Millimeter Wave Kommunikatioun

Millimeter Welle(mmWave) ass déi elektromagnetesch Spektrumband mat enger Wellelängt tëscht 10 mm (30 GHz) an 1 mm (300 GHz).Et gëtt als extrem héich Frequenz (EHF) Band vun der International Telecommunication Union (ITU) bezeechent.Millimeterwellen sinn tëscht Mikrowellen an Infraroutwellen am Spektrum lokaliséiert a kënne fir verschidde High-Speed-Wireless-Kommunikatiounsapplikatioune benotzt ginn, sou wéi Point-to-Point Backhaul Links.
Makrotrends beschleunegen Datewuesstum
Mat der wuessender globaler Nofro fir Daten a Konnektivitéit sinn d'Frequenzbands, déi aktuell fir drahtlose Kommunikatioun benotzt ginn, ëmmer méi voll ginn, d'Nofro fir Zougang zu méi héijer Frequenzbandbreedung am Millimeter Wellespektrum ze féieren.Vill Makrotrends hunn d'Nofro fir méi grouss Datekapazitéit a Geschwindegkeet beschleunegt.
1. D'Quantitéit an d'Zorte vun Daten, déi vu Big Data generéiert a veraarbecht ginn, ginn all Dag exponentiell erop.D'Welt setzt op Héich-Vitesse Iwwerdroung vu grousse Quantitéiten un Daten op eng Onmass Apparater all Sekonn.Am Joer 2020 huet all Persoun 1,7 MB Daten pro Sekonn generéiert.(Quelle: IBM).Am Ufank vum 2020 gouf de globale Datevolumen op 44ZB (World Economic Forum) geschat.Bis 2025 gëtt d'global Dateschafung erwaart iwwer 175 ZB z'erreechen.An anere Wierder, fir esou eng grouss Quantitéit un Daten ze späicheren erfuerdert 12,5 Milliarden vun de gréissten Harddisken vun haut.(International Data Corporation)
No Schätzunge vun de Vereenten Natiounen war 2007 dat éischt Joer an deem d'Stadbevëlkerung d'ländlech Bevëlkerung iwwerschratt huet.Dësen Trend ass nach ëmmer amgaang, an et gëtt erwaart datt bis 2050 méi wéi zwee Drëttel vun der Weltbevëlkerung an urbane Gebidder wunnen.Dëst huet ëmmer méi Drock op Telekommunikatioun an Dateninfrastruktur an dësen dichtbevëlkerte Beräicher bruecht.
3. Déi multipolar global Kris an Onstabilitéit, vu Pandemie bis politesch Onrouen a Konflikter, bedeiten datt d'Länner ëmmer méi gäeren hir souverän Fäegkeeten entwéckelen fir d'Risike vun der globaler Onstabilitéit ze reduzéieren.Regierunge ronderëm d'Welt hoffen hir Ofhängegkeet vun Importer aus anere Regiounen ze reduzéieren an d'Entwécklung vun Hausprodukter, Technologien an Infrastrukturen z'ënnerstëtzen.
4. Mat den Efforten vun der Welt fir Kuelestoffemissiounen ze reduzéieren, mécht d'Technologie nei Méiglechkeeten op fir héich Kuelestoffreesen ze minimiséieren.Haut ginn Reuniounen a Konferenzen normalerweis online ofgehale.Och medizinesch Prozedure kënnen op afstand ausgefouert ginn ouni datt Chirurgen an den Operatiounsraum kommen.Nëmmen ultra schnell, zouverlässeg an onënnerbrach Low latency Datestroum kënnen dës präzis Operatioun erreechen.
Dës Makrofaktoren froen d'Leit méi a méi Daten weltwäit ze sammelen, ze vermëttelen an ze verarbeiten, an erfuerderen och Iwwerdroung mat méi héijer Geschwindegkeet a mat minimaler latency.

Wéi eng Roll kënne Millimeterwellen spillen?
De Millimeterwellespektrum bitt e breet kontinuéierleche Spektrum, wat eng méi héich Dateniwwerdroung erlaabt.De Moment sinn d'Mikrowellefrequenzen, déi fir déi meescht drahtlose Kommunikatiounen benotzt ginn, iwwerflësseg a verspreet, besonnesch mat verschiddene Bandbreedungen, déi fir spezifesch Departementer gewidmet sinn, wéi Verteidegung, Raumfaart, an Noutkommunikatioun.
