Τροχιακή γωνιακή ορμή: ένας μη-μη ανοησίας οδηγός μηχανικού
Βλέπεις τον όροτροχιακή γωνιακή ορμήσε οπτικά και ασύρματα χαρτιά. Φαίνεται αφηρημένο, ωστόσο χαρτογραφείται σε επιπλέον λωρίδες για δεδομένα και πιο αυστηρό έλεγχο δέσμης. Αυτός ο οδηγός τον κρατά πρακτικό, ώστε να μπορείτε να κρίνετε την εφαρμογή, τον προϋπολογισμό και το χρονοδιάγραμμα.
Θεμελιώδεις αρχές τροχιακής γωνιακής ορμής
Τι σημαίνει τροχιακή γωνιακή ορμή σε ένα λεπτό
Το φως και τα ραδιοκύματα φέρουν γωνιακή ορμή καθώςγνέθω(πόλωση) καιτροχιάς(μια ελικοειδής συστροφή φάσης). Η συστροφή επισημαίνεται με έναν ακέραιο αριθμόℓ. Οι διαφορετικές τιμές ℓ είναι ορθογώνιες σε ένα πλήρες, κεντρικό διάφραγμα, ώστε να μπορείτε να μεταδίδετε ανεξάρτητες ροές σε κάθε ℓ εάν το κανάλι διατηρεί την καθαρότητα λειτουργίας.
Πώς φαίνονται και συμπεριφέρονται οι ακτίνες της τροχιακής γωνιακής ορμής
Οι λειτουργίες OAM δείχνουν μια ένταση "ντόνατ" και μια φάση που περνάειℓ·2πγύρω από το κέντρο. Ανώτερο |ℓ| εξαπλώνεται γρηγορότερα και είναι πιο ευαίσθητο σε εσφαλμένο-κέντρο και αναταράξεις. Η σύζευξη λειτουργίας σε ℓ±1 είναι η κύρια βλάβη σε εξωτερικούς χώρους και σε λυγισμένες ίνες.
Υλικό που δημιουργεί τροχιακή γωνιακή ορμή
Κοινές επιλογές είναιπλάκες σπειροειδούς φάσης, q-πιάτα, διαμορφωτές χωρικού φωτός (SLMs), μεταεπιφάνειεςκαι στη RF,κυκλικές σειρές φάσεων. Δημιουργία κατόπτρων ανίχνευσης: εφαρμόστε την αντίστροφη φάση, χρησιμοποιήστεlog-πολικά ξετυλίγματα, ή συνεκτικά αντιστοιχισμένα φίλτρα.
Τροχιακή γωνιακή ορμή, βήμα προς βήμα
Βήμα 1 - Επισκόπηση του καναλιού
Μετρήστε το στροβιλισμό (Cn²), το σφάλμα κατάδειξης, την κίνηση της πλατφόρμας και τα διαθέσιμα ανοίγματα. Επιλέξτε ένα σετ εκκίνησης όπωςℓ = {0, ±1}πριν κυνηγήσετε υψηλότερες λειτουργίες.
Βήμα 2 - Επιλέξτε οπτικά και διαφράγματα
Για πιλότους, επιλέξτεπλάκες φάσης(σταθερό ℓ, χαμηλή απώλεια). Για ευκινησία, επιλέξτεSLMήμεταεπιφάνειες. Μέγεθος διαφράγματα απόD/Rκαι στόχος |ℓ| άρα η ορθογωνία ισχύει στο εύρος.
Βήμα 3 - Κάντε έναν προϋπολογισμό σύνδεσης με παράλληλη συνομιλία
Μαζική απώλεια μοντέλου,mode-εξαρτώμενη απώλεια, και διαρροή σε παρακείμενο ℓ. Στόχος για10–20 dBαπομόνωση μεταξύ των τρόπων λειτουργίας στον δέκτη και προσθήκη περιθωρίου FEC.
Βήμα 4 - Κλείστε τον βρόχο στο πεδίο
ΠροσθέτωΠαρακολούθηση άκρης/κλίσηςγια αυτόματο-κέντρωμα. Εισαγάγετε πιλότους σε κάθε ℓ για προσαρμοστική ισοστάθμιση. Καταγράψτε τον πίνακα μίξης λειτουργίας-σε θερμοκρασία, άνεμο και χρόνο.
