일본산업뉴스요약

통신 용량 큰 폭으로 확대
전기통신대학, 전파의 다중화 기술 개발

▶ 궤도각운동량’(OAM)파: 전자장의 에너지 밀도가 전파의 진행방향에서 어긋나게 회전하는 전파. 광 통신에서는 2014년에 매초 100테라비트(테라는 1조)의 전송을 실현하고 있다. 인도의 연구 팀이 파라볼라안테나를 2등분하여 어긋나게 함으로써 간단히 OAM파를 발생시키는 것에 성공했으나, 1개의 회전수의 전파만 낼 수 있었다.

전기통신대학 첨단 와이어리스∙커뮤니케이션 연구센터의 이시가와(石川) 조교수 팀은 전파의 정보량을 늘리는 다중화 기술을 개발했다. 전자장 에너지를 회전 하면서 나아가는 궤도각운동량(Orbital Angular Momentum,OAM)파를 이용. 주파수와 시간을 분할하는 기존 기술과 병용할 수 있어, 통신용량이 큰 폭으로 증가했다. 근거리무선에서는 영상 전송 등에 제안해나갈 계획이다. 5년 후에 원거리 무선의 다중화 실현을 목표하고 있다.

이시가와 조교수 팀은 OAM의 회전 수에 따라 신호를 분리하는 루프 안테나와 그 통신 기술을 개발했다. 루프 안테나의 원주를 전파 파장의 1배, 2배, 3배의 정수배로 맞추어 놓으면, OAM의 회전 수 1, 2, 3에 대응한 신호가 분리된다. 즉 루프 안테나의 수만큼 전파의 정보량이 늘어나는 것이다. OAM파의 회전 수는 무한대로 존재하기 때문에 통신 용량을 큰 폭으로 늘릴 수 있다.

파장이 5.5cm에 5.5기가헤르츠(GHz) 전파의 근거리무선으로 검증해본 결과, OAM파의 신호를 100배 이상의 강도 비율로 혼선파와 분리할 수 있었다. 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)방식에도 성공했다. 스마트폰을 영상 전송 단말기에 터치하는 것만으로 영화 등의 대용량 데이터를 전송할 수 있는 등의 응용이 전망된다.

원거리무선에서 5.5GHz의 전파로 안테나 간의 거리는 1.25m, 신호 강도 비율은 약 20배였다. 앞으로 안테나 간 거리가 100m 이상인 통신기술 확립을 목표로 하고 있다. 이번 개발은 총무성의 전략적 정보통신연구개발 추진사업의 지원을 받았다. 13일 개최되는 아시아태평양 마이크로파 회의에서 연구 내용이 발표될 예정이다.

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