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The Orbital Angular Momentum (OAM) Multiplexing Controversy: OAM as a subset of MIMO

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Orbital angular momentum multiplexing

Orbital angular momentum (OAM) multiplexing is a physical layer method for multiplexing signals carried on electromagnetic waves using the orbital angular momentum of the electromagnetic waves to distinguish between the different orthogonal signals. Orbital angular momentum is one of two forms of angular momentum of light. OAM is distinct from, and should not be confused with, light spin angular momentum.

MIMO (télécommunications)

Multiple-Input Multiple-Output ou MIMO (« entrées multiples, sorties multiples » en français) est une technique de multiplexage utilisée dans les radars, réseaux sans fil et les réseaux mobiles permettant des transferts de données à plus longue portée et avec un débit plus élevé qu’avec des antennes utilisant la technique SISO (Single-Input Single-Output). Alors que les anciens réseaux Wi-Fi ou les réseaux GSM standards utilisent une seule antenne au niveau de l'émetteur et du récepteur, MIMO utilise plusieurs antennes tant au niveau de l'émetteur (par exemple un routeur) que du récepteur (par exemple un PC portable ou un smartphone).

Orbital angular momentum of light

The orbital angular momentum of light (OAM) is the component of angular momentum of a light beam that is dependent on the field spatial distribution, and not on the polarization. It can be further split into an internal and an external OAM. The internal OAM is an origin-independent angular momentum of a light beam that can be associated with a helical or twisted wavefront. The external OAM is the origin-dependent angular momentum that can be obtained as cross product of the light beam position (center of the beam) and its total linear momentum.

Angular momentum of light

The angular momentum of light is a vector quantity that expresses the amount of dynamical rotation present in the electromagnetic field of the light. While traveling approximately in a straight line, a beam of light can also be rotating (or "spinning, or "twisting) around its own axis. This rotation, while not visible to the naked eye, can be revealed by the interaction of the light beam with matter. There are two distinct forms of rotation of a light beam, one involving its polarization and the other its wavefront shape.

Multiplexage

thumb|Principe du multiplexage Le multiplexage est une technique qui consiste à faire passer plusieurs informations à travers un seul support de transmission. Elle permet de partager une même ressource entre plusieurs utilisateurs. Il existe deux techniques principales de multiplexage : temporelle fréquentielle (ou, ce qui revient au même, en longueur d'onde). Le multiplexage est apparu et s'est développé avec la télégraphie.

Spatial multiplexing

Spatial multiplexing or space-division multiplexing (SM, SDM or SMX) is a multiplexing technique in MIMO wireless communication, fibre-optic communication and other communications technologies used to transmit independent channels separated in space. In fibre-optic communication SDM refers to the usage of the transverse dimension of the fibre to separate the channels. Multi-core fibres are fibres designed with more than a single core.

Diversity scheme

In telecommunications, a diversity scheme refers to a method for improving the reliability of a message signal by using two or more communication channels with different characteristics. Diversity is mainly used in radio communication and is a common technique for combatting fading and co-channel interference and avoiding error bursts. It is based on the fact that individual channels experience fades and interference at different, random times, i.e, they are at least partly independent.

Optical vortex

An optical vortex (also known as a photonic quantum vortex, screw dislocation or phase singularity) is a zero of an optical field; a point of zero intensity. The term is also used to describe a beam of light that has such a zero in it. The study of these phenomena is known as singular optics. In an optical vortex, light is twisted like a corkscrew around its axis of travel. Because of the twisting, the light waves at the axis itself cancel each other out.

Orthogonal frequency-division multiplexing

L’OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) est un procédé de codage de signaux numériques par répartition en fréquences orthogonales sous forme de multiples sous-porteuses. Cette technique permet de lutter contre les canaux sélectifs en fréquence en permettant une égalisation de faible complexité. Ces canaux se manifestent notamment en présence de trajets multiples et sont d'autant plus pénalisants que le débit de transmission est élevé.

Moment cinétique (mécanique quantique)

En mécanique quantique le moment cinétique est défini comme un opérateur vectoriel (noté ) à trois composantes, correspondant chacune aux différentes dimensions de l'espace (opérateurs « scalaires »). Celles-ci obéissent entre elles à certaines relations de commutation. Ainsi, alors qu'en mécanique classique les trois composantes du moment cinétique peuvent être simultanément mesurées, ceci est impossible dans le cadre quantique.