Wann Dir de Spektrum erop beweegt, wäert de verfügbaren onënnerbrach Spektrum Deel vill méi grouss sinn an den erhalenen Deel wäert manner sinn.D'Erhéijung vun der Frequenzbereich erhéicht effektiv d'Gréisst vun der "Pipeline", déi benotzt ka ginn fir Daten ze vermëttelen, an doduerch méi grouss Datestroum z'erreechen.Wéinst der vill méi grousser Kanalbandbreedung vu Millimeterwellen kënne manner komplex Modulatiounsschemae benotzt ginn fir Daten ze vermëttelen, wat zu Systemer mat vill méi niddereger latency féieren.
Wat sinn d'Erausfuerderungen?
Et gi verbonne Erausfuerderunge fir de Spektrum ze verbesseren.D'Komponenten an Hallefleit, déi néideg sinn fir Signaler op Millimeterwellen ze vermëttelen an ze kréien, si méi schwéier ze fabrizéieren - an et gi manner verfügbare Prozesser.D'Fabrikatioun vun Millimeterwellenkomponenten ass och méi schwéier well se vill méi kleng sinn, méi héich Montagetoleranzen erfuerderen a virsiichteg Design vu Verbindungen a Huelraim fir Verloschter ze reduzéieren an Schwéngungen ze vermeiden.
Propagatioun ass eng vun den Haapterausfuerderunge mat Millimeterwellensignaler.Bei méi héije Frequenzen si Signaler méi wahrscheinlech blockéiert oder reduzéiert duerch kierperlech Objete wéi Maueren, Beem a Gebaier.Am Bauberäich heescht dat datt de Millimeterwellenempfänger ausserhalb vum Gebai muss sinn fir d'Signal intern ze propagéieren.Fir Backhaul a Satellite bis Buedem Kommunikatioun ass méi grouss Kraaftverstärkung erfuerderlech fir Signaler iwwer laang Distanzen ze vermëttelen.Um Buedem kann d'Distanz tëscht Punkt-zu-Punkt Linken net méi wéi 1 bis 5 Kilometer sinn, anstatt déi méi grouss Distanz déi Nidderfrequenz Netzwierker erreechen.
Dat heescht, zum Beispill, am ländleche Raum, méi Basisstatiounen an Antennen sinn néideg fir Millimeter Wellen Signaler iwwer laang Distanzen weiderginn.Dës zousätzlech Infrastruktur z'installéieren erfuerdert méi Zäit a Käschten.An de leschte Joren huet d'Deployment vun Satellit Konstellatioun probéiert dëse Problem ze léisen, an dës Satellitte Stärebild nees Millimeter Welle als Kär vun hirer Architektur huelen.
Wou ass déi bescht Deployment fir Millimeterwellen?
Déi kuerz Ausbreedungsdistanz vu Millimeterwellen mécht se ganz gëeegent fir an dichtbevëlkerte urbane Gebidder mat héijen Dateverkéier ze setzen.D'Alternativ zu drahtlose Netzwierker sinn Glasfaser Netzwierker.An urbanen Gebidder ass d'Ausgruewung vu Stroossen fir nei optesch Faseren z'installéieren extrem deier, zerstéierend an Zäitopwendeg.Am Géigendeel, Millimeter Wellenverbindunge kënnen effizient mat minimalen Ënnerbriechungskäschte bannent e puer Deeg etabléiert ginn.
D'Datenrate erreecht duerch Millimeter Welle Signaler ass vergläichbar mat deem vun opteschen Faseren, wärend manner Latenz ubitt.Wann Dir ganz séier Informatiounsfloss a minimal Latenz braucht, sinn drahtlose Linken déi éischt Wiel - dofir gi se op Bourse benotzt, wou Millisekonne Latenz kritesch ka sinn.
