Millimeter wave(mmWave) ay ang electromagnetic spectrum band na may wavelength sa pagitan ng 10mm (30 GHz) at 1mm (300 GHz).Ito ay tinutukoy bilang ang lubhang mataas na frequency (EHF) na banda ng International Telecommunication Union (ITU).Ang mga millimeter wave ay matatagpuan sa pagitan ng microwave at infrared wave sa spectrum at maaaring gamitin para sa iba't ibang high-speed wireless na aplikasyon ng komunikasyon, gaya ng point-to-point backhaul link.
Pinapabilis ng mga macro trend ang paglago ng data
Sa pagtaas ng pandaigdigang pangangailangan para sa data at pagkakakonekta, ang mga frequency band na kasalukuyang ginagamit para sa wireless na komunikasyon ay lalong nagiging masikip, na nagtutulak sa pangangailangan para sa pag-access ng mas mataas na frequency bandwidth sa loob ng millimeter wave spectrum.Maraming mga macro trend ang nagpabilis sa pangangailangan para sa mas malaking kapasidad at bilis ng data.
1. Ang dami at uri ng data na nabuo at naproseso ng malaking data ay tumataas nang husto araw-araw.Ang mundo ay umaasa sa mataas na bilis ng paghahatid ng malaking halaga ng data sa hindi mabilang na mga device bawat segundo.Noong 2020, nakabuo ang bawat tao ng 1.7 MB ng data bawat segundo.(Pinagmulan: IBM).Sa simula ng 2020, ang pandaigdigang dami ng data ay tinatayang 44ZB (World Economic Forum).Pagsapit ng 2025, inaasahang aabot sa mahigit 175 ZB ang paglikha ng pandaigdigang data.Sa madaling salita, ang pag-iimbak ng ganoong kalaking halaga ng data ay nangangailangan ng 12.5 bilyon ng pinakamalaking hard drive ngayon.(International Data Corporation)
Ayon sa mga pagtatantya ng United Nations, ang 2007 ay ang unang taon kung saan ang populasyon sa lungsod ay lumampas sa populasyon sa kanayunan.Ang kalakaran na ito ay nagpapatuloy pa rin, at inaasahan na pagsapit ng 2050, higit sa dalawang-katlo ng populasyon ng mundo ang maninirahan sa mga urban na lugar.Nagdulot ito ng pagtaas ng presyon sa mga telekomunikasyon at imprastraktura ng data sa mga lugar na ito na makapal ang populasyon.
3. Ang multipolar na pandaigdigang krisis at kawalang-tatag, mula sa mga pandemya hanggang sa pulitikal na kaguluhan at mga salungatan, ay nangangahulugan na ang mga bansa ay lalong nananabik na bumuo ng kanilang mga kakayahan sa soberanya upang pagaanin ang mga panganib ng pandaigdigang kawalang-tatag.Umaasa ang mga pamahalaan sa buong mundo na bawasan ang kanilang pag-asa sa mga pag-import mula sa ibang mga rehiyon at suportahan ang pagpapaunlad ng mga lokal na produkto, teknolohiya, at imprastraktura.
4. Sa pagsisikap ng mundo na bawasan ang mga carbon emissions, ang teknolohiya ay nagbubukas ng mga bagong pagkakataon upang mabawasan ang mataas na carbon na paglalakbay.Ngayon, ang mga pagpupulong at kumperensya ay karaniwang ginagawa online.Kahit na ang mga medikal na pamamaraan ay maaaring isagawa nang malayuan nang hindi nangangailangan ng mga surgeon na pumunta sa operating room.Ang napakabilis, maaasahan, at walang patid na low latency na stream ng data lamang ang makakamit ang tumpak na operasyong ito.
Ang mga macro factor na ito ay nag-uudyok sa mga tao na mangolekta, magpadala, at magproseso ng higit at higit pang data sa buong mundo, at nangangailangan din ng paghahatid sa mas mataas na bilis at may kaunting latency.
Ano ang papel na ginagampanan ng mga millimeter wave?
