Beyond MIMO: Orbital Angular Momentum
OAM Multiplexing: The New Physical Dimension
기존의 진폭, 위상, 주파수, 그리고 공간(MIMO)을 넘어선 다섯 번째 차원. 전자기파의 나선형 위상 구조를 활용하여 무선 전송 용량을 획기적으로 확장하는 OAM 기술을 입체적으로 탐구합니다.
🌀 3D OAM Phase Lab
Multi-Mode Engine모드를 변경하여 고차원 나선형 위상 구조(Helical Phase Structure)를 관찰하세요.
01What is OAM?
궤도 각운동량(Orbital Angular Momentum)은 전자기파의 파동면이 전파 방향을 축으로 나선형으로 회전하는 물리적 특성입니다. 각기 다른 '모드(Mode)'를 가진 OAM 신호들은 서로 직교(Orthogonal)하므로 동일한 주파수에서 상호 간섭 없이 전송될 수 있습니다.
Pro Tip: 기존 MIMO가 '공간적 분리'에 의존한다면, OAM은 '위상적 꼬임'이라는 새로운 물리적 독립성을 제공합니다.
02The Topological Charge (L)
OAM 파동의 위상항은 e^(il phi)로 표현됩니다. 여기서 l은 Topological Charge(위상 전하) 혹은 모드 번호라 불리며, 한 파장 내에서 위상이 몇 번 회전하는지를 결정합니다.
- L=1: 싱글 헬릭스. 주파수 효율 1배 확장.
- L=2: 더블 헬릭스. 주파수 효율 2배 확장.
- L=3: 트리플 헬릭스. 초고해상도 다중화 가능.
E(r, phi, z) ~ A(r, z) * exp(-ikz) * exp(il phi)
Road to 6G Tbps
OAM은 기존 MIMO 기술과 결합하여 데이터 전송률을 기하급수적으로 높일 수 있습니다. 특히 LOS(Line-of-Sight) 환경이 지배적인 백홀(Backhaul) 구간에서 1Tbps 이상의 초고속 통신을 구현할 핵심 기술로 주목받고 있습니다.
* MWC 2026에서는 Sub-THz 대역과 OAM을 결합한 단거리 초고속 데이터 링크 시연이 예정되어 있습니다.