Am ländleche Raum sinn d'Käschte fir Glasfaserkabelen z'installéieren dacks verbueden wéinst der involvéierter Distanz.Wéi uewen ernimmt, erfuerderen Millimeter Wellentuerm Netzwierker och bedeitend Infrastrukturinvestitiounen.D'Léisung, déi hei presentéiert gëtt, ass d'Benotzung vu Low Earth Orbit (LEO) Satelliten oder High-Altitude Pseudo Satelliten (HAPS) fir Daten mat Ferngebidder ze verbannen.LEO an HAPS Netzwierker bedeiten datt et kee Besoin ass fir Glasfaser ze installéieren oder kuerz Distanz Punkt-zu-Punkt drahtlose Netzwierker ze bauen, wärend ëmmer nach exzellent Datenraten ubidden.Satellit Kommunikatioun huet schonn Millimeter Welle Signaler benotzt, normalerweis am niddereg Enn vum Spektrum - Ka Frequenz Band (27-31GHz).Et gëtt Plaz fir op méi héich Frequenzen auszebauen, sou wéi d'Q/V an E Frequenzbands, besonnesch d'Retourstatioun fir Daten op de Buedem.
Den Telekommunikatiounsretourmaart ass an enger féierender Positioun am Iwwergang vu Mikrowellen op Millimeterwellenfrequenzen.Dëst gëtt gedriwwen duerch de Stroum an de Konsumentengeräter (handheld Geräter, Laptops, an den Internet vun de Saachen (IoT)) an de leschte Jorzéngt, wat d'Demande fir méi a méi séier Daten beschleunegt huet.
Elo hoffen Satellittebetreiber d'Beispill vun Telekommunikatiounsfirmen ze verfollegen an d'Benotzung vu Millimeterwellen an LEO- an HAPS Systemer auszebauen.Virdrun waren traditionell geostationär equatorial Ëmlafbunn (GEO) a Medium Äerdbunn (MEO) Satellitte ze wäit vun der Äerd ewech fir Konsumentkommunikatiounsverbindunge bei Millimeterwellenfrequenzen ze etabléieren.Wéi och ëmmer, d'Expansioun vu LEO-Satellitte mécht et elo méiglech Millimeterwellenverbindungen opzebauen an déi héich Kapazitéit Netzwierker ze kreéieren déi weltwäit gebraucht ginn.
Aner Industrien hunn och e grousst Potenzial fir Millimeterwellentechnologie ze benotzen.An der Automobilindustrie erfuerderen autonom Gefierer kontinuéierlech Héichgeschwindegkeetsverbindungen a geréng latency Datennetzwierker fir sécher ze bedreiwen.Am medizinesche Beräich wäerten ultraschnell an zouverlässeg Datestroum gebraucht ginn fir Chirurgen, déi op afstand lokaliséiert sinn, präzis medizinesch Prozeduren auszeféieren.
Zéng Joer Millimeter Wave Innovatioun
Filtronic ass e féierende Millimeterwelle Kommunikatiounstechnologie Expert a Groussbritannien.Mir sinn eng vun de wéinege Firmen a Groussbritannien, déi fortgeschratt Millimeterwellenkommunikatiounskomponenten op grousser Skala designen a fabrizéieren.Mir hunn intern RF Ingenieuren (inklusiv Millimeterwellenexperten) gebraucht fir nei Millimeterwellentechnologien ze konzeptualiséieren, designen an z'entwéckelen.
An de leschte Jorzéngt hu mir mat féierende mobilen Telekommunikatiounsfirmen zesummegeschafft fir eng Serie vu Mikrowellen- a Millimeterwellentransceiver, Kraaftverstärker an Ënnersystemer fir Backhaul Netzwierker z'entwéckelen.Eist lescht Produkt funktionnéiert an der E-Band, déi eng potenziell Léisung fir ultra-héich Kapazitéit Feederlink an der Satellitekommunikatioun bitt.An de leschte Jorzéngt ass et graduell ugepasst a verbessert ginn, Gewiicht a Käschten reduzéieren, d'Performance verbesseren an d'Produktiounsprozesser verbesseren fir d'Produktioun ze erhéijen.Satellitefirmen kënnen elo Joere vun internen Testen an Entwécklung vermeiden andeems dës bewährte Weltraum-Deployment Technologie adoptéiert.
Mir verpflichte d'Spëtzt vun der Innovatioun, d'Technologie intern ze kreéieren a gemeinsam intern Massefabrikatiounsprozesser z'entwéckelen.Mir féieren ëmmer de Maart an der Innovatioun fir sécherzestellen datt eis Technologie prett ass fir den Deployment wéi Reguléierungsagenturen nei Frequenzbänner opmaachen.
