Ton milimetr(mmWave) yw'r band sbectrwm electromagnetig gyda thonfedd rhwng 10mm (30 GHz) ac 1mm (300 GHz).Cyfeirir ato fel y band amledd uchel iawn (EHF) gan yr Undeb Telathrebu Rhyngwladol (ITU).Mae tonnau milimedr wedi'u lleoli rhwng tonnau microdon ac isgoch yn y sbectrwm a gellir eu defnyddio ar gyfer amrywiol gymwysiadau cyfathrebu diwifr cyflym, megis cysylltiadau ôl-gludo pwynt-i-bwynt.
Mae tueddiadau macro yn cyflymu twf data
Gyda'r galw byd-eang cynyddol am ddata a chysylltedd, mae'r bandiau amledd a ddefnyddir ar hyn o bryd ar gyfer cyfathrebu diwifr wedi dod yn fwyfwy gorlawn, gan yrru'r galw am gyrchu lled band amledd uwch o fewn y sbectrwm tonnau milimetr.Mae llawer o dueddiadau macro wedi cyflymu'r galw am gapasiti a chyflymder data mwy.
1. Mae'r swm a'r mathau o ddata a gynhyrchir ac a brosesir gan ddata mawr yn cynyddu'n esbonyddol bob dydd.Mae'r byd yn dibynnu ar drosglwyddo llawer iawn o ddata yn gyflym ar ddyfeisiadau di-rif bob eiliad.Yn 2020, cynhyrchodd pob person 1.7 MB o ddata yr eiliad.(Ffynhonnell: IBM).Ar ddechrau 2020, amcangyfrifwyd bod cyfaint y data byd-eang yn 44ZB (Fforwm Economaidd y Byd).Erbyn 2025, disgwylir i greu data byd-eang gyrraedd dros 175 ZB.Mewn geiriau eraill, mae storio cymaint o ddata yn gofyn am 12.5 biliwn o yriannau caled mwyaf heddiw.(Corfforaeth Data Rhyngwladol)
Yn ôl amcangyfrifon y Cenhedloedd Unedig, 2007 oedd y flwyddyn gyntaf i'r boblogaeth drefol ragori ar y boblogaeth wledig.Mae'r duedd hon yn dal i fynd rhagddi, a disgwylir y bydd mwy na dwy ran o dair o boblogaeth y byd yn byw mewn ardaloedd trefol erbyn 2050.Mae hyn wedi dod â phwysau cynyddol ar seilwaith telathrebu a data yn yr ardaloedd poblog hyn.
3. Mae'r argyfwng byd-eang amlbegynol a'r ansefydlogrwydd, o bandemigau i helbul a gwrthdaro gwleidyddol, yn golygu bod gwledydd yn fwyfwy awyddus i ddatblygu eu galluoedd sofran i liniaru risgiau ansefydlogrwydd byd-eang.Mae llywodraethau ledled y byd yn gobeithio lleihau eu dibyniaeth ar fewnforion o ranbarthau eraill a chefnogi datblygiad cynhyrchion domestig, technolegau a seilwaith.
4. Gydag ymdrechion y byd i leihau allyriadau carbon, mae technoleg yn agor cyfleoedd newydd i leihau teithio carbon uchel.Heddiw, cynhelir cyfarfodydd a chynadleddau ar-lein fel arfer.Gall hyd yn oed gweithdrefnau meddygol gael eu gweithredu o bell heb fod angen i lawfeddygon ddod i'r ystafell lawdriniaeth.Dim ond ffrydiau data hwyrni isel iawn cyflym, dibynadwy a di-dor all gyflawni'r union weithrediad hwn.
Mae'r ffactorau macro hyn yn annog pobl i gasglu, trosglwyddo a phrosesu mwy a mwy o ddata yn fyd-eang, ac mae angen eu trosglwyddo hefyd ar gyflymder uwch a chyda chyn lleied o hwyrni â phosibl.
Pa rôl y gall tonnau milimetr ei chwarae?
Mae'r sbectrwm tonnau milimetr yn darparu sbectrwm parhaus eang, gan ganiatáu ar gyfer trosglwyddo data uwch.Ar hyn o bryd, mae'r amleddau microdon a ddefnyddir ar gyfer y rhan fwyaf o gyfathrebiadau diwifr yn dod yn orlawn ac yn wasgaredig, yn enwedig gyda sawl lled band sy'n ymroddedig i adrannau penodol megis amddiffyn, awyrofod a chyfathrebu brys.
