Momentum Angular Orbital: Panduan Jurutera No - Nonsense
Anda melihat istilahnyamomentum sudut orbitalmerentasi optik dan kertas wayarles. Ia kelihatan abstrak, namun ia memaparkan lorong tambahan untuk data dan kawalan rasuk yang lebih ketat. Panduan ini menjadikannya praktikal supaya anda dapat menilai, anggaran, dan garis masa.
Asas momentum sudut orbital
Apa maksud momentum sudut orbital dalam satu minit
Gelombang cahaya dan radio membawa momentum sudut sebagaiberputar(polarisasi) danorbital(Twist fasa heliks). Twist ditandakan oleh integerℓ. Nilai ℓ yang berbeza adalah ortogonal di atas aperture yang penuh, berpusat, jadi anda boleh menghantar aliran bebas pada setiap ℓ jika saluran mengekalkan kesucian mod.
Bagaimana rasuk momentum sudut orbital kelihatan dan berkelakuan
Mod OAM menunjukkan keamatan "donat" dan fasa yang angin olehℓ·2πsekitar pusat. Lebih tinggi|ℓ|merebak lebih cepat dan lebih sensitif terhadap mis - berpusat dan pergolakan. Gandingan mod ke ℓ ± 1 adalah gangguan utama di luar rumah dan dalam gentian yang bengkok.
Perkakasan yang mewujudkan momentum sudut orbital
Pilihan biasa adalahplat fasa lingkaran, Q - Plat, Modulator Cahaya Spatial (SLMS), metasurfaces, dan dalam RF,tatasusunan bertahap bulat. Mirror Pengesanan Generasi: Gunakan fasa songsang, gunakanLog - Polar Unbreperpers, atau penapis yang dipadankan dengan koheren.
Momentum sudut orbital, langkah demi langkah
Langkah 1 - tinjauan saluran
Ukur pergolakan (CN²), ralat menunjuk, gerakan platform, dan apertur yang tersedia. Pilih set starter sepertiℓ = {0, ±1}sebelum mengejar mod yang lebih tinggi.
Langkah 2 - Pilih optik dan apertur
Bagi juruterbang, pilihplat fasa(tetap ℓ, kerugian rendah). Untuk ketangkasan, pilihSLMSataumetasurfaces. Apertur saiz dariD/Rdan sasaran|ℓ|Jadi orthogonality memegang julat.
Langkah 3 - Lakukan belanjawan pautan dengan crosstalk
Kehilangan pukal model,mod - kehilangan bergantung, dan kebocoran ke bersebelahan ℓ. Matlamat untuk10-20 dBPengasingan antara mod pada penerima dan tambah margin FEC.
Langkah 4 - Tutup gelung di lapangan
TambahPenjejakan tip/kecondonganuntuk auto - centering. Masukkan juruterbang pada setiap ℓ untuk penyamaan penyesuaian. Log mod - matriks pencampuran ke atas suhu, angin, dan masa.
Langkah 5 - mengesahkan, kemudian mod skala
Jalankan ujian rendam sepanjang siang/malam. Sekiranya pengasingan dan BER memegang, berkembang keℓ = {0, ±1, ±2}. Simpan sandaran untukℓ = 0untuk melihat yang tidak baik.
Momentum sudut orbital vs multiplexing lain
Mengapa Momentum Angular Orbital bukan pengganti WDM atau MIMO
OAM adalahSatu lagi paksi ortogonal. Gunakannya di samping panjang gelombang dan polarisasi apabila laluan anda mengekalkan kesucian mod. Jika jalannya kasar, melabur dalam WDM dan MIMO spatial terlebih dahulu.
OAM vs WDM vs MIMO sekilas
Sumber:Penggunaan OAMℓ, WDM menggunakan grid panjang gelombang, MIMO menggunakan mod spatial dan polarisasi.
Limiter:OAM mencecah perbezaan dan pergolakan; WDM mencecah kiraan penapis dan tidak linear; Mimo mencecah korelasi jalan.
