tuntemus

Kiertorata kulmamomentti: ei{0}}järjetön insinööriopas

Näet terminkiertoradan kulmamomenttioptiikassa ja langattomissa papereissa. Se näyttää abstraktilta, mutta se kartoittaa ylimääräisiä kaistaa dataa ja tiukempaa säteen hallintaa varten. Tämä opas pitää sen käytännöllisenä, jotta voit arvioida sopivuutta, budjettia ja aikajanaa.

Radan kulmamomentin perusteet

Mitä kiertoradan kulmamomentti tarkoittaa yhdessä minuutissa

Valo- ja radioaallot kuljettavat kulmamomenttiapyöritä(polarisaatio) jakiertoradalla(kierteinen vaihekierto). Kierre on merkitty kokonaisluvullaℓ. Eri ℓ-arvot ovat ortogonaalisia täydellä, keskitetyllä aukolla, joten voit lähettää itsenäisiä virtoja jokaisella ℓ, jos kanava säilyttää tilan puhtauden.

Kuinka kiertoradan kulmamomenttipalkit näyttävät ja käyttäytyvät

OAM-tilat näyttävät "munkki"-intensiteetin ja vaiheen, joka kiertää ohiℓ·2πkeskustan ympärillä. Korkeampi |ℓ| leviää nopeammin ja on herkempi-keskitysvirheelle ja turbulenssille. Moodin kytkentä ℓ±1:een on suurin haitta ulkona ja taivutetuissa kuiduissa.

Laitteisto, joka luo kiertoradan kulmamomentin

Yleisiä vaihtoehtoja ovatspiraalifaasilevyt, q-levyjä, spatial light modulators (SLM), metapinnat, ja RF,pyöreät vaiheistetut taulukot. Tunnistuspeilien luominen: käytä käänteistä vaihetta, käytäloki-napapurkajiatai yhtenäisiä vastaavia suodattimia.

Radan kulmamomentti, askel askeleelta

Vaihe 1 - Tutki kanavaa

Mittaa turbulenssia (Cn²), osoitinvirhettä, alustan liikettä ja käytettävissä olevia aukkoja. Valitse aloitussarja, kutenℓ = {0, ±1}ennen korkeampien tilojen jahtaamista.

Vaihe 2 - Valitse optiikka ja aukot

Lentäjille, valitsevaihelevyt(kiinteä ℓ, pieni häviö). Valitse ketteryyttä vartenSLM:ttaimetapinnat. Aukon koko alkaenD/Rja kohde |ℓ| joten ortogonaalisuus pätee alueella.

Vaihe 3 - Tee linkkibudjetti ylikuulumisen avulla

Mallin massahäviö,tilasta{0}}riippuvainen menetys, ja vuoto viereiseen ℓ. Tavoittele10-20 dBeristäminen vastaanottimen tilojen välillä ja lisää FEC-marginaali.

Vaihe 4 - Sulje kentän silmukka

Lisätäkärjen/kallistuksen seurantaautomaattista{0}}keskitystä varten. Lisää pilotit kuhunkin ℓ mukautuvaa taajuuskorjausta varten. Kirjaa tilan-sekoitusmatriisi lämpötilan, tuulen ja ajan mukaan.

Vaihe 5 - Vahvista ja skaalaa tilat

Suorita liotustestit päivän/yön ajan. Jos eristys ja BER ovat voimassa, laajenna arvoonℓ = {0, ±1, ±2}. Pidä varaosaℓ = 0huonosta näkemisestä.

Orbitaalinen kulmamomentti vs muu multipleksointi

Miksi kiertoradan kulmamomentti ei korvaa WDM:ää tai MIMO:ta

OAM ontoinen ortogonaalinen akseli. Käytä sitä aallonpituuden ja polarisaation rinnalla, kun polkusi säilyttää tilan puhtauden. Jos tie on epätasainen, investoi ensin WDM:ään ja spatiaaliseen MIMO:han.

OAM vs WDM vs MIMO yhdellä silmäyksellä

Resurssi:OAM käyttääℓ, WDM käyttää aallonpituusverkkoja, MIMO käyttää spatiaalisia tiloja ja polarisaatiota.

Rajoitin:OAM osuu eroon ja turbulenssiin; WDM osuu suodattimien lukumäärään ja epälineaarisuuteen; MIMO osuu polkukorrelaatioon.

