Orbitaalne nurkimpulss: -jutuline inseneri juhend
Näete terminitorbiidi nurkimmentoptika ja juhtmevaba paberi vahel. See näeb välja abstraktne, kuid kaardistab lisaradu andmete ja tihedama valgusvihu juhtimise jaoks. See juhend hoiab seda praktilisena, et saaksite hinnata sobivust, eelarvet ja ajakava.
Orbiidi nurkmomendi põhialused
Mida tähendab orbiidi nurkimment ühes minutis
Valgus- ja raadiolained kannavad nurkmomenti nagukeerutada(polarisatsioon) jaorbitaal(spiraalse faasi keerdumine). Keerd on märgistatud täisarvugaℓ. Erinevad ℓ väärtused on täiskeskse ava üle ortogonaalsed, nii et kui kanal säilitab režiimi puhtuse, saate igal ℓ-l edastada sõltumatuid vooge.
Kuidas orbitaalsed nurkmomendi talad välja näevad ja käituvad
OAM-i režiimid näitavad "sõõriku" intensiivsust ja faasi, mis keerleb möödaℓ·2πkeskuse ümber. Kõrgem |ℓ| levib kiiremini ja on tundlikum vale{1}}tsentreerimise ja turbulentsi suhtes. Režiimide sidumine väärtusega ℓ±1 on peamine kahjustus välitingimustes ja painutatud kiudude puhul.
Riistvara, mis loob orbiidi nurkmomenti
Levinud valikud onspiraalsed faasiplaadid, q-plaadid, ruumilised valgusmodulaatorid (SLM-id), metapinnadja RF-is,ringikujulised faasilised massiivid. Tuvastuspeeglite genereerimine: rakendage pöördfaasi, kasutagelogi-polaarsed lahtipakkijadvõi sidusad sobitatud filtrid.
Orbitaalne nurkmoment, samm-sammult
Samm 1 - Uurige kanalit
Mõõtke turbulentsi (Cn²), osutamisviga, platvormi liikumist ja saadaolevaid avasid. Valige stardikomplekt naguℓ = {0, ±1}enne kõrgemate režiimide tagaajamist.
Samm 2 - Valige optika ja avad
Pilootide jaoks valifaasiplaadid(fikseeritud ℓ, väike kadu). Agility jaoks valiSLM-idvõimetapinnad. Avade suurus alatesD/Rja sihtmärk |ℓ| nii et ortogonaalsus kehtib vahemikus.
Samm 3 - Tehke lingieelarve koos läbikõnedega
Mudeli massikadu,režiimist-sõltuv kaduja leke külgnevatesse ℓ. Eesmärgiks10-20 dBvastuvõtja režiimide vaheline isolatsioon ja FEC-varu lisamine.
Samm 4 - Sulgege väljal olev ahel
Lisakalde/kalde jälgimineautomaatseks{0}}tsentreerimiseks. Sisestage igale ℓ-le piloodid adaptiivseks võrdsustamiseks. Logige režiimi-segamismaatriks temperatuuri, tuule ja aja järgi.
Samm 5 - Kinnitage ja seejärel skaleerige režiimid
Tehke leotustestid päeval/ööl. Kui isolatsioon ja BER kehtivad, laiendage väärtuseleℓ = {0, ±1, ±2}. Jätkake tagavaraksℓ = 0halva nägemise eest.
Orbitaalne nurkimpulss vs muu multipleksimine
Miks orbiidi nurkimpulss ei asenda WDM-i ega MIMO-d?
OAM onteine ortogonaaltelg. Kasutage seda lainepikkuse ja polarisatsiooni kõrval, kui teie tee säilitab režiimi puhtuse. Kui tee on ebatasane, investeerige esmalt WDM-i ja ruumilisse MIMO-sse.
OAM vs WDM vs MIMO lühidalt
Allikas:OAM kasutabℓ, WDM kasutab lainepikkusvõrke, MIMO ruumilisi režiime ja polarisatsiooni.
Piiraja:OAM tabab lahknemist ja turbulentsi; WDM tabab filtrite arvu ja mittelineaarsust; MIMO tabab teekorrelatsiooni.