Βήμα 5 - Επικύρωση και μετά κλιμάκωση λειτουργιών
Εκτελέστε δοκιμές εμποτισμού κατά τη διάρκεια της ημέρας/νύχτας. Εάν ισχύει η απομόνωση και το BER, αναπτύξτε το σεℓ = {0, ±1, ±2}. Κρατήστε μια εναλλακτικήℓ = 0για κακή θέαση.
Τροχιακή γωνιακή ορμή έναντι άλλων πολυπλεξίας
Γιατί η τροχιακή γωνιακή ορμή δεν αντικαθιστά το WDM ή το MIMO
ΟΑΜ είναιάλλος ορθογώνιος άξονας. Χρησιμοποιήστε το εκτός από το μήκος κύματος και την πόλωση όταν η διαδρομή σας διατηρεί την καθαρότητα λειτουργίας. Εάν η διαδρομή είναι ανώμαλη, επενδύστε πρώτα σε WDM και χωρικό MIMO.
OAM vs WDM vs MIMO με μια ματιά
Πόρος:Χρήσεις OAMℓ, το WDM χρησιμοποιεί πλέγματα μήκους κύματος, το MIMO χρησιμοποιεί χωρικές λειτουργίες και πόλωση.
Περιοριστής:Το OAM πλήττει την απόκλιση και τις αναταράξεις. Το WDM χτυπά τον αριθμό φίλτρων και τις μη γραμμικότητες. Η συσχέτιση διαδρομής MIMO επισκέψεων.
Καλύτερη εφαρμογή:OAM για σύντομες-έως-μεσαίες ίνες FSO και ring-πυρήνες. WDM για μετρό/μεγάλες αποστάσεις-. MIMO για κινητό, Wi{4}}και συνεκτικό SDM.
Όταν κερδίζει η τροχιακή γωνιακή ορμή
Καθαρή γραμμή-από-οροφές οροφής, κρεβάτια δοκιμών με σταθερή μηχανική και ειδικές ίνες με απαλές στροφές είναι ισχυρά υποψήφια OAM. Προσθέτετε χωρητικότητα χωρίς να αγοράζετε φάσμα ή να σκάβετε ίνες.
Εφαρμογές της τροχιακής γωνιακής ορμής που μπορείτε να αναπτύξετε
Ελεύθερη-διαστημική οπτική οπισθοδρόμηση μεταξύ στέγης
Χρήση2–4 λειτουργίες OAMσε ένα μήκος κύματος πάνω1–3 χλμμε10–20 cmδιαφράγματα και παρακολούθηση. Λαμβάνετε υψηλότερη απόδοση, ενώ διατηρείτε χαμηλό τον αριθμό υλικού.
Εξειδικευμένο δαχτυλίδι-πυρηνική ίνα μέσα στις πανεπιστημιουπόλεις
Μερικές σταθερές λειτουργίες OAM συνχαμηλής-παραγγελίας MIMO DSPικανότητα ανύψωσης σε μικρά ανοίγματα. Διατηρήστε τις διαδρομές ευθείες, διαχειριστείτε το άγχος και παρακολουθήστε τη λειτουργία-εξαρτώμενη από τις απώλειες.
Κβαντική, απεικόνιση και αίσθηση με τροχιακή γωνιακή ορμή
Τα αλφάβητα υψηλών-διαστάσεων στο OAM ενισχύουν τους χώρους συμβόλων ανά φωτόνιο και επιτρέπουν συμπαγείς-δεσμούς ελεύθερου χώρου και δίκτυα εργαστηριακής κλίμακας-.
Σχεδιάστε λεπτομέρειες που δημιουργούν ή διασπούν την τροχιακή γωνιακή ορμή
Ευθυγράμμιση και κεντράρισμα
Μερικά ποσοστά εσφαλμένης-κέντρωσης μπορεί να μειώσει την απομόνωση κατά διψήφιο-dB. Προσθέστε έγκαιρα αυτόματο-κέντρωμα και φάρους αναφοράς.
Αναταράξεις και κίνηση
Οι οθόνες τυχαίας φάσης συνδέουν το ℓ με τους γείτονες. Μετριάστε μεπροσαρμοστική οπτική, μεγαλύτερα δοκάρια, μικρότερος λυκίσκος και ισχυρό FEC.
