为了满足2030年代的信息无线传输需求，需要实现Tbps级无线传输技术，为此日本NTT公司利用32GHz超宽频带OAM（Orbital Angular Momentum，轨道角动量）技术实现了多路复用传输，全球首次在亚太赫兹频段成功实现了1.44Tbps（太比特/秒）大容量无线传输。这是NTT为了与全球合作伙伴共同实现IOWN（Innovative Optical and Wireless Network，创新光学和无线网络）构想，将以光学为中心的大容量通信网络和信息处理基础拓展到6G无线网络的划时代技术。NTT计划通过开发该新技术，开创和普及例如VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、高清视频传输、车联网、远程医疗等未来的先进服务。有关该新技术的详细信息将在5月28日在意大利罗马举行的IEEE ICC（International Conference on Communications，国际通信会议）上发表。
图1：OAM多路复用传输技术示意图，以及大容量无线传输的趋势图（供图：NTT）
OAM是表示电波性质的物理量之一。拥有OAM电波（OAM波）的电波相位轨迹在传播方向上呈螺旋状，如同螺栓与螺母的关系那样，只有具有相同螺旋构造的接收器才能接收到。
为此，即使叠加传输多个具有不同螺旋结构的OAM波，只要准备与各个OAM波相对应的螺旋构造的接收器，便可以互不干扰地分离出来。OAM多路复用传输技术就是利用这一特性同时传输多个不同数据的技术。
目前世界上已经发表了许多有关OAM多路复用传输的研究成果，NTT也一直在使用毫米波段，进行通信距离超过100米、通信速度为100Gbps的OAM多路复用传输的验证实验。
本次开发的是使用135GHz到170GHz的亚太赫兹频段，通过无线访问超过1Tbps海量信息的一种创新性无线通信技术。
这是一种使用被称为巴特勒矩阵（Butler Matrix）的模拟电路（巴特勒电路）对多个OAM波进行多路复用处理并增加空间多路复用数量的技术。其特点在于，在超过1Tbps的大容量通信中，能够减少为了去除不同螺旋结构电波之间的干扰所需的庞大的数字信号处理工作量。
NTT此次开发的宽带域、低损耗天线一体化巴特勒电路能够在135GHz到170GHz的超宽频段同时生成和分离8种不同的OAM波，实现8个数据信号的多路复用传输。
另外，通过使用2种不同的偏振波分别进行OAM多路复用传输，能够互不干扰地同时多路传输成倍的16个数据信号。
NTT使用该电路进行的传输测试显示，在135.5～151.5GHz和152.5～168.5GHz的亚太赫兹频段全球首次成功实现了总计1.44Tbps的大容量无线传输。
这个传输容量相当于可以同时传输约3.5万个目前在视频网站等观看的超高清4K视频（约40Mbps），或同时传输超过140个需要超低延迟应用程序所需的非压缩4K视频（10Gbps左右）。
NTT今后将努力实现OAM多路复用传输技术的社会实际应用，针对各种应用场景，继续开展通信距离超过100米的长距离通信验证实验。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