Parim sobivus:OAM lühikeste{0}}kuni-keskmiste FSO ja ring-tuumakiudude jaoks; WDM metroo--kaugemaatranspordi jaoks; MIMO mobiilsidevõrgu, WiFi{4}}ja sidusa SDM-i jaoks.
Kui orbiidi nurkimment võidab
Puhas vaatejoon--katused, stabiilse mehaanikaga katsealused ja õrnade painutustega spetsiaalsed kiud on tugevad OAM-i kandidaadid. Lisate võimsust ilma spektrit ostmata või kiudu kaevamata.
Orbitaalse nurkmomendi rakendused, mida saate kasutada
Tasuta-ruumi optiline tagasiühendus katuste vahel
Kasutage2–4 OAM-režiimiühel lainepikkusel üle1-3 kmkoos10-20 cmavad ja jälgimine. Saate suurema läbilaskevõime, hoides samal ajal riistvara arvu madalal.
Spetsiaalne ring-tuumkiud ülikoolilinnakutes
Mõned stabiilsed OAM-režiimid plussmadala{0}}tellimusega MIMO DSPtõstevõime lühikestel vahekaugustel. Hoidke marsruudid sirged, juhtige stressi ja jälgige režiimist{1}}sõltuvat kaotust.
Kvant, pildistamine ja tajumine orbiidi nurkimpulssiga
Suure-mõõtmelised tähestikud OAM-is suurendavad sümboliruume footoni kohta ja võimaldavad kompaktseid vaba-ruumilinke ja labori-skaalavõrke.
Disaini detailid, mis loovad või katkestavad orbiidi nurkmomenti
Joondamine ja tsentreerimine
Mõne protsendi vale{0}}tsentreerimine võib isolatsiooni vähendada kahekohalise-dB võrra. Lisage varakult automaatne-tsentreerimine ja viitemajakad.
Turbulents ja liikumine
Juhuslikud faasiekraanid paarituvad ℓ naabritega. Leevendada koosadaptiivne optika, suuremad talad, lühemad humalad ja tugev FEC.
DSP ja kalibreerimine
Käsitle vastuvõtjat kui aväike MIMOrežiimist{0}}sõltuva kaoga süsteem. Piloot-toega võrdsustamine ja perioodiline ümber-kalibreerimine hoiavad BER stabiilsena.
Orbiidi nurkmomendi kulud, ajagraafikud ja riskid
Mis piloot maksab ja sisaldab
Kahe-režiimiga pinkfaasiplaadid, alused ja kaamerad asuvad tavaliselt sellesmadalad -tuhanded USDulatus.SLM-idlisada veel mitu tuhat. Ilmastikukindlad korpused ja kallutusplatvormid tugevdavad lüli õues.
Kui kaua seadistamine aega võtab
Plaan1-2 päevaesimest korda-kahe režiimiga pink ja veel pool päeva katusekinnituste ja silmuste häälestamiseks. Salvestatud joonduse "retseptid" kiirendavad tulevasi vahetusi.
Peamised riskid, mida planeerida
Lahknevus kõrgemal |ℓ|, turbulentsist-ajendav sidestus, ava saastumine ja termiline triiv. Igal neist on selge leevendustee: suurem optika, AO, puhastamine ja tihendamine ning temperatuuri juhtimine.
Orbiidi nurkmomendi otsustamise abilised
Linkide planeerimise kiirtabel
0,5–1 km, avad 5–10 cm: ℓ = {0, +1}
1–3 km, 10–20 cm avad: ℓ = {0, ±1}
3–5 km, 20–30+ cm avad:ℓ={0, ±1, ±2} koos AO-ga
Siserõnga{0}}tuumkiud:ℓ={0, ±1} MIMO DSP-ga
Turbulentsi leevendamise menüü
Kiire tiir:lisa ots/kallutus ja suurenda tala.
Stsintsillatsioon:kasutage ava keskmistamist ja tugevamat FEC-i.
Režiimi sidumine:langetage |ℓ|, parandage tsentreerimist, lisage AO.
