Komunikazzjoni tal-Mewġ Millimetru

Mewġa millimetrika(mmWave) hija l-medda tal-ispettru elettromanjetiku b'wavelength bejn 10mm (30 GHz) u 1mm (300 GHz).Hija msemmija bħala l-frekwenza estremament għolja (EHF) mill-Unjoni Internazzjonali tat-Telekomunikazzjoni (ITU).Mewġ millimetriku jinsab bejn mewġ microwave u infra-aħmar fl-ispettru u jista 'jintuża għal diversi applikazzjonijiet ta' komunikazzjoni mingħajr fili ta 'veloċità għolja, bħal links backhaul minn punt għal punt.
It-tendenzi makro jaċċelleraw it-tkabbir tad-dejta
Biż-żieda fid-domanda globali għad-dejta u l-konnettività, il-meded ta 'frekwenza użati bħalissa għall-komunikazzjoni mingħajr fili saru dejjem aktar iffullar, u d-domanda għall-aċċess ta' bandwidth ta 'frekwenza ogħla fl-ispettru tal-mewġ millimetru.Ħafna tendenzi makro aċċelleraw id-domanda għal kapaċità u veloċità akbar tad-dejta.
1. L-ammont u t-tipi ta’ data ġġenerata u pproċessata minn big data qed jiżdiedu b’mod esponenzjali kuljum.Id-dinja tiddependi fuq trażmissjoni b'veloċità għolja ta 'ammonti kbar ta' dejta fuq apparati bla għadd kull sekonda.Fl-2020, kull persuna ġġenerat 1.7 MB ta 'dejta kull sekonda.(Sors: IBM).Fil-bidu tal-2020, il-volum tad-dejta globali kien stmat li jkun 44ZB (Forum Ekonomiku Dinji).Sal-2025, il-ħolqien tad-dejta globali huwa mistenni li jilħaq aktar minn 175 ZB.Fi kliem ieħor, il-ħażna ta 'ammont daqshekk kbir ta' dejta teħtieġ 12.5 biljun tal-akbar hard drives tal-lum.(Korporazzjoni Internazzjonali tad-Data)
Skont stimi tan-Nazzjonijiet Uniti, l-2007 kienet l-ewwel sena li fiha l-popolazzjoni urbana qabżet il-popolazzjoni rurali.Din it-tendenza għadha għaddejja, u huwa mistenni li sal-2050, aktar minn żewġ terzi tal-popolazzjoni tad-dinja se tgħix f'żoni urbani.Dan ġab pressjoni dejjem akbar fuq l-infrastruttura tat-telekomunikazzjoni u tad-dejta f’dawn iż-żoni b’popolazzjoni densa.
3. Il-kriżi u l-instabilità globali multipolari, minn pandemiji għal taqlib politiku u kunflitti, ifissru li l-pajjiżi huma dejjem aktar ħerqana li jiżviluppaw il-kapaċitajiet sovrani tagħhom biex itaffu r-riskji ta’ instabbiltà globali.Gvernijiet madwar id-dinja jittamaw li jnaqqsu d-dipendenza tagħhom fuq importazzjonijiet minn reġjuni oħra u jappoġġaw l-iżvilupp ta 'prodotti domestiċi, teknoloġiji, u infrastruttura.
4. Bl-isforzi tad-dinja biex jitnaqqsu l-emissjonijiet tal-karbonju, it-teknoloġija qed tiftaħ opportunitajiet ġodda biex timminimizza l-ivvjaġġar b'ħafna karbonju.Illum, il-laqgħat u l-konferenzi ġeneralment isiru onlajn.Anke proċeduri mediċi jistgħu jiġu esegwiti mill-bogħod mingħajr il-ħtieġa li l-kirurgi jiġu fil-kamra tal-operazzjoni.Il-flussi tad-dejta b'latenza baxxa ultra veloċi, affidabbli u mhux interrott biss jistgħu jiksbu din l-operazzjoni preċiża.
Dawn il-fatturi makro jqanqlu lin-nies biex jiġbru, jittrasmettu u jipproċessaw aktar u aktar data globalment, u jeħtieġu wkoll trażmissjoni b'veloċitajiet ogħla u b'latenza minima.

Liema rwol jista 'jkollhom il-mewġ millimetriku?
L-ispettru tal-mewġ millimetriku jipprovdi spettru kontinwu wiesa ', li jippermetti trasmissjoni ta' data ogħla.Bħalissa, il-frekwenzi microwave użati għall-biċċa l-kbira tal-komunikazzjonijiet mingħajr fili qed isiru iffullar u mxerrda, speċjalment b'diversi bandwidths iddedikati għal dipartimenti speċifiċi bħad-difiża, l-ajruspazju u l-komunikazzjoni ta 'emerġenza.