Paras istuvuus:OAM lyhyille---keskimäisille FSO- ja rengas-ydinkuiduille; WDM metro-/pitkille-matkoille; MIMO matkapuhelimeen, Wi{4}}Fi-verkkoon ja koherentille SDM:lle.

Kun kiertoradan kulmamomentti voittaa

Selkeät katot-näkemykset-, testipenkit vakaalla mekaniikalla ja erikoiskuidut, joissa on pehmeät mutkat, ovat vahvoja OAM-ehdokkaita. Lisäät kapasiteettia ostamatta spektriä tai kaivamatta kuitua.

Voit ottaa käyttöön kiertoradan kulmamomentin sovellukset

Ilmainen{0}}avaruusoptinen backhaul kattojen välillä

Käyttää2–4 OAM-tilaayhdellä aallonpituudella yli1-3 kmkanssa10-20 cmaukot ja seuranta. Saat suuremman suorituskyvyn pitäen samalla laitteistojen määrän alhaisena.

Erikoisrengas-ydinkuitu kampuksilla

Muutama vakaa OAM-tila plusalhainen-MIMO DSPnostokyky lyhyillä jänteillä. Pidä reitit suorina, hallitse stressiä ja tarkkaile tilasta{1}}riippuvaa menetystä.

Kvantti, kuvantaminen ja tunnistus kiertoradan kulmamomentilla

OAM:n suuri{0}ulotteiset aakkoset lisäävät symboliavaruuksia fotonia kohti ja mahdollistavat kompaktit vapaat-avaruuslinkit ja laboratorio-mittakaavaverkot.

Suunnittele yksityiskohtia, jotka luovat tai rikkovat kiertoradan kulmamomentin

Tasaus ja keskitys

Muutaman prosentin virhe{0}}keskitys voi heikentää eristystä kaksinumeroisella-dB:llä. Lisää automaattinen-keskitys ja viitemajakat ajoissa.

Turbulenssi ja liike

Satunnaisvaiheiset näytöt kytkeytyvät ℓ naapureihin. Lievennä kanssaadaptiivinen optiikka, suuremmat palkit, lyhyemmät humalat ja vahva FEC.

DSP ja kalibrointi

Käsittele vastaanotinta apieni MIMOjärjestelmä, jossa tila{0}}riippuvainen häviö. Pilotti-avustettu taajuuskorjaus ja säännöllinen uudelleen-kalibrointi pitävät BER:n vakaana.

Kustannukset, aikajanat ja riskit kiertoradan kulmamomentille

Mitä pilotti maksaa ja sisältää

Kaksi{0}}tilan penkkivaihelevyt, kiinnikkeet ja kamerat yleensä istuualhainen-tuhansia USDalue.SLM:tlisää useita tuhansia lisää. Säänkestävät kotelot ja kippi-/kallistusalustat kovettavat linkkiä ulkona.

Kuinka kauan asennus kestää

Suunnitelma1-2 päivääensimmäistä kertaa-kahdella tilassa ja vielä puoli päivää kattokiinnikkeiden ja silmukoiden virittämiseen. Tallennetut kohdistus "reseptit" nopeuttavat tulevia vaihtoja.

Suurimmat riskit, joihin kannattaa suunnitella

Ero korkeammalla |ℓ|:lla, turbulenssi-ohjattu kytkentä, aukon kontaminaatio ja lämpöpoikkeama. Jokaisella on selkeä lievennyspolku: suurempi optiikka, AO, puhdistus ja tiivistys sekä lämpötilan säätö.

Orbitaalisen kulmamomentin päätöksen auttajat

Linkkien suunnittelun pikataulukko

0,5–1 km, aukot 5–10 cm: ℓ = {0, +1}

1–3 km, aukot 10–20 cm: ℓ = {0, ±1}

3–5 km, aukot 20–30+ cm:ℓ={0, ±1, ±2} AO:lla

Sisärengas{0}}ydinkuitu:ℓ={0, ±1} MIMO DSP:llä

Turbulenssin lievennysvalikko

Säteen vaeltaminen:lisää kärki/kallistus ja suurenna sädettä.

Tuike:käytä aukon keskiarvoa ja vahvempaa FEC:tä.

Tilan kytkentä:pudota |ℓ|, paranna keskitystä, lisää AO.

Lämpöpoikkeama:sulje lämpötilasilmukat ja{0}}kalibroi uudelleen.

