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Link technology for all-optical satellite-based quantum key distribution system in C-/L-band

Moll, Florian und Krause, Jan und Walenta, Nino und Freund, Ronald und Peev, Eltimir und Reeves, Andrew und Rüddenklau, Rene und Ferenczi, Agnes und Macri, Luca und Häusler, Stefanie und Pacheco, Jorge und Hahn, Marie-Theres und Poliak, Juraj und Orsucci, Davide und Fohlmeister, Friederike (2022) Link technology for all-optical satellite-based quantum key distribution system in C-/L-band. In: 2022 IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications, ICSOS 2022. IEEE. IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications 2022, 29.-31. March 2022, Virtual. doi: 10.1109/ICSOS53063.2022.9749733. ISBN 978-166543439-3.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 1 April 2024
542kB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9749733

Kurzfassung

Satellite based quantum key distribution (QKD) enables the delivery of keys for quantum secure communications over long distances. Maturity of the technology as well as industrial interest keep increasing. So does the technology readiness of satellite free-space optical communications. A satellite QKD system comprises a quantum communication subsystem and a classical communication subsystem (public channel). Both are implemented with free-space optics. Thus, in satellite QKD system design, there are strong synergies that should be exploited as much as possible and lead to an all-optical satellite QKD system. In this paper, we present a system like this locating all optical channels in ITU DWDM C-band. We focus on the overall conceptual design and the setup of the optical channels for quantum and classical signal transmission. The system description addresses the breadboards of a transmitter laser terminal (Alice terminal), a receiver laser terminal, (Bob terminal), the public channel implementation, the interfaced QKD system and the deployed encryption system. The design basis for the Alice terminal is the laser terminal development OSIRISv3. The design basis for the Bob terminal is the ground station development THRUST. The later contains an adaptive optics correction to enable single mode fiber coupling. This enables the interfacing to almost arbitrary quantum receivers such as the Bob modules used in the described experiment. The public channel is composed of a bi-directional 1 Gbps IM/DD system and a MODEM that implements a proprietary waveform optimized for free-space channels.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186814/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Link technology for all-optical satellite-based quantum key distribution system in C-/L-band
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Moll, FlorianFlorian.Moll (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krause, JanFhG HHINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Walenta, NinoFhG HHINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Freund, RonaldFhG HHINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peev, EltimirEltimir.Peev (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reeves, AndrewAndrew.Reeves (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8555-5368NICHT SPEZIFIZIERT
Rüddenklau, ReneRene.Rueddenklau (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2876-8591NICHT SPEZIFIZIERT
Ferenczi, Agnesagnes.ferenczi (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Macri, Lucaluca.macri (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Häusler, StefanieStefanie.Haeusler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pacheco, JorgeJorge.Pacheco (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-7624-8647NICHT SPEZIFIZIERT
Hahn, Marie-TheresMarie-Theres.Hahn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Poliak, JurajJuraj.Poliak (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6599-3117NICHT SPEZIFIZIERT
Orsucci, DavideDavide.Orsucci (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fohlmeister, FriederikeFriederike.Fohlmeister (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2568-7473NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:2022 IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications, ICSOS 2022
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/ICSOS53063.2022.9749733
Verlag:IEEE
ISBN:978-166543439-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:quantum key distribution, satellite communications, secure communications, free-space optical communications, laser terminal, QBER
Veranstaltungstitel:IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications 2022
Veranstaltungsort:Virtual
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:29.-31. March 2022
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Project PROSIRIS, R - Quantenkryptografie mit Satelliten
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Satellitennetze
Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Moll, Florian
Hinterlegt am:15 Jun 2022 16:16
Letzte Änderung:27 Okt 2023 15:29

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