DSP και βαθμονόμηση
Αντιμετωπίστε τον δέκτη ως αμικρό MIMOσύστημα με απώλεια λειτουργίας-εξαρτώμενη. Η εξισορρόπηση με τη βοήθεια πιλότου-και η περιοδική εκ νέου-βαθμονόμηση διατηρούν το BER σταθερό.
Κόστος, χρονοδιαγράμματα και κίνδυνοι για την τροχιακή γωνιακή ορμή
Τι κοστίζει και τι περιλαμβάνει ένας πιλότος
Ένας πάγκος δύο-λειτουργιών μεπλάκες φάσης, βάσεις και κάμερες συνήθως τοποθετούνται στοχαμηλές-χιλιάδες USDσειρά.SLMπροσθέστε μερικές χιλιάδες ακόμα. Τα αδιάβροχα περιβλήματα και οι πλατφόρμες ανατροπής/κλίσης σκληραίνουν τη σύνδεση σε εξωτερικούς χώρους.
Πόσος χρόνος χρειάζεται η ρύθμιση
Σχέδιο1-2 ημέρεςγια ένα πρώτο-παγκάκι με δύο λειτουργίες και άλλη μισή μέρα για να ρυθμίσετε τις βάσεις και τους βρόχους στην ταράτσα. Αποθηκευμένες "συνταγές" ευθυγράμμισης ταχύτητα μελλοντικών ανταλλαγών.
Κορυφαίοι κίνδυνοι που πρέπει να προγραμματίσετε
Απόκλιση σε υψηλότερο |ℓ|, στροβιλώδης-σύζευξη, μόλυνση διαφράγματος και θερμική μετατόπιση. Καθένα έχει μια σαφή διαδρομή μετριασμού: μεγαλύτερα οπτικά, AO, καθαρισμός και σφράγιση και έλεγχος θερμοκρασίας.
Βοηθοί απόφασης τροχιακής γωνιακής ορμής
Σύνδεσμος σχεδιασμός γρήγορος πίνακας
0,5–1 km, διαφράγματα 5–10 cm: ℓ = {0, +1}
1–3 km, διάφραγμα 10–20 cm: ℓ = {0, ±1}
3–5 km, 20–30+ cm διάφραγμα:ℓ={0, ±1, ±2} με AO
Εσωτερική ίνα δακτυλίου-πυρήνα:ℓ={0, ±1} με MIMO DSP
Μενού μετριασμού αναταράξεων
Περιπλάνηση δέσμης:προσθέστε άκρη/κλίση και μεγεθύνετε τη δέσμη.
Σπινθηροβολία:χρησιμοποιήστε μέσο όρο διαφράγματος και ισχυρότερο FEC.
Σύζευξη λειτουργίας:πτώση |ℓ|, βελτίωση κεντραρίσματος, προσθήκη AO.
Θερμική μετατόπιση:κλείστε τους βρόχους θερμοκρασίας και-εκ νέου βαθμονόμηση.
Λίστα ελέγχου κατασκευής έναντι αγοράς
Χρησιμοποιήστε το OAM τώρα:LoS στέγης Λιγότερο ή ίσο με 3 km με μεγάλα ανοίγματα. δακτύλιος-πυρήνας επίδειξης μονοπατιών.
Αναβολή OAM:βαριές αναταράξεις με περιορισμένη μηχανική. περιορισμένους προϋπολογισμούς χωρίς παρακολούθηση.
Μαθήματα πεδίου που κρατούν τα έργα σε καλό δρόμο
Η κλιμάκωση χωρητικότητας είναι υπό όρους
Η πραγματική απόδοση εξαρτάται από τοαριθμός κατάστασηςτου πίνακα λειτουργίας-μίξης, όχι μόνο πόσες ℓ λωρίδες επιχειρείτε.
Ο ακτινικός δείκτης επεκτείνει τον αριθμό λωρίδων
Προσθέτοντας τοακτινωτός δείκτης σελανοίγει περισσότερα ορθογώνια κανάλια, αλλά η ανοχή ευθυγράμμισης σφίγγει και η προσπάθεια DSP αυξάνεται.
Τα ενσωματωμένα εξαρτήματα OAM ωριμάζουν
Συμπαγήςξετυλίγματα, δρομολογητές, καιμεταεπιφάνειεςενεργοποιήστε μικρότερους δέκτες και μονοπάτια πολλαπλής εκπομπής σε φωτονικά υφάσματα.