Rakenna vs osta -tarkistuslista

Käytä OAM:a nyt:katolla LoS Alle tai yhtä suuri kuin 3 km suurilla aukoilla; ring-ydinesittelypolkuja.

OAM:n lykkääminen:raskas turbulenssi rajoitetulla mekaniikalla; tiukat budjetit ilman seurantaa.

Kenttätunteja, jotka pitävät projektit raiteilla

Kapasiteetin skaalaus on ehdollinen

Todellinen suorituskyky riippuukuntonumerotila-sekoitusmatriisista, ei vain sitä, kuinka monta ℓ kaistaa yrität.

Radiaaliindeksi laajentaa kaistan määrää

Lisäämälläsäteittäinen indeksi savaa enemmän ortogonaalisia kanavia, mutta kohdistustoleranssi kiristyy ja DSP-ponnistus kasvaa.

Integroidut OAM-komponentit kypsyvät

Kompaktikääreitä, reitittimet, jametapinnatmahdollistaa pienemmät vastaanottimet ja multicasting-reitit fotonikankaissa.

FAQ kiertoradan kulmamomentista

Miten kiertoradan kulmamomentti eroaa polarisaatiomultipleksoinnista?

Polarisaatio käyttää spiniä ja antaa kaksi kaistaa.Orbitaalinen kulmamomenttikäyttää kierreindeksiä ℓ ja voi lisätä kaistaa samalla aallonpituudella, jos kanava pitää tilat puhtaina.

Mikä ulkoalue on realistinen kiertoradan kulmamomentille?

Kanssa10-20 cmaukot, jäykät kiinnikkeet ja seuranta,1-3 kmtoimii2-4 tilaa. Pidemmät jännevälit tarvitsevat isompaa optiikkaa ja useinadaptiivinen optiikka.

Kuinka paljon kapasiteettia kiertoradan kulmamomentti voi lisätä kuituun?

sisäänrengas-ydintai räätälöityjä kuituja, muutama OAM-moodi sekä aallonpituus ja polarisaatio saavuttavat moni{0}}terabitin nopeudet lyhyillä ja keskivälillä kontrolloiduilla reiteillä.

Mitä ensimmäinen pilotti maksaa?

Odottaaalhainen-tuhansia USDvaihe{0}}levypilotteille. Lisää useita tuhansia yhdelleSLM. Ulkona tapahtuva karkaisu ja seuranta lisäävät kustannuksia, mutta lisäävät käytettävyyttä.

Kuinka kauan tasaus kestää?

Suunnitelmayhdestä kahteen päiväänensimmäisellä asetuksella kahdella tilassa, sitten nopeammat iteraatiot, kun käytät uudelleen kohdistusmerkkejä ja ohjaustiedostoja.

Voiko kiertoradan kulmamomentti korvata WDM:n tai MIMO:n?

Ei. Käsittele OAM:a abonus kaistaWDM:n ja MIMO:n rinnalla. Käytä sitä, kun polkusi säilyttää tilan puhtauden; muuten sijoita ensin kypsiin akseleihin.

Onko kiertoradan kulmamomentti elinkelpoinen standardikuiduissa?

Vakiokuidut eivät pidä OAM:a hyvin etäisyyden yli.Renkaan -ydinjaarvosteltu{0}}indeksisuunnitteluapua, yhdistettynä{0}}alhaiseen järjestykseenMIMO DSP.

Mistä löydän trendilukuja OAM-kokeen perustelemiseksi?

Käytä mobiililiikenteen ja käyttäjien-perusraportteja kysynnän kasvun ja backhaul-tarpeiden määrittämiseen ja määritä sitten OAM-pilotti paikallisten polkuolosuhteiden mukaan.

Yhteenveto: milloin lyödä vetoa kiertoradan kulmamomentista

Käyttääkiertoradan kulmamomenttiKun kanavasi on vakaa, kohdistus on hallinnassa ja aukot ovat runsaita. Aloitaℓ = {0, ±1}, sulje aseurantasilmukkaja budjettitilan eristyskuin MIMO-järjestelmä. Jos tulokset pätevät sään ja ajan mukaan, skaalaa tilat. Pidä WDM ja polarisaatio paikoillaan ja käsittele kiertoradan kulmamomenttiaylimääräinen kaistaotat käyttöön, kun olosuhteet sen sallivat.