Ang millimeter wave spectrum ay nagbibigay ng malawak na tuloy-tuloy na spectrum, na nagbibigay-daan para sa mas mataas na paghahatid ng data.Sa kasalukuyan, ang mga frequency ng microwave na ginagamit para sa karamihan ng mga wireless na komunikasyon ay nagiging masikip at nagkakalat, lalo na sa ilang mga bandwidth na nakatuon sa mga partikular na departamento tulad ng defense, aerospace, at emergency na komunikasyon.
Kapag itinaas mo ang spectrum, magiging mas malaki ang available na walang harang na bahagi ng spectrum at magiging mas kaunti ang natitira na bahagi.Ang pagpapataas sa hanay ng dalas ay epektibong nagpapataas sa laki ng "pipeline" na maaaring magamit upang magpadala ng data, sa gayon ay nakakamit ang mas malalaking stream ng data.Dahil sa mas malaking channel bandwidth ng millimeter waves, ang hindi gaanong kumplikadong modulation scheme ay maaaring gamitin upang magpadala ng data, na maaaring humantong sa mga system na may mas mababang latency.
Ano ang mga hamon?
May mga kaugnay na hamon sa pagpapabuti ng spectrum.Ang mga bahagi at semiconductor na kinakailangan upang magpadala at tumanggap ng mga signal sa mga millimeter wave ay mas mahirap gawin - at mayroong mas kaunting magagamit na mga proseso.Ang paggawa ng mga bahagi ng millimeter wave ay mas mahirap din dahil mas maliit ang mga ito, na nangangailangan ng mas mataas na tolerance ng assembly at maingat na disenyo ng mga interconnection at cavity upang mabawasan ang mga pagkalugi at maiwasan ang mga oscillations.
Ang pagpapalaganap ay isa sa mga pangunahing hamon na kinakaharap ng mga signal ng alon ng milimetro.Sa mas mataas na frequency, ang mga signal ay mas malamang na ma-block o mabawasan ng mga pisikal na bagay tulad ng mga pader, puno, at mga gusali.Sa lugar ng gusali, nangangahulugan ito na ang millimeter wave receiver ay kailangang matatagpuan sa labas ng gusali upang ipalaganap ang signal sa loob.Para sa backhaul at satellite to ground communication, kinakailangan ang mas malaking power amplification para magpadala ng mga signal sa malalayong distansya.Sa lupa, ang distansya sa pagitan ng mga point-to-point na link ay hindi maaaring lumampas sa 1 hanggang 5 kilometro, kaysa sa mas malaking distansya na maaaring maabot ng mga low-frequency na network.
Nangangahulugan ito, halimbawa, sa mga rural na lugar, mas maraming base station at antenna ang kailangan upang magpadala ng mga signal ng millimeter wave sa malalayong distansya.Ang pag-install ng karagdagang imprastraktura na ito ay nangangailangan ng mas maraming oras at gastos.Sa mga nagdaang taon, sinubukan ng deployment ng satellite constellation na lutasin ang problemang ito, at ang mga satellite constellation na ito ay muling kinuha ang millimeter wave bilang core ng kanilang arkitektura.
Saan ang pinakamahusay na pag-deploy para sa mga millimeter wave?
Ang maikling propagation na distansya ng mga millimeter wave ay ginagawang napaka-angkop ng mga ito para sa pag-deploy sa mga urban na lugar na may makapal na populasyon na may mataas na trapiko ng data.Ang kahalili sa mga wireless network ay mga fiber optic network.Sa mga urban na lugar, ang paghuhukay ng mga kalsada upang mag-install ng mga bagong optical fiber ay lubhang mahal, mapanira, at matagal.Sa kabaligtaran, ang mga koneksyon sa millimeter wave ay mahusay na maitatag na may kaunting mga gastos sa pagkaantala sa loob ng ilang araw.
Ang rate ng data na nakamit ng mga signal ng millimeter wave ay maihahambing sa mga optical fiber, habang nagbibigay ng mas mababang latency.Kapag kailangan mo ng napakabilis na daloy ng impormasyon at kaunting latency, ang mga wireless na link ang unang pagpipilian – kaya naman ginagamit ang mga ito sa mga stock exchange kung saan maaaring maging kritikal ang millisecond latency.