Pan symudwch y sbectrwm i fyny, bydd y gyfran sbectrwm di-dor sydd ar gael yn llawer mwy a bydd y gyfran a gedwir yn llai.Mae cynyddu'r ystod amledd i bob pwrpas yn cynyddu maint y “biblinell” y gellir ei defnyddio i drosglwyddo data, a thrwy hynny gyflawni ffrydiau data mwy.Oherwydd lled band sianel llawer mwy tonnau milimetr, gellir defnyddio cynlluniau modiwleiddio llai cymhleth i drosglwyddo data, a all arwain at systemau â hwyrni llawer is.
Beth yw'r heriau?
Mae heriau cysylltiedig o ran gwella'r sbectrwm.Mae'r cydrannau a'r lled-ddargludyddion sydd eu hangen i drawsyrru a derbyn signalau ar donnau milimetr yn anoddach i'w gweithgynhyrchu - ac mae llai o brosesau ar gael.Mae gweithgynhyrchu cydrannau tonnau milimetr hefyd yn anos oherwydd eu bod yn llawer llai, sy'n gofyn am oddefiannau cydosod uwch a dyluniad gofalus o ryng-gysylltiadau a cheudodau i leihau colledion ac osgoi osgiliadau.
Lluosogi yw un o'r prif heriau a wynebir gan signalau tonnau milimetr.Ar amleddau uwch, mae signalau yn fwy tebygol o gael eu rhwystro neu eu lleihau gan wrthrychau ffisegol megis waliau, coed ac adeiladau.Yn yr ardal adeiladu, mae hyn yn golygu bod angen lleoli'r derbynnydd tonnau milimetr y tu allan i'r adeilad i luosogi'r signal yn fewnol.Ar gyfer cyfathrebu ôl-gludo a lloeren i'r ddaear, mae angen mwy o ymhelaethu pŵer i drosglwyddo signalau dros bellteroedd hir.Ar lawr gwlad, ni all y pellter rhwng cysylltiadau pwynt-i-bwynt fod yn fwy na 1 i 5 cilomedr, yn hytrach na'r pellter mwy y gall rhwydweithiau amledd isel ei gyflawni.
Mae hyn yn golygu, er enghraifft, mewn ardaloedd gwledig, bod angen mwy o orsafoedd sylfaen ac antenâu i drawsyrru signalau tonnau milimetr dros bellteroedd hir.Mae angen mwy o amser a chost i osod y seilwaith ychwanegol hwn.Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r defnydd o gytser lloeren wedi ceisio datrys y broblem hon, ac mae'r cytserau lloeren hyn unwaith eto yn cymryd ton milimetr fel craidd eu pensaernïaeth.
Ble mae'r defnydd gorau ar gyfer tonnau milimetr?
Mae pellter lluosogi byr tonnau milimetr yn eu gwneud yn addas iawn i'w defnyddio mewn ardaloedd trefol poblog iawn gyda thraffig data uchel.Y dewis arall yn lle rhwydweithiau diwifr yw rhwydweithiau ffibr optig.Mewn ardaloedd trefol, mae cloddio ffyrdd i osod ffibrau optegol newydd yn ddrud iawn, yn ddinistriol ac yn cymryd llawer o amser.I'r gwrthwyneb, gellir sefydlu cysylltiadau tonnau milimetr yn effeithlon heb fawr o gostau ymyrraeth o fewn ychydig ddyddiau.
Mae'r gyfradd ddata a gyflawnir gan signalau tonnau milimetr yn debyg i gyfradd ffibrau optegol, tra'n darparu hwyrni is.Pan fydd angen llif gwybodaeth cyflym iawn arnoch a chyn lleied â phosibl o hwyrni, cysylltiadau diwifr yw'r dewis cyntaf - dyna pam y cânt eu defnyddio mewn cyfnewidfeydd stoc lle gall hwyrni milieiliad fod yn hollbwysig.