Termiline triiv:sulgege temperatuuriahelad ja{0}}kalibreerige uuesti.
Ehitamise ja ostmise kontrollnimekiri
Kasutage OAM-i kohe:katusealune Loss Suurte avadega alla 3 km või sellega võrdne; ring-peamised demoteed.
OAM edasilükkamine:raske turbulents piiratud mehaanikaga; kitsad eelarved ilma jälgimiseta.
Õppetunnid, mis hoiavad projekte õigel teel
Võimsuse skaleerimine on tingimuslik
Tegelik läbilaskevõime sõltubseisukorra numberrežiimi-segamismaatriksist, mitte ainult sellest, mitut ℓ rada proovite.
Radiaalne indeks pikendab radade arvu
Lisadesradiaalne indeks pavab rohkem ortogonaalseid kanaleid, kuid joondustolerants tiheneb ja DSP pingutus suureneb.
Integreeritud OAM-i komponendid valmivad
Kompaktnelahtipakkijad, ruuteridjametapinnadvõimaldavad fotoonilistes kangastes väiksemaid vastuvõtjaid ja multiedastusteid.
KKK orbiidi nurkmomendi kohta
Mille poolest erineb orbiidi nurkimpulss polarisatsiooni multipleksimisest?
Polarisatsioon kasutab spinni ja annab kaks rada.Orbitaalne nurkmomentkasutab väändeindeksit ℓ ja võib lisada samale lainepikkusele rohkem radu, kui kanal hoiab režiimid puhtana.
Milline väljas ulatus on orbiidi nurkmomendi jaoks realistlik?
Koos10-20 cmavad, jäigad kinnitused ja jälgimine,1-3 kmtöötab2-4 režiimi. Pikemad vahemikud vajavad suuremat optikat ja sageliadaptiivne optika.
Kui palju mahutab orbiidi nurkimpulss kiududele?
sissering-tuumvõi kohandatud kiud, mõned OAM-režiimid pluss lainepikkus ja polarisatsioon saavutavad kontrollitud marsruutidel lühikese ja keskmise pikkusega mitme{0}}terabiti kiiruse.
Mis maksab esimene piloot?
Oodatamadalad -tuhanded USDfaasi{0}}pilootide jaoks. Lisage ühe jaoks mitu tuhatSLM. Välistingimustes karastamine ja jälgimine suurendavad kulusid, kuid pikendavad tööaega.
Kui kaua joondamine aega võtab?
Plaanüks kuni kaks päevaesimese seadistuse jaoks kahe režiimiga, seejärel kiiremad iteratsioonid, kui kasutate joondusmärke ja juhtfaile.
Kas orbitaalne nurkmoment võib asendada WDM-i või MIMO-d?
Ei. Käsitle OAM-i kui aboonusradaWDM ja MIMO kõrval. Kasutage seda siis, kui teie tee säilitab režiimi puhtuse; muidu investeerige kõigepealt küpsetesse telgedesse.
Kas orbiidi nurkimment on standardsetes kiududes elujõuline?
Standardkiud ei hoia OAM-i kaugelt hästi.Rõnga-tuumjahindeline{0}}indeksdisainilahendused, mis on seotud madala{0}}järjekorragaMIMO DSP.
Kust leida trendinumbreid, et õigustada OAM-i katset?
Kasutage mobiilset liiklust ja kasutajate{0}}baasaruandeid, et kujundada nõudluse kasvu ja tagasiühenduse vajadused, seejärel kohandage OAM-piloot vastavalt kohalikele teetingimustele.
Kokkuvõte: millal panustada orbiidi nurkmomenti
Kasutageorbiidi nurkimmentkui teie kanal on stabiilne, on joondus kontrollitud ja avad on suured. Alusta sellestℓ = {0, ±1}, sulgege ajälgimissilmusja eelarverežiimi isoleeriminenagu MIMO süsteem. Kui tulemused kehtivad ilma ja aja lõikes, muutke režiime. Hoidke WDM ja polarisatsioon paigal ning käsitlege orbiidi nurkmomenti kuilisaradalubate, kui tingimused lubavad.