Sa mga rural na lugar, ang gastos sa pag-install ng mga fiber optic cable ay kadalasang napakababa dahil sa distansyang nasasangkot.Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga network ng millimeter wave tower ay nangangailangan din ng malaking pamumuhunan sa imprastraktura.Ang solusyon na ipinakita dito ay ang paggamit ng mga low Earth orbit (LEO) satellite o high-altitude pseudo satellite (HAPS) upang ikonekta ang data sa mga malalayong lugar.Nangangahulugan ang mga network ng LEO at HAPS na hindi na kailangang mag-install ng fiber optics o bumuo ng mga short distance point-to-point wireless network, habang nagbibigay pa rin ng mahusay na mga rate ng data.Gumamit na ang satellite communication ng mga millimeter wave signal, kadalasan sa mababang dulo ng spectrum – Ka frequency band (27-31GHz).May puwang upang palawakin sa mas matataas na frequency, tulad ng Q/V at E frequency band, lalo na ang return station para sa data sa ground.
Ang merkado ng pagbabalik ng telekomunikasyon ay nasa isang nangungunang posisyon sa paglipat mula sa microwave patungo sa mga frequency ng wave ng milimetro.Ito ay hinihimok ng pagdami ng mga consumer device (mga handheld device, laptop, at Internet of Things (IoT)) sa nakalipas na dekada, na nagpabilis sa pangangailangan para sa mas marami at mas mabilis na data.
Ngayon, umaasa ang mga satellite operator na sundin ang halimbawa ng mga kumpanya ng telekomunikasyon at palawakin ang paggamit ng mga millimeter wave sa LEO at HAPS system.Dati, ang tradisyonal na geostationary equatorial orbit (GEO) at medium Earth orbit (MEO) na mga satellite ay masyadong malayo sa Earth upang magtatag ng mga link sa komunikasyon ng consumer sa mga millimeter wave frequency.Gayunpaman, ginagawang posible na ngayon ng pagpapalawak ng mga LEO satellite na magtatag ng mga millimeter wave link at lumikha ng mga network na may mataas na kapasidad na kailangan sa buong mundo.
Ang ibang mga industriya ay mayroon ding malaking potensyal na gumamit ng teknolohiya ng millimeter wave.Sa industriya ng automotive, ang mga autonomous na sasakyan ay nangangailangan ng tuluy-tuloy na high-speed na mga koneksyon at mababang latency data network upang gumana nang ligtas.Sa larangang medikal, kakailanganin ang napakabilis at maaasahang mga stream ng data upang paganahin ang mga surgeon na matatagpuan sa malayong magsagawa ng mga tumpak na pamamaraang medikal.
Sampung Taon ng Millimeter Wave Innovation
Ang Filtronic ay isang nangungunang millimeter wave communication technology expert sa UK.Kami ay isa sa ilang mga kumpanya sa UK na maaaring magdisenyo at gumawa ng mga advanced na millimeter wave na bahagi ng komunikasyon sa malaking sukat.Mayroon kaming mga panloob na inhinyero ng RF (kabilang ang mga dalubhasa sa millimeter wave) na kailangan para magkonsepto, magdisenyo, at bumuo ng mga bagong teknolohiya ng millimeter wave.
Sa nakalipas na dekada, nakipagtulungan kami sa mga nangungunang kumpanya ng mobile telecommunications upang bumuo ng isang serye ng microwave at millimeter wave transceiver, power amplifier, at subsystem para sa mga backhaul network.Gumagana ang aming pinakabagong produkto sa E-band, na nagbibigay ng potensyal na solusyon para sa mga ultra-high capacity feeder link sa satellite communication.Sa nakalipas na dekada, ito ay unti-unting naayos at napabuti, binabawasan ang timbang at gastos, pagpapabuti ng pagganap, at pagpapabuti ng mga proseso ng pagmamanupaktura upang mapataas ang produksyon.Ang mga kumpanya ng satellite ay maaari na ngayong maiwasan ang mga taon ng panloob na pagsubok at pag-unlad sa pamamagitan ng paggamit ng napatunayang teknolohiya sa pag-deploy ng espasyo.
Kami ay nakatuon sa unahan ng pagbabago, paglikha ng teknolohiya sa loob at magkatuwang na pagbuo ng mga panloob na proseso ng pagmamanupaktura ng masa.Palagi kaming nangunguna sa merkado sa pagbabago upang matiyak na ang aming teknolohiya ay handa na para sa pag-deploy habang ang mga ahensya ng regulasyon ay nagbubukas ng mga bagong frequency band.