Meta tmexxi l-ispettru 'l fuq, il-porzjon disponibbli tal-ispettru mhux interrott se jkun ħafna akbar u l-porzjon miżmum se jkun inqas.Iż-żieda fil-firxa tal-frekwenza żżid b'mod effettiv id-daqs tal-"pipeline" li jista 'jintuża biex jittrasmetti d-data, u b'hekk jinkisbu flussi ta' data akbar.Minħabba l-bandwidth tal-kanal ferm akbar ta 'mewġ millimetriku, skemi ta' modulazzjoni inqas kumplessi jistgħu jintużaw biex jittrasmettu data, li jistgħu jwasslu għal sistemi b'latenza ħafna aktar baxxa.
X'inhuma l-isfidi?
Hemm sfidi relatati fit-titjib tal-ispettru.Il-komponenti u s-semikondutturi meħtieġa biex jittrasmettu u jirċievu sinjali fuq mewġ millimetriku huma aktar diffiċli biex jiġu manifatturati - u hemm inqas proċessi disponibbli.Il-manifattura tal-komponenti tal-mewġ millimetriku hija wkoll aktar diffiċli minħabba li huma ħafna iżgħar, li jeħtieġu tolleranzi ogħla ta 'assemblaġġ u disinn bir-reqqa ta' interkonnessjonijiet u kavitajiet biex jitnaqqas it-telf u jiġu evitati oxxillazzjonijiet.
Il-propagazzjoni hija waħda mill-isfidi ewlenin li jiffaċċjaw is-sinjali tal-mewġ millimetriku.Fi frekwenzi ogħla, is-sinjali huma aktar probabbli li jiġu mblukkati jew imnaqqsa minn oġġetti fiżiċi bħal ħitan, siġar u bini.Fiż-żona tal-bini, dan ifisser li r-riċevitur tal-mewġ millimetru jeħtieġ li jkun jinsab barra l-bini biex jippropaga s-sinjal internament.Għall-backhaul u l-komunikazzjoni bis-satellita għall-art, hija meħtieġa amplifikazzjoni akbar tal-qawwa biex jittrasmettu sinjali fuq distanzi twal.Fuq l-art, id-distanza bejn il-links minn punt għal punt ma tistax taqbeż 1 sa 5 kilometri, aktar milli d-distanza akbar li n-netwerks ta 'frekwenza baxxa jistgħu jiksbu.
Dan ifisser, pereżempju, fiż-żoni rurali, aktar stazzjonijiet bażi u antenni huma meħtieġa biex jittrasmettu sinjali tal-mewġ millimetriku fuq distanzi twal.L-installazzjoni ta' din l-infrastruttura addizzjonali teħtieġ aktar ħin u spiża.F'dawn l-aħħar snin, l-iskjerament tal-kostellazzjoni tas-satellita ppruvat issolvi din il-problema, u dawn il-kostellazzjoni tas-satellita għal darb'oħra jieħdu mewġ millimetriku bħala l-qalba tal-arkitettura tagħhom.
Fejn hi l-aħjar użu għall-mewġ millimetriku?
Id-distanza qasira tal-propagazzjoni tal-mewġ millimetriku tagħmilhom adattati ħafna għall-iskjerament f'żoni urbani densament popolati bi traffiku tad-dejta għoli.L-alternattiva għan-netwerks mingħajr fili hija n-netwerks tal-fibra ottika.Fiż-żoni urbani, it-tħaffir tat-toroq biex jiġu installati fibri ottiċi ġodda huwa estremament għali, distruttiv u jieħu ħafna ħin.Għall-kuntrarju, konnessjonijiet ta 'mewġ millimetriku jistgħu jiġu stabbiliti b'mod effiċjenti bi spejjeż minimi ta' interruzzjoni fi żmien ftit jiem.
Ir-rata tad-dejta miksuba minn sinjali tal-mewġ millimetriku hija komparabbli ma 'dik tal-fibri ottiċi, filwaqt li tipprovdi latenza aktar baxxa.Meta jkollok bżonn fluss ta 'informazzjoni veloċi ħafna u latenza minima, il-links mingħajr fili huma l-ewwel għażla - hu għalhekk li jintużaw fil-boroż fejn il-latenza millisekondi tista' tkun kritika.