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με την τροχιακή γωνιακή ορμή
Πώς διαφέρει η τροχιακή γωνιακή ορμή από την πολυπλεξία πόλωσης;
Η πόλωση χρησιμοποιεί σπιν και δίνει δύο λωρίδες.Τροχιακή γωνιακή ορμήχρησιμοποιεί τον δείκτη συστροφής ℓ και μπορεί να προσθέσει περισσότερες λωρίδες στο ίδιο μήκος κύματος, εάν το κανάλι διατηρεί τις λειτουργίες καθαρές.
Ποια υπαίθρια εμβέλεια είναι ρεαλιστική για την τροχιακή γωνιακή ορμή;
Με10–20 cmανοίγματα, άκαμπτες βάσεις και παρακολούθηση,1–3 χλμλειτουργεί για2–4 λειτουργίες. Τα μεγαλύτερα ανοίγματα χρειάζονται μεγαλύτερα οπτικά και συχνάπροσαρμοστική οπτική.
Πόση χωρητικότητα μπορεί να προσθέσει η τροχιακή γωνιακή ορμή στην ίνα;
Σεδακτύλιος-πυρήναςή προσαρμοσμένες ίνες, μερικές λειτουργίες OAM συν το μήκος κύματος και την πόλωση φτάνουν σε πολλαπλούς-ρυθμούς terabit σε μικρές έως μεσαίες αποστάσεις σε ελεγχόμενες διαδρομές.
Τι κοστίζει ο πρώτος πιλότος;
Αναμένωχαμηλές-χιλιάδες USDγια πιλότους φάσης-πλακών. Προσθέστε αρκετές χιλιάδες για έναSLM. Η σκλήρυνση και η παρακολούθηση σε εξωτερικούς χώρους αυξάνουν το κόστος αλλά ενισχύουν το χρόνο λειτουργίας.
Πόσος χρόνος χρειάζεται η ευθυγράμμιση;
Σχέδιομία με δύο ημέρεςγια την πρώτη ρύθμιση με δύο λειτουργίες, στη συνέχεια ταχύτερες επαναλήψεις καθώς επαναχρησιμοποιείτε τα σημάδια ευθυγράμμισης και τα αρχεία ελέγχου.
Μπορεί η τροχιακή γωνιακή ορμή να αντικαταστήσει το WDM ή το MIMO;
Όχι. Αντιμετωπίστε το OAM ως αλωρίδα μπόνουςδίπλα στα WDM και MIMO. Χρησιμοποιήστε το όταν η διαδρομή σας διατηρεί την καθαρότητα λειτουργίας. διαφορετικά επενδύστε πρώτα στους ώριμους άξονες.
Είναι βιώσιμη η τροχιακή γωνιακή ορμή σε τυπικές ίνες;
Οι τυπικές ίνες δεν συγκρατούν καλά το OAM σε απόσταση.Δακτύλιος-πυρήναςκαιβαθμολογημένο-ευρετήριοβοήθεια σχεδίων, σε συνδυασμό με χαμηλή- τάξηMIMO DSP.
Πού μπορώ να βρω αριθμούς τάσεων για να δικαιολογήσω μια δοκιμή OAM;
Χρησιμοποιήστε την επισκεψιμότητα από κινητά και τις αναφορές{0}}βάσης χρηστών για να πλαισιώσετε την αύξηση της ζήτησης και τις ανάγκες backhaul και, στη συνέχεια, μετρήστε έναν πιλότο OAM με βάση τις τοπικές συνθήκες διαδρομής σας.
Περίληψη: πότε να στοιχηματίσετε στην τροχιακή γωνιακή ορμή
Χρήσητροχιακή γωνιακή ορμήόταν το κανάλι σας είναι σταθερό, η ευθυγράμμιση ελέγχεται και τα διαφράγματα είναι γενναιόδωρα. Ξεκινήστε μεℓ = {0, ±1}, κλείσιμο αβρόχος παρακολούθησηςκαι τον προϋπολογισμόαπομόνωση τρόπου λειτουργίαςσαν ένα σύστημα MIMO. Εάν τα αποτελέσματα διατηρούνται σε όλες τις καιρικές συνθήκες και την ώρα, κάντε κλιμάκωση. Διατηρήστε το WDM και την πόλωση στη θέση τους και αντιμετωπίστε την τροχιακή γωνιακή ορμή ως τοεπιπλέον λωρίδαενεργοποιείτε όταν το επιτρέπουν οι συνθήκες.