Orbitalni kutni moment: bes{0}}bezvezni inženjerski vodič
Vidite pojamorbitalni kutni momentpreko optike i bežičnih papira. Izgleda apstraktno, ali se preslikava na dodatne trake za podatke i strožu kontrolu snopa. Ovaj je vodič praktičan tako da možete procijeniti prikladnost, proračun i vremenski raspored.
Osnove orbitalnog kutnog momenta
Što znači orbitalni kutni moment u jednoj minuti
Svjetlost i radio valovi nose kutni moment kaozavrtjeti(polarizacija) iorbitalni(zavojna faza). Zaokret je označen cijelim brojemℓ. Različite vrijednosti ℓ ortogonalne su preko punog, centriranog otvora blende, tako da možete prenositi neovisne tokove na svakom ℓ ako kanal očuva čistoću načina.
Kako izgledaju i ponašaju se orbitalne zrake kutnog momenta
OAM načini rada pokazuju intenzitet "krafne" i fazu koja prolaziℓ·2πoko centra. Više |ℓ| širi se brže i osjetljiviji je na pogrešno-centriranje i turbulencije. Povezivanje moda na ℓ±1 glavno je oštećenje na otvorenom i u savijenim vlaknima.
Hardver koji stvara orbitalni kutni moment
Uobičajene opcije suspiralne fazne ploče, q-ploča, prostorni modulatori svjetla (SLM), metapovršine, a u RF,kružni fazni nizovi. Generiranje zrcala za otkrivanje: primijenite inverznu fazu, koristitelog-polarni odmotači, ili koherentni usklađeni filtri.
Orbitalni kutni moment, korak po korak
Korak 1 - Istražite kanal
Izmjerite turbulenciju (Cn²), pogrešku usmjeravanja, kretanje platforme i dostupne otvore. Odaberite početni set poputℓ = {0, ±1}prije jurnjave viših načina.
Korak 2 - Odaberite optiku i otvore
Za pilote, odaberitefazne ploče(fiksni ℓ, mali gubitak). Za agilnost, birajteSLM-oviilimetapovršine. Veličina otvora odD/Ri cilj |ℓ| pa ortogonalnost vrijedi u rasponu.
Korak 3 - Napravite proračun veze s preslušavanjem
Gubitak mase modela,način-ovisni gubitak, i curenje u susjedni ℓ. Ciljajte10–20 dBizolacija između načina rada na prijemniku i dodajte FEC maržu.
Korak 4 - Zatvorite petlju u polju
Dodatipraćenje vrha/nagibaza auto-centriranje. Umetnite pilote na svaki ℓ za adaptivno izjednačavanje. Zabilježite matricu-miješanja načina rada preko temperature, vjetra i vremena.
Korak 5 - Provjera valjanosti, zatim načini skaliranja
Provedite testove natopljenosti tijekom dana/noći. Ako izolacija i BER postoje, proširite naℓ = {0, ±1, ±2}. Zadržite zamjenu zaℓ = 0zbog lošeg vida.
Orbitalni kutni moment naspram drugog multipleksiranja
Zašto orbitalni kutni moment nije zamjena za WDM ili MIMO
OAM jedrugu ortogonalnu os. Koristite ga pored valne duljine i polarizacije kada vaša putanja čuva čistoću načina. Ako je put težak, prvo uložite u WDM i prostorni MIMO.
OAM protiv WDM protiv MIMO na prvi pogled
Resurs:OAM koristiℓ, WDM koristi rešetke valnih duljina, MIMO koristi prostorne načine rada i polarizaciju.
Limiter:OAM pogađa divergenciju i turbulenciju; WDM pogađa broj filtera i nelinearnosti; MIMO pogađa korelaciju puta.
Najbolje odgovara:OAM za kratka-do-srednja FSO i prstenasta-jezgrena vlakna; WDM za metro/duge-relacije; MIMO za mobilnu mrežu, Wi-Fi i koherentni SDM.
Kada pobjeđuje orbitalni kutni moment
Krovovi-{1}}čiste vidljivosti, testne stanice sa stabilnom mehanikom i posebna vlakna s blagim zavojima jaki su kandidati za OAM. Dodajete kapacitet bez kupnje spektra ili kopanja vlakana.
Primjene orbitalnog kutnog momenta koje možete primijeniti
Slobodan{0}}prostor optički backhaul između krovova
Koristiti2–4 OAM modana jednoj valnoj duljini preko1–3 kms10–20 cmotvora blende i praćenja. Dobivate veću propusnost uz nizak broj hardvera.
Posebna prstenasta{0}}jezgrena vlakna unutar kampusa
Nekoliko stabilnih OAM modova plusMIMO DSP-niskog redakapacitet dizanja na kratkim rasponima. Održavajte rute ravnima, upravljajte stresom i nadzirite način rada-zavisan gubitak.
Kvant, slikanje i senzor s orbitalnim kutnim momentom
Visoko{0}}dimenzionalne abecede u OAM-u povećavaju prostore simbola po fotonu i omogućuju kompaktne-prostorne veze i laboratorijske-mreže.
Detalji dizajna koji stvaraju ili prekidaju orbitalni kutni moment
Poravnanje i centriranje
Nekoliko postotaka pogrešnog-centriranja može smanjiti izolaciju za dvo-znamenkasti dB. Rano dodajte auto-centriranje i referentne svjetionike.
Turbulencije i kretanje
Slučajna faza zaslona povezuje ℓ sa susjedima. Ublažiti saadaptivna optika, veće grede, kraći skokovi i jak FEC.