Fiż-żoni rurali, l-ispiża tal-installazzjoni ta 'kejbils tal-fibra ottika ħafna drabi hija projbittiva minħabba d-distanza involuta.Kif imsemmi hawn fuq, in-netwerks tat-torri tal-mewġ millimetriku jeħtieġu wkoll investiment sinifikanti fl-infrastruttura.Is-soluzzjoni ppreżentata hawnhekk hija li tuża satelliti b'orbita baxxa tad-Dinja (LEO) jew pseudo satelliti ta 'altitudni għolja (HAPS) biex tikkonnettja data ma' żoni remoti.Netwerks LEO u HAPS ifissru li m'hemmx bżonn li jiġu installati fibra ottika jew jinbnew netwerks mingħajr fili minn punt għal punt fuq distanza qasira, filwaqt li xorta jipprovdu rati ta 'dejta eċċellenti.Il-komunikazzjoni bis-satellita diġà użat sinjali tal-mewġ millimetriku, ġeneralment fit-tarf baxx tal-ispettru - Faxxa ta 'frekwenza Ka (27-31GHz).Hemm spazju biex tespandi għal frekwenzi ogħla, bħall-faxex tal-frekwenza Q/V u E, speċjalment l-istazzjon tar-ritorn għad-dejta lejn l-art.
Is-suq tar-ritorn tat-telekomunikazzjoni jinsab f'pożizzjoni ta 'tmexxija fit-tranżizzjoni minn frekwenzi tal-majkrowejv għal frekwenzi tal-mewġ millimetriku.Dan huwa mmexxi miż-żieda fl-apparat tal-konsumatur (apparat li jinżamm fl-idejn, laptops, u l-Internet tal-Oġġetti (IoT)) matul l-aħħar għaxar snin, li aċċellerat id-domanda għal aktar data u aktar mgħaġġla.
Issa, l-operaturi tas-satellita jittamaw li jsegwu l-eżempju ta 'kumpaniji tat-telekomunikazzjoni u jespandu l-użu ta' mewġ millimetriku fis-sistemi LEO u HAPS.Preċedentement, is-satelliti tradizzjonali tal-orbita ekwatorjali ġeostazzjonarja (GEO) u tal-orbita tad-Dinja medja (MEO) kienu 'l bogħod wisq mid-Dinja biex jistabbilixxu rabtiet ta' komunikazzjoni tal-konsumatur fi frekwenzi tal-mewġ millimetriku.Madankollu, l-espansjoni tas-satelliti LEO issa tagħmilha possibbli li jiġu stabbiliti links ta 'mewġ millimetriku u jinħolqu n-netwerks ta' kapaċità għolja meħtieġa globalment.
Industriji oħra għandhom ukoll potenzjal kbir li jutilizzaw it-teknoloġija tal-mewġ millimetriku.Fl-industrija tal-karozzi, vetturi awtonomi jeħtieġu konnessjonijiet kontinwi ta 'veloċità għolja u netwerks tad-dejta b'latenza baxxa biex joperaw b'mod sikur.Fil-qasam mediku, se jkunu meħtieġa flussi ta 'dejta ultra veloċi u affidabbli biex jippermettu kirurgi li jinsabu mill-bogħod biex jesegwixxu proċeduri mediċi preċiżi.
Għaxar Snin ta 'Innovazzjoni Millimeter Wave
Filtronic huwa espert ewlieni tat-teknoloġija tal-komunikazzjoni tal-mewġ millimetriku fir-Renju Unit.Aħna waħda mill-ftit kumpaniji fir-Renju Unit li jistgħu jiddisinjaw u jimmanifatturaw komponenti avvanzati ta 'komunikazzjoni tal-mewġ millimetriku fuq skala kbira.Għandna inġiniera RF interni (inklużi esperti tal-mewġ millimetriku) meħtieġa biex jikkonċettwaw, jiddisinjaw, u jiżviluppaw teknoloġiji ġodda tal-mewġ millimetriku.
Fl-aħħar għaxar snin, ikkollaborajna ma 'kumpaniji ewlenin tat-telekomunikazzjoni mobbli biex jiżviluppaw serje ta' transceivers microwave u mewġ millimetru, amplifikaturi tal-enerġija, u sottosistemi għal netwerks backhaul.L-aħħar prodott tagħna jopera fl-E-band, li jipprovdi soluzzjoni potenzjali għal links alimentaturi ta 'kapaċità ultra-għolja fil-komunikazzjoni bis-satellita.Matul l-aħħar għaxar snin, ġie aġġustat u mtejjeb gradwalment, tnaqqas il-piż u l-ispiża, ittejjeb il-prestazzjoni, u ttejjeb il-proċessi tal-manifattura biex tiżdied il-produzzjoni.Kumpaniji tas-satellita issa jistgħu jevitaw snin ta 'ttestjar u żvilupp intern billi jadottaw din it-teknoloġija ppruvata ta' skjerament spazjali.
Aħna impenjati fuq quddiem nett tal-innovazzjoni, noħolqu teknoloġija internament u niżviluppaw flimkien proċessi interni ta 'manifattura tal-massa.Aħna dejjem imexxu s-suq fl-innovazzjoni biex niżguraw li t-teknoloġija tagħna tkun lesta għall-iskjerament hekk kif l-aġenziji regolatorji jiftħu meded ta 'frekwenza ġodda.