Gumagawa na kami ng mga teknolohiyang W-band at D-band para makayanan ang kasikipan at mas malaking trapiko ng data sa E-band sa mga darating na taon.Nakikipagtulungan kami sa mga customer sa industriya upang tulungan silang bumuo ng mapagkumpitensyang kalamangan sa pamamagitan ng marginal na kita kapag bukas ang mga bagong frequency band.
Ano ang susunod na hakbang para sa mga millimeter wave?
Ang rate ng paggamit ng data ay bubuo lamang sa isang direksyon, at ang teknolohiyang umaasa sa data ay patuloy ding bumubuti.Dumating na ang Augmented Reality, at nagiging ubiquitous na ang mga IoT device.Bilang karagdagan sa mga domestic application, lahat mula sa mga pangunahing prosesong pang-industriya hanggang sa mga oil at gas field at nuclear power plant ay lumilipat patungo sa teknolohiya ng IoT para sa malayuang pagsubaybay - binabawasan ang pangangailangan para sa manu-manong interbensyon kapag nagpapatakbo ng mga kumplikadong pasilidad na ito.Ang tagumpay ng mga ito at ng iba pang mga pagsulong sa teknolohiya ay nakasalalay sa pagiging maaasahan, bilis, at kalidad ng mga network ng data na sumusuporta sa kanila - at ang mga millimeter wave ay nagbibigay ng kinakailangang kapasidad.
Ang mga millimeter wave ay hindi nakabawas sa kahalagahan ng mga frequency sa ibaba 6GHz sa larangan ng wireless na komunikasyon.Sa kabaligtaran, ito ay isang mahalagang suplemento sa spectrum, na nagbibigay-daan sa iba't ibang mga application na matagumpay na maihatid, lalo na ang mga nangangailangan ng malalaking data packet, mababang latency, at mas mataas na density ng koneksyon.
Ang kaso ng paggamit ng mga millimeter wave upang makamit ang mga inaasahan at pagkakataon ng mga bagong teknolohiyang nauugnay sa data ay nakakumbinsi.Ngunit may mga hamon din.
Ang regulasyon ay isang hamon.Imposibleng pumasok sa mas mataas na millimeter wave frequency band hanggang sa mag-isyu ng mga lisensya ang mga awtoridad sa regulasyon para sa mga partikular na aplikasyon.Gayunpaman, ang hinulaang exponential growth ng demand ay nangangahulugan na ang mga regulator ay nasa ilalim ng pagtaas ng presyon upang maglabas ng mas maraming spectrum upang maiwasan ang congestion at interference.Ang pagbabahagi ng spectrum sa pagitan ng mga passive application at aktibong application tulad ng meteorological satellite ay nangangailangan din ng mahahalagang talakayan sa mga komersyal na aplikasyon, na magbibigay-daan sa mas malawak na frequency band at mas tuluy-tuloy na spectrum nang hindi lumilipat sa Asia Pacific Hz frequency.
Kapag sinasamantala ang mga pagkakataong ibinibigay ng bagong bandwidth, mahalagang magkaroon ng naaangkop na mga teknolohiya upang isulong ang mas mataas na dalas ng komunikasyon.Kaya naman ang Filtronic ay gumagawa ng mga teknolohiyang W-band at D-band para sa hinaharap.Ito rin ang dahilan kung bakit nakikipagtulungan kami sa mga unibersidad, gobyerno, at industriya upang isulong ang pag-unlad ng mga kasanayan at kaalaman sa mga larangang kinakailangan upang matugunan ang hinaharap na mga pangangailangan ng wireless na teknolohiya.Kung ang UK ay mangunguna sa pagbuo ng hinaharap na mga pandaigdigang network ng komunikasyon ng data, kailangan nitong i-channel ang pamumuhunan ng gobyerno sa mga tamang lugar ng teknolohiya ng RF.
Bilang kasosyo sa akademya, gobyerno, at industriya, ang Filtronic ay gumaganap ng isang nangungunang papel sa pagbuo ng mga advanced na teknolohiya ng komunikasyon na kailangang magbigay ng mga bagong functionality at posibilidad sa isang mundo kung saan ang data ay lalong kailangan.
Oras ng post: Abr-27-2023