Mir entwéckelen scho W-Band- an D-Band Technologien fir Stau a gréisseren Dateverkéier an der E-Band an de kommende Joeren ze këmmeren.Mir schaffen mat Industrieclienten fir hinnen ze hëllefen kompetitiv Virdeel duerch marginale Recetten ze bauen wann nei Frequenzbänner op sinn.
Wat ass de nächste Schrëtt fir Millimeterwellen?
D'Notzungsquote vun Daten wäerten nëmmen an eng Richtung entwéckelen, an d'Technologie, déi op Daten hänkt, gëtt och stänneg verbessert.Augmentéiert Realitéit ass ukomm, an IoT Geräter ginn ubiquitär.Zousätzlech zu Hausanwendungen, gëtt alles vu groussen industrielle Prozesser bis Ueleg- a Gasfelder an Atomkraaftwierker Richtung IoT Technologie fir Ferniwwerwaachung verréckelt - d'Noutwendegkeet fir manuell Interventioun ze reduzéieren wann Dir dës komplex Ariichtungen bedreift.Den Erfolleg vun dësen an aneren technologesche Fortschrëtter hänkt vun der Zouverlässegkeet, der Geschwindegkeet an der Qualitéit vun den Datennetzwierker of, déi se ënnerstëtzen - a Millimeterwellen bidden déi erfuerderlech Kapazitéit.
Millimeterwellen hunn d'Wichtegkeet vu Frequenzen ënner 6GHz am Beräich vun der drahtloser Kommunikatioun net reduzéiert.Am Géigendeel, et ass e wichtegen Ergänzung zum Spektrum, wat et erméiglecht verschidden Uwendungen erfollegräich ze liwweren, besonnesch déi, déi grouss Datepäck, geréng Latenz a méi héijer Verbindungsdicht erfuerderen.

De Fall fir Millimeterwellen ze benotzen fir d'Erwaardungen an d'Méiglechkeeten vun neien Date verbonnen Technologien z'erreechen ass iwwerzeegend.Mee et ginn och Erausfuerderungen.
Regulatioun ass eng Erausfuerderung.Et ass onméiglech déi méi héich Millimeter Wellenfrequenzband anzeginn bis d'Reguléierungsautoritéiten Lizenzen fir spezifesch Uwendungen ausginn.Trotzdem bedeit de virausgesot exponentielle Wuesstum vun der Nofro datt d'Regulateuren ënner ëmmer méi Drock sinn fir méi Spektrum ze befreien fir Stau an Interferenz ze vermeiden.D'Deele vum Spektrum tëscht passiven Uwendungen an aktiven Uwendungen wéi meteorologesch Satellitten erfuerdert och wichteg Diskussiounen iwwer kommerziell Uwendungen, déi méi breet Frequenzbänner a méi kontinuéierlech Spektrum erlaben ouni op d'Asien-Pazifik Hz Frequenz ze plënneren.
Wann Dir vun de Méiglechkeete vun der neier Bandbreed profitéiert, ass et wichteg entspriechend Technologien ze hunn fir méi héich Frequenzkommunikatioun ze förderen.Dofir entwéckelt Filtronic W-Band- an D-Band Technologien fir d'Zukunft.Dëst ass och firwat mir mat Universitéiten, Regierungen, an Industrien kollaboréieren fir d'Entwécklung vu Fäegkeeten a Wëssen an de Felder ze förderen déi néideg sinn fir zukünfteg Wireless-Technologie Bedierfnesser z'erreechen.Wann de UK d'Leedung an der Entwécklung vun zukünfteg globalen Datekommunikatiounsnetzwierker soll huelen, muss et d'Regierungsinvestitioun an déi richteg Beräicher vun der RF Technologie kanaliséieren.
Als Partner an der Akademie, der Regierung an der Industrie spillt Filtronic eng féierend Roll bei der Entwécklung vun fortgeschrattene Kommunikatiounstechnologien déi nei Funktionalitéiten a Méiglechkeeten mussen ubidden an enger Welt wou Daten ëmmer méi gebraucht ginn.