Terbaik:OAM untuk pendek - ke - pertengahan fSO dan cincin - serat teras; WDM untuk metro/long - haul; Mimo untuk selular, wi - fi, dan sdm koheren.
Apabila momentum sudut orbital menang
Baris bersih - dari - bumbung penglihatan, testbeds dengan mekanik yang stabil, dan serat khusus dengan selekoh lembut adalah calon OAM yang kuat. Anda menambah kapasiti tanpa membeli spektrum atau menggali serat.
Aplikasi momentum sudut orbital yang boleh anda gunakan
Percuma - backhaul optik ruang antara bumbung
Gunakan2-4 mod OAMpada satu gelombang panjang1-3 kmdengan10-20 cmapertur dan penjejakan. Anda mendapat throughput yang lebih tinggi sambil mengekalkan perkakasan yang rendah.
Cincin khusus - serat teras di dalam kampus
Beberapa mod OAM yang stabil ditambahrendah - Order mimo dspKapasiti angkat dalam jangka pendek. Simpan laluan lurus, menguruskan tekanan, dan mod monitor - kehilangan bergantung.
Kuantum, pengimejan, dan penderiaan dengan momentum sudut orbital
Tinggi - Alphabets dimensi dalam OAM meningkatkan ruang simbol setiap foton dan membolehkan kompak percuma - pautan ruang dan makmal - rangkaian skala.
Butiran reka bentuk yang membuat atau memecahkan momentum sudut orbital
Penjajaran dan pusat
Beberapa peratus mis - centering boleh menggugurkan pengasingan dengan double - digit db. Tambah auto - suar dan rujukan rujukan awal.
Turbulensi dan gerakan
Skrin fasa rawak pasangan ℓ kepada jiran. Mengurangkan denganoptik penyesuaian, rasuk yang lebih besar, hop yang lebih pendek, dan FEC yang kuat.
DSP dan penentukuran
Rawat penerima sebagaimimo kecilSistem dengan mod - kehilangan bergantung. Pilot - penyamaan dan berkala re - penentukuran terus bertabil.
Kos, garis masa, dan risiko untuk momentum sudut orbital
Apa kos juruterbang dan termasuk
Dua bangku mod - denganplat fasa, gunung, dan kamera biasanya duduk direndah - beribu -ribu USDjulat.SLMStambah beberapa ribu lagi. Perumahan cuaca dan platform tip/kecondongan mengeraskan pautan di luar rumah.
Berapa lama persediaan diperlukan
Merancang1-2 hariUntuk bangku masa pertama - dengan dua mod dan setengah hari lagi untuk menyesuaikan gunung dan gelung di atas bumbung. Penyelidikan "resipi" disimpan kelajuan swap masa depan.
Risiko teratas untuk merancang
Divergence pada lebih tinggi|ℓ |, turbulensi - gandingan yang didorong, pencemaran aperture, dan hanyut terma. Setiap mempunyai laluan pengurangan yang jelas: optik yang lebih besar, AO, pembersihan dan pengedap, dan kawalan suhu.
Pembantu keputusan momentum sudut orbital
Jadual Pantas Perancangan Pautan
0.5-1 km, apertur 5-10 cm: ℓ = {0, +1}
1-3 km, apertures 10-20 cm: ℓ = {0, ±1}
3-5 km, 20 - 30+ cm apertures:ℓ={0, ± 1, ± 2} dengan AO
Ring di dalam rumah - serat teras:ℓ={0, ± 1} dengan mimo dsp
Menu Mitigasi Turbulensi
Rasuk bersiar -siar:Tambah tip/kecondongan dan pecahkan rasuk.
Scintillation:Gunakan Aperture Averaging dan FEC yang lebih kuat.
Gandingan mod:drop|ℓ |, meningkatkan pusat, tambah ao.
Drift termal:Tutup gelung suhu dan re - calibrate.