Mewn ardaloedd gwledig, mae cost gosod ceblau ffibr optig yn aml yn afresymol oherwydd y pellter dan sylw.Fel y soniwyd uchod, mae angen buddsoddiad sylweddol mewn seilwaith hefyd ar rwydweithiau tyrau tonnau milimetr.Yr ateb a gyflwynir yma yw defnyddio lloerennau orbit y Ddaear isel (LEO) neu loerennau ffug uchder uchel (HAPS) i gysylltu data ag ardaloedd anghysbell.Mae rhwydweithiau LEO a HAPS yn golygu nad oes angen gosod opteg ffibr nac adeiladu rhwydweithiau diwifr pwynt-i-bwynt pellter byr, tra'n dal i ddarparu cyfraddau data rhagorol.Mae cyfathrebu lloeren eisoes wedi defnyddio signalau tonnau milimetr, fel arfer ym mhen isel y sbectrwm - band amledd Ka (27-31GHz).Mae lle i ehangu i amleddau uwch, fel y bandiau amledd Q/V ac E, yn enwedig yr orsaf ddychwelyd ar gyfer data i'r ddaear.
Mae'r farchnad dychwelyd telathrebu mewn sefyllfa flaenllaw yn y newid o amleddau tonnau microdon i filimetrau.Mae hyn yn cael ei yrru gan yr ymchwydd mewn dyfeisiau defnyddwyr (dyfeisiau llaw, gliniaduron, a Rhyngrwyd Pethau (IoT)) dros y degawd diwethaf, sydd wedi cyflymu'r galw am ddata mwy a chyflymach.
Nawr, mae gweithredwyr lloeren yn gobeithio dilyn esiampl cwmnïau telathrebu ac ehangu'r defnydd o donnau milimedr mewn systemau LEO a HAPS.Yn flaenorol, roedd lloerennau orbit cyhydeddol geosefydlog traddodiadol (GEO) ac orbit canolig y Ddaear (MEO) yn rhy bell i ffwrdd o'r Ddaear i sefydlu cysylltiadau cyfathrebu defnyddwyr ar amleddau tonnau milimetr.Fodd bynnag, mae ehangu lloerennau LEO bellach yn ei gwneud hi'n bosibl sefydlu cysylltiadau tonnau milimetr a chreu'r rhwydweithiau gallu uchel sydd eu hangen yn fyd-eang.
Mae gan ddiwydiannau eraill hefyd botensial mawr i ddefnyddio technoleg tonnau milimetr.Yn y diwydiant modurol, mae angen cysylltiadau cyflym parhaus a rhwydweithiau data hwyrni isel ar gerbydau ymreolaethol i weithredu'n ddiogel.Yn y maes meddygol, bydd angen ffrydiau data hynod gyflym a dibynadwy i alluogi llawfeddygon sydd wedi'u lleoli o bell i weithredu gweithdrefnau meddygol manwl gywir.
Deng Mlynedd o Arloesedd Tonnau Milimetr
Mae Filtronic yn arbenigwr technoleg cyfathrebu tonnau milimetr blaenllaw yn y DU.Ni yw un o’r ychydig gwmnïau yn y DU sy’n gallu dylunio a gweithgynhyrchu cydrannau cyfathrebu tonnau milimetr uwch ar raddfa fawr.Mae gennym beirianwyr RF mewnol (gan gynnwys arbenigwyr tonnau milimetr) sydd eu hangen i gysyniadu, dylunio a datblygu technolegau tonnau milimetr newydd.
Yn ystod y degawd diwethaf, rydym wedi cydweithio â chwmnïau telathrebu symudol blaenllaw i ddatblygu cyfres o drosglwyddyddion tonnau microdon a milimetr, mwyhaduron pŵer, ac is-systemau ar gyfer rhwydweithiau ôl-gludo.Mae ein cynnyrch diweddaraf yn gweithredu yn yr E-band, sy'n darparu ateb posibl ar gyfer cysylltiadau bwydo capasiti uchel iawn mewn cyfathrebu lloeren.Dros y degawd diwethaf, mae wedi'i addasu a'i wella'n raddol, gan leihau pwysau a chost, gwella perfformiad, a gwella prosesau gweithgynhyrchu i gynyddu cynhyrchiant.Gall cwmnïau lloeren bellach osgoi blynyddoedd o brofi a datblygu mewnol trwy fabwysiadu'r dechnoleg lleoli gofod profedig hon.