DSP i kalibracija
Tretirajte primatelja kao amali MIMOsustav s gubitkom-ovisnim o modu. Izjednačavanje-potpomognuto pilotom i periodična ponovna-kalibracija održavaju BER stabilnim.
Troškovi, rokovi i rizici za orbitalni kutni moment
Što pilot košta i uključuje
Klupa s dva-načina radafazne ploče, nosači i kamere obično se nalaze uniske-tisuće USDdomet.SLM-ovidodati još nekoliko tisuća. Kućišta otporna na vremenske uvjete i platforme za nagib i nagib očvršćuju vezu na otvorenom.
Koliko traje postavljanje
Plan1–2 danaza prvu-klupu s dva načina rada i još pola dana za ugađanje krovnih nosača i petlji. Spremljeni "recepti" poravnanja ubrzavaju buduće izmjene.
Glavni rizici za planiranje
Divergencija pri višim |ℓ|, sprezanje-potaknuto turbulencijom, kontaminacija otvora i toplinski pomak. Svaki ima jasan put ublažavanja: veća optika, AO, čišćenje i brtvljenje i kontrola temperature.
Pomagači pri odlučivanju o orbitalnom kutnom momentu
Brza tablica za planiranje veza
0,5–1 km, otvori 5–10 cm: ℓ = {0, +1}
1–3 km, otvori 10–20 cm: ℓ = {0, ±1}
3–5 km, otvori 20–30+ cm:ℓ={0, ±1, ±2} s AO
Prstenasto vlakno-jezgre za unutarnje prostore:ℓ={0, ±1} s MIMO DSP-om
Izbornik za ublažavanje turbulencije
Lutanje snopa:dodajte vrh/nagib i povećajte snop.
Scintilacija:koristite usrednjavanje otvora blende i jači FEC.
Spajanje načina rada:ispustite |ℓ|, poboljšajte centriranje, dodajte AO.
Toplinski drift:zatvorite temperaturne petlje i ponovno-kalibrirajte.
Kontrolni popis izgradnje u odnosu na kupnju
Koristite OAM sada:krovni LoS Manje od ili jednako 3 km s velikim otvorima; prsten-osnovne demo staze.
Odgodi OAM:teške turbulencije s ograničenom mehanikom; ograničeni proračuni bez praćenja.
Lekcije na terenu koje održavaju projekte na pravom putu
Skaliranje kapaciteta je uvjetno
Stvarna propusnost ovisi obroj stanjanačina-matrice miješanja, a ne samo koliko ℓ traka pokušavate.
Radijalni indeks proširuje broj traka
Dodavanjeradijalni indeks strotvara više ortogonalnih kanala, ali tolerancija poravnanja se sužava i napor DSP-a raste.
Integrirane OAM komponente sazrijevaju
Kompaktanodmotavači, usmjerivači, imetapovršineomogućiti manje prijemnike i staze multicastinga u fotonskim tkaninama.
FAQ o orbitalnom kutnom momentu
Kako se orbitalni kutni moment razlikuje od polarizacijskog multipleksiranja?
Polarizacija koristi spin i daje dvije trake.Orbitalni kutni momentkoristi indeks uvijanja ℓ i može dodati više traka na istoj valnoj duljini, ako kanal održava modove čistima.
Koji je vanjski raspon realan za orbitalni kutni moment?
S10–20 cmotvori, kruti nosači i praćenje,1–3 kmradi za2–4 načina. Za veće raspone potrebna je veća optika i to čestoadaptivna optika.
Koliko kapaciteta može dodati orbitalni kutni moment u vlaknu?
Uprsten-jezgraili prilagođena vlakna, nekoliko OAM modova plus valna duljina i polarizacija postižu više-terabitne brzine preko kratkih do srednjih raspona u kontroliranim rutama.
Koliko košta prvi pilot?
Očekivatiniske-tisuće USDza pilote-fazne ploče. Dodajte nekoliko tisuća zaSLM. Kaljenje na otvorenom i praćenje povećavaju troškove, ali povećavaju vrijeme rada.
Koliko dugo traje usklađivanje?
Planjedan do dva danaza prvo postavljanje s dva načina, zatim brže ponavljanje dok ponovno koristite oznake poravnanja i kontrolne datoteke.
Može li orbitalni kutni moment zamijeniti WDM ili MIMO?
Tretirajte OAM kaobonus trakapored WDM i MIMO. Koristite ga kada vaš put čuva čistoću načina; inače prvo uložite u zrele sjekire.
Je li orbitalni kutni moment održiv u standardnim vlaknima?
Standardna vlakna ne drže OAM dobro na udaljenosti.Prsten{0}}jezgraiocijenjeni-indekspomoć u dizajnu, u kombinaciji s-niskom narudžbomMIMO DSP.
Gdje mogu pronaći trendove koji opravdavaju ispitivanje OAM-a?
Upotrijebite izvješća o mobilnom prometu i-korisničkoj bazi kako biste uobličili rast potražnje i potrebe povratnog povezivanja, a zatim odredite OAM pilot prema svojim lokalnim uvjetima putanje.
Sažetak: kada se kladiti na orbitalni kutni moment
Koristitiorbitalni kutni momentkada je vaš kanal stabilan, poravnanje je kontrolirano, a otvori su izdašni. Počnite sℓ = {0, ±1}, zatvori apetlja za praćenje, i proračunnačin izolacijepoput MIMO sustava. Ako rezultati vrijede za vrijeme i vrijeme, skalirajte načine. Držite WDM i polarizaciju na mjestu i tretirajte orbitalni kutni moment kaododatna trakaomogućujete kada to uvjeti dopuštaju.