second detector detects the respective interference information communication method according to the interference control, characterized by transmitting and receiving information by operating the receiver with the detected signal. 光源より照射されたビーム光線を第1のビームスプリッターで2つの光ビームに分け、該第1のビームスプリッターにより分けられた一方の光ビームを第1の光スイッチで遮断、通過するように送信機からの送信信号でコントロールし、他方の光ビームは遅延ラインを通し、前記遮断、通過するようにした一方の光線と前記遅延ラインを通した他方の光ビームとを第4の光スイッチで合わせて送信し、送信された光ビームを第5のビームスプリッターで一方の光ビームと他方の光ビームに分離するとともに、他方の光ビームを遅延ラインを通して光路差を解消し、分離された一方の光ビームと他方の光ビームを第4のビームスプリッターで干渉させることにより、第1、第2の検出器でそれぞれの干渉を検出し、検出した信号で受信器を動作することにより情報を送受信することを特徴とする干渉制御による情報通信方法。   Transmitter that splits light beam emitted from light source into two light beams by first beam splitter and blocks and passes one light beam divided by first beam splitter by first optical switch The other light beam passes through the delay line, and the other light beam passed through the delay line and the other light beam passed through the delay line are combined by a fourth optical switch. The transmitted light beam is separated into one light beam and the other light beam by the fifth beam splitter, and the other light beam is eliminated through the delay line to eliminate the optical path difference. The first and second detectors detect the interference by causing the other beam to interfere with the other beam, and operate the receiver with the detected signal. Information communication method according to the interference control, characterized by transmitting and receiving information by Rukoto. 光ビームを照射する光源と、該光源からの光ビームを2つに分ける第1のビームスプリッターと、該第1のビームスプリッターにより分けられた一方の光ビームを遮断、通過するように装着された第1の光スイッチと、該第1の光スイッチを制御する送信機と、他方の光ビームを遅延させる第1の遅延ラインと、前記第1の光スイッチを通過する一方の光ビームと前記遅延された他方の光ビームとを合わせる第2のビームスプリッターとからなる送信装置と、該送信装置から送信された光ビームを分離する第3のビームスプリッターと、第3のビームスプリッターで分離された一方の光ビームをサンプリングする第2の光スイッチと、第3のビームスプリッターで分離された他方の光ビームをサンプリングする第4の光スイッチと、第4の光スイッチを通過した他方の光ビームを遅延する第2の遅延ラインと、第2の光スイッチを通過した一方の光ビームと遅延ラインを通過した他方の光ビームを合わせて干渉させる第4のビームスプリッターと、一方の光ビームと他方の光ビームの干渉をそれぞれ検出する第1、第2の検出器と、該第1、第2の検出器の出力を受信する受信器とからなる受信装置とからなることを特徴とする干渉制御による情報通信装置。   A light source that irradiates a light beam, a first beam splitter that divides the light beam from the light source into two, and one light beam that is divided by the first beam splitter is mounted so as to be blocked and passed. A first optical switch, a transmitter for controlling the first optical switch, a first delay line for delaying the other optical beam, one optical beam passing through the first optical switch, and the delay A transmission device comprising a second beam splitter for combining the other light beam, a third beam splitter for separating the light beam transmitted from the transmission device, and one separated by the third beam splitter A second optical switch that samples the second optical beam, a fourth optical switch that samples the other optical beam separated by the third beam splitter, and a fourth light A second delay line that delays the other light beam that has passed through the switch, and a fourth beam splitter that causes the one light beam that has passed through the second optical switch to interfere with the other light beam that has passed through the delay line. And a receiving device comprising first and second detectors for detecting interference between the one light beam and the other light beam, and a receiver for receiving the outputs of the first and second detectors, respectively. An information communication apparatus by interference control, characterized in that 光ビームを照射する光源と、該光源からの光ビームを2つに分ける第1のビームスプリッターと、該第1のビームスプリッターにより分けられた一方の光ビームを遮断、通過するように装着された第1の光スイッチと、該第1の光スイッチを制御する送信機と、他方の光ビームを遅延させる第1の遅延ラインと、前記第1の光スイッチを通過する一方の光ビームと前記遅延された他方の光ビームとを合わせる第4の光スイッチとからなる送信装置と、該送信装置から送信された光ビームを分離する第5の光スイッチと、第5の光スイッチで分離された他方の光ビームを遅延する遅延ラインと、第5の光スイッチで分離された一方の光ビームと前記遅延ラインを通過した他方の光ビームを合わせて干渉させる第4のビームスプリッターと、一方の光ビームと他方の光ビームの干渉をそれぞれ検出する第1、第2の検出器と、該第1、第2の検出器の出力を受信する受信器とからなる受信装置とからなることを特徴とする干渉制御による情報通信装置。
A light source that irradiates a light beam, a first beam splitter that divides the light beam from the light source into two, and one light beam that is divided by the first beam splitter is mounted so as to be blocked and passed. A first optical switch, a transmitter for controlling the first optical switch, a first delay line for delaying the other optical beam, one optical beam passing through the first optical switch, and the delay A transmission device comprising a fourth optical switch for combining the other optical beam, a fifth optical switch for separating the optical beam transmitted from the transmission device, and the other separated by the fifth optical switch A delay line that delays the optical beam of the first optical beam, a fourth beam splitter that causes the one optical beam separated by the fifth optical switch to interfere with the other optical beam that has passed through the delay line, A receiving apparatus comprising first and second detectors for detecting interference between the light beam and the other light beam, and a receiver for receiving the outputs of the first and second detectors, respectively. An information communication device by interference control.
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