～IOWNと6Gによる新たな無線サービスの創出に貢献～

東京（日本）、2023 年 5 月 17 日–(ビジネスワイヤーNTT株式会社（NTT）は、2030年代の無線需要に応えるテラビット級の無線伝送の実現を目指し、軌道角運動量（OAM）の多重化技術による1.44倍の大容量無線伝送に初成功しました。 Tbit/s – 32 GHz の超広帯域幅を使用します。 この成果により、サブテラヘルツ（サブTHz）帯を利用した革新的な無線通信技術として、1Tbit/秒を超えるデータ転送速度で大量の情報に無線アクセスすることが可能になります。 この成果は、135 GHz ～ 170 GHz のサブ THz 帯域を使用して達成され、1 Tbit/s を超える膨大な情報への無線アクセスを可能にする革新的な無線通信技術です。 当社が国際パートナーと協力して実装する予定の革新的な光無線ネットワーク (IOWN) の重要な部分として、これは、6G を含む無線ネットワークのための大容量通信ネットワークと光中心の情報処理インフラストラクチャの拡張です。 。

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図1：OAM多重伝送技術のイメージと大容量無線伝送の動向（画像：ビジネスワイヤ）

NTTでは、IOWNや6Gの大容量ネットワークや情報処理インフラを支え、将来の無線通信需要の増大に備えるため、テラビット級の無線伝送の実現を目指して研究開発を行っています。 NTTは、無線通信の大容量化のため、軌道角運動量を持った電波（図1）を利用する新原理を適用して空間多重次数を増やし、無線伝送容量を増加させ、サブテラヘルツ帯（サブTHz）を利用して無線伝送容量を増加させます。送信帯域幅。

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NTTがとった手法は、「バトラーマトリクス」と呼ばれるアナログ回路を用いて、複数のOAM波を多重することで空間多重次数を高めるというもの。 このアプローチにより、1 テラビットを超える大容量通信における多重化データ ストリーム間の干渉を除去するために必要な膨大な量のデジタル信号処理が削減されます。

今回の検討において、NTTはサブTHz帯における導波路技術の研究開発を推進し、広帯域かつ低損失で動作するアンテナ一体型バトラーアレイの開発に成功した。 アンテナ一体型バトラー アレイは、135 ～ 170 GHz の非常に広い帯域幅で 8 つの異なる OAM 波を同時に生成および分割するように設計されており、8 つのデータ信号を多重化して送信するために使用できます。 また、2つの異なる偏波でOAM多重伝送を行うことで、2倍のデータ信号を同時に干渉なく多重伝送することが可能です。 アンテナに内蔵したバトラーネットワークを用いて伝送試験を実施し、THz135.5～151.5GHzおよび152.5～168.5GHz以下の帯域で合計1.44Tbit/sの大容量無線伝送に世界で初めて成功しました（図2） ）。 このストリーミング容量は、現在の動画サイトでストリーミング可能な超高精細4K動画約35,000本（約40Mbps）の同時ストリーミング速度に相当します。 この速度により、超低遅延を必要とするアプリケーション向けに、140 以上の非圧縮 4K ビデオ (約 10 Gbps) の同時ストリーミングが可能になります。

この技術により、(i) 光伝送システムに匹敵する広帯域かつ高速な無線伝送、(ii) アナログ方式のため空間多重を伴う複雑なデジタル信号処理システムを必要とせず、無線伝送システムと光伝送システム間のシームレスな接続が可能になることが期待されています。回路 (つまり、バトラー マトリックス) は、OAM 波の多重化を管理します。 この開発の次の段階では、基地局間の無線バックホール/フロントホールや中継伝送など、この技術のさまざまな現実世界のアプリケーションを考慮しながら、長距離 (100 メートル以上) での実証を実施します (図 3)。 この技術の発展により、将来のVR/AR（仮想現実/拡張現実）、高精細ビデオストリーミング、コネクテッドカー、遠隔医療などのさまざまなサービスの創出と普及を、世界の革新的な無線通信技術として支えることが期待されます。 IOWNと6Gの時代。

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