Diġà qed niżviluppaw teknoloġiji W-band u D-band biex ilaħħqu mal-konġestjoni u traffiku akbar tad-dejta fil-E-band fis-snin li ġejjin.Aħna naħdmu mal-klijenti tal-industrija biex ngħinuhom jibnu vantaġġ kompetittiv permezz ta 'dħul marġinali meta meded ta' frekwenza ġodda jkunu miftuħa.
X'inhu l-pass li jmiss għall-mewġ millimetriku?
Ir-rata ta 'utilizzazzjoni tad-dejta se tiżviluppa biss f'direzzjoni waħda, u t-teknoloġija li tiddependi fuq id-dejta wkoll qed titjieb kontinwament.Ir-realtà miżjuda waslet, u l-apparati tal-IoT qed isiru kullimkien.Minbarra l-applikazzjonijiet domestiċi, kollox minn proċessi industrijali ewlenin għal oqsma taż-żejt u tal-gass u impjanti tal-enerġija nukleari qed jinbidel lejn teknoloġija IoT għal monitoraġġ mill-bogħod - tnaqqas il-ħtieġa għal intervent manwali meta joperaw dawn il-faċilitajiet kumplessi.Is-suċċess ta 'dawn u avvanzi teknoloġiċi oħra se jiddependi fuq l-affidabbiltà, il-veloċità u l-kwalità tan-netwerks tad-dejta li jappoġġjawhom - u l-mewġ millimetriku jipprovdi l-kapaċità meħtieġa.
Il-mewġ millimetriku ma naqqsux l-importanza tal-frekwenzi taħt is-6GHz fil-qasam tal-komunikazzjoni mingħajr fili.Għall-kuntrarju, huwa suppliment importanti għall-ispettru, li jippermetti li applikazzjonijiet differenti jitwasslu b'suċċess, speċjalment dawk li jeħtieġu pakketti ta 'dejta kbar, latenza baxxa, u densità ogħla ta' konnessjoni.

Il-każ tal-użu ta 'mewġ millimetriku biex jinkisbu l-aspettattivi u l-opportunitajiet ta' teknoloġiji ġodda relatati mad-dejta huwa konvinċenti.Iżda hemm ukoll sfidi.
Ir-regolamentazzjoni hija sfida.Huwa impossibbli li tidħol fil-faxxa tal-frekwenza tal-mewġ millimetriku ogħla sakemm l-awtoritajiet regolatorji joħorġu liċenzji għal applikazzjonijiet speċifiċi.Madankollu, it-tkabbir esponenzjali previst tad-domanda jfisser li r-regolaturi qegħdin taħt pressjoni dejjem akbar biex jirrilaxxaw aktar spettru biex jevitaw konġestjoni u interferenza.Il-kondiviżjoni tal-ispettru bejn applikazzjonijiet passivi u applikazzjonijiet attivi bħas-satelliti meteoroloġiċi teħtieġ ukoll diskussjonijiet importanti dwar applikazzjonijiet kummerċjali, li se jippermettu meded ta 'frekwenza usa' u spettru aktar kontinwu mingħajr ma jiċċaqilqu għall-frekwenza Hz tal-Ażja-Paċifiku.
Meta tieħu vantaġġ mill-opportunitajiet ipprovduti minn bandwidth ġdid, huwa importanti li jkun hemm teknoloġiji xierqa biex jippromwovu komunikazzjoni ta 'frekwenza ogħla.Huwa għalhekk li Filtronic qed tiżviluppa teknoloġiji W-band u D-band għall-futur.Dan huwa wkoll għaliex aħna nikkollaboraw ma 'universitajiet, gvernijiet, u industriji biex nippromwovu l-iżvilupp ta' ħiliet u għarfien fl-oqsma meħtieġa biex jintlaħqu l-ħtiġijiet futuri tat-teknoloġija mingħajr fili.Jekk ir-Renju Unit għandu jieħu t-tmexxija fl-iżvilupp ta' netwerks globali tal-komunikazzjoni tad-dejta fil-ġejjieni, jeħtieġ li jmexxi l-investiment tal-gvern fl-oqsma t-tajbin tat-teknoloġija RF.
Bħala sieħeb fl-akkademja, fil-gvern u fl-industrija, Filtronic għandu rwol ewlieni fl-iżvilupp ta’ teknoloġiji avvanzati tal-komunikazzjoni li jeħtieġ li jipprovdu funzjonalitajiet u possibbiltajiet ġodda f’dinja fejn id-dejta hija dejjem aktar meħtieġa.