Bina vs senarai semak beli
Gunakan OAM sekarang:LOS Rooftop kurang daripada atau sama dengan 3 km dengan apertures besar; cincin - Laluan demo teras.
Menangguhkan OAM:pergolakan berat dengan mekanik terhad; Belanjawan yang ketat tanpa menjejaki.
Pelajaran bidang yang menyimpan projek di landasan
Kapasiti bersyarat bersyarat
Throughput sebenar bergantung padanombor keadaanDaripada mod - matriks pencampuran, bukan hanya berapa banyak lorong yang anda cuba.
Indeks radial memanjangkan kiraan lorong
MenambahIndeks radial msMembuka lebih banyak saluran ortogonal, tetapi toleransi penjajaran mengetatkan dan usaha DSP meningkat.
Komponen OAM bersepadu sudah matang
PadatUnbreampers, router, danmetasurfacesDayakan penerima yang lebih kecil dan laluan multicasting dalam fabrik fotonik.
Soalan Lazim Mengenai Momentum Angular Orbital
Bagaimanakah momentum sudut orbital berbeza dari pemultipleksan polarisasi?
Polarisasi menggunakan putaran dan memberikan dua lorong.Momentum sudut orbitalMenggunakan indeks twist ℓ dan boleh menambah lebih banyak lorong pada panjang gelombang yang sama, jika saluran menyimpan mod bersih.
Apakah julat luaran yang realistik untuk momentum sudut orbital?
Dengan10-20 cmapertur, gunung tegar, dan penjejakan,1-3 kmberfungsi untuk2-4 mod. Rentang lebih lama memerlukan optik yang lebih besar dan kerapoptik penyesuaian.
Berapa banyak kapasiti yang boleh menambahkan momentum sudut orbital?
Dalamcincin - terasatau serat yang disesuaikan, beberapa mod OAM ditambah panjang gelombang dan polarisasi mencapai multi - terabit kadar lebih pendek hingga pertengahan rentang dalam laluan terkawal.
Apakah kos perintis pertama?
Menjangkakanrendah - beribu -ribu USDuntuk fasa - PLATE PILOTS. Tambahkan beberapa ribu untukSLM. Pengerasan dan penjejakan luar meningkatkan kos tetapi meningkatkan masa.
Berapa lamakah penjajaran diambil?
Merancangsatu hingga dua hariUntuk persediaan pertama dengan dua mod, kemudian lelaran lebih cepat apabila anda menggunakan semula tanda penjajaran dan fail kawalan.
Bolehkah momentum sudut orbital menggantikan wdm atau mimo?
Tidak. Rawat OAM sebagaiBonus Lanedi samping WDM dan Mimo. Gunakannya apabila jalan anda mengekalkan kesucian mod; Jika tidak melabur dalam paksi matang terlebih dahulu.
Adakah momentum sudut orbital berdaya maju dalam gentian standard?
Serat standard tidak memegang OAM jauh lebih jauh.Cincin - terasdangred - indeksReka bentuk bantuan, dipasangkan dengan pesanan rendah -MIMO DSP.
Di mana saya boleh mendapatkan nombor trend untuk membenarkan percubaan OAM?
Gunakan lalu lintas mudah alih dan pengguna - Laporan asas untuk membingkai pertumbuhan permintaan dan keperluan backhaul, kemudian saiz juruterbang OAM terhadap keadaan laluan tempatan anda.
Ringkasan: Bilakah bertaruh pada momentum sudut orbital
Gunakanmomentum sudut orbitalApabila saluran anda stabil, penjajaran dikawal, dan apertur adalah murah hati. Mulakan denganℓ = {0, ±1}, tutup agelung penjejakan, dan bajetPengasingan modSeperti sistem MIMO. Jika keputusan memegang cuaca dan masa, mod skala. Simpan WDM dan polarisasi di tempat dan merawat momentum sudut orbit sebagailorong tambahanAnda membolehkan apabila keadaan membenarkan.