Rydym wedi ymrwymo i flaen y gad o ran arloesi, creu technoleg yn fewnol a datblygu prosesau gweithgynhyrchu màs mewnol ar y cyd.Rydym bob amser yn arwain y farchnad arloesi i sicrhau bod ein technoleg yn barod i'w defnyddio wrth i asiantaethau rheoleiddio agor bandiau amledd newydd.
Rydym eisoes yn datblygu technolegau band-W a band-D i ymdopi â thagfeydd a mwy o draffig data yn yr E-fand yn y blynyddoedd i ddod.Rydym yn gweithio gyda chwsmeriaid y diwydiant i'w helpu i adeiladu mantais gystadleuol trwy refeniw ymylol pan fydd bandiau amledd newydd ar agor.
Beth yw'r cam nesaf ar gyfer tonnau milimetr?
Dim ond mewn un cyfeiriad y bydd cyfradd defnyddio data yn datblygu, ac mae'r dechnoleg sy'n dibynnu ar ddata hefyd yn gwella'n gyson.Mae realiti estynedig wedi cyrraedd, ac mae dyfeisiau IoT yn dod yn hollbresennol.Yn ogystal â chymwysiadau domestig, mae popeth o brosesau diwydiannol mawr i feysydd olew a nwy a gweithfeydd pŵer niwclear yn symud tuag at dechnoleg IoT ar gyfer monitro o bell - gan leihau'r angen am ymyrraeth â llaw wrth weithredu'r cyfleusterau cymhleth hyn.Bydd llwyddiant y rhain a datblygiadau technolegol eraill yn dibynnu ar ddibynadwyedd, cyflymder ac ansawdd y rhwydweithiau data sy'n eu cynnal - ac mae tonnau milimetr yn darparu'r capasiti gofynnol.
Nid yw tonnau milimetr wedi lleihau pwysigrwydd amleddau o dan 6GHz ym maes cyfathrebu diwifr.I'r gwrthwyneb, mae'n atodiad pwysig i'r sbectrwm, sy'n galluogi gwahanol gymwysiadau i gael eu cyflwyno'n llwyddiannus, yn enwedig y rhai sydd angen pecynnau data mawr, hwyrni isel, a dwysedd cysylltiad uwch.
Mae'r achos o ddefnyddio tonnau milimetr i gyflawni disgwyliadau a chyfleoedd technolegau newydd sy'n gysylltiedig â data yn argyhoeddiadol.Ond mae yna heriau hefyd.
Mae rheoleiddio yn her.Mae'n amhosibl mynd i mewn i'r band amledd tonnau milimetr uwch nes bod awdurdodau rheoleiddio yn rhoi trwyddedau ar gyfer ceisiadau penodol.Serch hynny, mae’r twf esbonyddol a ragwelir yn y galw yn golygu bod rheolyddion dan bwysau cynyddol i ryddhau mwy o sbectrwm er mwyn osgoi tagfeydd ac ymyrraeth.Mae rhannu sbectrwm rhwng cymwysiadau goddefol a chymwysiadau gweithredol megis lloerennau meteorolegol hefyd yn gofyn am drafodaethau pwysig ar gymwysiadau masnachol, a fydd yn caniatáu bandiau amledd ehangach a sbectrwm mwy parhaus heb symud i amledd Hz Asia a'r Môr Tawel.
Wrth fanteisio ar y cyfleoedd a ddarperir gan lled band newydd, mae'n bwysig cael technolegau priodol i hyrwyddo cyfathrebu amledd uwch.Dyna pam mae Filtronic yn datblygu technolegau band-W a band-D ar gyfer y dyfodol.Dyma hefyd pam yr ydym yn cydweithio â phrifysgolion, llywodraethau, a diwydiannau i hyrwyddo datblygiad sgiliau a gwybodaeth yn y meysydd sydd eu hangen i ddiwallu anghenion technoleg diwifr yn y dyfodol.Os yw’r DU i arwain y gwaith o ddatblygu rhwydweithiau cyfathrebu data byd-eang yn y dyfodol, mae angen iddi sianelu buddsoddiad y llywodraeth i’r meysydd cywir o dechnoleg RF.
Fel partner yn y byd academaidd, llywodraeth a diwydiant, mae Filtronic yn chwarae rhan flaenllaw wrth ddatblygu technolegau cyfathrebu uwch sydd angen darparu swyddogaethau a phosibiliadau newydd mewn byd lle mae angen data fwyfwy.
Amser postio: Ebrill-27-2023
